一种基于微孔喷射式蒸发器的热泵系统技术方案

本发明专利技术公开基于微孔喷射式蒸发器的热泵系统，包括多个并列设置的微孔喷射式套管蒸发器，每个微孔喷射式套管蒸发器包括内层管、外层管；内层管一端封闭、另一端开口与分液器连接以接收来自分液器的高压液态制冷剂，内层管表面分布若干微孔，以使高压液态制冷剂流过后被节流为低温低压液态制冷剂喷射至外层管的内壁整个表面，形成一层液态膜状制冷剂与外界换热；外层管靠近分液器的一端密封，另一端为集气口与压缩机回气管相连；压缩机排气管连接冷凝器，冷凝器排液管与储液罐相连，储液罐与分液器相连。本发明专利技术换热效率高，同样换热量下可减小换热温差；制冷剂即刻由液态变为气态流经蒸发器回到变频压缩机，减小回气阻力，减少系统能耗。

A heat pump system based on microporous ejector evaporator

The invention discloses a heat pump system based on a microporous ejector evaporator, which comprises a plurality of microporous ejector casing evaporators arranged side by side, each of which comprises an inner tube and an outer tube, one end of the inner tube is closed, and the other end is connected with the divider to receive a high-pressure liquid refrigerant from the divider. A number of micro-holes are distributed on the inner surface of the inner tube to make the high-pressure liquid refrigerant flow through the tube and then be throttled into a low-temperature and low-pressure liquid refrigerant injection to the inner surface of the outer tube, forming a layer of liquid film refrigerant to heat transfer with the outside world. The exhaust pipe of the compressor is connected with the condenser, the exhaust pipe of the condenser is connected with the liquid storage tank, and the liquid storage tank is connected with the liquid separator. The invention has high heat transfer efficiency and can reduce the heat transfer temperature difference under the same heat transfer capacity; the refrigerant immediately changes from liquid to gaseous flow through the evaporator and returns to the frequency conversion compressor, thereby reducing the air return resistance and reducing the energy consumption of the system.

