CN105333642A - 一种冷暖型热泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷暖型热泵系统，包括压缩机、节流装置和两个换热器，其中，两个换热器之间设有节流装置，至少一个所述换热器的上面设有进口，下面设有出口；在制冷模式和制热模式下，制冷剂为单向流动，即由进口流入、出口流出。该种冷暖型热泵系统不仅能够实现高效的换热效率，且其回油顺畅。

Description

一种冷暖型热泵系统

技术领域

本发明涉及一种热泵系统领域，尤其涉及一种冷暖型热泵系统。

背景技术

现有技术中的冷暖型热泵空调机组大都具有两种功能，即夏季制冷及冬季制热，该种类型的发动机在其制冷时换热器普遍采用逆流换热，而制热时因内部制冷剂通过换向阀等部件换向后形成了顺流换热，其制热时不仅换热效率低下而且回油困难。具体地，以板式蒸发式冷凝热泵空调机组为例，其制冷模式下，置于室外的换热器采用制冷剂从上至下的冷凝，将高温高压的气态制冷剂冷却形成高温高压的液态制冷剂，其实现了高效的珠状冷凝和顺畅的回油。制热模式下，气液混合状制冷剂从换热器下部流入，经换热后吸热并转变为气态制冷剂从上部流出，该种结构中，由于制冷剂是从换热器的下部向上流动，因而会造成回油困难，而且由于换热器上部因含大量的气态制冷剂，该气态制冷剂的换热效率由于比液态制冷剂的换热效率低，进而使得其内部大部分换热面积的换热效率低下，形成了制热时换热性能严重低下的现象。同样地，现有技术中的板式水冷的热泵型空调系统和风冷热泵系统等也存在与板式蒸发式冷凝热泵空调机组相同的缺陷，即，在制冷时室外换热器处于高效的逆流换热现象，而制热时处于低效的顺流换热状态，使得其回油困难，换热效率低下。

因此，如何解决现有技术中冷暖型热泵系统换热效率低下及回油困难的问题，已成为当今人们亟待解决的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种冷暖型热泵系统，该种冷暖型热泵系统不仅能够实现高效的换热效率，且其回油顺畅。

本发明的技术方案为：

一种冷暖型热泵系统，包括压缩机、节流装置和两个换热器，其中，两个换热器之间设有节流装置，至少一个所述换热器的上面设有进口，下面设有出口；在制冷模式和制热模式下，制冷剂为单向流动，即由进口流入、出口流出。

进一步地，所述两个换热器包括第一换热器和第二换热器；其中，

所述第一换热器内的制冷剂为单向流动；所述第一换热器的进口通过管道与所述压缩机的出口和所述节流装置连接，所述第一换热器的出口通过管道与所述压缩机的进口和所述节流装置连接；

所述第二换热器内的制冷剂为双向流动；所述第二换热器设有第一端口和第二端口，其中第一端口与所述节流装置连接；第二端口与所述压缩机的进口和出口连接。

进一步地，所述第一换热器的进口处设有分配器以形成多个支管路。

进一步地，所述第二换热器的第一端口和/或第二端口设有分配器以形成多个支管路。

进一步地，所述节流装置与第一换热器的进口和出口连接的管道上均设有流量控制装置。

进一步地，与所述压缩机的进口和出口连接的管道上均设有开关阀。

进一步地，所述开关阀为电动开关阀件、手动开关阀件、气动开关阀件或液动开关阀件。

进一步地，与所述压缩机的出口和进口连接的管道上设有四通换向阀。

进一步地，所述第一换热器的进口与所述压缩机的出口之间的管道、和所述第一换热器的出口与所述压缩机的进口之间的管道上设有流量控制装置。

进一步地，所述流量控制装置为单向阀、截止阀或电动阀。

与现有技术相比，本发明所提供的一种冷暖型热泵系统，达到了如下的技术效果：

1、本发明所提供的冷暖型热泵系统中至少一个换热器采用单向流动的换热技术，在制冷模式下和制热模式下，采用单向流动的换热器内的制冷剂均由其上面的进口流入，并由其下面的出口流出。该设置方式相较于传统的热泵系统，单向流动的换热器内部上方的气态制冷剂相对较少，液态制冷剂相对较多，由于液态制冷剂的换热效率高于气态制冷剂，所述本发明的热泵系统在制热和制冷模式下均处于高效能换热的工作状态。

