CN111854215B - 热泵系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及热管理技术领域,尤其涉及一种热泵系统,包括制热模式,在所述制热模式下:所述第一室内换热器的出口与所述第二室内换热器的进口连通,所述第二室内换热器的出口与所述第一换热部的第二端口连通,所述室外换热器与所述气液分离器的进口连通,所述第一室内换热器、所述第二室内换热器、所述第一换热部、所述室外换热器、所述气液分离器、所述第二换热部、所述压缩机连通形成回路。本申请的热泵系统在制热模式下,第一室内换热器和第二室内换热器连通,使第二室内换热器发挥换热作用,提升制热量的同时降低中间换热器的换热能力,从而可有效发挥热泵系统的制热能力。
Description
技术领域
本申请涉及热管理技术领域,尤其涉及一种热泵系统。
背景技术
随着新能源汽车的高速发展,热泵系统越来越受到汽车主机厂的青睐。在新能源汽车空调系统中,热泵系统是实现对车厢内空气进行制冷、加热、换气和空气净化等的装置。它可以为乘车人员提供舒适的乘车环境,降低驾驶员的疲劳强度,提高行车安全。
如图1所示,相关的空调热泵系统在制热模式下,高温高压的气体制冷剂经第一室内换热器2与空气换热后直接进入中间换热器的第一换热部51,第一换热部51内温度较高的制冷剂与第二换热部52内温度较低的制冷剂进行热交换,第一换热部51内的高温制冷剂温度降低,第二换热部52内低温制冷剂温度升高。上述空调热泵系统虽然通过中间换热器5的换热作用降低了节流元件62的阀前的高压制冷剂温度,以降低进入室外换热器4的气液两相制冷剂的干度,但同时提升了压缩机1的吸气温度,压缩机1排气温度也会随之上升,不利于低温制热工况下系统制热能力的充分发挥。
发明内容
鉴于现有技术存在的上述问题,本申请提供了一种热泵系统,以有利于提高热泵系统制热时的性能。
为了达到上述目的,本申请采用以下技术方案:
一种热泵系统,包括:压缩机、第一室内换热器、室外换热器、第一中间换热器、第一流量调节装置、第二流量调节装置、第二室内换热器、气液分离器,所述压缩机的出口与所述第一室内换热器的进口连通,所述第二流量调节装置设置于所述第二室内换热器进口处;
所述第一中间换热器包括能够相互热交换的第一换热部和第二换热部,第一换热部包括第一端口和第二端口,第二换热部包括第三端口和第四端口,所述第一端口与所述室外换热器连通,所述第二端口至少与所述第二室内换热器连通,所述第一流量调节装置设置于所述第二端口处或所述第一端口与所述室外换热器之间,所述第三端口与所述压缩机的进口连通,所述第四端口与所述气液分离器的出口连通;
所述热泵系统包括制热模式,在所述制热模式下:所述第一室内换热器的出口与所述第二室内换热器的进口连通,所述第二室内换热器的出口与所述第一换热部的第二端口连通,所述室外换热器与所述气液分离器的进口连通,所述第一室内换热器、所述第二室内换热器、所述第一换热部、所述室外换热器、所述气液分离器、所述第二换热部、所述压缩机连通形成回路。
可选的,还包括流体切换装置,流体切换装置包括第一接口、第二接口、第三接口和第四接口,所述第一接口与所述室外换热器连通,所述第二接口与所述气液分离器的进口连通,所述第三接口至少能够与所述第二室内换热器的进口连通,第四接口与所述第一室内换热器的出口连通;
所述热泵系统在制热模式下,所述第一接口和所述第二接口连通,所述第三接口和所述第四接口连通。
可选的,包括第一支路、第二支路和第三支路,所述第一支路连接于所述第二端口和所述第二室内换热器的出口之间,所述第二支路连接于所述第二端口与所述第二室内换热器的进口之间,所述第三支路连接于所述气液分离器的进口和所述第二室内换热器的出口之间;
所述热泵系统在制热模式下,所述第一支路连通,所述第二支路、所述第三支路断开;
所述热泵系统还包括制冷模式,在制冷模式下,所述第一支路断开,所述第二支路、第三支路连通,所述第一接口和第四接口连通,所述第一室内换热器、所述室外换热器、所述第一换热部、所述第二室内换热器、所述气液分离器、所述第二换热部、所述压缩机连通形成回路。
可选的,所述热泵系统还包括制热除湿模式,在制热除湿模式下:
