虹吸循環逆流換熱超高效水源熱泵制造技術

一種虹吸循環逆流換熱超高效水源熱泵：系統集成虹吸循環逆流取熱升膜蒸發器、逆流放熱冷凝器、壓縮機；利用虹吸循環與管道外壓共同驅動熱泵工質，以大溫升小溫差逆流方式，提取熱源放熱并升膜蒸發，大幅提升熱泵蒸發壓力；利用大溫升小溫差逆流分段方式冷凝放熱，以大幅降低熱泵冷凝壓力；大幅降低壓縮機的壓差、排量、投資、電耗，從而實現虹吸循環逆流換熱超高效水源熱泵。

【技術實現步驟摘要】
(一)
本專利技術涉及一種虹吸循環逆流換熱超高效水源熱泵。(二)
技術介紹
目前的水源熱泵基本采用水平布置的滿液式蒸發器提取水源熱量，采用交叉換熱方式取熱，導致熱泵工質蒸發溫度一般要比水源出水溫度低2℃；因此當熱源側流量較小、取熱溫降較大時：(1)水源進水溫度相對較高的能量品位未獲得有效利用，從而使得水源熱泵運行在較大的絕對壓差和相對壓比，大幅增加壓縮機耗電量、降低熱泵能效比；(2)壓縮機的排氣量較大，從而使得機組投資增大，回收期較長，導致產品難以在EMC領域推廣應用。目前的水源熱泵基本采用水平布置的殼管式冷凝器向使用側釋放熱量，采用交叉換熱方式放熱，導致熱泵工質冷凝溫度一般要比使用側出水溫度高3℃；因此當使用側流量較小、放熱溫升較大時：氣態熱泵工質的過熱熱量未獲得有效利用，從而使得水源熱泵運行在較大的絕對壓差和相對壓比，大幅增加壓縮機耗電量、降低熱泵能效比；(三)
技術實現思路
本專利技術目的是：利用虹吸循環與管道外壓共同驅動熱泵工質，以大溫升小溫差逆流方式，提取熱源放熱并升膜蒸發，大幅提升熱泵蒸發壓力；利用大溫升小溫差逆流分段方式冷凝放熱，以大幅降低熱泵冷凝壓力；大幅降低壓縮機的壓差、排量、投資、電耗，從而實現虹
吸循環逆流換熱超高效水源熱泵。按照附圖1所示的虹吸循環逆流換熱超高效水源熱泵，其由1-虹吸循環逆流取熱升膜蒸發器；1-1-熱源介質進口；1-2-熱源分流腔；1-3-中央垂直虹吸取熱管簇；1-4-熱源匯流腔；1-5-熱源介質出口；1-6-液態熱泵工質進口；1-7-氣態熱泵工質出口；1-8-吸油口；1-9-引射器；1-10-兩通閥；2-熱源介質；3-液位開關；4-膨脹閥；4-1-干燥過濾器；5-壓縮機；5-1-回油口；6-冷凝器；6-1-載熱介質進口；6-2-載熱分流腔；6-3-冷凝放熱管簇；6-4-載熱匯流腔；6-5-載熱介質出口；6-6-氣態熱泵工質進口；6-7-液態熱泵工質出口；6-8-出氣口；7-熱泵工質；8-載熱介質組成，其特征在于：虹吸循環逆流取熱升膜蒸發器1殼程頂部液態熱泵工質出口6-7通過管道連接壓縮機5、冷凝器6工質側、干燥過濾器4-1、膨脹閥4、虹吸循環逆流取熱升膜蒸發器1殼程底部液態熱泵工質進口1-6，組成虹吸循環逆流換熱超高效水源熱泵循環回路；虹吸循環逆流取熱升膜蒸發器1管程的頂部熱源介質進口1-1、頂部熱源分流腔1-2、中部中央垂直虹吸取熱管簇1-3內側、底部熱源匯流腔1-4、底部熱源介質出口1-5，組成熱源介質放熱回路；虹吸循環逆流取熱升膜蒸發器1殼程的底部液態熱泵工質進口1-6、中部中央垂直虹吸取熱管簇1-3外側、頂部液態熱泵工質出口6-7，組成熱泵工質的虹吸循環逆流取熱升膜蒸發回路；虹吸循環逆流取熱升膜蒸發器1殼程上部內壁設置液位開關3，依據熱泵工質液位信號閉環控制膨脹閥4的開度，而膨脹閥4的出口通過管道連接虹吸循環逆流取熱升膜蒸發器1殼程底部液態熱泵工質進口1-6，組成熱泵工質膨脹回路。冷凝器6是套管式換熱器6，或是殼管式換熱器6，或是板式換熱
