CN103307801A - 一种热泵系统 - Google Patents
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Abstract
一种热泵系统包括：压缩机；具有第一至第四阀口的第一四通阀，压缩机与第一四通阀的第一和第三阀口相连；均具有第一和第二开口的室内换热器和室外换热器，室内换热器的第一开口与第一四通阀的第二开口相连；具有第一和第二开口的节流机构，节流机构串联在室内换热器的第二开口与室外换热器的第一开口之间，节流机构的第一开口与室内换热器的第二开口相连；和切换阀组件，切换阀组件分别与第一四通阀的第四阀口、室外换热器的第一和第二开口及节流机构的第二开口相连。根据本发明的热泵系统，可以方便地在制热模式、除霜模式、制冷模式之间切换，并且除霜快，时间短，室内换热器的波动小，舒适度提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种热泵系统，
背景技术
传统热泵系统在运行一段时间后，例如在冬季制热循环运行一段时间后，室外换热器上会积累霜层，影响换热效率及热泵系统的运行性能，使得热泵系统的性能衰减。在霜层累积到一定程度后热泵系统需要进行除霜循环。
对于室外换热器，由于霜层通常在制热循环时的室外换热器的制冷剂进口聚集较多，尤其是室外换热器为微通道换热器时。但是，在传统热泵系统的除霜循环中，热制冷剂从通常在制热循环时的室外换热器的制冷剂出口进入室外换热器，因此无法使霜层快速融化，除霜时间长。除霜时间越长，室内换热器的制热效果波动越大，热泵系统的制热效率越低。
发明内容
本发明的一个目的在于提出一种热泵系统，除霜快，制热效果波动下，热泵系统的效率提高，室内温度波动小，舒适度提高。
根据本发明实施例的热泵系统包括：压缩机，第一四通阀，室内换热器，室外换热器，节流机构，切换阀组件，所述第一四通阀包括第一至第四阀口，所述压缩机与所述第一四通阀的第一和第三阀口相连；所述室内换热器和所述室外换热器中的每个均具有第一和第二开口，所述室内换热器的第一开口与所述第一四通阀的第二开口相连；所述节流机构串联在所述室内换热器的第二开口与所述室外换热器的第一开口之间，所述节流机构包括第一和第二开口，所述节流机构的第一开口与所述室内换热器的第二开口相连；所述切换阀组件分别与所述第一四通阀的第四阀口、所述室外换热器的第一和第二开口及所述节流机构的第二开口相连。
根据本发明的热泵系统，通过设置切换阀组件，可以方便地改变制冷剂的流动方向，从而在制热模式、除霜模式、制冷模式之间切换热泵系统，并且在除霜模式中，使热制冷剂从压缩机通过室外换热器在制热模式中的制冷剂进口进入室外换热器，从而提高除霜速度，减短除霜时间，室内换热器的波动小，舒适度提高。
优选地，所述切换阀组件为具有第一至第四阀口的第二四通阀，所述第二四通阀的第一阀口与所述第一四通阀的第四阀口相连，所述第二四通阀的第二阀口与所述室外换热器的第二开口相连，所述第二四通阀的第三阀口与所述室外换热器的第一开口相连，且所述第二四通阀的第四阀口与所述节流机构的第二开口相连。
通过由单个四通阀构成切换阀组件，切换阀组件的结构简单，切换方便，控制简单，成本低。
优选地，所述切换阀组件包括第一至第四切换阀，所述第一切换阀连接在所述第一四通阀的第四阀口与所述室外换热器的第二开口之间，所述第二切换阀连接在所述第一四通阀的第四阀口与所述室外换热器的第一开口之间，所述第三切换阀连接在所述节流机构的第二开口与所述室外换热器的第二开口之间，且所述第四切换阀连接在所述节流机构的第二开口与所述室外换热器的第一开口之间。
