引射增流型熱泵空調(diào)系統(tǒng)及其操作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種引射增流型熱泵空調(diào)系統(tǒng)及其操作方法。系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、油分離器、四通閥、室外側(cè)換熱器、室內(nèi)側(cè)換熱器、儲(chǔ)液器、單向閥、電磁閥、膨脹閥、干燥器以及引射器等。其中，油分離器、室外側(cè)換熱器、低壓儲(chǔ)液器均與四通閥相接；壓縮機(jī)、電磁閥均與低壓儲(chǔ)液器相接；儲(chǔ)液器、電磁閥與干燥器相接；引射器與膨脹閥并聯(lián)連接。本發(fā)明裝置在制冷模式或制熱模式下運(yùn)行時(shí)，將引射器與膨脹閥并聯(lián)，共同實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)制冷劑的節(jié)流降壓過程和換熱器的增流再循環(huán)過程；通過控制膨脹閥的閥門大小，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)循環(huán)制冷劑流量的寬幅調(diào)節(jié)，從而滿足用戶對(duì)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的部分負(fù)荷需求。
【專利說明】
引射増流型熱泵空調(diào)系統(tǒng)及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種引射增流型熱栗空調(diào)系統(tǒng)及其操作方法，屬于空調(diào)與制冷技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前的蒸氣壓縮式熱栗空調(diào)機(jī)組按照冷凝方式可分為水冷熱栗空調(diào)機(jī)組、風(fēng)冷熱栗空調(diào)機(jī)組和地源熱栗空調(diào)機(jī)組。其中，水冷熱栗空調(diào)機(jī)組是通過冷卻水在冷凝器內(nèi)實(shí)現(xiàn)熱交換，但該系統(tǒng)比較復(fù)雜，需要額外增加水栗和冷卻塔循環(huán)系統(tǒng)，增加了設(shè)備成本，提高了初投資，同時(shí)設(shè)備布置也受到一定的限制。風(fēng)冷熱栗空調(diào)機(jī)組采用強(qiáng)制通風(fēng)方式實(shí)現(xiàn)冷凝器內(nèi)制冷劑與空氣的熱交換，其在夏季室外環(huán)境溫度較高時(shí)，熱交換效果較差，易導(dǎo)致系統(tǒng)的冷凝壓力和冷凝溫度偏高，從而影響制冷系統(tǒng)的整體性能；當(dāng)冬季制熱時(shí)，尤其當(dāng)室外環(huán)境空氣濕度較大時(shí)，蒸發(fā)器換熱表面容易結(jié)霜，從而減小了機(jī)組的有效制熱時(shí)間，降低了系統(tǒng)的整體制熱性能。地源熱栗空調(diào)機(jī)組對(duì)水源的水量和水質(zhì)有較高的要求，實(shí)際應(yīng)用過程中存在冷熱負(fù)荷不平衡和建筑地理?xiàng)l件等限制，且需要大量的埋管空間。
[0003]從發(fā)展現(xiàn)狀和長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展背景來看，風(fēng)冷熱栗空調(diào)機(jī)組仍具有很大的發(fā)展?jié)摿?。但現(xiàn)有風(fēng)冷蒸發(fā)冷凝式換熱器，由于通道內(nèi)部的制冷劑流量相對(duì)不足，換熱面積未能得到充分的利用，其換熱效果還有待進(jìn)一步提高。
