一种跨临界热泵装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种跨临界热泵装置，包括压缩系统、冷凝器(2)、主节流装置(401)和蒸发器(3)，其中在位于所述主节流装置(401)和所述蒸发器(3)之间的制冷剂管路上还设置有闪蒸器(5)，所述闪蒸器(5)的排气端经由闪蒸器旁通管路连接到所述压缩系统的低压端、中压端或高压端，且所述压缩系统为包括两个串联压缩机或两个串联压缩腔的压缩机的双级压缩系统。通过本实用新型专利技术能够有效实现跨临界双级压缩循环，最大程度地提高了该循环单位质量制冷剂的吸热量，进而实现供热温度高，可提供120～130℃的供热温度，拓宽了高温热泵的应用范围，提高了循环效率；且还能够有效地降低高低压压比、且系统成本降低、体积减小。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于空调热泵
，具体涉及一种跨临界热泵装置。
技术介绍
高温热泵是一种消耗部分电能，通过热力循环把热能由低温热源转移到高温热源的能量利用系统，因此工业领域的一些其它方法较难利用的工业余热可以通过高温热泵将这部分热量转移到高温热源中，而余热热源以较低的温度排放到环境中，从而减少了对环境的热污染，而产生的高温热源不仅可用于供暖，还可以用于如食品/木材干燥、海水淡化、精馏化工等工业领域。由于高温热泵具有明显的经济效益和社会效益，市场潜力巨大，使其成为近年国际热泵研究的一个基本方向。但是，普通的亚临界循环高温热泵系统受高压压力的限制提供的供热温度一般在70～80℃左右，限制了其在高温工业领域的应用范围。跨临界循环高温热泵能够提供120-130℃的供热温度，远高于普通热泵系统的供热温度，因此应用前景更广阔。但由于其高低压压比远高于普通的热泵系统，循环效率相对较低。现有技术中存在一种多级压缩、逐级升温的方案，见图11所示，系统由两个相对独立的循环组成，低温级冷凝器输出的热源继续通过高温级冷凝器的加热，使得热源温度进一步提高，低温级过冷却器为高温级的蒸发器。该系统增加了一个或多个包括压缩机和冷凝器的辅路循环，系统成本较高，而且增大了系统的体积和控制复杂度。由于现有技术中存在亚临界循环高温热泵由于供热温度低而限制了应用范围；虽然跨临界循环高温热泵供热温度高但是其高低压比较大、循环效率较低；逐级升温热泵系统虽然供热温度高、高低压压比较低但是成本较高且系统体积较大、控制度复杂的技术问题，因此本技术研究设计出一种跨临界热泵装置。r>
技术实现思路
因此，本技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的热泵系统存在无法同时实现供热温度高、高低压压比低且成本低、系统体积较小的缺陷，从而提供一种跨临界热泵装置。本技术提供了一种跨临界热泵装置，包括压缩系统、冷凝器、主节流装置和蒸发器，其中在位于所述主节流装置和所述蒸发器之间的制冷剂管路上还设置有闪蒸器，所述闪蒸器的排气端经由闪蒸器旁通管路连接到所述压缩系统的低压端、中压端或高压端，且所述压缩系统为包括两个串联压缩机或两个串联压缩腔的压缩机的双级压缩系统。优选地，所述双级压缩系统包括串联连接的第一压缩机和第二压缩机。优选地，所述双级压缩系统为包含低压压缩腔和高压压缩腔串联连接的双缸双转子压缩机。优选地，所述闪蒸器旁通管路连接到所述压缩系统的低压端，且在所述闪蒸器旁通管路上设置有压力平衡装置。优选地，所述闪蒸器旁通管路连接到所述压缩系统的中压端，且在所述闪蒸器旁通管路上设置有第三压缩机。优选地，所述闪蒸器旁通管路连接到所述压缩系统的高压端，且在所述闪蒸器旁通管路上设置有第三压缩机。优选地，所述双级压缩系统和第三压缩机是低压压缩腔和高压压缩腔串联并设有中间补气口的双缸双转子压缩机与转子压缩机并联的结构，或者是三个压缩机在一个壳体内的压缩机单元。优选地，所述双级压缩系统和第三压缩机是低压压缩腔和高压压缩腔串联且不设中间补气口的双缸双转子压缩机与转子压缩机并联的结构，或者是三个压缩机在一个壳体内的压缩机单元。优选地，在所述闪蒸器与蒸发器之间的管路上还设置有辅助节流装置。优选地，还包括设置在制冷剂管路上的中间换热器，所述中间换热器热端设置在冷凝器出口和主节流装置之间的管路上，冷端设置在蒸发器出口与所述压缩系统低压端之间的管路上。优选地，所述闪蒸器是单向闪蒸器或双向闪蒸器。优选地，当具有辅助节流装置时，所述主节流装置和辅助节流装置是毛细管、节流短管、热力膨胀阀、电子膨胀阀、节流孔板中的任意一种。优选地，所示压力平衡装置是流通截面积可调的阀门元件。本技术提供的跨临界热泵装置具有如下有益效果：1.通过本技术的设置闪蒸器及闪蒸旁通管路的跨临界热泵装置，能够有效实现跨临界双级压缩循环，最大程度地提高了该循环单位质量制冷剂的吸热量，进而实现供热温度高，可提供120～130℃的供热温度，拓宽了高温热泵的应用范围，提高了循环效率；并且通过将压缩系统设置为包括两个串联压缩机或两个串联压缩腔的压缩机的双级压缩系统，能够有效地降低高低压压比、且系统成本降低、体积减小；2.