优选地，所述第一至第四切换阀均为电磁阀。
通过由四个电磁阀构成切换阀组件，可以提高切换阀组件的自动控制程度。
优选地，所述节流机构包括：第一和第二热力膨胀阀，所述第一和第二热力膨胀阀彼此串联且所述第一热力膨胀阀的第一开口与所述室内换热器的第二开口相连所述第二热力膨胀的第一开口与所述第一热力膨胀阀的第二开口相连，且所述第二热力膨胀阀的第二开口与所述切换阀组件相连；和第一和第二旁通阀，所述第一旁通阀与所述第一热力膨胀阀并联且所述第二旁通阀与所述第二热力膨胀阀并联。
通过设置第一和第二热力膨胀阀以及分别与它们并联的第一和第二旁通阀，根据热泵系统的运行模式，可以选择性地使用第一和/或第二热力膨胀阀，使得制冷、制热或者除霜模式运行正常
优选地，所述第一和第二旁通阀均为单向阀且具有相反的导通方向。
优选地，所述室内换热器和所述室外换热器均为微通道换热器。由此，除霜效果的提高更加明显。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的处于制热模式的热泵系统的示意图；
图2是根据本发明第一实施例的处于除霜模式的热泵系统的示意图；
图3是根据本发明第一实施例的处于制冷模式的热泵系统的示意图；
图4是根据本发明第二实施例的处于制热模式的热泵系统的示意图；
图5是根据本发明第二实施例的处于除霜模式的热泵系统的示意图；和
图6是根据本发明第二实施例的处于制冷模式的热泵系统的示意图。
具体实施方式
下面描述根据本发明实施例的热泵系统。
如图1-6所示，根据本发明实施例的热泵系统包括压缩机1、第一四通阀2、室内换热器3、室外换热器4、节流机构和切换阀组件。
具体地，第一四通阀2具有第一至第四阀口a，b，c和d，压缩机1的出口和入口分别与第一四通阀2的第三阀口c和第一阀口a相连。室内换热器3和室外换热器4中的每个均具有第一和第二开口，室内换热器3的第一开口与第一四通阀2的第二开口b相连。
节流机构串联在室内换热器3的第二开口与室外换热器4的第一开口41之间，节流机构具有第一和第二开口，节流机构的第一开口与室内换热器3的第二开口相连。
所述切换阀组件分别与第一四通阀2的第四阀口d、室外换热器4的第一开口41和第二开口42以及节流机构的第二开口相连。
热泵系统的其他构成对于本领域的技术人员都是已知的，这里不再详细描述，例如在压缩机1与第一四通阀1之间可以串联气液分离器10，在室内换热器3处设有风机11和驱动风机11的电机12。
根据本发明实施例的热泵系统，通过第一四通阀和切换阀组件可以改变制冷剂在系统内的流动方向，可以使热泵系统在制热模式、除霜模式和制冷模式之间切换。并且，在除霜时，例如制冷剂从压缩机1通过室外换热器4在制热运行时的进口端(即，室外换热器4的第一开口41)进入室外换热器4，由于压缩机出口的热气的作用，使室外换热器4的进口端表面积累的较厚的霜层会快速融化，因此除霜时间减短，除霜速度快。由此，热泵系统的除霜循环会大大缩短，室内换热器3的波动小，热泵系统的运行效率明显提高。
下面参见图1-3描述根据本发明第一具体实施例的热泵系统及其运行。
如图1-3所示，根据本发明第一具体实施例的热泵系统包括压缩机1、气液分离器10、第一四通阀2、室内换热器3、室外换热器4、第一热力膨胀阀5和第二热力膨胀阀6、第二四通阀9以及第一旁通阀7和第二旁通阀8。在本实施例中，节流机构包括第一热力膨胀阀5和第二热力膨胀阀6以及第一旁通阀7和第二旁通阀8，其中第二旁通阀8与第一热力膨胀阀5并联，第二旁通阀8与第二热力膨胀阀6并联。更具体地，第一旁通阀7和第二旁通阀8均为单向阀且具有相反的导通方向。可选地，第一旁通阀7和第二旁通阀8可以为电磁阀。而且，在本实施例中，切换阀组件为单个第二四通阀9。第二四通阀9具有第一至第四阀口e，f，g和h。
