CN107036327A - 一种防止结霜的多级蒸发压缩式热泵工作方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于换热技术领域，具体涉及一种防止结霜的多级蒸发压缩式热泵工作方法和装置。其包括压缩机压缩输出高温高压的蒸气，高温高压的蒸气输入冷凝器形成液态冷媒，液态冷媒分别输入多级膨胀阀产生气液混合物，气液混合物分别输入多级蒸发器气化产生气体冷媒，多级蒸发器通过风扇引流逐级与环境空气进行热量交换，每级蒸发器的表面温度与环境空气的温差小于10℃；气体冷媒经过换热后分别输入回气节流阀或射流负压发生器产生的混合气体输入压缩机进行压缩。本发明通过多级膨胀实现分级蒸发换热的方法，减少蒸发器表面和气流的温差，在保证同等换热效果的情况下防止蒸发器凝霜，改善压缩式热泵的工作状态，实现节能、高效、连续运行。
Description
技术领域
本发明属于换热技术领域，具体涉及一种防止结霜的多级蒸发压缩式热泵工作方法和装置。
背景技术
现在的空调***在工作过程中，都是通过膨胀阀将气液混合，冷媒通过蒸发器蒸发、膨胀，膨胀过程中蒸发器的温度基本一致。为达到一定的制热效果需要吸收外界热量，当一次性换热温度的温差大于10度时，就很容易在蒸发器表面结霜，使换热器的换热能力急剧下降，换热器温度也随之降低，最终导致换热器堵塞。因此，一旦换热器结霜，就需要化霜。化霜需要消耗热量，通常是通过吸收室内热量制热将霜化为水流走，然后再制冷，蒸发器表面又结霜，频繁结霜化霜，连续工作时间和整体运行效率大幅下降，化霜的水也会堆积结冰，使***冻结。也有采用水浴、盐浴喷淋化霜，但此种化霜方法只适合大型冷却塔或蒸发***，很难适用于小型换热***。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种多级膨胀、分级蒸发、防止凝霜、实现节能、高效、连续运行的防止结霜的多级蒸发压缩式热泵工作方法和装置。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
一种防止结霜的多级蒸发压缩式热泵工作方法，其包括以下步骤：
1）冷媒输入压缩机压缩，输出高温高压的蒸气；
2）所述高温高压的蒸气输入冷凝器，经过冷凝器放热冷凝形成液态冷媒；
3）所述液态冷媒分别输入多级膨胀阀，经过所述多级膨胀阀产生气液混合物；
4）所述气液混合物分别输入多级蒸发器气化产生气体冷媒；
5）所述多级蒸发器通过风扇引流逐级与环境空气进行热量交换，每级蒸发器的表面温度与环境空气的温差小于10℃；
6）所述多级蒸发器产生的气体冷媒经过换热后分别输入回气节流阀或射流负压发生器；
7）所述回气节流阀或射流负压发生器产生的混合气体输入所述的压缩机进行压缩。
上述的一种防止结霜的多级蒸发压缩式热泵工作方法，其步骤3）所述的多级膨胀阀包括低温膨胀阀和中温膨胀阀，所述液态冷媒一部分输入所述低温膨胀阀产生低温气液混合物，另一部分输入所述中温膨胀阀产生中温气液混合物。
上述的一种防止结霜的多级蒸发压缩式热泵工作方法，其步骤4）所述的多级蒸发器包括低温蒸发器和中温蒸发器。
上述的一种防止结霜的多级蒸发压缩式热泵工作方法，其所述低温膨胀阀产生的低温气液混合物输入低温蒸发器，所述中温膨胀阀产生的中温气液混合物输入中温蒸发器。
上述的一种防止结霜的多级蒸发压缩式热泵工作方法，其所述中温蒸发器的工作压力大于所述低温蒸发器的工作压力。
一种防止结霜的多级蒸发压缩式热泵装置，其包括压缩机，所述压缩机的排气管连接冷凝器，所述冷凝器的输出管分别连接多级膨胀阀，所述多级膨胀阀的出口分别连接多级蒸发器，所述多级蒸发器外设置通风罩，所述多级蒸发器之间设置风扇，所述多级蒸发器输出管连接回气节流阀或射流负压发生器，所述回气节流阀或射流负压发生器通过压缩机回气管连接所述压缩机。
上述的一种防止结霜的多级蒸发压缩式热泵装置，其所述多级膨胀阀包括低温膨胀阀和中温膨胀阀，所述冷凝器的输出管一根连接所述低温膨胀阀，另一根连接所述中温膨胀阀。
上述的一种防止结霜的多级蒸发压缩式热泵装置，其所述多级蒸发器包括低温蒸发器和中温蒸发器，所述低温膨胀阀出口连接所述低温蒸发器，所述中温膨胀阀出口连接所述中温蒸发器。
