本发明公开了喷射器增压的二级压缩循环系统，属于蒸气压缩式热泵领域；所要解决的技术问题是提供了一种中间可以补气，方便的进行制冷与制热进行切换的喷射器增压的二级压缩循环系统；解决该技术问题采用的技术方案为：喷射器增压的二级压缩循环系统，在传统的二级压缩热泵循环中，增加喷射器和气液分离装置，换向阀，利用气液分离装置实现中间补气，利用换向阀实现制冷制热的切换，降低排气温度，同时降低功耗，实现节能减排；本发明可广泛应用于蒸气压缩式热泵领域。
1.喷射器增压的二级压缩循环系统，其特征在于：包括高压级压缩机（1），低压级压缩机（2），中间混合装置（3），换热器，喷射器（4），高压级压缩机（1）出口与换热器进口相连，换热器出口与喷射器（4）进口相连，喷射器（4）出口与低压级压缩机（2）进口相连，低压级压缩机（2）出口与高压级压缩机（1）进口相连，低压级压缩机（2）与高压机压缩机（1）相连的管道上设置有中间混合装置（3）；
换热器包括环境侧换热器（5）和用户侧换热器（6），高压级压缩机（1）与换热器相连处设置有第一换向阀（7），换热器与喷射器（4）相连的管路上设置有第一气液分离装置（8），喷射器（4）与低压级压缩机（2）相连的管道上设置有第二气液分离装置（9）。
2.根据权利要求1所述的喷射器增压的二级压缩循环系统，其特征在于：所述的第一换向阀（7）为三通换向阀，所述的第一换向阀（7）的第一阀口a1与高压级压缩机（1）出口相连，所述的第一换向阀（7）的第二阀口a2与环境侧换热器（5）相连，所述的第一换向阀（7）的第三阀口a3与用户侧换热器（6）相连；
在制冷模式下，所述的第一换向阀（7）的第一阀口a1与第二阀口a2连通，第三阀口a3关闭，在制热模式下，所述的第一换向阀（7）的第一阀口a1与第三阀口a3连通，第二阀口a2关闭。
3.根据权利要求2所述的喷射器增压的二级压缩循环系统，其特征在于：所述的第一换向阀（7）与用户侧换热器（6）相连的管道上设置有第一节流装置（14）。
4.根据权利要求1所述的喷射器增压的二级压缩循环系统，其特征在于：所述的第一气液分离装置（8）气态出口与中间混合装置（3）相连，液态出口与喷射器（4）相连。
5.根据权利要求2或4所述的喷射器增压的二级压缩循环系统，其特征在于：所述的第二气液分离装置（9）气态出口与低压级压缩机（2）相连，所述的第二气液分离装置（9）液态出口与换热器相连，所述的第二气液分离装置（9）与换热器相连的管道上设置有第二换向阀（10），所述的第二换向阀（10）为三通换向阀，所述的第二换向阀（10）的第一阀口a1与第二气液分离装置（9）的液态出口相连，所述的第二换向阀（10）的第二阀口a2与环境侧换热器（5）进口相连，所述的第二换向阀（10）的第二阀口a2与环境侧换热器相连的管道上设置有第三节流装置（16），所述的第二换向阀（10）的第三阀口a3与用户侧换热器（6）进口相连；
在制冷模式下，所述的第二换向阀（10）的第一阀口a1与第三阀口a3连通，第二阀口a2关闭，在制热模式下，所述的第二换向阀（10）的第一阀口a1与第二阀口a2连通，第三阀口a3关闭。
6.根据权利要求1所述的喷射器增压的二级压缩循环系统，其特征在于：所述的用户侧换热器（6）与喷射器（4）相连的管路上设置有第三换向阀（11），所述的第三换向阀（11）为三通换向阀，所述的第三换向阀（11）的第一阀口a1与用户侧换热器（6）出口相连，所述的第三换向阀（11）的第二阀口a2与第一气液分离器（8）进口相连，所述的第三换向阀（11）的第三阀口a3与喷射器（4）进口和环境侧换热器（5）出口均相连；
在制冷模式下，所述的第三换向阀（11）的第一阀口a1与第三阀口a3连通，第二阀口a2关闭，在制热模式下，所述的第三换向阀（11）的第一阀口a1与第二阀口a2连通，第三阀口a3关闭。
