CN105605820B - 一种热泵系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种热泵系统，包括串联在压缩循环管路上的压缩机、室内换热器、室外换热器以及节流装置，热泵系统还包括：蓄热装置，蓄热装置的第一端与室内换热器的第一端的连接，第二端与室内换热器的第二端的连接；第一控制管路，第一控制管路的第一端与蓄热装置的第一端连接，第一控制管路的第二端与压缩机的进气端连接；第二控制管路，第二控制管路的第一端与室内换热器的第一端连接，第二控制管路的第二端与室外换热器的第二端连接；压缩循环管路、第一控制管路和第二控制管路设置有控制阀，控制阀具有使蓄热装置与室内换热器并联，并与室外换热器串联的蓄热控制状态，以及使室内换热器和室外换热器并联并与蓄热装置串联的除霜控制状态。

Description

一种热泵系统
技术领域
本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种热泵系统。
背景技术
热泵系统在冬季制热模式运行时，室外换热器表面经常会出现结霜的情况。霜层会使室外换热器翅片间的风道阻塞，降低空气流量，同时会增加空气和翅片表面之间的热阻，从而对热泵系统的制热能力产生影响。
为消除上述影响，热泵系统通常由四通阀换向转换为制冷模式运行，此时，室内制冷，室外制热，室外换热器表面的霜层受热融化。待除霜过程结束后，热泵系统再通过四通阀换向转换为制热模式运行。
上述除霜方式虽可以使室外换热器表面的霜层融化，但是在除霜过程中，需要通过四通阀对热泵系统的制热模式和制冷模式进行切换，这样会对热泵系统产生一定冲击，模式切换过程中噪音较大。同时，在除霜过程中，室内制冷，造成室内温度波动比较大，影响制热过程中的舒适性。
发明内容
本发明旨在提供一种无需对制热模式和制冷模式进行切换仍能实现除霜目的的热泵系统。
为实现上述目的，本发明提供了一种热泵系统，包括串联在压缩循环管路上的压缩机、室内换热器、室外换热器以及节流装置，热泵系统还包括：蓄热装置，蓄热装置的第一端与室内换热器的第一端的连接，蓄热装置的第二端与室内换热器的第二端的连接；第一控制管路，第一控制管路的第一端与蓄热装置的第一端连接，第一控制管路的第二端与压缩机的进气端连接；第二控制管路，第二控制管路的第一端与室内换热器的第一端连接，第二控制管路的第二端与室外换热器的第二端连接；压缩循环管路、第一控制管路和第二控制管路设置有控制阀，控制阀具有使蓄热装置与室内换热器并联，并与室外换热器串联的蓄热控制状态，以及使室内换热器和室外换热器并联并与蓄热装置串联的除霜控制状态。
进一步地，还包括第三控制管路，第三控制管路的第一端与节流装置的第一端连接，第三控制管路的第二端与节流装置的第二端连接。
进一步地，控制阀包括：设置在第一控制管路上并控制第一控制管路通断的第一电磁阀、设置在第二控制管路上并控制第二控制管路通断的第二电磁阀以及设置在第三控制管路上并控制第三控制管路通断的第三电磁阀。
进一步地，控制阀还包括第一电动调节阀，第一电动调节阀为三通阀，其第一端和第二端与压缩循环管路连接，其第三端与蓄热装置的第一端连接。
进一步地，控制阀还包括第二电动调节阀，第二电动调节阀为三通阀，其第一端和第二端与压缩循环管路连接，其第三端与室外换热器第二端连接。
进一步地，控制阀还包括与蓄热装置第一端或第二端连接的第四电磁阀。
进一步地，循环管路上还设置有气液分离器，气液分离器与压缩机的进气端连接。
进一步地，节流装置为电子膨胀阀。
