一种利用涡流分离热气体的热泵系统，其特征在于，包括换热器（1）、气体冷却器（2）、压缩机（3）、蒸发器（4）和涡流管（5）；所述涡流管（5）包括涡流室（7）、冷段（8）和热扩压段（6），所述热扩压段（6）包括与所述涡流室（7）连通的扩压本体（13），所述扩压本体（13）的内壁上设置有饱和液体收集凹槽（18），所述饱和液体收集凹槽（18）的底部连接有收集饱和液体出口接管（12）；所述扩压本体（13）的出口处密封有底板（19），所述底板（19）上连接有热气体出口接管（9），所述底板（19）的中心位置安装有使中心区冷气体朝向冷段（8）折返的中心挡板（15?1）；所述涡流室（7）上连接有高压气体进口接管（10），所述冷段（8）上连接有冷气体出口接管（11）；所述压缩机（3）的出口与所述气体冷却器（2）的工质入口连接，所述气体冷却器（2）的工质出口与所述涡流管（5）的高压气体进口接管（10）连接，所述涡流管冷段（8）的冷气体出口接管（11）与所述涡流管（5）的饱和液体出口接管（12）并联后与所述蒸发器（4）的工质入口连接，所述蒸发器（4）的工质出口与所述压缩机（3）的入口连接，所述涡流管的热气体出口接管（9）与所述换热器（1）的工质入口连接，所述换热器（1）的工质出口与所述压缩机（3）的中间补气口连接；所述气体冷却器（2）的出水口与所述换热器（1）的进水口连接，所述换热器（1）的出水口与生活用水设备的热水进口连接。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种利用涡流分离热气体的热泵系统，提供一种利用涡流膨胀降压，减少系统不可逆损失的系统。包括换热器、气体冷却器、压缩机、蒸发器和涡流管；涡流管包括涡流室、冷段和热扩压段，热扩压段底板的中心位置有使中心区冷气体朝向冷段折返的中心挡板；压缩机出口与气体冷却器工质入口连接，气体冷却器工质出口与涡流管高压气体进口接管连接，冷段的冷气体出口接管与涡流管饱和液体出口接管并联后与蒸发器工质入口连接，蒸发器工质出口与压缩机入口连接，涡流管的热气体出口接管与换热器工质入口连接，换热器工质出口与压缩机中间补气口连接。本专利技术采用具有扩压作用的涡流管实现高压气体涡流膨胀降压，减少了系统的不可逆损失。【专利说明】利用涡流分离热气体的热泵系统
本专利技术涉及暖通空调
，特别是涉及一种利用涡流分离热气体的热泵系统。
技术介绍
随着人民生活水平的提高，家庭供暖和热水供应已成为现代人居环境中不可缺少的一部分。而当今科技的发展，引起严重的环境污染和资源短缺，自然工质替代以及热泵系统的性能提高是研究者亟待解决的问题。CO2具有的良好热力性能，在超临界区的温度滑移特性，其应用于热泵系统，提高CO2热泵系统的性能以及开发新型CO2热泵系统引起研究者的关注。现有的利用节流阀节流降压的CO2跨临界循环以及其它工质的亚临界循环热泵，系统的损失较大，不利于运行性能的提高。因此，如何减少CO2以及其它工质的节流损失，使节流过程接近等熵膨胀过程，提高循环系统的能效，节约能源，是亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有CO2跨临界循环热泵以及其它工质的亚临界循环存在的技术缺陷，提供一种利用涡流膨胀降压，以减少系统不可逆损失的热泵系统。为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是:一种利用涡流分离热气体的热泵系统，包括换热器、气体冷却器、压缩机、蒸发器和涡流管；所述涡流管包括涡流室、冷段和热扩压段，所述热扩压段包括与所述涡流室连通的扩压本体，所述扩压本体的内壁上设置有饱和液体收集凹槽，所述饱和液体收集凹槽的底部连接有收集饱和液体出口接管；所述扩压本体的出口处密封有底板，所述底板上连接有热气体出口接管，所述底板的中心位置安装有使中心区冷气体朝向冷段折返的中心挡板；所述涡流室上连接有高压气体进口接管，所述冷段上连接有冷气体出口接管；所述压缩机的出口与所述气体冷却器的工质入口连接，所述气体冷却器的工质出口与所述涡流管的高压气体进口接管连接，所述涡流管冷段的冷气体出口接管与所述涡流管的饱和液体出口接管并联后与所述蒸发器的工质入口连接，所述蒸发器的工质出口与所述压缩机的入口连接，所述涡流管的热气体出口接管与所述换热器的工质入口连接，所述换热器的工质出口与所述压缩机的中间补气口连接；所述气体冷却器的出水口与所述换热器的进水口连接，所述换热器的出水口与生活用水设备的热水进口连接。所述中心挡板与挡板径向面积调节机构连接。所述挡板径向面积调节机构包括密封安装于所述底板上的丝杠伸缩调节机构、底盘和多个伸缩套，多个所述伸缩套之间可伸缩连接，所述中心挡板固定安装于首端的所述伸缩套中心，末端的所述伸缩套与所述底盘固定连接，所述丝杠伸缩调节机构的丝杠穿过所述底盘和多个伸缩套与所述中心挡板固定连接，通过所述丝杠调节所述中心挡板的伸缩，通过所述中心挡板带动所述多个伸缩套与所述中心挡板平齐，使得多个所述伸缩套的截面与所述中心挡板组合成不同径向面积的端面，以实现冷热气体流量的调节。所述丝杠伸缩调节机构包括螺母、丝杠和连接件，所述连接件与所述底板固定连接，所述丝杠与所述连接件螺纹连接，所述丝杠下端与所述中心挡板固定连接，所述丝杠上端与所述螺母螺纹连接。所述中心挡板与所述多个伸缩套成阶梯型排列。