具体地，第二四通阀9的第一阀口e与第一四通阀2的第四阀口d相连，第二四通阀9的第二阀口f与室外换热器4的第二开口42相连，第二四通阀9的第三阀口g与室外换热器4的第一开口41相连，且第二四通阀9的第四阀口h与第二热力膨胀阀6的第二开口(例如图1中的下开口)相连。
根据本发明实施例的热泵系统，通过使用单个第二四通阀9构成的切换阀组件，可以方便地切换热泵系统的运行模式，而且由单个第二四通9阀构成的切换阀组件的结构简单，成本低，可以方便地对现有热泵系统进行改造。同时，除霜快，改善了热泵系统的效率，而且室内换热器3的波动小，室内舒适度提高。
此外，通过设置第一热力膨胀阀5和第二热力膨胀阀6以及分别与它们并联的第一旁通阀7和第二旁通阀8，根据热泵系统的运行模式，可以选择性地使用第一热力膨胀阀5和/或第二热力膨胀阀6，从而可以改变制冷剂在热泵系统内的流量，进一步提高热泵系统的性能。
下面参考图1-3描述根据本发明第一实施例的热泵系统的运行。
图1示出了根据本发明第一实施例的热泵系统处于制热模式，压缩机1压缩的制冷剂通过第一四通阀2的第三阀口c进入第一四通阀2，然后经第一四通阀2的第二阀口b沿方向A依次流过室内换热器3、第一单向阀7(即第一单向阀7导通，从而旁通第一热力膨胀阀5)、第二热力膨胀阀6(即第二单向阀8截止)，制冷剂从第二热力膨胀阀6的第二开口出来后进入第二四通阀9的第四阀口h，再从第二四通阀9的第三阀口g出来后进入室外换热器4的第一开口41，然后从室外换热器4的第二开口42出来后进入第二四通阀9的第二阀口f，从第二四通阀9的第一阀口e返回到第一四通阀2的第四阀口d，再通过第一四通阀2的第一阀口a经气液分离器10返回压缩机1。
图2示出了根据本发明第一实施例的热泵系统处于除霜模式，例如在室外换热器4的第一开口41(制热模式下的制冷剂进口)聚集的霜层较厚，在除霜模式下，第一四通阀2和第二四通阀9切换方向，压缩机1压缩的制冷剂通过第一四通阀2的第三阀口c进入第一四通阀2，然后经第一四通阀2的第四阀口d进入第二四通阀9的第一阀口e，然后从第二四通阀9的第三阀口h出来后进入室外换热器4的第一开口41，接着从室外换热器4的第二开口42出来后进入第二四通阀9的第二阀口f，然后从第二四通阀9的第四阀口h出来，依次通过第二单向阀8(即第二单向阀8导通，从而旁通第二热力膨胀阀6)、第一热力膨胀阀5(即第一单向阀7截止)和室内换热器3返回到第一四通阀2的第二阀口b，最后通过第一四通阀2的第一阀口a经气液分离器10返回压缩机1。由于在除霜时热制冷剂从室外换热器4聚集的霜层厚的第一开口41进入室外换热器4，因此除霜快，室内换热器3的波动小，室内温度舒适度提高。
图3示出了根据本发明第一实施例的热泵系统处于制冷模式。在制冷模式下，第一四通阀2和第二四通阀9切换方向，压缩机1压缩的制冷剂通过第一四通阀2的第三阀口c进入第一四通阀2，然后经第一四通阀2的第四阀口d进入第二四通阀9的第一阀口e，然后从第二四通阀9的第二阀口f出来后进入室外换热器4的第二开口42，接着从室外换热器4的第一开口41出来后进入第二四通阀9的第三阀口g，然后从第二四通阀9的第四阀口h出来，依次通过第二单向阀8(即第二单向阀8导通，从而旁通第二热力膨胀阀6)、第一热力膨胀阀5(即第一单向阀7截止)和室内换热器3返回到第一四通阀2的第二阀口b，最后通过第一四通阀2的第一阀口a经气液分离器10返回压缩机1。
