陈氏低温双效热泵循环引射增压节能系统

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1、陈氏低温双效热泵循环引射增压节能系统挑剔工艺学创新案例No.39作者《挑剔工艺学》创始人陈川驰　   关键词：热泵喷射器引射器结霜除霜加热器四通换向阀储液器过冷器过冷度电子膨胀阀蒸发器冷凝器数码涡旋压缩机变频器heatpump   致谢：向空调器专业研究老前辈清华大学赵荣义教授、薛殿华教授表示深深的敬意，感谢他们24年前引领我步入空调器研究领域，并特别感谢薛殿华教授在此文论及的试验当中给予的热心指导和鼓励；向清华大学教授中国工程院江亿院士表示崇高的敬意，感谢他对本试验研究给予的指导和帮助；还感谢巨桐林老师24年来在制冷技术和工艺经验方面给予的无私帮助和支持。祝愿各

2、位前辈大师身体健康！   特将此世界顶级节能研究成果赠送美国现任总统奥巴马同志，期望他应用本最新先进高科技发明帮助美国人民率先实现绿色节能新生活方式，通过降低能源消耗成本，增强经济竞争力，提高经济效率和效益，尽快摆脱因金融危机带来的经济不景气局面，带领美国人民走向美好的明天……为中国人民做出表率。本文第二和三部分及其图18、图20、图21、图22、图23拥有版权著作权，任何中国企业（包括与外资合资企业，外资在中国的独资企业）不得未经本文作者授权而擅自应用本发明于其产品序列。违者追究法律责任！特此声明。   摘要：本文针对常规空气源低温热泵应用存在的理论能效COP比

3、较低和室外换热器容易结霜影响系统高效安全运行的问题，应用《挑剔工艺学》的方法论，通过改进压缩-引射制冷循环的特殊热力学流程，结合本人发明的双效热泵循环三效换热器技术，构建成为低温双效热泵循环引射增压节能系统，创造出适应在低温环境下经济安全运行的新一代空气源低温热泵循环系统。它的出现将真正使得空气源低温热泵循环系统在全球寒冷地区的应用不但安全，并且经济高效成为现实可能。一、典型喷射器/压缩混合制冷循环上海交通大学低温制冷技术研究所的研究项目介绍   （本部分为摘要，本文只是引用介绍供读者了解技术发展背景经历，其数据图表结论均源自他们在公开刊物上的论文，并更正了他们原

4、论文的几处明显错误，增加了几幅特性关系曲线图，该部分著作权归原作者上海交通大学低温制冷技术研究所所有）   1.实验原理图图3   2.实验数据概况   ①.喷射器随蒸发温度的变工况特性   随蒸发温度的变化，喷射器的背压、喷射系数、制冷量以及制冷系统的理论COP随蒸发温度的变化关系，如图4～图8所示。   从图4中可以看出，随着蒸发温度的提高，喷射器的背压升高，但其与蒸发压力的压差却随着蒸发温度的提高而减小。这是由于在冷凝温度不变的情况下，系统制冷剂循环主流的流量是一定值（临界截面达到声速后流量达到最大）。   图5显示，喷射器的喷射系数随蒸发温度的提高而增大，

5、喷射器对引射流体的压缩能力减小。   图7表明，压缩/喷射混合制冷循环系统COP随蒸发温度的提高而增大，但是，与传统制冷系统相比，系统的制冷系数COP提高的幅度也相应减小。   图8表明，由于喷射系数随蒸发温度而增加，喷射器的制冷量也有所提高，但与传统制冷系统相比，制冷量的增加是很小的。   这对设计蒸发温度较低的制冷系统来说，达到设定温度的时间要比传统制冷系统延长。这种特性也有有利的一面，传统制冷系统在启动过程中，由于蒸发温度较高，制冷量较大，为了防止引起压缩机超载，压缩机驱动电机必须选得偏大；而对于压缩/喷射混合制冷循环系统，电机就可以选得小一些。   ②.喷

6、射器随冷凝温度的变工况特性   随冷凝温度的变化，喷射器主流流量、背压、喷射系数、制冷量以及制冷系统的理论COP随冷凝温度的变化关系，如图9～13所示。   从图9中可以看出，由于冷凝温度的提高，喷射器的主流制冷剂流量增大，   从图10看出，由于冷凝温度的提高，虽然压缩机的耗功将有所增加，而喷射系数减小。   图11表明，由于冷凝温度的提高，喷射器的背压可以升得更高，   图12表明，由于冷凝温度的提高，与传统制冷系统相比，系统COP的升高幅度基本不受影响。   图13表明，压缩/喷射系统的制冷量先是随着冷凝温度的升高而增加，然后减小，在设计冷凝温度时达到最大值

7、，但与传统制冷系统相比而言，与其制冷量随蒸发温度变化情况类似，压缩/喷射制冷系统的制冷量变化幅度是很小的。   从图14～图16表明，与传统制冷系统相比，在不同的蒸发温度和冷凝温度下，压缩/喷射混合制冷系统的吸气压力和理论COP均较高；压缩/喷射混合制冷系统的制冷量随蒸发温度和冷凝温度的变化幅度与传统制冷系统相比是较小，利用喷射器这一特性可以实现一种近似“恒制冷量”的制冷系统。   比较不同的制冷剂（此处原图索引略），可以看出，对不同的制冷剂，由于热物理性质的不同，采用压缩／喷射混合制冷循环，制冷系数COP提高的幅度是不同的。   从以上计算可以看出，常用制冷剂中

8、R404A