所述第一支路断开,所述第二支路、所述第三支路连通,所述第一接口和第二接口连通,所述第三接口和所述第四接口连通,所述第三接口通过第二支路与所述第一换热部的第二端口连通,所述第二室内换热器和所述第一中间换热器并联,所述第一室内换热器、所述第二室内换热器、所述气液分离器、所述第二换热部、所述压缩机连通形成回路;所述第一室内换热器、所述第一换热部、所述室外换热器、所述气液分离器、所述第二换热部、所述压缩机连通形成回路。
可选的,所述第二流量调节装置包括第一阀单元和第一节流单元,所述热泵系统在制热模式下,所述第一阀单元或所述第一节流单元与所述第二室内换热器连通。
可选的,所述第一流量调节装置包括第二阀单元和第二节流单元,所述热泵系统在制热模式下,所述第二节流单元开启,所述第二阀单元断开,所述热泵系统在制冷模式下,所述第二节流单元断开,所述第二阀单元导通。
可选的,还包括第一阀控件、第二阀控件和第三阀控件,所述第一阀控件设置在所述第一支路上,所述第二阀控件设置在所述第二支路上,所述第三阀控件设置在所述第三支路上。
可选的,还包括第四支路和冷却液循环回路,冷却液循环回路包括第二中间换热器、电池组件和流体驱动装置,所述第二中间换热器包括能够进行热交换的第三换热部和第四换热部,所述第一换热部、所述第四支路、所述第三换热部、所述气液分离器依次连接,所述第四换热部、所述电池组件、所述流体驱动装置串联,所述第四支路上设置有第三流量调节装置,第三流量调节装置与所述第三换热部的进口连通,所述热泵系统在制冷模式下:
所述第三流量调节装置开启,所述第四支路通过所述第二中间换热器吸收所述电冷却液循环回路的热量。
可选的,所述热泵系统在制冷模式下:所述第二支路与所述第四支路并联,第二支路和第四支路于所述第三支路汇合。
可选的,所述热泵系统在制冷模式下:所述第一换热部、第二支路、第四支路、第三支路依次连通。
本申请的热泵系统在制热模式下,第一室内换热器和第二室内换热器连通,使第二室内换热器也发挥了换热作用,降低了进入第一流量调节装置的阀前温度,从而减少室外换热器的气液两相制冷剂的干度,有利于制冷剂的分配,提升热泵系统的制热能力;同时降低了进入第一中间换热器的第一换热部的制冷剂温度,第一换热部和第二换热部内的流体换热温差变小,压缩机吸气温度低,使得压缩机的排气温度控制在合理的范围内更有利于热泵系统制热能力的发挥。
附图说明
图1是相关的空调热泵系统的制热模式的示意图;
图2是本申请实施例一示出的一种热泵系统的原理示意图;
图3是本申请实施例一示出的一种热泵系统中第一制热模式的示意图;
图4是本申请实施例一示出的一种热泵系统中第二制热模式的示意图;
图5是本申请实施例一示出的一种热泵系统中制热除湿模式的示意图;
图6是本申请实施例一示出的一种热泵系统中制冷模式的示意图;
图7是本申请实施例二示出的一种热泵系统的原理示意图;
图8是本申请实施例二例示出的一种热泵系统中制冷模式的示意图;
图9是本申请实施例二示出的一种热泵系统中制热除湿模式的示意图;
图10是本申请实施例三示出的一种热泵系统中制冷模式的示意图;
图11是本申请实施例三示出的一种热泵系统中制热除湿模式的示意图。
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和方法的例子。
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。在本申请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。
应当理解,本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“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;“多个”表示两个及两个以上的数量。除非另行指出,“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明,而并非限于一个位置或者一种空间定向。“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。
