CN113654273A - 一种工质非混合式热气旁通融霜热泵系统 - Google Patents

Abstract

一种工质非混合式热气旁通融霜热泵系统，包括压缩机、冷凝器、节流装置、热气旁通支路、自控换流器、换向器、双独立蒸发器、电磁阀和单向阀，压缩机分别连接冷凝器、热气旁通支路，冷凝器连接节流装置，自控换流器分别连接节流装置、第一换向器，热气旁通支路通过第一电磁阀连接自控换流器，第一换向器分别连接第一蒸发器、第二蒸发器，第二换向器分别连接第一蒸发器、第二蒸发器，第二换向器通过第二电磁阀连接压缩机，第二换向器通过单向阀连接节流装置。本发明的工质非混合式热气旁通融霜热泵系统可保证在不停机、非反向融霜和电加热的情况下，有效提升热泵舒适度和安全性，提高融霜效率并节约能源。

Description

一种工质非混合式热气旁通融霜热泵系统

技术领域

本发明涉及热泵系统技术领域，特别涉及一种工质非混合式热气旁通融霜热泵系统。

背景技术

空气源热泵系统在寒冷地区运行均不可避免遇到结霜问题，因此低温工况的空气源热泵蒸发器的结霜除霜问题，一直是热泵领域急需解决的难题之一，传统冷暖型热泵系统一般通过四通阀进行反循环，利用原蒸发器做冷凝器进行融霜，或者在蒸发器上设置电加热装置等手段进行除霜。采用传统手段除霜的热泵系统，将严重影响热泵使用的舒适度，以及由于正反循环蒸发器与冷凝器作用互换，将造成换热结构不匹配，换热效率明显下降的问题；而采用电加热装置除霜更是将浪费宝贵的电力资源。

因此，如何构建新的除霜技术，在不需反向循环除霜以及不添加电加热装置除霜的前提下，有效进行热泵系统除霜，改善热泵使用舒适度，并提高热泵除霜时的系统效率，已经成为本领域技术人员急需解决的问题。

因此，有必要做进一步改进。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种结构简洁、高效节能、提升用户体验且维护简便的工质非混合式热气旁通融霜热泵系统，以克服现有技术中的不足之处，该热泵系统能在不需反向循环除霜以及不添加电加热装置除霜的前提下，有效进行热泵系统除霜，改善热泵使用舒适度，并提高热泵除霜时的系统效率。

按此目的设计的一种工质非混合式热气旁通融霜热泵系统，包括压缩机和冷凝器，其特征在于：还包括节流装置、热气旁通支路、自控换流器、换向器、双独立蒸发器、电磁阀和单向阀，换向器包括第一换向器和第二换向器，双独立蒸发器包括第一蒸发器和第二蒸发器，电磁阀包括第一电磁阀和第二电磁阀，压缩机分别连接冷凝器、热气旁通支路，冷凝器连接节流装置，自控换流器分别连接节流装置、第一换向器，热气旁通支路通过第一电磁阀连接自控换流器，第一换向器分别连接第一蒸发器、第二蒸发器，第二换向器分别连接第一蒸发器、第二蒸发器，第二换向器通过第二电磁阀连接压缩机，第二换向器通过单向阀连接节流装置；热泵系统在非结霜工况运行时，第一电磁阀关闭，第二电磁阀打开，单向阀关闭，热气旁通支路与自控换流器不连通，节流装置依次通过自控换流器和第一换向器分别连通第一蒸发器和第二蒸发器，第二换向器与节流装置不连通；热泵系统在工质非混合式热气旁通除霜模式Ⅰ运行时，第一电磁阀打开，第二电磁阀关闭，单向阀打开，热气旁通支路依次通过自控换流器和第一换向器连通第一蒸发器，节流装置依次通过自控换流器和第一换向器连通第二蒸发器，第二换向器与节流装置连通；热泵系统在工质非混合式热气旁通除霜模式Ⅱ运行时，第一电磁阀打开，第二电磁阀关闭，单向阀打开，热气旁通支路依次通过自控换流器和第一换向器连通第二蒸发器，节流装置依次通过自控换流器和第一换向器连通第一蒸发器，第二换向器与节流装置连通。

所述自控换流器包括高压入口、换流室、第一滑块、低压入口、低压出口、高压出口和高压腔段，高压入口和低压入口分别设置于换流室轴向两端，低压出口与高压出口连通，第一换向器分别连通低压入口和高压出口，第一滑块滑动设置于换流室内，且第一滑块与换流室为间隙配合；第一滑块滑动至靠近高压入口的一端时，低压入口、换流室、低压出口和高压出口依次连通，高压入口与换流室不连通，第一滑块滑动至靠近低压入口的一端时，高压入口、换流室和高压出口依次连通，低压入口与换流室不连通。

