一種雙進(jìn)氣雙排氣壓縮機(jī)節(jié)能制冷系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種雙進(jìn)氣雙排氣壓縮機(jī)節(jié)能制冷系統(tǒng)及方法，屬于環(huán)境空調(diào)制冷系統(tǒng)的節(jié)能增效技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國制冷空調(diào)的產(chǎn)量近億臺(tái)套，占全世界產(chǎn)量的一大半以上，國內(nèi)生產(chǎn)廠家通過引進(jìn)、消化、吸收國外先進(jìn)技術(shù)再加上自身的創(chuàng)新，其技術(shù)水已達(dá)到國際先進(jìn)行列，目前的制冷系統(tǒng)的能效比就其制冷循環(huán)而言已做得很好，改善的余地很小。
[0003]我國已向國際承諾:到2020年，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放要比2005年下降40%?45%，而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，2010?2020年，我國能源消耗總量平均每年只能增加8500萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。如何突破自然、環(huán)境的制約是當(dāng)前和今后我國工業(yè)面臨的緊迫任務(wù)和戰(zhàn)略課題。大幅度提供能效比必須依靠新的技術(shù)進(jìn)步。
[0004]制冷系統(tǒng)的能效取決于蒸發(fā)溫度與冷凝溫度之間的差值，根據(jù)熱力學(xué)第二定律，逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)反比于上述兩者溫差，目前一般制冷系統(tǒng)，無論是定頻還是變頻系統(tǒng)，運(yùn)行時(shí)均具有恒定的蒸發(fā)溫度與冷凝溫度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種雙進(jìn)氣雙排氣壓縮機(jī)節(jié)能制冷系統(tǒng)及方法，具有兩個(gè)或以上的不同的蒸發(fā)溫度與冷凝溫度，使現(xiàn)有的空調(diào)制冷系統(tǒng)的能耗得到較大幅度降低，無論是制冷或制熱運(yùn)行。
[0006]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
一方面，本發(fā)明提供一種雙進(jìn)氣雙排氣壓縮機(jī)節(jié)能制冷系統(tǒng)，包括流體輸送裝置和至少兩級的冷源系統(tǒng)，其中，冷源系統(tǒng)包括雙進(jìn)氣雙排氣壓縮機(jī)、四通閥、內(nèi)部熱交換器、節(jié)流裝置、外部熱交換器，雙進(jìn)氣雙排氣壓縮機(jī)(I)包括兩個(gè)吸氣口和兩個(gè)排氣口，兩個(gè)吸氣口分別是高壓吸氣口、低壓吸氣口，兩個(gè)排氣口分別是低壓排氣口、高壓排氣口，吸氣口、四通閥、內(nèi)部熱交換器、節(jié)流裝置、外部熱交換器依次連接，排氣口通過另一條管路經(jīng)四通閥與外部熱交換器連接；流體輸送裝置、冷源系統(tǒng)的外部熱交換器、內(nèi)部熱交換器依次排列。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，冷源系統(tǒng)為兩級。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，流體輸送裝置為栗或者風(fēng)機(jī)。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，冷源系統(tǒng)中的載冷劑為空氣、水、乙二醇中任一。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，還包括有外部輸送裝置。
[0011]另一方面，本發(fā)明提供一種雙進(jìn)氣雙排氣壓縮機(jī)節(jié)能制冷方法，包括以下具體步驟:第一級冷源系統(tǒng)中，雙進(jìn)氣雙排氣壓縮機(jī)的高壓吸氣口吸入制冷劑后將其壓縮成高溫高壓蒸汽；高溫高壓蒸汽經(jīng)過低壓排氣口排出后，再經(jīng)過四通閥進(jìn)入外部熱交換器，向外部環(huán)境中排出熱量后，由節(jié)流裝置節(jié)流降壓成低溫低壓兩相流體；低溫低壓兩相流體再次進(jìn)入內(nèi)部熱交換器，吸收室內(nèi)的熱量，最后回到雙進(jìn)氣雙排氣壓縮機(jī)，完成一個(gè)循環(huán)；后級冷源系統(tǒng)采用同樣的制冷步驟，對經(jīng)過第一級冷源系統(tǒng)降溫后的室內(nèi)空氣再進(jìn)行逐級降溫。
[0012]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:本發(fā)明通過對被控環(huán)境進(jìn)行二級或者多級逐級制冷，可以有效地對被控環(huán)境進(jìn)行降溫，能夠節(jié)約能耗。由于對被控環(huán)境進(jìn)行了逐級制冷，冷源系統(tǒng)的工作效率得到了提高。本發(fā)明中第一級系統(tǒng)的運(yùn)行效率與目前一般制冷系統(tǒng)的相當(dāng)，第二級或者后級系統(tǒng)的運(yùn)行效率高于目前一般制冷系統(tǒng)，其綜合效率高于目前一般制冷系統(tǒng)，包括定頻還是變頻系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明在制熱狀態(tài)下工作的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]其中，I是壓縮機(jī)；2a高壓吸氣口； 2b是低壓吸氣口；3a是低壓排氣口； 3b是高壓排氣口 ；4a、4b是四通閥；5a、5b是外部熱交換器；6a、6b是流體輸送裝置；7a、7b是節(jié)流裝置；8a、8b是內(nèi)部熱交換器；9a、9b是冷源系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
