CN107860151B - 热泵系统及具有其的空调器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种热泵系统及具有其的空调器，热泵系统包括压缩机、室外换热器、室内换热器和补气支路，压缩机包括第一压缩系统和第二压缩系统，第一压缩系统为单级压缩系统，第二压缩系统为双级压缩系统；室内换热器包括第一室内换热器和第二室内换热器，补气支路的一端与室外换热器以及第一室内换热器均连接，补气支路的另一端与第二压缩系统的补气口连接，以使室外换热器或室内换热器经过冷凝后的饱和气态制冷剂经过补气支路向第二压缩系统进行补气。把双温系统和双级压缩中间补气增焓技术相结合，可以有效提高系统能效及冬季低温制热量，同时可以降低系统排气温度，提高系统运行的可靠性。解决了现有技术中的热泵空调系统能效较低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及空调设备领域，具体而言，涉及一种热泵系统及具有其的空调器。
背景技术
传统热泵空调系统除了承担室内降温的任务，还需要承担除湿的任务，受制于系统除湿的需要，系统采用较低的蒸发温度，从而导致系统压比增大，能效较低。
公开号为CN105444453A的发明专利提出了一种双温热泵空调系统，室内换热器采用两个换热器，夏季运行时室内换热器具有双蒸发温度，其中一个蒸发器的蒸发温度低于露点温度，主要承担除湿作用，一个蒸发器蒸发温度高于露点温度，主要承担降温作用，能有效减小系统不可逆换热损失，提高系统运行能效。但是在恶劣工况条件下，该系统仍存在排气温度偏高的问题。
空气源热泵系统在气温较冷的地区使用时，存在排气温度较高、低温制热量衰减、无法满足冬季采暖的需求问题。现在一般采用增加电加热技术解决冬季制热量衰减的问题，但是增加电加热系统能效太低，而且不能解决排气温度过高的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种热泵系统及具有其的空调器，以至少解决现有技术中的热泵空调系统能效较低的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，提供了一种热泵系统，包括：压缩机，压缩机包括第一压缩系统和第二压缩系统，第一压缩系统为单级压缩系统，第二压缩系统为双级压缩系统；室外换热器，室外换热器的第一端口与第一压缩系统和第二压缩系统均连接；室内换热器，室内换热器包括第一室内换热器和第二室内换热器，第一室内换热器的第一端口与第一压缩系统连接，第一室内换热器的第二端口与室外换热器连接；第二室内换热器的第一端口与第二压缩系统连接，第二室内换热器的第二端口与第一室内换热器的第一端口相互串联；补气支路，补气支路的一端与室外换热器的第二端口以及第一室内换热器的第二端口均连接，补气支路的另一端与第二压缩系统的补气口连接，以使室外换热器或室内换热器经过冷凝后的饱和气态制冷剂经过补气支路和补气口向第二压缩系统进行补气。
进一步地，第一室内换热器和第二室内换热器沿空调室内机的吹风方向并排设置。
进一步地，第一室内换热器和第二室内换热器沿空调室内机的吹风方向并排设置。
进一步地，热泵系统还包括：第一四通阀，室外换热器的第一端口通过第一四通阀与第一压缩系统的排气口和回气口均连接，第一室内换热器的第一端口通过第一四通阀与第一压缩系统的排气口和回气口均连接。
进一步地，热泵系统还包括：第一气液分离器，第一四通阀通过第一气液分离器与第一压缩系统的回气口连接。
进一步地，热泵系统还包括：第二四通阀，室外换热器的第一端口通过第二四通阀与第二压缩系统的排气口和回气口均连接；第二室内换热器的第一端口通过第二四通阀与第二压缩系统的排气口和回气口连接。
进一步地，热泵系统还包括：第二气液分离器，第二四通阀通过第二气液分离器与第二压缩系统的回气口连接。
进一步地，第二压缩系统包括低压压缩缸和高压压缩缸，低压压缩缸和高压压缩缸相互串联；其中，第二压缩系统的回气口设置在低压压缩缸上，第二压缩系统的排气口设置在高压压缩缸上。
进一步地，低压压缩缸和高压压缩缸之间设置有补气混合腔，补气口设置在补气混合腔上。
进一步地，热泵系统还包括：油分离装置，设置在第二压缩系统的排气口与第二四通阀之间的排气管路上并与压缩机的油池连接，用于将第二压缩系统排出的冷凝剂气体中的润滑油进行分离并返回至压缩机的油池内。
