CN104315752A - 热泵系统和具有它的空调器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热泵系统和具有它的空调器，热泵系统包括：具有排气口、吸气口和喷射口的压缩机；具有排气连接口、吸气连接口、冷凝器连接口和蒸发器连接口的四通阀，排气连接口与压缩机的排气口相连，吸气连接口与压缩机的吸气口相连；冷凝器，冷凝器第一通口与四通阀的冷凝器连接口相连；经济器，主回路入口与冷凝器第二通口相连，辅回路出口与压缩机的喷射口相连，主回路出口通过喷气控制阀与辅回路入口相连；蒸发器，蒸发器第一通口与四通阀的蒸发器连接口相连，蒸发器第二通口通过主回路控制阀与经济器的主回路出口相连。根据本发明实施例的热泵系统，能够提高低温环境的制热能力，具有制热能力可调、循环效率高、控制方便、成本低等优点。

Description

热泵系统和具有它的空调器

技术领域

本发明涉及电器制造技术领域，具体而言，涉及一种热泵系统和具有所述热泵系统的空调器。

背景技术

随着人们对节能和环保的要求越来越高，热泵以其较高的能效和环保特性，正逐渐取代传统采暖和热水方式。但相关技术中采用普通压缩机的热泵系统，随着热源温度降低，系统蒸发温度和压力都降低，压缩机吸气密度下降，造成系统制冷剂循环流量减少，进而造成制热能力和能效的衰减。而采用变频压缩机的热泵系统，其控制复杂、成本较高。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题之一。为此，本发明提出一种热泵系统，该热泵系统能够提高低温环境下的制热能力，且具有控制方便、成本低等优点。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种热泵系统，所述热泵系统包括：压缩机，所述压缩机具有排气口、吸气口和喷射口；四通阀，所述四通阀具有排气连接口、吸气连接口、冷凝器连接口和蒸发器连接口，所述排气连接口与所述排气口相连，所述吸气连接口与所述吸气口相连；冷凝器，所述冷凝器具有冷凝器第一通口和冷凝器第二通口，所述冷凝器第一通口与所述冷凝器连接口相连；经济器，所述经济器具有主回路入口、主回路出口、辅回路入口和辅回路出口，所述主回路入口与所述主回路出口在所述经济器的内部连通且所述辅回路入口与所述辅回路出口在所述经济器的内部连通，所述主回路入口与所述冷凝器第二通口相连，所述辅回路出口与所述喷射口相连，所述主回路出口通过喷气控制阀与所述辅回路入口相连；蒸发器，所述蒸发器具有蒸发器第一通口和蒸发器第二通口，所述蒸发器第一通口与所述蒸发器连接口相连，所述蒸发器第二通口通过主回路控制阀与所述主回路出口相连。

根据本发明实施例的热泵系统，能够提高低温环境下的制热能力，且具有制热能力可调、循环效率高、控制方便、成本低等优点。

另外，根据本发明上述实施例的热泵系统还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述主回路出口通过喷液控制阀与所述喷射口相连。

根据本发明的一个实施例，所述主回路控制阀为电子膨胀阀或热力膨胀阀。

根据本发明的一个实施例，所述主回路控制阀包括：电磁阀、与所述电磁阀串联或并联的毛细管；或电子膨胀阀、与所述电子膨胀阀串联或并联的毛细管；或热力膨胀阀、与所述热力膨胀阀并联的毛细管或单向阀。