所述高压入口连接热气旁通支路，低压入口连接节流装置，第一换向器分别连通低压入口和高压出口。

所述第一换向器包括第一电磁装置、第一换流管和第二换流管，第一电磁装置分别与第一换流管和第二换流管同轴线连接，第一换流管和第二换流管对称设置在第一电磁装置的两侧，第一换流管从第一电磁装置连接侧至对侧轴向依次设置第一储压室、第一开孔隔板和第一换向室，第二换流管从第一电磁装置连接侧至对侧轴向依次设置第二储压室、第二开孔隔板和第二换向室，第一换向室内滑动设置有第二滑块，第二滑块与第一换向室管壁为间隙配合，第二换向室内滑动设置有第三滑块，第三滑块与第二换向室管壁为间隙配合。

所述第一换向室轴向两端的径向两侧分别设置有处于同侧的第一进口和第二进口、处于同侧的第一出口和第二出口，第二换向室轴向两端的径向两侧分别设置有处于同侧的第三进口和第四进口、处于同侧的第三出口和第四出口，高压出口分别连通第一进口、第四进口，低压入口分别连通第二进口、第三进口，第一出口和第二出口相互连通、且两者均连通第二蒸发器的入口，第三出口和第四出口相互连通，且两者均连通第一蒸发器的入口；第二滑块滑动至远离第一开孔隔板端时堵住第一进口和第一出口，同时连通第二进口和第二出口，第三滑块滑动至远离第二开孔隔板端时堵住第三进口和第三出口，同时连通第四进口和第四出口；第二滑块滑动至第一开孔隔板端时堵住第二进口和第二出口，同时连通第一进口和第一出口，第三滑块滑动至第二开孔隔板端时堵住第四进口和第四出口，同时连通第三进口和第三出口。

所述第二换向器包括第二电磁装置、第三换流管和第四换流管，第二电磁装置分别与第三换流管和第四换流管同轴线连接，第三换流管和第四换流管对称设置在第二电磁装置的两侧，第三换流管从第二电磁装置连接侧至对侧轴向依次设置第三储压室、第三开孔隔板和第三换向室，第四换流管从第二电磁装置连接侧至对侧轴向依次设置第四储压室、第四开孔隔板和第四换向室，第三换向室内滑动设置有第四滑块，第四滑块与第三换向室管壁为间隙配合，第四换向室内滑动设置有第五滑块，第五滑块与第四换向室管壁为间隙配合。

所述第三换向室轴向两端的径向两侧分别设置有处于同侧的第五进口和第六进口、处于同侧的第五出口和第六出口，第四换向室轴向两端的径向两侧分别设置有处于同侧的第七进口和第八进口、处于同侧的第七出口和第八出口，第一蒸发器的出口分别连通第五进口、第八进口，第二蒸发器的出口分别连通第六进口、第七进口，第五出口和第六出口相互连通、且两者均连通压缩机的进口，第七出口和第八出口相互连通，且两者均连通节流装置的进口，第五出口和第六出口通过第二电磁阀连通第七出口和第八出口；第四滑块滑动至远离第三开孔隔板端时堵住第五进口和第五出口，同时连通第六进口和第六出口，第五滑块滑动至远离第四开孔隔板端时堵住第七进口和第七出口，同时连通第八进口和第八出口；第四滑块滑动至第三开孔隔板端时堵住第六进口和第六出口，同时连通第五进口和第五出口，第五滑块滑动至第四开孔隔板端时堵住第八进口和第八出口，同时连通第七进口和第七出口。

还包括高压毛细管，高压毛细管与热气旁通支路连通，沿工质流向，高压毛细管与热气旁通支路连接于第一电磁阀前，第一储压室、第二储压室、第三储压室和第四储压室均连通高压毛细管。

所述第一蒸发器和第二蒸发器并排设置且相互独立。

热泵非除霜运行模式启动时，热气旁通支路封闭，工质从压缩机排出后进入冷凝器，经过节流装置后进入自控换流器以及换向器，此时，前后两个换向器的电磁装置均不通电，低温蒸发工质通过换流器同时进入第一蒸发器和第二蒸发器进行蒸发换热，随后开启第二电磁阀，第一蒸发器的工质与第二蒸发器的工质混合后，返回压缩机继续循环过程。