上述的一种防止结霜的多级蒸发压缩式热泵装置，其所述中温蒸发器输出管连接所述回气节流阀进口，所述低温蒸发器输出管连接所述回气节流阀输出管后连接所述压缩机回气管。
上述的一种防止结霜的多级蒸发压缩式热泵装置，其所述中温蒸发器输出管连接所述射流负压发生器驱动气体入口，所述低温蒸发器输出管连接所述射流负压发生器抽吸口，所述射流负压发生器出口连接所述压缩机回气管。
有益效果：
本发明通过多级膨胀实现分级蒸发换热的方法，减少蒸发器表面和气流的温差，在保证同等换热效果的情况下防止蒸发器凝霜，改善压缩式热泵的工作状态，实现节能、高效、连续运行。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为实施例1的结构示意图；
图2为实施例2的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
本实施例的一种防止结霜的多级蒸发压缩式热泵工作方法，其包括以下步骤：
冷媒输入压缩机压缩输出高温高压的蒸气；高温高压的蒸气输入冷凝器，经过冷凝器放热冷凝形成液态冷媒；液态冷媒分别输入多级膨胀阀，所述的多级膨胀阀包括低温膨胀阀和中温膨胀阀，所述液态冷媒一部分输入所述低温膨胀阀产生低温气液混合物，另一部分输入所述中温膨胀阀产生中温气液混合物；低温、中温气液混合物分别输入多级蒸发器气化产生气体冷媒，所述的多级蒸发器包括低温蒸发器和中温蒸发器，通过调节中温膨胀阀和压缩机回气管的开度，使中温蒸发器的工作压力大于所述低温蒸发器的工作压力。所述低温膨胀阀产生的低温气液混合物输入低温蒸发器，所述中温膨胀阀产生的中温气液混合物输入中温蒸发器；低温蒸发器和中温蒸发器通过风扇引流逐级与环境空气进行热量交换，在风扇的作用下，环境空气的气流先与中温蒸发器进行热量交换，中温蒸发器的表面温度与环境空气的温差小于10℃，交换热量后的较冷空气再与低温蒸发器进行热量交换，由于低温蒸发器的工作压力低于中温蒸发器的工作压力，所以低温蒸发器的表面温度低于中温蒸发器的表面温度，交换热量后的较冷空气的温度与低温蒸发器的表面温度的温差还是小于10℃。由于中温蒸发器和低温蒸发器的表面温度都保证与环境空气温度的温差小于10℃，因此中温蒸发器和低温蒸发器的表面都不会结霜；中温蒸发器产生的气体冷媒经过换热后输入回气节流阀进口，低温蒸发器产生的气体冷媒经过换热后连接至回气节流阀出口，合并后的混合气体输入压缩机进行压缩。依次循环运作。
参照图1，一种防止结霜的多级蒸发压缩式热泵装置包括压缩机1，所述压缩机1的排气管8连接冷凝器2，所述冷凝器2的输出管9分别连接多级膨胀阀，所述多级膨胀阀包括低温膨胀阀3和中温膨胀阀4，所述冷凝器2的输出管9一根连接所述低温膨胀阀3，另一根连接所述中温膨胀阀4。所述多级膨胀阀的出口分别连接多级蒸发器，所述多级蒸发器包括低温蒸发器5和中温蒸发器6，所述低温膨胀阀3出口连接所述低温蒸发器5输入管10，所述中温膨胀阀4出口连接所述中温蒸发器6输入管12。所述低温蒸发器5和中温蒸发器6外设置通风罩15，所述低温蒸发器5和中温蒸发器6之间设置风扇14，在风扇14的作用下，环境风流16从中温蒸发器6流向低温蒸发器5，所述中温蒸发器6输出管13连接所述回气节流阀17进口，所述低温蒸发器5输出管11连接所述回气节流阀17输出管后连接所述压缩机回气管7，所述压缩机回气管7连接所述压缩机1。
实施例2
实施例的一种防止结霜的多级蒸发压缩式热泵工作方法与实施例1的工作方法的不同之处在于，中温蒸发器产生的气体冷媒经过换热后输入射流负压发生器的驱动气体入口，低温蒸发器产生的气体冷媒经过换热后输入射流负压发生器的抽吸口，由射流负压发生器产生的混合气体输入压缩机进行压缩。依次循环运作。
参照图2，本实施例的一种防止结霜的多级蒸发压缩式热泵装置与实施例1的装置的不同之处在于，所述中温蒸发器6输出管13连接所述射流负压发生器18驱动气体入口，所述低温蒸发器5输出管11连接所述射流负压发生器18抽吸口，所述射流负压发生器18出口连接所述压缩机回气管7，所述压缩机回气管7连接所述压缩机1。
工作原理：
