CN114183942B - 换热*** - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种换热***，包括压缩机、气液分离器和节流结构，压缩机具有吸气口和排气口；节流结构包括引射器，引射器具有高压进口、引射口和混合出口；高压进口与排气口连通；混合出口连通至气液分离器的进口；引射口与气液分离器的液体出口连通，并将气液分离器内的液体引射入引射器内。根据本申请的换热***，能有效减少节流过程中机械能损失。

Description

换热***
技术领域
本申请属于换热***技术领域，具体涉及一种换热***。
背景技术
目前，随着科技的进步，人民生活水平提高，能源消耗也越来越大。建筑能耗已经成为能耗巨头，其中暖通空调行业能耗占了大部分。传统蒸汽压缩制冷***中，采用膨胀阀进行节流降压，导致高压工质经节流后造成机械能损失，影响***性能。
因此，如何提供一种能有效减少节流过程中机械能损失的换热***成为本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种换热***，能有效减少节流过程中机械能损失。
为了解决上述问题，本申请提供一种换热***，包括：
压缩机，压缩机具有吸气口和排气口；
气液分离器；
和节流结构，节流结构包括引射器，引射器具有高压进口、引射口和混合出口；高压进口与排气口连通；混合出口连通至气液分离器的进口；引射口与气液分离器的液体出口连通，并将气液分离器内的液体引射入引射器内。
进一步地，引射口与气液分离器的液体出口通过第一管路连通，换热***还包括第一换热器，第一换热器设置于第一管路上。
进一步地，换热***还包括节流装置，节流装置设置于第一管路上，并且节流装置位于第一换热器与气液分离器的液体出口之间。
进一步地，气液分离器的气体出口连通至吸气口。
进一步地，换热***还包括第二换热器；第二换热器位于排气口和高压进口之间，且始终与排气口连通。
进一步地，换热***还包括第三换热器，第三换热器具有第一通流口和第二通流口，第一通流口能够选择地与气液分离器的液体出口或第二换热器远离排气口的一端连通；第二通流口能够选择地与吸气口或排气口连通。
进一步地，换热***还包括第二管路，第二通流口通过第二管路与排气口能够选择地连通。
进一步地，换热***还包括第三管路，第三管路的第一端能够选择地与第二换热器远离排气口的一端和/或高压进口连通，第三管路的第二端能够选择地与第一通流口或气液分离器的液体出口连通。
进一步地，换热***还包括第一三通阀；第一三通阀具有a端口、b端口和c端口；a端口连通排气口；b端口连通第二管路；c端口连通第二换热器；当换热***为第一工作状态时，a端口与c端口连通，且a端口和c端口均与b端口断开；当换热***为第二工作状态时，a端口与b端口和c端口均连通。
进一步地，换热***还包括第二三通阀；第二三通阀具有d端口、e端口和f端口；d端口连通第二换热器；e端口连通高压进口；f端口连通第一通流口，当换热***为第一工作状态时，d端口与e端口连通，且d端口和e端口均与f端口断开；当换热***为第二工作状态时，d端口与e端口和f端口均连通。
进一步地，换热***还包括第三三通阀；第三三通阀具有h端口、i端口和g端口；h端口连通气液分离器的液体出口；i端口连通第一通流口；f端口连通g端口；当换热***为第一工作状态时，h端口与i端口连通，且h端口和i端口均与g端口断开；当换热***为第二工作状态时，g端口与i端口连通，且g端口和i端口均与h端口断开。
进一步地，换热***还包括第四三通阀；第四三通阀具有j端口、k端口和l端口；j端口连通第二通流口；k端口连通吸气口；l端口连通排气口；当换热***为第一工作状态时，j端口与k端口连通，且j端口和k端口均与l端口断开；当换热***为第二工作状态时，l端口与j端口连通，l端口和j端口均与k端口断开。
进一步地，当换热***还包括第一换热器时，第一换热器设置于冷藏装置上，第一换热器作为冷藏装置的冷源；或者，第一换热器用于对室内空气进行制冷；
和/或，当换热***还包括第二换热器时，第二换热器设置于热水器上，第二换热器用于对热水器的水箱进行加热；
和/或，当换热***还包括第三换热器时，第三换热器用于对室内空气进行换热。
本申请提供的换热***采用引射器作为节流装置，将来自压缩机的高温、高压工质在引射器喷嘴中膨胀加速，工质的压力能转化为动能，从喷嘴出来的高速流引射来自气液分离器液体出口处的低压、低速工质，二者进入混合室进行混合，混合后的两相流进入扩压室，工质的动能最终转化为压力能。引射器其结构简单，成本低，无运动部件，应用在制冷***中能够将部分制冷剂预压缩，从而导致更高的压缩机吸入压力，降低压机耗功，并且可以回收部分膨胀功，提高***性能。本申请能有效减少节流过程中机械能损失。
附图说明
图1为本申请实施例的换热***的原理流程示意图；
图2为本申请实施例的换热***在制冷状态下的制冷剂流动方向示意图；
图3为本申请实施例的换热***在制热状态下的制冷剂流动方向示意图。
附图标记表示为：
1、压缩机；2、第一三通阀；3、第二换热器；4、第二三通阀；5、引射器；6、第一换热器；7、气液分离器；8、节流装置；9、第三三通阀；10、第三换热器；11、第四三通阀。
具体实施方式
结合参见图1所示，一种换热***，包括：压缩机1、气液分离器7和节流结构，压缩机1具有吸气口和排气口；节流结构包括引射器5，引射器5具有高压进口、引射口和混合出口；高压进口与排气口连通；混合出口连通至气液分离器7的进口；引射口与气液分离器7的液体出口连通，并将气液分离器7内的液体引射入引射器5内。本申请换热***中采用引射器5作为节流装置8，将来自压缩机1的高温、高压工质在引射器5的喷嘴中膨胀加速，工质的压力能转化为动能，从喷嘴出来的高速流引射来自气液分离器7液体出口处的低压、低速工质，二者进入混合室进行混合，混合后的两相流进入扩压室，工质的动能最终转化为压力能。引射器5结构简单，成本低，无运动部件，应用在制冷***中能够将部分制冷剂预压缩，从而导致更高的压缩机1吸入压力，降低压机耗功，并且可以回收部分膨胀功，提高***性能。本申请换热***中取消了节流阀作为节流装置8，而采用引射器5替代其进行节流降压，能有效减少节流过程中机械能损失，进而减少节流损失。气液分离器7具有进口、液体出口和气体出口，进口用于使得从引射器5出口流出的流体进入气液分离器7，液体出口用于引导经过气液分离器7中分离后的液体流出，气体出口用于引导经过气液分离器7中分离后的气体流出。
本申请还公开了一些实施例，引射口与气液分离器7的液体出口通过第一管路连通，换热***还包括第一换热器6，第一换热器6设置于第一管路上。第一换热器6为蒸发器，经过气液分离器7的液体出口流出的液体经过第一换热器6成为低压、低速的流体，该低压、低速的流体成为引射器5的引射流体，即当来自压缩机1的高温、高压工质经过在引射器5的喷嘴中膨胀加速，工质的压力能转化为动能，从喷嘴出来的高速流引射该低压、低速的流体进入引射器5。
本申请还公开了一些实施例，换热***还包括节流装置8，节流装置8设置于第一管路上，并且节流装置8位于第一换热器6与气液分离器7的液体出口之间，当气液分离器7的液体出口流出的流体经过节流装置8节流降压后，能够进入第一换热器6中进行有效的蒸发吸热；该节流装置8为膨胀阀。此时第一蒸发器可以作为冷源。
本申请还公开了一些实施例，气液分离器7的气体出口连通至吸气口，引射器5混合出口的两相流体经过气液分离器7后，气体直接进入压缩机1吸气口进行循环，液体则进入第一换热器6进行蒸发制冷。
本申请还公开了一些实施例，换热***还包括第二换热器3；第二换热器3位于排气口和高压进口之间，且始终与排气口连通，也始终与引射器5的高压进口连通，即流经第二换热器3的流体始终为高温高压气体，则第二换热器3可以作为热源，比如设置在加热装置上加热食物或者供应水等，也可以进行室内空气制热。
本申请还公开了一些实施例，所述第二换热器3为壳管式换热器，第二换热器3可以作为室外换热器，其采用壳管式换热器可以防止热量散发，以能够将该热量回收以对待加热结构进行加热。
本申请还公开了一些实施例，换热***还包括第三换热器10，第三换热器10具有第一通流口和第二通流口，第一通流口能够选择地与气液分离器7的液体出口或第二换热器3远离排气口的一端连通；第二通流口能够选择地与吸气口或排气口连通。本申请换热器中具有第一换热器6、第二换热器3和第三换热器10，即本申请换热***具有多温区分布，根据制冷剂的状态，流通到不同使用场合，可以满足多温区制冷需求。比如第一换热器6的温度较高可以用了制备生活用热水；第三换热器10温度较低，可以给房间进行制冷空气调节，第二换热器3温度更低，可以进行更低温度的空气调节或冷藏食品用。本申请能够根据制冷剂的状态，进行多温区制冷，可以满足多温区制冷需求，进而满足使用者的不同使用需求。
本申请还公开了一些实施例，换热***还包括第二管路，第二通流口通过第二管路与排气口能够选择地连通。第三换热器10可以作为室内换热器，当室内需要制热时，第二流通口与排气口连通，高温高压的流体可以直接经过第二管路进入第三换热器10以对室内进行制热。
本申请还公开了一些实施例，换热***还包括第三管路，第三管路的第一端能够选择地与第二换热器3远离排气口的一端和/或高压进口连通，第三管路的第二端能够选择地与第一通流口或气液分离器7的液体出口连通。
本申请还公开了一些实施例，换热***还包括第一三通阀2；第一三通阀2具有a端口、b端口和c端口；a端口连通排气口；b端口连通第二管路；c端口连通第二换热器3；当换热***为第一工作状态时，a端口与c端口连通，且a端口和c端口均与b端口断开；当换热***为第二工作状态时，a端口与b端口和c端口均连通。
本申请还公开了一些实施例，换热***还包括第二三通阀4；第二三通阀4具有d端口、e端口和f端口；d端口连通第二换热器3；e端口连通高压进口；f端口连通第一通流口，当换热***为第一工作状态时，d端口与e端口连通，且d端口和e端口均与f端口断开；当换热***为第二工作状态时，d端口与e端口和f端口均连通。
本申请还公开了一些实施例，换热***还包括第三三通阀9；第三三通阀9具有h端口、i端口和g端口；h端口连通气液分离器7的液体出口；i端口连通第一通流口；f端口连通g端口；当换热***为第一工作状态时，h端口与i端口连通，且h端口和i端口均与g端口断开；当换热***为第二工作状态时，g端口与i端口连通，且g端口和i端口均与h端口断开。
本申请还公开了一些实施例，换热***还包括第四三通阀11；第四三通阀11具有j端口、k端口和l端口；j端口连通第二通流口；k端口连通吸气口；l端口连通排气口；当换热***为第一工作状态时，j端口与k端口连通，且j端口和k端口均与l端口断开；当换热***为第二工作状态时，l端口与j端口连通，l端口和j端口均与k端口断开。第一工作状态可以作为第三换热器10制冷时的工作状态，第二工作状态可以为第三换热器10制热时的工作状态。
本申请还公开了一些实施例，当换热***还包括第一换热器6时，第一换热器6设置于冷藏装置上，第一换热器6作为冷藏装置的冷源；或者，第一换热器6用于对室内空气进行制冷；
本申请还公开了一些实施例，当换热***还包括第二换热器3时，第二换热器3设置于热水器上，第二换热器3用于对热水器的水箱进行加热。
本申请还公开了一些实施例，当换热***还包括第三换热器10时，第三换热器10用于对室内空气进行换热，比如进行制冷或制热。
本申请中第三换热器10制冷时：第一三通阀2的a、c接口导通，第二三通阀4的d、e接口导通，第三三通阀9的h、i接口导通，第四三通阀11的j、k接口导通。
制冷剂的流动路径为：制冷剂从压缩机1流出，通过第一三通阀2的a、c接口进入第二换热器3，此时的高压低温制冷剂作为主引射流通过第二三通阀4的d、e接口进入引射器5，引射来自第一换热器6蒸发吸热后的制冷剂，混合后的制冷剂一同进入气液分离器7中；气液分离器7中的气态制冷剂直接进入压缩机1完成循环；气液分离器7中的液态制冷剂，一部分通过节流装置8节流后进入第一换热器6进行蒸发器吸热，另一部分通过第三三通阀9的h、i接口进入第三换热器10进行制冷，第三换热器10吸热后的制冷剂通过第四三通阀11的j、k接口进入压缩机1完成循环。其中第二换热器3可以制备生活用热水，第三换热器10可以给房间进行制冷空气调节，第一换热器6可以进行更低温度的空气调节或冷藏食品用。进而实现多温区的功能。
第三换热器10制热时：第一三通阀2的a、b、c接口导通，第四三通阀11的l、j接口导通，第三三通阀9的i、g接口导通，第二三通阀4的d、e接口导通，第二三通阀4和第三三通阀9的f、g接口导通.
制冷剂的流动路径为：制冷剂从压缩机1流出，一部分通过第一三通阀2的a、c接口进入第二换热器3，此时第二换热器3可以用于制备生活用热水；另一部分通过第一三通阀2的a、b接口和第四三通阀11的l、g端口进入第三换热器10，第三换热器10可以给房间供暖；从第二换热器3出来的高压低温制冷剂与从第三换热器10出来的高压低温制冷剂，汇合后进入引射器5；从第二换热器3与第三换热器10出来的高压制冷剂作为主引射流引射来自第一换热器6的低压制冷剂，两者混合后进入气液分离器7；气液分离器7中的气态制冷剂直接进入压缩机1，压缩机1完成循环，液态制冷剂通过电子节流装置8，进入第一换热器6，进行蒸发吸热制冷。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (11)

1.一种换热***，其特征在于，包括：
压缩机(1)，所述压缩机(1)具有吸气口和排气口；
气液分离器(7)；
和节流结构，所述节流结构包括引射器(5)，所述引射器(5)具有高压进口、引射口和混合出口；所述高压进口与所述排气口连通；所述混合出口连通至所述气液分离器(7)的进口；所述引射口与所述气液分离器(7)的液体出口连通，并将所述气液分离器(7)内的液体引射入所述引射器(5)内；
所述换热***还包括第二换热器(3)；所述第二换热器(3)位于所述排气口和所述高压进口之间，且始终与所述排气口连通；所述换热***还包括第三换热器(10)，所述第三换热器(10)具有第一通流口和第二通流口，所述第一通流口能够选择地与所述气液分离器(7)的液体出口或所述第二换热器(3)远离所述排气口的一端连通；所述第二通流口能够选择地与所述吸气口或所述排气口连通。
2.根据权利要求1中所述的换热***，其特征在于，所述引射口与所述气液分离器(7)的液体出口通过第一管路连通，所述换热***还包括第一换热器(6)，所述第一换热器(6)设置于所述第一管路上。
3.根据权利要求2中所述的换热***，其特征在于，所述换热***还包括节流装置(8)，所述节流装置(8)设置于所述第一管路上，并且所述节流装置(8)位于所述第一换热器(6)与所述气液分离器(7)的液体出口之间。
4.根据权利要求1中所述的换热***，其特征在于，所述气液分离器(7)的气体出口连通至所述吸气口。
5.根据权利要求1中所述的换热***，其特征在于，所述换热***还包括第二管路，所述第二通流口通过第二管路与所述排气口能够选择地连通。
6.根据权利要求4中所述的换热***，其特征在于，所述换热***还包括第三管路，所述第三管路的第一端能够选择地与所述第二换热器(3)远离所述排气口的一端和/或所述高压进口连通，所述第三管路的第二端能够选择地与所述第一通流口或所述气液分离器(7)的液体出口连通。
7.根据权利要求5中所述的换热***，其特征在于，所述换热***还包括第一三通阀(2)；所述第一三通阀(2)具有a端口、b端口和c端口；所述a端口连通所述排气口；所述b端口连通所述第二管路；所述c端口连通所述第二换热器(3)；当所述换热***为第一工作状态时，所述a端口与所述c端口连通，且所述a端口和所述c端口均与所述b端口断开；当所述换热***为第二工作状态时，所述a端口与所述b端口和所述c端口均连通。
8.根据权利要求4中所述的换热***，其特征在于，所述换热***还包括第二三通阀(4)；所述第二三通阀(4)具有d端口、e端口和f端口；所述d端口连通所述第二换热器(3)；所述e端口连通所述高压进口；所述f端口连通所述第一通流口，当所述换热***为第一工作状态时，所述d端口与所述e端口连通，且所述d端口和所述e端口均与所述f端口断开；当所述换热***为第二工作状态时，所述d端口与所述e端口和所述f端口均连通。
9.根据权利要求8中所述的换热***，其特征在于，所述换热***还包括第三三通阀(9)；所述第三三通阀(9)具有h端口、i端口和g端口；所述h端口连通所述气液分离器(7)的液体出口；所述i端口连通所述第一通流口；所述f端口连通所述g端口；当所述换热***为第一工作状态时，所述h端口与所述i端口连通，且所述h端口和所述i端口均与所述g端口断开；当所述换热***为第二工作状态时，所述g端口与所述i端口连通，且所述g端口和所述i端口均与所述h端口断开。
10.根据权利要求4中所述的换热***，其特征在于，所述换热***还包括第四三通阀(11)；所述第四三通阀(11)具有j端口、k端口和l端口；所述j端口连通所述第二通流口；所述k端口连通所述吸气口；所述l端口连通所述排气口；当所述换热***为第一工作状态时，所述j端口与所述k端口连通，且所述j端口和所述k端口均与所述l端口断开；当所述换热***为第二工作状态时，所述l端口与所述j端口连通，所述l端口和所述j端口均与所述k端口断开。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的换热***，其特征在于，当所述换热***还包括第一换热器(6)时，所述第一换热器(6)设置于冷藏装置上，所述第一换热器(6)作为所述冷藏装置的冷源；或者，所述第一换热器(6)用于对室内空气进行制冷；
和/或，当所述换热***还包括第二换热器(3)时，所述第二换热器(3)设置于热水器上，所述第二换热器(3)用于对所述热水器的水箱进行加热；
和/或，当所述换热***还包括第三换热器(10)时，所述第三换热器(10)用于对室内空气进行换热。
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