根据本发明的一个实施例，所述喷气控制阀为电子膨胀阀或热力膨胀阀。

根据本发明的一个实施例，所述喷气控制阀包括：电磁阀、与所述电磁阀串联的毛细管；或电磁阀、与所述电磁阀串联的电子膨胀阀和毛细管。

根据本发明的一个实施例，所述喷液控制阀为电子膨胀阀。

根据本发明的一个实施例，所述喷液控制阀包括：电磁阀、与所述电磁阀串联的毛细管；或电磁阀、与所述电磁阀串联的电子膨胀阀和毛细管。

根据本发明的第二方面的实施例提出一种空调器，所述空调器包括根据本发明的第一方面的实施例所述的热泵系统。

根据本发明实施例的空调器，在低温环境下的制热能力较高，具有制热能力可调、循环效率高、控制方便、成本低等优点。

附图说明

图1是根据本发明实施例的热泵系统的结构示意图。

图2是根据本发明实施例的热泵系统在普通制热运行状态时示意图。

图3是根据本发明实施例的热泵系统在喷气增焓制热运行状态时的示意图。

图4是根据本发明实施例的热泵系统在除霜运行状态时的示意图。

图5是根据本发明实施例的热泵系统在喷液运行状态时的示意图。

附图标记：热泵系统1、压缩机100、排气口110、吸气口120、喷射口130、四通阀200、排气连接口210、吸气连接口220、冷凝器连接口230、蒸发器连接口240、冷凝器300、冷凝器第一通口310、冷凝器第二通口320、经济器400、主回路入口410、主回路出口420、辅回路入口430、辅回路出口440、蒸发器500、蒸发器第一通口510、蒸发器第二通口520、主回路控制阀600、喷气控制阀700、喷液控制阀800。

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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述根据本发明实施例的热泵系统1。

如图1-图5所示，根据本发明实施例的热泵系统1包括压缩机100、四通阀200、冷凝器300、经济器400、蒸发器500、主回路控制阀600和喷气控制阀700。

压缩机100具有排气口110、吸气口120和喷射口130。

四通阀200具有排气连接口210、吸气连接口220、冷凝器连接口230和蒸发器连接口240。四通阀200可以切换连通状态，如排气连接口210和冷凝器连接口230连通且吸气连接口220和蒸发器连接口240连通，或排气连接口210和蒸发器连接口240连通且吸气连接口220和冷凝器连接口230连通。其中，排气连接口210与排气口110相连，吸气连接口220与吸气口120相连。

冷凝器300具有冷凝器第一通口310和冷凝器第二通口320，冷凝器第一通口310与冷凝器连接口230相连。

经济器400具有主回路入口410、主回路出口420、辅回路入口430和辅回路出口440。主回路入口410与主回路出口420在经济器400的内部连通且辅回路入口430与辅回路出口440在经济器400的内部连通。其中，主回路入口410与冷凝器第二通口320相连，辅回路出口440与喷射口130相连，主回路出口420通过喷气控制阀700与辅回路入口430相连。

蒸发器500具有蒸发器第一通口510和蒸发器第二通口520，蒸发器第一通口510与蒸发器连接口240相连，蒸发器第二通口520通过主回路控制阀600与主回路出口420相连。

下面参考附图描述根据本发明实施例的热泵系统1的运行状态。

图2示出了根据本发明实施例的热泵系统1的普通制热运行状态。

如图2所示，制冷剂的路径：压缩机100的排气口110→四通阀200的排气连接口210→四通阀200的冷凝器连接口230→冷凝器300→经济器400的主回路入口410→经济器400的主回路出口420→主回路控制阀600→蒸发器500→四通阀200的蒸发器连接口240→四通阀200的吸气连接口220→压缩机100的吸气口120。

运行过程中，四通阀200的排气连接口210与冷凝器连接口230连通且吸气连接口220与蒸发器连接口240连通。主回路控制阀600作为主回路的节流部件，调节制冷剂的流量。喷气控制阀700关闭，切断喷气回路。此时，热泵系统1不进行喷气增焓，制热能力一般。

图3示出了根据本发明实施例的热泵系统1的喷气增焓制热运行状态。

如图3所示，主回路制冷剂的路径：压缩机100的排气口110→四通阀200的排气连接口210→四通阀200的冷凝器连接口230→冷凝器300→经济器400的主回路入口410→经济器400的主回路出口420→主回路控制阀600→蒸发器500→四通阀200的蒸发器连接口240→四通阀200的吸气连接口220→压缩机100的吸气口120。

