CN103557646A - 制冷系统和制热系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制冷系统和制热系统。制冷系统包括：低背压旋转式压缩机、四通阀、室外换热器、室内换热器、节流元件和控制阀组件，低背压旋转式压缩机的壳体上设有上吸气管、中间吸气管和排气管。控制阀组件与吸气阀口、上吸气管和中间吸气管分别通过第一管道、第二管道和第三管道相连，控制阀组件在制冷系统处于制冷模式时，控制第三管道的吸气流量大于第二管道的吸气流量，控制阀组件在制冷系统处于制热模式时，控制第二管道的吸气流量大于第三管道的吸气流量。本发明的制冷系统，能够达到优化制冷系统的性能和满足电机冷却需要的双重目的。

Description

制冷系统和制热系统

技术领域

本发明涉及家用电器领域，尤其是涉及一种制冷系统和制热系统。

背景技术

现有的低背压旋转式压缩机的电机设在壳体内，在压缩机运行过程中，电机因为有损耗而发热，而壳体内是与吸气管连通的低温低压环境，导致吸入的低温低压的气体与电机产生热交换，一方面可以冷却电机，保证电机的可靠性，另一方面也会加热吸入的气体，从而影响制冷循环的性能表现。

对于安装有低背压旋转式压缩机的制冷系统，制冷循环中制冷性能受到吸气被加热的影响与制热性能受到吸气被加热的影响有着根本的区别，因此应该根据制冷装置运行在制冷模式或制热模式时的特点进行针对性设计，达到提高制冷系统的性能和满足电机冷却需求的双重目的。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种制冷系统，该制冷系统能够达到优化制冷系统的性能和满足电机冷却需要的双重目的。

本发明的另一个目的在于提出一种能够最大程度地保证了电机的可靠性的制热系统。

根据本发明第一方面实施例的制冷系统，包括：低背压旋转式压缩机，所述低背压旋转式压缩机包括壳体和设在壳体内的电机、压缩机构，所述壳体的上部设有上吸气管，所述壳体的中部设有中间吸气管，所述壳体上还设有排气管；四通阀，所述四通阀具有排气阀口、吸气阀口、室外换热器阀口和室内换热器阀口，所述排气阀口与所述排气管相连；室外换热器，所述室外换热器的一端与所述室外换热器阀口相连；室内换热器，所述室内换热器的一端与所述室内换热器阀口相连，所述室内换热器的另一端与所述室外换热器的另一端相连；节流元件，所述节流元件串联在所述室外换热器和所述室内换热器之间；控制阀组件，所述控制阀组件与所述吸气阀口、所述上吸气管和所述中间吸气管分别通过第一管道、第二管道和第三管道相连，所述控制阀组件在所述制冷系统处于制冷模式时，控制所述第三管道的吸气流量大于所述第二管道的吸气流量，所述控制阀组件在所述制冷系统处于制热模式时，控制所述第二管道的吸气流量大于所述第三管道的吸气流量。

根据本发明实施例的制冷系统，控制阀组件在制冷系统处于制冷模式时，控制第三管道的吸气流量大于第二管道的吸气流量，控制阀组件在制冷系统处于制热模式时，控制第二管道的吸气流量大于第三管道的吸气流量，从而在制冷系统处于制冷模式时，吸入的气体主要通过中间吸气管吸入，不需要经过电机，从而减少了电机对吸入气体的加热程度，减少了因加热带来的性能恶化，同时，允许少量的气体从上吸气管吸入，经过电机后冷却电机，保证电机的可靠性，且在制冷系统处于制热模式时，吸气的气体主要通过上吸气管吸入，经过电机后冷却电机，最大程度地保证了电机的可靠性。