下面结合附图,对本申请示例型实施例的热泵系统进行详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施方式中的特征可以相互补充或相互组合。
本申请提供了一种热泵系统,该热泵系统具有制热模式和制冷模式、制热除湿模式等多种工作模式。本申请实施例中的热泵系统可以应用于汽车中,该热泵系统是实现对车厢内空气进行制冷、加热、换气和空气净化等的装置。
如图2所示,本申请的热泵系统包括:压缩机1、第一室内换热器2、室外换热器4、第一中间换热器5、第一流量调节装置6、第二流量调节装置8、第二室内换热器9、气液分离器10,所述压缩机1的出口与所述第一室内换热器2的进口连通,所述第二流量调节装置8设置于所述第二室内换热器9进口处。其中,第一流量调节装置6可以是组合阀,第二流量调节装置8可以是组合阀或带导通功能的电子膨胀阀。
需要说明的是,本申请实施例中,顺序连通仅说明各个器件之间连接的顺序关系,而各个器件之间还可包括其他器件,例如截止阀等。
该热泵系统还包括用于调节车厢内的温度和/或湿度的空调箱,空调箱内设有风道。所述第一室内换热器2、第二室内换热器9安装于空调箱内,空调箱内还设置了第一风阀14、第二风阀15和风机13。空调箱包括一个新风口和一个回风口,第一风阀14可以控制新风口或回风口的开闭。第二风阀15可以根据热泵系统不同的模式进行控制。
所述第一中间换热器5包括能够相互热交换的第一换热部51和第二换热部52,第一换热部51包括第一端口和第二端口,第二换热部52包括第三端口和第四端口,所述第一端口与所述室外换热器4连通,所述第二端口至少能够与所述第二室内换热器9连通,所述第一流量调节装置6设置于所述第二端口处,所述第三端口与所述压缩机1的进口连通,所述第四端口与所述气液分离器10的出口连通。
本申请的实施例一如图3至图6所示,所述热泵系统包括第一制热模式、第二制热模式、制热除湿模式和制冷模式。
如图3所示,在所述第一制热模式下:所述第一室内换热器2的出口与所述第二室内换热器9的进口连通,所述第二室内换热器9的出口与所述第一换热部51的第二端口连通,所述室外换热器4与所述气液分离器10的进口连通,所述第一室内换热器2、所述第二室内换热器9、所述第一换热部51、所述室外换热器4、所述气液分离器10、所述第二换热部52、所述压缩机1连通形成回路。
第一制热模式的工作原理:当冬季环境温度较低时,例如环境温度在-5℃至5℃之间时,热泵系统可切换至第一制热模式,所述第一室内换热器2的出口与所述第二室内换热器9的进口串联并连通,制冷剂经压缩机1被压缩成高温高压的气态后进入第一室内换热器2,制冷剂进入第二室内换热器9前经过第二流量调节装置8。第一制热模式下第二流量调节装置8起节流降压作用,第二流量调节装置8可控制节流后的制冷剂压力。风机13输送冷空气进入空调箱,先与第二室内换热器9进行换热,第二室内换热器9内的高温制冷剂释放热量,冷空气被加热,第一制热模式下,汽车控制台接受控制信号控制第一风阀14开启,使被第二室内换热器9初次加热的空气可以经过第一室内换热器2时再次进行换热,第一室内换热器2内的高温制冷剂与相对低温的空气进行热交换,空气被二次加热,最后通过空调箱的出风口进入车厢内。
第一制热模式下,若第一流量调节装置6设置在第一换热部51的第一端口与室外换热器4之间,第一流量调节装置6起节流作用,则制冷剂流经第二室内换热器9后可以直接进入第一中间换热器5的第一换热部51。由于第二室内换热器9的换热作用,流入第一换热部51的制冷剂温度已经被降低,因此第一换热部51和第二换热部52内的流体温差会变小,则压缩机吸气温度降低,而第二换热部52内的制冷剂吸收第一换热部51内的制冷剂热量后,进入第一流量调节装置6的阀前温度更低,也有利于提升室外换热器4的换热能力。
