CN113390203A - 热泵系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种热泵系统,包括压缩机、第一换热器、第二换热器、第三换热器以及节流装置。其中,第一换热器的第一流通口、第二换热器的第一流通口以及第三换热器的第一流通口分别可控地与压缩机的排气口流体连通,第一换热器的第二流通口、第二换热器的第二流通口以及第三换热器的第二流通口分别可控地与节流装置的节流入口流体连通。其中,第二换热器的第二流通口以及第三换热器的第二流通口分别可控地与节流装置的节流出口流体连通,第二换热器的第一流通口以及第三换热器的第一流通口分别可控地与压缩机的吸气口流体连通。本申请的热泵系统能够提供多个工作模式,满足不同的需求。
Description
技术领域
本申请涉及空调领域,尤其涉及热泵系统。
背景技术
热泵系统包括压缩机、两个换热器和节流装置,能够满足向外界提供空调供冷冷量和向外界提供空调供热热量。然而,需要一种热泵系统,能够满足向外界提供空调供冷冷量、向外界提供空调供热热量和向外界提供热水供热热量。
发明内容
为了实现上述目的,本申请提供了一种热泵系统,包括压缩机、第一换热器、第二换热器、第三换热器以及节流装置。压缩机包括吸气口和排气口。第一换热器包括第一流通口和第二流通口。第二换热器包括第一流通口和第二流通口。第三换热器包括第一流通口和第二流通口。节流装置包括节流入口和节流出口。其中,第一换热器的第一流通口、第二换热器的第一流通口以及第三换热器的第一流通口分别可控地与压缩机的排气口流体连通,第一换热器的第二流通口、第二换热器的第二流通口以及第三换热器的第二流通口分别可控地与节流装置的节流入口流体连通。其中,第二换热器的第二流通口以及第三换热器的第二流通口分别可控地与节流装置的节流出口流体连通,第二换热器的第一流通口以及第三换热器的第一流通口分别可控地与压缩机的吸气口流体连通。
根据上述热泵系统,所述热泵系统还包括三通阀和四通阀。三通阀包括第一流通口、第二流通口、第三流通口、第一流通通道和第二流通通道,第一流通口和第二流通口能够通过第一流通通道流体连通,第一流通口和第三流通口能够通过第二流通通道流体连通。四通阀包括第一流通口、第二流通口和第三流通口、第四流通口、第一对流通通道和第二对流通通道,第一对流通通道能够使第一流通口与第四流通口流体连通,并且能够使第二流通口和第三流通口流体连通,第二对流通通道能够使第一流通口与第二流通口流体连通,并且能够使第三流通口和第四流通口流体连通。其中,三通阀的第一流通口与压缩机的排气口流体连通,三通阀的第二流通口与第一换热器的第一流通口流体连通,三通阀的第三流通口与四通阀的第二流通口流体连通,四通阀的第一流通口与第二换热器的第一流通口流体连通,四通阀的第三流通口与第三换热器的第一流通口流体连通,四通阀的第四流通口与压缩机的吸气口流体连通。其中,三通阀被配置为:第一流通通道和第二流通通道的流通流量是可调节的,并且流经三通阀的第一流通口的流体流量等于流经三通阀的第二流通口和第三流通口的流体流量之和。四通阀被配置为:当第一对流通通道流通时,第二对流通通道断开;并且当第一对流通通道断开时,第二对流通通道流通。
根据上述热泵系统,所述热泵系统还包括节流装置入口侧控制阀组和节流装置出口侧控制阀组。节流装置入口侧控制阀组包括第一阀、第二阀和第三阀,第一换热器的第二流通口、第二换热器的第二流通口以及第三换热器的第二流通口分别通过第一阀、第二阀和第三阀可控地与节流装置的节流入口流体连通。节流装置出口侧控制阀组包括第四阀和第五阀,第二换热器的第二流通口以及第三换热器的第二流通口分别通过第五阀和第四阀可控地与节流装置的节流出口流体连通。
根据上述热泵系统,所述热泵系统还包括控制装置。制装置与压缩机、三通阀和四通阀通讯连接。控制装置被配置为控制压缩机的开启和关闭。控制装置被配置为控制三通阀中第一流通通道和第二流通通道的连通和断开。控制装置被配置为控制四通阀中第一对流通通道和第二对流通通道的连通和断开。控制装置被配置为控制节流装置入口侧控制阀组和节流装置出口侧控制阀组中每一个阀的连通和断开。控制装置被配置为通过切换三通阀、四通阀、节流装置入口侧控制阀组和节流装置出口侧控制阀组的连通和断开实现多个工作模式。
根据上述热泵系统,多个工作模式包括制热水与制热模式。控制装置被配置为使三通阀的第一流通通道和第二流通通道处于连通状态,使四通阀的第一对流通通道处于断开状态,使第二对流通通道处于连通状态,使第一阀、第二阀和第四阀处于连通状态,使第三阀和第五阀处于断开状态,以实现制热水与制热模式。其中,第一换热器和第二换热器的冷凝压力相同。
根据上述热泵系统,多个工作模式包括单独制热水模式和除霜模式。控制装置被配置为使三通阀的第一流通通道处于连通状态,使三通阀的第二流通通道处于断开状态,使四通阀的第一对流通通道处于断开状态,第二对流通通道处于连通状态,第一阀和第四阀处于连通状态,第二阀、第三阀和第五阀处于断开状态,以实现单独制热水模式。控制装置还被配置为:在单独制热水模式期间将三通阀的第二流通通道打开一预设时间后,关闭三通阀的第一流通通道,打开四通阀的第一对流通通道,并断开四通阀的第二对流通通道,以实现除霜模式。
根据上述热泵系统,第三换热器为空气侧换热器,空气侧换热器中包括风机,风机是可变频或可调速的。其中,控制装置与风机通讯连接,并且控制装置被配置为调节风机的频率或转速。
根据上述热泵系统,所述热泵系统还包括冷媒罐和冷媒罐控制阀组。冷媒罐包括冷媒罐第一口、冷媒罐第二口和冷媒罐第三口。冷媒罐控制阀组包括第六阀、第七阀和第八阀。其中,冷媒罐第一口通过第六阀可控地与节流入口流体连通,冷媒罐第二口通过第七阀可控地与节流出口流体连通,压缩机的排气口通过第八阀可控地与冷媒罐第三口流体连通。
根据上述热泵系统,控制装置与冷媒罐控制阀组通讯连接,从而控制第六阀、第七阀和第八阀的连通和断开。
根据上述热泵系统,节流装置入口侧控制阀组为单向阀,以使得热泵系统中的制冷剂从第一换热器的第二流通口、第二换热器的第二流通口和第三换热器的第二流通口向节流装置的节流入口单向流动。
根据上述热泵系统,第一换热器和第二换热器为水侧换热器,并且第一换热器为壳管式换热器。
本申请还提供一种用于上述热泵系统的控制方法,所述方法包括以下步骤:使三通阀的第一流通通道处于连通状态,使三通阀的第二流通通道处于断开状态,使四通阀的第一对流通通道处于断开状态,第二对流通通道处于连通状态,第一阀和第四阀处于连通状态,第二阀、第三阀和第五阀处于断开状态,以使热泵系统处于制热水模式;使三通阀的第二流通通道打开一预设时间;以及关闭三通阀的第一流通通道,打开四通阀的第一对流通通道,并关闭四通阀的第二对流通通道。
本申请的热泵系统能够提供多个工作模式,满足不同的需求。
通过考虑下面的具体实施方式、附图和权利要求,本申请的其它的特征、优点和实施例可以被阐述或变得显而易见。此外,应当理解,上述发明内容和下面的具体实施方式均为示例性的,并且旨在提供进一步的解释,而不限制要求保护的本申请的范围。然而,具体实施方式和具体实例仅指示本申请的优选实施例。对于本领域的技术人员来说,在本申请的精神和范围内的各种变化和修改将通过该具体实施方式变得显而易见。
附图说明
本申请的特征和优点可通过参照附图阅读以下详细说明得到更好地理解,在整个附图中,相同的附图标记表示相同的部件,其中:
图1是本申请的一个实施例的热泵系统的系统图;
图2为图1所示的热泵系统中控制装置与各部件的通讯连接示意图;
图3是图2中控制装置示意性的内部结构图;
图4是图1所示的热泵系统在单独制冷模式下的系统图;
图5是图1所示的热泵系统在单独制热模式下的系统图;
图6是图1所示的热泵系统在单独制热水模式下的系统图;
图7A-7B是图1所示的热泵系统在除霜模式下的系统图;
图8是图1所示的热泵系统在制冷与制热水模式下的系统图;
图9是图1所示的热泵系统在制热水与制热模式下的系统图;
图10A为在图1所示的热泵系统中,将制冷剂循环回路中的制冷剂引入冷媒罐的状态图;
图10B为在图1所示的热泵系统中,将冷媒罐中的制冷剂引入制冷剂循环回路的状态图;
图11为本申请的另一个实施例的热泵系统。
具体实施方式
下面将参考构成本说明书一部分的附图对本发明的各种具体实施方式进行描述。应该理解的是,本申请中所使用的诸如“第一”和“第二”等序数词仅仅用于区分和标识,而不具有任何其它含义,如未特别指明则不表示特定的顺序,也不具有特定的关联性。例如,术语“第一换热器”本身并不暗示“第二换热器”的存在,术语“第二换热器”本身也不暗示“第一换热器”的存在。
图1是本申请的一个实施例的热泵系统100的系统图,以示出热泵系统100中各部件及其连接关系。如图1所示,热泵系统100包括压缩机108、第一换热器101、第二换热器102、第三换热器103、三通阀132和四通阀134,以及以下将要介绍的其它数个阀。图1所示的各个部件(包括压缩机108、第一换热器101、第二换热器102、第三换热器103、三通阀132、四通阀134和其它各个阀)之间的连线表示连接管路。其中,第一换热器101为水侧换热器,其能够作为冷凝器,用于为用户提供热水。第二换热器102为空气侧换热器,其能够作为冷凝器/蒸发器,用于为用户提供热量/冷量。第三换热器103为空气侧换热器,其能够作为冷凝器/蒸发器,用于向外界散发热量/冷量。其中,第三换热器103包括能够变频的风机109。
本领域的技术人员可以理解,上述第一换热器101、第二换热器102和第三换热器103的类型只是示意性的,在其它示例中,第一换热器101、第二换热器102和第三换热器103可以为任意种类的换热器。例如,第三换热器103可以为地源型换热器、水源型换热器等。
具体的,压缩机108具有吸气口111和排气口112。第一换热器101包括第一流通口113和第二流通口114。第二换热器102包括第一流通口115和第二流通口116。第三换热器103包括第一流通口117和第二流通口118。节流装置106包括节流入口121和节流出口122。三通阀132包括第一流通口141、第二流通口142、第三流通口143、第一流通通道161和第二流通通道162;其中,第一流通口141和第二流通口142能够通过第一流通通道161流体连通,第一流通口141和第三流通口143能够通过第二流通通道162流体连通。四通阀134包括第一流通口151、第二流通口152和第三流通口153、第四流通口154、第一对流通通道163和第二对流通通道164;其中,第一对流通通道163能够使第一流通口151与第四流通口154流体连通,并且能够使第二流通口152和第三流通口153流体连通,第二对流通通道164能够使第一流通口151与第二流通口152流体连通,并且能够使第三流通口153和第四流通口154流体连通。
压缩机108的排气口112与三通阀132的第一流通口141相连。三通阀132的第二流通口142与第一换热器101的第一流通口113相连。三通阀132的第三流通口143与四通阀134的第二流通口152相连。压缩机108的吸气口111与四通阀134的第四流通口154相连。四通阀134的第一流通口151与第二换热器102的第一流通口115相连。四通阀134的第三流通口153与第三换热器103的第一流通口117相连。第一换热器101的第二流通口114、第二换热器102的第二流通口116和第三换热器103的第二流通口118在节点A相连。节点A与节流装置106的节流入口121相连。
热泵系统100还包括节流装置入口侧控制阀组,用于控制节流装置106的节流入口121与其它部件的流体连通关系。具体来说,节流装置入口侧控制阀组包括第一阀171、第二阀172和第三阀173。第一阀171设置在第一换热器101的第二流通口114与节点A之间的连接管路191上。第二阀172设置在第二换热器102的第二流通口116与节点A之间的连接管路192上。第三阀173设置在第三换热器103的第二流通口118与节点A之间的连接管路193上。作为一个示例,第一阀171、第二阀172和第三阀173均为沿换热器(即,第一换热器101、第二换热器102、第三换热器103)至节点A单向设置的单向阀。所述单向阀被配置为:当单向阀上游的压力大于下游的压力时,单向阀导通;当单向阀上游的压力小于或等于下游的压力时,单向阀不导通。但本领域的技术人员可以理解,单向阀也可以设置为其它类型的阀,其能够使阀的上游与下游之间可控地连通或断开即可。
热泵系统100还包括节流装置出口侧控制阀组,用于控制节流装置106的节流出口122与其它部件的流体连通关系。具体来说,节流装置出口侧控制阀组包括第四阀174和第五阀175。第四阀174设置在连接管路194上。连接管路194的一端连接在第三换热器103的第二流通口118与第三阀173之间的节点B上,另一端与节流装置106的节流出口122相连。第五阀175设置在连接管路195上。连接管路195的一端连接在第二换热器102的第二流通口116与第二阀172之间的节点C上,另一端与节流装置106的节流出口122相连。更具体地,连接管路194与连接管路195在节点D交汇后,与节流装置106的节流出口122相连。
热泵系统100还包括冷媒罐180。冷媒罐180具有容腔(未示出),用于储存制冷剂。其包括冷媒罐第一口181、冷媒罐第二口182和冷媒罐第三口183。其中,冷媒罐第一口181通过连接管路196与节流装置106的节流入口121相连。具体地,连接管路196的一端与冷媒罐第一口181相连,连接管路196的另一端连接在第三阀173与节点A之间的节点E上。冷媒罐第二口182通过连接管路197与节流装置106的节流出口122相连。具体地,连接管路197的一端与冷媒罐第二口182相连,连接管路197的另一端连接在第四阀174与节点D之间的节点F上。冷媒罐第三口183通过连接管路198与压缩机108的排气口112相连。具体地,连接管路198的一端与冷媒罐第三口183相连,连接管路198的另一端连接在压缩机108的排气口112与三通阀132的第一流通口141之间的节点G上。
热泵系统100还包括冷媒罐控制阀组。冷媒罐控制阀组用于控制冷媒罐180的冷媒罐第一口181、冷媒罐第二口182和冷媒罐第三口183与其它部件的流体连通关系。具体来说,冷媒罐控制阀组包括第六阀176、第七阀177和第八阀178。第六阀176设置在连接管路196上。第七阀177设置在连接管路197上。第八阀178设置在连接管路198上。