另外，根据本发明的制冷系统还具有如下附加技术特征：

具体地，在所述制冷模式时，所述第三管道的吸气流量与所述第一管道的吸气流量的比值大于等于0.6。

进一步地，在所述制冷模式时，所述第三管道内的吸气流量等于所述第一管道内的吸气流量。

具体地，在所述制热模式时，所述第二管道的吸气流量与所述第一管道的吸气流量的比值大于等于0.6。

进一步地，在所述制热模式时，所述第二管道的吸气流量等于所述第一管道的吸气流量。

具体地，所述控制阀组件包括分别设在所述第二管道和所述第三管道上的第一控制阀和第二控制阀。

在本发明的一些示例中，所述控制阀组件与所述四通阀相连以根据所述四通阀的制冷剂流向判断所述制冷系统处于制冷模式或制热模式。

在本发明的具体实施例中，在蒸发温度、冷凝温度和过冷度条件不变时，所述低背压旋转式压缩机中的制冷剂的制热能力或能效随着过热度的升高而上升。

根据本发明第二方面实施例的制冷系统，包括：低背压旋转式压缩机，所述低背压旋转式压缩机包括壳体和设在壳体内的电机、压缩机构，所述壳体的上部设有上吸气管，所述壳体的中部设有中间吸气管，所述壳体上还设有排气管；室外换热器，所述室外换热器的一端与所述排气管相连；室内换热器，所述室内换热器的一端与所述室外换热器的另一端相连；节流元件，所述节流元件串联在所述室外换热器和所述室内换热器之间；控制阀组件，所述控制阀组件与所述室内换热器的所述另一端、所述上吸气管和所述中间吸气管之间通过第一管道、第二管道和第三管道相连，所述控制阀组件控制所述第三管道的吸气流量大于所述第二管道的吸气流量。

根据本发明实施例的制冷系统，控制阀组件控制第三管道的吸气流量大于第二管道的吸气流量，吸入的气体主要通过中间吸气管吸入，不需要经过电机，从而减少了电机对吸入气体的加热程度，减少了因加热带来的性能恶化，同时，允许少量的气体从上吸气管吸入，经过电机后冷却电机，保证电机的可靠性，最大程度的避免吸气被加热带来的性能下降的问题，提高压缩机和系统的性能。

另外，根据本发明的制冷系统还具有如下附加技术特征：

具体地，所述第三管道的吸气流量与所述第一管道的吸气流量的比值大于等于0.6。

进一步地，所述第三管道的吸气流量等于所述第一管道的吸气流量。

在本发明的具体实施例中，在蒸发温度、冷凝温度和过冷度条件不变时，所述低背压旋转式压缩机中的制冷剂的制热能力或能效随着过热度的升高而上升。

具体地，所述制冷剂为R290、R134a、R410A中的其中一种。

可选地，所述控制阀组件为三通阀。

根据本发明第三方面实施例的制热系统，包括：低背压旋转式压缩机，所述低背压旋转式压缩机包括壳体和设在壳体内的电机、压缩机构，所述壳体的上部设有上吸气管，所述壳体的中部设有中间吸气管，所述壳体上还设有排气管；室内换热器，所述室内换热器的一端与所述排气管相连；室外换热器，所述室外换热器的一端与所述室内换热器的另一端相连；节流元件，所述节流元件串联在所述室内换发器和所述室外换热器之间；控制阀组件，所述控制阀组件与所述室外换热器、上吸气管和中间吸气管分别通过第一管道、第二管道和第三管道相连，所述控制阀组件控制所述第二管道的吸气流量大于所述第三管道的吸气流量。

根据本发明实施例的制热系统，控制阀组件控制第二管道F的吸气流量大于第三管道E的吸气流量，从而吸气通过电机以冷却电机，最大程度地保证了电机的可靠性。

另外，根据本发明的制热系统还具有如下附加技术特征：

具体地，所述第二管道的吸气流量与所述第一管道的吸气流量的比值大于等于0.8。

进一步地，所述第二管道的吸气流量等于所述第一管道的吸气流量。

在本发明的具体实施例中，所述低背压旋转式压缩机中的制冷剂为含有R32的混合制冷剂，所述R32所占的质量百分比小于等于50%。

可选地，所述控制阀组件为三通阀。

在本发明的一些实施例中，所述制热系统为热泵热水器，所述室内换热器设在水箱内用于加热所述水箱内的水。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为制冷剂在不同过热度时的制冷循环图；

