一種跨臨界熱泵裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于空調(diào)熱栗技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種跨臨界熱栗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]高溫?zé)崂跏且环N消耗部分電能，通過熱力循環(huán)把熱能由低溫?zé)嵩崔D(zhuǎn)移到高溫?zé)嵩吹哪芰坷孟到y(tǒng)，因此工業(yè)領(lǐng)域的一些其它方法較難利用的工業(yè)余熱可以通過高溫?zé)崂鯇⑦@部分熱量轉(zhuǎn)移到高溫?zé)嵩粗?，而余熱熱源以較低的溫度排放到環(huán)境中，從而減少了對(duì)環(huán)境的熱污染，而產(chǎn)生的高溫?zé)嵩床粌H可用于供暖，還可以用于如食品/木材干燥、海水淡化、精餾化工等工業(yè)領(lǐng)域。由于高溫?zé)崂蹙哂忻黠@的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，市場(chǎng)潛力巨大，使其成為近年國(guó)際熱栗研究的一個(gè)基本方向。但是，普通的亞臨界循環(huán)高溫?zé)崂跸到y(tǒng)受高壓壓力的限制提供的供熱溫度一般在70?80°C左右，限制了其在高溫工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍?？缗R界循環(huán)高溫?zé)崂跄軌蛱峁?20_130°C的供熱溫度，遠(yuǎn)高于普通熱栗系統(tǒng)的供熱溫度，因此應(yīng)用前景更廣闊。但由于其高低壓壓比遠(yuǎn)高于普通的熱栗系統(tǒng)，循環(huán)效率相對(duì)較低?，F(xiàn)有技術(shù)中存在一種多級(jí)壓縮、逐級(jí)升溫的方案，見圖11所示，系統(tǒng)由兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的循環(huán)組成，低溫級(jí)冷凝器輸出的熱源繼續(xù)通過高溫級(jí)冷凝器的加熱，使得熱源溫度進(jìn)一步提高，低溫級(jí)過冷卻器為高溫級(jí)的蒸發(fā)器。該系統(tǒng)增加了一個(gè)或多個(gè)包括壓縮機(jī)和冷凝器的輔路循環(huán)，系統(tǒng)成本較高，而且增大了系統(tǒng)的體積和控制復(fù)雜度。
[0003]由于現(xiàn)有技術(shù)中存在亞臨界循環(huán)高溫?zé)崂跤捎诠釡囟鹊投拗屏藨?yīng)用范圍；雖然跨臨界循環(huán)高溫?zé)崂豕釡囟雀叩瞧涓叩蛪罕容^大、循環(huán)效率較低;逐級(jí)升溫?zé)崂跸到y(tǒng)雖然供熱溫度高、高低壓壓比較低但是成本較高且系統(tǒng)體積較大、控制度復(fù)雜的技術(shù)問題，因此本發(fā)明研究設(shè)計(jì)出一種跨臨界熱栗裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的熱栗系統(tǒng)存在無法同時(shí)實(shí)現(xiàn)供熱溫度高、高低壓壓比低且成本低、系統(tǒng)體積較小的缺陷，從而提供一種跨臨界熱栗裝置。
[0005]本發(fā)明提供了一種跨臨界熱栗裝置，包括壓縮系統(tǒng)、冷凝器、主節(jié)流裝置和蒸發(fā)器，其中在位于所述主節(jié)流裝置和所述蒸發(fā)器之間的制冷劑管路上還設(shè)置有閃蒸器，所述閃蒸器的排氣端經(jīng)由閃蒸器旁通管路連接到所述壓縮系統(tǒng)的低壓端、中壓端或高壓端，且所述壓縮系統(tǒng)為包括兩個(gè)串聯(lián)壓縮機(jī)或兩個(gè)串聯(lián)壓縮腔的壓縮機(jī)的雙級(jí)壓縮系統(tǒng)。
[0006]優(yōu)選地，所述雙級(jí)壓縮系統(tǒng)包括串聯(lián)連接的第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)。
[0007]優(yōu)選地，所述雙級(jí)壓縮系統(tǒng)為包含低壓壓縮腔和高壓壓縮腔串聯(lián)連接的雙缸雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)。
