专利名称：一种低温热泵系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种低温热泵系统，尤其涉及一种具有喷射管路的低温热泵系统。
背景技术：
低温热泵系统作为一种节能环保制热方式在寒冷地区得到应用。在低环境温度下 制热时，低温热泵系统的压力比值较大，同时制冷剂流量也大为降低，排气温度显著升高， 低温热泵系统的制热量将无法满足寒冷地区冬季采暖需求，甚至在更低环境温度下，低温 热泵系统无法正常运行。现有的低温热泵系统一般采用增加补气的方式来解决这一问题， 即使压縮机实现准二级压縮，改善压縮机内部压力比值，增加制冷剂流量，降低压縮机排气 温度。这一方式可满足大部分区域的低温热泵系统运行要求，但如果低温热泵系统要在更 大的压力比值或更低的环境温度下运行时，补气方式的低温热泵系统将难以满足要求，此 时压縮机的排气温度将不能通过补气方式降低，压縮机的排气温度将超过使用极限温度， 低温热泵系统运行难以为继。
发明内容
本发明针对以上问题的提出，而研制一种具有喷射管路的低温热泵系统，以实现 低温热泵系统在更低环境温度、更高压力比值工况下，能够安全可靠工作，使系统具有良好 的制热效果。本发明所采用的技术手段如下 —种低温热泵系统，包括一换热器A、一换热器B、一换热器C、一涡旋压縮机、一储 液器、一气液分离器以及相应数量的节流机构和截止机构构成，所述涡旋压縮机，包括至少 一个喷射接口 ，其与换热器A、换热器B、换热器C、储液器、气液分离器以及节流机构和截止 机构保持流路连通形成具有补气喷射系统的低温热泵系统； 其特征在于还包括喷射管路系统，由换热器C的入口和/或出口引出一路管路通 过节流机构后连接到原低温热泵系统中的补气喷射系统的管路上构成，该喷射管路系统和 原补气喷射系统通过管路共同连接到涡旋压縮机的喷射接口上。 喷射管路系统的管路上还设有截止机构，即换热器C的入口或出口引出一路管路
通过节流机构和截止机构后连接到原低温热泵系统中的补气喷射系统的管路上。 所述换热器C为板式换热器或闪蒸罐。
换热器C为板式换热器，包含两个入口及两个出口 第一入口接收来自换热器A流出的中温液态制冷剂，第一出口将过冷的液态制冷 剂输送到所述换热器B，第一入口及第一出口与所述换热器A、换热器B流路连通；
第二入口接收换热器A流出的中温液态制冷剂通过所述节流机构后流入的汽液 混合态制冷剂，第二出口将过热的制冷剂输送到涡旋压縮机喷射接口 ，第二入口及第二出 口与所述换热器A、换热器B及涡旋压縮机喷射接口流路连通； 另外，在换热器C的第一入口和/或第一出口引出一路管路通过节流机构和截止 机构后连接到第二出口将过热的制冷剂输送到涡旋压縮机喷射接口的管路上。
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换热器C是闪蒸罐，包含一个入口及两个以上的出口 入口换热器A流出的中温液态制冷剂通过所述节流机构后流入的汽液混合态制 冷剂，第一出口将过冷的液态制冷剂输送到所述换热器B，入口及第一出口与所述换热器 A、换热器B流路连通； 第二出口将将过热的制冷剂输送到涡旋压縮机喷射接口，第二入口及第二出口与 所述换热器A、换热器B及涡旋压縮机喷射接口流路连通； 另外，换热器C的入口、第一出口和/或除上述两出口以外的其它出口引出一路管 路通过节流机构和截止机构后连接到第二出口将过热的制冷剂输送到涡旋压縮机喷射接 口的管路上。 所述节流机构为膨胀阀、电磁阀、截止阀或毛细管；所述截止机构为膨胀阀、电磁 阀或截止阀。 还包括一个旁通管路，当所述喷射管路系统和补气喷射系统及换热器C处于截止 状态时，所述旁通管路允许换热器A、换热器B之间流路连通。 还包括一个四通阀，用于控制制冷剂流动，将所述低温热泵系统在制冷模式与制 热模式之间转换，其与所述换热器A、换热器B、换热器C、喷射管路、涡旋压縮机、储液器以 及一节流机构保持流路连通。 