一種跨臨界熱泵裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于空調(diào)熱栗技術領域，具體涉及一種跨臨界熱栗裝置。
【背景技術】
[0002]高溫熱栗是一種消耗部分電能，通過熱力循環(huán)把熱能由低溫熱源轉移到高溫熱源的能量利用系統(tǒng)，因此工業(yè)領域的一些其它方法較難利用的工業(yè)余熱可以通過高溫熱栗將這部分熱量轉移到高溫熱源中，而余熱熱源以較低的溫度排放到環(huán)境中，從而減少了對環(huán)境的熱污染，而產(chǎn)生的高溫熱源不僅可用于供暖，還可以用于如食品/木材干燥、海水淡化、精餾化工等工業(yè)領域。由于高溫熱栗具有明顯的經(jīng)濟效益和社會效益，市場潛力巨大，使其成為近年國際熱栗研究的一個基本方向。但是，普通的亞臨界循環(huán)高溫熱栗系統(tǒng)受高壓壓力的限制提供的供熱溫度一般在70?80°C左右，限制了其在高溫工業(yè)領域的應用范圍?？缗R界循環(huán)高溫熱栗能夠提供120_130°C的供熱溫度，遠高于普通熱栗系統(tǒng)的供熱溫度，因此應用前景更廣闊。但由于其高低壓壓比遠高于普通的熱栗系統(tǒng)，循環(huán)效率相對較低。現(xiàn)有技術中存在一種多級壓縮、逐級升溫的方案，見圖11所示，系統(tǒng)由兩個相對獨立的循環(huán)組成，低溫級冷凝器輸出的熱源繼續(xù)通過高溫級冷凝器的加熱，使得熱源溫度進一步提高，低溫級過冷卻器為高溫級的蒸發(fā)器。該系統(tǒng)增加了一個或多個包括壓縮機和冷凝器的輔路循環(huán)，系統(tǒng)成本較高，而且增大了系統(tǒng)的體積和控制復雜度。
[0003]由于現(xiàn)有技術中存在亞臨界循環(huán)高溫熱栗由于供熱溫度低而限制了應用范圍；雖然跨臨界循環(huán)高溫熱栗供熱溫度高但是其高低壓比較大、循環(huán)效率較低;逐級升溫熱栗系統(tǒng)雖然供熱溫度高、高低壓壓比較低但是成本較高且系統(tǒng)體積較大、控制度復雜的技術問題，因此本實用新型研究設計出一種跨臨界熱栗裝置。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]因此，本實用新型要解決的技術問題在于克服現(xiàn)有技術中的熱栗系統(tǒng)存在無法同時實現(xiàn)供熱溫度高、高低壓壓比低且成本低、系統(tǒng)體積較小的缺陷，從而提供一種跨臨界熱栗裝置。
[0005]本實用新型提供了一種跨臨界熱栗裝置，包括壓縮系統(tǒng)、冷凝器、主節(jié)流裝置和蒸發(fā)器，其中在位于所述主節(jié)流裝置和所述蒸發(fā)器之間的制冷劑管路上還設置有閃蒸器，所述閃蒸器的排氣端經(jīng)由閃蒸器旁通管路連接到所述壓縮系統(tǒng)的低壓端、中壓端或高壓端，且所述壓縮系統(tǒng)為包括兩個串聯(lián)壓縮機或兩個串聯(lián)壓縮腔的壓縮機的雙級壓縮系統(tǒng)。
[0006]優(yōu)選地，所述雙級壓縮系統(tǒng)包括串聯(lián)連接的第一壓縮機和第二壓縮機。
[0007]優(yōu)選地，所述雙級壓縮系統(tǒng)為包含低壓壓縮腔和高壓壓縮腔串聯(lián)連接的雙缸雙轉子壓縮機。
[0008]優(yōu)選地，所述閃蒸器旁通管路連接到所述壓縮系統(tǒng)的低壓端，且在所述閃蒸器旁通管路上設置有壓力平衡裝置。
[0009]優(yōu)選地，所述閃蒸器旁通管路連接到所述壓縮系統(tǒng)的中壓端，且在所述閃蒸器旁通管路上設置有第三壓縮機。
[0010]優(yōu)選地，所述閃蒸器旁通管路連接到所述壓縮系統(tǒng)的高壓端，且在所述閃蒸器旁通管路上設置有第三壓縮機。
[0011]優(yōu)選地，所述雙級壓縮系統(tǒng)和第三壓縮機是低壓壓縮腔和高壓壓縮腔串聯(lián)并設有中間補氣口的雙缸雙轉子壓縮機與轉子壓縮機并聯(lián)的結構，或者是三個壓縮機在一個殼體內(nèi)的壓縮機單元。
[0012]優(yōu)選地，所述雙級壓縮系統(tǒng)和第三壓縮機是低壓壓縮腔和高壓壓縮腔串聯(lián)且不設中間補氣口的雙缸雙轉子壓縮機與轉子壓縮機并聯(lián)的結構，或者是三個壓縮機在一個殼體內(nèi)的壓縮機單元。
[0013]優(yōu)選地，在所述閃蒸器與蒸發(fā)器之間的管路上還設置有輔助節(jié)流裝置。
[0014]優(yōu)選地，還包括設置在制冷劑管路上的中間換熱器，所述中間換熱器熱端設置在冷凝器出口和主節(jié)流裝置之間的管路上，冷端設置在蒸發(fā)器出口與所述壓縮系統(tǒng)低壓端之間的管路上。