优选的,第一流量调节装置6还可以设置在第一换热部51的第二端口处时,第一流量调节装置6起节流作用,进入第一换热部51的制冷剂温度更低。需要说明的是,第一流量调节装置6包括第二阀单元61和第二节流单元62,第二阀单元61可以是单向阀,第一制热模式下制冷剂的流向与第二阀单元61的方向相反,因此第二阀单元61不通,第二节流单元62开启,起到节流作用。此时,经过第二节流单元62的制冷剂变为气液两相的制冷剂,气液两相的制冷剂通过第一换热部51进入室外换热器4进行换热,进入室外换热器4内的气液两相制冷剂具有较低的干度,有利于制冷剂的分配,同时可以向外界吸收更多的热量。室外换热器4吸收外界环境的热量蒸发变为气态制冷剂或气液两相的制冷剂,气态或气液两相的制冷剂进入气液分离器10,从气液分离器10出来的气态制冷剂进入第二换热部52,此时第二换热部52内的制冷剂温度与第一换热部51内的制冷剂温度接近,第一中间换热器5的换热作用被减小,使从第二换热部52流出的制冷剂温度不会太高,降低了压缩机1进气温度,减小压缩机1的排气温度,(排气温度过高会导致压缩机润滑油粘度降低,影响润滑效果,零部件磨损加剧;电机机械效率下降,压缩机功耗加大。且一定吸气压力下,若吸气温度升高,吸气密度减少,吸气质量流量降低,制冷量降低。)因此,本申请的热泵系统不仅使第二室内换热器9不再被闲置而发挥换热作用,而且还提升了系统的制热量,提高能效。
此外,第一制热模式下,由于进入第二室内换热器9的制冷剂压力降低,因此第二室内换热器9和第一室内换热器2具有不同的工作压力,因而第二室内换热器9的耐压要求低于第一室内换热器2,第二室内换热器9内的换热管耐压要求也变低,换热管的介质通道横截面可增大,增加换热能力。
当冬季环境温度进一步降低时,例如温度在-20℃至10℃之间时,热泵系统可切换至第二制热模式。所述热泵系统在第二制热模式下:所述第一室内换热器2的出口与所述第二室内换热器9的进口连通,所述第二室内换热器9的出口与所述第一换热部51的第二端口连通,所述室外换热器4与所述气液分离器10的进口连通,所述第一室内换热器2、所述第二室内换热器9、所述第一换热部51、所述室外换热器4、所述气液分离器10、所述第二换热部52、所述压缩机1连通形成回路。
需要说明的是,第二流量调节装置8可以是带导通功能的电子膨胀阀,第二制热模式下,第二流量调节装置8起导通作用,或如图4所示,第二流量调节装置8也可以是组合阀,第二流量调节装置8包括第一阀单元81和第一节流单元82,第一制热模式下第一节流单元82工作,第二制热模式下,第一阀单元81开启,第一节流单元82不工作。
上述冬季温度较低的情况下,为了在较低的环境温度中吸热蒸发,系统需要比较低的蒸发压力,而低温工况下为了增加制冷量,压缩机1压比大,且为了使压缩机1的排气温度不超出预设的范围,压缩机1的排气压力不能太高,系统的能力发挥随之受到限制。因此,本发明的热泵系统在第二制热模式下,通过不充分发挥第一中间换热器5的换热能力,实现热泵系统在制热工况下的高效运行。具体的:第二流量调节装置8在第二制热模式下起导通作用。制冷剂直接进入第二室内换热器9内与冷空气进行热交换,空气温度上升,达到制热的目的。制冷剂流经第二室内换热器9进入第一中间换热器5的第一换热部51,设置在第一换热部51的第二端口处的第一流量调节装置6起节流作用,降低进入第一换热部51的制冷剂温度。制冷剂通过第一换热部51进入室外换热器4进行换热,室外换热器4吸收外界环境的热量蒸发变为气态制冷剂或气液两相的制冷剂,气态或气液两相的制冷剂进入气液分离器10,从气液分离器10出来的气态制冷剂进入第二换热部52,此时第二换热部52内的制冷剂温度与第一换热部51内的制冷剂温度接近,第一中间换热器5的换热作用被减小,使从第二换热部52流出的制冷剂温度不会太高,降低了压缩机1进气温度,减小压缩机1的排气温度,热泵系统就可以运行在较高的排气压力下,免除了由于过高的吸排气温度,压缩机1不能高效运行的限制,使压缩机1工作在比较高效的范围内。
进一步的,本实施例一的热泵系统还包括流体切换装置3,流体切换装置3包括第一接口、第二接口、第三接口和第四接口,所述第一接口与所述室外换热器4连通,所述第二接口与所述气液分离器10的进口连通,所述第三接口与所述第二室内换热器9的进口,和/或所述第一换热部51的第二端口连通,第四接口与所述第一室内换热器2的出口连通。所述热泵系统在第一制热模式下或第二制热模式下,所述第一接口和所述第二接口连通,所述第三接口和所述第四接口连通,并且所述第三接口与所述第二室内换热器9的进口连通。