与现有技术相比，本发明的优点是显而易见的具体如下本发明中所述得低温热 泵系统包含补气喷射系统，同时包含另一喷射管路系统，低温热泵系统可根据工况的变化 在两套喷射系统之间实时转换，也可同时采用两套喷射系统。如果仅采用补气喷射系统，可 保证低温热泵系统在较低的环境温度下运行，例如_15°C，同时由于补气喷射系统的换热作 用，低温热泵系统的能力及效率均有较好的效果；如果仅采用喷射管路系统，可保证低温热 泵系统在更低的环境温度下运行，例如_2(TC，同时可以在-201:下获得更高得冷凝温度， 例如6(TC，低温热泵系统的使用运行范围得到扩大；如果同时采用补气喷射系统及喷射管 路系统，由于补气喷射系统的换热作用，低温热泵系统的能力及效率均有较好的效果，由于 喷射管路系统，可保证低温热泵系统在更低的环境温度下安全可靠运行，获得更高得冷凝 温度，低温热泵系统的使用运行范围得到扩大。所以说本发明中所述得低温热泵系统兼顾 了能力、效率及运行可靠性，使得低温热泵系统的应用领域得到进一步扩大。另外，由于其 结构简单，便于生产，而且成本低廉适于在低温热泵系统中广泛推广。
图1为本发明中换热器C为板式换热器的第1实施例的结构示意图； 图2为本发明中换热器C为板式换热器的第2实施例的结构示意图； 图3为本发明中换热器C为板式换热器的第3实施例的结构示意图； 图4为本发明中换热器C为闪蒸罐的第1实施例的结构示意图； 图5为本发明中换热器C为闪蒸罐的第2实施例的结构示意图； 图6为本发明中换热器C为闪蒸罐的第3实施例的结构示意0026] 图7为本发明中换热器C为闪蒸罐的第4实施例的结构示意图。
具体实施例方式
结合附图对本发明进行进一步地描述。 实施例1 :如图1所示，低温热泵系统，包括换热器A6、换热器B32、换热器C21、节 流机构16+15+12、涡旋压縮机1、喷射管路25+24+14以及其他一些部件，所有部件保持流路 连通，制冷剂可在这些部件之间循环流动。通过四通阀4控制制冷剂流动，将所述低温热泵 系统在制冷模式与制热模式之间转换，下面将以制热模式介绍所述低温热泵系统工作原理。
高温气态制冷剂在涡旋压縮机l的压力作用下由排气口 2排出，管路3连接四通 阀4，四通阀4控制制冷剂流动，将所述低温热泵系统在制热模式下工作，制冷剂通过管路5 进入换热器A6，高温气态制冷剂在换热器A6中完成放热后变为中温液态制冷剂，液态制冷 剂经管路7进入储液器8，并由储液器8的出口管路9进入管路10，液态制冷剂在接头11 分为三条管路12、13、14。管路12、13分别与换热器C21的进口 17、19连通，管路12上被 布置了截止机构15与节流机构16，截止机构15可是截止阀、电磁阀等具有截止功能的部 件，节流机构16可是膨胀阀、电磁阀、毛细管等具有节流功能的部件，液态制冷剂通过截止 机构15与节流机构16后压力、温度均有所降低，由液态变换为气液混合态。管路12、13中 制冷剂在换热器C21中完成换热，出口 18制冷剂被过冷，经管路26，通过节流机构27及截 止机构28，进入换热器B32，制冷剂吸热由气液混合态变换为气态，气态制冷剂依次经管路 33、四通阀4、管路34进入气液分离器35，经管路36最终进入涡旋压縮机1的吸气口 37 ; 出口 20制冷剂吸热由气液混合态变换为气态，并经管路22、38，通过截止阀39，进入涡旋压 縮机1喷射接口 40。管路14上布置了节流机构25及截止机构24，液态制冷剂在所述节流 机构25及截止机构24作用下，压力、温度均降低，由液态变换为气液混合态，气液混合态制 冷剂在接头23处与管路22中的气态制冷剂混合，共同通过管路38、截止阀39，进入涡旋压 縮机1喷射接口 40。以上流程就是低温热泵系统制热模式下制冷剂的循环过程。
