CN104964476A - 风冷热泵机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风冷热泵机组，包括：压缩机，压缩机具有进口和出口；四通阀，四通阀具有第一接口、第二接口、第三接口和第四接口，第一接口与出口连通，第三接口与进口连通；第一换热器，第一换热器与第二接口连通；第二换热器，第二换热器分别与第四接口和第一换热器连通，第二换热器与第一换热器之间并联设置有第一管路和第二管路；储液装置，储液装置设在第一管路上，储液装置与进口之间设有第三管路，第三管路上设有可导通和断开第三管路的控制阀。根据本发明实施例的风冷热泵机组在制冷运行状态下突然断电后不易冻裂，系统中冷媒充注量较少且冷媒可快速回流参与系统循环，机组性能提升。

Description

风冷热泵机组

技术领域

本发明涉空调技术领域，更具体地，涉及一种风冷热泵机组。

背景技术

在相关技术中，风冷热泵机组的换热器与蒸发器连通，当机组在低环温条件下运行时，如果突然停电，机组其他防冻措施将无法生效。由于蒸发器和冷凝器之间存在较大的温差，导致冷凝器中的冷媒快速迁移至温度较低的蒸发器中，致使冷凝器的温度迅速降低，冷凝器中冷凝水会发生结冰，出现冻裂换热管或容器的问题出现。

发明人所了解的相关技术中，大多数产品的防冻方案都是基于通电条件下运行的，即防冻方案只在机组通电状态下起作用。对于低环温条件下，机组运行突然断电的情况下，系统由于冷媒迁移仍然会导致冷凝器冻裂的风险。机组的结构有待于改进。

发明内容

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

在一些相关技术中，风冷热泵机组的换热器与蒸发器之间设置了储液罐来增加防冻性能，其中风冷热泵机组在制冷和制热两种运行模式下，换热器和蒸发器均通过储液罐连通，由此，虽然提高了防冻性能，但是会大幅增加系统中冷媒的充注量，增加成本。

在另一些相关技术中，对上述方案进行了改进，采用了制热通过储液罐而制冷不通过储液罐的方案，以在保证防冻性能的前提下，降低系统中冷媒的充注量。但是，当制冷运行时，储液罐中的冷媒需要很长时间才能全部参数系统循环，在此之前，系统性能极低。

有鉴于此，本申请在考虑风冷热泵机组防冻性能以及冷媒充注量的前提下，对其结构进行了进一步的改进，使风冷热泵机组的性能大幅提升。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出了一种风冷热泵机组，所述风冷热泵机组防冻性能好、冷媒充注量较少且冷媒可快速回流参与系统循环，机组性能提升。

根据本发明实施例的风冷热泵机组，包括：压缩机，所述压缩机具有进口和出口；四通阀，所述四通阀具有第一接口、第二接口、第三接口和第四接口，所述第一接口与所述出口连通，所述第三接口与所述进口连通；第一换热器，所述第一换热器与所述第二接口连通；第二换热器，所述第二换热器分别与所述第四接口和所述第一换热器连通，所述第二换热器与所述第一换热器之间并联设置有第一管路和第二管路；储液装置，所述储液装置设在所述第一管路上，所述储液装置与所述进口之间设有第三管路，所述第三管路上设有可导通和断开所述第三管路的控制阀。

根据本发明实施例的风冷热泵机组在制冷运行状态下突然断电后不易冻裂，系统中冷媒充注量较少且冷媒可快速回流参与系统循环，机组性能提升。

另外，根据本发明上述实施例的风冷热泵机组还可以具有如下附加的技术特征：

优选地，所述控制阀在所述风冷热泵机组制冷运行且所述储液装置中有冷媒时打开。

可选地，风冷热泵机组还包括引射器，所述引射器设在所述第三管路上且位于所述控制阀与所述进口之间，所述引射器与所述出口之间设有第四管路，所述第四管路上设有可导通和断开所述第四管路的阀体。

优选地，风冷热泵机组还包括液位检测装置，所述液位检测装置与所述储液装置相连以检测所述储液装置内的冷媒含量。

可选地，风冷热泵机组还包括时间控制器，所述时间控制器与所述控制阀相连以控制所述控制阀的开闭。

可选地，风冷热泵机组还包括：第一节流装置，所述第一节流装置设在所述第一换热器与所述第二换热器之间，所述第一管路和第二管路设在所述第一节流装置与所述第二换热器之间。