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是:1、本专利技术的热泵系统，利用超临界区、气体冷却器出口的CO2高压气体或其它工质冷凝器出口的高温高压液体涡流膨胀降压，减少热泵系统的不可逆损失，同时充分利用了分离出的温度较高的热气体的能量，对从气体冷却器吸热升温的热水再加热，可获得更多的制热量，可以有效地改善系统的性能，保护环境、节约能源。2、本专利技术的热泵系统结构简单，安装方便，工作稳定。3、本专利技术的热泵系统中采用具有扩压作用的涡流管代替常规制冷循环中的节流降压元件，从而使得节流过程接近等熵膨胀过程，结构简单，无运动部件，结构轻巧，成本低，易维护，使用寿命长。4、本专利技术的热泵系统中，通过径向面积可调的中心挡板调节冷热气体的流量，提闻系统的能效。【专利附图】【附图说明】图1所示为本专利技术的利用涡流分离热气体的热泵系统的示意图；图2所示为本专利技术涡流管的连接管示意图。图3所示为热扩压段的结构示意图；图4所示为图3的A-A剖视图。图中:1.换热器，2.气体冷却器，3.压缩机，4.蒸发器，5.涡流管，6.热扩压段，7.涡流室，8.冷段，9.热气体出口接管，10.高压气体进口接管，11.冷气体出口接管，12.饱和液体出口接管，13.扩压本体，14.连接件，15-1.中心挡板，15-2.第一伸缩套，15-3.第二伸缩套，15-4.第三伸缩套，16.螺母，17.丝杠，18.饱和液体收集凹槽，19.底板,20.底盘。【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。本专利技术的利用涡流分离热气体的热泵系统示意图如图1-图4所示，包括换热器1、气体冷却器2、压缩机3、蒸发器4和涡流管5。本专利技术的涡流管是在现有技术上的改进，将原来的热段改进为具有扩压作用的热扩压段。具体为:所述涡流管5包括涡流室7、冷段8和热扩压段6，所述热扩压段6包括与所述涡流室7连通的扩压本体13，所述扩压本体13的内壁上设置有饱和液体收集凹槽18，所述饱和液体收集凹槽18的底部连接有收集饱和液体出口接管12 ;所述扩压本体13的出口处密封有底板19，所述底板19上连接有热气体出口接管9，所述底板19的中心位置安装有使中心区冷气体朝向冷段8折返的中心挡板15-1 ；所述涡流室7上连接有高压气体进口接管10，所述冷段8上连接有冷气体出口接管11 ;所述压缩机3的出口与所述气体冷却器2的工质入口连接，所述气体冷却器2的工质出口与所述涡流管5的高压气体进口接管10连接，所述涡流管冷段8的冷气体出口接管11与所述涡流管5的饱和液体出口接管12并联后与所述蒸发器4的工质入口连接，所述蒸发器4的工质出口与所述压缩机3的入口连接，所述涡流管的热气体出口接管9与所述换热器I的工质入口连接，所述换热器I的工质出口与所述压缩机3的中间补气口连接；所述气体冷却器2的出水口与所述换热器I的进水口连接，所述换热器I的出水口与生活用水设备的热水进口连接。为了便于冷热气体流量的调节，所述中心挡板15-1与挡板径向面积调节机构连接。挡板径向面积调节机构可以采用现有技术中的多种结构形式。本实施例中，所述挡板径向面积调节机构包括密封安装于所述底板19上的丝杠伸缩调节机构、底盘20和多个伸缩套，多个所述伸缩套之间可伸缩连接。所述中心挡板15-1固定安装于首端的所述伸缩套中心，末端的所述伸缩套与所述底盘固定连接，所述丝杠伸缩调节机构的丝杠穿过所述底盘和多个伸缩套与所述中心挡板固定连接，通过所述丝杠调节所述中心挡板的伸缩，通过所述中心挡板带动所述多个伸本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用涡流分离热气体的热泵系统，其特征在于，包括换热器（1）、气体冷却器（2）、压缩机（3）、蒸发器（4）和涡流管（5）；所述涡流管（5）包括涡流室（7）、冷段（8）和热扩压段（6），所述热扩压段（6）包括与所述涡流室（7）连通的扩压本体（13），所述扩压本体（13）的内壁上设置有饱和液体收集凹槽（18），所述饱和液体收集凹槽（18）的底部连接有收集饱和液体出口接管（12）；所述扩压本体（13）的出口处密封有底板（19），所述底板（19）上连接有热气体出口接管（9），所述底板（19）的中心位置安装有使中心区冷气体朝向冷段（8）折返的中心挡板（15?1）；所述涡流室（7）上连接有高压气体进口接管（10），所述冷段（8）上连接有冷气体出口接管（11）；所述压缩机（3）的出口与所述气体冷却器（2）的工质入口连接，所述气体冷却器（2）的工质出口与所述涡流管（5）的高压气体进口接管（10）连接，所述涡流管冷段（8）的冷气体出口接管（11）与所述涡流管（5）的饱和液体出口接管（12）并联后与所述蒸发器（4）的工质入口连接，所述蒸发器（4）的工质出口与所述压缩机（3）的入口连接，所述涡流管的热气体出口接管（9）与所述换热器（1）的工质入口连接，所述换热器（1）的工质出口与所述压缩机（3）的中间补气口连接；所述气体冷却器（2）的出水口与所述换热器（1）的进水口连接，所述换热器（1）的出水口与生活用水设备的热水进口连接。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：宁静红，刘圣春，郭宪民，叶庆银，
申请(专利权)人：天津商业大学，
类型：发明
国别省市：
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