热泵系统技术方案

本发明专利技术提供一种热泵系统，包括工质循环主路径，在工质循环主路径中沿着制冷剂的流动方向依次布置有压缩机、冷凝器、主路膨胀阀和蒸发器，在工质循环主路径中，冷凝器与主路膨胀阀之间还设置有节流装置和冷却装置。根据本发明专利技术的热泵系统通过节流装置的节流降压作用以及冷却装置的冷却作用，能够有效降低系统中的膨胀阀前的制冷剂温度。膨胀阀前的制冷剂温度。膨胀阀前的制冷剂温度。

【技术实现步骤摘要】
热泵系统


[0001]本专利技术涉及热泵系统领域，更具体地，涉及一种具有二次节流装置的高温热泵系统。

技术介绍

[0002]本部分提供了与本专利技术相关的背景信息，这些信息并不必然构成现有技术。
[0003]目前在100℃以上烘干应用中通常采用电加热、燃气、燃油等传统的干燥器，但传统的干燥器存在易燃、易爆、耗能严重等问题。高温热泵机组作为高能效、环保的新能源技术，能够从低品位的水源或空气源中吸收热量，将制冷剂直接压缩至高压，最终产生100℃以上的热风或热水，从而替代传统的干燥器。高温热泵系统主要包括由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器依次连接而构成的工质循环路径。
[0004]在高温热泵系统中，膨胀阀前的制冷剂温度可能超过110℃，最高可达135℃，而一般膨胀阀的最高耐受温度则为70℃。如果采用特制的膨胀阀，则会导致成本的增加。因此，膨胀阀的耐受温度限制了高温热泵系统的大规模推广应用。
[0005]因此，需要提供一种改进的高温热泵系统，以降低膨胀阀前的制冷剂温度，从而保证膨胀阀在安全范围内运行。