[0008]優(yōu)選地，所述閃蒸器旁通管路連接到所述壓縮系統(tǒng)的低壓端，且在所述閃蒸器旁通管路上設(shè)置有壓力平衡裝置。
[0009]優(yōu)選地，所述閃蒸器旁通管路連接到所述壓縮系統(tǒng)的中壓端，且在所述閃蒸器旁通管路上設(shè)置有第三壓縮機(jī)。
[0010]優(yōu)選地，所述閃蒸器旁通管路連接到所述壓縮系統(tǒng)的高壓端，且在所述閃蒸器旁通管路上設(shè)置有第三壓縮機(jī)。
[0011]優(yōu)選地，所述雙級(jí)壓縮系統(tǒng)和第三壓縮機(jī)是低壓壓縮腔和高壓壓縮腔串聯(lián)并設(shè)有中間補(bǔ)氣口的雙缸雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)與轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，或者是三個(gè)壓縮機(jī)在一個(gè)殼體內(nèi)的壓縮機(jī)單元。
[0012]優(yōu)選地，所述雙級(jí)壓縮系統(tǒng)和第三壓縮機(jī)是低壓壓縮腔和高壓壓縮腔串聯(lián)且不設(shè)中間補(bǔ)氣口的雙缸雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)與轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，或者是三個(gè)壓縮機(jī)在一個(gè)殼體內(nèi)的壓縮機(jī)單元。
[0013]優(yōu)選地，在所述閃蒸器與蒸發(fā)器之間的管路上還設(shè)置有輔助節(jié)流裝置。
[0014]優(yōu)選地，還包括設(shè)置在制冷劑管路上的中間換熱器，所述中間換熱器熱端設(shè)置在冷凝器出口和主節(jié)流裝置之間的管路上，冷端設(shè)置在蒸發(fā)器出口與所述壓縮系統(tǒng)低壓端之間的管路上。
[0015]優(yōu)選地，所述閃蒸器是單向閃蒸器或雙向閃蒸器。
[0016]優(yōu)選地，當(dāng)具有輔助節(jié)流裝置時(shí)，所述主節(jié)流裝置和輔助節(jié)流裝置是毛細(xì)管、節(jié)流短管、熱力膨脹閥、電子膨脹閥、節(jié)流孔板中的任意一種。
[0017]優(yōu)選地，所示壓力平衡裝置是流通截面積可調(diào)的閥門元件。
[0018]本發(fā)明提供的跨臨界熱栗裝置具有如下有益效果:
[0019]1.通過本發(fā)明的設(shè)置閃蒸器及閃蒸旁通管路的跨臨界熱栗裝置，能夠有效實(shí)現(xiàn)跨臨界雙級(jí)壓縮循環(huán)，最大程度地提高了該循環(huán)單位質(zhì)量制冷劑的吸熱量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)供熱溫度高，可提供120?130°C的供熱溫度，拓寬了高溫?zé)崂醯膽?yīng)用范圍，提高了循環(huán)效率；
[0020]并且通過將壓縮系統(tǒng)設(shè)置為包括兩個(gè)串聯(lián)壓縮機(jī)或兩個(gè)串聯(lián)壓縮腔的壓縮機(jī)的雙級(jí)壓縮系統(tǒng)，能夠有效地降低高低壓壓比、且系統(tǒng)成本降低、體積減?。?br>[0021 ] 2.增加小排量的第三壓縮機(jī)將閃發(fā)器分離的氣體壓縮到中間壓力或高壓壓力，降低了主路壓縮機(jī)的耗功，且主路壓縮機(jī)采用雙缸串聯(lián)壓縮腔并與輔路壓縮機(jī)壓縮腔并聯(lián)的方式，減小了壓縮機(jī)體積，降低了系統(tǒng)成本和控制的復(fù)雜程度；