需要说明的是,三通阀132被配置为:第一流通通道161和第二流通通道162的流通流量是可调节的。换句话说,从第一流通口141流入的流体可以单独从第二流通口142或第三流通口143流出,也可以从第二流通口142和第三流通口143流出。当从第一流通口141流入的流体从第二流通口142和第三流通口143流出时,从第一流通口141流入的流体的流量等于从第二流通口142和第三流通口143流出的流体的流量之和。其中,从第二流通口142和第三流通口143流出的流体的流量可以被调节。
还需要说明的是,四通阀134被配置为具有第一状态与第二状态。当四通阀134处于第一状态时,第一对流通通道163连通,并且第二对流通通道164断开。当四通阀134处于第二状态时,第一对流通通道163断开,第二对流通通道164连通。
作为一个示例,本申请中的第一阀171、第二阀172和第三阀173为单向阀。具体地,第一阀171为从第一换热器101的第二流通口114至节点A单向设置的单向阀。第二阀172为从节点C至节点A单向设置的单向阀。第三阀173为从节点B至节点A单向设置的单向阀。其中,单向阀被配置为:当单向阀上游的压力大于下游的压力时,单向阀导通;当单向阀上游的压力小于或等于下游的压力时,单向阀不导通。
作为一个示例,第八阀178为电磁阀。所述电磁阀被配置为:当电磁阀处于开启状态时,电磁阀导通,流体可以流过电磁阀;当电磁阀处于关闭状态时,电磁阀断开,流体不能流过电磁阀。
作为一个示例,第四阀174、第五阀175、第六阀176和第七阀177中的每一个为单向阀与电磁阀串联连接的阀组。具体地,第四阀174为从节点F至节点B单向设置的单向阀与电磁阀串联连接的阀组。第五阀175为从节点D至节点C单向设置的单向阀与电磁阀串联连接的阀组。第六阀176为从节点E至冷媒罐第二口182单向设置的单向阀与电磁阀串联连接的阀组。第七阀177为沿冷媒罐第一口181至节点F单向设置的单向阀与电磁阀串联连接的阀组。其中,单向阀被配置为:当单向阀上游的压力大于下游的压力时,单向阀导通;当单向阀上游的压力小于或等于下游的压力时,单向阀不导通。电磁阀被配置为:当电磁阀处于开启状态时,电磁阀导通,流体可以流过电磁阀;当电磁阀处于关闭状态时,电磁阀断开,流体不能流过电磁阀。
需要说明的是,虽然本申请中第一阀171、第二阀172、第三阀173为单向阀,第八阀178为电磁阀,并且第四阀174、第五阀175、第六阀176和第七阀177中的每一个为单向阀与电磁阀串联连接的阀组,但本领域的技术人员可以理解,第一阀171、第二阀172、第三阀173、第四阀174、第五阀175、第六阀176、第七阀177和第八阀178也可以设置为其它类型的阀,其能够使阀的上游与下游之间可控地连通或断开即可。
图2为图1所示的热泵系统100中控制装置202与各部件的通讯连接示意图。如图2所示,热泵系统100包括控制装置202。控制装置202通过连接274,275,276,277,278,232,234,208,209分别与第四阀174、第五阀175、第六阀176、第七阀177、第八阀178、三通阀132、四通阀134、压缩机108和风机109通讯连接。其中,控制装置202能够控制三通阀132、四通阀134、第四阀174、第五阀175、第六阀176、第七阀177和第八阀178的开启和关闭、控制三通阀132中第一流通通道161和第二流通通道162的流通流量、控制四通阀134处于第一状态或第二状态、控制压缩机108的开启与关闭、以及控制风机109的开启与关闭。
需要说明的是,本申请中的第一阀171、第二阀172和第三阀173能够通过第一阀171、第二阀172和第三阀173的上下游之间的压力差自动开启或关闭。但在其它实施例中,第一阀171、第二阀172和第三阀173可以为电磁阀,其也相应地被配置为与控制装置202通讯相连。
图3是图2中控制装置202示意性的内部结构图。如图3所示,控制装置202包括总线302、处理器304、输入接口308、输出接口312以及具有控制程序的存储器318。控制装置202中各个部件,包括处理器304、输入接口308、输出接口312以及存储器318与总线302通讯相连,使得处理器304能够控制输入接口308、输出接口312以及存储器318的运行。具体地说,存储器318用于存储程序、指令和数据,而处理器304从存储器318读取程序、指令和数据,并且能向存储器318写入数据。通过执行存储器318读取程序和指令,处理器304控制输入接口308、输出接口312的运行。如图3所示,输出接口312通过连接274,275,276,277,278,232,234,208,209分别与第四阀174、第五阀175、第六阀176、第七阀177、第八阀178、三通阀132、四通阀134、压缩机108和风机109通讯连接。输入接口308通过连接309接收热泵系统100的运行请求与其它运行参数。通过执行存储器318中的程序和指令,处理器304控制热泵系统100的运行。更具体地说,控制装置202可以通过输入接口308接收控制热泵系统100的运行请求(如通过控制面板发送请求),并通过输出接口312向各被控制部件发出控制信号,从而使得热泵系统100能够以多种工作模式运行并可以在各个工作模式之间进行切换。
本申请的热泵系统100通过三通阀132、四通阀134以及其它阀组件的具体设置,实现单独制冷模式、单独制热模式、单独制热水模式、制冷与制热水模式以及制热水与制热模式在内的多个工作模式。本申请的热泵系统100中各部件的连接关系简单,并且控制控制逻辑简易。
图4-9是图1所示的热泵系统100的系统图,以示出热泵系统100在不同工作模式下运行时的制冷剂循环回路,其中箭头表示制冷剂的流向和流动路径。需要说明的是,在图4-9所示的模式中,冷媒罐180处于不运行状态,并且冷媒罐控制阀组(即,第六阀176、第七阀177和第八阀178)处于关闭状态。下面详述图4-9所示的各个工作模式:
图4是图1所示的热泵系统100在单独制冷模式下的系统图。如图4所示,通过控制装置202的控制,使三通阀132的第一流通通道161断开、使第二流通通道162连通、使四通阀134处于第一状态(即,第一对流通通道163连通,并且第二对流通通道164断开)、使第四阀174断开、使压缩机108开启、使风机109开启、并且使第五阀175连通。
具体来说,从压缩机108的排气口112流出的高温高压制冷剂依次通过第二流通通道162以及第一对流通通道163中的第二流通口152和第三流通口153流至第三换热器103。第三换热器103的风机109开启,使得高温高压制冷剂与空气换热,从而将高温高压制冷剂变为低温高压制冷剂。低温高压制冷剂从第三换热器103流出后依次通过节点B、第三阀173、节点E和节点A流至节流装置106。低温高压制冷剂流经节流装置106后成为低温低压制冷剂,随后依次通过节点D、第五阀175和节点C流至第二换热器102。在第二换热器102中,低温低压制冷剂与用户侧的温度较高的流体进行换热,从而降低用户侧流体的温度,以为用户提供温度较低的流体(例如,用于提供空调冷水)。低温低压制冷剂在第二换热器102中与用户侧流体换热后变为高温低压的制冷剂。高温低压的制冷剂依次通过第一对流通通道163中的第一流通口151和第四流通口154后再次从压缩机108的吸气口111进入压缩机108,成为高温高压制冷剂,以完成制冷剂的循环。
需要说明的是,虽然第二阀172的两侧都有流体经过,但由于节点A处节流装置106上游(未流经节流装置106)的低温高压制冷剂的压力大于节点C处节流装置106下游(流经节流装置106)的低温低压制冷剂,并且第二阀172为从节点C至节点A单向流通的单向阀,因此制冷剂流体不会经由节点C流向节点A。