[0015]優(yōu)選地，所述閃蒸器是單向閃蒸器或雙向閃蒸器。
[0016]優(yōu)選地，當具有輔助節(jié)流裝置時，所述主節(jié)流裝置和輔助節(jié)流裝置是毛細管、節(jié)流短管、熱力膨脹閥、電子膨脹閥、節(jié)流孔板中的任意一種。
[0017]優(yōu)選地，所示壓力平衡裝置是流通截面積可調(diào)的閥門元件。
[0018]本實用新型提供的跨臨界熱栗裝置具有如下有益效果:
[0019]1.通過本實用新型的設置閃蒸器及閃蒸旁通管路的跨臨界熱栗裝置，能夠有效實現(xiàn)跨臨界雙級壓縮循環(huán)，最大程度地提高了該循環(huán)單位質(zhì)量制冷劑的吸熱量，進而實現(xiàn)供熱溫度高，可提供120?130°C的供熱溫度，拓寬了高溫熱栗的應用范圍，提高了循環(huán)效率；
[0020]并且通過將壓縮系統(tǒng)設置為包括兩個串聯(lián)壓縮機或兩個串聯(lián)壓縮腔的壓縮機的雙級壓縮系統(tǒng)，能夠有效地降低高低壓壓比、且系統(tǒng)成本降低、體積減??；
[0021 ] 2.增加小排量的第三壓縮機將閃發(fā)器分離的氣體壓縮到中間壓力或高壓壓力，降低了主路壓縮機的耗功，且主路壓縮機采用雙缸串聯(lián)壓縮腔并與輔路壓縮機壓縮腔并聯(lián)的方式，減小了壓縮機體積，降低了系統(tǒng)成本和控制的復雜程度；
[0022]3.通過增加中間換熱器，還能夠增加閃發(fā)器分離的飽和液體制冷劑流量，蒸發(fā)器的換熱量會進一步提高，系統(tǒng)制熱能力和能效因此也得到進一步提升。
【附圖說明】
[0023]圖1是本實用新型的跨臨界熱栗裝置的實施方式一的結構示意圖；
[0024]圖2是本實用新型的跨臨界熱栗裝置的實施方式二的結構示意圖；
[0025]圖3是本實用新型的跨臨界熱栗裝置的實施方式三的結構示意圖；
[0026]圖4是本實用新型的跨臨界熱栗裝置的實施方式四的結構示意圖；
[0027]圖5是本實用新型的跨臨界熱栗裝置的實施方式五的結構示意圖；
[0028]圖6是本實用新型的跨臨界熱栗裝置的實施方式六的結構示意圖；
[0029]圖7是本實用新型的跨臨界熱栗裝置的實施方式七的結構示意圖；
[0030]圖8是本實用新型的跨臨界熱栗裝置的實施方式八的結構示意圖；
[0031 ]圖9是本實用新型的跨臨界熱栗裝置的實施方式九的結構示意圖；
[0032]圖10是本實用新型的跨臨界熱栗裝置的壓縮機單元的結構示意圖；
[0033]其中(a)表示壓縮機單元第一種結構的示意圖；(b)表示壓縮機單元第一種結構的示意圖；(C)表示壓縮機單元第一種結構的示意圖；
[0034]圖11是現(xiàn)有技術的逐級升溫技術方案的熱栗裝置的結構示意圖。
[0035]圖中附圖標記表示為:
[0036]101 一第一壓縮機，102 一第二壓縮機，103 一第三壓縮機，2 一冷凝器(氣冷器)，3一蒸發(fā)器;401—主節(jié)流裝置，402—輔助節(jié)流裝置，5—閃蒸器(閃發(fā)器)；6—壓力平衡裝置；7—中間換熱器(經(jīng)濟器)。
【具體實施方式】
[0037]如圖1-10所示，本實用新型提供一種跨臨界熱栗裝置，包括壓縮系統(tǒng)、冷凝器2、主節(jié)流裝置401和蒸發(fā)器3，其中在位于所述主節(jié)流裝置401和所述蒸發(fā)器3之間的制冷劑管路上還設置有閃蒸器5(也可稱作閃發(fā)器)，所述閃蒸器5的排氣端經(jīng)由閃蒸器旁通管路連接到所述壓縮系統(tǒng)的低壓端、中壓端或高壓端，且所述壓縮系統(tǒng)為包括兩個串聯(lián)壓縮機或兩個串聯(lián)壓縮腔的壓縮機的雙級壓縮系統(tǒng)。
[0038]通過設置上述的閃蒸器及相應的連接結構能夠將主節(jié)流裝置節(jié)流后的兩相制冷劑經(jīng)由閃發(fā)器進行分離，使得進入蒸發(fā)器的制冷劑達到或近似為飽和液體，最大程度地提高了該循環(huán)單位質(zhì)量制冷劑的吸熱量，而且由于蒸發(fā)器進口制冷劑為飽和液體狀態(tài)或干度非常低的兩相狀態(tài)有利于蒸發(fā)器分流均勻性的改善，有效降低了蒸發(fā)器制冷劑側的壓降(制冷劑蒸發(fā)過程中的壓降隨著制冷劑的干度增加而增加，所以將蒸發(fā)器進口的干度降低能夠降低蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的壓降)，增加了蒸發(fā)器傳熱溫差;從而能夠有效實現(xiàn)跨臨界雙級壓縮循環(huán)，最大程度地提高了該循環(huán)單位質(zhì)