CN113551441A - 一种热泵机组 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种热泵机组，热泵机组包括主循环系统和辅助系统，主循环系统包括形成主循环回路的主压缩机、主四通阀、室外换热器、主节流元件和室内换热器，辅助系统包括第一副换热器，第一副换热器用于产生与室外换热器相反的能量并将能量施加至室外换热器或者与所述室外换热器相接的冷媒管路上，因而，本发明通过第一副换热器可以提高室内换热器的制冷制热效率，提升用户舒适度。

Description

一种热泵机组

技术领域

本发明涉及一种温度调节设备技术领域，特别涉及一种能够提高制冷制热效率的热泵机组。

背景技术

随着经济的发展，空调已经广泛的应用在人们的日常生活当中，以实现温度的调节。

现有空调一般具有一套制冷循环系统，包括形成制冷回路的压缩机、四通阀、室外换热器、节流元件和室内换热器。然而，现有空调的压缩机固定，因而，其制冷制热效率确定，无法提升，并且在室外换热器结霜等情况下，室内制热效果还会大大折扣，用户使用舒适性差。

本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是要提供一种热泵机组，解决了现有空调制冷制热效率确定，无法提升，并且在特殊情况下制热效果还会大大折扣，用户使用舒适性差的技术问题。

本发明提供了一种热泵机组，包括主循环系统，所述主循环系统包括形成主循环回路的主压缩机、主四通阀、室外换热器、主节流元件和室内换热器，所述热泵机组包括辅助系统，所述辅助系统包括第一副换热器，所述第一副换热器用于产生与所述室外换热器相反的能量并将所述能量施加至所述室外换热器或者与所述室外换热器相接的冷媒管路上。

如上所述的热泵机组，所述第一副换热器的换热器翅片与所述室外换热器的换热器翅片接触，或者，所述第一副换热器的冷媒管路与所述室外换热器的冷媒管路共用换热翅片，或者，所述第一副换热器的至少部分冷媒管路位于所述室外换热器的冷媒管路内，或者，所述室外换热器的至少部分冷媒管路位于所述第一副换热器的冷媒管路内。

如上所述的热泵机组，所述辅助系统包括温差交换器，所述第一副换热器和与所述室外换热器相接的冷媒管路位于所述温差换热器内。

如上所述的热泵机组，所述第一副换热器的冷媒管路和与所述室外换热器相接的冷媒管路在所述温差换热器内螺旋设置，或者，所述第一副换热器的至少部分冷媒管路位于与所述室外换热器相接的冷媒管路内，或者，与所述室外换热器相接的至少部分冷媒管路位于所述第一副换热器的冷媒管路内。

如上所述的热泵机组，所述辅助系统包括形成副循环回路的副压缩机、阀单元、第二副换热器、副节流元件和第一副换热器。

如上所述的热泵机组，所述辅助系统包括第三副换热器和太阳能集热器，所述太阳能集热器用于将产生的热量传递至所述第三副换热器，所述阀单元用于在所述太阳能集热器的温度高于特定温度且所述第一副换热器为制热状态时，将所述第三副换热器接入所述副压缩机的回气口和所述第二副换热器之间。

如上所述的热泵机组，所述辅助系统包括第四副换热器和蓄液装置，所述第四副换热器用于与所述蓄液装置进行热交换；所述阀单元用于在所述蓄液装置的温度低于特定温度且所述第一副换热器为制冷状态时，将所述第四副换热器接入所述副压缩机的排气口和所述第二副换热器之间，和/或，所述阀单元用于在所述蓄液装置的温度高于自身设定温度且所述第一副换热器为制热状态时，将所述第四副换热器接入所述副压缩机的排气口和所述第一副换热器之间。