[0004]針對(duì)該技術(shù)問題，專利CN201520339702.2的蒸發(fā)冷凝式冷熱水機(jī)組通過采用引射器，在夏季制冷工況(或冬季制熱工況)下可以向蒸發(fā)器(或蒸發(fā)式冷凝器)供液。通過制冷劑引射再循環(huán)，增大了蒸發(fā)側(cè)入口制冷劑流量，減小了氣液兩相流的干度，提高了蒸發(fā)器的換熱系數(shù)。但是，該專利技術(shù)因?yàn)橹徊捎靡淦鱽韺?shí)現(xiàn)系統(tǒng)制冷劑的節(jié)流降壓過程，沒有配置相應(yīng)的節(jié)流閥，因而不能控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)循環(huán)制冷劑的流量，從而難以適應(yīng)用戶對(duì)熱栗空調(diào)部分負(fù)荷動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的需求。
[0005]從以上分析可知，盡管采用引射器可以增大換熱器內(nèi)的制冷劑流量，從而提高換熱器的換熱性能。但是由于引射器自身不具備調(diào)節(jié)流體流量的能力，難以適應(yīng)用戶對(duì)部分負(fù)荷的調(diào)節(jié)要求，急待進(jìn)一步的改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種引射增流型熱栗空調(diào)系統(tǒng)，并提供其操作方法。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，
[0008]引射增流型熱栗空調(diào)系統(tǒng)，包括:壓縮機(jī)、油分離器、四通換向閥、室外側(cè)換熱器、第一單向閥、儲(chǔ)液器、干燥過濾器、第一電磁閥、引射器、第二電磁閥、膨脹閥、第二單向閥、室內(nèi)側(cè)換熱器、低壓儲(chǔ)液器、第三電磁閥、第三單向閥和第四單向閥；所述儲(chǔ)液器的出口與干燥過濾器的入口相連;干燥過濾器的出口分為兩路，一路與第一電磁閥的入口相連，另一路與第二電磁閥的入口相連;所述電磁閥的出口與引射器的高壓工作入口端A相連，引射器的低壓引射入口端B與第三電磁閥的出口端相連，第三電磁閥的入口端與低壓儲(chǔ)液器的底部出口端相連;所述第二電磁閥的出口端與膨脹閥入口端相連，膨脹閥出口端與引射器的混合出口端C并聯(lián)，并聯(lián)后分為兩路，一路與第二單向閥入口端相連，另一路與第四單向閥的入口端相連。
[0009]本發(fā)明的熱栗空調(diào)系統(tǒng)在制冷模式時(shí):從壓縮機(jī)出口流出的高壓制冷劑經(jīng)油分離器后，進(jìn)入四通換向閥的B端口，從四通換向閥的C端口流出后進(jìn)入室外側(cè)換熱器內(nèi)冷卻冷凝，冷卻冷凝后的高壓制冷劑通過第一單向閥，依次經(jīng)過儲(chǔ)液器和干燥過濾器后分為兩路，一路流經(jīng)第一電磁閥進(jìn)入引射器的A端口，作為引射器的高壓工作流體;一路流經(jīng)第二電磁閥進(jìn)入膨脹閥內(nèi)節(jié)流降壓;低壓儲(chǔ)液器底部的低壓液態(tài)制冷劑流經(jīng)第三電磁閥后，被引射器內(nèi)的高壓工作流體抽吸至引射器的B端口，作為低壓引射流體;高壓工作流體和低壓引射流體在引射器內(nèi)充分混合后膨脹變成低壓兩相制冷劑，低壓兩相制冷劑從引射器的C端口流出，與從膨脹閥出口流出的低壓制冷劑混合后，流經(jīng)第二單向閥進(jìn)入室內(nèi)側(cè)換熱器內(nèi)蒸發(fā)制冷，從室內(nèi)側(cè)換熱器流出的制冷劑進(jìn)入四通換向閥的A端口，從四通換向閥的D端口流出后進(jìn)入低壓儲(chǔ)液器內(nèi)，經(jīng)過氣液分離后，被壓縮機(jī)吸入，完成一個(gè)制冷循環(huán)。