7.根据权利要求6所述的喷射器增压的二级压缩循环系统，其特征在于：所述的第三换向阀（11）的第三阀口a3与环境侧换热器（5）出口相连的管道上设置有第一开关阀（12）。
8.根据权利要求6所述的喷射器增压的二级压缩循环系统，其特征在于：所述的第三换向阀（11）的第二阀口a2与第一气液分离装置（8）相连的管道上设置有第二节流装置（15），所述的环境侧换热器（5）与第一气液分离装置（8）相连的管道上设置有第二开关阀（13）。
喷射器增压的二级压缩循环系统
技术领域
[0001] 本发明喷射器增压的二级压缩循环系统，属于蒸气压缩式热泵技术领域。
背景技术
[0002] 空气源热泵与电采暖等其他供暖形式相比，其能源利用效率更高，它既能在夏季制冷，又能在冬季制热，能满足冬夏两季的需求，并且是以空气为低温热源制取高于环境温度的热水或热风的制热装置，不需要燃煤、天然气等，因此受到越来越多的关注，热泵/制冷循环的实质都是以压缩机耗电为代价，实现从低温环境中吸热，并将吸热量与压缩机功耗转换的热量释放到高温环境中，所以降低压缩机功耗，提高系统运行的能耗比是节能减排的迫切要求。
[0003] 目前，当冬季室外空气温度偏低或夏季室外温度偏高的特殊工况下，传统的空气源热泵/制冷系统中压缩机压比不断增大，压缩机出口的排气温度升高，会导致系统性能明显下降，排气温度过高时压缩机会停止运行，因此，如何让空气源热泵系统在外界恶劣情况下保持较高的制热效率成为了急需解决的问题，当环境温度较低的时候，为了扩大传统热泵的使用范围，目前使用较多的是两级蒸汽压缩热泵/制冷系统，但是现有的两级压缩系统，无法实现中间补气与回收节流损失，只能进行单一的制冷或制热，无法进行模式的切换。
发明内容
[0004] 本发明克服了现有技术存在的不足，提供了一种中间可以补气，方便进行制冷与制热模式切换的喷射器增压的二级压缩循环系统。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：喷射器增压的二级压缩循环系统，包括高压级压缩机，低压级压缩机，中间混合装置，换热器，喷射器，高压级压缩机出口与换热器进口相连，换热器出口与喷射器进口相连，喷射器出口与低压级压缩机进口相连，低压级压缩机出口与高压级压缩机进口相连，低压级压缩机与高压机压缩机相连的管道上设置有中间混合装置；换热器包括环境侧换热器和用户侧换热器，环境侧换热器在制热模式下起蒸发器的作用，制冷模式下起冷凝器的作用，用户侧换热器在制热模式下起冷凝器的作用，制冷模式下起蒸发器的作用，高压级压缩机与换热器相连处设置有第一换向阀，换热器与喷射器相连的管路上设置有第一气液分离装置，喷射器与低压级压缩机相连的管道上设置有第二气液分离装置。
[0006] 所述的第一换向阀为三通换向阀，所述的第一换向阀的第一阀口a1与高压级压缩机出口相连，所述的第一换向阀的第二阀口a2与环境侧换热器相连，所述的第一换向阀的第三阀口a3与用户侧换热器相连；在制冷模式下，所述的第一换向阀的第一阀口a1与第二阀口a2连通，第三阀口a3关闭，在制热模式下，所述的第一换向阀的第一阀口a1与第三阀口a3连通，第二阀口a2关闭。
[0007] 所述的第一换向阀与用户侧换热器相连的管道上设置有第一节流装置。
[0008] 所述的第一气液分离装置气态出口与中间混合装置相连，液态出口与喷射器相连。
[0009] 所述的第二气液分离装置气态出口与低压级压缩机相连，所述的第二气液分离装置液态出口与换热器相连，所述的第二气液分离装置与换热器相连的管道上设置有第二换向阀，所述的第二换向阀为三通换向阀，所述的第二换向阀的第一阀口a1与第二气液分离装置的液态出口相连，所述的第二换向阀的第二阀口a2与环境侧换热器进口相连，所述的第二换向阀的第二阀口a2与环境侧换热器相连的管道上设置有第三节流装置，所述的第二换向阀的第三阀口a3与用户侧换热器进口相连；在制冷模式下，所述的第二换向阀的第一阀口a1与第三阀口a3连通，第二阀口a2关闭，在制热模式下，所述的第二换向阀的第一阀口a1与第二阀口a2连通，第三阀口a3关闭。