辅回路制冷剂的路径：经济器400的主回路出口420→喷气控制阀700→经济器400的辅回路入口430→经济器400的辅回路出口440→压缩机100的喷射口130。

运行过程中，四通阀200的排气连接口210与冷凝器连接口230连通且吸气连接口220与蒸发器连接口240连通。主回路控制阀600作为主回路的节流部件，调节制冷剂流量。喷气控制阀700调节辅回路制冷剂流量。

系统主回路制冷剂在经济器400内通过和辅回路制冷剂的蒸发过程换热，形成过冷，辅回路通过自身蒸发吸收主回路制冷剂的热量后，喷射进压缩机100后参与循环，完成喷气增焓过程，系统制热能力较大。辅回路进入经济器400的制冷剂来自经过经济器400过冷后的制冷剂，可以保证进入喷气控制阀700时为液态制冷剂。

图4示出了根据本发明实施例的热泵系统1的除霜运行状态。

如图4所示，制冷剂的路径：压缩机100的排气口110→四通阀200的排气连接口210→四通阀200的蒸发器连接口240→蒸发器500→主回路控制阀600→经济器400的主回路出口420→经济器400的主回路入口410→冷凝器300→四通阀200的冷凝器连接口230→四通阀200的吸气连接口220→压缩机100的吸气口120。

运行过程中，四通阀200的排气连接口210与蒸发器连接口240连通且吸气连接口220与冷凝器连接口230连通。主回路控制阀600作为主回路的节流部件，调节制冷剂流量。喷气控制阀700关闭，切断喷气回路。

根据本发明实施例的热泵系统1，通过设置连接主回路和辅回路的经济器400，且在主回路上设置主回路控制阀600，在辅回路上设置喷气控制阀700，并通过设置四通阀200切换制冷剂的流动方向，由此可以使热泵系统1实现普通制热、喷气增焓制热和除霜等多种运行状态。在喷气增焓制热运行状态下，可以大幅提高热泵系统1的制热能力，即使在低热源温度下也可以保证热泵系统1具有良好的制热能力和能效，且喷气制冷剂的来源为冷凝器300过冷后的制冷剂，循环效率更高。此外，热泵系统1通过切换普通制热和喷气增焓制热两种运行状态，可以在一定程度上实现系统制热能力的调节。并且，喷气控制阀700的控制更容易、更精确、控制效率更高，同时过冷后的制冷剂温度较低，在喷气控制阀700处的节流损失较小。

因此，根据本发明实施例的热泵系统1，能够提高低热源温度下的制热能力和能效，且具有制热能力可调、循环效率高、控制方便、成本低等优点。

下面参考附图描述根据本发明具体实施例的热泵系统1。

在本发明的一些具体实施例中，如图1-图5所示，根据本发明实施例的热泵系统1包括压缩机100、四通阀200、冷凝器300、经济器400、蒸发器500、主回路控制阀600、喷气控制阀700和喷液控制阀800。

如图1-图5所示，主回路出口420通过喷液控制阀800与喷射口130相连。具体地，主回路控制阀600所在管路、喷气控制阀700所在管路和主回路出口420所在管路三者之间的节点，通过喷液控制阀800与辅回路出口440和喷射口130之间的管路相连。

图5示出了根据本发明实施例的热泵系统1的喷液运行状态。

如图5所示，无论热泵系统1进行普通制热或喷气增焓制热，当系统运行过程中，检测到压缩机100排气温度或顶部温度等指标超过预设的动作值，则喷液控制阀800开启或进行流量调节，以便增大通过喷射口130进入压缩机100的制冷剂流量，从而使压缩机100的相关指标温度降低到合理范围。进入预设的合理范围后再关闭喷液控制阀800。

由此，可以利用喷液控制阀800控制进入压缩机100的喷射口130的制冷剂流量，从而方便控制压缩机100的排气或顶部温度。并且，在除霜运行状态时，喷液控制阀800关闭，防止制冷剂通过压缩机100的喷射口130泄漏到冷凝器300内，从而保证经过蒸发器500的制冷剂流量，从而保证除霜效果。