如上所述的热泵机组，所述辅助系统包括第三副换热器和太阳能集热器，所述太阳能集热器用于将产生的热量传递至所述第三副换热器；所述辅助系统包括第四副换热器和蓄液装置，所述第四副换热器用于将热量传递至所述蓄液装置；所述阀单元用于在所述蓄液装置的温度高于自身设定温度且所述第一副换热器为制热状态时，将所述第四副换热器接入所述副压缩机的排气口和所述第一副换热器之间；和/或，所述阀单元用于在所述蓄液装置温度低于第二特定温度且所述太阳能集热器的温度低于特定温度且所述第一副换热器为制热状态时，将所述第四副换热器接入所述副压缩机的排气口和所述第一副换热器之间；和/或，所述阀单元用于在所述蓄液装置温度低于第二特定温度、所述太阳能集热器的温度高于特定温度且所述第一副换热器为制热状态时，将所述第四副换热器接入所述副压缩机的排气口和所述第一副换热器之间，将所述第三副换热器接入所述第二副换热器和所述副压缩机的回气口之间。

如上所述的热泵机组，所述第三副换热器与所述第四副换热器之间设置有第二副节流元件，所述阀单元用于在所述主压缩机停机且所述蓄液装置温度低于自身设定温度时，切换至所述副压缩机、所述第四副换热器、第二副节流元件、第三副换热器形成循环回路的状态。

如上所述的热泵机组，所述蓄液装置包括管路和泵，所述管路和泵用于带走所述蓄液装置的热量。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明热泵机组包括主循环系统和辅助系统，主循环系统包括形成主循环回路的主压缩机、主四通阀、室外换热器、主节流元件和室内换热器，辅助系统包括第一副换热器，第一副换热器用于产生与室外换热器相反的能量并将能量施加至室外换热器或者与所述室外换热器相接的冷媒管路上，因而，本发明通过第一副换热器可以提高室内换热器的制冷制热效率，提升用户舒适度。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1为本发明热泵机组实施例1的示意图；

图2-图8为本发明机组的7种状态示意图；

图9为本发明热泵机组实施例2的示意图；

图10为本发明热泵机组实施例3的示意图；

图11为图10A处的放大图。

其中，1、主压缩机；2、室外换热器；3、室内换热器；4、室内风机；5、主节流元件；6、主储液罐；7、副压缩机；8、第二副换热器；9、第一副换热器；10、副节流元件；11、副储液罐；12、第三副换热器；13、太阳能集热器；14、蓄液装置；15、第四副换热器；16、水泵；17、温差交换器；18、第二副节流元件；

20、主四通阀；22、第一副四通阀；25、第二副四通阀；26、第三副四通阀；27、第四副四通阀；23、第一室内四通阀；24、第二室内四通阀。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

实施例一

如图1所示，本实施例提出了一种热泵机组，包括主循环系统，主循环系统包括形成主循环回路的主压缩机1、主四通阀20、室外换热器2、储液罐6、主节流元件5和室内换热器3，室内换热器3用于向室内提供冷量或者热量。其中，室内换热器设置有至少一个，本实施例中，室内机具有3个，每个室内机具有一个室内换热器3，每个室内换热器对应一个室内风机4，在室内换热器3之间设置第一室内四通阀23和第二室内四通阀24，通过第一室内四通阀23和第二室内四通阀24控制室内换热器3是否接入主循环回路。

具体的，主循环系统的连接方式为：主压缩机1的排气口连接主四通阀20的接口1，主四通阀20的接口2连接室内换热器3，室内换热器3连接主节流元件5，主节流元件5连接主储液罐6，主储液罐6连接室外换热器2，室外换热器2连接主四通阀20的接口3，主四通阀20的接口4与主压缩机1的回气口连接。

为了提高室内换热器3的效率，本实施例的热泵机组还包括辅助系统，辅助系统包括第一副换热器9，第一副换热器9用于产生与室外换热器2相反的能量并将能量施加至室外换热器2上。具体的，室外换热器2为制热时，第一副换热器9为制冷，室外换热器2为制冷时，第一副换热器9为制热。

