CN109990501A - 换热系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种换热系统，换热系统包括压缩机、第一换热器、第二换热器、储液器及流量管理管路。第一换热器的入口与压缩机的排气口连接。第二换热器的出口与压缩机的进气口连接。储液器连接第一换热器及第二换热器。流量管理管路连接第一换热器及储液器，流量管理管路用于在换热系统退出化霜模式后使存储在储液器中的冷媒迁移至第一换热器。

Description

换热系统

技术领域

本申请涉及换热技术领域，尤其涉及一种换热系统。

背景技术

换热系统可以用于空调，可以在需要空气调节的区域通过释放热量使该区域升温以达到制热的目的，或吸收热量使该区域降温以达到制冷的目的。通常换热系统因制冷、制热所需冷媒的循环量不同，冷媒的充注量不同，换热系统中会设置一个储液器，以协调冷媒循环量的管理，若储液器的安装位置及管路连接不合理就会造成系统冷媒迁移管理非常费时，并且造成机组制热性能和可靠性变差。

发明内容

本申请提供了一种冷媒迁移管理高效可靠的换热系统。

本申请的一个方面提供一种换热系统，其包括：压缩机；第一换热器，所述第一换热器的入口与所述压缩机的排气口连接；第二换热器，所述第二换热器的出口与所述压缩机的进气口连接；储液器，所述储液器连接所述第一换热器及所述第二换热器；及流量管理管路，连接所述第一换热器及所述储液器，所述流量管理管路用于在所述换热系统退出化霜模式后使存储在所述储液器中的冷媒迁移至所述第一换热器。

本申请换热系统中的流量管理管路在系统退出化霜模式后使存储在储液器中的冷媒迁移至上述第一换热器内，利用第二换热器和第一换热器之间的压差实现对第一换热器内冷媒的快速补充，如此可减短冷媒迁移管理时间。

附图说明

图1所示是本申请换热系统的一个实施例的示意框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和 /或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

本申请实施例的换热系统包括压缩机、第一换热器、第二换热器、储液器及流量管理管路。第一换热器的入口与压缩机的排气口连接。第二换热器的出口与压缩机的进气口连接。储液器连接第一换热器及第二换热器。流量管理管路连接第一换热器及储液器，流量管理管路用于在换热系统退出化霜模式后使存储在储液器中的冷媒迁移至第一换热器。本申请换热系统中的流量管理管路在系统退出化霜模式后使存储在储液器中的冷媒迁移至上述第一换热器内，利用第二换热器和第一换热器之间的压差实现对第一换热器内冷媒的快速补充，如此可减短冷媒迁移管理时间，使冷媒迁移管理高效可靠。

图1所示为本申请换热系统100的一个实施例的示意图。换热系统100包括压缩机11、第一换热器12、第二换热器13、储液器14及流量管理管路15。第一换热器12的入口121与压缩机11的排气口111连接。第二换热器13的出口131与压缩机11的进气口112连接。储液器14连接第一换热器12及第二换热器13，用于调节换热系统100中的冷媒的量。储液器14可以存储液态的冷媒。在换热系统100中的冷媒的量不够满足需求时，储液器14释放一部分冷媒至换热系统100中；在换热系统100中的冷媒的量超过需求时，可以将一部分冷媒存储于储液器14中。流量管理管路15连接第一换热器12及储液器14，流量管理管路15用于在换热系统100退出化霜模式后使存储在储液器14中的冷媒迁移至第一换热器12。利用第二换热器13和第一换热器12之间的压差实现对第一换热器12内冷媒的快速补充，如此可减短冷媒迁移管理时间。

压缩机11用于将低压气体提升为高压气体。在本实施例中，压缩机11吸入低压的气态的冷媒，将低压的冷媒提升为高压的气态的冷媒输出。冷媒包括气态、液态或气液混合状态。

在一个实施例中，第一换热器12包括冷凝器，第二换热器13包括蒸发器。第一换热器12可以接收压缩机11输出的气态的冷媒，通过气态的冷媒与比冷媒温度低的冷却介质空气热交换，将冷媒携带的热量传递给冷却介质空气，将冷却介质空气的温度升高。第二换热器13可以接收液态或气液混合状态的冷媒，冷媒与比其温度高的热水热交换，将热水的温度降低，产生并输出冷水，冷水吸收需要空气调节的区域的热量，如此给需要空气调节的区域降温，实现制冷功能。液态或气液混合状态的冷媒在第二换热器13中气化形成气态的冷媒，气态的冷媒从第二换热器13输出到压缩机11内。