在本发明的一些具体示例中，喷液控制阀800为电子膨胀阀。

可选地，喷液控制阀800也可以由多个部件组成。例如，喷液控制阀800可以包括电磁阀和与所述电磁阀串联的毛细管，或喷液控制阀800可以包括电磁阀以及与所述电磁阀串联的电子膨胀阀和毛细管。

在本发明的一些具体实施例中，主回路控制阀600为电子膨胀阀或热力膨胀阀。

可选地，主回路控制阀600也可以由多个部件组成。例如，主回路控制阀600可以包括电磁阀和与所述电磁阀串联或并联的毛细管，或主回路控制阀600可以包括电子膨胀阀和与所述电子膨胀阀串联或并联的毛细管，或主回路控制阀600可以包括热力膨胀阀以及与所述热力膨胀阀并联的毛细管或单向阀。

在本发明的一些具体示例中，喷气控制阀700为电子膨胀阀或热力膨胀阀。

可选地，喷气控制阀700也可以由多个部件组成。例如，喷气控制阀700可以包括电磁阀和与所述电磁阀串联的毛细管，或喷气控制阀700可以包括电磁阀以及与所述电磁阀串联的电子膨胀阀和毛细管。

下面描述根据本发明实施例的空调器。根据本发明实施例的空调器包括根据本发明上述实施例的热泵系统1。

根据本发明实施例的空调器，通过利用根据本发明上述实施例的热泵系统1，在低温环境下的制热能力和能效较高，具有制热能力可调、循环效率高、控制方便、成本低等优点。

根据本发明实施例的空调器的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

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，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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必须针对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。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种热泵系统，其特征在于，包括：

压缩机，所述压缩机具有排气口、吸气口和喷射口；

四通阀，所述四通阀具有排气连接口、吸气连接口、冷凝器连接口和蒸发器连接口，所述排气连接口与所述压缩机的排气口相连，所述吸气连接口与所述压缩机的吸气口相连；

冷凝器，所述冷凝器具有冷凝器第一通口和冷凝器第二通口，所述冷凝器第一通口与所述四通阀的冷凝器连接口相连；

经济器，所述经济器具有主回路入口、主回路出口、辅回路入口和辅回路出口，所述主回路入口与所述主回路出口在所述经济器的内部连通且所述辅回路入口与所述辅回路出口在所述经济器的内部连通，所述主回路入口与所述冷凝器第二通口相连，所述辅回路出口与所述压缩机的喷射口相连，所述主回路出口通过喷气控制阀与所述辅回路入口相连；

蒸发器，所述蒸发器具有蒸发器第一通口和蒸发器第二通口，所述蒸发器第一通口与所述四通阀的蒸发器连接口相连，所述蒸发器第二通口通过主回路控制阀与所述经济器的主回路出口相连。

2.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述主回路出口通过喷液控制阀与所述压缩机的喷射口相连。

3.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述主回路控制阀为电子膨胀阀或热力膨胀阀。

4.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述主回路控制阀包括：

电磁阀、与所述电磁阀串联或并联的毛细管；或

电子膨胀阀、与所述电子膨胀阀串联或并联的毛细管；或

热力膨胀阀、与所述热力膨胀阀并联的毛细管或单向阀。

5.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述喷气控制阀为电子膨胀阀或热力膨胀阀。

6.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述喷气控制阀包括：

电磁阀、与所述电磁阀串联的毛细管；或

电磁阀、与所述电磁阀串联的电子膨胀阀和毛细管。

7.根据权利要求2所述的热泵系统，其特征在于，所述喷液控制阀为电子膨胀阀。

8.根据权利要求2所述的热泵系统，其特征在于，所述喷液控制阀包括：

电磁阀、与所述电磁阀串联的毛细管；或

电磁阀、与所述电磁阀串联的电子膨胀阀和毛细管。

9.一种空调器，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的热泵系统。