第一副换热器9用于产生与室外换热器2相反的能量并将能量施加至与室外换热器2相接的冷媒管路上。

具体的，辅助系统包括温差交换器17，第一副换热器9和与室外换热器2相接的冷媒管路位于温差换热器17内，并在温差换热器17内进行热交换。

第一副换热器9的冷媒管路和与室外换热器2相接的冷媒管路在温差换热器17内螺旋设置。

本实施例的辅助系统包括形成副循环回路的副压缩机7、阀单元、第二副换热器8、副节流元件10和第一副换热器9。当然，还可设置副储液罐11。通过副压缩机7工作、阀单元的切换，使第一副换热器9处于制冷状态或者制热状态。

为了节约能源，在一些实施例中进一步采用清洁能源，减少副压缩机7的功耗，本实施例的辅助系统包括第三副换热器12和太阳能集热器13，太阳能集热器13用于将产生的热量传递至第三副换热器12。阀单元用于在太阳能集热器13的温度高于特定温度且第一副换热器9为制热状态时，将第三副换热器12接入所述副压缩机1的回气口和第二副换热器8之间。

在一些实施例中，辅助系统还包括第四副换热器15和蓄液装置14，第四副换热器15用于将热量传递至蓄液装置14；阀单元用于在蓄液装置14的温度低于特定温度且所述第一副换热器9为制冷状态时，将第四副换热器15接入副压缩机7的排气口和第二副换热器8之间，和/或，阀单元用于在蓄液装置14的温度高于自身设定温度且第一副换热器9为制热状态时，将第四副换热器15接入副压缩机7的排气口和第一副换热器9之间。

在一些实施例中，辅助系统包括第三副换热器12和太阳能集热器13，太阳能集热器13用于将产生的热量传递至第三副换热器12；辅助系统还包括第四副换热器15和蓄液装置14，第四副换热器15用于将热量传递至蓄液装置14；阀单元用于在蓄液装置14的温度高于自身设定温度且第一副换热器9为制热状态时，将第四副换热器15接入副压缩机7的排气口和第一副换热器9之间；和/或，阀单元用于在蓄液装置14温度低于第二特定温度且太阳能集热器13的温度低于特定温度且第一副换热器9为制热状态时，将第四副换热器15接入副压缩机7的排气口和第一副换热器9之间；和/或，阀单元用于在蓄液装置14温度低于第二特定温度、太阳能集热器13的温度高于特定温度且第一副换热器9为制热状态时，将第四副换热器15接入副压缩机7的排气口和第一副换热器9之间，将第三副换热器12接入第二副换热器8和副压缩机7的回气口之间。

进一步的，第三副换热器12与第四副换热器15之间设置有第二副节流元件18，阀单元用于在主压缩机1停机且蓄液装置14温度低于自身设定温度时，切换至副压缩机7、第四副换热器15、第二副节流元件18、第三副换热器15形成循环回路的状态。

其中，蓄液装置14包括管路和泵16，管路和泵16用于带走蓄液装置14的热量。管路和泵16用于提供热水、热源供暖等。

下面以辅助系统包括太阳能集热器13和蓄液装置14为例进行说明。

阀单元包括：第一副四通阀22、第二副四通阀25、第三副四通阀26和第四副四通阀27。

室内需要制热时，主四通阀20的接口3与接口4导通、接口1与接口2导通，主压缩机1产生的高压冷媒通过主四通阀20进入室内换热器3(冷凝器)，经过主节流元件5进入室外换热器2(蒸发器)生成低压冷媒，经过主四通阀20回到主压缩机1。此时，副循环回路根据设定条件的状态如下表所示：

本实施例第一副换热器9产生的热量给室外换热器2(蒸发器)加热，一方面可以使室内快速升温，提高制热效率，另一方面还可避免室外换热器2结霜或者给其化霜，避免室外换热器2结霜造成的制热效率低下和化霜问题。

