引射增流型热泵空调系统及其操作方法
【专利摘要】本发明公开了一种引射增流型热泵空调系统及其操作方法。系统包括压缩机、油分离器、四通阀、室外侧换热器、室内侧换热器、储液器、单向阀、电磁阀、膨胀阀、干燥器以及引射器等。其中，油分离器、室外侧换热器、低压储液器均与四通阀相接；压缩机、电磁阀均与低压储液器相接；储液器、电磁阀与干燥器相接；引射器与膨胀阀并联连接。本发明装置在制冷模式或制热模式下运行时，将引射器与膨胀阀并联，共同实现对系统制冷剂的节流降压过程和换热器的增流再循环过程；通过控制膨胀阀的阀门大小，可以实现系统循环制冷剂流量的宽幅调节，从而满足用户对热泵空调系统的部分负荷需求。
【专利说明】
引射増流型热泵空调系统及其操作方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种引射增流型热栗空调系统及其操作方法，属于空调与制冷技术领域。
【背景技术】
[0002]当前的蒸气压缩式热栗空调机组按照冷凝方式可分为水冷热栗空调机组、风冷热栗空调机组和地源热栗空调机组。其中，水冷热栗空调机组是通过冷却水在冷凝器内实现热交换，但该系统比较复杂，需要额外增加水栗和冷却塔循环系统，增加了设备成本，提高了初投资，同时设备布置也受到一定的限制。风冷热栗空调机组采用强制通风方式实现冷凝器内制冷剂与空气的热交换，其在夏季室外环境温度较高时，热交换效果较差，易导致系统的冷凝压力和冷凝温度偏高，从而影响制冷系统的整体性能；当冬季制热时，尤其当室外环境空气湿度较大时，蒸发器换热表面容易结霜，从而减小了机组的有效制热时间，降低了系统的整体制热性能。地源热栗空调机组对水源的水量和水质有较高的要求，实际应用过程中存在冷热负荷不平衡和建筑地理条件等限制，且需要大量的埋管空间。
[0003]从发展现状和长远的发展背景来看，风冷热栗空调机组仍具有很大的发展潜力。但现有风冷蒸发冷凝式换热器，由于通道内部的制冷剂流量相对不足，换热面积未能得到充分的利用，其换热效果还有待进一步提高。
[0004]针对该技术问题，专利CN201520339702.2的蒸发冷凝式冷热水机组通过采用引射器，在夏季制冷工况(或冬季制热工况)下可以向蒸发器(或蒸发式冷凝器)供液。通过制冷剂引射再循环，增大了蒸发侧入口制冷剂流量，减小了气液两相流的干度，提高了蒸发器的换热系数。但是，该专利技术因为只采用引射器来实现系统制冷剂的节流降压过程，没有配置相应的节流阀，因而不能控制和调节系统循环制冷剂的流量，从而难以适应用户对热栗空调部分负荷动态调节的需求。
[0005]从以上分析可知，尽管采用引射器可以增大换热器内的制冷剂流量，从而提高换热器的换热性能。但是由于引射器自身不具备调节流体流量的能力，难以适应用户对部分负荷的调节要求，急待进一步的改进。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是针对以上现有技术的不足，提供一种引射增流型热栗空调系统，并提供其操作方法。
[0007]本发明是通过以下技术方案实现的，
[0008]引射增流型热栗空调系统，包括:压缩机、油分离器、四通换向阀、室外侧换热器、第一单向阀、储液器、干燥过滤器、第一电磁阀、引射器、第二电磁阀、膨胀阀、第二单向阀、室内侧换热器、低压储液器、第三电磁阀、第三单向阀和第四单向阀；所述储液器的出口与干燥过滤器的入口相连;干燥过滤器的出口分为两路，一路与第一电磁阀的入口相连，另一路与第二电磁阀的入口相连;所述电磁阀的出口与引射器的高压工作入口端A相连，引射器的低压引射入口端B与第三电磁阀的出口端相连，第三电磁阀的入口端与低压储液器的底部出口端相连;所述第二电磁阀的出口端与膨胀阀入口端相连，膨胀阀出口端与引射器的混合出口端C并联，并联后分为两路，一路与第二单向阀入口端相连，另一路与第四单向阀的入口端相连。
[0009]本发明的热栗空调系统在制冷模式时:从压缩机出口流出的高压制冷剂经油分离器后，进入四通换向阀的B端口，从四通换向阀的C端口流出后进入室外侧换热器内冷却冷凝，冷却冷凝后的高压制冷剂通过第一单向阀，依次经过储液器和干燥过滤器后分为两路，一路流经第一电磁阀进入引射器的A端口，作为引射器的高压工作流体;一路流经第二电磁阀进入膨胀阀内节流降压;低压储液器底部的低压液态制冷剂流经第三电磁阀后，被引射器内的高压工作流体抽吸至引射器的B端口，作为低压引射流体;高压工作流体和低压引射流体在引射器内充分混合后膨胀变成低压两相制冷剂，低压两相制冷剂从引射器的C端口流出，与从膨胀阀出口流出的低压制冷剂混合后，流经第二单向阀进入室内侧换热器内蒸发制冷，从室内侧换热器流出的制冷剂进入四通换向阀的A端口，从四通换向阀的D端口流出后进入低压储液器内，经过气液分离后，被压缩机吸入，完成一个制冷循环。