图2为制冷剂R134a的制热能力相对于不同过热度的变化趋势图；

图3为制冷剂R134a的制热能效相对于不同过热度的变化趋势图；

图4为制冷剂R32的制热能力相对于不同过热度的变化趋势图；

图5为制冷剂R32的制热能效相对于不同过热度的变化趋势图；

图6为含有R32的制冷剂R410A的制热能力相对于不同过热度的变化趋势图；

图7为含有R32的制冷剂R410A的制热能效相对于不同过热度的变化趋势图；

图8为根据本发明实施例的低背压旋转式压缩机的示意图；

图9为根据本发明一个实施例的制冷系统的示意图；

图10为根据本发明再一个实施例的制冷系统的示意图；

图11为根据本发明实施例的制热系统的示意图。

附图标记：

制冷系统100、制热系统200、低背压旋转式压缩机1、

上吸气管S1、中间吸气管S2、排气管D、上壳体11、

主壳体12、下壳体13、四通阀2、排气阀口20、吸气阀口21、

室外换热器阀口22、室内换热器阀口23、室外换热器3、

室内换热器5、节流元件4、控制阀组件6、第一管道G、

第二管道F、第三管道E、水箱9

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

下面首先参考图1-图7描述低背压旋转式压缩机的吸气被电机加热及电机冷却需要这两者与制冷系统的性能之间的关系。

通常情况下，我们可以根据制冷剂的理论热力循环计算来判断实际应用时制冷剂的性能变化趋势。

例如在下述的参考工况下，当蒸发温度、冷凝温度、过冷度条件不变时，过热度为从5℃上升到35℃时制冷循环的性能变化趋势，例如计算过热度分别为5℃，15℃，25℃，35℃的制冷循环的性能变化趋势。假设5℃为制冷系统回气的过热度，而15℃，25℃，35℃分别表示吸气被电机加热导致吸气温度升高了10℃，20℃，30℃。其中，以5℃过热度时的制冷循环作为基准，我们称之为基准循环。

为了简化，下面仍然以总的过热度代表不同的循环条件来说明。

计算条件如下表1所示：

表1参考工况计算条件

在制冷剂的压-焓图即lg p-h图中，压缩蒸气制冷循环可以表示如图1所示，图1中横坐标为焓值，纵坐标为压力值。图1中标识的5℃过热度时的循环为1a-2a-3-4-5-1a，15℃过热度时的循环为1b-2b-3-4-5-1b，25℃过热度时的循环为1c-2c-3-4-5-1c，35℃过热度时的循环为1d-2d-3-4-5-1d，其中，图中点1a、1b、1c、1d点的温度与点1的温度差为过热度。

在图1中，以H表示焓值，以点代码作为下标表示各点的焓值，如H1表示点1的焓值，H2a表示点2a的焓值。另外，以K表示循环质量，其中K5表示5℃过热度时的制冷剂循环质量，K15表示15℃过热度时的制冷剂循环质量，以此类推。

下面以25℃过热度的制冷循环与基准循环的制冷及制热性能趋势为例进行对比分析：

在5℃过热度时，制冷循环的性能计算如下：

Qc=（H1a-H5）*K5

Qh=（H2a-H4）*K5

P=（H2a-H1a）*K5

COPc=Qc/P

COPh=Qh/P

其中：

Qc：制冷能力

Qh：制热能力

P：压缩功率

COPc：制冷能效

COPh：制热能效

而当吸气被电机加热后，以过热度为25℃的制冷循环为例，其制冷循环性能的计算为：

Qc=（H1a-H5）*K25

Qh=（H2c-H4）*K25

P=（H2c-H1c）*K25

COPc=Qc/P

COPh=Qh/P

首先分析制冷循环。在吸气被电机加热后，气体的比容增加，而压缩机的吸气容积一定，使得制冷剂的循环质量减少，即K25＜K5。而由于电机被加热是无效过热，制冷系统的焓差不变，仍然以（H1a-H5）来计算，因此，Qc减少，即吸气被加热会导致制冷能力下降。对于压缩功率来说，相比基准循环，由于（H2c-H1c）增加而K25减小，因此，P值不能确定，使得COPc不能确定。而事实上，对于大多数制冷剂来说，COPc也是呈下降趋势的。

因此，需要通过中间吸气管S2吸入气体来减少吸气被电机加热的程度。但是，由于电机需要冷却，有可能需要适当地允许上壳体吸气管S1吸入低温气体来冷却电机，特别是在中间吸入管S2吸入的气体直接连通压缩机的吸气腔而不与电机接触的情况下。

也就是说，在制冷条件下，尽管会牺牲性能，但有可能在某些电机温度过高的条件下或中间吸气管S2直接连通压缩机的吸气腔的结构设计中，还是需要允许少量的上壳体吸气来冷却电机。但是，在制冷条件下，应让尽可能多的制冷剂从中间吸气管S2吸入，减少吸气被加热的程度，来提高压缩机和制冷系统的性能。

