[发明专利]一种带机械热回收的混合工质压缩循环系统及工作方法

权利要求书

1.一种带机械热回收的混合工质压缩循环系统，其特征在于，包括蒸发器(1)、第一压缩机(2)、冷凝器(3)、第一膨胀阀(4)、气液分离器(5)、混合器(6)、回热器(7)和机械热回收组件：

所述的蒸发器(1)具有用于流通制冷剂的制冷剂通道和流通外部低温传热工质的低温传热工质通道，所述的冷凝器(3)具有用于流通制冷剂的制冷剂通道和外部高温传热工质的高温传热工质通道；

通过将蒸发器(1)的制冷剂出口与气液分离器(5)的进口连接，气液分离器(5)的液体出口、回热器(7)的冷流体通道和混合器(6)的液体进口依次连接，混合器(6)的出口与冷凝器(3)的制冷剂进口连接，构成第一制冷剂流路(I)；

通过将冷凝器(3)的制冷剂出口、回热器(7)的热流体通道、机械热回收组件、第一膨胀阀(4)和蒸发器(1)的制冷剂进口依次连接，构成第二制冷剂流路(II)；

通过将气液分离器(5)的气体出口、第一压缩机(2)和混合器(6)的气体进口依次连接，形成气体制冷剂流路(IV)；

所述的机械热回收组件用于回收回热器(7)的热流体通道流出的液体的热量，并预热进入冷凝器(3)的高温传热工质通道的外部高温传热工质；

所述的机械热回收组件包括机械热回收器(9)、第二压缩机(10)、预热器(11)和第二膨胀阀(12)，所述的机械热回收器(9)和预热器(11)均具有热流体通道和冷流体通道，机械热回收器(9)的热流体通道连接于第二制冷剂流路(II)上；

机械热回收器(9)的冷流体通道出口、第二压缩机(10)、预热器(11)的热流体通道、第二膨胀阀(12)及机械热回收器(9)的冷流体通道进口依次连接，构成第三制冷剂流路(III)。

2.根据权利要求1所述的一种带机械热回收的混合工质压缩循环系统，其特征在于，该系统还包括工质泵(8)，所述的工质泵(8)设置在气液分离器(5)与回热器(7)之间的第一制冷剂流路(I)上。

3.根据权利要求1所述的一种带机械热回收的混合工质压缩循环系统，其特征在于，所述的预热器(11)的冷流体通道用于流通进入冷凝器(3)的高温传热工质通道的外部传热工质。

4.如权利要求1～3任一所述的带机械热回收的混合工质压缩循环系统的工作方法，其特征在于，包括以下过程：

蒸发器低压蒸发过程：低温传热工质加热经第二制冷剂流路(II)流到蒸发器(1)的制冷剂，制冷剂在蒸发器(1)中蒸发吸热不断气化，对应的饱和温度不断降低，形成温度滑移，最后制冷剂流向气液分离器(5)；

第一压缩机压缩过程和工质泵加压过程：第一压缩机(2)把来自气液分离器(5)的气态制冷剂从低温低压状态压缩成高温高压状态，然后经气体制冷剂流路(IV)输送到混合器(6)；来自气液分离器(5)的液态制冷剂被工质泵(8)加压后经第一制冷剂流路(I)输送到混合器(6)；

冷凝器高压冷凝过程：混合之后的制冷剂在冷凝器(3)冷凝释放冷凝热，对应的饱和温度不断降低，形成温度滑移，冷凝过程产生的热量被高温传热工质带走；

机械热回收过程：从回热器(7)流出的制冷剂为具有较高温度的制冷剂，具有较高温度的制冷剂在机械热回收组件进一步释放热量，机械热回收组件流出的低温制冷剂经第一膨胀阀(4)节流之后流入蒸发器(1)。

5.根据权利要求4所述的带机械热回收的混合工质压缩循环系统的工作方法，其特征在于，机械热回收组件释放的热量用于预热进入冷凝器(3)的高温传热工质通道的外部传热工质。