进一步地，油分离装置包括：油分离器，设置在第二压缩系统的排气口与第二四通阀之间的排气管路上，用于将第二压缩系统排出的冷凝剂气体中的润滑油进行分离；回油节流器，回油节流器的一端与油分离器连接，用于对油分离器分离的润滑油节流降压；其中，压缩机的油池具有回油口，回油节流器的另一端与压缩机的回油口连接以将经过节流降压后的润滑油返回至压缩机的油池。
进一步地，热泵系统还包括：第一闪发器，与室外换热器的第二端口、第一室内换热器的第二端口以及补气支路均连接；第一闪发器用于对经过室外换热器冷凝后的制冷剂进行气液分离，并将经过气液分离后的饱和气态制冷剂通过补气支路返回至第二压缩系统以及将经过气液分离后的饱和液态制冷剂输送至第一室内换热器；或者，用于对经过第一室内换热器冷凝后的制冷剂进行气液分离，并将经过气液分离后的饱和气态制冷剂通过补气支路返回至第二压缩系统以及将经过气液分离后的饱和液态制冷剂输送至室外换热器。
进一步地，热泵系统还包括：第一节流装置，第一闪发器通过第一节流装置与室外换热器的第二端口连接。
进一步地，热泵系统还包括：第二节流装置，第一闪发器通过第二节流装置与第一室内换热器连接。
进一步地，热泵系统还包括：第二闪发器，第一室内换热器的第一端口通过第二闪发器与第一压缩系统连接，第二室内换热器的第二端口通过第二闪发器与第一室内换热器的第一端口相互串联。
进一步地，热泵系统还包括：第三节流装置，第二室内换热器的第二端口通过第三节流装置与第二闪发器连接。
进一步地，压缩机为三缸双吸双排压缩机；其中，第一压缩系统包括独立压缩缸，第二压缩系统包括低压压缩缸和高压压缩缸。
进一步地，第一压缩系统为单级压缩机，第二压缩系统为双级压缩机。
进一步地，热泵系统还包括：导流支路，导流支路的一端与室外换热器的第二端口连接，导流支路的另一端与第二室内换热器的第二端口连接；其中，导流支路上设置有电磁阀以通过电磁阀控制室外换热器冷凝后的制冷剂直接进入第二室内换热器，或者控制第二室内换热器冷凝后的制冷剂直接进入室外换热器。
进一步地，第一压缩系统为单级压缩机，第二压缩系统包括两个相互串联的单级压缩机。
根据本发明的第二个方面，提供了一种空调器，包括热泵系统，热泵系统为上述内容的热泵系统。
应用本发明技术方案的热泵系统，包括：压缩机、室外换热器、室内换热器和补气支路，压缩机包括第一压缩系统和第二压缩系统，第一压缩系统为单级压缩系统，第二压缩系统为双级压缩系统；室外换热器的第一端口与第一压缩系统和第二压缩系统均连接；室内换热器包括第一室内换热器和第二室内换热器，第一室内换热器的第一端口与第一压缩系统连接，第一室内换热器的第二端口与室外换热器连接；第二室内换热器的第一端口与第二压缩系统连接，第二室内换热器的第二端口与第一室内换热器的第一端口相互串联；补气支路的一端与室外换热器的第二端口以及第一室内换热器的第二端口均连接，补气支路的另一端与第二压缩系统的补气口连接，以使室外换热器或室内换热器经过冷凝后的饱和气态制冷剂经过补气支路和补气口向第二压缩系统进行补气。本技术方案把双温系统和双级压缩中间补气增焓技术相结合，使得两种技术优点互相叠加，可以有效提高系统能效及冬季低温制热量，同时可以降低系统排气温度，提高系统运行的可靠性。解决了现有技术中的热泵空调系统能效较低的问题。
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是根据本发明第一个实施例可选的热泵系统的结构示意图；
图2是根据本发明第二个实施例可选的热泵系统的结构示意图；
图3是根据本发明第三个实施例可选的热泵系统的结构示意图；
图4是根据本发明第四个实施例可选的热泵系统的结构示意图；以及
图5是根据本发明第五个实施例可选的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、压缩机；11、第一压缩系统；12、第二压缩系统；20、室外换热器；30、室内换热器；31、第一室内换热器；32、第二室内换热器；40、补气支路；50、第一四通阀；60、第一气液分离器；70、第二四通阀；80、第二气液分离器；90、油分离装置；91、油分离器；92、回油节流器；100、第一闪发器；110、第一节流装置；120、第二节流装置；130、第二闪发器；140、第三节流装置；150、导流支路；160、电磁阀。