本發(fā)明一種雙進(jìn)氣雙排氣壓縮機(jī)節(jié)能制冷系統(tǒng)，如圖1所示，包括流體輸送裝置6a、6b和至少兩級的冷源系統(tǒng)9a、9b，其中，冷源系統(tǒng)9a、9b包括雙進(jìn)氣雙排氣壓縮機(jī)1、四通閥4a,4b、內(nèi)部熱交換器8a、8b、節(jié)流裝置7a、7b、外部熱交換器5a、5b，雙進(jìn)氣雙排氣壓縮機(jī)I包括兩個(gè)吸氣口和兩個(gè)排氣口，兩個(gè)吸氣口分別是高壓吸氣口 2a、低壓吸氣口 2b，兩個(gè)排氣口分別是低壓排氣口 3a、高壓排氣口 3b，吸氣口 2a、2b、四通閥4a、4b、內(nèi)部熱交換器8a、8b、節(jié)流裝置7a、7b、外部熱交換器5a、5b依次連接，排氣口 3a、3b通過另一條管路經(jīng)四通閥4a、4b與外部熱交換器5a、5b連接；流體輸送裝置6a、6b、冷源系統(tǒng)9a、9b的外部熱交換器5a、5b、內(nèi)部熱交換器8a、8b依次排列，使得傳熱溫差最小化。
[0017]上述的雙進(jìn)氣雙排氣壓縮機(jī)節(jié)能制冷系統(tǒng)中，冷源系統(tǒng)可以為多級，但是在一般情況下，采用兩級冷源系統(tǒng)也可以實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案。在采用上述的雙進(jìn)氣雙排氣壓縮機(jī)節(jié)能制冷系統(tǒng)進(jìn)行工作時(shí)，一般是要將多級冷源系統(tǒng)的室內(nèi)熱交換器置于室內(nèi)的被控環(huán)境中，用于對室內(nèi)的環(huán)境進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)；但是，也可以將上述的內(nèi)部熱交換器置于其它的被控環(huán)境中進(jìn)行控溫調(diào)節(jié)，例如水體、封閉箱體或者其它需要調(diào)溫的氣體、液體環(huán)境中。使用過程中，流體輸送裝置將被控環(huán)境中的氣體或者液體輸送至內(nèi)部熱交換器附近，氣體或者液體依次通過多級的內(nèi)部熱交換器，達(dá)到逐級制冷的目的。
[0018]壓縮機(jī)、四通閥、節(jié)流裝置和外部熱交換器用于在被控環(huán)境外產(chǎn)生中低溫的制冷劑，輸送至內(nèi)部熱交換器，使被控環(huán)境溫度降低。
[0019]一般來說，對于被控環(huán)境的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，如果降溫的溫度差過大，會(huì)導(dǎo)致冷源系統(tǒng)的制冷效率的降低，因此會(huì)造成能耗升高。當(dāng)采用兩級以上的冷源系統(tǒng)對被控環(huán)境進(jìn)行降溫時(shí)，每一級的冷源系統(tǒng)分別將環(huán)境溫度降溫一定量，熱交換過程的傳熱溫差減小，根據(jù)熱力學(xué)第二定律，傳熱溫差的降低可降低系統(tǒng)的不可逆損失，從而降低能耗。因此，當(dāng)將環(huán)境溫度降低至相同溫度時(shí)，采用兩級的冷源系統(tǒng)逐級降溫的制冷效率要高于采用一級降溫的系統(tǒng)。
[0020]在上述的雙進(jìn)氣雙排氣壓縮機(jī)節(jié)能制冷系統(tǒng)中，還包括有外部輸送裝置。外部輸送裝置的作用是用于將換熱介質(zhì)輸送至外部熱交換器附近，達(dá)到使外部熱交換器更好地排出熱量的作用，與上述的降溫制冷過程類似，外部熱交換器的排熱過程分兩級進(jìn)行，同樣可降低能耗，對制冷效率的提高有所貢獻(xiàn)。外部輸送裝置的具體位置可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證外部熱交換器能夠較好地?zé)峤粨Q即可。
[0021 ] 本發(fā)明中，雙進(jìn)氣雙排氣壓縮機(jī)是本發(fā)明技術(shù)的關(guān)鍵，包括高壓吸氣口 2a、低壓吸氣口 2b、低壓排氣口 3a、高壓排氣口 3b四個(gè)吸排氣通道，吸排氣的啟閉、組合可通過自動(dòng)或手動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)。對于容積型壓縮機(jī)，根據(jù)壓縮的進(jìn)程控制控制吸排氣的進(jìn)行，如活塞機(jī)的行程、轉(zhuǎn)子機(jī)的轉(zhuǎn)角等；對于容積型、速度型壓縮機(jī)，也可設(shè)計(jì)成單軸雙吸進(jìn)口、雙排出口，機(jī)體內(nèi)、外部旁通流量分配的方式實(shí)現(xiàn)。
[0022]流體輸送裝置可以采用風(fēng)機(jī)、栗等裝置。冷源系統(tǒng)中使用的熱沉可以是空氣、水、乙二醇或其他載冷劑；用于制熱目的時(shí)，也可以采用空氣、水等作為的介質(zhì)作為載熱劑。
[0023]以兩級冷源系統(tǒng)為例，第一級冷源系統(tǒng)9a包括依次連接的雙進(jìn)氣雙排氣壓縮機(jī)I的高壓吸氣口 2a、四通閥4a、內(nèi)部熱交換器8a、節(jié)流裝置7a、外部熱交換器5a，雙進(jìn)氣雙排氣壓縮機(jī)I的低壓排汽口 3a通過另一條管道經(jīng)四通閥4a再與外部熱交換器5a連接；流體輸送裝置6a與外部熱交換器5a、內(nèi)部熱交換器8a依次排列。第二