[0010]電磁閥的作用是對(duì)兩個(gè)并聯(lián)路徑進(jìn)行控制，當(dāng)僅關(guān)閉與膨脹閥相連的第二電磁閥時(shí)，即單獨(dú)由引射器將工作流體送入室內(nèi)側(cè)換熱器內(nèi)蒸發(fā)制冷；當(dāng)僅關(guān)閉與引射器相連的第一電磁閥時(shí)，此時(shí)該系統(tǒng)即為常規(guī)熱栗空調(diào)系統(tǒng)，制冷劑通過膨脹閥節(jié)流降壓后流經(jīng)第二單向閥進(jìn)入室內(nèi)側(cè)換熱器內(nèi)蒸發(fā)；當(dāng)?shù)谝浑姶砰y和第二電磁閥同時(shí)開啟時(shí)，引射器和膨脹閥共同對(duì)制冷劑作用，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)制冷劑流量的合理控制，并提高系統(tǒng)整體性。
[0011]本發(fā)明的熱栗空調(diào)系統(tǒng)在制熱模式時(shí):從壓縮機(jī)出口流出的高壓制冷劑經(jīng)過油分離器后，進(jìn)入四通換向閥的B端口，從四通換向閥的A端口流出后進(jìn)入室內(nèi)側(cè)換熱器內(nèi)冷卻冷凝，冷卻冷凝后的高壓制冷劑通過單向閥后，依次流過儲(chǔ)液器和干燥過濾器;從干燥過濾器出口流出的制冷劑分為兩路，一路通過第一電磁閥流入引射器的A端口，作為引射器的高壓工作流體;另一路通過第二電磁閥流進(jìn)膨脹閥內(nèi)節(jié)流降壓;低壓儲(chǔ)液器底部的低壓液態(tài)制冷劑流經(jīng)第三電磁閥后，被引射器內(nèi)的高壓工作流體抽吸至引射器的B端口，作為低壓引射流體;高壓工作流體和低壓引射流體在引射器內(nèi)充分混合后膨脹變成低壓兩相制冷劑，低壓兩相制冷劑從引射器的C端口流出，與從膨脹閥出口流出的低壓制冷劑混合后，流經(jīng)第四單向閥進(jìn)入室外側(cè)換熱器內(nèi)吸熱蒸發(fā);從室外側(cè)換熱器出口流出的制冷劑進(jìn)入四通換向閥的C端口，從四通換向閥的D端口流出進(jìn)入低壓儲(chǔ)液器內(nèi)，經(jīng)過氣液分離后，被壓縮機(jī)吸入，完成一個(gè)制熱循環(huán)。
[0012]電磁閥的作用是對(duì)兩個(gè)并聯(lián)路徑進(jìn)行控制，當(dāng)僅關(guān)閉與膨脹閥相連的第二電磁閥時(shí)，即單獨(dú)由引射器將工作流體送入室外側(cè)換熱器內(nèi)蒸發(fā)制冷；當(dāng)僅關(guān)閉與引射器相連的第一電磁閥時(shí)，該系統(tǒng)即為常規(guī)熱栗空調(diào)系統(tǒng)，制冷劑通過膨脹閥節(jié)流降壓后流經(jīng)第四單向閥進(jìn)入室外側(cè)換熱器內(nèi)蒸發(fā)；當(dāng)?shù)谝浑姶砰y和第二電磁閥同時(shí)開啟時(shí)，引射器和膨脹閥共同對(duì)制冷劑作用，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)制冷劑流量的合理控制，并提高系統(tǒng)整體性。
[0013]本發(fā)明的裝置在常規(guī)的換熱器引射增流再循環(huán)技術(shù)的基礎(chǔ)上，將引射器與膨脹閥并聯(lián)，共同實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)制冷劑的節(jié)流降壓過程和換熱器的增流再循環(huán)過程?，F(xiàn)有技術(shù)只采用引射器進(jìn)行節(jié)流降壓時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)不能進(jìn)行部分負(fù)荷的調(diào)節(jié)，只能在設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行，運(yùn)行工況狹窄；而本發(fā)明在采用引射器和膨脹閥基礎(chǔ)上，通過控制膨脹閥的閥門大小，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)負(fù)荷在0-100%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，能滿足用戶對(duì)熱栗空調(diào)系統(tǒng)部分負(fù)荷的調(diào)節(jié)需求。