进一步的,本实施例一的热泵系统还包括第一支路、第二支路和第三支路,所述第一支路连接于所述第二端口和所述第二室内换热器9的出口之间,所述第二支路连接于所述第二端口与所述第二室内换热器9的进口之间,所述第三支路连接于所述气液分离器10的进口和所述第二室内换热器9的出口之间;所述热泵系统在第一制热模式或第二制热模式下,所述第一支路连通,所述第二支路、所述第三支路断开。本实施例一的热泵系统还包括第一阀控件11、第二阀控件7和第三阀控件12,所述第一阀控件11安装在所述第一支路上用于控制第一支路的通道,所述第二阀控件7连接于所述第二支路上用于控制第二支路的通断,所述第三阀控件12安装在所述第三支路上用于控制第三支路的通道。
当冬季需要对车厢内进行除湿时,热泵系统可切换至制热除湿模式,如图5所示,所述热泵系统在制热除湿模式下:所述第一支路断开,所述第二支路、所述第三支路连通,所述第一接口和所述第二接口连通,所述第三接口和所述第四接口连通,所述第三接口通过第二支路与所述第一换热部51的第二端口连通,所述第二室内换热器9和所述第一中间换热器5并联。
此时,制热除湿模式同时具有两条制冷剂循环回路,第一条制冷剂循环回路为:压缩机1、第一室内换热器2、流体切换装置3、第一流量调节装置6、第一换热部51、室外换热器4、气液分离器10、第二换热部52、压缩机1依序连通形成回路。第二条制冷剂的循环回路为:压缩机1、第一室内换热器2、流体切换装置3、第二流量调节装置8、第二室内换热器9、气液分离器10、第二换热部52、压缩机1依序连通形成回路。在第一条制冷剂的循环回路中,压缩机1消耗一定的电能,将低压的气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂流入第一室内换热器2,在室内空气流的冷却下,制冷剂的热量传递给低温的室内空气流。制冷剂从第一室内换热器2流出后流向第一流量调节装置6,此时由于制冷剂流向的与第一流量调节装置6的第二阀单元61的流向不同,因此第二阀单元61断开,第一流量调节装置6的第二节流单元62开启,制冷剂经过第二节流单元62节流降压后流向第一中间换热器5的第一换热部51,再从第一换热部51流向室外换热器4,在室外换热器4中低温低压的液态制冷剂与室外空气流进行热交换,吸收外界热量蒸发而变成低温低压的气态制冷剂或气液两相的制冷剂;然后制冷剂通过流体切换装置3流向气液分离器10,经气液分离器10的分离,液态制冷剂储存在气液分离器10内,气态制冷剂进入压缩机1,被压缩机1压缩成高温高压的气态制冷剂,如此循环工作。
在第二条制冷剂的循环回路中,压缩机1消耗一定的电能,将低压的气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂流入第一室内换热器2,在室内空气流的冷却下,制冷剂的热量传递给低温的室内空气流。制冷剂从第一室内换热器2流出后流向第二流量调节装置8,此时第二流量调节装置8第一节流单元82开启,制冷剂经过第一节流单元82节流降压后流向第二室内换热器9,,在第二室内换热器9中制冷剂与进入风道的空气流进行热交换,吸收外界热量蒸发而变成低温低压的气态制冷剂或气液两相的制冷剂;然后流向气液分离器10,经气液分离器10的分离,液态制冷剂储存在气液分离器10内,气态制冷剂进入压缩机1,被压缩机1压缩成高温高压的气态制冷剂,如此循环工作。
所述热泵系统在制冷模式下,所述第一支路断开,所述第二支路、第三支路连通,所述第一接口和第四接口连通,所述第一室内换热器2、所述室外换热器4、所述第一换热部51、所述第二室内换热器9、所述气液分离器10、所述第二换热部52、所述压缩机1连通形成回路。
当夏天车内需要制冷时,该热泵系统可切换为制冷模式。如图6所示,在实施例一的制冷模式下,第一流量调节装置6的第二节流单元62关闭,第二阀单元61导通,第二流量调节装置8起节流作用,流体切换装置3的第一端口和流体切换装置3的第四端口连通。此时,压缩机1、第一室内换热器2、流体切换装置3、室外换热器4、第一中间换热器5的第一换热部51、第一流量调节装置6、第二流量调节装置8、第二室内换热器9、气液分离器10、第二换热部52、及压缩机1依序连通形成回路。