其次，再来分析制热循环。在吸气被加热后，制冷剂的循环质量减少，即K25＜K5，而计算制热能力Qh的焓差（H2c-H4）相比基准循环增加了（H2c-H2），即（H2c-H4）增加，因此，制热能力Qh不能确定是上升还是下降，需要根据不同制冷剂实际情况来确认。

例如，对R134a制冷剂来说，其制热能力和制热能效COPh的变化趋势分别如下图2及图3所示，图中横坐标为过热度，纵坐标为能力或能效百分比，可以看出，对于R134a来说，随着过热度的增加，其制热能力和能效均有改善。

而对于R32制冷剂来说，其制热能力和制热能效COPh的变化趋势分别如下图4及图5所示，可以看出，对于R32来说，随着过热度的增加，其制热能力和能效均明显恶化。

在使用了低背压旋转式压缩机的制冷系统中，由于不可避免的有电机加热吸气过程的存在，因此，应选用合适的制冷剂才能保证系统的性能，特别是运行在制热条件时，选择合适的制冷剂能够发挥低背压旋转式压缩机吸气被加热的特点，提高系统的制热性能。可以通过上述的理论计算方法，选择在过热度增加后制热性能不会恶化的制冷剂。如R134a、R290、R410A、R161、HF0-1234yf、HFO-1234ze等其中的一种。

因此，根据不同制冷剂在各自的压-焓图中参考工况下制冷循环的各点参数，计算出不同过热度时的制热能力和能效的变化趋势，作为判断该制冷剂在制热条件下是否适合使用低背压旋转式压缩机的依据，并且，设计在制热条件时，从上壳体吸气管S1吸入气体的比例来调整过热度，可以优化安装有低背压旋转式压缩机的制冷系统的制热能力或能效。

另外，考虑到R32制冷剂对过热度的敏感性，在安装有低背压旋转式压缩机的制冷系统中，选用的制冷剂不应含有过多的R32。根据理论计算结果，例如R410A制冷剂，含有R32的比例为50%，其计算结果如图6及图7所示。可以看出，性能已经基本达到临界状态，因此，在安装有低背压旋转式压缩机的制冷系统中，若选用含有R32的混合制冷剂，R32的质量百分比应小于等于50%。

在制冷系统和制热系统中，我们可以通过调整压缩机上吸气管S1和中间吸气管S2的吸气流量分配来优化使用了不同种类的制冷剂的制冷系统和制热系统的制热性能。例如，当制冷系统使用了随着过热度增加制热性能有明显提升的制冷剂时，我们可以提高上吸气管S1的吸气量以提高制热性能，甚至完全由上壳体吸入。而对使用的制冷剂的制热性能随着过热度的提高处于临界状态的制冷系统来说，我们应当根据实际情况，比如系统设计以制热能力优先或是以制热COP优先的不同要求来调整上吸气管S1的吸气比例，达到我们想要的系统性能表现效果。

下面参考图8-图10详细描述根据本发明两个实施例的设有低背压旋转式压缩机1的制冷系统100，该制冷系统100利用上述的原理来达到优化制冷系统100的性能和满足电机冷却需要的双重目的。

实施例1：

如图8和图9所示，根据本发明实施例的制冷系统100，包括：低背压旋转式压缩机1、四通阀2、室外换热器3、室内换热器5、节流元件4和控制阀组件6。该制冷系统100具有制冷模式和制热模式。

低背压旋转式压缩机1包括壳体、电机和压缩机构，壳体包括上壳体11、主壳体12和下壳体13，上壳体11设在主壳体12的上部，下壳体13设在主壳体12的下部，上壳体11、主壳体12和下壳体13共同限定出壳体的内部空间，电机和压缩机构分别设在壳体的内部空间内。壳体的上部即上壳体11上设有上吸气管S1，壳体的中部即主壳体12上设有中间吸气管S2，壳体上设有排气管D，在图8的示例中，排气管D设在主壳体12的下部。低背压旋转式压缩机1中的高压气体从排气管D排出，经过制冷循环或制热循环的制冷剂从上吸气管S1和中间吸气管S2吸入到壳体的内部空间。其中，需要理解的是，低背压旋转式压缩机1的具体结构及工作原理等已为本领域的技术人员所熟知，这里就不详细描述。