在本发明的热泵系统中，通过在压缩循环管路的基础上设置蓄热装置、第一控制管路以及第二控制管路，以及在上述管路上设置控制阀，控制阀对第一控制管路、第二控制管路以及压缩循环管路调控，具有使热泵系统在制热模式下可以具有蓄热控制状态和除霜控制状态，从而在制热模式下由蓄热装置中蓄存的低位热源对室外换热器供热，无需切换至制冷模式仍能实现除霜目的，从而除霜过程对室内温度波动影响小，制热过程中舒适性较好。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例中的热泵系统在正常供热模式的示意图；
图2是根据本发明实施例中的热泵系统在供热蓄热模式的示意图；
图3是根据本发明实施例中的热泵系统在供热除霜模式的示意图。
其中，上述附图中的标记为：
1、压缩机；2、节流装置；3室外换热器；4、室内换热器；5、蓄热装置；6、四通阀；7、气液分离器；81、第一控制管路；82、第二控制管路；83、第三控制管路；91、第一电磁阀；92、第二电磁阀；93、第三电磁阀；94、第一电动调节阀；95、第二电动调节阀；96、第四电磁阀。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1、图2和图3所示，本发明实施例中的热泵系统包括串联在压缩循环管路上的压缩机1、室内换热器4、室外换热器3以及节流装置2，从而可以构成一个完整的压缩回路。本发明实施例中的热泵系统还包括：蓄热装置5，蓄热装置5的第一端与室内换热器4的第一端的连接，蓄热装置5的第二端与室内换热器4的第二端的连接；第一控制管路81，第一控制管路81的第一端与蓄热装置5的第一端连接，第一控制管路81的第二端与压缩机1的进气端连接；第二控制管路82，第二控制管路82的第一端与室内换热器4的第一端连接，第二控制管路82的第二端与室外换热器3的第二端连接。其中，在压缩循环管路、第一控制管路81和第二控制管路82上设置有控制阀，控制阀具有使蓄热装置5与室内换热器4并联，并与室外换热器3串联的蓄热控制状态，以及使室内换热器4和室外换热器3并联并与蓄热装置5串联的除霜控制状态。
从而在本发明的热泵系统中，通过在压缩循环管路的基础上设置蓄热装置5、第一控制管路以及第二控制管路，以及在上述管路上设置控制阀，通过控制阀对第一控制管路、第二控制管路以及压缩循环管路调控，具有使热泵系统在制热模式下可以具有蓄热控制状态和除霜控制状态，从而在制热模式下由蓄热装置中蓄存的低位热源对室外换热器供热，无需切换至制冷模式仍能实现除霜目的，除霜过程对室内温度波动影响小，制热过程中舒适性较好。
本发明实施例中的热泵系统还包括第三控制管路83，第三控制管路83的第一端与节流装置2的第一端连接，第三控制管路83的第二端与节流装置2的第二端连接。通过控制第三控制管路83的通断，制冷剂可以通过或者绕过节流装置2。从而在热泵系统除霜的时候，通过打开第三控制管路83，制冷剂不必通过节流装置2，可以快速的流通，将蓄热装置5中的蓄热能够快速的释放，提高除霜效率。
一般地，本发明实施例中的控制阀还包括：设置在第一控制管路81上并控制第一控制管路81通断的第一电磁阀91、设置在第二控制管路82上并控制第二控制管路82通断的第二电磁阀92以及设置在第三控制管路83上并控制第三控制管路83通断的第三电磁阀93。在热泵系统工作的过程中，根据热泵系统工作的需要，可以通过控制第一电磁阀91、第二电磁阀92以及第三电磁阀93可以实现控制管路的通断，实现各个模式的切换，而电磁阀为常用的部件，成本较低，同时控制起来较为方便。
控制阀还包括第一电动调节阀94，第一电动调节阀94为三通阀，第一电动调节阀94的第一端和第二端与压缩循环管路连接，第一电动调节阀94的第三端与蓄热装置5的第一端连接。从而可以控制压缩循环管路的通断和蓄热装置5的接通与否。第一电动调节阀94还能对通过第一电动调节阀94制冷剂流量的调节，对热泵系统的工作状态作更进一步的调节。