[0010] 所述的用户侧换热器与喷射器相连的管路上设置有第三换向阀，所述的第三换向阀为三通换向阀，所述的第三换向阀的第一阀口a1与用户侧换热器出口相连，所述的第三换向阀的第二阀口a2与第一气液分离器进口相连，所述的第三换向阀的第三阀口a3与喷射器进口和环境侧换热器出口均相连；在制冷模式下，所述的第三换向阀的第一阀口a1与第三阀口a3连通，第二阀口a2关闭，在制热模式下，所述的第三换向阀的第一阀口a1与第二阀口a2连通，第三阀口a3关闭。
[0011] 所述的第三换向阀的第三阀口a3与环境侧换热器出口相连的管道上设置有第一开关阀。
[0012] 所述的第三换向阀的第二阀口a2与第一气液分离装置相连的管道上设置有第二节流装置，所述的环境侧换热器与第一气液分离装置相连的管道上设置有第二开关阀。
[0013] 本发明与现有技术相比具有以下有益效果：使用喷射器与气液分离装置可以有效的回收节流过程中的膨胀功，可以有效的降低节流损失，提升压缩机的入口压力，从而减少压缩机的功耗，可以有效的节约电能，同时使用三通换向阀，可以方便的切换制冷与制热模式，气液分离装置可以将分离出的气体补充至压缩机中，降低压缩机的压比和排气温度，使系统在室外低温的情况下有良好的制热效果，提高系统能效比，减少能源消耗，降低运行费用。
附图说明
[0014] 下面结合附图对本发明做进一步的说明。
[0015] 图1为本发明的系统连接示意图。
[0016] 图2为本发明的制热循环示意图。
[0017] 图3为本发明的制冷循环示意图。
[0018] 图中，1为高压级压缩机、2为低压级压缩机、3为中间混合装置、4为喷射器、5为环境侧换热器，6为用户侧换热器、7为第一换向阀、8为第一气液分离装置、9为第二气液分离装置、10为第二换向阀、11为第三换向阀、12为第一开关阀、13为第二开关阀、14为第一节流装置、15为第二节流装置、16为第三节流装置。
具体实施方式
[0019] 如图1所示，本发明为喷射器增压的二级压缩循环系统，包括高压级压缩机1，低压级压缩机2，中间混合装置3，换热器，喷射器4，高压级压缩机1出口与换热器进口相连，换热器出口与喷射器4进口相连，喷射器4出口与低压级压缩机2进口相连，低压级压缩机2出口与高压级压缩机1进口相连，低压级压缩机2与高压机压缩机1相连的管道上设置有中间混合装置3；换热器包括环境侧换热器5和用户侧换热器6，高压级压缩机1与换热器相连处设置有第一换向阀7，换热器与喷射器4相连的管路上设置有第一气液分离装置8，喷射器4与低压级压缩机2相连的管道上设置有第二气液分离装置9，第一换向阀7为三通换向阀，所述的第一换向阀7的第一阀口a1与高压级压缩机1出口相连，所述的第一换向阀7的第二阀口a2与环境侧换热器5相连，所述的第一换向阀7的第三阀口a3与用户侧换热器6相连；在制冷模式下，所述的第一换向阀7的第一阀口a1与第二阀口a2连通，第三阀口a3关闭，在制热模式下，所述的第一换向阀7的第一阀口a1与第三阀口a3连通，第二阀口a2关闭，第一换向阀7与用户侧换热器6相连的管道上设置有第一节流装置14，第一气液分离装置8气态出口与中间混合装置3相连，液态出口与喷射器4相连，第二气液分离装置9气态出口与低压级压缩机2相连，所述的第二气液分离装置9液态出口与换热器相连，所述的第二气液分离装置9与换热器相连的管道上设置有第二换向阀10，所述的第二换向阀10为三通换向阀，所述的第二换向阀10的第一阀口a1与第二气液分离装置9的液态出口相连，所述的第二换向阀10的第二阀口a2与环境侧换热器5进口相连，所述的第二换向阀10的第二阀口a2与环境侧换热器相连的管道上设置有第三节流装置16，所述的第二换向阀10的第三阀口a3与用户侧换热器