【技术实现步骤摘要】
一种基于微孔喷射式蒸发器的热泵系统
本专利技术涉及热泵
，具体涉及一种基于微孔喷射式蒸发器的热泵系统。
技术介绍
随着环境问题的日益突出，热泵取暖正逐渐的取代传统煤取暖。各省市相继出台了关于煤改电取暖的政策，政府提供资金推进政策实施，例如2016年北京市政府已对周边区县实施煤改电取暖。煤改电取暖已在天津、河北、山西等地开始实行，热泵取代煤取暖已是必然的趋势。然而，冬季室外环境温度常低于0℃，空气源热泵机组对室内供热时室外换热器表面往往低于室外空气的露点温度，造成室外换热器结霜。空气源热泵结霜对热泵运行主要影响有两方面：一是大量霜积聚将使蒸发器传热性能减弱；二是结霜阻碍了室外盘管间的气体流动，风机能量损耗增加。随着室外换热器壁面霜层厚度的增加，室外换热器蒸发温度下降、机组制热量减少、风机性能衰减、输入电流增大、供热性能系数降低，严重时压缩机会停止运行，以致机组不能正常工作。因此，解决结霜问题是热泵应用的一个技术难题。延缓结霜是解决结霜问题一种有效的方法，目前可采用的主要方法是改变系统流程和蒸发器结构参数以提高室外蒸发器的换热温度和换热量，通常采用增大蒸发器面积或者加大风机风速，但会带来额外的功耗。所以提供一种可有效避免或抑制结霜的热泵系统具有重要的作用。。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种热泵系统，能通过减少室外蒸发器换热温差和制冷剂流量来延缓热泵系统结霜，同时提高系统效率，降低系统能耗。为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是：一种基于微孔喷射式蒸发器的热泵系统，包括多个并列设置的微孔喷射式套管蒸发器，每个所述微孔喷射式套管蒸发器包括内层管、外层管；所述内层管一端封闭、另一端开口与分液器连接以接收来自分液器的高压液态制冷剂，所述内层管的表面分布若干微孔，用于使高压液态制冷剂流过后被节流为低温低压液态制冷剂并喷射至外层管的内壁的整个表面，形成一层液态膜状制冷剂与外界换热；所述外层管靠近分液器的一端密封、另一端为集气口与压缩机的回气管相连；所述压缩机的排气管连接冷凝器，所述冷凝器的排液管与储液罐相连，所述储液罐与分液器相连。所述冷凝器的一端为冷水输入端，另一端为热水输出端。所述的外层管的直径为内层管的3-5倍。所述微孔喷射式套管蒸发器外设风机。与现有技术相比，该热泵系统其有益的效果是：(1)高温高压的制冷剂经过蒸发器的内层管的小孔节流喷射至外层管的整个管壁上，形成层膜换热，换热效率高，相同换热量的情况下可减小换热温差，抑制结霜；此外，较小的换热温差可使蒸发温度有所上升，继而提高系统效率。(2)该热泵与其它热泵相比制冷剂充灌量约为三分之一。(3)低温低压液态制冷剂在蒸发器内换热后即刻变为气态制冷剂，相比液态的制冷剂流动阻力减小，减少系统能耗。附图说明图1是基于微孔喷射式蒸发器的热泵系统的结构原理示意图；图2是微孔喷射式套管蒸发器的结构原理示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。参见图1-2所示，一种基于微孔喷射式蒸发器的热泵系统，包括变频压缩机1，冷凝器2，储液罐5，分液器6，风机7，多个并列设置的微孔喷射式套管式蒸发器8；每个微孔喷射式套管式蒸发器8包括内层管12，外层管11，内层套管12一端封闭，另一端开口与分液器6的出口相连接，其表面有孔径大小相等的微孔13，所述外层管11的直径为内层管12的3-5倍，套在内层管12的外端，所述外层管11的靠近分液器6的一端10用环形封板密封，环形封板与所述内层管12的开口端的外壁密封焊接，另一端为集气口9，作为制冷剂输出端；其中，所述变频压缩机1的排气管连接冷凝器2，所述的冷凝器2的一端接冷水输入端口3，另一端接热水输出端口4，所述的冷凝器2的排液管与储液罐5的进液口相连，所述的储液罐5的出液口与分液器6的进液口相连，所述的分液器6的出液口与套管式蒸发器的内层管12的开口端相连，所述的微孔喷射式套管蒸发器8外设置一个风机7，所述微孔喷射式套管蒸发器的外层管的集气口9与变频压缩机1的回气管相连，构成一个回路。其中，所述制冷剂都是本领域内常见的制冷剂。优选的，所述外层管11的直径为内层管12的3～5倍。其中，所述的微孔的孔径及布置方式根据套管蒸发器的管径来具体设置，以喷射出的制冷剂能均匀地形成在外层管11的内壁的整个表面，形成一层液态膜状的制冷剂为原则，如图2所示的间隔布置在内层管的管壁上。热泵运行时，压缩机1排出的高温高压的气态制冷剂流经冷凝器2，在冷凝器与水进行换热，冷水在冷水输入端口流入，热水在热水输出端口流出。制冷剂经冷凝器2后流入到储液罐5，由储液罐5流出冷凝后的高压液态制冷剂，进入分液器6，由分液器6均匀地分配至各路微孔喷射式套管蒸发器的内层管12中，制冷剂流过内层管的微孔13以后被节流为低温低压的液态制冷剂，所得的低温低压液态制冷剂喷射至外层管11的内壁的整个表面，形成一层液态膜状的制冷剂，能够与外界快速换热并充分利用外层管壁面积，换热效率显著提高，所以在同样的换热量下可以减小换热温差。所以该热泵可以通过减小换热温差抑制结霜；此外，较小的换热温差可使蒸发温度有所上升，继而提高系统效率。其中，所述的制冷剂经外层管11与内层管12之间通道汇集流到出口集气口9，由此流至变频压缩机1的回气管。由于在微孔喷射式套管蒸发器8中制冷剂即刻由液态变为气态，并以气态的形式流经蒸发器回到变频压缩机1，相对液态的制冷剂减小了回气阻力，减少了系统能耗，还可有效减少热泵制冷剂充灌少，提高环保性。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出的是，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于微孔喷射式蒸发器的热泵系统，其特征在于，包括多个并列设置的微孔喷射式套管蒸发器，每个所述微孔喷射式套管蒸发器包括内层管、外层管；所述内层管一端封闭、另一端开口与分液器连接以接收来自分液器的高压液态制冷剂，所述内层管的表面分布若干微孔，用于使高压液态制冷剂流过后被节流为低温低压液态制冷剂并喷射至外层管的内壁的整个表面，形成一层液态膜状制冷剂与外界换热；所述外层管靠近分液器的一端密封、另一端为集气口与压缩机的回气管相连；所述压缩机的排气管连接冷凝器，所述冷凝器的排液管与储液罐相连，所述储液罐与分液器相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于微孔喷射式蒸发器的热泵系统，其特征在于，包括多个并列设置的微孔喷射式套管蒸发器，每个所述微孔喷射式套管蒸发器包括内层管、外层管；所述内层管一端封闭、另一端开口与分液器连接以接收来自分液器的高压液态制冷剂，所述内层管的表面分布若干微孔，用于使高压液态制冷剂流过后被节流为低温低压液态制冷剂并喷射至外层管的内壁的整个表面，形成一层液态膜状制冷剂与外界换热；所述外层管靠近分液器的一端密封、另一端为集气口与压缩机...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈爱强，刘昊东，刘斌，
申请(专利权)人：天津商业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12