在另一个实施例中，第一换热器12包括蒸发器，第二换热器13包括冷凝器。

在一个实施例中，换热系统100包括第三换热器16，第三换热器16连接储液器14。在一个实施例中，第三换热器16包括冷凝器具有热回收功能。在一个实施例中，第三换热器16可以接收压缩机11输出的气态的冷媒，通过气态的冷媒与比冷媒温度低的水热交换，将水的温度升高，如此，给需要提供热水的区域提供热水。如此，第三换热器16可实现热回收功能。

在一个实施例中，换热系统100包括切换装置17，切换装置17连接压缩机 11、第一换热器12、第二换热器13及第三换热器16，切换装置17用于使第一换热器12、第二换热器13及第三换热器16中的至少两者与压缩机11连通。

在一个实施例中，切换装置17包括第一切换装置171，第一切换装置171 连接压缩机11及第三换热器16。在图1所示的实施例中，第一切换装置171包括三通阀。第一切换装置171包括第一出口1712和第二出口1713，第一切换装置171的第一出口1712连接压缩机11的排气口111。在一个实施例中，切换装置17包括第二切换装置172。在图1所示的实施例中，第二切换装置172包括四通阀。第二切换装置172连接第一换热器12、第二换热器13及压缩机11。第二切换装置172包括第一管口1722、第二管口1723和第三管口1724。第二切换装置172的第一管口1722连接第一换热器12的入口121，第二切换装置 172的第二管口1723连接第二换热器13，第二切换装置172的第三管口1724 连接压缩机11的进气口112。

第一切换装置171包括第一切换状态和第二切换状态。当第一切换装置171 处于第一切换状态时，第一切换装置171连通第二切换装置172，第一切换装置 171的第一出口1712连通第二切换装置172的入口1721，从第一切换装置171 的入口1711进入第一切换装置171的冷媒经由第一切换装置171的第一出口 1712传送至第二切换装置172的入口1721。使得第一换热器12、第二换热器 13和压缩机11连通。当第一切换装置171处于第二切换状态时，第一切换装置 171连通第三换热器16，第一切换装置171的第二出口1713连通第三换热器16 的入口161，从第一切换装置171的入口1711进入第一切换装置171的冷媒经由第一切换装置171的第二出口1713传送至第三换热器16的入口161。使得第一换热器12或第二换热器13、第三换热器16和压缩机11连通。

在一个实施例中，换热系统100包括公共单元18，公共单元18包括干燥过滤器181和经济器182，经济器182的入口1821连接干燥过滤器181的出口1811，经济器182的出口1822连接第一换热器12的出口122及第二换热器13的入口 132。当第一切换装置171连通第二切换装置172时，公共单元18与压缩机11、第一切换装置171、第二切换装置172、第一换热器12及第二换热器13形成主回路。当第一切换装置171连通第三换热器16时，公共单元18与压缩机11、第一换热器12或第二换热器13、第一切换装置171、第二切换装置172、第三换热器16及储液器14形成热回收回路。在一个实施例中，换热系统100包括消音器19，消音器19连接压缩机11和经济器182，用于降低噪声。

在一个实施例中，换热系统100包括预分配器20，预分配器20连接第一换热器12，用于将流入第一换热器12的冷媒进行分配。预分配器20位于第一换热器12的出口122处。

在一个实施例中，换热系统100包括油分离器21，油分离器21的入口211 连接压缩机11的排气口111，油分离器21的出口212连接第一切换装置171的入口1711，用于将压缩机11排气口111排出的冷媒中的润滑油进行分离。

在一个实施例中，换热系统100包括油冷却器22，用于降低润滑油的油温。油冷却器22的入口221连接油分离器21的回油口213，油冷却器22的冷媒出口222连接压缩机11的进气口112，油冷却器22的出油口223连接压缩机11 的回油口113。

换热系统100包括制冷模式、制热模式、热回收制冷模式、热回收制热模式、化霜模式。在制热模式下，换热系统100还包括制热启动初始工况、退出化霜后工况。

在图1所示的实施例中，流量管理管路15包括节流装置151，用于在换热系统100退出化霜模式后调节进入第一换热器12的冷媒的流量。在一个实施例中，流量管理管路15包括第一开关阀152，第一开关阀152设置于储液器14与节流装置151之间。第一开关阀152可以关断或打开流量管理管路15。在一个实施例中，流量管理管路15包括第一阀153，第一阀153设置于节流装置151 与第一换热器12之间，用于在换热系统100退出化霜模式后使经由节流装置151 调节后的冷媒流通至第一换热器12。