工质非混合式热气旁通除霜模式Ⅰ，部分制冷工质在第一电磁阀的控制下从压缩机的出口处分流进热气旁通支路，随后进入自控换流器，通过第一换向器，此时，换向器的电磁装置不通电，随后旁通工质进入第一蒸发器进行冷凝除霜，最后通过单向阀汇入节流装置进口；剩余工质则维持正常的热泵主循环，依次通过冷凝器、节流装置、第一换向器、第二蒸发器、第二换向器，最后返回压缩机进口。

进一步说，工质非混合式热气旁通除霜模式Ⅰ，自控换流器的第一滑块被高压工质推至低压侧，自控换流器的高压入口与高压出口相连通，换流室低压入口与低压出口被封闭；自控换流器的高压出口与第一换向器的第二换流管入口连通，主循环节流装置出口与第一换向器的第一换流管入口连通。

进一步说，工质非混合式热气旁通除霜模式Ⅰ，第一换向器和第二换向器的电磁装置均不通电，换向器中第一换流管、第二换流管、第三换流管和第四换流管内的滑块均被储压室的高压工质推至低压侧，此时，换向器中换向室毗邻储压室侧的进口和出口均连通，换向器中换向室另一端的进口和出口均被滑块封闭。

进一步说，工质非混合式热气旁通除霜模式Ⅰ，第一换向器中的第一换流管的出口与第二蒸发器入口连通，第一换向器中的第二换流管的出口与第一蒸发器入口连通；第一蒸发器出口与第二换向器中的第四换流管的入口连通，第二蒸发器出口与第二换向器中的第三换流管的入口连通。

进一步说，工质非混合式热气旁通除霜模式Ⅰ，第二换向器中的第三换流管出口与第四换流管的出口连接管中的第二电磁阀关闭。

工质非混合式热气旁通除霜模式Ⅱ，部分制冷工质在第一电磁阀的控制下从压缩机的出口处分流进热气旁通支路，随后进入自控换流器，通过第一换向器，此时，换向器的电磁装置通电，随后旁通工质进入第二蒸发器进行冷凝除霜，最后通过单向阀汇入节流装置进口；剩余工质则维持正常的热泵主循环，依次通过冷凝器、节流装置、第一换向器、第一蒸发器、第二换向器，最后返回压缩机进口。

进一步说，工质非混合式热气旁通除霜模式Ⅱ，自控换流器的滑块被高压工质推至低压侧，自控换流器的高压入口与高压出口相连通，换流室低压入口与低压出口被封闭；自控换流器的高压出口与第一换向器的第一换流管入口连通，主循环节流装置出口与第一换向器的第二换流管入口连通。

进一步说，工质非混合式热气旁通除霜模式Ⅱ，第一换向器和第二换向器的电磁装置均通电，换向器中第一换流管、第二换流管、第三换流管和第四换流管内的滑块均被电磁装置吸引至毗邻储压室端，此时，换向器中换向室毗邻储压室侧的进口和出口均被滑块封闭，换流器中换向室另一端的进口和出口均连通。

进一步说，工质非混合式热气旁通除霜模式Ⅱ，第一换向器中的第一换流管的出口与第二蒸发器入口连通，第一换向器中的第二换流管的出口与第一蒸发器入口连通；第一蒸发器出口与第二换向器中的第三换流管的入口连通，第二蒸发器出口与第二换向器中的第四换流管的入口连通。

进一步说，工质非混合式热气旁通除霜模式Ⅱ，第二换向器中的第三换流管出口与第四换流管的出口连接管中的第二电磁阀关闭。

本发明的工质非混合式热气旁通融霜热泵系统可克服现有的传统热泵系统通过四通阀进行反循环，利用原蒸发器做冷凝器进行融霜，或者在蒸发器上设置电加热装置等手段进行除霜带来的热泵使用舒适度明显下降，以及由于正反循环蒸发器与冷凝器作用互换，将造成换热结构不匹配，换热效率显著下降的不足；与现有技术相比，工质非混合式热气旁通融霜热泵系统不采用反向循环除霜，避免换热结构不匹配而性能降低，不添加电加热装置，节约电能资源，而工质非混合式热气旁通融霜热泵系统采用工质非混合式热气旁通除霜，有效提升热泵系统除霜效率，改善热泵使用舒适度，并提高热泵除霜时的系统效率，而且结构简洁、易维护。

附图说明

图1为本发明一实施例中热泵系统的结构原理图。。

图2为本发明一实施例中热泵系统换向部分非除霜运行模式的结构原理图。

图3为本发明一实施例中热泵系统换向部分热气旁通除霜模式Ⅰ的结构原理图。

图4为本发明一实施例中热泵系统换向部分热气旁通除霜模式Ⅱ的结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

