CN106766372A - 热泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种热泵系统。该热泵系统，包括：动力单元；第一换热单元，包括第一换热舱体和第一换热器，第一换热器设置在第一换热舱体内，第一换热舱体上设置有与第一换热器的入口和出口分别连通的第一接口和第二接口；第二换热单元，包括第二换热舱体和第二换热器，第二换热器设置在第二换热舱体内，第二换热舱体上设置有与第二换热器的入口和出口分别连通的第三接口和第四接口，且第三接口和第二接口连通；第一连接管路，连接在第一接口和动力单元的出口之间；第二连接管路，连接在第四接口和动力单元的入口之间。上述热泵系统能够根据实际环境进行各单元的灵活拼接，不仅安装简单，而且充分利用了空气能源，还保证设备的高效率和低故障率。

Description

热泵系统

技术领域

本发明涉及空调器技术领域，具体而言，涉及一种热泵系统。

背景技术

空气源热泵基于逆卡诺循环原理来制取热(冷)风或热(冷)水的一种节能、环保的设备。以环境空气为热(冷)源，通过少量电能驱动压缩机的运转，将低温低压的气态的冷媒压缩成高温高压气态，高温高压气态制冷剂流入冷凝器，释放大量热能，可用于为住宅的室内供热。液化后的制冷剂经膨胀阀降压，然后流入蒸发器，吸收室外环境空气的热能并气化，气化后的制冷剂流经气液分离器，然后进入压缩机下一个循环。

目前，现有的空气源热泵主要采用整体式和组合式两种结构形式，以整体式结构为主。整体式空气源热泵是将压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀等主要模块集合在一起，不能根据各模块的特性进行技术整合，组合式是将压缩机、蒸发器、膨胀阀等模块组合成一个单元，冷凝器部分为另一个单元，两个单元经过管路连接成一套制冷制热系统，实现制冷制热。

因此，现有技术中的热泵系统存在下述问题：1、装置整体体积大，安装位置受安装地点限制，且二次搬运较困难；2、蒸发器通风、散热效果易受安装环境因素影响，导致能源利用不理想；3、当室外温度过低时，冷凝器内的水管易发生冻裂。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种热泵系统，以解决现有技术中的热泵体积大、安装受限且通风散热效果易受安装环境影响的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种热泵系统，包括：动力单元，用于压缩空气和循环气体，形成气态制冷剂；第一换热单元，用于将气态制冷剂液化形成液态制冷剂和热量，第一换热单元包括第一换热舱体和第一换热器，第一换热器设置在第一换热舱体内，第一换热舱体上设置有与第一换热器的入口和出口分别连通的第一接口和第二接口；第二换热单元，用于将液态制冷剂气化形成混合蒸汽，且混合蒸汽包括循环气体，第二换热单元包括第二换热舱体和第二换热器，第二换热器设置在第二换热舱体内，第二换热舱体上设置有与第二换热器的入口和出口分别连通的第三接口和第四接口，且第三接口和第二接口连通；第一连接管路，连接在第一接口和动力单元的出口之间；第二连接管路，连接在第四接口和动力单元的入口之间。

进一步地，动力单元包括动力舱体以及设置于动力舱体中的压缩机和气液分离器，压缩机的入口与气液分离器的出口连通，且动力舱体上设置有与压缩机的出口连通的第五接口以及与气液分离器的入口连通的第六接口，第五接口与第一连接管路连通，第六接口与第二连接管路连通。

进一步地，动力单元还包括设置于动力舱体中的四通换向阀，四通换向阀分别与气液分离器的入口、压缩机的出口、第五接口的入口以及第六接口的出口连通。

进一步地，动力单元还包括设置于动力舱体中的膨胀阀，动力舱体上设置有与膨胀阀的出口连通的第七接口以及与膨胀阀的入口连通的第八接口；热泵系统还包括第三管路和第四管路，第三管路连接第二接口和第八接口，第四管路连接第三接口和第七接口。