可选地，风冷热泵机组还包括：第一单向阀，所述第一单向阀设在所述第一管路上且位于所述储液罐与所述第一节流装置之间。

可选地，风冷热泵机组还包括：第二节流装置，所述第二节流装置设在所述第二管路上。

可选地，风冷热泵机组还包括：第二单向阀，所述第二单向阀设在所述第一单向阀与所述第一换热器之间且与所述第一节流装置并联。

可选地，所述第一节流装置为电子膨胀阀、热力膨胀阀和毛细管中的其中一个或至少两个的组合，所述控制阀为电磁阀、手动阀、限流阀或毛细管。

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

图1是根据本发明一个实施例的风冷热泵机组的结构示意图；

图2是根据本发明另一个实施例的风冷热泵机组的结构示意图；

图3是根据本发明又一个实施例的风冷热泵机组的结构示意图。

附图标记：

风冷热泵机组100；

压缩机10；进口11；出口12；

四通阀20；第一接口21；第二接口22；第三接口23；第四接口24；

第一换热器31；第二换热器32；

储液装置40；

控制阀51；阀体52；

引射器60；

液位检测装置70。

第一单向阀81；第二单向阀82；

第一节流装置91；第二节流装置92。

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。

下面结合附图详细描述根据本发明实施例的风冷热泵机组100。

参照图1至图3所示，根据本发明实施例的风冷热泵机组100可以包括压缩机10、四通阀20、第一换热器31、第二换热器32和储液装置40。第一换热器31可以为室外换热器，第二换热器32可以为水侧换热器。储液装置40可以为储液罐或者储液器等可以储存冷媒的装置。

压缩机10具有进口11和出口12，四通阀20具有第一接口21、第二接口22、第三接口23和第四接口24。在四通阀20内，四个接口依次连通，即第一接口21与第二接口22连通，第二接口22与第三接口23连通，第三接口23与第四接口24连通，第四接口24与第一接口21连通。其中，第一接口21与压缩机10的出口12连通，第三接口23与压缩机10的进口11连通。

第一换热器31与第二接口22连通，第二换热器32分别与第四接口24和第一换热器31连通。也就是说，第四接口24与第二换热器32的一个口连通，第一换热器31与第二换热器32的另一个口连通。第二换热器32与第一换热器31之间并联设置有第一管路a和第二管路b。换言之，第一管路a和第二管路b设在第二换热器32与第一换热器31之间，第一管路a与第二管路b并联设置。当风冷热泵机组100运行时，第一换热器31与第二换热器32可以通过第一管路a和第二管路b中的一个连通。

也就是说，并联设置的第一管路a与第二管路b不能够同时导通，风冷热泵机组100无论是在制热运行状态下还是在制冷运行状态下，在第一管路a与第二管路b中只有一个管路可以导通。例如，如图1所示，当风冷热泵机组100制热运行时，第一管路a处于导通状态，第一换热器31与第二换热器32可以通过第一管路a连通。当风冷热泵机组100制冷运行时，第二管路b处于导通状态，第一换热器31与第二换热器32可以通过第二管路b连通。

储液装置40可以设在第一管路a上，储液装置40与压缩机10的进口11之间设有第三管路c，第三管路c上设有控制阀51，控制阀51可以导通和断开第三管路c。具体而言，当控制阀51关闭时，第三管路c则断开；当控制阀51打开时，第三管路c可以导通。其中，控制阀51的打开或关闭可以根据风冷热泵机组100的运行情况进行设置。

具体而言，当风冷热泵机组100制热运行时，控制阀51可以处于关闭状态，并且第一管路a处于导通状态，压缩机10、四通阀20、第二换热器32、储液装置40与第二换热器32依次连通构成循环系统。当风冷热泵机组100制冷运行时，控制阀51可以处于关闭状态，并且第二管路b处于导通状态，压缩机10、四通阀20、第一换热器31与第二换热器32依次连通构成循环系统；与此同时，储液装置40与压缩机10的进口11连通，使储液装置40中储存的冷媒可以进入到压缩机10内参与系统循环。