参见图1-图4，本工质非混合式热气旁通融霜热泵系统，包括压缩机1、冷凝器2、节流装置3、热气旁通支路4、自控换流器5、换向器6、双独立蒸发器7、电磁阀8和单向阀9，换向器6包括第一换向器61和第二换向器62，双独立蒸发器7包括第一蒸发器71和第二蒸发器72，电磁阀8包括第一电磁阀81和第二电磁阀82，压缩机1分别连接冷凝器2、热气旁通支路4，冷凝器2连接节流装置3，自控换流器5分别连接节流装置3、第一换向器61，热气旁通支路4通过第一电磁阀81连接自控换流器5，第一换向器61分别连接第一蒸发器71、第二蒸发器72，第二换向器62分别连接第一蒸发器71、第二蒸发器72，第二换向器62通过第二电磁阀82连接压缩机1，第二换向器62通过单向阀9连接节流装置3。

本热泵系统包含非除霜运行模式以及工质非混合式热气旁通除霜模式：

参见图2，非除霜运行模式：工质从压缩机1排出后进入冷凝器2，经过节流装置3后分成两个支路，其中一支路依次通过自控换流器5、第一换向器61、第一蒸发器71、第二换向器62、第二电磁阀82，另一个支路依次通过第一换向器61、第二蒸发器72、第二换向器62，最后两支路工质汇合，共同返回压缩机1继续循环过程。

参见图3，工质非混合式热气旁通除霜模式Ⅰ：部分制冷工质经压缩机1出口处的热气旁通支路4依次通过第一电磁阀81、自控换流器5、第一换向器61、第一蒸发器71、第二换向器62、单向阀9最后进入节流装置3，剩余的工质依次通过第一换向器61、第二蒸发器72、第二换向器62，最后返回压缩机1。

参见图4，工质非混合式热气旁通除霜模式Ⅱ：部分制冷工质经压缩机1出口处的热气旁通支路4依次通过第一电磁阀81、自控换流器5、第一换向器61、第二蒸发器72、第二换向器62、单向阀9最后进入节流装置3，剩余的工质依次通过第一换向器61、第一蒸发器71、第二换向器62，最后返回压缩机1。

参见图2-图4，自控换流器5包括高压入口51、换流室52、第一滑块53、低压入口54、低压出口55、高压出口56和高压腔段，高压入口51和低压入口54分别设置于换流室52轴向两端，低压出口55与高压出口56连通，第一换向器61分别连通低压入口54和高压出口56，第一滑块53滑动设置于换流室52内，且第一滑块53与换流室52为间隙配合；第一滑块53滑动至靠近高压入口51的一端时，低压入口54、换流室52、低压出口55和高压出口56依次连通，高压入口51与换流室52不连通，第一滑块53滑动至靠近低压入口54的一端时，高压入口51、换流室52和高压出口56依次连通，低压入口54与换流室52不连通。

参见图2-图4，高压入口51连接热气旁通支路4，低压入口54连接节流装置3，第一换向器61分别连通低压入口54和高压出口56。

参见图2-图4，第一换向器61包括第一电磁装置611、第一换流管612和第二换流管613，第一电磁装置611分别与第一换流管612和第二换流管613同轴线连接，第一换流管612和第二换流管613对称设置在第一电磁装置611的两侧，第一换流管612从第一电磁装置611连接侧至对侧轴向依次设置第一储压室6127、第一开孔隔板6128和第一换向室6121，第二换流管613从第一电磁装置611连接侧至对侧轴向依次设置第二储压室6137、第二开孔隔板6138和第二换向室6131，第一换向室6121内滑动设置有第二滑块6122，第二滑块6122与第一换向室6121管壁为间隙配合，第二换向室6131内滑动设置有第三滑块6132，第三滑块6132与第二换向室6131管壁为间隙配合。

参见图2-图4，第一换向室6121轴向两端的径向两侧分别设置有处于同侧的第一进口6123和第二进口6124、处于同侧的第一出口6125和第二出口6126，第二换向室6131轴向两端的径向两侧分别设置有处于同侧的第三进口6133和第四进口6134、处于同侧的第三出口6135和第四出口6136，高压出口56分别连通第一进口6123、第四进口6134，低压入口54分别连通第二进口6124、第三进口6133，第一出口6125和第二出口6126相互连通、且两者均连通第二蒸发器72的入口，第三出口6135和第四出口6136相互连通，且两者均连通第一蒸发器71的入口；第二滑块6122滑动至远离第一开孔隔板6128端时堵住第一进口6123和第一出口6125，同时连通第二进口6124和第二出口6126，第三滑块6132滑动至远离第二开孔隔板6138端时堵住第三进口6133和第三出口6135，同时连通第四进口6134和第四出口6136；第二滑块6122滑动至第一开孔隔板6128端时堵住第二进口6124和第二出口6126，同时连通第一进口6123和第一出口6125，第三滑块6132滑动至第二开孔隔板6138端时堵住第四进口6134和第四出口6136，同时连通第三进口6133和第三出口6135。