另此低温热泵系统还包含一旁通管路，所述管路在低温热泵系统处于制冷模式 时，将换热器A6与将换热器B32直接连通。高温气态制冷剂在涡旋压縮机1的压力作用下 由排气口 2排出，管路3连接四通阀4，四通阀4控制制冷剂流动，将所述低温热泵系统在制 冷模式下工作，制冷剂通过管路33进入换热器B32，高温气态制冷剂在换热器B32中完成 放热后变为中温液态制冷剂，液态制冷剂经管路29通过截止机构30与节流机构31，截止 机构30可是截止阀、电磁阀等具有截止功能的部件，节流机构31可是膨胀阀、电磁阀、毛细 管等具有节流功能的部件，液态制冷剂通过截止机构30与节流机构31后压力、温度均有所 降低，由液态变换为气液混合态。制冷剂进入换热器A6，制冷剂吸热由气液混合态变换为气 态，气态制冷剂依次经管路5、四通阀4、管路34进入气液分离器35，经管路36最终进入涡 旋压縮机1的吸气口 37，以上完成了低温热泵系统制冷模式下制冷剂的循环过程。
实施例2 :如图2所示，该实施例同实施例1的区别是，管路26在接头42分为管 路41及管路43，管路41中制冷剂的运动与实施例1相同，下面将介绍管路43中制冷剂运 动方向，管路43上布置了节流机构45及截止机构44，过冷制冷剂在所述节流机构45及截 止机构44作用下，压力、温度均降低，由过冷液态变换为气液混合态，气液混合态制冷剂在 接头46处与管路22中的气态制冷剂混合，共同通过管路38、截止阀39，进入涡旋压縮机1 喷射接口40。以上流程就是实施例2低温热泵系统制热模式下制冷剂的循环过程。其它结 构原理同实施例1不再累述。
实施例3 :如图3所示，本实施例是实施例1与实施例2的结合例，其结构和原理 此处不再累述。 实施例4 :如图4所示，本实施例同实施例1的区别是，液态制冷剂在接头11分为 两条管路47、14。管路14中制冷剂的运动与实施例1相同，下面将介绍管路47中制冷剂 运动，管路47上被布置了截止机构48与节流机构49，截止机构48可是截止阀、电磁阀等 具有截止功能的部件，节流机构49可是膨胀阀、电磁阀、毛细管等具有节流功能的部件，液 态制冷剂通过截止机构15与节流机构16后压力、温度均有所降低，由液态变换为气液混合 态。气液混合态制冷剂由入口 50进入换热器C53中，制冷剂在换热器C53完成闪发过程， 出口 51中为液态制冷剂，进入管路26中制冷剂的运动与实施例1相同，出口 52中为气态 制冷剂，通过管路54与管路22中的气液混合态制冷剂混合，共同通过管路38、截止阀39， 进入涡旋压縮机1喷射接口 40。以上流程就是实施例4低温热泵系统制热模式下制冷剂的 循环过程。 实施例5 :如图5所示，本实施例与实施例4的区别是，管路26中的液态制冷剂在 接头60分为管路61及管路62，管路62中制冷剂的运动与实施例4相同，下面将介绍管路 61中制冷剂运动，管路61上布置了节流机构64及截止机构63，过冷制冷剂在所述节流机 构64及截止机构63作用下，压力、温度均降低，由液态变换为气液混合态，气液混合态制冷 剂与管路59中的气态制冷剂混合，共同通过管路38、截止阀39，进入涡旋压縮机1喷射接 口 40。以上流程就是实施例5低温热泵系统制热模式下制冷剂的循环过程。
实施例6 :如图6所示，本实施例与实施例4的区别是，换热器C53增加了出口 55， 液态制冷剂从出口 55进入管路56，管路56上布置了节流机构58及截止机构57，过冷制冷 剂在所述节流机构58及截止机构57作用下，压力、温度均降低，由液态变换为气液混合态， 气液混合态制冷剂与管路59中的气态制冷剂混合，共同通过管路38、截止阀39，进入涡旋 压縮机1喷射接口 40。以上流程就足实施例5低温热泵系统制热模式下制冷剂的循环过 程。 实施例7 :如图7所示，本实施例是实施例4、实施例5与实施例6的结合例，其结 构和原理此处不再累述。 综上所述，该低温热泵系统除包含自身补气喷射系统，同时包含另一喷射管路系 统(包含多路喷射管路)，低温热泵系统可根据工况的变化在两套喷射系统之间实时转换， 也可同时采用两套喷射系统。具有灵活多变的特点，可保证低温热泵系统在较低的环境温 度下正常运行。 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种低温热泵系统，包括一换热器A、一换热器B、一换热器C、一涡旋压缩机、一储液器、一气液分离器以及相应数量的节流机构和截止机构构成，所述涡旋压缩机，包括至少一个喷射接口，其与换热器A、换热器B、换热器C、储液器、气液分离器以及节流机构和截止机构保持流路连通形成具有补气喷射系统的低温热泵系统；其特征在于还包括喷射管路系统，由换热器C的入口和/或出口引出一路管路通过节流机构后连接到原低温热泵系统中的补气喷射系统的管路上构成，该喷射管路系统和原补气喷射系统通过管路共同连接到涡旋压缩机的喷射接口上。