[0010]电磁阀的作用是对两个并联路径进行控制，当仅关闭与膨胀阀相连的第二电磁阀时，即单独由引射器将工作流体送入室内侧换热器内蒸发制冷；当仅关闭与引射器相连的第一电磁阀时，此时该系统即为常规热栗空调系统，制冷剂通过膨胀阀节流降压后流经第二单向阀进入室内侧换热器内蒸发；当第一电磁阀和第二电磁阀同时开启时，引射器和膨胀阀共同对制冷剂作用，从而实现对制冷剂流量的合理控制，并提高系统整体性。
[0011]本发明的热栗空调系统在制热模式时:从压缩机出口流出的高压制冷剂经过油分离器后，进入四通换向阀的B端口，从四通换向阀的A端口流出后进入室内侧换热器内冷却冷凝，冷却冷凝后的高压制冷剂通过单向阀后，依次流过储液器和干燥过滤器;从干燥过滤器出口流出的制冷剂分为两路，一路通过第一电磁阀流入引射器的A端口，作为引射器的高压工作流体;另一路通过第二电磁阀流进膨胀阀内节流降压;低压储液器底部的低压液态制冷剂流经第三电磁阀后，被引射器内的高压工作流体抽吸至引射器的B端口，作为低压引射流体;高压工作流体和低压引射流体在引射器内充分混合后膨胀变成低压两相制冷剂，低压两相制冷剂从引射器的C端口流出，与从膨胀阀出口流出的低压制冷剂混合后，流经第四单向阀进入室外侧换热器内吸热蒸发;从室外侧换热器出口流出的制冷剂进入四通换向阀的C端口，从四通换向阀的D端口流出进入低压储液器内，经过气液分离后，被压缩机吸入，完成一个制热循环。
[0012]电磁阀的作用是对两个并联路径进行控制，当仅关闭与膨胀阀相连的第二电磁阀时，即单独由引射器将工作流体送入室外侧换热器内蒸发制冷；当仅关闭与引射器相连的第一电磁阀时，该系统即为常规热栗空调系统，制冷剂通过膨胀阀节流降压后流经第四单向阀进入室外侧换热器内蒸发；当第一电磁阀和第二电磁阀同时开启时，引射器和膨胀阀共同对制冷剂作用，从而实现对制冷剂流量的合理控制，并提高系统整体性。
[0013]本发明的装置在常规的换热器引射增流再循环技术的基础上，将引射器与膨胀阀并联，共同实现对系统制冷剂的节流降压过程和换热器的增流再循环过程。现有技术只采用引射器进行节流降压时，整个系统不能进行部分负荷的调节，只能在设计工况下运行，运行工况狭窄；而本发明在采用引射器和膨胀阀基础上，通过控制膨胀阀的阀门大小，可以实现系统负荷在0-100%范围内调节，能满足用户对热栗空调系统部分负荷的调节需求。
【附图说明】
[0014]图1是引射增流型热栗空调系统的总流程示意图；
[0015]图2是引射增流型热栗空调系统制冷流程示意图；
[0016]图3是引射增流型热栗空调系统制热流程示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细说明。
[0018]本发明装置制冷模式如图2所示:从压缩机I流出的高压制冷剂流经油分离器2后，通过四通换向阀3的B、C端口，进入室外侧换热器4内冷却冷凝，冷却冷凝后的高压制冷剂通过单向阀5、储液器6和干燥过滤器7后分为两路，一路通过电磁阀8流进引射器高压工作入口端A，作为引射器的高压工作流体；另一路通过电磁阀10流进膨胀阀11入口端，在膨胀阀11内节流降压。流进引射器9高压工作入口端的高压流体将低压储液器14底部的低压液态制冷剂经电磁阀15抽吸至引射器9的B端口，作为低压引射流体；引射器9的混合出口C流出的低压两相制冷剂与从膨胀阀11出口流出的液态低压制冷剂混合后，经过单向阀12流入室内侧换热器13内吸热蒸发。汽化后的制冷剂经四通换向阀3的A、D端口后被送入低压储液器14内，经气液分离后，低压气态制冷剂被压缩机I吸入，完成一个制冷循环。