在一个实施例中，流量管理管路15连接储液器14及第二换热器13，流量管理管路15包括设置于储液器14与第二换热器13之间的第二阀154，流量管理管路15用于当换热系统100在制热模式启动初始工况或化霜模式下，为换热系统100在储液器14及第二换热器13之间提供冷媒迁移通道。

在一个实施例中，换热系统100包括连接第二换热器13且贯穿储液器14 的冷媒流通管路23。用于当换热系统100工作在制热模式下，为第二换热器13 流出的冷媒提供迁移通道。在一个实施例中，冷媒流通管路23包括第三阀231。用于使冷媒流通管路23在第二换热器13指向储液器14的方向流通，在储液器 14指向第二换热器13的方向不流通。

在图1所示的实施例中，换热系统100包括设置于经济器182的出口1822 与第一换热器12之间的流道上的第一节流阀241，用于节流和调压。在一个实施例中，换热系统100包括设置于经济器182的出口1822与第二换热器13之间的流道上的第二节流阀242。第一节流阀241和第二节流阀242可以完全打开、关闭和调节开度，用于节流和调压。在一个实施例中，换热系统100包括设置于第一开关阀152与干燥过滤器181之间的流道上的第二开关阀243。第二开关阀243可以关闭或打开，当第二开关阀243打开时，冷媒可以在第一开关阀152与干燥过滤器181之间的流道流通，当第二开关阀243关闭时，冷媒无法从此流道流通。在一个实施例中，换热系统100包括设置于第二开关阀243下游的第三阀244。在一个实施例中，第一开关阀152和/或第二开关阀243可以为电磁阀。在一个实施例中，第一节流阀241和/或第二节流阀242可以为电子膨胀阀。在一个实施例中，换热系统100包括设置于预分配器20与储液器14之间的流道上的第三开关阀245，打开第三开关阀245，第一换热器12内的冷媒可以流至储液器14。

在一个实施例中，换热系统100包括连接第一切换装置171的排气孔1714 和第二切换装置172的第三管口1724的排气释放管路25，排气释放管路25包括第四开关阀251，打开第四开关阀251，可将第一切换装置171在切换过程中泄漏的冷媒通过第二切换装置172引入压缩机11。

在制冷模式下，第一切换装置171处于第一切换状态，使得第一换热器12、第二换热器13和压缩机11连通。冷媒的流向为：压缩机11的排气口111、油分离器21、第一切换装置171、第二切换装置172、第一换热器12、干燥过滤器181、经济器182、第二换热器13、压缩机11的进气口112，形成换热系统 100的制冷回路。在图1所示的实施例中，压缩机11排出的气态的冷媒经过油分离器21输出给第一切换装置171。从第一切换装置171的入口1711进入第一切换装置171的冷媒经由第一切换装置171的第一出口1712传送至第二切换装置172的入口1721。再由第二切换装置172的第一管口1722输出给第一换热器 12，第一换热器12释放热量，将气态的冷媒冷凝为液态的冷媒，从第一换热器 12的出口122输出，经由干燥过滤器181和经济器182传送给第二换热器13的入口132。第二换热器13与比其温度高的热水热交换，将热水的温度降低，产生并输出冷水，冷水吸收需要空气调节区域的热量，达到制冷效果。第二换热器13将液态的或气液混合状态的冷媒转换成气态的冷媒，再将气态的冷媒从第二换热器13的出口131传送给第二切换装置172的第二管口1723，再从第二切换装置172的第三管口1724输出给压缩机11的进气口112。在此过程中，第一换热器12的压力要大于第二换热器13的压力，形成压差。并且储液器14被旁通，如此可减少功耗。

在制热模式下，第一切换装置171处于第一切换状态，使得第一换热器12、第二换热器13和压缩机11连通。冷媒的流向为：压缩机11的排气口111、油分离器21、第一切换装置171、第二切换装置172、第二换热器13、储液器14、干燥过滤器181、经济器182、第一换热器12、压缩机11的进气口112，形成换热系统100的制热回路。在图1所示的实施例中，压缩机11排出的气态的冷媒经过油分离器21输出给第一切换装置171。从第一切换装置171的入口1711 进入第一切换装置171的冷媒经由第一切换装置171的第一出口1712传送至第二切换装置172的入口1721。再由第二切换装置172的第二管口1723输出给第二换热器13，第二换热器13将冷媒与比冷媒温度低的冷水进行热交换，将冷水的温度升高，产生并输出热水，热水的热量传到需要空气调节的区域中，如此给需要空气调节的区域升温，达到制热效果。第二换热器13将气态的冷媒冷凝为液态的冷媒，经由贯穿储液器14的冷媒流通管路23传送给干燥过滤器181，再经过经济器182传送至第一换热器12。第一换热器12吸收空气中的热量，将液态或气液混合状态的冷媒转换为气态的冷媒。然后第一换热器12将气态的冷媒输出给第二切换装置172的第一管口1722，再从第二切换装置172的第三管口1724输出给压缩机11的进气口112。在此过程中，第二换热器13的压力要大于第一换热器12的压力，形成压差。

