[发明专利]一种多次分离喷射增效的自复叠热泵系统及运行模式

说明书

本发明公开了一种多次分离喷射增效的自复叠热泵系统及运行模式，该系统由压缩机、冷凝器、气液分离器、节流阀、冷凝蒸发器、蒸发器、蒸汽喷射器和控制阀所组成；本发明采用气液分离器将节流后的制冷剂气液两相混合物进行气液分离，保证进入冷凝蒸发器和蒸发器换热的制冷剂为纯液体，提高了冷凝蒸发器和蒸发器的换热效率；并且该系统利用蒸汽喷射器回收气液分离器中分离得到的制冷剂气体的可用能，提高了系统性能系数；另外，本发明可根据室外环境温度选择单级热泵模式或自复叠热泵模式，使系统性能达到最佳状态，所以该系统有望取得显著的节能及经济效益。

技术领域

本发明涉及自复叠热泵系统技术领域，具体涉及一种多次分离喷射增效的自复叠热泵系统及运行模式。

背景技术

随着能源问题的日益突出，如何高效的利用现有能源已成为一个重要问题。冬季热泵机组的能源消耗是生产生活中的主要能耗之一。单级热泵结构简单，大部分应用场合系统性能系数较高，可以满足用户的需求，但在某些特殊场合，例如室外环境温度低、温差要求大的场合，单级热泵系统性能很差甚至不能实现制热功能，不能满足用户需求，这时需要采用复叠热泵才能实现。自复叠热泵是一种特殊形式的复叠热泵，其只需使用一台压缩机就可以实现复叠制热，自复叠热泵利用非共沸混合工质在气液相平衡时气液相成分不同的特点，通过冷凝器和气液分离器将高沸点工质和低沸点工质分离并进入两个循环复叠制热。与单级热泵相比，在室外环境温度较低的情况下系统性能系数更高，更加可靠，但当室外环境温度较高时，系统性能比单级热泵差。在中国，冬夏季室外环境温度差异很大，单一的使用单级热泵或自复叠热泵都无法满足用户的需求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种多次分离喷射增效的自复叠热泵系统及运行模式，该系统可根据室外环境温度，选择单级热泵模式或自复叠热泵模式，使系统性能达到最佳状态，另外，该系统采用气液分离器将节流后的制冷剂气液两相混合物进行气液分离，保证进入冷凝蒸发器和进入蒸发器吸热的制冷剂为纯液体，提高冷凝蒸发器和蒸发器的换热效率。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种多次分离喷射增效的自复叠热泵系统，由压缩机1、冷凝器2、第一气液分离器3、第一节流阀4、第二气液分离器5、冷凝蒸发器6、第二节流阀7、第三气液分离器8、蒸发器9、蒸汽喷射器10、第一控制阀11和第二控制阀12所组成；

所述压缩机1出口通过连接管依次连通冷凝器2、第一气液分离器3、第一节流阀4、第二气液分离器5、冷凝蒸发器6、蒸汽喷射器10和压缩机1入口；第一气液分离器3上端出口通过连接管依次连通第一控制阀11、冷凝蒸发器6、第二节流阀7、第三气液分离器8、蒸发器9、蒸汽喷射器10入口；第一气液分离器3上端出口还依次连通控制阀12和蒸汽喷射器10入口；另外，第二气液分离器5上端出口与冷凝蒸发器6出口相连通；第三气液分离器8上端出口与蒸发器9出口相连通。

所述的第二气液分离器5将第一节流阀4后的制冷剂气液两相混合物进行气液分离，保证进入冷凝蒸发器6吸热的制冷剂为纯液体，提高冷凝蒸发器6的换热效率。

所述的第三气液分离器8将第二节流阀7后的制冷剂气液两相混合物进行气液分离，保证进入蒸发器9吸热的制冷剂为纯液体，提高蒸发器9的换热效率。

所述的蒸汽喷射器10回收第一气液分离器3中高压制冷剂气体的可用能，提高压缩机1进口的压力和温度。

所述的第一控制阀11和第二控制阀12为电磁阀，其作用是通过控制制冷剂的流动方向，决定系统按单级热泵模式还是自复叠热泵模式运行。

所述的多次分离喷射增效的自复叠热泵系统的运行模式，包括单级热泵模式和自复叠热泵模式，具体如下：