[0019]本发明装置制热模式如图3所示:从压缩机I流出的高压制冷剂经过油分离器2后，通过四通换向阀3的B、A端口，进入室内侧换热器13内冷却冷凝，被冷却冷凝后的高压制冷剂依次通过单向阀16、储液器6、干燥过滤器7后分为两路。一路流经电磁阀8进入引射器9的高压工作入口端A，作为引射器9的高压工作流体;另一路制冷剂流经电磁阀10后进入膨胀阀11的入口端，在膨胀阀11内节流降压。流进引射器9高压工作入口端的高压流体将低压储液器14底部的低压液态制冷剂经电磁阀15抽吸至引射器9的B端口，作为低压引射流体；弓丨射器9的混合出口 C流出的低压两相制冷剂与从膨胀阀11出口流出的液态低压制冷剂混合后，经过单向阀17流入室外侧换热器4内吸热蒸发。汽化后的制冷剂经四通换向阀3的C、D端口后被送入低压储液器14内，经气液分离后，低压气态制冷剂被压缩机I吸入，完成一个制热循环。
【主权项】
1.引射增流型热栗空调系统，其特征在于，包括:压缩机(I)、油分离器(2)、四通换向阀(3)、室外侧换热器(4)、第一单向阀(5)、储液器(6)、干燥过滤器(7)、第一电磁阀(8)、引射器(9)、第二电磁阀(10)、膨胀阀(11)、第二单向阀(12)、室内侧换热器(13)、低压储液器(14)、第三电磁阀(15)、第三单向阀(16)和第四单向阀(17); 所述储液器(6)的出口与干燥过滤器(7)的入口相连;干燥过滤器(7)的出口分为两路，一路与第一电磁阀(8)的入口相连，另一路与第二电磁阀(10)的入口相连;所述电磁阀(8)的出口与引射器(9)的高压工作入口端A相连，引射器(9)的低压引射入口端B与第三电磁阀(15)的出口端相连，第三电磁阀(15)的入口端与低压储液器(14)的底部出口端相连;所述第二电磁阀(10)的出口端与膨胀阀(11)入口端相连，膨胀阀(11)出口端与引射器(9)的混合出口端C并联，并联后分为两路，一路与第二单向阀(12)入口端相连，另一路与第四单向阀(17)的入口端相连。2.利用如权利要求1所述引射增流型热栗空调系统的操作方法，其特征在于，热栗空调系统的制冷模式为:从压缩机(I)出口流出的高压制冷剂经油分离器(2)后，进入四通换向阀(3)的B端口，从四通换向阀(3)的C端口流出后进入室外侧换热器(4)内冷却冷凝，冷却冷凝后的高压制冷剂通过第一单向阀(5)，依次经过储液器(6)和干燥过滤器(7)后分为两路，一路流经第一电磁阀(8)进入引射器(9)的A端口，作为引射器(9)的高压工作流体;一路流经第二电磁阀(10)进入膨胀阀(11)内节流降压;低压储液器(14)底部的低压液态制冷剂流经第三电磁阀(15)后，被引射器(9)内的高压工作流体抽吸至引射器(9)的B端口，作为低压引射流体;高压工作流体和低压引射流体在引射器(9)内充分混合后膨胀变成低压两相制冷剂，低压两相制冷剂从引射器(9)的C端口流出，与从膨胀阀(11)出口流出的低压制冷剂混合后，流经第二单向阀(12)进入室内侧换热器(13)内蒸发制冷，从室内侧换热器(13)流出的制冷剂进入四通换向阀(3)的A端□，从四通换向阀(3)的D端□流出后进入低压储液器(14)内，经过气液分离后，被压缩机(I)吸入，完成一个制冷循环。3.利用如权利要求1所述引射增流型热栗空调系统的操作方法，其特征在于，热栗空调系统的制热模式为:从压缩机(I)出口流出的高压制冷剂经过油分离器(2)后，进入四通换向阀(3)的B端口，从四通换向阀(3)的A端口流出后进入室内侧换热器(13)内冷却冷凝，冷却冷凝后的高压制冷剂通过单向阀(16)后，依次流过储液器(6)和干燥过滤器(7);从干燥过滤器(7)出口流出的制冷剂分为两路，一路通过第一电磁阀(8)流入引射器(9)的A端口，作为引射器(9)的高压工作流体;另一路通过第二电磁阀(10)流进膨胀阀(11)内节流降压；低压储液器(14)底部的低压液态制冷剂流经第三电磁阀(15)后，被引射器(9)内的高压工作流体抽吸至引射器(9)的B端口，作为低压引射流体;高压工作流体和低压引射流体在引射器(9)内充分混合后膨胀变成低压两相制冷剂，低压两相制冷剂从引射器(9)的C端口流出，与从膨胀阀(11)出口流出的低压制冷剂混合后，流经第四单向阀(17)进入室外侧换热器(4)内吸热蒸发;从室外侧换热器(4)出口流出的制冷剂进入四通换向阀(3)的C端口，从四通换向阀(3)的D端口流出进入低压储液器(14)内，经过气液分离后，被压缩机(I)吸入，完成一个制热循环。
【文档编号】F25B41/06GK105841398SQ201610224665
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月12日
【发明人】步应辉, 李应林, 马慧齐, 夏学鹰
【申请人】南京师范大学