参见图2-图4，第二换向器62包括第二电磁装置621、第三换流管622和第四换流管623，第二电磁装置621分别与第三换流管622和第四换流管623同轴线连接，第三换流管622和第四换流管623对称设置在第二电磁装置621的两侧，第三换流管622从第二电磁装置621连接侧至对侧轴向依次设置第三储压室6227、第三开孔隔板6228和第三换向室6221，第四换流管623从第二电磁装置621连接侧至对侧轴向依次设置第四储压室6237、第四开孔隔板6238和第四换向室6231，第三换向室6221内滑动设置有第四滑块6222，第四滑块6222与第三换向室6221管壁为间隙配合，第四换向室6231内滑动设置有第五滑块6232，第五滑块6132与第四换向室6231管壁为间隙配合。

参见图2-图4，第三换向室6221轴向两端的径向两侧分别设置有处于同侧的第五进口6223和第六进口6224、处于同侧的第五出口6225和第六出口6226，第四换向室6231轴向两端的径向两侧分别设置有处于同侧的第七进口6233和第八进口6234、处于同侧的第七出口6235和第八出口6236，第一蒸发器71的出口分别连通第五进口6223、第八进口6234，第二蒸发器72的出口分别连通第六进口6224、第七进口6233，第五出口6225和第六出口6226相互连通、且两者均连通压缩机1的进口，第七出口6235和第八出口6236相互连通，且两者均连通节流装置3的进口，第五出口6225和第六出口6226通过第二电磁阀82连通第七出口6235和第八出口6236；第四滑块6222滑动至远离第三开孔隔板6228端时堵住第五进口6223和第五出口6225，同时连通第六进口6224和第六出口6226，第五滑块6232滑动至远离第四开孔隔板6238端时堵住第七进口6233和第七出口6235，同时连通第八进口6234和第八出口6236；第四滑块6222滑动至第三开孔隔板6228端时堵住第六进口6224和第六出口6226，同时连通第五进口6223和第五出口6225，第五滑块6232滑动至第四开孔隔板6238端时堵住第八进口6234和第八出口6236，同时连通第七进口6233和第七出口6235。

还包括高压毛细管42，高压毛细管42与热气旁通支路4连通，沿工质流向，高压毛细管42与热气旁通支路4连接于第一电磁阀81前，第一储压室6127、第二储压室6137、第三储压室6227和第四储压室6237均连通高压毛细管42。

第一蒸发器71和第二蒸发器72并排设置且相互独立，热气旁通支路4为热气旁通管，节流装置3为节流阀。

本工质非混合式热气旁通融霜热泵系统的详细工作原理：

当热泵系统非结霜工况运行时：第一电磁阀81关闭，第二电磁阀82打开，第一换向器61与第二换向器62的电磁装置不通电；此时，热气旁通支路4被封闭，工质从压缩机1排出后全部进入冷凝器2，经过节流装置3后分成两个支路。

其中第一支路从自控换流器5的低压入口54将第一滑块53推至对侧低压端，此时，低压入口54与低压出口55连通，工质随后进入第一换向器61的第二换流管613的第四进口6134，由于第一换向器61的第一储压室6127、第二储压室6137压力将第二滑块6122、第三滑块6132推至对侧低压端，仅第二换流管613的第四进口6134与第四出口6136、第一换流管612的第二进口6124与第二出口6126被连通，因此，工质从第一换向器61的第四进口6134穿过第二换向室6131，并从第四出口6136流出，随后进入第一蒸发器71换热后流至第二换向器62的第八进口6234，由于第二换向器62的第三储压室6227、第四储压室6237压力将第四滑块6222、第五滑块6232推至对侧低压端，仅第四换流管623的第八进口6234与第八出口6236、第三换流管622的第六进口6224与第六出口6226被连通，因此，工质从第二换向器62的第八进口6234穿过第四换向室6231，并从第八出口6236流出，随后工质流至单向阀9以及第二电磁阀82前，由于此时工质的压力远低于节流装置3前压力，单向阀9维持关闭，工质全部通过第二电磁阀82汇至压缩机1进口处；