本发明实施例中的控制阀还包括第二电动调节阀95，第二电动调节阀95为三通阀，其第一端和第二端与压缩循环管路连接，其第三端与室外换热器3第二端连接。从而可以对通过第一电动调节阀94制冷剂流量的调节，对热泵系统的工作状态作更进一步的调节。
优选地，本发明实施例中的控制阀还包括与蓄热装置5第一端或第二端连接的第四电磁阀96。从而可以通过控制第四电磁阀96的通断，控制蓄热装置5是否接入热泵系统的循环管路。
优选地，循环管路上还设置有气液分离器7，气液分离器7与压缩机1的进气端连接，对进入压缩机1的制冷剂进行气液分离，避免液体进入压缩机1造成压缩机损坏、
优选地，节流装置2采用电子膨胀阀，其为常见部件，比较容易获取，同时控制起来方便。
下面将进一步结合附图对本发明热泵系统工作方式具体说明，其中，附图中箭头所指的方向为热泵系统中制冷剂的流通方向。本发明实施例中的热泵系统具有三种工作方式，分别是：正常供热模式、供热蓄热模式以及供热除霜模式。
如图1所示，为本发明热泵系统在正常供热模式的示意图。通过控制第一电磁阀91、第二电磁阀92以及第三电磁阀93，热泵系统中的第一控制管路81、第二控制管路82以及第三控制管路83断开。通过控制第四电磁阀96，蓄热装置5的第二端与压缩循环管路断开。通过控制第一电动调节阀94，室内换热器4的第一端与压缩机1的出气端连通。通过控制第二电动调节阀95，室外换热器3的第二端与压缩机1的进气端连通。
通过控制阀完成上述控制操作后，压缩机1工作，制冷剂通过压缩机1压缩，沿着压缩循环管路，通过四通阀6至室内换热器4冷凝放热，然后继续沿着压缩循环管路，通过电子膨胀阀节流。节流后的制冷剂继续流通到室外换热器3蒸发吸热，通过室外换热器3的制冷剂继续沿着压缩循环管路，通过四通阀6至气液分离器7进行气液分离，然后回到压缩机1继续压缩完成一个制热循环，如此往复，实现对室内的正常供热。
如图2所示，为本发明热泵系统在供热蓄热模式的示意图。通过控制第一电磁阀91、第二电磁阀92以及第三电磁阀93，热泵系统中的第一控制管路81、第二控制管路82以及第三控制管路83断开。通过控制第一电动调节阀94，室内换热器4的第一端与压缩机1的出气端连通，蓄热装置5的第一端与压缩循环管路连通。通过控制第四电磁阀96，蓄热装置5的第二端与压缩循环管路连通。此时，蓄热装置与室内换热器4并联。进一步通过控制第二电动调节阀95，室外换热器3的第二端与压缩机1的进气端连通。
通过控制阀完成上述控制操作后，压缩机1工作，制冷剂通过压缩机1压缩，沿着压缩循环管路，通过四通阀6后，一部分制冷剂至室内换热器4冷凝放热，一部分制冷剂至蓄热装置5后对蓄热装置5进行蓄热，制冷剂经冷凝放热和蓄热后汇合，然后继续沿着压缩循环管路，通过电子膨胀阀节流。节流后的制冷剂继续流通到室外换热器3蒸发吸热，通过室外换热器3的制冷剂继续沿着压缩循环管路，通过四通阀6至气液分离器7进行气液分离，然后回到压缩机1继续压缩完成一个制热循环，如此往复，在实现对室内的正常供热的同时，实现了对蓄热装置5的蓄热。
如图3所示，为本发明热泵系统在供热除霜模式的示意图。通过控制第一电磁阀91、第二电磁阀92以及第三电磁阀93，热泵系统中的第一控制管路81、第二控制管路82以及第三控制管路83连通。通过控制第四电磁阀96，蓄热装置5的第二端与压缩循环管路连通。通过控制第一电动调节阀94，蓄热装置5的第一端与压缩循环管路断开，室内换热器4的第一端与压缩机1的出气端连通。通过控制第二电动调节阀95，室外换热器3的第二端与压缩机1的进气端断开，室外换热器3的第二端与第二控制管路82连通。