进一步地，第一换热舱体、第二换热舱体和动力舱体相互独立设置。

进一步地，第一换热器为冷凝器。

进一步地，第二换热器为蒸发器。

进一步地，热泵系统还包括智能控制单元，智能控制单元分别与动力单元、第一换热单元和第二换热单元电连接，用于控制动力单元、第一换热单元和第二换热单元，并采集动力单元、第一换热单元和第二换热单元的温度信息。

进一步地，智能控制单元包括控制模块，控制模块分别与动力单元、第一换热单元和第二换热单元电连接，用于控制动力单元的压缩压力、第一换热单元的液化温度以及第二换热单元的气化温度。

进一步地，智能控制单元还包括信息采集模块，信息采集模块分别与动力单元、第一换热单元和第二换热单元电连接，用于采集循环气体的温度、气态制冷剂的温度、液态制冷剂的温度以及混合蒸汽的温度。

应用本发明的技术方案，提供了一种热泵系统，该热泵系统根据空气源热泵的功能需求分为动力单元、第一换热单元及第二换热单元三个基本单元，由于第一换热单元包括第一换热舱体和第一换热器，第一换热器设置在第一换热舱体内，第一换热舱体上设置有与第一换热器的入口和出口分别连通的第一接口和第二接口，第二换热单元包括第二换热舱体和第二换热器，第二换热器设置在第二换热舱体内，第二换热舱体上设置有与第二换热器的入口和出口分别连通的第三接口和第四接口，第三接口和第二接口连通，且第一接口和动力单元的出口通过第一连接管路连通，第四接口和动力单元的入口通过第二连接管路连通，从而能够根据现场环境将各单元安装在最适位置，并对三个单元进行套管式拼接工艺，形成模块化热泵系统，进而使得热泵系统的安装和使用能够不受安装位置和安装环境的限制，而是根据实际环境进行各单元的灵活拼接，不仅安装简单，而且充分利用了空气能源，还保证设备的高效率和低故障率。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书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示出了本发明实施方式所提供的一种热泵系统的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、第二换热单元；110、蒸发器；20、动力单元；210、压缩机；220、气液分离器；230、四通换向阀；240、膨胀阀；30、第一换热单元；310、冷凝器；320、进水管；330、出水管。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

正如背景技术中所介绍的，现有技术中的热泵体积大、安装受限且通风散热效果易受安装环境影响的问题。本申请的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种热泵系统，包括：动力单元20，用于压缩空气和循环气体，形成气态制冷剂；第一换热单元30，用于将气态制冷剂液化形成液态制冷剂和热量，第一换热单元30包括第一换热舱体和第一换热器，第一换热器设置在第一换热舱体内，第一换热舱体上设置有与第一换热器的入口和出口分别连通的第一接口和第二接口；用于将液态制冷剂气化形成混合蒸汽，且混合蒸汽包括循环气体，第二换热单元10包括第二换热舱体和第二换热器，第二换热器设置在第二换热舱体内，第二换热舱体上设置有与第二换热器的入口和出口分别连通的第三接口和第四接口，且第三接口和第二接口连通；第一连接管路，连接在第一接口和动力单元的出口之间；第二连接管路，连接在第四接口和动力单元的入口之间。

本发明的上述热泵系统中由于根据空气源热泵的功能需求分为动力单元、第一换热单元及第二换热单元三个基本单元，其中，第一换热单元包括第一换热舱体和第一换热器，第一换热器设置在第一换热舱体内，第二换热单元包括第二换热舱体和第二换热器，第二换热器设置在第二换热舱体内，从而能够根据现场环境将各单元安装在最适位置，并对三个单元进行套管式拼接工艺，形成模块化热泵系统，进而使得热泵系统的安装和使用能够不受安装位置和安装环境的限制，而是根据实际环境进行各单元的灵活拼接，不仅安装简单，而且充分利用了空气能源，还保证设备的高效率和低故障率。