第二支路的工质从节流装置3流出后，由于自控换流器5的低压入口54被封闭，工质全部进入第一换向器61的第一换流管612的第二进口6124，随后穿过第一换向室6121，从第二出口6126流出，随后进入第二蒸发器72换热后流至第二换向器62的第三换流管622的第六进口6224，随后穿过第三换向室6221，从第六出口6226流出，最后与第一支路的工质在第二电磁阀82出口汇合，返回压缩机1入口重复循环过程。

当热泵系统在工质非混合式热气旁通除霜模式Ⅰ运行时：第一电磁阀81打开，第二电磁阀82关闭，第一换向器61与第二换向器62的电磁装置不通电；此时，热气旁通支路4连通，工质从压缩机1排出后分成两个支路，第一支路进入热气旁通支路4，第二支路进入冷凝器2参与主循环。

其中，第一支路通过热气旁通支路4中的第一电磁阀81后进入自控换流器5的高压入口51，将第一滑块53推至对侧低压端，此时，高压入口51与高压出口56连通，工质随后进入第一换向器61的第二换流管613的第四进口6134，由于第一换向器61的第一储压室6127、第二储压室6137压力将第二滑块6122、第三滑块6132推至对侧低压端，仅第二换流管613的第四进口6134与第四出口6136、第一换流管612的第二进口6124与第二出口6126被连通，因此，工质从第一换向器61的第四进口6134穿过第二换向室6131，并从第四出口6136流出，随后进入第一蒸发器71进行融霜后流至第二换向器62的第八进口6234，由于第二换向器62的第三储压室6227、第四储压室6237压力将第四滑块6222、第五滑块6232推至对侧低压端，仅第四换流管623的第八进口6234与第八出口6236、第三换流管622的第六进口6224与第六出口6226被连通，因此，工质从第二换向器62的第八进口6234穿过第四换向室6231，并从第八出口6236流出，随后工质流至单向阀9以及第二电磁阀82前，由于此时第二电磁阀82关闭，而且工质的压力高于节流装置3前压力，单向阀9被开启，工质全部通过单向阀9汇至节流装置3进口处；

第二支路的工质通过冷凝器2、节流装置3后，由于自控换流器5的低压入口54被封闭，工质全部进入第一换向器61的第一换流管612的第二进口6124，随后穿过第一换向室6121，从第二出口6126流出，随后进入第二蒸发器72蒸发换热后流至第二换向器62的第三换流管622的第六进口6224，随后穿过第三换向室6221，从第三出口6226流出，最后返回压缩机1入口重复循环过程。

当热泵系统在工质非混合式热气旁通除霜模式Ⅱ运行时：第一电磁阀81打开，第二电磁阀82关闭，第一换向器61与第二换向器62的电磁装置通电，此时，热气旁通支路4连通，工质从压缩机1排出后分成两个支路，第一支路进入热气旁通支路4，第二支路进入冷凝器2参与主循环。

其中，第一支路通过热气旁通支路4中的第一电磁阀81后进入自控换流器5的高压入口51，将第一滑块53推至对侧低压端，此时，高压入口51与高压出口56连通，工质随后进入第一换向器61的第一换流管612的第一进口6123，由于第一换向器61的第一电磁装置611将第二滑块6122、第三滑块6132吸引至毗邻第一储压室6127、第二储压室6137端，仅第一换流管612的第一进口6123与第一出口6125、第二换流管613的第三进口6133与第三出口6135被连通，因此，工质从第一换向器61的第一进口6123穿过第一换向室6121，并从第一出口6125流出，随后进入第二蒸发器72进行融霜后流至第二换向器62的第七进口6233，由于第二换向器62的第二电磁装置621将第四滑块6222、第五滑块6232吸引至毗邻第三储压室6227、第四储压室6237端，仅第四换流管623的第七进口6233与第七出口6235、第三换流管622的第五进口6223与第五出口6225被连通，因此，工质从第二换向器62的第七进口6233穿过第四换向室6231，并从第七出口6235流出，随后工质流至单向阀9以及第二电磁阀82前，由于此时第二电磁阀82关闭，而且工质的压力高于节流装置3前压力，单向阀9被开启，工质全部通过单向阀9汇至节流装置3进口处；

第二支路的工质通过冷凝器2、节流装置3后，由于自控换流器5的低压入口54被封闭，工质全部进入第一换向器61的第二换流管613的第三进口6133，随后穿过第二换向室6131，从第三出口6135流出，随后进入第一蒸发器71蒸发换热后流至第二换向器62的第三换流管622的第五进口6223，随后穿过第三换向室6221，从第三出口6225流出，最后返回压缩机1入口重复循环过程。