6进口相连；在制冷模式下，所述的第二换向阀10的第一阀口a1与第三阀口a3连通，第二阀口a2关闭，在制热模式下，所述的第二换向阀10的第一阀口a1与第二阀口a2连通，第三阀口a3关闭，用户侧换热器6与喷射器4相连的管路上设置有第三换向阀11，所述的第三换向阀
11为三通换向阀，所述的第三换向阀11的第一阀口a1与用户侧换热器6出口相连，所述的第三换向阀11的第二阀口a2与第一气液分离器8进口相连，所述的第三换向阀11的第三阀口a3与喷射器4进口和环境侧换热器5出口均相连；在制冷模式下，所述的第三换向阀11的第一阀口a1与第三阀口a3连通，第二阀口a2关闭，在制热模式下，所述的第三换向阀11的第一阀口a1与第二阀口a2连通，第三阀口a3关闭，第三换向阀11的第三阀口a3与环境侧换热器5出口相连的管道上设置有第一开关阀12，第三换向阀11的第二阀口a2与第一气液分离装置
8相连的管道上设置有第二节流装置15，所述的环境侧换热器5与第一气液分离装置8相连的管道上设置有第二开关阀13。
[0020] 本发明装置有制冷和制热两种工况，图2与图3中实线表示制冷剂流通的管路，虚线表示制冷剂不流通的管路。
[0021] 在制冷工况时，第一开关阀、第一换向阀的第三阀口a3、第二换向阀的第二阀口a2、第三换向阀的第二阀口a2关闭，第二开关阀打开，第一换向阀的第一阀口a1和第一换向阀的第二阀口a2连通，第二换向阀的第一阀口a1和第二换向阀的第三阀口a3连通，第三换向阀的第一阀口a1和第三换向阀的第三阀口a3连通。此种工况下，环境侧换热器5起冷凝作用，用户侧换热器起蒸发作用。从高压级压缩机出来的高温高压气态制冷剂通过第一换向阀进入环境侧换热器中，换热成为液态制冷剂，之后经过第三节流装置和第二开关阀进入第一气液分离装置中，分离出的气态制冷剂进入中间混合装置中，液态制冷剂作为一次流体进入喷射器中，在喷射器中引射从用户侧换热器中出来的低温低压制冷剂气体，两股制冷剂在喷射器中充分混合并提升压力后，进入第二气液分离装置中，分离为饱和液态制冷剂和饱和气态制冷剂，饱和液态制冷剂经过第二换向阀，第一节流装置进入用户侧换热器中换热变为气态制冷剂，完成对外制冷，之后通过第三换向阀作为二次流体进入喷射器中，饱和气态制冷剂进入低压级压缩机，经过中间混合装置，将来自低压级压缩机和第一气液分离装置中的饱和气态制冷剂混合后，回到高压级压缩机中，完成制冷循环。
[0022] 在制热工况时，第二开关阀，第一换向阀第二阀口a2，第二换向阀的第三阀口a3，第三换向阀的第三阀口a3关闭，第一开关阀打开，第一换向阀的第一阀口a1与第三阀口a3连通，第二换向阀的第一阀口a1与第二阀口a2连通，第三换向阀的第一阀口a1与第二阀口a2连通。此种工况下，环境侧换热器起到蒸发器作用，用户侧换热器起到冷凝器作用。从高压级压缩机中出来的高温高压气态制冷剂经过第一换向阀和第一节流装置进入用户侧换热器中，在用户侧换热器中冷凝放热成为液态制冷剂，然后经过第三换向阀，第二节流装置进入第一气液分离装置中，在第一气液分离装置中，分离出的气态制冷剂进入中间混合装置，液态制冷剂作为一次流体进入喷射器中，引射从环境侧换热器出来的低温低压制冷剂气体，两股制冷剂在喷射器中充分混合提升压力后，进入第二气液分离装置中，分离为饱和液态制冷剂和饱和气态制冷剂，饱和液态制冷剂经过第三换向阀，第三节流装置进入环境侧换热器中，在环境侧换热器中吸热蒸发为气态制冷剂，然后通过第一开关阀作为二次流体进入喷射器中，饱和气态制冷剂进入低压级压缩机中，经过中间混合装置，将来自低压级压缩机和第一气液分离装置中的饱和气态制冷剂混合后，回到高压级压缩机中，完成整个制热循环。
[0023] 上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