通过控制阀完成上述控制操作后，室内换热器4与室外换热器3实现并联，室内换热器4与室外换热器3并联后的管路与蓄热装置5串联。此时，待压缩机1开始工作后，制冷剂通过压缩机1压缩，沿着压缩循环管路，通过四通阀6后，一部分制冷剂至室内换热器4，一部分制冷剂通过第二控制管路82进入室外换热器3，经第三控制管路83绕过电子膨胀阀与经过室内换热器4的制冷剂汇合，然后通过蓄热装置5获取蓄热装置中的蓄热，经第一控制管路81，通过四通阀6至气液分离器7进行气液分离，然后回到压缩机1继续压缩完成一个制热循环。如此往复，蓄热装置5中蓄存的低位热源对室外换热器3供热，实现了除霜功能。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种热泵系统，包括串联在压缩循环管路上的压缩机(1)、室内换热器(4)、室外换热器(3)以及节流装置(2)，其特征在于，所述热泵系统还包括：
蓄热装置(5)，所述蓄热装置(5)的第一端与所述室内换热器(4)的第一端的连接，所述蓄热装置(5)的第二端与所述室内换热器(4)的第二端的连接；
第一控制管路(81)，所述第一控制管路(81)的第一端与蓄热装置(5)的第一端连接，所述第一控制管路(81)的第二端与所述压缩机(1)的进气端连接；
第二控制管路(82)，所述第二控制管路(82)的第一端与所述室内换热器(4)的第一端连接，所述第二控制管路(82)的第二端与所述室外换热器(3)的第二端连接；
所述压缩循环管路、所述第一控制管路(81)和所述第二控制管路(82)设置有控制阀，所述控制阀具有使所述蓄热装置(5)与所述室内换热器(4)并联，并与所述室外换热器(3)串联的蓄热控制状态，以及使所述室内换热器(4)和室外换热器(3)并联并与所述蓄热装置(5)串联的除霜控制状态；
所述循环管路上还设置有气液分离器(7)，所述气液分离器(7)与所述压缩机(1)的进气端连接。
所述节流装置(2)为电子膨胀阀。
2.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，还包括第三控制管路(83)，所述第三控制管路(83)的第一端与所述节流装置(2)的第一端连接，所述第三控制管路(83)的第二端与所述节流装置(2)的第二端连接。
3.根据权利要求2所述的热泵系统，其特征在于，所述控制阀包括：设置在所述第一控制管路(81)上并控制所述第一控制管路(81)通断的第一电磁阀(91)、设置在所述第二控制管路(82)上并控制所述第二控制管路(82)通断的第二电磁阀(92)以及设置在所述第三控制管路(83)上并控制所述第三控制管路(83)通断的第三电磁阀(93)。
4.根据权利要求3所述的热泵系统，其特征在于，所述控制阀还包括第一电动调节阀(94)，所述第一电动调节阀(94)为三通阀，其第一端和第二端与所述压缩循环管路连接，其第三端与所述蓄热装置(5)的第一端连接。
5.根据权利要求4所述的热泵系统，其特征在于，所述控制阀还包括第二电动调节阀(95)，所述第二电动调节阀(95)为三通阀，第一端与所述第二控制管路(82)连接，第二端与四通阀(6)连接，第三端与所述室外换热器(3)第二端连接。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的热泵系统，其特征在于，所述控制阀还包括与所述蓄热装置(5)第一端或第二端连接的第四电磁阀(96)。
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