技术实现思路

[0006]在本部分中提供本专利技术的总体概要，而不是本专利技术完全范围或本专利技术所有特征的全面公开。
[0007]本专利技术的目的提供一种简单、可靠、低成本的高温热泵系统，该高温热泵系统采用二次节流装置，使得系统中的膨胀阀前的制冷剂温度降低，从而在采用常规膨胀阀的情况下应用高温热泵系统。
[0008]根据本专利技术的一个方面，提供了一种热泵系统，该热泵系统包括工质循环主路径，在工质循环主路径中沿着制冷剂的流动方向依次布置有压缩机、冷凝器、主路膨胀阀和蒸发器，其中，在工质循环主路径中，冷凝器与主路膨胀阀之间还设置有节流装置和冷却装置。
[0009]可选地，冷凝器、节流装置、冷却装置和主路膨胀阀沿着制冷剂的流动方向依次布置。
[0010]可选地，节流装置构造为毛细管、针阀、球阀或热力膨胀阀。
[0011]可选地，冷却装置构造为换热器，该换热器为制冷剂-水换热器或者制冷剂-空气换热器。
[0012]可选地，换热器中的制冷剂通过蒸发器的冷量进行冷却。
[0013]可选地，热泵系统还包括补气辅路，冷却装置构造为经济器，经济器为制冷剂-制冷剂换热器，在经济器中包括作为工质循环主路径的一部分的中温制冷剂通道和作为补气辅路的一部分的低温制冷剂通道。
[0014]可选地，压缩机构造为喷气增焓压缩机，包括吸气口、排气口和补气口，补气辅路从工质循环主路径的位于经济器下游的分支点延伸、经过低温制冷剂通道然后连接至补气口。
[0015]可选地，在补气辅路中，分支点与低温制冷剂通道的入口之间还设置有辅路膨胀阀。
[0016]可选地，在补气辅路中，进入低温制冷剂通道的制冷剂为气液混合态的制冷剂，从低温制冷剂通道排出的制冷剂为气态的制冷剂。
[0017]可选地，在工质循环主路径中，从节流装置排出的制冷剂为气液混合态的制冷剂，从冷却装置中排出的制冷剂为液态的制冷剂。
[0018]总体上，根据本专利技术的高温热泵系统至少带来以下有益效果：根据本专利技术的高温热泵系统通过节流装置的节流降压作用以及冷却装置的冷却作用，能够有效降低系统中的膨胀阀前的制冷剂温度，从而保证膨胀阀在安全范围内运行。并且，本专利技术的高温热泵系统中设置的部件数量较少、结构简单、采用常规膨胀阀即可以满足需要，具有较高的成本效益。
附图说明
[0019]根据以下参照附图的详细描述，本专利技术的前述及另外的特征和特点将变得更加清楚，这些附图仅作为示例并且不一定是按比例绘制。在附图中采用相同的参考标记指示相同的部件，在附图中：
[0020]图1示出了根据本专利技术的第一实施方式的高温热泵系统的示意图；
[0021]图2示出了根据本专利技术的第二实施方式的高温热泵系统的示意图；以及
[0022]图3示出了根据本专利技术的第三实施方式的高温热泵系统的示意图。
具体实施方式
[0023]现在将结合附图1-3对本专利技术的优选实施方式进行详细描述。以下的描述在本质上只是示例性的而非意在限制本专利技术及其应用或用途。在各视图中，相对应的构件或部分采用相同的参考标记。
[0024]图1示出了根据本专利技术的第一实施方式的高温热泵系统的示意图，该高温热泵系统包括主要由压缩机1、冷凝器2、主路膨胀阀6和蒸发器7依次通过管道连接构成的工质循环主路径(在附图中箭头表示制冷剂的流向)。另外，在主路膨胀阀6的上游、冷凝器2与主路膨胀阀6之间的路径中还设置有毛细管3和经济器4。也就是说，对于根据本专利技术的第一实施方式的高温热泵系统，压缩机1、冷凝器2、毛细管3、经济器4、主路膨胀阀6和蒸发器7沿着工质的流动方向依次布置在工质循环主路径中。其中，冷凝器2和蒸发器7构造为制冷剂-水换热器或者制冷剂-空气换热器，具有用于工质循环主路径中的制冷剂通过的制冷剂通道和用于工质循环主路径以外的介质(例如水或空气)通过的介质通道。
[0025]另外，该高温热泵系统还包括补气辅路。该补气辅路可以布置有辅路膨胀阀5和经济器4。经济器4构造为制冷剂-制冷剂换热器。在经济器4中包括作为工质循环主路径的一部分的中温制冷剂通道和作为补气辅路的一部分的低温制冷剂通道。在具有补气辅路的高温热泵系统中，压缩机1构造为喷气增焓压缩机，与普通压缩机相比，喷气增焓压缩机除了
具有吸气口12和排气口11之外，还具有补气口13。在工质循环主路径中还包括位于经济器4下游、经济器4与主路膨胀阀6之间的路径上的分支点46。补气辅路从该分支点46开始延伸，经过低温制冷剂通道并最终连接至压缩机1的补气口13(在附图中箭头表示制冷剂的流向)，辅路膨胀阀5设置在该分支点46与低温制冷剂通道的入口43之间的路径上。
[0026]在工质循环主路径中，从压缩机1排出的高温高压制冷剂气体经由管道进入冷凝器2，在冷凝器2中对其冷却介质通道中的空气或水加热、产生例如用于烘干的100℃以上的热风或热水后从冷凝器2排出。从冷凝器2中排出的制冷剂相较于从压缩机1排出的制冷剂从气态转变为液态，但仍然可以具有例如110℃以上的温度。接着，该高温高压制冷剂液体流经毛细管3，通过毛细管3的节流降压作用，从毛细管3排出的制冷剂的温度降低、压力下降，其中一部分(比如，少部分)制冷剂闪发为气态制冷剂。由此，经由毛细管3将高温高压制冷剂液体转变为中温中压的气液混合态的制冷剂。来自毛细管3的制冷剂通过中温制冷剂通道入口41进入经济器4的中温制冷剂通道，并通过中温制冷剂通道出口42排出经济器4(此时制冷剂可以完全变为液态)。从中温制冷剂通道的出口排出经济器4的制冷剂中的一部分(下称第一制冷剂部分)直接进入主路膨胀阀6，并经过主路膨胀阀6的进一步降温降压而转变为低温低压的制冷剂液体。随后，该低温低压的制冷剂液体进入蒸发器7，在蒸发器7中被气化为制冷剂气体后进入压缩机1的进气口12。
[0027]从中温制冷剂通道的出口42排出经济器4的制冷剂中的另一部分(下称第二制冷剂部分)从工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热泵系统，所述热泵系统包括工质循环主路径，在所述工质循环主路径中沿着制冷剂的流动方向依次布置有压缩机(1)、冷凝器(2)、主路膨胀阀(6)和蒸发器(7)，其特征在于，在所述工质循环主路径中，所述冷凝器(2)与所述主路膨胀阀(6)之间还设置有节流装置和冷却装置。2.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述冷凝器(2)、所述节流装置、所述冷却装置和所述主路膨胀阀(6)沿着制冷剂的流动方向依次布置。3.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述节流装置构造为毛细管(3)、针阀(3a)、球阀或热力膨胀阀。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的热泵系统，其特征在于，所述冷却装置构造为换热器(4b)，所述换热器(4b)为制冷剂-水换热器或者制冷剂-空气换热器。5.根据权利要求4所述的热泵系统，其特征在于，所述换热器(4b)中的制冷剂通过所述蒸发器(7)的冷量进行冷却。6.根据权利要求1至3中的任一项所述的热泵系统，其特征在于，所述热泵系统还包括补气辅路，所述冷却装置构造为经济器(4)，所述经济器...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩年生，项宇，
申请(专利权)人：艾默生环境优化技术苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：