在制冷模式下,压缩机1消耗一定的电能,将气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂,流经第一室内换热器2并通过流体切换装置3流向室外换热器4,第二风阀15挡住第一室内换热器2,使空气不与第一室内换热器2换热,制冷剂流入室外换热器4与室外空气流进行热交换,将热量释放到环境空气中去,本身被冷却降温。制冷剂从室外换热器4流出后流向第一中间换热器5的第一换热部51,与第二换热部52内的制冷剂换热后降温,然后流入第一流量调节装置6由于制冷剂的流向与第二阀单元61相同,因此第二阀单元61是导通的,此时制冷剂经过第二阀单元61流过而不经过第一节流单元82。而后该液体制冷剂流经第二流量调节装置8被节流降温降压,进入第二室内换热器9内吸收空气的热量蒸发,空气被冷却,冷空气被风机13吹入至车厢内。制冷剂在第二室内换热器9中吸收热量后本身发生相变或部分相变而蒸发吸热。吸热后的制冷剂流向气液分离器10,经过气液分离器10分离后饱和态的气体制冷剂进入第二换热部52内,吸收第一换热部51内的热量升温。而后流向压缩机1,再被压缩机1压缩成高温高压的气体制冷剂,如此循环工作。
本申请实施例二如图7、图8、图9所示,本申请的实施二是基于实施例一作出的改进。在实施例二中,热泵系统还包括第四支路和冷却液循环回路,第四支路的进口端与所述第二支路连通,第四支路的出口端与所述第二室内换热器9的出口端,所述第四支路上设置有第三流量调节装置16,第三流量调节装置16与所述第三换热部171的进口连通,第三流量调节装置16具有节流作用,例如可以是电子膨胀阀。冷却液循环回路包括第二中间换热器17、电池组件18和流体驱动装置19,所述第二中间换热器17包括能够进行热交换的第三换热部171和第四换热部172,所述第一换热部51、所述第四支路、所述第三换热部171、所述气液分离器10依次连接,所述第四换热部172、所述电池组件18、所述流体驱动装置19串联。
在制冷模式下:所述第一中间换热器、第二支路、第四支路、第三支路连通,即第四支路与第二室内换热器9并联。
在实施二中,所述热泵系统在制冷模式下:压缩机1消耗一定的电能,将气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂,流经第一室内换热器2并通过流体切换装置3流向室外换热器4,第二风阀15挡住第一室内换热器2,使空气不与第一室内换热器2换热,制冷剂流入室外换热器4与室外空气流进行热交换,将热量释放到环境空气中去,本身被冷却降温。制冷剂从室外换热器4流出后流向第一中间换热器5的第一换热部51,与第二换热部52内的制冷剂换热后降温,然后流入第一流量调节装置6,由于制冷剂的流向与第二阀单元61(即,单向阀)相同,因此第二阀单元61是导通的,此时制冷剂经过第二阀单元61流过而不经过第一节流单元82。而后该液体制冷剂流经第一支路时,分别向第二流量调节装置8和第四支路分成两个流路。
第一路流向第二流量调节装置8的制冷剂被节流降温降压,进入第二室内换热器9内吸收空气的热量蒸发后进入第三支路,而风道内的空气流被冷却,冷空气被风机13吹入至车厢内。制冷剂在第二室内换热器9中吸收热量后本身发生相变或部分相变而蒸发吸热。吸热后的制冷剂经第三支路流向气液分离器10,经过气液分离器10的分离后饱和态的气体制冷剂进入第二换热部52内,吸收第一换热部51内的热量升温。而后流向压缩机1,再被压缩机1压缩成高温高压的气体制冷剂,如此循环工作。
第二路制冷剂流向第四支路,而所述第三流量调节装置16开启,所述第四支路通过所述第二中间换热器17吸收所述电冷却液循环回路的热量,将电池组件18工作产生的温度带走,降低冷却液循环回路的温度,从而对电池组件18进行冷却,而第四支路在所述第二室内换热器9的出口处与第一路制冷剂汇流流向第三支路,再从第三支路流向气液分离器10。
在实施例二中,所述热泵系统在制热除湿模式下:所述第一支路断开,所述第二支路、所述第三支路连通,所述第一接口和所述第二接口连通,所述第三接口和所述第四接口连通,所述第三接口通过第二支路与所述第一换热部51的第二端口连通,所述第二室内换热器9、所述第一中间换热器5并联,所述第二支路与所述第四支路并联,所述第四支路的进口端与所述第二支路连通,第四支路的出口端连接于所述第二室内换热器9的出口处。