根据本发明实施例的热泵系统，通过第一四通阀2和第二四通阀9改变制冷在系统内的流向，可以方便地在制热模式、除霜模式和制冷模式之间切换热泵系统，而且除霜快，室内换热器3的波动小，室内温度舒适度提高。
在本发明的一些具体示例中，室内换热器3和室外换热器4可以均为微通道换热器。当室内换热器3和室外换热器4为微通道换热器时，根据本发明实施例的热泵系统特别有利，除霜效果更佳明显。
下面参考图4-6描述根据本发明第二具体实施例的热泵系统。
根据本发明第二具体实施例的热泵系统，切换阀组件包括第一至第四切换阀91-94，例如第一至第四切换阀91-94可以均为电磁阀。根据本发明第二具体实施例的热泵系统的其他构成与图1-3所示实施例可以相同，这里不再重复描述。
具体地，第一切换阀91连接在第一四通阀2的第四阀口d与室外换热器4的第二开口42之间，第二切换阀92连接在第一四通阀2的第四阀口d与室外换热器4的第一开口41之间，第三切换阀93连接在第二热力膨胀阀6的第二开口与室外换热器4的第二开口42之间，且第四切换阀94连接在第二热力膨胀阀6的第二开口与室外换热器4的第一开口41之间。
根据本发明第二具体实施例的热泵系统，通过第一四通阀2和第一至第四切换阀91-94改变制冷的流动方向，可以方便地在制热模式、除霜模式和制冷模式之间切换热泵系统，而且在除霜时，热制冷剂从室外换热器4在制热模式下的制冷剂入口(即第一开口41)流入室外换热器4，因此除霜快，室内换热器3的波动小，室内温度舒适度提高。
下面参见图4-6描述根据本发明第二具体实施例的热泵系统的运行。
图4示出了根据本发明第二实施例的热泵系统处于制热模式。在制热模式下，第一切换阀91和第四切换阀94打开，第二切换阀92和第三切换阀93关闭，压缩机1压缩的制冷剂通过第一四通阀2的第三阀口c进入第一四通阀2，然后经第一四通阀2的第二阀口b沿方向A依次流过室内换热器3、第一单向阀7(即第一单向阀7导通，从而旁通第一热力膨胀阀5)、第二热力膨胀阀6(即第二单向阀8截止)，制冷剂从第二热力膨胀阀6的第二开口流出通过第四切换阀94进入室外换热器4的第一开口41，然后从室外换热器4的第二开口42出来后通过第一切换阀91返回到第一四通阀2的第四阀口d，再通过第一四通阀2的第一阀口a经气液分离器10返回压缩机1。
图5示出了根据本发明第二实施例的热泵系统处于除霜模式。在除霜模式下，第一切换阀91和第四切换阀94关闭，第二切换阀92和第三切换阀93打开，第一四通阀2切换方向，压缩机1压缩的制冷剂通过第一四通阀2的第三阀口c进入第一四通阀2，然后经第一四通阀2的第四阀口d出来后通过第二切换阀92进入室外换热器4的第一开口41，接着从室外换热器4的第二开口42出来通过第三切换阀93，沿方向A依次通过第二单向阀8(即第二单向阀8导通，从而旁通第二热力膨胀阀6)、第一热力膨胀阀5(即第一单向阀7截止)和室内换热器3返回到第一四通阀2的第二阀口b，最后通过第一四通阀2的第一阀口a经气液分离器10返回压缩机1。由于在除霜时热制冷剂从室外换热器4聚集的霜层厚的第一开口41进入室外换热器4，因此除霜快，室内换热器3的波动小，室内温度舒适度提高。