器6，或是板翅式換熱器6，或是盤管式換熱器6，或是螺旋板式換熱器6的熱泵工質7冷凝加熱載熱介質8的換熱器。冷凝器6是逆流放熱冷凝器6，其管程的底部載熱介質進口6-1、底部載熱分流腔6-2、中部冷凝放熱管簇6-3內側、頂部載熱匯流腔6-4、頂部載熱介質出口6-5，組成載熱介質的逆流取熱回路；逆流放熱冷凝器6殼程的頂部氣態熱泵工質進口6-6、中部冷凝放熱管簇6-3外側、底部液態熱泵工質出口6-7，組成熱泵工質的逆流放熱回路。虹吸循環逆流取熱升膜蒸發器1殼程上部吸油口1-8通過管道和兩通閥1-10連接引射器1-9的低壓引射口，冷凝器6殼程上部出氣口6-8通過管道和兩通閥1-10連接引射器1-9的高壓進氣口，壓縮機5吸氣管的回油口5-1通過管道和兩通閥1-10連接引射器1-9的中壓出氣口，組成虹吸循環逆流取熱升膜蒸發器1的回油回路。本專利技術的工作原理結合附圖1說明如下：1、熱源放熱：熱源介質2從上至下流經虹吸循環逆流取熱升膜蒸發器1熱源側的熱源介質進口1-1、熱源分流腔1-2、中央垂直虹吸取熱管簇1-3內側、熱源匯流腔1-4、熱源介質出口1-5，放熱后降溫以提供熱源熱量；2、逆流取熱升膜蒸發：液位開關3通過膨脹閥4控制低壓兩相熱泵工質7從下至上流經虹吸循環逆流取熱升膜蒸發器1殼程的液態熱泵工質進口1-6、中央垂直虹吸取熱管簇1-3外側、氣態熱泵工質出口1-7，其中的熱泵工質7在液態熱泵工質進口1-6處受管道外壓作用而直接流至中央垂直虹吸取熱管簇1-3的底部外側，然后以大溫升、小溫差的逆流方式提取熱源放熱而升膜蒸發，提取蒸發潛熱產生低壓過熱氣態熱泵工質7；在中央垂直虹吸取熱管簇1-3與虹吸循環逆流取熱升膜蒸發器1的外殼之間，則由于熱泵工質7的溫度較低、比重較大，
而受重力作用下沉，從而形成虹吸循環。3、熱泵循環：低壓過熱氣態熱泵工質7被壓縮機5壓縮成為高壓過熱氣態熱泵工質7，再送入冷凝器6的工質側冷凝成為高壓過冷液態熱泵工質7，流經干燥過濾器4-1，再經膨脹閥4節流而成為低壓兩相熱泵工質7，而重新流入虹吸循環逆流取熱升膜蒸發器1殼程以完成熱泵循環，同時把冷凝熱量釋放給使用側的載熱介質8。4、冷凝放熱：高壓過熱氣態熱泵工質7從上至下流經逆流放熱冷凝器6殼程頂部的氣態熱泵工質進口6-6、中部冷凝放熱管簇6-3外側、底部液態熱泵工質出口6-7，其中熱泵工質7在氣態熱泵工質進口6-6處受管道外壓作用而直接流至冷凝放熱管簇6-3的頂部外側，然后以大溫升、小溫差的逆流方式分段釋放其過熱顯熱、冷凝潛熱、過冷顯熱，而凝結成為高壓過冷液態熱泵工質7。5、載熱介質取熱：載熱介質8從下至上流經逆流放熱冷凝器6管程底部的載熱介質進口6-1、底部載熱分流腔6-2、中部冷凝放熱管簇6-3內側、頂部載熱匯流腔6-4、頂部載熱介質出口6-5，以逆流提取冷凝放熱而升溫；6、壓縮機回油：冷凝器6工質側出氣口6-8的高壓氣態熱泵工質7通過管道、兩通閥1-10流經引射器1-9的高壓進氣口，并由噴嘴高速噴出，所形成的負壓通過其引射口、管道、兩通閥1-10、虹吸循環逆流取熱升膜蒸發器1殼程上部的吸油口1-8引射潤滑油，并混合、擴壓成為中壓、高溫流體，再經其中壓出口、管道、兩通閥1-10，送回壓縮機5吸氣管的回油口5-1。因此與現有水平布置滿液式蒸發器的水源熱泵技術相比較，本專利技術特點如下：(1)系統集成虹吸循環逆流取熱升膜蒸發器、逆流放熱冷凝器、
壓縮機；(2)利用虹吸循環與管道外壓共同驅動熱泵工質，以大溫升小溫差逆流方式，提取熱源放熱并升膜蒸發，大幅提升熱泵蒸發壓力；(3)利用大溫升小溫差逆流分段方式冷凝放熱，以大幅降低熱泵冷凝壓力；(4)大幅降低壓縮機的壓差、排量、投資、電耗，從而實現虹吸循環逆流換熱超高效水源熱泵。