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。
根据本发明第一个实施例的热泵系统，如图1所示，包括：压缩机10、室外换热器20、室内换热器30和补气支路40，压缩机10包括第一压缩系统11和第二压缩系统12，第一压缩系统11为单级压缩系统，第二压缩系统12为双级压缩系统；室外换热器20的第一端口与第一压缩系统11和第二压缩系统12均连接；室内换热器30包括第一室内换热器31和第二室内换热器32，第一室内换热器31的第一端口与第一压缩系统11连接，第一室内换热器31的第二端口与室外换热器20连接；第二室内换热器32的第一端口与第二压缩系统12连接，第二室内换热器32的第二端口与第一室内换热器31的第一端口相互串联；补气支路40的一端与室外换热器20的第二端口以及第一室内换热器31的第二端口均连接，补气支路40的另一端与第二压缩系统12的补气口连接，以使室外换热器20或室内换热器30经过冷凝后的饱和气态制冷剂经过补气支路40和补气口向第二压缩系统12进行补气。进一步地，第一室内换热器31和第二室内换热器32沿空调室内机的吹风方向并排设置。
应用本发明实施例的热泵系统，包括：压缩机10、室外换热器20、室内换热器30和补气支路40，压缩机10包括第一压缩系统11和第二压缩系统12，第一压缩系统11为单级压缩系统，第二压缩系统12为双级压缩系统；室外换热器20的第一端口与第一压缩系统11和第二压缩系统12均连接；室内换热器30包括第一室内换热器31和第二室内换热器32，第一室内换热器31的第一端口与第一压缩系统11连接，第一室内换热器31的第二端口与室外换热器20连接；第二室内换热器32的第一端口与第二压缩系统12连接，第二室内换热器32的第二端口与第一室内换热器31的第一端口相互串联；补气支路40的一端与室外换热器20的第二端口以及第一室内换热器31的第二端口均连接，补气支路40的另一端与第二压缩系统12的补气口连接，以使室外换热器20或室内换热器30经过冷凝后的饱和气态制冷剂经过补气支路40和补气口向第二压缩系统12进行补气。本发明实施例把双温系统和双级压缩中间补气增焓技术相结合，使得两种技术优点互相叠加，可以有效提高系统能效及冬季低温制热量，同时可以降低系统排气温度，提高系统运行的可靠性。解决了现有技术中的热泵空调系统能效较低的问题。
具体实施时，双温系统采用梯级冷却或加热技术，如图1所示，第一室内换热器31和第二室内换热器32均为风冷换热器且沿空调室内机的吹风方向并排设置，即沿风机的吹风风向依次设置。两个换热器共用一个风机，热/冷风先后吹过两个不同蒸发/冷凝温度的换热器，蒸发/冷凝温差的存在能够使传热温差均匀化，提高换热器有效换热温差，减小换热器不可逆损失，提高系统运行能效。
具体地，双温系统在夏季运行时，空调室内机的热风首先吹到第一室内换热器31即低温蒸发器上进行第一次换热，使热风的温度先降低一定度数，再通过并列设置的第二室内换热器32进行第二次换热，从而使吹风的温度进一步降低，蒸发温差的存在能够使传热温差均匀化，提高换热器有效换热温差，减小换热器不可逆损失；双温系统在冬季运行时，空调室内机的冷风首先吹到第二室内换热器32即高温冷凝器上进行第一次换热，使冷风的温度先升高一定度数，再通过并列设置的第一室内换热器31进行第二次换热，从而使吹风的温度进一步升高，冷凝温差的存在能够使传热温差均匀化，提高换热器有效换热温差，减小换热器不可逆损失。
为了实现制冷或制热过程中制冷剂流向的转换，进一步地，如图1所示，热泵系统还包括：第一四通阀50和第二四通阀70。室外换热器20的第一端口通过第一四通阀50与第一压缩系统11的排气口和回气口均连接，室外换热器20的第一端口通过第二四通阀70与第二压缩系统12的排气口和回气口均连接；第一室内换热器31的第一端口通过第一四通阀50与第一压缩系统11的排气口和回气口均连接，第二室内换热器32的第一端口通过第二四通阀70与第二压缩系统12的排气口和回气口连接。