此时,制热除湿模式同时具有两条制冷剂循环回路,第一条制冷剂循环回路与上述实施例一中制热除湿模式相同,此处不再赘述。不同之处在于,第二条制冷剂的循环回路在进入第二室内换热器9之前被分成三路,第一路制冷剂进入第四支路,第二路制冷剂流向第二流量调节装置8后进入第二室内换热器9,第三路制冷剂流向第二支路进入第一流量调节装置6后进入第一换热部51。第四支路的制冷剂通过第二中间换热器17吸收冷却液循环回路的热量后,在所述第二室内换热器9的出口处与第二室内换热器9流出的制冷剂汇合流向第三支路。实施例二的除湿制热模式将电池组件18的热量吸收至制冷剂流路,不仅可以对电池组件18进行冷却,还能在提升整个热泵系统在制热除湿模式下的制热量。
本申请实施例三如图10、图11所示,本申请的实施三是基于实施例二作出的改进。在本申请的实施例三中,所述第二支路与所述第四支路并联,所述第四支路的进口端与所述第二支路连通,第四支路的出口端连接于所述第二室内换热器9的出口处。在实施三中,与实施例二的不同之处在于:
所述热泵系统在制冷模式下:制冷剂流经第二阀单元61后分为两个制冷剂流路,一路制冷剂进入第二支路,另一路制冷剂流向第四支路,第四支路的制冷剂通过第二中间换热器17吸收冷却液循环回路的热量后,在所述第二室内换热器9的出口处与第二室内换热器9流出的制冷剂汇合流向第三支路。
所述热泵系统在制热除湿模式下:第二条制冷剂循环回路与上述实施例一中制热除湿模式相同,此处不再赘述。不同之处在于,第一条制冷剂的循环回路在流经第二支路进入第一流量调节装置6之前被成两路,一路经过第四支路,一路流向第一流量调节装置6的第二节流单元62后进入第一换热部51。第四支路的作用与上述作用相同,不再赘述。
以上所述仅是本申请的较佳实施例而已,并非对本申请做任何形式上的限制,虽然本申请已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本申请,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本申请技术方案的范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本申请技术方案的内容,依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本申请技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种热泵系统,其特征在于,包括:压缩机(1)、第一室内换热器(2)、室外换热器(4)、第一中间换热器(5)、第一流量调节装置(6)、第二流量调节装置(8)、第二室内换热器(9)、气液分离器(10),所述压缩机(1)的出口与所述第一室内换热器(2)的进口连通,所述第二流量调节装置(8)设置于所述第二室内换热器(9)进口处;
所述第一中间换热器(5)包括能够相互热交换的第一换热部(51)和第二换热部(52),第一换热部(51)包括第一端口和第二端口,第二换热部(52)包括第三端口和第四端口,所述第一端口与所述室外换热器(4)连通,所述第二端口至少能够与所述第二室内换热器(9)连通,所述第一流量调节装置(6)设置于所述第二端口处或所述第一端口与所述室外换热器(4)之间,所述第三端口与所述压缩机(1)的进口连通,所述第四端口与所述气液分离器(10)的出口连通;
所述热泵系统包括制热模式,在所述制热模式下:所述第一室内换热器(2)的出口与所述第二室内换热器(9)的进口连通,所述第二室内换热器(9)的出口与所述第一换热部(51)的第二端口连通,所述室外换热器(4)与所述气液分离器(10)的进口连通,所述第一室内换热器(2)、所述第二室内换热器(9)、所述第一换热部(51)、所述室外换热器(4)、所述气液分离器(10)、所述第二换热部(52)、所述压缩机(1)连通形成回路。