在太阳能集热器13温度高于特定温度时，还可将第三副换热器12接入循环系统，以节约能源。

在蓄液装置14温度高于自身设定温度时，还可将第四副换热器15接入循环系统，以节约能源。

室内需要制冷时,主四通阀20的接口1与接口3导通、接口2与接口4导通，主压缩机1产生的高压冷媒通过主四通阀20进入室外换热器2(冷凝器)，经过主节流元件5进入室内换热器3(蒸发器)生成低压冷媒，经过主四通阀20回到主压缩机1。此时，副循环回路根据设定条件的状态如下表所示：

本实施例第一副换热器9产生的冷量给室外换热器2(冷凝器)降温，可以使室内快速降温，提高制冷效率。

在蓄液装置14的温度低于特定温度时，还可将蓄液装置14接入循环系统，进一步为第一副换热器9提供冷量，以节约能源。

在主压缩机1没有启动时，还可利用副压缩机7给蓄液装置14蓄热，副循环回路的状态如下表所示：

其中，特定温度是指冷媒介质能从太阳能集热器或是蓄液箱获得热量的温度。例如，特定温度一般是在55到65度之间的任意值。

第二特定温度是指蓄液装置温度与空气温度相差不大的温度，例如，第二特定温度一般是在40到50度之间的任意值。

自身设定温度为用户根据需求为蓄液装置14设定的温度值。

当然，阀单元并不限定在上述形式，凡是能够实现本发明的电子阀的组合形式均在本发明的保护范围之内。

实施例二

如图9所示，本实施例与实施例一的区别在于：第一副换热器9的冷媒管路和与室外换热器2相接的冷媒管路在温差换热器17内的设置方式不同，本实施例的设置方式为，第一副换热器9的至少部分冷媒管路位于与室外换热器2相接的冷媒管路内，或者，与室外换热器2相接的至少部分冷媒管路位于第一副换热器9的冷媒管路内。

实施例三

如图10、11所示，本实施例与实施例一的区别在于：本实施例不设置温差交换器，而是将第一副换热器9直接与室外换热器2进行热量交换。具体的，第一副换热器9的能量施加至室外换热器2上的具体方式为：

第一副换热器9的换热器翅片与室外换热器2的换热器翅片接触。

或者，第一副换热器9的冷媒管路与室外换热器2的冷媒管路共用换热翅片。

或者，如图11所示，第一副换热器9的至少部分冷媒管路位于室外换热器2的冷媒管路内，或者，室外换热器2的至少部分冷媒管路位于第一副换热器9的冷媒管路内。此种方式时，第一副换热器9与室外换热器2的连接方式为焊接，以实现密封，避免冷媒外漏。室外换热器2与第一副换热器9为一体化结构，各自具有进出口。

本实施例中副循环回路根据设定条件的状态与实施例一的区别在于，将实施例一的温差交换器17内的第一副换热器9替换为第一副换热器9.

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种热泵机组，包括主循环系统，所述主循环系统包括形成主循环回路的主压缩机（1）、主四通阀（20）、室外换热器（2）、储液装置（6）、主节流元件（5）和室内换热器（3），其特征在于，所述热泵机组包括辅助系统，所述辅助系统包括第一副换热器（9），所述第一副换热器（9）用于产生与所述室外换热器（2）相反的能量并将所述能量施加至所述室外换热器（2）或者与所述室外换热器（2）相接的冷媒管路上。

2.根据权利要求1所述的热泵机组，其特征在于，所述第一副换热器（9）的换热器翅片与所述室外换热器（2）的换热器翅片接触，或者，所述第一副换热器（9）的冷媒管路与所述室外换热器（2）的冷媒管路共用换热翅片，或者，所述第一副换热器（9）的至少部分冷媒管路位于所述室外换热器（2）的冷媒管路内，或者，所述室外换热器（2）的至少部分冷媒管路位于所述第一副换热器（9）的冷媒管路内。

