[发明专利]单工质联合循环热泵装置

说明书

本发明提供单工质联合循环热泵装置，属于制冷与热泵技术领域。双能压缩机有循环工质通道与供热器连通之后分成两路——第一路经膨胀增速机与回热器连通，第二路直接与回热器连通之后回热器再有冷凝液管路经喷管与蒸发器连通，蒸发器还有循环工质通道与回热器连通，回热器还有循环工质通道与双能压缩机连通；供热器还有被加热介质通道与外部连通，蒸发器还有低温热介质通道与外部连通，膨胀增速机连接双能压缩机并传输动力，形成单工质联合循环热泵装置。

技术领域：

本发明属于制冷与热泵技术领域。

背景技术：

冷需求、热需求和动力需求，为人类生活与生产当中所常见；其中，利用机械能转换为热能是实现制冷和高效供热的重要方式。一般情况下，制冷时冷却介质的温度是变化的，制热时被加热介质的温度往往也是变化的；利用机械能制热时，很多时候被加热介质同时具有变温和高温双重特点，这使得采用单一热力循环理论实现制冷或供热时存在着性能指数不合理、供热参数不高、压缩比较高、工作压力太大等多个问题。

具体来看，基于逆向朗肯循环的蒸汽压缩式热泵装置，当放热主要依靠冷凝过程时，工质与被加热介质之间温差损失大；同时，冷凝液的降压过程损失较大或利用代价高；采用超临界工况时，压缩比较高，使得压缩机的制造代价大，安全性降低等；两种情况下，对获取低温热负荷的副作用难以消除。同样地，基于逆向布雷顿循环的气体压缩式热泵装置，要求压缩比较低，这限制了供热参数的提高；同时，低温过程是变温的，这使得制冷或制热时低温环节往往存在较大的温差损失，性能指数不理想。

不可否认的是，依靠蒸发过程吸收低温热负荷是蒸汽压缩式热泵的优点，变温放热是气体压缩式热泵的优点；如果能够保留二者的优点，充分利用冷凝液的显热，消除冷凝液降压的副作用，那么得到的热泵装置将具有合理的性能指数，从而扩大其应用场合。基于综合考量，从简单、主动和高效地利用机械能进行制冷或制热的原则出发，力求制冷或热泵装置的简单、主动和高效化，本发明提出了单工质联合循环热泵装置。

发明内容：

本发明主要目的是要提供单工质联合循环热泵装置，具体发明内容分项阐述如下：

1.单工质联合循环热泵装置，主要由双能压缩机、膨胀增速机、喷管、供热器、蒸发器和回热器所组成；双能压缩机有循环工质通道与供热器连通之后分成两路——第一路经膨胀增速机与回热器连通，第二路直接与回热器连通之后回热器再有冷凝液管路经喷管与蒸发器连通，蒸发器还有循环工质通道与回热器连通，回热器还有循环工质通道与双能压缩机连通；供热器还有被加热介质通道与外部连通，蒸发器还有低温热介质通道与外部连通，膨胀增速机连接双能压缩机并传输动力，形成单工质联合循环热泵装置。

2.单工质联合循环热泵装置，主要由双能压缩机、膨胀增速机、喷管、供热器、蒸发器、回热器和第二供热器所组成；双能压缩机有循环工质通道与供热器连通之后分成两路——第一路经膨胀增速机与回热器连通，第二路经第二供热器与回热器连通之后回热器再有冷凝液管路经喷管与蒸发器连通，蒸发器还有循环工质通道与回热器连通，回热器还有循环工质通道与双能压缩机连通；供热器和第二供热器还分别有被加热介质通道与外部连通，蒸发器还有低温热介质通道与外部连通，膨胀增速机连接双能压缩机并传输动力，形成单工质联合循环热泵装置。

3.单工质联合循环热泵装置，主要由双能压缩机、膨胀增速机、喷管、供热器、蒸发器、回热器、第二喷管和第二回热器所组成；双能压缩机有循环工质通道与供热器连通之后分成两路——第一路与膨胀增速机连通，第二路经第二回热器与回热器连通之后再分成两路——第一路自回热器中间或末端引出并经第二喷管和第二回热器之后再通过中间进气端口与膨胀增速机连通，第二路自回热器末端引出之后经喷管与蒸发器连通，膨胀增速机还有循环工质通道与回热器连通；蒸发器还有循环工质通道与回热器连通，回热器还有循环工质通道与双能压缩机连通；供热器还有被加热介质通道与外部连通，蒸发器还有低温热介质通道与外部连通，膨胀增速机连接双能压缩机并传输动力，形成单工质联合循环热泵装置。