2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于喷射管路系统的管路上还设有截止机构， 即换热器C的入口或出口引出一路管路通过节流机构和截止机构后连接到原低温热泵系 统中的补气喷射系统的管路上。
3. 根据权利要求2所述的系统，其特征在于所述换热器C为板式换热器或闪蒸罐。
4. 根据权利要求3所述的系统，其特征在于换热器C为板式换热器，包含两个入口及两 个出口 第一入口接收来自换热器A流出的中温液态制冷剂，第一出口将过冷的液态制冷剂输 送到所述换热器B，第一入口及第一出口与所述换热器A、换热器B流路连通；第二入口接收换热器A流出的中温液态制冷剂通过所述节流机构后流入的汽液混合 态制冷剂，第二出口将过热的制冷剂输送到涡旋压縮机喷射接口 ，第二入口及第二出口与 所述换热器A、换热器B及涡旋压縮机喷射接口流路连通；另外，在换热器C的第一入口和/或第一出口引出一路管路通过节流机构和截止机构 后连接到第二出口将过热的制冷剂输送到涡旋压縮机喷射接口的管路上。
5. 根据权利要求3所述的系统，其特征在于换热器C是闪蒸罐，包含一个入口及两个以上的出口 入口换热器A流出的中温液态制冷剂通过所述节流机构后流入的汽液混合态制冷剂， 第一出口将过冷的液态制冷剂输送到所述换热器B，入口及第一出口与所述换热器A、换热器B流路连通；第二出口将将过热的制冷剂输送到涡旋压縮机喷射接口 ，第二入口及第二出口与所述换热器A、换热器B及涡旋压縮机喷射接口流路连通；另外，换热器c的入口、第一出口和/或除上述两出口以外的其它出口引出一路管路通过节流机构和截止机构后连接到第二出口将过热的制冷剂输送到涡旋压縮机喷射接口的 管路上。
6. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述节流机构为膨胀阀、电磁阀、截止阀或 毛细管；所述截止机构为膨胀阀、电磁阀或截止阀。
7. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于还包括一个旁通管路，当所述喷射管路系 统和补气喷射系统及换热器C处于截止状态时，所述旁通管路允许换热器A、换热器B之间 流路连通。
8. 根据权利要求7所述的系统，其特征在于还包括一个四通阀，用于控制制冷剂流动， 将所述低温热泵系统在制冷模式与制热模式之间转换，其与所述换热器A、换热器B、换热 器C、喷射管路、涡旋压縮机、储液器以及一节流机构保持流路连通。
全文摘要
本发明公开了一种低温热泵系统，其中的涡旋压缩机，包括至少一个喷射接口，其与换热器A、换热器B、换热器C、储液器、气液分离器、节流机构和截止机构保持流路连通形成具有补气喷射系统的低温热泵系统；其还包括喷射管路系统，由换热器C的入口和/或出口引出一路管路通过节流机构后连接到原低温热泵系统中的补气喷射系统的管路上构成，该喷射管路系统和原补气喷射系统通过管路共同连接到涡旋压缩机的喷射接口上。该系统包含补气喷射系统，同时包含另一喷射管路系统，可保证低温热泵系统在更低的环境温度下安全可靠运行，使低温热泵系统的使用运行范围得到扩大。另外，由于其结构简单，便于生产，而且成本低廉适于在低温热泵系统中广泛推广。
文档编号F25B13/00GK101776342SQ20101010119
公开日2010年7月14日 申请日期2010年1月25日 优先权日2010年1月25日
发明者刘忠赏, 周英涛, 杨晓倩, 郎贤明 申请人:大连三洋压缩机有限公司