在本发明的上述热泵系统中，动力单元20可以包括动力舱体以及设置于动力舱体中的压缩机210和气液分离器220，压缩机210的入口与气液分离器220的出口连通，且动力舱体上设置有与压缩机210的出口连通的第五接口以及与气液分离器220的入口连通的第六接口，第五接口与第一连接管路连通，第六接口与第二连接管路连通。上述压缩机210以环境空气为热冷源，通过少量电能驱动运转，从而将低温低压的气态的冷媒压缩成高温高压气态，高温高压气态制冷剂流入第一换热单元30中；上述气液分离器220将通过第二换热单元10气化后的混合蒸汽气液分离，得到的循环气体可以再循环回动力单元20中进行新一轮压缩。

在本发明的上述热泵系统中，优选地，动力单元20还包括设置于动力舱体中的四通换向阀230，四通换向阀230分别与气液分离器220的入口、压缩机210的出口、第五接口的入口以及第六接口的出口连通。上述四通换向阀230用于改变动力单元20中介质的流动通道，以实现热泵系统制冷和制热功能之间的转换。

在本发明的上述热泵系统中，优选地，动力单元20还包括设置于动力舱体中的膨胀阀240，动力舱体上设置有与膨胀阀240的出口连通的第七接口以及与膨胀阀240的入口连通的第八接口；热泵系统还包括第三管路和第四管路，第三管路连接第二接口和第八接口，第四管路连接第三接口和第七接口。上述膨胀阀240用于对第一换热单元30中流出的液态制冷剂进行降压处理，以提高液态制冷剂在第二换热单元10中气化效率。

在本发明的上述热泵系统中，第一换热舱体、第二换热舱体和动力舱体相互独立设置，从而能够根据现场环境将各单元安装在最适位置。设置于第一换热舱体中的第一换热器可以为冷凝器310。本领域技术人员可以根据实际情况控制冷凝器310的液化温度，以提高进入冷凝器310中的气态制冷剂的液化效率，并放出更多热量，以用于为住宅的室内供热。优选地，上述第一换热单元30还包括设置于冷凝器310上的进水管320和出水管330。通过上述进水管320和出水管330使冷水从冷凝器310中流通，以实现对气态制冷剂的液化作用。

当上述第一换热单元30包括冷凝器310时，设置于上述第二换热舱体中的第二换热器可以为蒸发器110。上述蒸发器110用于将通过膨胀阀240后被降压的液态制冷剂气化，气化后形成的混合蒸汽返回动力单元20中循环利用。本领域技术人员也可以根据实际情况控制蒸发器110的气化温度，以提高进入冷凝器310中的气态制冷剂的气化效率。

在一种优选的实施方式中，上述热泵系统还包括智能控制单元，智能控制单元分别与动力单元20、第一换热单元30和第二换热单元10电连接，用于控制动力单元20、第一换热单元30和第二换热单元10，并采集动力单元20、第一换热单元30和第二换热单元10的温度信息。通过加入上述智能控制单元，实现了对热泵系统的智能监控。

在上述优选的实施方式中，智能控制单元可以包括控制模块，上述控制模块分别与动力单元20、第一换热单元30和第二换热单元10电连接，用于控制动力单元20的压缩压力、第一换热单元30的液化温度以及第二换热单元10的气化温度。通过上述控制模块能够实现对动力单元20的压缩压力、第一换热单元30的液化温度以及第二换热单元10的气化温度的自动化调控，从而提高热泵系统的工作效率。

在上述优选的实施方式中，智能控制单元还可以包括信息采集模块，上述信息采集模块分别与动力单元20、第一换热单元30和第二换热单元10电连接，用于采集循环气体的温度、气态制冷剂的温度、液态制冷剂的温度以及混合蒸汽的温度。通过上述采集模块能够实现对循环气体的温度、气态制冷剂的温度、液态制冷剂的温度以及混合蒸汽的温度的及时采集，从而根据获得的温度信息，实现对动力单元20的压缩压力、第一换热单元30的液化温度以及第二换热单元10的气化温度的及时调控。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

1、本申请中的热泵系统根据空气源热泵的功能需求分为动力单元、第一换热单元及第二换热单元三个基本单元，从而能够根据现场环境将各单元安装在最适位置，并对三个单元进行套管式拼接工艺，形成模块化热泵系统；