在制热启动初始时，换热系统100工作在制冷模式下。此时若第二换热器 13里边的冷媒未达到需求量，可打开流量管理管路15上的第一开关阀152，因第一换热器12的压力大于第二换热器13的压力，储液器14中存储的冷媒可通过流量管理管路15经由第一开关阀152、第二阀154快速传送至第二换热器13，如此，可实现对第二换热器13中的冷媒的快速补充。

在化霜模式下，第一换热器12释放热量，将气态的冷媒冷凝为液态的冷媒，为了在换热系统100退出化霜模式后，进行有效的制热，避免压缩机11吸气带液，需要在退出化霜前将第一换热器12中富余的液态冷媒尽量排出。此时打开流量管理管路15上的第一开关阀152，由于第一换热器12的压力比第二换热器 13的压力大，使得第一换热器12中富余的液态冷媒经由储液器14快速迁移至第二换热器13。当储液器14中原先储存的冷媒排空时，关闭第一开关阀152，第一换热器12中富余的液态冷媒即可继续排入储液器14内进行存储。

退出化霜后，换热系统100进入制热模式。第二换热器13的压力比第一换热器12大，此时若第一换热器12中的冷媒蒸发量不满足需求，打开第一开关阀152，储液器14中的冷媒可经由节流装置151和第一阀153快速排入第一换热器12。节流装置151用于将冷媒进行降压，调节冷媒的量，避免冷媒迁移过快，造成吸气带液。

在热回收制冷模式下，第一切换装置171处于第二切换状态，使得第二换热器13、第三换热器16和压缩机11连通。此时，第一切换装置171连通第三换热器16，从第一切换装置171的入口1711进入第一切换装置171的冷媒经由第一切换装置171的第二出口1713传送至第三换热器16的入口161。冷媒的流向为：压缩机11的排气口111、油分离器21、第一切换装置171、第三换热器 16、储液器14、干燥过滤器181、经济器182、第二换热器13、第二切换装置 172、压缩机11的进气口112。形成换热系统100的制冷热回收回路。压缩机11 排出的气态的冷媒经过油分离器21输出给第一切换装置171。从第一切换装置 171的入口1711进入第一切换装置171的冷媒经由第一切换装置171的第二出口1713传送至第三换热器16的入口161。第三换热器16释放热量，将气态的冷媒冷凝为液态的冷媒，同时，第三换热器16利用热交换产生的热量加热需要加热的物质，例如水。从第三换热器16的出口162输出的冷媒，排入储液器14，再从储液器14排出，依次经由干燥过滤器181和经济器182传送给第二换热器 13。第二换热器13中的冷媒与比其温度高的热水进行热交换，将热水的温度降低，产生并输出冷水，如此给需要空气调节的区域降温，达到制冷效果，并且将液态或气液混合状态的冷媒转换为气态的冷媒。再将气态的冷媒从第二换热器13的出口131传送给第二切换装置172的第二管口1723，再从第二切换装置 172的第三管口1724输出给压缩机11的进气口112。

在热回收制热模式下，第一切换装置171处于第二切换状态。使得第一换热器12、第三换热器16和压缩机11连通。第一切换装置171连通第三换热器 16，从第一切换装置171的入口1711进入第一切换装置171的冷媒经由第一切换装置171的第二出口1713传送至第三换热器16的入口161。冷媒的流向为：压缩机11的排气口111、油分离器21、第一切换装置171、第三换热器16、储液器14、干燥过滤器181、经济器182、第一换热器12、第二切换装置172、压缩机11的进气口112。形成换热系统100的制冷热回收回路。压缩机11排出的气态的冷媒经过油分离器21输出给第一切换装置171。从第一切换装置171的入口1711进入第一切换装置171的冷媒经由第一切换装置171的第二出口1713 传送至第三换热器16的入口161。第三换热器16释放热量，将气态的冷媒冷凝为液态的冷媒。同时，第三换热器16利用上述释放的热量加热需要加热的物质，例如水。如此，第三换热器16可在制热期间实现热回收功能。从第三换热器16 的出口162输出的冷媒，排入储液器14，再从储液器14排出，依次经由干燥过滤器181和经济器182传送给第一换热器12。第一换热器12吸收空气中的热量，将液态或气液混合状态的冷媒转换为气态的冷媒，达到制冷效果。然后第一换热器12将气态的冷媒输出给第二切换装置172的第一管口1722，再从第二切换装置172的第三管口1724输出给压缩机11的进气口112。