2、本发明所提供的冷暖型热泵系统在运行时，单向流动的换热器保证了其流畅的回油，节省了回油系统投资成本。

附图说明

图1为本发明实施例一中冷暖型热泵系统的结构示意图；

图2为本发明实施例二中冷暖型热泵系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

本发明提供一种冷暖型热泵系统，如图1所示，主要用于实现制冷和制热，包括压缩机1、节流装置3和两个换热器2、4，节流装置3设置在两个换热器2、4之间，至少有一个换热器的上面设有进口，下面设有出口，且在制冷模式和制热模式下，制冷剂为单向流动，即由其上面的进口流入、并由下面的出口流出。

上述的两个换热器分别为第一换热器2和第二换热器4，在一个优选的实施例中，所述第一换热器2内的制冷剂为单向流动，第二换热器4内的制冷剂为双向流动，第一换热器2的进口21处设有与压缩机1的出口11连接的管道，该管道上设有开关阀61；第一换热器2的进口21还设有与节流装置3连接的管道，该管道上设有流量控制装置51。第一换热器2的出口22设有与压缩机1的进口12连接的管道，该管道上设有开关阀62；第一换热器2的出口22还设有与节流装置3连接的管道，该管道上设有流量控制装置5。此外，在第一换热器2的进口处、第二换热器的第一端口和/或第二端口处设有分配器(图中未示出)；该分配器用于实现多级分液，将管道分成多个分管路，以减少制冷剂在管道中的沿程阻力，提高换热效率。上述的节流装置3设有与第二换热器4的第一端口41连接的管道，第二换热器4的第二端口42分别设有与压缩机1的进口12和出口11连接的管道，每个管道上设有开关阀63、64。进一步地，该热泵系统中的第一换热器2在制冷模式和制热模式下，制冷剂均由第一换热器2上面的进口21流入，并由其下面的出口22流出。进一步地，在第一换热器2上还可设有一个与压缩机连接的回油管(图中未示出)用于回油。

其中，上述的流量控制装置可以为单向阀、截止阀或电动阀等，上述的开关阀可以为电动开关阀件、手动开关阀件、气动开关阀件或液动开关阀件等。上述的节流装置3可以为机械阀件或电子阀件等。

本发明中的冷暖型热泵系统的工作运行原理为：

制冷模式下：第一换热器2相当于冷凝器，第二换热器4相当于蒸发器，蒸发后的低温低压的气态制冷剂被压缩机1自其进口12吸入，经压缩机1压缩成高温高压的气态制冷剂后从压缩机1的出口11流出，流经开关阀61排入到第一换热器2的进口21，高温高压的气态制冷剂在第一换热器2内和冷却介质换热后，被冷却形成高温高压的液态制冷剂并从第一换热器2的出口22流出，由第一换热器2的出口22流出的高温高压的液态制冷剂流经流量控制装置52，并被节流装置3节流后形成低温低压的气液混合的低温制冷剂，并经第二换热器4的第一端口41流入第二换热器4，在第二换热器4内与被冷却介质换热后，吸热形成低温低压的气态制冷剂，再由第二换热器4的第二端口42流出，该由第二换热器4的第二端口42流出的低温低压的气态制冷剂流出并经开关阀63进入压缩机1的进口12，如此周而复始的循环。