在单独制冷模式中,压缩机108、第三换热器103、节流装置106和第二换热器102处于制冷剂循环回路中。其中,第三换热器103作为冷凝器,第二换热器102作为蒸发器。第一换热器101不在制冷剂循环回路中。
图5是图1所示的热泵系统100在单独制热模式下的系统图。如图5所示,通过控制装置202的控制,使三通阀132的第一流通通道161断开、使第二流通通道162连通、使四通阀134处于第二状态(即,第一对流通通道163断开,并且第二对流通通道164连通)、使第四阀174连通、使压缩机108开启、使风机109开启、并且使第五阀175断开。
具体来说,从压缩机108的排气口112流出的高温高压制冷剂依次通过第二流通通道162以及第二对流通通道164中的第二流通口152和第四流通口154流至第二换热器102。在第二换热器102中,高温高压制冷剂与用户侧的温度较低的流体进行换热,从而升高用户侧流体的温度,以为用户提供温度较高的流体(例如,用于提供空调热水)。高温高压制冷剂在第二换热器102中与用户侧流体换热后变为低温高压的制冷剂。低温高压制冷剂从第二换热器102流出后依次通过节点C、第二阀172和节点A流至节流装置106。低温高压制冷剂流经节流装置106后成为低温低压制冷剂,随后依次通过节点D、节点F、第四阀174和节点B流至第三换热器103。在第三换热器103中,第三换热器103的风机109开启,使得低温低压制冷剂与空气换热,从而将低温低压制冷剂变为高温低压制冷剂。高温低压的制冷剂通过第二对流通通道164中的第三流通口153和第四流通口154后再次从压缩机108的吸气口111进入压缩机108,成为高温高压制冷剂,以完成制冷剂的循环。
需要说明的是,虽然第三阀173的两侧都有流体经过,但由于节点E处节流装置106上游(未流经节流装置106)的低温高压制冷剂的压力大于节点B处节流装置106下游(流经节流装置106)的低温低压制冷剂,并且第三阀173为从节点B至节点E单向流通的单向阀,因此制冷剂流体不会经由节点E流向节点B。
在单独制热模式中,压缩机108、第二换热器102、节流装置106和第三换热器103处于制冷剂循环回路中。其中,第二换热器102作为冷凝器。第三换热器103作为蒸发器。第一换热器101不处于制冷剂循环回路中。
图6是图1所示的热泵系统100在单独制热水模式下的系统图。如图6所示,通过控制装置202的控制,使三通阀132的第一流通通道161连通、使第二流通通道162断开、使四通阀134处于第二状态(即,第一对流通通道163断开,并且第二对流通通道164连通)、使第四阀174连通、使压缩机108开启、使风机109开启、并且使第五阀175断开。
具体来说,从压缩机108的排气口112流出的高温高压制冷剂通过第一流通通道161流至第一换热器101。在第一换热器101中,高温高压制冷剂与用户侧的温度较低的流体进行换热,从而升高用户侧流体的温度,以为用户提供温度较高的流体(例如,用于提供生活热水)。高温高压制冷剂在第一换热器101中与用户侧流体换热后变为低温高压的制冷剂。低温高压制冷剂从第一换热器101流出后依次通过第一阀171和节点A流至节流装置106。低温高压制冷剂流经节流装置106后成为低温低压制冷剂,随后依次通过节点D、节点F、第四阀174和节点B流至第三换热器103。在第三换热器103中,第三换热器103的风机109开启,使得低温低压制冷剂与空气换热,从而将低温低压制冷剂变为高温低压制冷剂。高温低压的制冷剂通过第二对流通通道164中的第三流通口153和第四流通口154后再次从压缩机108的吸气口111进入压缩机108,成为高温高压制冷剂,以完成制冷剂的循环。
需要说明的是,虽然第三阀173的两侧都有流体经过,但由于节点E处节流装置106上游(未流经节流装置106)的低温高压制冷剂的压力大于节点B处节流装置106下游(流经节流装置106)的低温低压制冷剂,并且第三阀173为从节点B至节点E单向流通的单向阀,因此制冷剂流体不会经由节点E流向节点B。
在单独制热水模式中,压缩机108、第一换热器101、第三换热器103和节流装置106处于制冷剂循环回路中。其中,第一换热器101作为冷凝器。第三换热器103作为蒸发器。第二换热器102不处于制冷剂循环回路中。
需要说明的是,当热泵系统100中的第三换热器103采用图1所示出的空气侧换热器(即,空气源换热器)时,热泵系统100还包括除霜模式。这是因为当热泵系统100处于上述单独制热水模式,并且空气侧换热器处于低温高湿度环境时,环境中空气里的水蒸汽接触低温的第三换热器103后会凝结在第三换热器103上形成霜,这将影响第三换热器103的换热效率。因此,当热泵系统100处于上述单独制热水模式时,控制装置202可以判断第三换热器103上形成的霜是否影响第三换热器103的换热效率。如果控制装置202判断第三换热器103上形成的霜会影响第三换热器103的换热效率,控制装置202将热泵系统100切换至下述的除霜模式。作为一个示例,控制装置202可以根据当前的环境温度和系统状态参数来判断是否切换至除霜模式。
图7A-7B是图1所示的热泵系统100在除霜模式下的系统图。下面详述除霜模式:
如图7A所示,当热泵系统100处于单独制热水模式时,控制装置202使三通阀132的第二流通通道162连通,以使得从压缩机108的排气口112流出的高温高压制冷剂从三通阀132的第一流通口141流入三通阀132后分为两路流动。其中一路高温高压制冷剂的流动路径与单独制热水模式中所述的相同,此处不再赘述。另一路高温高压制冷剂从压缩机108的排气口112流出后依次通过第二流通通道162以及第二对流通通道164中的第二流通口152和第一流通口151流至第二换热器102。在第二换热器102中,高温高压制冷剂与用户侧的温度较低的流体进行换热,从而升高用户侧流体的温度。高温高压制冷剂在第二换热器102中与用户侧流体换热后变为低温高压的制冷剂。低温高压制冷剂从第二换热器102流出后依次通过节点C和第二阀172流至节点A。在节点A处,在三通阀132中分成两路流动的制冷剂混合在一起后流至节流装置106。从节流装置106流至压缩机108的吸气口111的制冷剂的流动路径与单独制热水模式中制冷剂的流动路径相同,此处不再赘述。
需要说明的是,在第二换热器102中,虽然高温高压制冷剂与用户侧的温度较低的流体进行换热,但由于并未开启用户侧流体驱动装置(例如,风机,水泵等),因此高温高压制冷剂只对第二换热器102中的用户侧的流体进行加热,从而使得对第二换热器102中的用户侧的流体的温度升高。