为了将返回压缩机10的制冷剂中的液态制冷剂分离，防止损坏压缩机10，进一步地，热泵系统还包括：第一气液分离器60和第二气液分离器80，第一四通阀50通过第一气液分离器60与第一压缩系统11的回气口连接，第二四通阀70通过第二气液分离器80与第二压缩系统12的回气口连接。从室外换热器20或室内换热器30返回的制冷剂通过第一气液分离器60将液态的制冷剂分离后使气态的制冷剂返回第一压缩系统11；从室外换热器20或室内换热器30返回的制冷剂通过第二气液分离器80将液态的制冷剂分离后使气态的制冷剂返回第一压缩系统11。
本实施例的压缩机10为三缸双吸双排压缩机；其中，第一压缩系统11包括独立压缩缸，第二压缩系统12包括低压压缩缸和高压压缩缸。低压压缩缸和高压压缩缸相互串联；其中，第二压缩系统12的回气口设置在低压压缩缸上，第二压缩系统12的排气口设置在高压压缩缸上；低压压缩缸和高压压缩缸之间设置有补气混合腔，补气口设置在补气混合腔上。经过低压压缩缸压缩后的制冷剂与通过补气支路40过来的饱和气态制冷剂混合从而可以有效降低第二压缩系统12的制冷剂的吸气干度。另外，压缩机10采用三缸双吸双排结构的压缩机，解决了双压缩机并联使用过程中产生的回油不均的问题。
本实施例的第二压缩系统12的位置相对于第一压缩系统11在压缩机10内的位置较低，因此，第二压缩系统12的排气口相对于第一压缩系统11的排气口的位置较低，其排气吐油率较高，需要将排出的制冷剂中的润滑油分离掉并重新返回至压缩机10内。因此，进一步地，热泵系统还包括：油分离装置90，油分离装置90设置在第二压缩系统12的排气口与第二四通阀70之间的排气管路上并与压缩机10的油池连接，用于将第二压缩系统12排出的冷凝剂气体中的润滑油进行分离并返回至压缩机10的油池内。
具体地，油分离装置90包括：油分离器91和回油节流器92，压缩机10的油池具有回油口，油分离器91设置在第二压缩系统12的排气口与第二四通阀70之间的排气管路上，用于将第二压缩系统12排出的冷凝剂气体中的润滑油进行分离，制冷剂流经油分离器91时，大量润滑油沉积在油分离器91的底部；回油节流器92的一端与油分离器91连接，用于对油分离器91分离的润滑油节流降压；回油节流器92的另一端与压缩机10的回油口连接以将经过节流降压后的润滑油返回至压缩机10的油池内。通过合理地控制回油节流器92，可以使润滑油通过压缩机壳体上的回油口持续稳定的回到压缩机油池中。
在制冷过程中经过室外换热器20冷凝后的制冷剂液体以及制热过程中经过室内换热器30冷凝后的制冷剂液体需要将其中的混合的制冷剂气体分离出来并通过补气支路40返回至第二压缩系统12，从而有效降低压缩机10排气温度和功率，提高系统能力和能效。
进一步地，热泵系统还包括：第一闪发器100，第一闪发器100与室外换热器20的第二端口、第一室内换热器31的第二端口以及补气支路40均连接。
在热泵系统制冷过程中，室外换热器20为冷凝装置，第一闪发器100用于对经过室外换热器20冷凝后的制冷剂进行气液分离，并将经过气液分离后的饱和气态制冷剂通过补气支路40返回至第二压缩系统12的低压压缩缸内，并与低压压缩缸压缩排气相混合，使混合气进入高压缸，有效降低了高压缸压缩的吸气干度，降低了高压缸压缩后的排气温度及功率。经过气液分离后的饱和液态制冷剂输送至第一室内换热器31，降低了第一室内换热器31的入口干度，提高了比焓差，提高系统的制冷量和能效。
在热泵系统制热过程中，室内换热器30为冷凝装置，第一闪发器100用于对经过第一室内换热器31冷凝后的制冷剂进行气液分离，并将经过气液分离后的饱和气态制冷剂通过补气支路返回至第二压缩系统12的低压压缩缸内，并与低压压缩缸压缩排气相混合，使混合气进入高压缸，有效降低了高压缸压缩的吸气干度，降低了高压缸压缩后的排气温度及功率。经过气液分离后的饱和液态制冷剂输送至室外换热器20，降低了室外换热器20的入口干度，提高了比焓差，提高系统的制热量和能效。
为了对室外换热器20冷凝后的制冷剂液体以及经过第一闪发器100分离的制冷剂液体进行节流降压，进一步地，热泵系统还包括：第一节流装置110，第一闪发器100通过第一节流装置110与室外换热器20的第二端口连接。在制冷过程中使室外换热器20冷凝后的制冷剂液体经过第一节流装置110节流降压后进入第一闪发器100或者在制热过程中使经过第一闪发器100分离后的制冷剂液体经过节流降压后进入室外换热器20。