由此，风冷热泵机组100在制冷时不会经过储液装置40，而在制热运行时则经过储液装置40，由此可以有效解决相关技术中所存在的冷媒充注量过多的问题。同时，风冷热泵机组100在制冷运行时，储液装置40中的冷媒可以在压差等作用下通过第三管路c回流至压缩机10内，有效解决了相关技术中所存在的冷媒无法快速参与系统循环的问题。

根据本发明实施例的风冷热泵机组100，通过在第一换热器31与第二换热器32之间并联设置第一管路a和第二管路b，使风冷热泵机组100可以实现制热过储液装置40而制冷不过储液装置40，有效的降低了冷媒的充注量，降低了成本，同时通过在储液装置40与压缩机10的进口11之间设置具有控制阀51的第三管路c，使得风冷热泵机组100在制冷运行时，储液装置40中的冷媒可以回流到压缩机10中，冷媒回流速度快，可以在更短的时间内全部参与系统循环，提高了系统性能。

同时，由于设置有储液装置40，在低环温条件下，风冷热泵机组100在运行过程中突然停电时，冷媒不会在第一换热器31与第二换热器32之间直接迁移，而是会进入两者之间的储液装置40中，从而有效的解决了相关技术中所存在的风冷热泵机组在低环温条件下运行过程中突然停电，冷媒迁移过程使容器温度降低导致换热器冻裂的问题，根据本发明实施例的风冷热泵机组100使用性能好，不易损坏。

本申请的发明人发现，当风冷热泵机组100在制冷运行时，在储液装置40中没有冷媒的情况下，若控制阀51仍然处于打开状态，即压缩机10通过第三管路c与储液装置40连通时，机组中存在高低压气体旁通情形，导致系统的能效较差。优选地，在本发明的一些优选实施例中，控制阀51在风冷热泵机组100制冷运行且储液装置40中有冷媒时打开。

也就是说，控制阀51在风冷热泵机组100制冷运行状态下不是一直打开的，控制阀51的打开还要根据储液装置40中是否有冷媒来控制。具体而言，当储液装置40中有冷媒存在时，即储液装置40具有回液需求时，控制阀51才会打开；当储液装置40中没有冷媒时，即储液装置40没有回液需求时，控制阀51也会处于关闭状态。由此，可以有效解决高低压气体旁通带来的系统能效差的问题，风冷热泵机组100的能效可以提高。

如图2和图3所示，根据本发明实施例的风冷热泵机组100还可以包括引射器60。引射器60可以设在第三管路c上并且位于控制阀51与压缩机10的进口11之间。引射器60与压缩机10的出口12之间可以设有第四管路d，第四管路d上可以设有阀体52，阀体52可以导通和断开第四管路d。

具体而言，阀体52可以随着控制阀51的打开或关闭而打开或关闭。当控制阀51打开时，阀体52也打开；当控制阀51关闭时，阀体52也相应关闭。由此，当风冷热泵机组100制冷运行且控制阀51打开时，阀体52也打开，第三管路c和第四管路d均导通，压缩机10从出口12流出的冷媒可以通过第四管路d流入引射器60，同时储液装置40中的冷媒在引射器60的引射作用下可以更快的回流至压缩机10中，使储液罐中的冷媒可以更快的参与系统循环，系统能效进一步提高。

根据本发明的一些实施例，风冷热泵机组100还可以包括时间控制器，时间控制器与控制阀51相连以控制控制阀51的开闭。也就是说，时间控制器可以控制控制阀51是否打开以及打开时间，从而控制储液装置40中冷媒是否回流以及回流量的多少，回流性能好。

如图3所示，在本发明的一些实施例中，风冷热泵机组100还可以包括液位检测装置70，液位检测装置70可以与储液装置40相连以检测储液装置40内的冷媒含量，即液位检测装置70可以检测储液装置40内储存的冷媒量。由此，可以通过液位检测装置70的检测情况来控制控制阀51的打开或关闭，从而控制储液装置70中冷媒的回流以及回流量。