图6示出了根据本发明第二实施例的热泵系统处于制冷模式。在制冷模式下，第一切换阀91和第四切换阀94打开，第二切换阀92和第三切换阀93关闭，第一四通阀2切换方向，压缩机1压缩的制冷剂通过第一四通阀2的第三阀口c进入第一四通阀2，然后经第一四通阀2的第四阀口d出来后通过第一切换阀91进入室外换热器4的第二开口42，接着从室外换热器4的第一开口41出来后通过第四切换阀94，沿方向A依次通过第二单向阀8(即第二单向阀8导通，从而旁通第二热力膨胀阀6)、第一热力膨胀阀5(即第一单向阀7截止)和室内换热器3返回到第一四通阀2的第二阀口b，最后通过第一四通阀2的第一阀口a经气液分离器10返回压缩机1。
根据本发明实施例的热泵系统，通过设置第一切换阀91至第四切换阀94构成的切换阀组件，可以方便地改变制冷剂的流向，从而在制热模式、除霜模式、制冷模式之间切换热泵系统，并且除霜快，时间短，室内换热器的波动小，舒适度提高。
在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种热泵系统，其特征在于，包括：压缩机，第一四通阀，室内换热器，室外换热器，节流机构，切换阀组件，所述第一四通阀包括第一至第四阀口，所述压缩机与所述第一四通阀的第一和第三阀口相连；所述室内换热器和所述室外换热器中的每个均具有第一和第二开口，所述室内换热器的第一开口与所述第一四通阀的第二开口相连；所述节流机构串联在所述室内换热器的第二开口与所述室外换热器的第一开口之间，所述节流机构包括第一和第二开口，所述节流机构的第一开口与所述室内换热器的第二开口相连；所述切换阀组件分别与所述第一四通阀的第四阀口、所述室外换热器的第一和第二开口及所述节流机构的第二开口相连。
2.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述切换阀组件为包括第一至第四阀口的第二四通阀，所述第二四通阀的第一阀口与所述第一四通阀的第四阀口相连，所述第二四通阀的第二阀口与所述室外换热器的第二开口相连，所述第二四通阀的第三阀口与所述室外换热器的第一开口相连，且所述第二四通阀的第四阀口与所述节流机构的第二开口相连。
3.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述切换阀组件包括第一至第四切换阀，所述第一切换阀连接在所述第一四通阀的第四阀口与所述室外换热器的第二开口之间，所述第二切换阀连接在所述第一四通阀的第四阀口与所述室外换热器的第一开口之间，所述第三切换阀连接在所述节流机构的第二开口与所述室外换热器的第二开口之间，且所述第四切换阀连接在所述节流机构的第二开口与所述室外换热器的第一开口之间。
4.根据权利要求3所述的热泵系统，其特征在于，所述第一至第四切换阀均为电磁阀。
5.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述节流机构包括：
第一和第二热力膨胀阀，所述第一和第二热力膨胀阀彼此串联且所述第一热力膨胀阀的第一开口与所述室内换热器的第二开口相连所述第二热力膨胀的第一开口与所述第一热力膨胀阀的第二开口相连，且所述第二热力膨胀阀的第二开口与所述切换阀组件相连；
第一和第二旁通阀，所述第一旁通阀与所述第一热力膨胀阀并联且所述第二旁通阀与所述第二热力膨胀阀并联。
6.根据权利要求5所述的热泵系统，其特征在于，所述第一和第二旁通阀均为单向阀且具有相反的导通方向。
7.根据权利要求5所述的热泵系统，其特征在于，所述第一和第二旁通阀均为电磁阀。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的热泵系统，其特征在于，所述室内换热器和所述室外换热器均为微通道换热器。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130918 |