四通阀2具有排气阀口20、吸气阀口21、室外换热器阀口22和室内换热器阀口23，排气阀口20与排气管D相连，室内换热器阀口23与室内换热器5的一端相连，室外换热器阀口22与室外换热器3的一端相连。当四通阀2中的排气阀口20与室外换热器阀口22连通、吸气阀口21与室内换热器阀口23连通时，制冷系统100处于制冷模式，当四通阀2中的排气阀口20与室内换热器阀口23连通、吸气阀口21与室外换热器阀口22连通时，制冷系统100处于制热模式。进一步地，排气阀口20和排气管D之间还可设有油分离器以对从排气管D排出的制冷剂进行油气分离。其中，油分离器的结构及工作原理等已为本领域的技术人员所熟知，这里就不详细描述。

室内换热器5的另一端与室外换热器3的另一端相连。节流元件4串联在室外换热器3和室内换热器5之间。可选地，节流元件4为毛细管或电磁阀。

控制阀组件6与吸气阀口21、上吸气管S1和中间吸气管S2分别通过第一管道G、第二管道F和第三管道E相连，也就是说，控制阀组件6通过第一管道G与吸气阀口21相连，控制阀组件6通过第二管道F与上吸气管S1相连，控制阀组件6通过第三管道E与中间吸气管S2相连，控制阀组件6具有获取制冷系统100运行模式（制冷模式或制热模式）的功能，控制阀组件6根据制冷系统100的运行模式控制第二管道F和第三管道E的吸气流量，在本发明的一些示例中，控制阀组件6包括设在第二管道F和第三管道E上的第一控制阀和第二控制阀，此时可通过分别控制第一控制阀和第二控制阀的开口大小或阀芯位置来控制第二管道F和第三管道E的吸气流量。当然本发明不限于此，控制阀组件6还可通过控制第二管道F和第三管道E的管径比例或流通面积比例来实现控制第二管道F和第三管道E的吸气流量的目的。

制冷系统100运行在制冷模式下时，此时，室内换热器5为低压侧换热器，室外换热器3为高压侧换热器，四通阀2通过流向控制，使从排气管D排出的高温高压的气体流向室外换热器3中进行冷凝换热，再通过节流元件4的节流作用，进入室内换热器5中对室内环境进行制冷，从室内换热器5的出口流出的低温低压的系统回气通过第一管道G流向控制阀组件6，控制阀组件6控制第三管道E的吸气流量大于第二管道F的吸气流量，换言之，控制阀组件6使系统回气主要连通至中间吸气管S2方向，其中，具体地，系统回气的总流量即第一管道G内的吸气流量为v，流向中间吸气管S2的流量v2即第三管道E的吸气流量v2与总流量v之间的比值为v3：v3≥0.6，在本发明的一些示例中，可使v2=v，即第三管道E内的吸气流量等于第一管道G内的吸气流量，此时吸气完全经过中间吸气管S2吸入。

此时，吸入的气体主要通过中间吸气管S2吸入，不需要经过电机，从而减少了电机对吸入气体的加热程度，减少了因加热带来的性能恶化，同时，允许少量的气体从上吸气管S1吸入，经过电机后冷却电机，保证电机的可靠性。在某些使用条件下，即使上吸气管S1无气体吸入时，电机的温度也因为所在的低温环境不会出现较高的温度，此时，可允许吸入的气体全部从中间吸气管S2吸入，最大程度的避免吸气被加热带来的性能下降的问题，提高低背压旋转式压缩机1和制冷系统100的性能。

当制冷系统100运行在制热模式时，此时，室内换热器5为高压侧换热器，室外换热器3为低压侧换热器，四通阀2通过流向控制，使从排气管D排出的高温高压的气体流向室内换热器5中对室内环境进行制热，再通过节流元件4的节流作用，进入室外换热器3中与外界空气进行换热，最后从室外换热器3的出口流出的低温低压的系统回气通过第一管道G流向控制阀组件6，控制阀组件6第二管道F的吸气流量大于所述第三管道E的吸气流量，换言之，控制阀组件6使系统回气主要连通至上吸气管S1方向。其中，具体地，系统回气的总流量为v，流向上吸气管S1的流量v1即第二管道F内的吸气流量v1与总流量v之间的比值为v4：v4≥0.6，并且在本发明的一些示例中，可使v1=v，即第二管道F内的吸气流量等于第一管道G内的吸气流量，吸气完全经过上吸气管S1吸入。