本工质非混合式热气旁通融霜热泵系统，通过电磁阀8、自控换流器5以及换向器6共同控制制冷剂的流向，在热泵非结霜条件运行时，制冷工质在电磁阀6、自控换流器5以及换向器6作用下进入双独立蒸发器7进行蒸发换热，在热泵结霜条件运行时，部分高温制冷工质在电磁阀8、自控换流器5以及换向器6作用下从压缩机1出口处分流，进入双独立蒸发器7中的第一蒸发器71进行冷凝除霜，而正常通过节流装置3节流后的工质在自控换流器5以及换向器6作用下进入第二蒸发器72进行蒸发换热；随后通过自控换流器5以及换向器6的换向作用，将旁通热气导入第二蒸发器72进行冷凝除霜，主循环节流后的工质则进入第一蒸发器71进行蒸发换热，最终保证在不停机、非反向融霜和电加热的情况下，有效提升热泵舒适度和安全性，提高融霜效率并节约能源。

上述为本发明的优选方案，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种工质非混合式热气旁通融霜热泵系统，包括压缩机(1)和冷凝器(2)，其特征在于：还包括节流装置(3)、热气旁通支路(4)、自控换流器(5)、换向器(6)、双独立蒸发器(7)、电磁阀(8)和单向阀(9)，换向器(6)包括第一换向器(61)和第二换向器(62)，双独立蒸发器(7)包括第一蒸发器(71)和第二蒸发器(72)，电磁阀(8)包括第一电磁阀(81)和第二电磁阀(82)，压缩机(1)分别连接冷凝器(2)、热气旁通支路(4)，冷凝器(2)连接节流装置(3)，自控换流器(5)分别连接节流装置(3)、第一换向器(61)，热气旁通支路(4)通过第一电磁阀(81)连接自控换流器(5)，第一换向器(61)分别连接第一蒸发器(71)、第二蒸发器(72)，第二换向器(62)分别连接第一蒸发器(71)、第二蒸发器(72)，第二换向器(62)通过第二电磁阀(82)连接压缩机(1)，第二换向器(62)通过单向阀(9)连接节流装置(3)；热泵系统在非结霜工况运行时，第一电磁阀(81)关闭，第二电磁阀(82)打开，单向阀(9)关闭，热气旁通支路(4)与自控换流器(5)不连通，节流装置(3)依次通过自控换流器(5)和第一换向器(61)分别连通第一蒸发器(71)和第二蒸发器(72)，第二换向器(62)与节流装置(3)不连通；热泵系统在工质非混合式热气旁通除霜模式Ⅰ运行时，第一电磁阀(81)打开，第二电磁阀(82)关闭，单向阀(9)打开，热气旁通支路(4)依次通过自控换流器(5)和第一换向器(61)连通第一蒸发器(71)，节流装置(3)依次通过自控换流器(5)和第一换向器(61)连通第二蒸发器(72)，第二换向器(62)与节流装置(3)连通；热泵系统在工质非混合式热气旁通除霜模式Ⅱ运行时，第一电磁阀(81)打开，第二电磁阀(82)关闭，单向阀(9)打开，热气旁通支路(4)依次通过自控换流器(5)和第一换向器(61)连通第二蒸发器(72)，节流装置(3)依次通过自控换流器(5)和第一换向器(61)连通第一蒸发器(71)，第二换向器(62)与节流装置(3)连通。

2.根据权利要求1所述的工质非混合式热气旁通融霜热泵系统，其特征在于：所述自控换流器(5)包括高压入口(51)、换流室(52)、第一滑块(53)、低压入口(54)、低压出口(55)、高压出口(56)和高压腔段，高压入口(51)和低压入口(54)分别设置于换流室(52)轴向两端，低压出口(55)与高压出口(56)连通，第一换向器(61)分别连通低压入口(54)和高压出口(56)，第一滑块(53)滑动设置于换流室(52)内，且第一滑块(53)与换流室(52)为间隙配合；第一滑块(53)滑动至靠近高压入口(51)的一端时，低压入口(54)、换流室(52)、低压出口(55)和高压出口(56)依次连通，高压入口(51)与换流室(52)不连通，第一滑块(53)滑动至靠近低压入口(54)的一端时，高压入口(51)、换流室(52)和高压出口(56)依次连通，低压入口(54)与换流室(52)不连通。

3.根据权利要求2所述的工质非混合式热气旁通融霜热泵系统，其特征在于：所述高压入口(51)连接热气旁通支路(4)，低压入口(54)连接节流装置(3)，第一换向器(61)分别连通低压入口(54)和高压出口(56)。