因此與現有水源熱泵加熱閃蒸和水蒸汽壓縮機壓縮制取水蒸汽的技術相比較，本專利技術技術優勢如下：系統集成虹吸循環逆流取熱升膜蒸發器、逆流放熱冷凝器、壓縮機；利用虹吸循環與管道外壓共同驅動熱泵工質，以大溫升小溫差逆流方式，提取熱源放熱并升膜蒸發，大幅提升熱泵蒸發壓力；利用大溫升小溫差逆流分段方式冷凝放熱，以大幅降低熱泵冷凝壓力本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種虹吸循環逆流換熱超高效水源熱泵，其由虹吸循環逆流取熱升膜蒸發器(1)；熱源介質進口(1?1)；熱源分流腔(1?2)；中央垂直虹吸取熱管簇(1?3)；熱源匯流腔(1?4)；熱源介質出口(1?5)；液態熱泵工質進口(1?6)；氣態熱泵工質出口(1?7)；吸油口(1?8)；引射器(1?9)；兩通閥(1?10)；熱源介質(2)；液位開關(3)；膨脹閥(4)；干燥過濾器(4?1)；壓縮機(5)；回油口(5?1)；冷凝器(6)；載熱介質進口(6?1)；載熱分流腔(6?2)；冷凝放熱管簇(6?3)；載熱匯流腔(6?4)；載熱介質出口(6?5)；氣態熱泵工質進口(6?6)；液態熱泵工質出口(6?7)；出氣口(6?8)；熱泵工質(7)；載熱介質(8)組成，其特征在于：虹吸循環逆流取熱升膜蒸發器(1)殼程頂部氣態熱泵工質出口(1?7)通過管道連接壓縮機(5)、冷凝器(6)工質側、干燥過濾器(4?1)、膨脹閥(4)、虹吸循環逆流取熱升膜蒸發器(1)殼程底部液態熱泵工質進口(1?6)，組成虹吸循環逆流換熱超高效水源熱泵循環回路；虹吸循環逆流取熱升膜蒸發器(1)管程的頂部熱源介質進口(1?1)、頂部熱源分流腔(1?2)、中部中央垂直虹吸取熱管簇(1?3)內側、底部熱源匯流腔(1?4)、底部熱源介質出口(1?5)，組成熱源介質放熱回路；虹吸循環逆流取熱升膜蒸發器(1)殼程的底部液態熱泵工質進口(1?6)、中部中央垂直虹吸取熱管簇(1?3)外側、頂部氣態熱泵工質出口(1?7)，組成熱泵工質的虹吸循環逆流吸熱升膜蒸發回路；虹吸循環逆流取熱升膜蒸發器(1)殼程上部內壁設置液位開關(3)，依據熱泵工質液位信號閉環控制膨脹閥(4)的開度，而膨脹閥(4)的出口通過管道連接虹吸循環逆流取熱升膜蒸發器(1)殼程底部液態熱泵工質進口(1?6)，組成熱泵工質膨脹回路。...

【技術特征摘要】
1.一種虹吸循環逆流換熱超高效水源熱泵，其由虹吸循環逆流取熱升膜蒸發器(1)；熱源介質進口(1-1)；熱源分流腔(1-2)；中央垂直虹吸取熱管簇(1-3)；熱源匯流腔(1-4)；熱源介質出口(1-5)；液態熱泵工質進口(1-6)；氣態熱泵工質出口(1-7)；吸油口(1-8)；引射器(1-9)；兩通閥(1-10)；熱源介質(2)；液位開關(3)；膨脹閥(4)；干燥過濾器(4-1)；壓縮機(5)；回油口(5-1)；冷凝器(6)；載熱介質進口(6-1)；載熱分流腔(6-2)；冷凝放熱管簇(6-3)；載熱匯流腔(6-4)；載熱介質出口(6-5)；氣態熱泵工質進口(6-6)；液態熱泵工質出口(6-7)；出氣口(6-8)；熱泵工質(7)；載熱介質(8)組成，其特征在于：虹吸循環逆流取熱升膜蒸發器(1)殼程頂部氣態熱泵工質出口(1-7)通過管道連接壓縮機(5)、冷凝器(6)工質側、干燥過濾器(4-1)、膨脹閥(4)、虹吸循環逆流取熱升膜蒸發器(1)殼程底部液態熱泵工質進口(1-6)，組成虹吸循環逆流換熱超高效水源熱泵循環回路；虹吸循環逆流取熱升膜蒸發器(1)管程的頂部熱源介質進口(1-1)、頂部熱源分流腔(1-2)、中部中央垂直虹吸取熱管簇(1-3)內側、底部熱源匯流腔(1-4)、底部熱源介質出口(1-5)，組成熱源介質放熱回路；虹吸循環逆流取熱升膜蒸發器(1)殼程的底部液態熱泵工質進口(1-6)、中部中央垂直虹吸取熱管簇(1-3)外側、頂部氣態熱泵工質出口(1-7)，組成熱泵工質的虹吸循環逆流吸熱升膜蒸發回路；虹吸循環逆流取熱升膜...

【專利技術屬性】
技術研發人員：侴喬力，陳江，侴雨宏，魏蔚，
申請(專利權)人：侴喬力，陳江，
類型：發明
國別省市：安徽;34