2.如权利要求1所述的一种热泵系统,其特征在于,还包括流体切换装置(3),流体切换装置(3)包括第一接口、第二接口、第三接口和第四接口,所述第一接口与所述室外换热器(4)连通,所述第二接口与所述气液分离器(10)的进口连通,所述第三接口至少能够与所述第二室内换热器(9)的进口连通,第四接口与所述第一室内换热器(2)的出口连通;
所述热泵系统在制热模式下,所述第一接口和所述第二接口连通,所述第三接口和所述第四接口连通。
3.如权利要求2所述的一种热泵系统,其特征在于,包括第一支路、第二支路和第三支路,所述第一支路连接于所述第二端口和所述第二室内换热器(9)的出口之间,所述第二支路连接于所述第二端口与所述第二室内换热器(9)的进口之间,所述第三支路连接于所述气液分离器(10)的进口和所述第二室内换热器(9)的出口之间;
所述热泵系统在制热模式下,所述第一支路连通,所述第二支路、所述第三支路断开;
所述热泵系统还包括制冷模式,在制冷模式下,所述第一支路断开,所述第二支路、第三支路连通,所述第一接口和第四接口连通,所述第一室内换热器(2)、所述室外换热器(4)、所述第一换热部(51)、所述第二室内换热器(9)、所述气液分离器(10)、所述第二换热部(52)、所述压缩机(1)连通形成回路。
4.如权利要求3所述的一种热泵系统,其特征在于,所述热泵系统还包括制热除湿模式,在制热除湿模式下:
所述第一支路断开,所述第二支路、所述第三支路连通,所述第一接口和所述第二接口连通,所述第三接口和所述第四接口连通,所述第三接口通过第二支路与所述第一换热部(51)的第二端口连通,所述第二室内换热器(9)和所述第一中间换热器(5)并联,所述第一室内换热器(2)、所述第二室内换热器(9)、所述气液分离器(10)、所述第二换热部(52)、所述压缩机(1)连通形成回路;所述第一室内换热器(2)、所述第一换热部(51)、所述室外换热器(4)、所述气液分离器(10)、所述第二换热部(52)、所述压缩机(1)连通形成回路。
5.如权利要求1-4任一项所述的一种热泵系统,其特征在于,所述第二流量调节装置(8)包括第一阀单元(81)和第一节流单元(82),所述热泵系统在制热模式下,所述第一阀单元(81)或所述第一节流单元(82)与所述第二室内换热器(9)连通。
6.如权利要求2或3或4所述的一种热泵系统,其特征在于,所述第一流量调节装置(6)包括第二阀单元(61)和第二节流单元(62),所述热泵系统在制热模式下,所述第二节流单元(62)开启,所述第二阀单元(61)断开,所述热泵系统在制冷模式下,所述第二节流单元(62)断开,所述第二阀单元(61)导通。
7.如权利要求3或4所述的一种热泵系统,其特征在于,还包括第一阀控件(11)、第二阀控件(7)和第三阀控件(12),所述第一阀控件(11)设置在所述第一支路上,所述第二阀控件(7)设置在所述第二支路上,所述第三阀控件(12)设置在所述第三支路上。
8.如权利要求3或4所述的一种热泵系统,其特征在于,还包括第四支路和冷却液循环回路,冷却液循环回路包括第二中间换热器(17)、电池组件(18)和流体驱动装置(19),所述第二中间换热器(17)包括能够进行热交换的第三换热部(171)和第四换热部(172),所述第一换热部(51)、所述第四支路、所述第三换热部(171)、所述气液分离器(10)连通,所述第四换热部(172)、所述电池组件(18)、所述流体驱动装置(19)串联,所述第四支路上设置有第三流量调节装置(16),第三流量调节装置(16)与所述第三换热部(171)的进口连通,所述热泵系统在制冷模式下:
所述第三流量调节装置(16)开启,所述第四支路通过所述第二中间换热器(17)吸收所述冷却液循环回路的热量。
9.如权利要求8所述的一种热泵系统,其特征在于,所述热泵系统在制热除湿模式或制冷模式下:所述第二支路与所述第四支路并联,所述第四支路的进口端与所述第二支路连通,第四支路的出口端连接于所述第二室内换热器(9)的出口处。
10.如权利要求8所述的一种热泵系统,其特征在于,所述热泵系统在制冷模式下:所
述第二室内换热器(9)和所述第四支路并联,所述第四支路的进口端与所述第二支路连通,
第四支路的出口端连接于第二室内换热器(9)的出口处。
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