根据本发明实施例的制冷系统100，控制阀组件6在制冷系统100处于制冷模式时，控制第三管道E的吸气流量大于第二管道F的吸气流量，控制阀组件6在制冷系统100处于制热模式时，控制第二管道F的吸气流量大于第三管道E的吸气流量，从而在制冷系统100处于制冷模式时，吸入的气体主要通过中间吸气管S2吸入，不需要经过电机，从而减少了电机对吸入气体的加热程度，减少了因加热带来的性能恶化，同时，允许少量的气体从上吸气管S1吸入，经过电机后冷却电机，保证电机的可靠性，且在制冷系统100处于制热模式时，吸气的气体主要通过上吸气管S1吸入，经过电机后冷却电机，最大程度地保证了电机的可靠性。

在本发明的具体实施例中，控制阀组件6与四通阀2相连以根据四通阀2的制冷剂流向判断制冷系统100处于制冷模式或制热模式，具体地，如图9所示，控制阀组件6通过通道L监控四通阀2的制冷剂流向。当然本发明不限于此，控制阀组件6还可通过其他方式如通过制冷系统100的遥控信号等来获取制冷系统100的运行模式。

在本实施例中，制冷系统100所采用的制冷剂具有以下性质：在蒸发温度、冷凝温度和过冷度条件不变时，低背压旋转式压缩机1中的制冷剂的制热能力或能效随着过热度的升高而上升。例如在蒸发温度、冷凝温度、过冷度条件不变的制冷循环计算时，当过热度为从5℃上升到35℃时，制热能力或能效呈上升趋势。具体地，制冷剂为R290、R134a、R410A中的一种。

实施例2：

根据本发明实施例的制冷系统100，如图8和图10，包括：低背压旋转式压缩机1、室外换热器3、室内换热器5、节流元件4和控制阀组件6，该制冷系统100只能运行制冷模式即制冷系统100为单冷机。

低背压旋转式压缩机1包括壳体和设在壳体内的电机、压缩机构，壳体的上部设有上吸气管S1，壳体的中部设有中间吸气管S2，壳体上还设有排气管D。其中，需要说明的是，低背压旋转式压缩机1的具体结构及工作原理等已为本领域的技术人员所熟知，这里就不详细描述。

室外换热器3的一端与排气管D相连。室内换热器5的一端与室外换热器3的另一端相连。节流元件4串联在室外换热器3和室内换热器5之间。可选地，节流元件4为毛细管或电磁阀。

控制阀组件6与室内换热器5的另一端、上吸气管S1和中间吸气管S2之间通过第一管道G、第二管道F和第三管道E相连，也就是说，控制阀组件6与室内换热器5的另一端通过第一管道G相连，控制阀组件6与上吸气管S1通过第二管道F相连，控制阀组件6与中间吸气管S2通过第三管道E相连，控制阀组件6控制第三管道E的吸气流量大于第二管道F的吸气流量。具体地，控制阀组件6可以为三通阀或者是分别设在第二管道F和第三管道E上的阀体，此时可通过控制第二管道F和第三管道E的横截面积等方式来控制第二管道F和第三管道E的吸气流量。

制冷系统100运行时，室内换热器5始终作为低压侧换热器，室外换热器3始终作为高压侧换热器工作，从压缩机排出的高温高压气体进入室外换热器3中进行冷凝，再经过节流元件4后流向室内换热器5中蒸发吸热以达到制冷的目的，从室内换热器5流出的系统回气流量为v，进入到控制阀组件6中。

由于始终工作在制冷模式，系统回气主要通过中间吸气管S2吸入，其中，具体地，第三管道E的吸气流量v2与第一管道G的吸气流量V的比值V3≥0.6，在本发明的一些示例中，可使v2=v，即第三管道E内的吸气流量等于第一管道G内的吸气流量，此时吸气完全经过中间吸气管S2吸入。

从而，根据本发明实施例的制冷系统100，控制阀组件6控制第三管道E的吸气流量大于第二管道F的吸气流量，吸入的气体主要通过中间吸气管S2吸入，不需要经过电机，从而减少了电机对吸入气体的加热程度，减少了因加热带来的性能恶化，同时，允许少量的气体从上吸气管S1吸入，经过电机后冷却电机，保证电机的可靠性。在某些使用条件下，即使上吸气管S1无气体吸入时，电机的温度也因为所在的低温环境不会出现较高的温度，此时，可允许吸入的气体全部从中间吸气管S2吸入，最大程度的避免吸气被加热带来的性能下降的问题，提高压缩机和系统的性能。