本发明采用多级膨胀实现分级蒸发换热，冷媒经过压缩机压缩产生高温高压蒸气，高温高压蒸气经过冷凝器的放热冷凝转化成液态，液态冷媒经过多级的膨胀阀节流产生冷媒的气液混合物，然后再送入多级蒸发器。实施例中为中、低温两级膨胀阀、中、低温两级蒸发器。通过调节中温膨胀阀和压缩机回气管的开度，确保中温蒸发器的工作压力大于所述低温蒸发器的工作压力，中温蒸发器的表面温度也大于所述低温蒸发器的表面温度。环境空气的气流先与中温蒸发器进行热量交换，再与低温蒸发器进行热量交换，每次交换热量时，蒸发器表面的温度与环境空气气流的温差都小于10℃，既保证了蒸发器表面不结霜，同时也满足了制热或制冷总体所要求的10度以上的温差要求。
本发明通过多级膨胀实现分级蒸发换热的方法，减少蒸发器表面和气流的温差，在保证同等换热效果的情况下防止蒸发器凝霜，改善压缩式热泵的工作状态，实现节能、高效、连续运行。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种防止结霜的多级蒸发压缩式热泵工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）冷媒输入压缩机压缩，输出高温高压的蒸气；
2）所述高温高压的蒸气输入冷凝器，经过冷凝器放热冷凝形成液态冷媒；
3）所述液态冷媒分别输入多级膨胀阀，经过所述多级膨胀阀产生气液混合物；
4）所述气液混合物分别输入多级蒸发器气化产生气体冷媒；
5）所述多级蒸发器通过风扇引流逐级与环境空气进行热量交换，每级蒸发器的表面温度与环境空气的温差小于10℃；
6）所述多级蒸发器产生的气体冷媒经过换热后分别输入回气节流阀或射流负压发生器；
7）所述回气节流阀或射流负压发生器产生的混合气体输入所述的压缩机进行压缩。
2.根据权利要求1所述的一种防止结霜的多级蒸发压缩式热泵工作方法，其特征在于，步骤3）所述的多级膨胀阀包括低温膨胀阀和中温膨胀阀，所述液态冷媒一部分输入所述低温膨胀阀产生低温气液混合物，另一部分输入所述中温膨胀阀产生中温气液混合物。
3.根据权利要求1所述的一种防止结霜的多级蒸发压缩式热泵工作方法，其特征在于，步骤4）所述的多级蒸发器包括低温蒸发器和中温蒸发器。
4.根据权利要求2或3所述的一种防止结霜的多级蒸发压缩式热泵工作方法，其特征在于，所述低温膨胀阀产生的低温气液混合物输入低温蒸发器，所述中温膨胀阀产生的中温气液混合物输入中温蒸发器。
5.根据权利要求3所述的一种防止结霜的多级蒸发压缩式热泵工作方法，其特征在于，所述中温蒸发器的工作压力大于所述低温蒸发器的工作压力。
6.一种权利要求1-5任意一项的工作方法所使用的防止结霜的多级蒸发压缩式热泵装置，其特征在于，包括压缩机，所述压缩机的排气管连接冷凝器，所述冷凝器的输出管分别连接多级膨胀阀，所述多级膨胀阀的出口分别连接多级蒸发器，所述多级蒸发器外设置通风罩，所述多级蒸发器之间设置风扇，所述多级蒸发器输出管连接回气节流阀或射流负压发生器，所述回气节流阀或射流负压发生器通过压缩机回气管连接所述压缩机。
7.根据权利要求6所述的一种防止结霜的多级蒸发压缩式热泵装置，其特征在于，所述多级膨胀阀包括低温膨胀阀和中温膨胀阀，所述冷凝器的输出管一根连接所述低温膨胀阀，另一根连接所述中温膨胀阀。
8.根据权利要求7所述的一种防止结霜的多级蒸发压缩式热泵装置，其特征在于，所述多级蒸发器包括低温蒸发器和中温蒸发器，所述低温膨胀阀出口连接所述低温蒸发器，所述中温膨胀阀出口连接所述中温蒸发器。
9.根据权利要求7所述的一种防止结霜的多级蒸发压缩式热泵装置，其特征在于，所述中温蒸发器输出管连接所述回气节流阀进口，所述低温蒸发器输出管连接所述回气节流阀输出管后连接所述压缩机回气管。
10.根据权利要求7所述的一种防止结霜的多级蒸发压缩式热泵装置，其特征在于，所述中温蒸发器输出管连接所述射流负压发生器驱动气体入口，所述低温蒸发器输出管连接所述射流负压发生器抽吸口，所述射流负压发生器出口连接所述压缩机回气管。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170811 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |