CN114623628A - 一种热泵循环***及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种热泵循环***及其工作方法，包括用于将蒸发器所排出的吸热后的换热介质进行压缩后排到冷凝器内部的压缩机、用于将压缩机压缩完成的换热介质进行冷凝，并将冷凝后的换热介质排到蒸发器内的冷凝器、用于将冷凝器冷凝后的换热介质再次冷凝并排向膨胀阀，并让通过膨胀阀后再次进入蒸发器的换热介质进行吸热的蒸发器、用于控制进入蒸发器进行吸热的换热介质的流量的膨胀阀，本发明是根据热力学原理充分发挥***潜能，进而大幅度提高热泵***的工作能力，同时也大幅的提高了热泵的工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及热泵***技术领域，具体为一种热泵循环***及其工作方法。
背景技术
热泵***是一种充分利用低品位热能的高效节能装置，热量可以自发地从高温物体传递到低温物体中去，但不能自发地沿相反方向进行。热泵循环***的工作原理就是以逆循环方式迫使热量从低温物体流向高温物体的***，它仅消耗少量的逆循环净功，就可以得到较大的供热量，而且在得到供热量的同时可以有效地把难以应用的低品位热能利用起来达到节能目的。
在现有的热泵循环***中，通常采用的技术方案是，压缩机在吸气点吸入介质，压缩后排出至冷凝器进行冷凝，然后经膨胀阀在蒸发器吸热，吸热完成后再次进入压缩机进行压缩完成一个循环，主要追求制热或者制热能力，即焓差的大小，因此采用此种工作方式的热泵在进行工作时，大大损失了***的综合能力和能效，人们追求的是制热或制冷能力，仅仅希望最大程度获取能力，所以在此过程中会有很多的能量损失，造成热泵循环***的制热能力不强，制热效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热泵循环***及其工作方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种热泵循环***，所述热泵循环***内循环流通有换热介质，包括：
压缩机，所述压缩机和冷凝器及蒸发器相连接，用于将蒸发器所排出的吸热后的换热介质进行压缩后排到冷凝器内部；
冷凝器，所述冷凝器和蒸发器连接，用于将压缩机压缩完成的换热介质进行冷凝，并将冷凝后的换热介质排到蒸发器内；
蒸发器，所述蒸发器和膨胀阀连接，用于将冷凝器冷凝后的换热介质再次冷凝并排向膨胀阀，并让通过膨胀阀后再次进入蒸发器的换热介质进行吸热；
膨胀阀，所述膨胀阀连接在蒸发器的冷凝输出端和吸热输入端之间，用于控制进入蒸发器进行吸热的换热介质的流量。
优选的，所述蒸发器包括冷凝侧和吸热侧，所述冷凝侧的换热介质输入、输出端分别和冷凝器、膨胀阀连接，所述吸热侧的换热介质输入、输出端分别和膨胀阀、压缩机连接。
优选的，所述蒸发器的冷凝侧和吸热侧内部的换热介质流动方向相反。
优选的，所述热泵循环***还包括有风机，所述风机用于带动蒸发器附近的空气流动，从边便于蒸发器与周围空气进行热交换。
优选的，所述热泵循环***还包括有热应用设备，所述热应用设备和冷凝器连接，用于吸收应用冷凝器冷凝换热介质时释放的热量。
优选的，所述热应用设备采用液体交换的方式吸收冷凝器所释放的热量，且热应用设备背部的吸热液体的流动方向与冷凝器内部换热介质的流动方向相反。
本发明另外还提供一种热泵循环***工作方法，其中，所述工作方法适用于上述的热泵循环***，具体包括以下步骤：
S1:所述压缩机的进气端吸入蒸发器内吸热后的换热介质，将换热介质进行压缩提升压力，将吸气压力状态提高到排气压力状态，然后将压缩后的换热介质排到冷凝器内部；
S2:所述冷凝器将压缩机压缩完成的换热介质进行冷凝，并将冷凝后的换热介质排到蒸发器内；
S3:所述蒸发器首先将冷凝器冷凝后的换热介质再次冷凝并排向膨胀阀，换热介质通过膨胀阀节流后成为低温低压的湿蒸汽，然后再次进入蒸发器进行吸热；
S4:所述蒸发器内吸热后的换热介质再次排入压缩机进行压缩，从而完成一个压缩。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明是根据热力学原理充分发挥***潜能，在蒸发器内将冷凝器冷凝后的换热介质再次冷凝，然后再通过膨胀阀节流后成为低温低压的湿蒸汽进入蒸发器进行吸热，进而大幅度提高热泵***的工作能力，同时也大幅的提高了热泵的工作效率。
附图说明
图1为本发明整体***结构示意图；
图2为本发明***工作时的压焓图；
图3为本发明工作方法的流程示意图。
图中：1压缩机、2冷凝器、3蒸发器、4膨胀阀、5风机、6热应用设备。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
请参阅图1至图2，本发明提供一种技术方案：
一种热泵循环***，包括压缩机1、冷凝器2、蒸发器3、膨胀阀4、风机5和热应用设备6，其中：
所述热泵循环***内循环流通有换热介质，所述蒸发器3包括冷凝侧和吸热侧，采用现有技术中的冷凝蒸发器，所述压缩机1的输入端与蒸发器3吸热侧的输出端连接，压缩机1的输处端与冷凝器2的输入端连接，所述将压缩机1将蒸发器3所排出的吸热后的换热介质在A点吸入，然后进行压缩，并在B点排到冷凝器2内部，所述冷凝器2将将压缩机1压缩完成的换热介质进行冷凝至C点，所述冷凝器2的排出端与蒸发器3的冷凝侧输入端连接，并将冷凝后的换热介质送至蒸发器3的冷凝侧进行继续冷凝至C′。
所述蒸发器3的冷凝侧的换热介质输出端、吸热侧的换热介质输入端分别与膨胀阀4的两端相连接，所述蒸发器3的冷凝侧和吸热侧内部的换热介质流动方向相反，蒸发器3再次冷凝后将换热介质通过让通过膨胀阀4后再次进入蒸发器3的吸热侧，膨胀阀4主要用于控制进入蒸发器3进行吸热的换热介质的流量，通过膨胀阀4后换热介质在D′点进入蒸发器3的吸热侧进行吸热，吸热完成后恢复到A点，重新进入压缩机1，从而完成循环。
本发明的制热过程所产生的热量Δh为：
Δh＝hA-hD′+hB-hA
制热能效η为：
η＝(hA-hD′+hB-hA)/hB-hA
传统的热泵循环***工作过程为压缩机1在A点吸入换热介质，B点排出到冷凝器2内部进行冷凝至C点，再进入蒸发器3经膨胀阀4控制换热介质的流量至D点，从而开始在蒸发器吸热，吸热完成后达到A点再次进入压缩机1完成一个循环。
现有技术中的制热过程所产生的热量Δh′为：
Δh′＝hA-hD+hB-hA
制热能效η′为：
η′＝(hA-hD+hB-hA)/hB-hA
通过本发明与现有技术相比：
Δh>Δh′
η>η′
从而可以看出，本发明根据热力学原理充分发挥***潜能，进而大幅度提高热泵***的工作能力，同时也大幅的提高了热泵的工作效率。
所述热泵循环***还包括有风机5，所述风机5用于带动蒸发器3附近的空气流动，从边便于蒸发器3与周围空气进行热交换，所述热泵循环***还包括有热应用设备6，所述热应用设备6和冷凝器2连接，热应用设备6的换热设备位于冷凝器2的冷凝时散发热量的辐射范围内，所述热应用设备6采用液体交换的方式吸收冷凝器2所释放的热量，从而能够良好的吸收应用冷凝器2冷凝换热介质时释放的热量，所述热应用设备6内部的吸热液体的流动方向与冷凝器2内部换热介质的流动方向相反，能够有效地增强热交换的效率。
请参阅图3，本发明另外还提供一种热泵循环***工作方法，其中，所述工作方法适用于上述的热泵循环***，具体包括以下步骤：
S1:所述压缩机1的进气端吸入蒸发器3内吸热后的换热介质，将换热介质进行压缩提升压力，将吸气压力状态提高到排气压力状态，然后将压缩后的换热介质排到冷凝器2内部；
S2:所述冷凝器2将压缩机1压缩完成的换热介质进行冷凝，并将冷凝后的换热介质排到蒸发器3内；
S3:所述蒸发器3首先将冷凝器2冷凝后的换热介质再次冷凝并排向膨胀阀4，换热介质通过膨胀阀4节流后成为低温低压的湿蒸汽，然后再次进入蒸发器3进行吸热；
S4:所述蒸发器3内吸热后的换热介质再次排入压缩机1进行压缩，从而完成一个压缩。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种热泵循环***，所述热泵循环***内循环流通有换热介质，其特征在于，包括：
压缩机(1)，所述压缩机(1)和冷凝器(2)及蒸发器(3)相连接，用于将蒸发器(3)所排出的吸热后的换热介质进行压缩后排到冷凝器(2)内部；
冷凝器(2)，所述冷凝器(2)和蒸发器(3)连接，用于将压缩机(1)压缩完成的换热介质进行冷凝，并将冷凝后的换热介质排到蒸发器(3)内；
蒸发器(3)，所述蒸发器(3)和膨胀阀(4)连接，用于将冷凝器(2)冷凝后的换热介质再次冷凝并排向膨胀阀(4)，并让通过膨胀阀(4)后再次进入蒸发器(3)的换热介质进行吸热；
膨胀阀(4)，所述膨胀阀(4)连接在蒸发器(3)的冷凝输出端和吸热输入端之间，用于控制进入蒸发器(3)进行吸热的换热介质的流量。
2.根据权利要求1所述的一种热泵循环***，其特征在于：所述蒸发器(3)包括冷凝侧和吸热侧，所述冷凝侧的换热介质输入、输出端分别和冷凝器(2)、膨胀阀(4)连接，所述吸热侧的换热介质输入、输出端分别和膨胀阀(4)、压缩机(1)连接。
3.根据权利要求2所述的一种热泵循环***，其特征在于：所述蒸发器(3)的冷凝侧和吸热侧内部的换热介质流动方向相反。
4.根据权利要求2所述的一种热泵循环***，其特征在于：所述热泵循环***还包括有风机(5)，所述风机(5)用于带动蒸发器(3)附近的空气流动，从边便于蒸发器(3)与周围空气进行热交换。
5.根据权利要求1所述的一种热泵循环***，其特征在于：所述热泵循环***还包括有热应用设备(6)，所述热应用设备(6)和冷凝器(2)连接，用于吸收应用冷凝器(2)冷凝换热介质时释放的热量。
6.根据权利要求5所述的一种热泵循环***，其特征在于：所述热应用设备(6)采用液体交换的方式吸收冷凝器(2)所释放的热量，且热应用设备(6)背部的吸热液体的流动方向与冷凝器(2)内部换热介质的流动方向相反。
7.一种热泵循环***工作方法，其特征在于：所述工作方法适用于权利要求1-6任一项所述的热泵循环***，具体包括以下步骤：
S1:所述压缩机(1)的进气端吸入蒸发器(3)内吸热后的换热介质，将换热介质进行压缩提升压力，将吸气压力状态提高到排气压力状态，然后将压缩后的换热介质排到冷凝器(2)内部；
S2:所述冷凝器(2)将压缩机(1)压缩完成的换热介质进行冷凝，并将冷凝后的换热介质排到蒸发器(3)内；
S3:所述蒸发器(3)首先将冷凝器(2)冷凝后的换热介质再次冷凝并排向膨胀阀(4)，换热介质通过膨胀阀(4)节流后成为低温低压的湿蒸汽，然后再次进入蒸发器(3)进行吸热；
S4:所述蒸发器(3)内吸热后的换热介质再次排入压缩机(1)进行压缩，从而完成一个压缩。
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