为了对室内换热器30冷凝后的制冷剂液体以及经过第一闪发器100分离的制冷剂液体进行节流降压，进一步地，热泵系统还包括：第二节流装置120，第一闪发器100通过第二节流装置120与第一室内换热器31连接。从而在制热过程中使室内换热器30冷凝后的制冷剂液体经过第一节流装置110节流降压后进入第一闪发器100或者在制冷过程中使经过第一闪发器100分离后的制冷剂液体经过节流降压后进入室内换热器30。
在制冷运行过程中，为了使第一室内换热器31即低温蒸发器经过蒸发后的气态制冷剂能够返回压缩机10的第一压缩系统11，以及在制热过程中使来自压缩机10的第一压缩系统11的制冷剂气体与经过第二室内换热器32冷凝后的制冷剂进行混合成为干度较高的制冷剂以进行第二次冷凝，进一步地，热泵系统还包括：第二闪发器130和第三节流装置140，第一室内换热器31的第一端口通过第二闪发器130和第一四通阀50与第一压缩系统11连接，第二室内换热器32的第二端口通过第三节流装置140与第二闪发器130连接，并通过第二闪发器130与第一室内换热器31的第一端口相互串联。
在夏季制冷过程中，经过第一室内换热器31蒸发后的制冷剂经过第二闪发器130进行第二次气液分离，分离之后的饱和气态制冷剂经过第一四通阀50返回至第一压缩系统11，分离之后的饱和液态制冷剂通过第三节流装置140节流降压后进入第二室内换热器32进行第二次吸热蒸发。
在冬季制热过程中，经过第二室内换热器32冷凝后的制冷剂经过第三节流装置140节流降压后与来自压缩机10的第一压缩系统11的制冷剂气体在第二闪发器130内混合成干度较高的两相态制冷剂气体然而再进入第一室内换热器31进行第二次冷凝。
本实施例提供的热泵系统如图1所示，系统包括第一制冷剂回路、第二制冷剂回路主路、第二制冷剂回路补气支路、润滑油回路。第一制冷剂回路由压缩机10、第一四通阀50、室外换热器20、第一节流装置110、第一闪发器100、第二节流装置120、第一室内换热器31、第二闪发器130及附属管路系统组成。第二制冷剂回路主路由压缩机10、油分离器91、第二四通阀70、室外换热器20、第一节流装置110、第一闪发器100、第二节流装置120、第一室内换热器31、第二闪发器130、第三节流装置140、第二室内换热器32及附属管路系统组成。第二制冷剂回路补气支路由第一闪发器100、补气支路40以及压缩机10的第二压缩系统12的补气口组成。润滑油回路由压缩机10的第二压缩系统12的排气口、油分离器91、回油管、以及回油节流器92组成。
本实施例采用的压缩机10为三缸双吸双排结构的压缩机，压缩机10的内部有三个气缸，外部有两个吸气口、两个排气口、一个补气口、一个回油口。其中，上气缸为一个独立压缩缸，其回气口和第一气液分离器60相连，排气口和第一四通阀50；中、下气缸组合在一起形成一个双级压缩气缸，低压压缩缸回气和第二气液分离器80相连，高压压缩缸排气口通过油分离装置90和第二四通阀70相连，两级气缸中间混合腔和压缩机10的补气口相连；回油管1压缩机10的回油口和压缩机油池相连。
本系统压缩机内三个缸体也可以采用下气缸作为独立气缸、上中气缸组合作为双级压缩气缸使用。
为了进一步说明本发明，下面结合附图和具体工作过程作详细说明。
夏季制冷运行时，从压缩机10的第二压缩系统12的排气口排出的制冷剂气体经过油分离器91后，分离出来的润滑油经过回油管和回油节流器92回到压缩机油池；分离后的制冷剂气体经第二四通阀70，和从压缩机10的第一压缩系统11排出的流经第一四通阀50的制冷剂气体相互混合，进入室外换热器20，并在其中进行冷却冷凝后进入第一节流装置110，在其中经过第一次节流降压后进入第一闪发器100进行第一次气液分离，分离之后的饱和气态制冷剂经补气支路40进入压缩机10的第二压缩系统12的低压压缩缸上的补气口；分离之后的饱和液态制冷剂经第二节流装置120进入第一室内换热器31进行第一次吸热蒸发，然后进入第二闪发器130进行第二次气液分离，分离之后的饱和气态制冷剂经第一四通阀50进入第一气液分离器60进行气液分离后返回至第一压缩系统11的独立压缩缸内经过压缩后由第一压缩系统的排气口排出。分离之后的饱和液态制冷剂经过第三节流装置140进入第二室内换热器32进行第二次吸热蒸发，后通过第二四通阀70进入第二气液分离器80经气液分离后返回第二压缩系统12的低压压缩缸，经压缩后和由补气口过来的饱和气态制冷剂相混合进入高压压缩缸进一步压缩，并从第二压缩系统12的排气口排出。