控制装置202使第二流通通道162连通一预定时间后,第二换热器102中的用户侧的流体的温度升高到一预定温度(例如,50℃)。此时,如图7B所示,控制装置202使三通阀132的第一流通通道161断开、保持第二流通通道162连通、使四通阀134处于第一状态(即,第一对流通通道163连通,并且第二对流通通道164断开)、使第四阀174断开、使第五阀175连通、保持压缩机108、并且使风机109关闭。此时从压缩机108的排气口112流出的高温高压制冷剂依次通过第二流通通道162以及第一对流通通道163中的第二流通口152和第三流通口153流至第三换热器103。在第三换热器103中,高温高压制冷剂将热量传递至凝结在第三换热器103上的霜,从而使霜化掉。此时第三换热器103中的风机109不启动。高温高压制冷剂在第三换热器103中变为低温高压制冷剂后依次通过节点B、第三阀173、节点E和节点A流至节流装置106。低温高压制冷剂流经节流装置106后成为低温低压制冷剂,随后依次通过节点D、第五阀175和节点C流至第二换热器102。在第二换热器102中,低温低压制冷剂与刚被加热至一预定温度的用户侧的流体进行换热。由于用户侧的流体已经被加热至一预定温度,因此此时低温低压制冷剂可以直接与用户侧中预存的温度较高的流体进行换热,而不需要从用户侧的环境中获取热量。换句话说,低温低压制冷剂与用户侧的流体进行换热并不会影响用户侧的室内温度。低温低压制冷剂在第二换热器102中与用户侧流体换热后变为高温低压的制冷剂。高温低压的制冷剂依次通过第一对流通通道163中的第一流通口151和第四流通口154后再次从压缩机108的吸气口111进入压缩机108,成为高温高压制冷剂,以完成制冷剂的循环。
在热泵系统100执行上述除霜模式一段时间后,控制装置202可以将工作模式切换回单独制热水模式,从而通过第一换热器101继续为用户侧提供温度较高的流体(例如,用于提供生活热水)。
在传统的热泵系统中,在制热水模式下,当热泵系统需要对作为蒸发器的换热器进行除霜时,会将制热水模式切换为除霜模式。在传统的除霜模式中,制热水模式中的冷凝器用作除霜模式中的蒸发器,并且将制热水模式中的蒸发器用作除霜模式中的冷凝器,以使得从压缩机的排气口流出的高温高压制冷剂先通过制热水模式下的蒸发器,从而对其除霜。然而,在这种传统的除霜模式中,制热水模式下的冷凝器被用作除霜模式中的蒸发器。这使得蒸发器中会流经低温的制冷剂,并且该低温的制冷剂与用户侧温度较高的流体(例如,用于提供生活热水)换热,从而使得除霜模式下不仅没有为用户侧提供温度较高的流体,还使得用户侧的流体的温度较大幅度降低。这样,向用户侧的流体的温度容易波动,温度不能稳定地维持在一定范围内。此外,当热泵系统从除霜模式切换回制热水模式后,向用户侧的流体的温度需要较长的时间才能恢复原有的温度。
本申请的热泵系统100在进行除霜模式时不会对向用户侧提供温度较高的流体的第一换热器101产生不利影响,以保持向用户侧提供流体的温度。具体来说,在如图7A所示的制冷剂循环回路中,第一换热器101作为冷凝器,第三换热器103作为蒸发器。从压缩机108的排气口112流出的高温高压制冷剂一部分流经第二换热器102,将热量储存在第二换热器102的用户侧的流体中。此时,第一换热器101正常工作,以继续向用户侧提供温度较高的流体的。在如图7B所示的制冷剂循环回路中,使用储存在第二换热器102的用户侧的流体中的热量对第三换热器103进行除霜。此时第一换热器101不在制冷剂循环回路中,第一换热器101中的制冷剂的温度不会受到除霜模式的影响而下降。因此,在整个除霜模式中,通过第一换热器101向用户侧提供的流体的温度能够被较好地控制,不会出现大幅度的降温,从而使得向用户侧提供的流体的温度被稳定地维持在一定范围内。并且,当热泵系统100恢复单独制热水模式后,能够马上通过第一换热器101向用户侧提供温度较高的流体,从而使得向用户侧的流体的温度在短时间就能恢复原有的温度。
需要说明的是,本申请的热泵系统100对于对热水的温度有严格波动要求的应用环境特别重要。例如,手术室对于热水的温度波动有严格的要求。本申请的热泵系统100能够在执行除霜模式时,将热水的温度波动控制在1-2℃。
图8是图1所示的热泵系统100在制冷与制热水模式下的系统图。如图8所示,通过控制装置202的控制,使三通阀132的第一流通通道161连通、使第二流通通道162连通、使四通阀134处于第一状态(即,第一对流通通道163连通,并且第二对流通通道164断开)、使第四阀174断开、使压缩机108开启、使风机109开启、并且使第五阀175连通。
具体来说,从压缩机108的排气口112流出的高温高压制冷剂从三通阀132的第一流通口141流入三通阀132后分为两路。其中一路高温高压制冷剂通过第一流通通道161后流至第一换热器101。在第一换热器101中,高温高压制冷剂与用户侧的温度较低的流体进行换热,从而升高用户侧流体的温度,以为用户提供温度较高的流体(例如,用于提供生活热水)。高温高压制冷剂在第一换热器101中与用户侧流体换热后变为低温高压的制冷剂。低温高压制冷剂从第一换热器101流出后通过第一阀171流至节点A。其中另一路高温高压制冷剂依次通过第二流通通道162以及第一对流通通道163中的第二流通口152和第三流通口153流至第三换热器103。第三换热器103的风机109开启,使得高温高压制冷剂与空气换热,从而将高温高压制冷剂变为低温高压制冷剂。低温高压制冷剂从第三换热器103流出后依次通过节点B、第三阀173和节点E流至节点A。在节点A,在三通阀132中分成两路流动的制冷剂混合在一起后流至节流装置106。低温高压制冷剂流经节流装置106后成为低温低压制冷剂,随后依次通过节点D、第五阀175和节点C流至第二换热器102。在第二换热器102中,低温低压制冷剂与用户侧的温度较高的流体进行换热,从而降低用户侧流体的温度,以为用户提供温度较低的流体(例如,用于提供空调冷水)。低温低压制冷剂在第二换热器102中与用户侧流体换热后变为高温低压的制冷剂。高温低压的制冷剂依次通过第一对流通通道163中的第一流通口151和第四流通口154后再次从压缩机108的吸气口111再次进入压缩机108,成为高温高压制冷剂,以完成制冷剂的循环。
需要说明的是,虽然第二阀172的两侧都有流体经过,但由于节点A处节流装置106上游(未流经节流装置106)的低温高压制冷剂的压力大于节点C处节流装置106下游(流经节流装置106)的低温低压制冷剂,并且第二阀172为从节点C至节点A单向流通的单向阀,因此制冷剂流体不会经由节点C流向节点A。
在制冷与制热水模式中,压缩机108、第一换热器101、第三换热器103、节流装置106和第二换热器102均处于制冷剂循环回路中。其中,第一换热器101与第三换热器103并联设置,均作为冷凝器。第二换热器102作为蒸发器。更具体地说,第一换热器101与第三换热器103的并联设置可以使得原本在第三换热器103中散发的热量经由第一换热器101吸收,并有效利用。
作为一个示例,三通阀132中第一流通通道161和第二流通通道162的流体流量大小是可以调节的。更具体地,三通阀132中第一流通通道161和第二流通通道162的流体流量大小可以根据在第一换热器101处用户侧对温度较高的流体(例如,用于提供生活热水)的需求来调节。当第一换热器101处用户侧对温度较高的流体(例如,用于提供生活热水)的需求减小时,可以减小第二流通通道162的流体流量并增大第一流通通道161中的流体流量。当第一换热器101处用户侧对温度较高的流体(例如,用于提供生活热水)的需求增大时,可以增大第二流通通道162的流体流量并减小第一流通通道161中的流体流量。
作为一个示例,第三换热器103可以包括至少两个风机,从而能通过控制风机启动的个数来控制通过在第三换热器103处向外界散发的热量。作为另一个示例,第三换热器103中的风机包括变频风机或可调速风机,从而能通过控制风机的频率或转速来控制通过第三换热器103的制冷剂消耗的热量。