具体而言，当液位检测装置70检测到储液装置40中含有冷媒时，控制阀51可以打开，实现冷媒的回流。当液位检测装置70检测到储液装置40中没有冷媒或具有规定的冷媒量时，控制阀51则可以关闭。在该种结构中，控制阀51的打开和关闭更加灵活，控制性更好，使冷媒的回流更加精确。

参照图1至图3所示，风冷热泵机组100还可以包括第一节流装置91，第一节流装置91可以设在第一换热器31与第二换热器32之间，第一管路a和第二管路b设在第一节流装置91与第二换热器32之间。进一步地，风冷热泵机组100还可以包括第一单向阀81，第一单向阀81可以设在第一管路a上并且位于储液装置40与第一节流装置91之间。其中，第一单向阀81可以设置为只能沿着第二换热器32向第一换热器31的方向导通。

由此，风冷热泵机组100制冷运行时，只能通过第二管路b，而不能通过第一管路a，即不能通过位于第一管路a上的储液装置40；当风冷热泵机组100制热运行时，第二管路b可以导通，由此可以实现制热时过储液装置40的目的。

更进一步地，风冷热泵机组100还可以包括第二节流装置92和第二单向阀82，第二单向阀82可以设置为只能沿着第一换热器31向第二换热器32的方向导通。第二节流装置92可以设在第二管路b上，第二单向阀82设在第一单向阀81与第一换热器31之间并且与第一节流装置91并联。

换言之，第一节流装置91与第二单向阀82并联并且与第二单向阀82串联，第二节流装置92与第一单向阀81并联并且与第二单向阀82串联。由此，当风冷热泵机组100制冷运行时，第一换热器31中的冷媒可以依次通过第二单向阀82、第二节流装置92流向第二换热器32。当风冷热泵机组100制热运行时，第二换热器32中的冷媒可以依次通过储液装置40、第一单向阀81和第一节流装置91流向第一换热器31。

可选地，第一节流装置91可以为电子膨胀阀、热力膨胀阀和毛细管中的其中一个或至少两个的组合。也就是说，第一节流装置91可以为电子膨胀阀、热力膨胀阀或毛细管；或者，第一节流装置91可以为电子膨胀阀与热力膨胀阀的组合、电子膨胀阀与毛细管的组合或者毛细管与热力膨胀阀的组合；或者，第一节流装置91可以为电子膨胀阀、热力膨胀阀和毛细管的组合。具体采用哪种结构可以根据具体情况进行选择。第二节流装置92可以与第一节流装置91相同，也可以不同。

可选地，控制阀51可以为电磁阀、手动阀、限流阀或毛细管。具体采用哪种结构可以根据具体情况进行选择。其中，阀体52也可以为电磁阀、手动阀、限流阀或毛细管。阀体52可以与控制阀51相同，也可以不同。

下面结合附图对风冷热泵机组100的工作过程进行描述。

在图1所示的实施例中，风冷热泵机组100包括压缩机10、四通阀20、第一换热器31、第二换热器32、储液装置40、控制阀51、时间控制器、第一节流装置91、第二节流装置92、第一单向阀81和第二单向阀82。

风冷热泵机组100制热运行时，压缩机10中的冷媒从出口12流出，流向四通阀20的第一接口21，然后从第四接口24流出，接着流向第二换热器32，冷媒在第二换热器32内换热后流向第一管路a，接着流入储液装置40，然后经过第一单向阀81和第一节流装置91流向第一换热器31，冷媒在第一换热器31内交换热量后流向四通阀20的第二接口22，然后从第三接口23流出，最后通过进口11流入压缩机10内继续进行下一个循环。

风冷热泵机组100制冷运行时，压缩机10中的冷媒从出口12流出，流向四通阀20的第一接口21，然后从第二接口22流出，接着流向第一换热器31，冷媒在第一换热器31内换热后流出，经过第二单向阀82和第二节流装置92后流入第二换热器32，冷媒在第二换热器32内交换热量后流向四通阀20的第四接口24，然后从第三接口23流出，最后通过进口11流入压缩机10内继续进行下一个循环。

其中，当风冷热泵机组100制冷运行时，控制阀51在时间控制器的控制下打开，第三管路c导通，储液装置40中的冷媒通过第三管路c流入到压缩机10的进口11内，实现了冷媒的回流，该回流的冷媒可以参与到系统循环中。

