[发明专利]一种喷气增焓CO2

说明书

本发明涉及热泵/制冷技术领域，公开了一种喷气增焓COsubgt;2/subgt;三回热冷却热泵/制冷系统，该系统由第一换热器、压缩机、第二换热器、第一回热器、第一膨胀阀、第二回热器、第三回热器、第二膨胀阀、分流器、第一四通阀、第二四通阀、第一气液分离器、油分离器、第二气液分离器构成，通过分流器将系统分为主回路和增焓回路两个并联支路。本发明的系统能够应用于热泵和制冷，通过压缩机补气，增加压缩机排气量，实现制热量的增加，使得系统在较低环境温度下可实现较高的制热COP；通过喷气增焓和回热器回热，使得系统在高气体冷却器排气温度的情况下可实现较高制热COP和制冷COP。

技术领域

本发明涉及热泵/制冷技术领域，更具体的说，是涉及一种CO₂热泵/制冷系统。

背景技术

在制冷剂的漫长发展历史中，为了寻找合适的制冷剂，人们逐渐放弃了对于大部分常见自然工质(第一代制冷剂)的使用，使用了制冷性能更加好的人工合成制冷剂。但是，随着时间的推移，人们逐渐发现这些远离自然的人工合成制冷剂会对环境造成某种程度的危害。

由于第二代制冷剂CFCs和HCFCS的氯原子或溴原子与大气上空平流层的臭氧发生反应，消耗臭氧导致的环境问题越来越明显，并且逐渐引起普遍关注，这促使了第三代制冷剂的研发。第三代制冷剂主要包括不含氯和溴的HFCs和其他制冷剂。它们共同的特点是ODP为零，然而，随着第三代制冷剂的应用，气候变暖的问题引起人们关注。研究发现，大量生产和应用HFCs必将加快全球变暖的趋势。2016年，《蒙特利尔议定书》缔约方达成一致：发达国家将在2019年前开始逐步减少HFCs；发展中国家将在2024年起冻结HFCs的消费量，其中一些发展中国家则需在2028年冻结消费。

远离自然态的物质一旦大量使用，便会在自然界大量积累。在考虑成本和长远问题的角度上，使用常见的自然工质CO₂是非常具有竞争力的。CO₂作为制冷剂有很多优点：环境性能优良，臭氧层破坏潜能(ODP)为零，温室效应潜能极小(GWP＝1)；自身费用低，无需回收或再生，操作与运行的费用也较低；安全无毒，不可燃，即使在高温下也不分解产生有害气体。

近几年，CO₂热泵/制冷系统发展迅速。因为跨临界CO₂为逆流换热，CO₂热泵受高回水温度的影响，要求气体冷却器排气温度较高，因此COP较低。此外，CO₂热泵/制冷系统在低温环境下性能衰退，不能很好地普及。因此，开发一种在高气体冷却器排气温度和低温环境下能够实现较高COP的CO2热泵/制冷系统具有重要价值。

发明内容

本发明着力解决的是CO₂热泵/制冷系统在高气体冷却器排气温度下COP较低，且在低温环境下系统性能衰减的问题，设计一种喷气增焓CO₂三回热冷却热泵/制冷系统，利用单台压缩机，可以实现在较低环境温度下高效运行，且在高气体冷却器排气温度下能够实现较高COP。

为了解决上述技术问题，本发明具体通过以下的技术方案予以实现：

一种喷气增焓CO₂三回热冷却热泵/制冷系统，包括第一换热器(1)、压缩机(2)、第二换热器(3)、第一回热器(4)、第一膨胀阀(5)、第二回热器(6)、第三回热器(7)、第二膨胀阀(8)、分流器(9)、第一四通阀(10)、第二四通阀(11)、第一气液分离器(12)、油分离器(13)、第二气液分离器(14)；

其中，第一回热器(4)、第二回热器(6)、第三回热器(7)均包括蒸发侧入口、蒸发侧出口、冷却侧入口、冷却侧出口；分流器(9)包括入口、第一出口、第二出口；压缩机(2)含有用于喷气增焓的补气口；

其中，第一四通阀(10)的a口和b口或d口连通、c口和b口或d口连通；第二四通阀(11)的a口和b口或d口连通、c口和b口或d口连通；本系统通过第一四通阀(10)和第二四通阀(11)实现制热与制冷的转换；