【附圖說明】
[0014]圖1是引射增流型熱栗空調(diào)系統(tǒng)的總流程示意圖；
[0015]圖2是引射增流型熱栗空調(diào)系統(tǒng)制冷流程示意圖；
[0016]圖3是引射增流型熱栗空調(diào)系統(tǒng)制熱流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0018]本發(fā)明裝置制冷模式如圖2所示:從壓縮機(jī)I流出的高壓制冷劑流經(jīng)油分離器2后，通過四通換向閥3的B、C端口，進(jìn)入室外側(cè)換熱器4內(nèi)冷卻冷凝，冷卻冷凝后的高壓制冷劑通過單向閥5、儲(chǔ)液器6和干燥過濾器7后分為兩路，一路通過電磁閥8流進(jìn)引射器高壓工作入口端A，作為引射器的高壓工作流體；另一路通過電磁閥10流進(jìn)膨脹閥11入口端，在膨脹閥11內(nèi)節(jié)流降壓。流進(jìn)引射器9高壓工作入口端的高壓流體將低壓儲(chǔ)液器14底部的低壓液態(tài)制冷劑經(jīng)電磁閥15抽吸至引射器9的B端口，作為低壓引射流體；引射器9的混合出口C流出的低壓兩相制冷劑與從膨脹閥11出口流出的液態(tài)低壓制冷劑混合后，經(jīng)過單向閥12流入室內(nèi)側(cè)換熱器13內(nèi)吸熱蒸發(fā)。汽化后的制冷劑經(jīng)四通換向閥3的A、D端口后被送入低壓儲(chǔ)液器14內(nèi)，經(jīng)氣液分離后，低壓氣態(tài)制冷劑被壓縮機(jī)I吸入，完成一個(gè)制冷循環(huán)。
[0019]本發(fā)明裝置制熱模式如圖3所示:從壓縮機(jī)I流出的高壓制冷劑經(jīng)過油分離器2后，通過四通換向閥3的B、A端口，進(jìn)入室內(nèi)側(cè)換熱器13內(nèi)冷卻冷凝，被冷卻冷凝后的高壓制冷劑依次通過單向閥16、儲(chǔ)液器6、干燥過濾器7后分為兩路。一路流經(jīng)電磁閥8進(jìn)入引射器9的高壓工作入口端A，作為引射器9的高壓工作流體;另一路制冷劑流經(jīng)電磁閥10后進(jìn)入膨脹閥11的入口端，在膨脹閥11內(nèi)節(jié)流降壓。流進(jìn)引射器9高壓工作入口端的高壓流體將低壓儲(chǔ)液器14底部的低壓液態(tài)制冷劑經(jīng)電磁閥15抽吸至引射器9的B端口，作為低壓引射流體；弓丨射器9的混合出口 C流出的低壓兩相制冷劑與從膨脹閥11出口流出的液態(tài)低壓制冷劑混合后，經(jīng)過單向閥17流入室外側(cè)換熱器4內(nèi)吸熱蒸發(fā)。汽化后的制冷劑經(jīng)四通換向閥3的C、D端口后被送入低壓儲(chǔ)液器14內(nèi)，經(jīng)氣液分離后，低壓氣態(tài)制冷劑被壓縮機(jī)I吸入，完成一個(gè)制熱循環(huán)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.引射增流型熱栗空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，包括:壓縮機(jī)(I)、油分離器(2)、四通換向閥(3)、室外側(cè)換熱器(4)、第一單向閥(5)、儲(chǔ)液器(6)、干燥過濾器(7)、第一電磁閥(8)、引射器(9)、第二電磁閥(10)、膨脹閥(11)、第二單向閥(12)、室內(nèi)側(cè)換熱器(13)、低壓儲(chǔ)液器(14)、第三電磁閥(15)、第三單向閥(16)和第四單向閥(17); 所述儲(chǔ)液器(6)的出口與干燥過濾器(7)的入口相連;干燥過濾器(7)的出口分為兩路，一路與第一電磁閥(8)的入口相連，另一路與第二電磁閥(10)的入口相連;所述電磁閥(8)的出口與引射器(9)的高壓工作入口端A相連，引射器(9)的低壓引射入口端B與第三電磁閥(15)的出口端相連，第三電磁閥(15)的入口端與低壓儲(chǔ)液器(14)的底部出口端相連;所述第二電磁閥(10)的出口端與膨脹閥(11)入口端相連，膨脹閥(11)出口端與引射器(9)的混合出口端C并聯(lián)，并聯(lián)后分為兩路，一路與第二單向閥(12)入口端相連，另一路與第四單向閥(17)的入口端相連。