在另一个示例中,当第三换热器103为地源型换热器或水源型换热器时,可以控制地源侧或水源侧的流量来控制制冷剂在第三换热器103处消耗的热量。图9是图1所示的热泵系统100在制热水与制热模式下的系统图。如图9所示,通过控制装置202的控制,使三通阀132的第一流通通道161连通、使第二流通通道162连通、使四通阀134处于第二状态(即,第一对流通通道163断开,并且第二对流通通道164连通)、使第四阀174连通、使压缩机108开启、使风机109开启、并且使第五阀175断开。
具体来说,从压缩机108的排气口112流出的高温高压制冷剂从三通阀132的第一流通口141流入三通阀132后分为两路。其中一路高温高压制冷剂通过第一流通通道161后流至第一换热器101。在第一换热器101中,高温高压制冷剂与用户侧的温度较低的流体进行换热,从而升高用户侧流体的温度,以为用户提供温度较高的流体(例如,用于提供生活热水)。高温高压制冷剂在第一换热器101中与用户侧流体换热后变为低温高压的制冷剂。低温高压制冷剂从第一换热器101流出后通过第一阀171流至节点A。其中另一路高温高压制冷剂依次通过第二流通通道162以及第二对流通通道164中的第二流通口152和第一流通口151流至第二换热器102。在第二换热器102中,高温高压制冷剂与用户侧的温度较低的流体进行换热,从而升高用户侧流体的温度,以为用户提供温度较高的流体(例如,用于提供空调热水)。高温高压制冷剂在第二换热器102中与用户侧流体换热后变为低温高压的制冷剂。低温高压制冷剂从第二换热器102流出后依次通过节点C、第二阀172流至节点A。在节点A,在三通阀132中分成两路流动的制冷剂混合在一起后流至节流装置106。低温高压制冷剂流经节流装置106后成为低温低压制冷剂,随后依次通过节点D、节点F、第四阀174和节点B流至第三换热器103。在第三换热器103中,第三换热器103的风机109开启,使得低温低压制冷剂与空气换热,从而将低温低压制冷剂变为高温低压制冷剂。高温低压的制冷剂通过第二对流通通道164中的第三流通口153和第四流通口154后再次从压缩机108的吸气口111再次进入压缩机108,成为高温高压制冷剂,以完成制冷剂的循环。
需要说明的是,虽然第三阀173的两侧都有流体经过,但由于节点E处节流装置106上游(未流经节流装置106)的低温高压制冷剂的压力大于节点B处节流装置106下游(流经节流装置106)的低温低压制冷剂,并且第三阀173为从节点B至节点E单向流通的单向阀,因此制冷剂流体不会经由节点E流向节点B。
在制热水与制热模式中,压缩机108、第一换热器101、第二换热器102、第三换热器103和节流装置106均处于制冷剂循环回路中。其中,第一换热器101与第二换热器102并联设置,均作为冷凝器。第一换热器101与第二换热器102的冷凝压力相同。第三换热器103作为蒸发器。
需要说明的是,在制热水与制热模式中,三通阀132中第一流通通道161和第二流通通道162的流体流量大小是可以调节的。更具体地,三通阀132中第一流通通道161和第二流通通道162的流体流量大小可以根据在第一换热器101处用户侧对温度较高的流体(例如,用于提供生活热水)的需求以及在第二换热器102处用户侧对温度较高的流体(例如,用于提供空调热水)的需求来调节。
由此,控制装置202能够实现热泵系统100中上述各个工作模式的切换。
本申请热泵系统100还包括冷媒罐180以及冷媒罐控制阀组,用于在制热模式(所述热模式包括单独制热模式、单独制热水模式以及制热水与制热模式)与制冷模式(所述制冷模式包括单独制冷模式以及制冷与制热水模式)切换时使换热器(即,第一换热器101、第二换热器102和/或第三换热器103)满足泄压要求,并且调节制冷剂循环回路中制冷剂的量。下面结合图10A-10B描述在制热模式与制冷模式切换时,冷媒罐控制阀组的控制。需要说明的是,在图10A-10B所示的状态下,通过控制装置202的控制,使风机109关闭。
图10A为在图1所示的热泵系统100中,将制冷剂循环回路中的制冷剂引入冷媒罐180的状态图。如图10A所示,通过控制装置202的控制,使第六阀176打开、使第七阀177关闭、并且使第八阀178关闭。不论热泵系统100之前处于上述哪一种工作模式,节点E都位于节流装置106上游,节点E处的制冷剂为高压制冷剂。由于制冷剂会自动地由高压处向低压处流动,又由于高压制冷剂的压力大于冷媒罐180中的压力,因此节点E处的制冷剂会自动依次通过节点E、第六阀176和冷媒罐第一口181流入冷媒罐180,并且储存在冷媒罐180中。
图10B为在图1所示的热泵系统100中,将冷媒罐180中的制冷剂引入制冷剂循环回路的状态图。如图10B所示,通过控制装置202的控制,使第六阀176关闭、使第七阀177打开、并且使第八阀178打开。不论热泵系统100之前处于上述哪一种工作模式,节点G位于压缩机108的排气口112的下游,节点G处的制冷剂为高压制冷剂。节点F位于节流装置106下游,节点F处的制冷剂为低压制冷剂。由于制冷剂会自动地由高压处向低压处流动,因此节点G处的制冷剂能够通过第八阀178和冷媒罐第三口183流入冷媒罐180,并将冷媒罐180中的制冷剂压出冷媒罐180,从而使得制冷剂通过冷媒罐第二口182流出冷媒罐180。随后,流出冷媒罐180的制冷剂通过第七阀177流至节点F,从而进入制冷剂循环回路。
由此,本申请的热泵系统100中的控制装置202仅需对冷媒罐控制阀组进行开关控制即可实现泄压,而不需要增加额外的动力装置。此外,如图10A-10B所示的过程中不需要关闭压缩机108,从而能够避免压缩机108频繁启停,以延长热泵系统100的使用寿命。
此外,在设置了冷媒罐180以及冷媒罐控制阀组的情况下,热泵系统100中可以不在压缩机108的吸气口111的上游设置气液分离器。这在节省成本的同时还能降低系统的阻力。
图11为本申请的另一个实施例的热泵系统500。图11所示的热泵系统500与图1所示的热泵系统100大致相同,此处不再赘述。与图1所示的热泵系统100不同的是,图11所示的热泵系统500还包括润滑剂分离器531、经济器501以及与其相配合的阀件和管道。
具体来说,热泵系统500包括润滑剂分离器531、润滑剂分离器连接管551和润滑剂分离器控制阀532。其中,润滑剂分离器531用于将混合在一起的制冷剂和润滑剂(例如,润滑油)相互分离。润滑剂分离器531包括润滑剂分离器第一口541、润滑剂分离器第二口542和润滑剂分离器第三口543。其中,润滑剂分离器第一口541与节点G相连,用于接收从压缩机108排出的制冷剂和润滑剂混合物。润滑剂分离器第二口542与三通阀132的第一流通口141相连,用于将分离后的制冷剂送入三通阀132的第一流通口141。润滑剂分离器第三口543通过润滑剂分离器连接管551连接在第四流通口154与压缩机108的吸气口111之间的节点H处,用于将分离后的润滑剂重新送入压缩机108。润滑剂分离器控制阀532设置在润滑剂分离器连接管551上,用于控制润滑剂分离器连接管551的连通和断开。
作为一个示例,润滑剂分离器控制阀532为电磁阀。润滑剂分离器控制阀532与控制装置202通讯连接,并且控制装置202能够控制润滑剂分离器控制阀532的连通和断开。