增加小排量的第三压缩机将闪发器分离的气体压缩到中间压力或高压压力，降低了主路压缩机的耗功，且主路压缩机采用双缸串联压缩腔并与辅路压缩机压缩腔并联的方式，减小了压缩机体积，降低了系统成本和控制的复杂程度；3.通过增加中间换热器，还能够增加闪发器分离的饱和液体制冷剂流量，蒸发器的换热量会进一步提高，系统制热能力和能效因此也得到进一步提升。附图说明图1是本技术的跨临界热泵装置的实施方式一的结构示意图；图2是本技术的跨临界热泵装置的实施方式二的结构示意图；图3是本技术的跨临界热泵装置的实施方式三的结构示意图；图4是本技术的跨临界热泵装置的实施方式四的结构示意图；图5是本技术的跨临界热泵装置的实施方式五的结构示意图；图6是本技术的跨临界热泵装置的实施方式六的结构示意图；图7是本技术的跨临界热泵装置的实施方式七的结构示意图；图8是本技术的跨临界热泵装置的实施方式八的结构示意图；图9是本技术的跨临界热泵装置的实施方式九的结构示意图；图10是本技术的跨临界热泵装置的压缩机单元的结构示意图；其中(a)表示压缩机单元第一种结构的示意图；(b)表示压缩机单元第一种结构的示意图；(c)表示压缩机单元第一种结构的示意图；图11是现有技术的逐级升温技术方案的热泵装置的结构示意图。图中附图标记表示为：101—第一压缩机，102—第二压缩机，103—第三压缩机，2—冷凝器(气冷器)，3—蒸发器；401—主节流装置，402—辅助节流装置，5—闪蒸器(闪发器)；6—压力平衡装置；7—中间换热器(经济器)。具体实施方式如图1-10所示，本技术提供一种跨临界热泵装置，包括压缩系统、冷凝器2、主节流装置401和蒸发器3，其中在位于所述主节流装置401和所述蒸发器3之间的制冷剂管路上还设置有闪蒸器5(也可称作闪发器)，所述闪蒸器5的排气端经由闪蒸器旁通管路连接到所述压缩系统的低压端、中压端或高压端，且所述压缩系统为包括两个串联压缩机或两个串联压缩腔的压缩机的双级压缩系统。通过设置上述的闪蒸器及相应的连接结构能够将主节流装置节流后的两相制冷剂经由闪发器进行分离，使得进入蒸发器的制冷剂达到或近似为饱和液体，最大程度地提高了该循环单位质量制冷剂的吸热量，而且由于蒸发器进口制冷剂为饱和液体状态或干度非常低的两相状态有利于蒸发器分流均匀性的改善，有效降低了蒸发器制冷剂侧的压降(制冷剂蒸发过程中的压降随着制冷剂的干度增加而增加，所以将蒸发器进口的干度降低能够降低蒸发器内制冷剂的压降)，增加了蒸发器传热温差；从而能够有效实现跨临界双级压缩循环，最大程度地提高了该循环单位质量制冷剂的吸热量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种跨临界热泵装置，包括压缩系统、冷凝器(2)、主节流装置(401)和蒸发器(3)，其特征在于：在位于所述主节流装置(401)和所述蒸发器(3)之间的制冷剂管路上还设置有闪蒸器(5)，所述闪蒸器(5)的排气端经由闪蒸器旁通管路连接到所述压缩系统的低压端、中压端或高压端，且所述压缩系统为包括两个串联压缩机或两个串联压缩腔的压缩机的双级压缩系统。

【技术特征摘要】
1.一种跨临界热泵装置，包括压缩系统、冷凝器(2)、主节流装置(401)
和蒸发器(3)，其特征在于：在位于所述主节流装置(401)和所述蒸发器(3)
之间的制冷剂管路上还设置有闪蒸器(5)，所述闪蒸器(5)的排气端经由闪
蒸器旁通管路连接到所述压缩系统的低压端、中压端或高压端，且所述压缩系
统为包括两个串联压缩机或两个串联压缩腔的压缩机的双级压缩系统。
2.根据权利要求1所述的跨临界热泵装置，其特征在于：所述双级压缩
系统包括串联连接的第一压缩机(101)和第二压缩机(102)。
3.根据权利要求1所述的跨临界热泵装置，其特征在于：所述双级压缩
系统为包含低压压缩腔和高压压缩腔串联连接的双缸双转子压缩机。
4.根据权利要求1-3之一所述的跨临界热泵装置，其特征在于：所述闪
蒸器旁通管路连接到所述压缩系统的低压端，且在所述闪蒸器旁通管路上设置
有压力平衡装置(6)。
5.根据权利要求1-3之一所述的跨临界热泵装置，其特征在于：所述闪
蒸器旁通管路连接到所述压缩系统的中压端，且在所述闪蒸器旁通管路上设置
有第三压缩机(103)。
6.根据权利要求1-3之一所述的跨临界热泵装置，其特征在于：所述闪
蒸器旁通管路连接到所述压缩系统的高压端，且在所述闪蒸器旁通管路上设置
有第三压缩机(103)。
7.根据权利要求5所述的跨临界热泵装置，其特征在于：所述双级压缩
系统和第三压缩机(103)是...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂小苹，梁祥飞，张阳，张蓓，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44