3.根据权利要求1所述的热泵机组，其特征在于，所述辅助系统包括温差交换器（17），所述第一副换热器（9）和与所述室外换热器（2）相接的冷媒管路位于所述温差换热器（17）内。

4.根据权利要求3所述的热泵机组，其特征在于，所述第一副换热器（9）的冷媒管路和与所述室外换热器（2）相接的冷媒管路在所述温差换热器（17）内螺旋设置，或者，所述第一副换热器（9）的至少部分冷媒管路位于与所述室外换热器（2）相接的冷媒管路内，或者，与所述室外换热器（2）相接的至少部分冷媒管路位于所述第一副换热器（9）的冷媒管路内。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的热泵机组，其特征在于，所述辅助系统包括形成副循环回路的副压缩机（7）、阀单元、第二副换热器（8）、副节流元件(10)和第一副换热器（9）。

6.根据权利要求5所述的热泵机组，其特征在于，所述辅助系统包括第三副换热器（12）和太阳能集热器（13），所述太阳能集热器（13）用于将产生的热量传递至所述第三副换热器（12），所述阀单元用于在所述太阳能集热器（13）的温度高于特定温度且所述第一副换热器（9）为制热状态时，将所述第三副换热器（12）接入所述副压缩机（1）的回气口和所述第二副换热器（8）之间。

7.根据权利要求5所述的热泵机组，其特征在于，所述辅助系统包括第四副换热器（15）和蓄液装置（14），所述第四副换热器（15）用于与所述蓄液装置（14）进行热交换；所述阀单元用于在所述蓄液装置（14）的温度低于特定温度且所述第一副换热器（9）为制冷状态时，将所述第四副换热器（15）接入所述副压缩机（7）的排气口和所述第二副换热器（8）之间，和/或，所述阀单元用于在所述蓄液装置（14）的温度高于自身设定温度且所述第一副换热器（9）为制热状态时，将所述第四副换热器（15）接入所述副压缩机（7）的排气口和所述第一副换热器（9）之间。

8.根据权利要求5所述的热泵机组，其特征在于，所述辅助系统包括第三副换热器（12）和太阳能集热器（13），所述太阳能集热器（13）用于将产生的热量传递至所述第三副换热器（12）；所述辅助系统包括第四副换热器（15）和蓄液装置（14），所述第四副换热器（15）用于将热量传递至所述蓄液装置（14）；所述阀单元用于在所述蓄液装置（14）的温度高于自身设定温度且所述第一副换热器（9）为制热状态时，将所述第四副换热器（15）接入所述副压缩机（7）的排气口和所述第一副换热器（9）之间；和/或，所述阀单元用于在所述蓄液装置（14）温度低于第二特定温度且所述太阳能集热器（13）的温度低于特定温度且所述第一副换热器（9）为制热状态时，将所述第四副换热器（15）接入所述副压缩机（7）的排气口和所述第一副换热器（9）之间；和/或，所述阀单元用于在所述蓄液装置（14）温度低于第二特定温度、所述太阳能集热器（13）的温度高于特定温度且所述第一副换热器（9）为制热状态时，将所述第四副换热器（15）接入所述副压缩机（7）的排气口和所述第一副换热器（9）之间，将所述第三副换热器（12）接入所述第二副换热器（8）和所述副压缩机（7）的回气口之间。

9.根据权利要求8所述的热泵机组，其特征在于，所述第三副换热器（12）与所述第四副换热器（15）之间设置有第二副节流元件（18），所述阀单元用于在所述主压缩机（1）停机且所述蓄液装置（14）温度低于自身设定温度时，切换至所述副压缩机（7）、所述第四副换热器（15）、第二副节流元件（18）、第三副换热器（15）形成循环回路的状态。

10.根据权利要求7或8或9所述的热泵机组，其特征在于，所述蓄液装置（14）包括管路和泵（16），所述管路和泵（16）用于带走所述蓄液装置（14）的热量。

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