[0022]3.通過增加中間換熱器，還能夠增加閃發(fā)器分離的飽和液體制冷劑流量，蒸發(fā)器的換熱量會(huì)進(jìn)一步提高，系統(tǒng)制熱能力和能效因此也得到進(jìn)一步提升。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明的跨臨界熱栗裝置的實(shí)施方式一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是本發(fā)明的跨臨界熱栗裝置的實(shí)施方式二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3是本發(fā)明的跨臨界熱栗裝置的實(shí)施方式三的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4是本發(fā)明的跨臨界熱栗裝置的實(shí)施方式四的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖5是本發(fā)明的跨臨界熱栗裝置的實(shí)施方式五的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖6是本發(fā)明的跨臨界熱栗裝置的實(shí)施方式六的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖7是本發(fā)明的跨臨界熱栗裝置的實(shí)施方式七的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖8是本發(fā)明的跨臨界熱栗裝置的實(shí)施方式八的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]圖9是本發(fā)明的跨臨界熱栗裝置的實(shí)施方式九的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖10是本發(fā)明的跨臨界熱栗裝置的壓縮機(jī)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]其中(a)表示壓縮機(jī)單元第一種結(jié)構(gòu)的示意圖；(b)表示壓縮機(jī)單元第一種結(jié)構(gòu)的示意圖；(c)表示壓縮機(jī)單元第一種結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0034]圖11是現(xiàn)有技術(shù)的逐級(jí)升溫技術(shù)方案的熱栗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖中附圖標(biāo)記表示為:
[0036]101 一第一壓縮機(jī)，102 一第二壓縮機(jī)，103 一第三壓縮機(jī)，2 一冷凝器(氣冷器)，3一蒸發(fā)器;401—主節(jié)流裝置，402—輔助節(jié)流裝置，5—閃蒸器(閃發(fā)器)；6—壓力平衡裝置；7—中間換熱器(經(jīng)濟(jì)器)。
【具體實(shí)施方式】
[0037]如圖1-10所示，本發(fā)明提供一種跨臨界熱栗裝置，包括壓縮系統(tǒng)、冷凝器2、主節(jié)流裝置401和蒸發(fā)器3，其中在位于所述主節(jié)流裝置401和所述蒸發(fā)器3之間的制冷劑管路上還設(shè)置有閃蒸器5(也可稱作閃發(fā)器)，所述閃蒸器5的排氣端經(jīng)由閃蒸器旁通管路連接到所述壓縮系統(tǒng)的低壓端、中壓端或高壓端，且所述壓縮系統(tǒng)為包括兩個(gè)串聯(lián)壓縮機(jī)或兩個(gè)串聯(lián)壓縮腔的壓縮機(jī)的雙級(jí)壓縮系統(tǒng)。
[0038]通過設(shè)置上述的閃蒸器及相應(yīng)的連接結(jié)構(gòu)能夠?qū)⒅鞴?jié)流裝置節(jié)流后的兩相制冷劑經(jīng)由閃發(fā)器進(jìn)行分離，使得進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑達(dá)到或近似為飽和液體，最大程度地提高了該循環(huán)單位質(zhì)量制冷劑的吸熱量，而且由于蒸發(fā)器進(jìn)口制冷劑為飽和液體狀態(tài)或干度非常低的兩相狀態(tài)有利于蒸發(fā)器分流均勻性的改善，有效降低了蒸發(fā)器制冷劑側(cè)的壓降(制冷劑蒸發(fā)過程中的壓降隨著制冷劑的干度增加而增加，所以將蒸發(fā)器進(jìn)口的干度降低能夠降低蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的壓降)，增加了蒸發(fā)器傳熱溫差;從而能夠有效實(shí)現(xiàn)跨臨界雙級(jí)壓縮循環(huán)，最大程度地提高了該循環(huán)單位質(zhì)量制冷劑的吸熱