在图2所示的实施例中，风冷热泵机组100包括压缩机10、四通阀20、第一换热器31、第二换热器32、储液装置40、控制阀51、时间控制器、第一节流装置91、第二节流装置92、第一单向阀81、第二单向阀82、引射器60和阀体52。

该风冷热泵机组100的制冷和制热循环与图1中所示的风冷热泵机组100的循环大致相同，主要区别在于储液装置40中冷媒的回流上。具体而言，当风冷热泵机组100制冷运行时，控制阀51在时间控制器的控制下打开，同时阀体52也打开，第三管路c导通和第四管路d均导通，压缩机10从出口12流出的冷媒有一小部分会流向引射器60，在引射器60的引射作用下，储液装置40中的冷媒可以更快的通过第三管路c流入到压缩机10的进口11内，实现了冷媒的更快回流。

在图3所示的实施例中，风冷热泵机组100包括压缩机10、四通阀20、第一换热器31、第二换热器32、储液装置40、控制阀51、液位检测装置70、第一节流装置91、第二节流装置92、第一单向阀81、第二单向阀82、引射器60和阀体52。

该风冷热泵机组100的制冷和制热循环与图2中所示的风冷热泵机组100的循环大致相同，主要区别在于对控制阀51的控制上。具体而言，液位检测装置70可以检测储液装置40中的冷媒含量并且可以根据检测结果控制控制阀51的打开或关闭。当液位检测装置70检测到储液装置40中含有冷媒时，可以控制控制阀51打开，使冷媒实现回流；当液位检测装置70检测到储液装置40中没有冷媒时，可以控制控制阀51关闭。

根据本发明实施例的风冷热泵机组100的其他构成以及操作对于本领域的普通技术人员来说是可知的，在此不再详细描述。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，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以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

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 (10)

1.一种风冷热泵机组，其特征在于，包括：

压缩机，所述压缩机具有进口和出口；

四通阀，所述四通阀具有第一接口、第二接口、第三接口和第四接口，所述第一接口与所述出口连通，所述第三接口与所述进口连通；

第一换热器，所述第一换热器与所述第二接口连通；

第二换热器，所述第二换热器分别与所述第四接口和所述第一换热器连通，所述第二换热器与所述第一换热器之间并联设置有第一管路和第二管路；

储液装置，所述储液装置设在所述第一管路上，所述储液装置与所述进口之间设有第三管路，所述第三管路上设有可导通和断开所述第三管路的控制阀。

2.根据权利要求1所述的风冷热泵机组，其特征在于，所述控制阀在所述风冷热泵机组制冷运行且所述储液装置中有冷媒时打开。

3.根据权利要求1或2所述的风冷热泵机组，其特征在于，还包括引射器，所述引射器设在所述第三管路上且位于所述控制阀与所述进口之间，所述引射器与所述出口之间设有第四管路，所述第四管路上设有可导通和断开所述第四管路的阀体。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的风冷热泵机组，其特征在于，还包括液位检测装置，所述液位检测装置与所述储液装置相连以检测所述储液装置内的冷媒含量。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的风冷热泵机组，其特征在于，还包括时间控制器，所述时间控制器与所述控制阀相连以控制所述控制阀的开闭。

6.根据权利要求1所述的风冷热泵机组，其特征在于，还包括：第一节流装置，所述第一节流装置设在所述第一换热器与所述第二换热器之间，所述第一管路和第二管路设在所述第一节流装置与所述第二换热器之间。

7.根据权利要求6所述的风冷热泵机组，其特征在于，还包括：第一单向阀，所述第一单向阀设在所述第一管路上且位于所述储液装置与所述第一节流装置之间。

8.根据权利要求7所述的风冷热泵机组，其特征在于，还包括：第二节流装置，所述第二节流装置设在所述第二管路上。

9.根据权利要求8所述的风冷热泵机组，其特征在于，还包括：第二单向阀，所述第二单向阀设在所述第一单向阀与所述第一换热器之间且与所述第一节流装置并联。

10.根据权利要求6所述的风冷热泵机组，其特征在于，所述第一节流装置为电子膨胀阀、热力膨胀阀和毛细管中的其中一个或至少两个的组合，所述控制阀为电磁阀、手动阀、限流阀或毛细管。