在本实施例中，制冷系统100所采用的制冷剂具有以下性质：在蒸发温度、冷凝温度和过冷度条件不变时，低背压旋转式压缩机1中的制冷剂的制热能力或能效随着过热度的升高而上升。例如在蒸发温度、冷凝温度、过冷度条件不变的制冷循环计算时，当过热度为从5℃上升到35℃时，制热能力或能效呈上升趋势。具体地，制冷剂为R290、R134a、R410A中的一种。

下面参考图8和图11描述根据本发明实施例的一种设有低背压旋转式压缩机1制热系统200，该制热系统200利用上述的原理优化制热系统200在制热模式下的能力或能效。

如图8和图11所示，根据本发明实施例的制热系统200，包括：低背压旋转式压缩机1、室内换热器5、室外换热器3、节流元件4和控制阀组件6，该制热系统200只能运行制热模式，在本发明的一些具体实施例中，制热系统200为热泵热水器，室内换热器5设在水箱9内用于加热水箱9内的水。

低背压旋转式压缩机1包括壳体和设在壳体内的电机、压缩机构，壳体的上部设有上吸气管S1，壳体的中部设有中间吸气管S2，壳体上还设有排气管D。其中，需要说明的是，低背压旋转式压缩机1的具体结构及工作原理等已为本领域的技术人员所熟知，这里就不详细描述。

室内换热器5的一端与排气管D相连。室外换热器3的一端与室内换热器5的另一端相连。节流元件4串联在室内换发器和室外换热器3之间。可选地，节流元件4为毛细管或电磁阀。

控制阀组件6与室外换热器3、上吸气管S1和中间吸气管S2分别通过第一管道G、第二管道F和第三管道E相连，也就是说，控制阀组件6与室外换热器3之间通过第一管道G相连，控制阀组件6与上吸气管S1之间通过第二管道F相连，控制阀组件6与中间吸气管S2之间通过第三管道E相连，控制阀组件6可控制第二管道F和第三管道E的吸气流量，控制阀组件6控制第二管道F的吸气流量大于第三管道E的吸气流量。具体地，控制阀组件6可以为三通阀或者是分别设在第二管道F和第三管道E上的阀体，此时可通过控制第二管道F和第三管道E的横截面积等方式来控制第二管道F和第三管道E的吸气流量。

制热系统200运行时，室外换热器3为低压侧换热器，室内换热器5为高压侧换热器，从排气管D排出的高温高压的气体流向室内换热器5中对水箱9内的水或者是室内环境进行制热，再通过节流元件4的节流作用，进入室外换热器3中与外界空气进行换热，最后从室外换热器3的出口流出的低温低压的系统回气流向控制阀组件6，控制阀组件6第二管道F的吸气流量大于所述第三管道E的吸气流量，换言之，控制阀组件6使系统回气主要连通至上吸气管S1方向。其中，具体地，系统回气的总流量为v，流向上吸气管S1的流量v1即第二管道F内的吸气流量与总流量v之间的比例为v4：v4≥0.8，并且在本发明的一些示例中，可使v1=v，即第二管道F内的吸气流量等于第一管道G内的吸气流量，吸气完全经过上吸气管S1吸入。

根据本发明实施例的制热系统200，控制阀组件6控制第二管道F的吸气流量大于第三管道E的吸气流量，从而吸气通过电机以冷却电机，最大程度地保证了电机的可靠性。

在本实施例中，低背压旋转式压缩机1中的制冷剂为含有R32的混合制冷剂，R32所占的质量百分比小于等于50%。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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理解：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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (20)

1.一种制冷系统，其特征在于，包括：

低背压旋转式压缩机，所述低背压旋转式压缩机包括壳体和设在壳体内的电机、压缩机构，所述壳体的上部设有上吸气管，所述壳体的中部设有中间吸气管，所述壳体上还设有排气管；

四通阀，所述四通阀具有排气阀口、吸气阀口、室外换热器阀口和室内换热器阀口，所述排气阀口与所述排气管相连；

室外换热器，所述室外换热器的一端与所述室外换热器阀口相连；

室内换热器，所述室内换热器的一端与所述室内换热器阀口相连，所述室内换热器的另一端与所述室外换热器的另一端相连；

节流元件，所述节流元件串联在所述室外换热器和所述室内换热器之间；

控制阀组件，所述控制阀组件与所述吸气阀口、所述上吸气管和所述中间吸气管分别通过第一管道、第二管道和第三管道相连，所述控制阀组件在所述制冷系统处于制冷模式时，控制所述第三管道的吸气流量大于所述第二管道的吸气流量，所述控制阀组件在所述制冷系统处于制热模式时，控制所述第二管道的吸气流量大于所述第三管道的吸气流量。