冬季制热运行时，从压缩机10的第二压缩系统12的排气口排出的制冷剂气体经过油分离器91后，分离出来的润滑油经过回油管和回油节流器92回到压缩机油池；分离后的制冷剂气体经第二四通阀70进入第二室内换热器32进行第一次冷凝换热，之后经第三节流装置140进入第二闪发器130，在第二闪发器130中和从压缩机10的第一压缩系统11排出的流经第一四通阀50的制冷剂气体相混合后成为干度较高的两相态制冷剂，进入第一室内换热器31中进行第二次冷凝换热，后经第二节流装置120进入第一闪发器100进行气液分离，分离之后的饱和气态制冷剂经补气支路40进入压缩机10的第二压缩系统12的补气口；分离之后的饱和液态制冷剂经第一节流装置110进入室外换热器20进行吸热蒸发，之后制冷剂分为两路，一路经第一四通阀50进入第一气液分离器60经气液分离后使液态的制冷剂返回第一压缩系统11的独立压缩缸内，并在独立压缩缸内压缩后从第一压缩系统11的排气口排出；另一路经第二四通阀70进入第二气液分离器80经气液分离后使液态的制冷剂返回第二压缩系统12的低压压缩缸内，在低压压缩缸内经压缩后与补气口过来的饱和气态制冷剂相混合进入高压压缩缸进一步压缩，并从第二压缩系统12的排气口排出。
双温系统夏在季运行时，第一室内换热器31即低温蒸发器所在的循环压比较大、排气温度较高，引入双级压缩补气增焓技术，第一级压缩后排气和闪发器中过来的饱和气相混合，降低了第二级吸气干度，降低了第二级压缩后的排气温度及功率；同时降低了高温蒸发器的入口干度，提高了比焓差，提高了系统制冷量和能效；双温系统冬季运行时，高温冷凝器所在的循环压比较大、排气温度较高，引入双级压缩补气增焓技术，其第一级压缩后排气和闪发器中过来的饱和气相混合，降低了第二级吸气干度，降低第二级压缩后的排气温度及功率；同时降低了蒸发器的入口干度，提高了比焓差，提高了系统制冷量和能效。
根据本发明第二个实施例的热泵系统，如图2所示，本实施例的热泵系统的结构和运行方式和第一实施例的热泵系统基本相同，不同之处在于该实施例的热泵系统的压缩机10采用的是一个双级压缩机和一个单级压缩机并联的形式，其中，第一压缩系统11为单级压缩机，替代的是三缸双吸双排压缩机中的独立压缩缸；第二压缩系统12为双级压缩机，替代的是三缸双吸双排压缩机中的低压压缩缸和高压压缩缸。本实施例的热泵系统在系统循环上可以取得相同的效果，但是当两个压缩机吸气压力不同，容易产生回油不均的问题，需要增加均油装置。
根据本发明第三个实施例的热泵系统，如图3所示，该实施例的热泵系统在第二个实施例的热泵系统的基础上进行改进。具体地，该热泵系统还包括：导流支路150，导流支路150的一端与室外换热器20的第二端口连接，导流支路150的另一端与第二室内换热器32的第二端口连接；其中，导流支路150上设置有电磁阀160以通过电磁阀160控制室外换热器20冷凝后的制冷剂直接进入第二室内换热器32，或者控制第二室内换热器32冷凝后的制冷剂直接进入室外换热器20。当系统室内外温差较小，不适合双温运行时，电磁阀160打开，系统按照普通的双级压缩方式运行，第一压缩系统11卸载，功耗降低，能够进一步提高温和工况系统运行能效。
根据本发明第四个实施例的热泵系统，如图4所示，本实施例的热泵系统的结构和运行方式和第一实施例的热泵系统基本相同，不同之处在于该实施例采用的是两个单级压缩机串联后再和一个单级压缩机并联的形式，其中，第一压缩系统11为一个单级压缩机，替代的是三缸双吸双排压缩机中的独立压缩缸；第二压缩系统12为两个串联的单级压缩机，替代的是三缸双吸双排压缩机中的低压压缩缸和高压压缩缸。本实施例在系统循环上可以取得相同的效果，但是三个压缩机吸气压力不同，容易产生回油不均的问题，需要增加均油装置。
根据本发明第五个实施例的热泵系统，如图5所示，本实施例的热泵系统的结构和运行方式和第一实施例的热泵系统基本相同，不同之处在于该实施例采用的室内换热器为两个独立的换热器，可以采用多种不同的换热方式的组合以适应于不同的应用场合，换热形式包括但不局限于高中低温度的水冷和风冷的相互组合，应用场合包括但不局限于冷冻冷藏、温湿度独立控制、梯级加热/冷却、双温热泵热水器、低温采暖+生活热水、低温送风+中温辐射、多能源互补系统等等。
