一种由两级集成喷管构成的冷剂气力输送装置及其使用该装置的ＣＯ２超临界热泵空调机。由微型定量容积泵（４）、汽－液升压喷嘴（５）、液－气预压缩喷管（６）、气液分离器（７）、自动排气阀（８）、同步压差控制阀（９）所构成的冷剂气力输送装置；该输送装置与蒸发器（１）、气体冷却器（２）、压缩机（３）、四通阀（１０）、内部气体热交换器（１１）、蒸汽过热器（１２）、止回阀（１３），毛细管（１４）所构成的ＣＯ２超临界热泵空调机。由于本发明专利技术采用ＣＯ２做工质（ＯＤＰ＝０），它更加符合现代环保节能新理念。它所取得的能效比由图２所示的旧系统的２．７３大幅提高到图４所示的新系统的３．６７，高于目前普遍使用的氟利昂制冷循环系统所达到的能效比值。该系统为天然工质在热泵式空调机上的应用，开劈出了一条高效可行的新途径，必将获得十分良好的社会效应和丰硕的经济效应。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种冷剂气力输送装置及其使用该装置的热泵空调机，特别是涉及一 种由两级集成喷管构成的冷剂气力输送装置及其使用该装置的C02超临界热泵空调机。
技术介绍
目前的热泵空调机，一般采用节流元件来调节蒸发量。如图1中，蒸发器(1)，冷凝 器(2)，压缩机(3)，四通阀(4)，毛细管(5)，毛细管起节流的作用。图2是由清华大学邓建 强等人研究提出的CO2超临界制冷循环图，它由蒸发器(1)，气体冷却器(2)，压缩机(3)，膨 胀阀(4)，喷射器(5)组成，该系统受喷射器结构性能影响，只能在固定负荷的情况下运行。 图3是由三星公司最新提出的“喷气增焓”二级压缩高效压缩机的系统图蒸发器(1)，气体 冷却器(2)，压缩机(3)，中压蒸汽发生器(4)，膨胀阀(5)，喷射器(6)，调压膨胀阀(J)。该 系统受喷射器结构性能影响，在部分负荷时的喷管升压效果很有限，能够投入喷射的工作 流量小于冷凝量，故即使是全负荷的情况，取得的节能率也在20%以下，而部分负荷时就更 差一些。其它相关的技术方面包括意大利G. Cattadori、西安交通大学严俊杰等人提出、 研究的蒸汽喷射-水升压装置，所获得的升压系数最高达到1.54。
技术实现思路
图4中，由微型定量容积泵(4)、气-液升压喷管(5)、液-气预压缩喷管(6)、气液 分离器(7)、自动排气阀(8)、同步压差控制阀(9)所构成的冷剂气力输送装置；该输送装置 与蒸发器⑴、气体冷却器⑵、压缩机⑶、四通阀(10)、内部气体热交换器(11)、蒸汽过热 器(12)、止回阀(13)，毛细管(14)所构成的C02超临界热泵空调机。图4中，压缩机(3)出口 2点的高压蒸汽经3点进入气-液升压喷管(5)，与微型 定量容积泵(4)提供的低温液混合，形成的混合流在收缩口中减速升压，该高速射流引射 经同步压差控制阀(9)进入的回液，两股流体混合后进入液-气预压缩喷管(6)入口 14点。微型定量容积泵(4)提供定量的低温液，当负荷降低时，压缩机(3)变频降低转 速，同时同步压差控制阀(9)按同步参数调节压差，使流况满足喷管(6)的动力工作特性。气-液升压喷管(5)的升压系数由下式定义Γ = ^^O-S式中，P。.s-蒸汽滞止压力Px-收缩管出口全压当系统制冷负荷在21. 75 100%之间变动时，该压力系数可在0. 15 0. 5之间取值。同步压差控制阀(9)根据压缩机(3)的调节量，采取预设定值自适应调节的方式 执行调节程序。3同步压差控制(9)阀门减压量由下式确定APx = .χ{ YxAP0式中0 X---表示全开到全关的过程液-气预压缩喷管(6)的工作液流量等于0.59 LOGtl，引射蒸汽流量等于 0. 2175 1. Om0。G0-全负荷工作液量，m0-全负荷蒸发液量液-气预压缩喷管(6)的排汽量与引射量之间存在如下耦合关系m18 =^^，引射系数μ工作液量Gtl :4，3，2，1. 5，1，0. 5排出蒸汽量m18 :1· 1925 1.236 1· 303，1· 351，1.414，1.521. 75%负荷时:m18 = 0. 348，引射系数μ = 0. 1577100%负荷时m18 = 1. 414，引射系数μ = 0. 414工作液量可以根据不同压比需求而定，如果系统选取了某一种设定值，也就等于 选取了一个对应的COP值。经气液分离器(7)蒸汽出口 18排出的蒸汽，在内部气体热交换器(12)中一次加 热后进入压缩机(3)的电机内部冷却入口 19;在电机内部被二次加热后至吸气口 1。