2、热泵系统的安装和使用能够不受安装位置和安装环境的限制，而是根据实际环境进行各单元的灵活拼接，不仅安装简单，而且充分利用了空气能源，还保证设备的高效率和低故障率；

3、通过加入上述智能控制单元，实现了对热泵系统的智能监控。

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 (10)

1.一种热泵系统，其特征在于，包括：

动力单元(20)，用于压缩空气和循环气体，形成气态制冷剂；

第一换热单元(30)，用于将所述气态制冷剂液化形成液态制冷剂和热量，所述第一换热单元(30)包括第一换热舱体和第一换热器，所述第一换热器设置在所述第一换热舱体内，所述第一换热舱体上设置有与所述第一换热器的入口和出口分别连通的第一接口和第二接口；

第二换热单元(10)，用于将所述液态制冷剂气化形成混合蒸汽，且所述混合蒸汽包括所述循环气体，所述第二换热单元(10)包括第二换热舱体和第二换热器，所述第二换热器设置在所述第二换热舱体内，所述第二换热舱体上设置有与所述第二换热器的入口和出口分别连通的第三接口和第四接口，且所述第三接口和所述第二接口连通；

第一连接管路，连接在所述第一接口和所述动力单元的出口之间；

第二连接管路，连接在所述第四接口和所述动力单元的入口之间。

2.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述动力单元(20)包括动力舱体以及设置于所述动力舱体中的压缩机(210)和气液分离器(220)，所述压缩机(210)的入口与所述气液分离器(220)的出口连通，且所述动力舱体上设置有与所述压缩机(210)的出口连通的第五接口以及与所述气液分离器(220)的入口连通的第六接口，所述第五接口与所述第一连接管路连通，所述第六接口与所述第二连接管路连通。

3.根据权利要求2所述的热泵系统，其特征在于，所述动力单元(20)还包括设置于所述动力舱体中的四通换向阀(230)，所述四通换向阀(230)分别与所述气液分离器(220)的入口、所述压缩机(210)的出口、所述第五接口的入口以及所述第六接口的出口连通。

4.根据权利要求2所述的热泵系统，其特征在于，

所述动力单元(20)还包括设置于所述动力舱体中的膨胀阀(240)，所述动力舱体上设置有与所述膨胀阀(240)的出口连通的第七接口以及与所述膨胀阀(240)的入口连通的第八接口；

所述热泵系统还包括第三管路和第四管路，所述第三管路连接所述第二接口和所述第八接口，所述第四管路连接所述第三接口和所述第七接口。

5.根据权利要求2所述的热泵系统，其特征在于，所述第一换热舱体、所述第二换热舱体和所述动力舱体相互独立设置。

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，所述第一换热器为冷凝器(310)。

7.根据权利要求6所述的热泵系统，其特征在于，所述第二换热器为蒸发器(110)。

8.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，所述热泵系统还包括智能控制单元，所述智能控制单元分别与所述动力单元(20)、所述第一换热单元(30)和所述第二换热单元(10)电连接，用于控制所述动力单元(20)、所述第一换热单元(30)和所述第二换热单元(10)，并采集所述动力单元(20)、所述第一换热单元(30)和所述第二换热单元(10)的温度信息。

9.根据权利要求8所述的热泵系统，其特征在于，所述智能控制单元包括控制模块，所述控制模块分别与所述动力单元(20)、所述第一换热单元(30)和所述第二换热单元(10)电连接，用于控制所述动力单元(20)的压缩压力、所述第一换热单元(30)的液化温度以及所述第二换热单元(10)的气化温度。

10.根据权利要求8所述的热泵系统，其特征在于，所述智能控制单元还包括信息采集模块，所述信息采集模块分别与所述动力单元(20)、所述第一换热单元(30)和所述第二换热单元(10)电连接，用于采集所述循环气体的温度、所述气态制冷剂的温度、所述液态制冷剂的温度以及所述混合蒸汽的温度。