更具体地说,润滑剂分离器531还包括润滑剂容腔(未示出)。与制冷剂分离后的润滑剂可以被存储在润滑剂分离器531的润滑剂容腔中。当需要向压缩机108提供润滑剂时,控制装置202控制润滑剂分离器控制阀532打开,从而使润滑剂分离器连接管551的连通,以使得润滑剂分离器531中存储的润滑剂可以通过润滑剂分离器第三口543流出润滑剂分离器531,并进入压缩机108。
热泵系统500还包括经济器501、附加节流装置503、第一附加管路571、第二附加管路572和经济器控制阀561。经济器501包括经济器第一口511、经济器第二口512、经济器第三口513和经济器第四口514。其中,经济器第一口511与节点A相连,用于接收高压制冷剂。经济器第二口512通过第一附加管路571连接在压缩机108上。换句话说,经济器第二口512通过第一附加管路571与压缩机108中的压缩腔(未示出)相连接。经济器第三口513与节流装置106的节流入口121相连。经济器第四口514通过第二附加管路572连接在经济器第三口513和节流装置106的节流入口121之间的节点J上。附加节流装置503安装在第二附加管路572上。作为一个示例,附加节流装置503为从经济器第二口512至压缩机108中的压缩腔的单向阀。
经济器501中还包括第一通道和第二通道(未示出)。第一通道使从经济器第一口511进入经济器501的制冷剂能够从经济器第三口513流出。第二通道使从经济器第四口514进入经济器501的制冷剂能够从经济器第二口512流出。在经济器501中,第一通道和第二通道不流体连通,但流经第一通道的制冷剂能够和流经第二通道的制冷剂换热。作为一个示例,低温高压制冷剂流通过经济器第一口511进入经济器501后从经济器第三口513流出。从经济器第三口513流出的制冷剂在节点J处分为两路。其中一路制冷剂从节流装置106的节流入口121进入节流装置106。另一路制冷剂流经第二附加管路572,被附加节流装置503节流后从经济器第四口514进入经济器501,并与第一通道内、从经济器第一口511流入的制冷剂换热。由于从经济器第四口514进入经济器501的制冷剂被附加节流装置503节流,因此第二通道中的制冷剂温度更低,其能够降低第一通道中的制冷剂的温度。另一方面,第二通道中的制冷剂从经济器第二口512流出经济器501,经过经济器控制阀561流入压缩机108中的压缩腔。这可以降低压缩机108的排气温度,从而提高热泵系统100的效率。
尽管本文中仅对本申请的一些特征进行了图示和描述,但是对本领域技术人员来说可以进行多种改进和变化。因此应该理解,所附的权利要求旨在覆盖所有落入本申请实质精神范围内的上述改进和变化。
Claims (12)
1.一种热泵系统,其特征在于:所述热泵系统包括:
压缩机(108),所述压缩机(108)包括吸气口(111)和排气口(112);
第一换热器(101),所述第一换热器(101)包括第一流通口(113)和第二流通口(114);
第二换热器(102),所述第二换热器(102)包括第一流通口(115)和第二流通口(116);
第三换热器(103),所述第三换热器(103)包括第一流通口(117)和第二流通口(118);以及
节流装置(106),所述节流装置(106)包括节流入口(121)和节流出口(122);
其中,所述第一换热器(101)的第一流通口(113)、所述第二换热器(102)的第一流通口(115)以及所述第三换热器(103)的第一流通口(117)分别可控地与所述压缩机(108)的排气口(112)流体连通,所述第一换热器(101)的第二流通口(114)、所述第二换热器(102)的第二流通口(116)以及所述第三换热器(103)的第二流通口(118)分别可控地与所述节流装置(106)的节流入口(121)流体连通;
其中,所述第二换热器(102)的第二流通口(116)以及所述第三换热器(103)的第二流通口(118)分别可控地与所述节流装置(106)的节流出口(122)流体连通,所述第二换热器(102)的第一流通口(115)以及所述第三换热器(103)的第一流通口(117)分别可控地与所述压缩机(108)的吸气口(111)流体连通。
2.如权利要求1所述的热泵系统,其特征在于:所述热泵系统还包括:
三通阀(132),所述三通阀(132)包括第一流通口(141)、第二流通口(142)、第三流通口(143)、第一流通通道(161)和第二流通通道(162),所述第一流通口(141)和所述第二流通口(142)能够通过所述第一流通通道(161)流体连通,所述第一流通口(141)和所述第三流通口(143)能够通过所述第二流通通道(162)流体连通;以及
四通阀(134),所述四通阀(134)包括第一流通口(151)、第二流通口(152)和第三流通口(153)、第四流通口(154)、第一对流通通道(163)和第二对流通通道(164),所述第一对流通通道(163)能够使所述第一流通口(151)与所述第四流通口(154)流体连通,并且能够使所述第二流通口(152)和所述第三流通口(153)流体连通,所述第二对流通通道(164)能够使所述第一流通口(151)与所述第二流通口(152)流体连通,并且能够使所述第三流通口(153)和所述第四流通口(154)流体连通;
其中,所述三通阀(132)的第一流通口(141)与所述压缩机(108)的排气口(112)流体连通,所述三通阀(132)的第二流通口(142)与所述第一换热器(101)的第一流通口(113)流体连通,所述三通阀(132)的第三流通口(143)与所述四通阀(134)的第二流通口(152)流体连通,所述四通阀(134)的第一流通口(151)与所述第二换热器(102)的第一流通口(115)流体连通,所述四通阀(134)的第三流通口(153)与所述第三换热器(103)的第一流通口(117)流体连通,所述四通阀(134)的第四流通口(154)与所述压缩机(108)的吸气口(111)流体连通;
其中,所述三通阀(132)被配置为:所述第一流通通道(161)和所述第二流通通道(162)的流通流量是可调节的,并且流经所述三通阀(132)的第一流通口(141)的流体流量等于流经所述三通阀(132)的第二流通口(142)和第三流通口(143)的流体流量之和;
所述四通阀(134)被配置为:当所述第一对流通通道(163)流通时,所述第二对流通通道(164)断开;并且当所述第一对流通通道(163)断开时,所述第二对流通通道(164)流通。
3.如权利要求2所述的热泵系统,其特征在于:所述热泵系统还包括:
节流装置入口侧控制阀组,所述节流装置入口侧控制阀组包括第一阀(171)、第二阀(172)和第三阀(173),所述第一换热器(101)的第二流通口(114)、所述第二换热器(102)的第二流通口(116)以及所述第三换热器(103)的第二流通口(118)分别通过所述第一阀(171)、所述第二阀(172)和所述第三阀(173)可控地与所述节流装置(106)的节流入口(121)流体连通;以及
节流装置出口侧控制阀组,所述节流装置出口侧控制阀组包括第四阀(174)和第五阀(175),所述第二换热器(102)的第二流通口(116)以及所述第三换热器(103)的第二流通口(118)分别通过所述第五阀(175)和所述第四阀(174)可控地与所述节流装置(106)的节流出口(122)流体连通。