四通阀(10)可做模式转换，采用制冷模式时，5-6及4-5’成连通道；采用制热模 式时，4-5及5’ -6成连通道。本专利技术中，所述C02超临界热泵空调机其特征在于液-气预压缩喷管(6)的工作 液流量等于0. 59 1. OGtl，引射蒸汽流量等于0. 2175 1. Om0 ；当系统制冷负荷在21. 75 100%之间变动时，气-液升压喷管(5)的压力系数可在0.15 0.5之间取值，流量可在 0. 5 4之间任意选取，但选定以后便保持定量不变；压缩机(3)可以采用涡旋、滚动转子、 活塞等各种能够适应高压运行工况的机型。本专利技术中，所述风冷C02超临界热泵空调机其特征在于预压缩是通过液体喷射实 现的，具备冠名”CO2液喷空调机”的通俗特征。图5中，2-11是指系统额定负荷过程线，2”_11”过程线为小于额定负荷时的情况。 附图说明图1为采用节流元件来调节蒸发量的风冷热泵空调机示意图。图2为清华大学邓建强等人研究提出的CO2超临界制冷系统示意图。图3为三星公司最新提出的“喷气增焓”二级压缩高效压缩机的系统图。图4为本专利技术提出的由两级集成喷管构成的冷剂气力输送装置及其使用该装置 的C02超临界热泵空调机示意图。图5为本专利技术提出的循环系统的P_h图。具体实施方案实施例工况条件设定蒸发器制冷剂流量单位1. 0,蒸发温度7. 2°C，空气温度35°C，工质R744，负荷量100%。采用R744作为射流工作液，压缩机采用涡旋压缩机，各流 程不计阻力。1，实施例1 (负荷100 %的工况)蒸发器(1):t5 = 7. 2 °C, P5 = 4. 197MPaS' 5 = 1. 063kj/kgh' 5 = 218. 2kj/kgP ‘ 5 = 881kg/m3h〃 5 = 425. 6kj/kgν" 5 = 0. 00812m3/kg S5" = 1. 8028. kj/kg冷却状态:t5,= 86. 3 41. 3°C, IlMPaa，气-液升压喷管(5):收缩-扩散型工作蒸汽量=G3 = 0. 08(蒸汽参数见压缩机出口参数)，引射流量G12 = 0. 92。假 设引射流温度 t12 = 16. 8°C，饱和压力 P12 = 5. 8MPa，h' 12 = 255kj/kg，设定 P14 = IlMPaΓ π, 、二,八,, 0.08x485 + 0.92x255出口液焓:h’14 =-1-二 211> Akj I kg同步压差控制阀(9)的出口参数tn = 28°C, P ‘ n = 790kg/m3，P11 = IlMPa出流量=G11= 1. 334。汇流以后参数压力llMPa，h' 275. 5kj/kg出流量=G14= 2. 334。b，蒸发器蒸汽经蒸汽过热器(12)中换热，由7. 2°C过热至12°C，出口参数如下P7 = 4. 197MPa, h' r ‘‘ = 435. 5kj/kg, ν" 7, = 0. 009068kg/m3，液-气预压缩喷管(6)的入口液焓Γ 7, 1x273.4 + 1.334x277 c7./;h\4+u =--= 215.5kjlkg经计算可得出P17 = 5. 8MPa。查得t17= 16. 8°C。C，气液分离器(7)蒸汽排气经18-19-1过程，在内部气体热交换器(11)中一次过 热至29. 5°C，在压缩机电机内二次过热至32. 4°C，压缩机(3)的吸气参数ti = 33. 5 0C h〃 r = 443kj/kgh" 17 = 406. 7kj/kgP1 = 5. 8MPaS1" = 1. 8223kj/kgd，气液分离器(7本文档来自技高网...
【技术保护点】
由微型定量容积泵（４）、汽－液升压喷嘴（５）、液－气预压缩喷管（６）、气液分离器（７）、自动排气阀（８）、同步压差控制阀（９）所构成的冷剂气力输送装置；该输送装置与蒸发器（１）、气体冷却器（２）、压缩机（３）、四通阀（１０）、内部气体热交换器（１１）、蒸汽过热器（１２）、止回阀（１３），毛细管（１４）所构成的ＣＯ２超临界热泵空调机。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：付继平，
申请(专利权)人：付继平，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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