根据本发明的第六个实施例，提供了一种空调器，包括热泵系统，该热泵系统为上述实施例中的热泵系统。应用上述实施例的热泵系统的空调器，把双温系统和双级压缩中间补气增焓技术相结合，使得两种技术优点互相叠加，可以有效提高系统能效及冬季低温制热量，同时可以降低系统排气温度，提高系统运行的可靠性。解决了现有技术中的热泵空调系统能效较低的问题。
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 (20)
1.一种热泵系统，其特征在于，包括：
压缩机(10)，所述压缩机(10)包括第一压缩系统(11)和第二压缩系统(12)，所述第一压缩系统(11)为单级压缩系统，所述第二压缩系统(12)为双级压缩系统；
室外换热器(20)，所述室外换热器(20)的第一端口与所述第一压缩系统(11)和第二压缩系统(12)均连接；
室内换热器(30)，所述室内换热器(30)包括第一室内换热器(31)和第二室内换热器(32)，所述第一室内换热器(31)的第一端口与所述第一压缩系统(11)连接，所述第一室内换热器(31)的第二端口与所述室外换热器(20)连接；所述第二室内换热器(32)的第一端口与所述第二压缩系统(12)连接，所述第二室内换热器(32)的第二端口与所述第一室内换热器(31)的第一端口相互串联；
补气支路(40)，所述补气支路(40)的一端与所述室外换热器(20)的第二端口以及所述第一室内换热器(31)的第二端口均连接，所述补气支路(40)的另一端与所述第二压缩系统(12)的补气口连接，以使所述室外换热器(20)或所述室内换热器(30)经过冷凝后的饱和气态制冷剂经过所述补气支路(40)和所述补气口向所述第二压缩系统(12)进行补气。
2.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述第一室内换热器(31)和第二室内换热器(32)沿空调室内机的吹风方向并排设置。
3.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述热泵系统还包括：
第一四通阀(50)，所述室外换热器(20)的第一端口通过所述第一四通阀(50)与所述第一压缩系统(11)的排气口和回气口均连接，所述第一室内换热器(31)的第一端口通过所述第一四通阀(50)与所述第一压缩系统(11)的排气口和回气口均连接。
4.根据权利要求3所述的热泵系统，其特征在于，所述热泵系统还包括：
第一气液分离器(60)，所述第一四通阀(50)通过所述第一气液分离器(60)与所述第一压缩系统(11)的回气口连接。
5.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述热泵系统还包括：
第二四通阀(70)，所述室外换热器(20)的第一端口通过所述第二四通阀(70)与
所述第二压缩系统(12)的排气口和回气口均连接；所述第二室内换热器(32)的第一端口通过所述第二四通阀(70)与所述第二压缩系统(12)的排气口和回气口连接。
6.根据权利要求5所述的热泵系统，其特征在于，所述热泵系统还包括：
第二气液分离器(80)，所述第二四通阀(70)通过所述第二气液分离器(80)与所述第二压缩系统(12)的回气口连接。
7.根据权利要求5所述的热泵系统，其特征在于，所述第二压缩系统(12)包括低压压缩缸和高压压缩缸，所述低压压缩缸和所述高压压缩缸相互串联；
其中，所述第二压缩系统(12)的回气口设置在所述低压压缩缸上，所述第二压缩系统(12)的排气口设置在所述高压压缩缸上。
8.根据权利要求7所述的热泵系统，其特征在于，所述低压压缩缸和所述高压压缩缸之间设置有补气混合腔，所述补气口设置在所述补气混合腔上。
9.根据权利要求5所述的热泵系统，其特征在于，所述热泵系统还包括：
油分离装置(90)，设置在所述第二压缩系统(12)的排气口与所述第二四通阀(70)之间的排气管路上并与所述压缩机(10)的油池连接，用于将所述第二压缩系统(12)排出的冷凝剂气体中的润滑油进行分离并返回至所述压缩机(10)的油池内。