制热模式下：第一换热器2相当于蒸发器，第二换热器4相当于冷凝器，蒸发后的低温低压的气态制冷剂被压缩机1进口12吸入，经压缩机1压缩成高温高压的气态制冷剂，并被从压缩机1自其出口11经开关阀64排入到第二换热器4的第二端口42，制冷剂在第二换热器4内和冷却介质换热后，被冷却形成高温高压的液态制冷剂并从第二换热器4的第一端口41流出，流出的高温高压的液态制冷剂被节流装置3节流后形成低温低压的气液混合的制冷剂，该低温低压的气液混合的制冷剂经流量控制装置51后进入第一换热器2的进口21，低温低压的气液混合的制冷剂在第一换热器2内和被冷却介质换热后，吸热形成低温低压的气态制冷剂流经开关阀62，最后流入至压缩机1的进口12，如此周而复始的循环。

基于上述的发明构思，如图2所示，本发明还可以提供另一种结构的冷暖型热泵系统，该热泵系统包括压缩机1＇、第一换热器2＇、节流装置3＇和第二换热器4＇，其中，第一换热器2＇的进口21＇分别设有与压缩机1＇的出口11＇和节流装置3＇连接的管道，第一换热器2＇的出口22＇分别设有与压缩机1＇的进口12＇和节流装置3＇连接的管道。节流装置3＇设有与所述第二换热器4＇的第一端口41＇连接的管道，第二换热器4＇的第二端口42＇分别设有与压缩机1＇的进口12＇和出口连接的管道。

本实施例中的热泵系统与上述实施例中的热泵系统的不同之处在于：在第一换热器2＇的进口21＇与压缩机1＇的出口11＇和节流装置3＇连接的管道上，及第一换热器2＇的出口22＇与压缩机1＇的进口12＇和节流装置3＇连接的管道上均设置有流量控制装置5＇。进一步地，在与压缩机1的出口和进口连接的管道上设有四通换向阀7；具体为，上述的压缩机1＇的出口11＇与第一换热器2＇的进口21＇之间的管道、第二换热器4＇的第二端口42＇与压缩机1＇的进口12＇之间的管道、压缩机1＇的出口11＇与换热气的第二端口42＇之间的管道和第一换热器2＇的出口22＇与压缩机1＇的进口12＇之间的管道上设有一个四通换向阀7＇。该四通换向阀7＇在制冷模式下，压缩机1＇的出口11＇与第一换热器2＇的进口21＇之间的管道、和第二换热器4＇的第二端口42＇与压缩机1＇的进口12＇之间的管道为打开状态，压缩机1＇的出口11＇与换热气的第二端口42＇之间的管道、和第一换热器2＇的出口22＇与压缩机1＇的进口12＇之间的管道为关闭状态。该换向阀7在制热模式下，压缩机1＇的出口11＇与第一换热器2＇的进口21＇之间的管道、和第二换热器4＇的第二端口42＇与压缩机1＇的进口12＇之间的管道为关闭状态，压缩机1＇的出口11＇与换热气的第二端口42＇之间的管道、和第一换热器2＇的出口22＇与压缩机1＇的进口12＇之间的管道为打开状态。

该种结构的冷暖型热泵系统的工作原理为：

制冷模式下：第一换热器2＇相当于冷凝器，第二换热器4＇相当于蒸发器，蒸发后的低温低压的气态制冷剂被压缩机1＇自进口吸入，经压缩机1＇压缩成高温高压的气态制冷剂后被从压缩机1＇自出口排入四通换向阀7＇的端口71＇，并经四通换向阀7＇的端口72＇流经流量控制装置53进入第一换热器2＇的进口21＇，高温高压的气态制冷剂在第一换热器2＇内和冷却介质换热后，被冷却形成高温高压的液态制冷剂并从第一换热器2＇的出口22＇流出，该流出的高温高压的液态制冷剂流经流量控制装置52＇流过节流装置3并被节流，形成低温低压的气液混合的制冷剂，该低温低压的气液混合制冷剂由第二换热器4＇的第一端口41＇流入，在第二换热器4＇内和被冷却介质换热后，吸热形成低温低压的气态制冷剂经第二换热器4＇的第二端口42＇流出、并依次流入四通换向阀7＇的端口74＇和四通换向阀7＇的端口73＇，最后进入到压缩机1＇的进水口中，如此周而复始的循环。