2.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，在所述制冷模式时，所述第三管道的吸气流量与所述第一管道的吸气流量的比值大于等于0.6。

3.根据权利要求2所述的制冷系统，其特征在于，在所述制冷模式时，所述第三管道内的吸气流量等于所述第一管道内的吸气流量。

4.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，在所述制热模式时，所述第二管道的吸气流量与所述第一管道的吸气流量的比值大于等于0.6。

5.根据权利要求4所述的制冷系统，其特征在于，在所述制热模式时，所述第二管道的吸气流量等于所述第一管道的吸气流量。

6.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述控制阀组件包括分别设在所述第二管道和所述第三管道上的第一控制阀和第二控制阀。

7.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述控制阀组件与所述四通阀相连以根据所述四通阀的制冷剂流向判断所述制冷系统处于制冷模式或制热模式。

8.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，在蒸发温度、冷凝温度和过冷度条件不变时，所述低背压旋转式压缩机中的制冷剂的制热能力或能效随着过热度的升高而上升。

9.一种制冷系统，其特征在于，包括：

低背压旋转式压缩机，所述低背压旋转式压缩机包括壳体和设在壳体内的电机、压缩机构，所述壳体的上部设有上吸气管，所述壳体的中部设有中间吸气管，所述壳体上还设有排气管；

室外换热器，所述室外换热器的一端与所述排气管相连；

室内换热器，所述室内换热器的一端与所述室外换热器的另一端相连；

节流元件，所述节流元件串联在所述室外换热器和所述室内换热器之间；

控制阀组件，所述控制阀组件与所述室内换热器的所述另一端、所述上吸气管和所述中间吸气管之间通过第一管道、第二管道和第三管道相连，所述控制阀组件控制所述第三管道的吸气流量大于所述第二管道的吸气流量。

10.根据权利要求9所述的制冷系统，其特征在于，所述第三管道的吸气流量与所述第一管道的吸气流量的比值大于等于0.6。

11.根据权利要求10所述的制冷系统，其特征在于，所述第三管道的吸气流量等于所述第一管道的吸气流量。

12.根据权利要求9所述的制冷系统，其特征在于，在蒸发温度、冷凝温度和过冷度条件不变时，所述低背压旋转式压缩机中的制冷剂的制热能力或能效随着过热度的升高而上升。

13.根据权利要求12所述的制冷系统，其特征在于，所述制冷剂为R290、R134a、R410A中的其中一种。

14.根据权利要求9所述的制冷系统，其特征在于，所述控制阀组件为三通阀。

15.一种制热系统，其特征在于，包括：

低背压旋转式压缩机，所述低背压旋转式压缩机包括壳体和设在壳体内的电机、压缩机构，所述壳体的上部设有上吸气管，所述壳体的中部设有中间吸气管，所述壳体上还设有排气管；

室内换热器，所述室内换热器的一端与所述排气管相连；

室外换热器，所述室外换热器的一端与所述室内换热器的另一端相连；

节流元件，所述节流元件串联在所述室内换发器和所述室外换热器之间；

控制阀组件，所述控制阀组件与所述室外换热器、上吸气管和中间吸气管分别通过第一管道、第二管道和第三管道相连，所述控制阀组件控制所述第二管道的吸气流量大于所述第三管道的吸气流量。

16.根据权利要求15所述的制热系统，其特征在于，所述第二管道的吸气流量与所述第一管道的吸气流量的比值大于等于0.8。

17.根据权利要求16所述的制热系统，其特征在于，所述第二管道的吸气流量等于所述第一管道的吸气流量。

18.根据权利要求15所述的制热系统，其特征在于，所述低背压旋转式压缩机中的制冷剂为含有R32的混合制冷剂，所述R32所占的质量百分比小于等于50%。

19.根据权利要求15所述的制热系统，其特征在于，所述控制阀组件为三通阀。

20.根据权利要求15所述的制热系统，其特征在于，所述制热系统为热泵热水器，所述室内换热器设在水箱内用于加热所述水箱内的水。

Images