10.根据权利要求9所述的热泵系统，其特征在于，所述油分离装置(90)包括：
油分离器(91)，设置在所述第二压缩系统(12)的排气口与所述第二四通阀(70)之间的排气管路上，用于将所述第二压缩系统(12)排出的冷凝剂气体中的润滑油进行分离；
回油节流器(92)，所述回油节流器(92)的一端与所述油分离器(91)连接，用于对所述油分离器(91)分离的润滑油节流降压；
其中，所述压缩机(10)的油池具有回油口，所述回油节流器(92)的另一端与所述压缩机(10)的回油口连接以将经过节流降压后的润滑油返回至所述压缩机(10)的油池。
11.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述热泵系统还包括：
第一闪发器(100)，与所述室外换热器(20)的第二端口、所述第一室内换热器(31)的第二端口以及所述补气支路(40)均连接；
所述第一闪发器(100)用于对经过所述室外换热器(20)冷凝后的制冷剂进行气液分离，并将经过气液分离后的饱和气态制冷剂通过所述补气支路(40)返回至所述第二压缩系统(12)以及将经过气液分离后的饱和液态制冷剂输送至所述第一室内换热器(31)；或者，
用于对经过所述第一室内换热器(31)冷凝后的制冷剂进行气液分离，并将经过气液分离后的饱和气态制冷剂通过所述补气支路(40)返回至所述第二压缩系统(12)以及将经过气液分离后的饱和液态制冷剂输送至所述室外换热器(20)。
12.根据权利要求11所述的热泵系统，其特征在于，所述热泵系统还包括：
第一节流装置(110)，所述第一闪发器(100)通过所述第一节流装置(110)与所述室外换热器(20)的第二端口连接。
13.根据权利要求11或12任一项所述的热泵系统，其特征在于，所述热泵系统还包括：
第二节流装置(120)，所述第一闪发器(100)通过所述第二节流装置(120)与所述第一室内换热器(31)连接。
14.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述热泵系统还包括：
第二闪发器(130)，所述第一室内换热器(31)的第一端口通过所述第二闪发器(130)与所述第一压缩系统(11)连接，所述第二室内换热器(32)的第二端口通过所述第二闪发器(130)与所述第一室内换热器(31)的第一端口相互串联。
15.根据权利要求14所述的热泵系统，其特征在于，所述热泵系统还包括：
第三节流装置(140)，所述第二室内换热器(32)的第二端口通过所述第三节流装置(140)与所述第二闪发器(130)连接。
16.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述压缩机(10)为三缸双吸双排压缩机；
其中，所述第一压缩系统(11)包括独立压缩缸，所述第二压缩系统(12)包括低压压缩缸和高压压缩缸。
17.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述第一压缩系统(11)为单级压缩机，
所述第二压缩系统(12)为双级压缩机。
18.根据权利要求17所述的热泵系统，其特征在于，所述热泵系统还包括：
导流支路(150)，所述导流支路(150)的一端与所述室外换热器(20)的第二端口连接，所述导流支路(150)的另一端与所述第二室内换热器(32)的第二端口连接；
其中，所述导流支路(150)上设置有电磁阀(160)以通过所述电磁阀(160)控制所述室外换热器(20)冷凝后的制冷剂直接进入所述第二室内换热器(32)，或者控制所述第二室内换热器(32)冷凝后的制冷剂直接进入所述室外换热器(20)。
19.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述第一压缩系统(11)为单级压缩机，
所述第二压缩系统(12)包括两个相互串联的单级压缩机。
20.一种空调器，包括热泵系统，其特征在于，所述热泵系统为权利要求1至19中任一项所述的热泵系统。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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