通过对换热系统100额定制冷及额定制热性能的测试，发现换热系统100 的制热、制冷能效比均能达到节能评价值要求(能效等级达到2级水平)。在制热启动初始工况、化霜、低温热启动等制热模式的全工况下对换热系统100进行测试，换热系统100仅用0.8分钟即可完成冷媒迁移，冷媒的迁移管理速度得到提高，换热系统的有效制热时间得到了增加。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (13)

1.一种换热系统，其特征在于：其包括：

压缩机；

第一换热器，所述第一换热器的入口与所述压缩机的排气口连接；

第二换热器，所述第二换热器的出口与所述压缩机的进气口连接；

储液器，所述储液器连接所述第一换热器及所述第二换热器；及

流量管理管路，连接所述第一换热器及所述储液器，所述流量管理管路用于在所述换热系统退出化霜模式后使存储在所述储液器中的冷媒迁移至所述第一换热器。

2.如权利要求1所述的换热系统，其特征在于：所述流量管理管路包括节流装置，用于在所述换热系统退出化霜模式后调节进入所述第一换热器的冷媒的流量。

3.如权利要求2所述的换热系统，其特征在于：所述流量管理管路包括第一开关阀，所述第一开关阀设置于所述储液器与所述节流装置之间；

和/或所述流量管理管路包括第一阀，所述第一阀设置于所述节流装置与所述第一换热器之间，用于在所述换热系统退出化霜模式后使经由所述节流装置调节后的冷媒流通至所述第一换热器。

4.如权利要求1所述的换热系统，其特征在于：所述流量管理管路连接所述储液器及所述第二换热器，所述流量管理管路包括设置于所述储液器与所述第二换热器之间的第二阀，所述流量管理管路用于当所述换热系统热启动时或化霜模式下，为所述换热系统在所述储液器及所述第二换热器之间提供冷媒迁移通道。

5.如权利要求1所述的换热系统，其特征在于：所述换热系统包括连接所述第二换热器且贯穿所述储液器的冷媒流通管路。

6.如权利要求1所述的换热系统，其特征在于：所述换热系统包括预分配器，所述预分配器连接所述第一换热器，用于将流入所述第一换热器的冷媒进行分配。

7.如权利要求1所述的换热系统，其特征在于：所述换热系统包括第三换热器，所述第三换热器连接所述储液器。

8.如权利要求7所述的换热系统，其特征在于：所述换热系统包括切换装置，所述切换装置连接所述压缩机、所述第一换热器，所述第二换热器及所述第三换热器，所述切换装置用于使所述第一换热器、所述第二换热器及所述第三换热器中的至少两者与所述压缩机连通。

9.如权利要求8所述的换热系统，其特征在于：所述切换装置包括第一切换装置，所述第一切换装置连接所述压缩机及所述第三换热器；

和/或所述切换装置包括第二切换装置，所述第二切换装置连接所述第一换热器、所述第二换热器及所述压缩机。

10.如权利要求9所述的换热系统，其特征在于：所述换热系统包括公共单元，所述公共单元包括干燥过滤器和经济器，所述经济器的入口连接所述干燥过滤器的出口，所述经济器的出口连接所述第一换热器的出口及所述第二换热器的入口；当所述第一切换装置连通第二切换装置时，所述公共单元与所述压缩机、所述第一切换装置、所述第二切换装置、所述第一换热器及所述第二换热器形成主回路；当所述第一切换装置连通第三换热器时，所述公共单元与所述压缩机、所述第一换热器或所述第二换热器、所述第一切换装置、所述第二切换装置、所述第三换热器及所述储液器形成热回收回路。

11.如权利要求10所述的换热系统，其特征在于：所述换热系统包括消音器，所述消音器连接所述压缩机和所述经济器。

12.如权利要求9所述的换热系统，其特征在于：所述换热系统包括油分离器，所述油分离器的入口连接所述压缩机的排气口，所述油分离器的出口连接所述第一切换装置的入口，用于将所述压缩机排气口排出的冷媒中的润滑油进行分离。

13.如权利要求12所述的换热系统，其特征在于：所述换热系统包括油冷却器，所述油冷却器的入口连接所述油分离器的回油口，所述油冷却器的出口连接所述压缩机的进气口，所述油冷却器的出油口连接所述压缩机的回油口。