4.如权利要求3所述的热泵系统,其特征在于:所述热泵系统还包括:
控制装置(202),所述控制装置(202)与所述压缩机(108)、所述三通阀(132)和所述四通阀(134)通讯连接;
其中,所述控制装置(202)被配置为控制所述压缩机(108)的开启和关闭;
其中,所述控制装置(202)被配置为控制所述三通阀(132)中所述第一流通通道(161)和所述第二流通通道(162)的连通和断开;
其中,所述控制装置(202)被配置为控制所述四通阀(134)中所述第一对流通通道(163)和第二对流通通道(164)的连通和断开;
其中,所述控制装置(202)被配置为控制所述节流装置入口侧控制阀组和所述节流装置出口侧控制阀组中每一个阀的连通和断开;
所述控制装置(202)被配置为通过切换所述三通阀(132)、所述四通阀(134)、所述节流装置入口侧控制阀组和所述节流装置出口侧控制阀组的连通和断开实现多个工作模式。
5.如权利要求4所述的热泵系统,其特征在于:
所述多个工作模式包括制热水与制热模式;
所述控制装置(202)被配置为使所述三通阀(132)的第一流通通道(161)和第二流通通道(162)处于连通状态,使所述四通阀(134)的第一对流通通道(163)处于断开状态,使所述第二对流通通道(164)处于连通状态,使所述第一阀(171)、所述第二阀(172)和所述第四阀(174)处于连通状态,使所述第三阀(173)和所述第五阀(175)处于断开状态,以实现所述制热水与制热模式;
其中,所述第一换热器(101)和所述第二换热器(102)的冷凝压力相同。
6.如权利要求4所述的热泵系统,其特征在于:
所述多个工作模式包括单独制热水模式和除霜模式;
所述控制装置(202)被配置为使所述三通阀(132)的第一流通通道(161)处于连通状态,使所述三通阀(132)的第二流通通道(162)处于断开状态,使所述四通阀(134)的第一对流通通道(163)处于断开状态,所述第二对流通通道(164)处于连通状态,所述第一阀(171)和所述第四阀(174)处于连通状态,所述第二阀(172)、所述第三阀(173)和所述第五阀(175)处于断开状态,以实现所述单独制热水模式;
所述控制装置(202)还被配置为:在所述单独制热水模式期间将所述三通阀(132)的第二流通通道(162)打开一预设时间后,关闭所述三通阀(132)的第一流通通道(161),打开所述四通阀(134)的第一对流通通道(163),并断开四通阀(134)的第二对流通通道(164),以实现所述除霜模式。
7.如权利要求4所述的热泵系统,其特征在于:
所述第三换热器(103)为空气侧换热器,所述空气侧换热器中包括风机(109),所述风机(109)是可变频或可调速的;
其中,所述控制装置(202)与所述风机通讯连接,并且所述控制装置(202)被配置为调节所述风机的频率或转速。
8.如权利要求4所述的热泵系统,其特征在于:所述热泵系统还包括:
冷媒罐(180),所述冷媒罐(180)包括冷媒罐第一口(181)、冷媒罐第二口(182)和冷媒罐第三口(183);以及
冷媒罐控制阀组,所述冷媒罐控制阀组包括第六阀(176)、第七阀(177)和第八阀(178);
其中,所述冷媒罐第一口(181)通过所述第六阀(176)可控地与所述节流入口(121)流体连通,所述冷媒罐第二口(182)通过所述第七阀(177)可控地与所述节流出口(122)流体连通,所述压缩机(108)的排气口(112)通过第八阀(178)可控地与所述冷媒罐第三口(183)流体连通。
9.如权利要求8所述的热泵系统,其特征在于:
所述控制装置(202)与冷媒罐控制阀组通讯连接,从而控制所述第六阀(176)、第七阀(177)和第八阀(178)的连通和断开。
10.如权利要求3所述的热泵系统,其特征在于:
所述节流装置入口侧控制阀组为单向阀,以使得所述热泵系统中的制冷剂从所述第一换热器(101)的第二流通口(114)、所述第二换热器(102)的第二流通口(116)和所述第三换热器(103)的第二流通口(118)向所述节流装置(106)的节流入口(121)单向流动。
11.如权利要求1所述的热泵系统,其特征在于:
所述第一换热器(101)和所述第二换热器(102)为水侧换热器,并且所述第一换热器(101)为壳管式换热器。
12.一种用于如权利要求3所述的热泵系统的控制方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:
使所述三通阀(132)的第一流通通道(161)处于连通状态,使所述三通阀(132)的第二流通通道(162)处于断开状态,使所述四通阀(134)的第一对流通通道(163)处于断开状态,所述第二对流通通道(164)处于连通状态,所述第一阀(171)和所述第四阀(174)处于连通状态,所述第二阀(172)、所述第三阀(173)和所述第五阀(175)处于断开状态,以使所述热泵系统处于制热水模式;
使三通阀(132)的第二流通通道(162)打开一预设时间;以及
关闭三通阀(132)的第一流通通道(161),打开四通阀(134)的第一对流通通道(163),并关闭四通阀(134)的第二对流通通道(164)。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201093795Y (zh) * | 2007-06-06 | 2008-07-30 | 西安建筑科技大学 | 冬夏两用热泵装置 |
CN203687449U (zh) * | 2013-12-31 | 2014-07-02 | 广东同益电器有限公司 | 一种集制冷制热及热水供应于一体的热泵系统 |
CN104515322A (zh) * | 2013-09-30 | 2015-04-15 | 珠海格力电器股份有限公司 | 可实现连续制热的空调系统 |
CN105020934A (zh) * | 2014-04-17 | 2015-11-04 | 陈则韶 | 一种简化型实用多功能热水空调机 |
CN110736265A (zh) * | 2019-08-07 | 2020-01-31 | 广东爱尼智能家电制造有限公司 | 一种多功能热泵热水机组 |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201093795Y (zh) * | 2007-06-06 | 2008-07-30 | 西安建筑科技大学 | 冬夏两用热泵装置 |
CN104515322A (zh) * | 2013-09-30 | 2015-04-15 | 珠海格力电器股份有限公司 | 可实现连续制热的空调系统 |
CN203687449U (zh) * | 2013-12-31 | 2014-07-02 | 广东同益电器有限公司 | 一种集制冷制热及热水供应于一体的热泵系统 |
CN105020934A (zh) * | 2014-04-17 | 2015-11-04 | 陈则韶 | 一种简化型实用多功能热水空调机 |
CN110736265A (zh) * | 2019-08-07 | 2020-01-31 | 广东爱尼智能家电制造有限公司 | 一种多功能热泵热水机组 |
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