制热模式下：第一换热器2＇相当于蒸发器，第二换热器4＇相当于冷凝器，蒸发后的低温低压的气态制冷剂被压缩机1＇自进口吸入，经压缩机1＇压缩成高温高压的气态制冷剂从压缩机1＇出口11＇流出，进入到四通换向阀7＇的端口71＇，高温高压的气态制冷剂经四通换向阀7＇的端口74流出，进入第二换热器4＇的第二端口42＇并流入进第二换热器4＇中，在第二换热器4＇内高温高压的气态制冷剂和冷却介质换热后，被冷却形成高温高压的液态制冷剂并从第二换热器4＇的第一端口41＇流出，该高温高压的液态制冷剂被节流装置3＇节流后形成低温低压的气液混合的制冷剂，经流量控制装置51＇进入第一换热器2＇的进口21＇，低温低压的气液混合的制冷剂在第一换热器2＇内与被冷却介质换热，吸热形成低温低压的气态制冷剂依次流经流量控制装置54＇、四通换向阀7＇的端口72＇和端口73＇，最后进入到压缩机1＇的进口12＇，如此周而复始的循环。

值得注意的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非因此限定本发明的专利保护范围，本发明还可以对上述各种零部件的结构进行等效的改进。故凡运用本发明的说明书及图示内容所作的等效结构变化，或直接或间接运用于其他相关技术领域均同理皆包含在本发明所涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种冷暖型热泵系统，包括压缩机、节流装置和两个换热器，其中，两个换热器之间设有节流装置，其特征在于，至少一个所述换热器的上面设有进口，下面设有出口；在制冷模式和制热模式下，制冷剂为单向流动，即由进口流入、出口流出。

2.根据权利要求1所述的冷暖型热泵系统，其特征在于，所述两个换热器包括第一换热器和第二换热器；其中，

所述第一换热器内的制冷剂为单向流动；所述第一换热器的进口通过管道与所述压缩机的出口和所述节流装置连接，所述第一换热器的出口通过管道与所述压缩机的进口和所述节流装置连接；

所述第二换热器内的制冷剂为双向流动；所述第二换热器设有第一端口和第二端口，其中第一端口与所述节流装置连接；第二端口与所述压缩机的进口和出口连接。

3.根据权利要求2所述的冷暖型热泵系统，其特征在于，所述第一换热器的进口处设有分配器以形成多个支管路。

4.根据权利要求3所述的冷暖型热泵系统，其特征在于：所述第二换热器的第一端口和/或第二端口设有分配器以形成多个支管路。

5.根据权利要求2-4中任一所述的冷暖型热泵系统，其特征在于：所述节流装置与第一换热器的进口和出口连接的管道上均设有流量控制装置。

6.根据权利要求5所述的冷暖型热泵系统，其特征在于：与所述压缩机的进口和出口连接的管道上设有开关阀。

7.根据权利要求6所述的冷暖型热泵系统，其特征在于：所述开关阀为电动开关阀件、手动开关阀件、气动开关阀件或液动开关阀件。

8.根据权利要求5所述的冷暖型热泵系统，其特征在于：与所述压缩机的出口和进口连接的管道上设有四通换向阀。

9.根据权利要求8所述的冷暖型热泵系统，其特征在于：所述第一换热器的进口与所述压缩机的出口之间的管道、和所述第一换热器的出口与所述压缩机的进口之间的管道上设有流量控制装置。

10.根据权利要求9所述的冷暖型热泵系统，其特征在于：所述流量控制装置为单向阀、截止阀或电动阀。