2.利用如權(quán)利要求1所述引射增流型熱栗空調(diào)系統(tǒng)的操作方法，其特征在于，熱栗空調(diào)系統(tǒng)的制冷模式為:從壓縮機(jī)(I)出口流出的高壓制冷劑經(jīng)油分離器(2)后，進(jìn)入四通換向閥(3)的B端口，從四通換向閥(3)的C端口流出后進(jìn)入室外側(cè)換熱器(4)內(nèi)冷卻冷凝，冷卻冷凝后的高壓制冷劑通過第一單向閥(5)，依次經(jīng)過儲(chǔ)液器(6)和干燥過濾器(7)后分為兩路，一路流經(jīng)第一電磁閥(8)進(jìn)入引射器(9)的A端口，作為引射器(9)的高壓工作流體;一路流經(jīng)第二電磁閥(10)進(jìn)入膨脹閥(11)內(nèi)節(jié)流降壓;低壓儲(chǔ)液器(14)底部的低壓液態(tài)制冷劑流經(jīng)第三電磁閥(15)后，被引射器(9)內(nèi)的高壓工作流體抽吸至引射器(9)的B端口，作為低壓引射流體;高壓工作流體和低壓引射流體在引射器(9)內(nèi)充分混合后膨脹變成低壓兩相制冷劑，低壓兩相制冷劑從引射器(9)的C端口流出，與從膨脹閥(11)出口流出的低壓制冷劑混合后，流經(jīng)第二單向閥(12)進(jìn)入室內(nèi)側(cè)換熱器(13)內(nèi)蒸發(fā)制冷，從室內(nèi)側(cè)換熱器(13)流出的制冷劑進(jìn)入四通換向閥(3)的A端□，從四通換向閥(3)的D端□流出后進(jìn)入低壓儲(chǔ)液器(14)內(nèi)，經(jīng)過氣液分離后，被壓縮機(jī)(I)吸入，完成一個(gè)制冷循環(huán)。3.利用如權(quán)利要求1所述引射增流型熱栗空調(diào)系統(tǒng)的操作方法，其特征在于，熱栗空調(diào)系統(tǒng)的制熱模式為:從壓縮機(jī)(I)出口流出的高壓制冷劑經(jīng)過油分離器(2)后，進(jìn)入四通換向閥(3)的B端口，從四通換向閥(3)的A端口流出后進(jìn)入室內(nèi)側(cè)換熱器(13)內(nèi)冷卻冷凝，冷卻冷凝后的高壓制冷劑通過單向閥(16)后，依次流過儲(chǔ)液器(6)和干燥過濾器(7);從干燥過濾器(7)出口流出的制冷劑分為兩路，一路通過第一電磁閥(8)流入引射器(9)的A端口，作為引射器(9)的高壓工作流體;另一路通過第二電磁閥(10)流進(jìn)膨脹閥(11)內(nèi)節(jié)流降壓；低壓儲(chǔ)液器(14)底部的低壓液態(tài)制冷劑流經(jīng)第三電磁閥(15)后，被引射器(9)內(nèi)的高壓工作流體抽吸至引射器(9)的B端口，作為低壓引射流體;高壓工作流體和低壓引射流體在引射器(9)內(nèi)充分混合后膨脹變成低壓兩相制冷劑，低壓兩相制冷劑從引射器(9)的C端口流出，與從膨脹閥(11)出口流出的低壓制冷劑混合后，流經(jīng)第四單向閥(17)進(jìn)入室外側(cè)換熱器(4)內(nèi)吸熱蒸發(fā);從室外側(cè)換熱器(4)出口流出的制冷劑進(jìn)入四通換向閥(3)的C端口，從四通換向閥(3)的D端口流出進(jìn)入低壓儲(chǔ)液器(14)內(nèi)，經(jīng)過氣液分離后，被壓縮機(jī)(I)吸入，完成一個(gè)制熱循環(huán)。
【文檔編號(hào)】F25B41/06GK105841398SQ201610224665
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年4月12日
【發(fā)明人】步應(yīng)輝, 李應(yīng)林, 馬慧齊, 夏學(xué)鷹
【申請(qǐng)人】南京師范大學(xué)