4.根据权利要求3所述的工质非混合式热气旁通融霜热泵系统，其特征在于：所述第一换向器(61)包括第一电磁装置(611)、第一换流管(612)和第二换流管(613)，第一电磁装置(611)分别与第一换流管(612)和第二换流管(613)同轴线连接，第一换流管(612)和第二换流管(613)对称设置在第一电磁装置(611)的两侧，第一换流管(612)从第一电磁装置(611)连接侧至对侧轴向依次设置第一储压室(6127)、第一开孔隔板(6128)和第一换向室(6121)，第二换流管(613)从第一电磁装置(611)连接侧至对侧轴向依次设置第二储压室(6137)、第二开孔隔板(6138)和第二换向室(6131)，第一换向室(6121)内滑动设置有第二滑块(6122)，第二滑块(6122)与第一换向室(6121)管壁为间隙配合，第二换向室(6131)内滑动设置有第三滑块(6132)，第三滑块(6132)与第二换向室(6131)管壁为间隙配合。

5.根据权利要求4所述的工质非混合式热气旁通融霜热泵系统，其特征在于：所述第一换向室(6121)轴向两端的径向两侧分别设置有处于同侧的第一进口(6123)和第二进口(6124)、处于同侧的第一出口(6125)和第二出口(6126)，第二换向室(6131)轴向两端的径向两侧分别设置有处于同侧的第三进口(6133)和第四进口(6134)、处于同侧的第三出口(6135)和第四出口(6136)，高压出口(56)分别连通第一进口(6123)、第四进口(6134)，低压入口(54)分别连通第二进口(6124)、第三进口(6133)，第一出口(6125)和第二出口(6126)相互连通、且两者均连通第二蒸发器(72)的入口，第三出口(6135)和第四出口(6136)相互连通，且两者均连通第一蒸发器(71)的入口；第二滑块(6122)滑动至远离第一开孔隔板(6128)端时堵住第一进口(6123)和第一出口(6125)，同时连通第二进口(6124)和第二出口(6126)，第三滑块(6132)滑动至远离第二开孔隔板(6138)端时堵住第三进口(6133)和第三出口(6135)，同时连通第四进口(6134)和第四出口(6136)；第二滑块(6122)滑动至第一开孔隔板(6128)端时堵住第二进口(6124)和第二出口(6126)，同时连通第一进口(6123)和第一出口(6125)，第三滑块(6132)滑动至第二开孔隔板(6138)端时堵住第四进口(6134)和第四出口(6136)，同时连通第三进口(6133)和第三出口(6135)。

6.根据权利要求5所述的工质非混合式热气旁通融霜热泵系统，其特征在于：所述第二换向器(62)包括第二电磁装置(621)、第三换流管(622)和第四换流管(623)，第二电磁装置(621)分别与第三换流管(622)和第四换流管(623)同轴线连接，第三换流管(622)和第四换流管(623)对称设置在第二电磁装置(621)的两侧，第三换流管(622)从第二电磁装置(621)连接侧至对侧轴向依次设置第三储压室(6227)、第三开孔隔板(6228)和第三换向室(6221)，第四换流管(623)从第二电磁装置(621)连接侧至对侧轴向依次设置第四储压室(6237)、第四开孔隔板(6238)和第四换向室(6231)，第三换向室(6221)内滑动设置有第四滑块(6222)，第四滑块(6222)与第三换向室(6221)管壁为间隙配合，第四换向室(6231)内滑动设置有第五滑块(6232)，第五滑块(6132)与第四换向室(6231)管壁为间隙配合。

7.根据权利要求6所述的工质非混合式热气旁通融霜热泵系统，其特征在于：所述第三换向室(6221)轴向两端的径向两侧分别设置有处于同侧的第五进口(6223)和第六进口(6224)、处于同侧的第五出口(6225)和第六出口(6226)，第四换向室(6231)轴向两端的径向两侧分别设置有处于同侧的第七进口(6233)和第八进口(6234)、处于同侧的第七出口(6235)和第八出口(6236)，第一蒸发器(71)的出口分别连通第五进口(6223)、第八进口(6234)，第二蒸发器(72)的出口分别连通第六进口(6224)、第七进口(6233)，第五出口(6225)和第六出口(6226)相互连通、且两者均连通压缩机(1)的进口，第七出口(6235)和第八出口(6236)相互连通，且两者均连通节流装置(3)的进口，第五出口(6225)和第六出口(6226)通过第二电磁阀(82)连通第七出口(6235)和第八出口(6236)；第四滑块(6222)滑动至远离第三开孔隔板(6228)端时堵住第五进口(6223)和第五出口(6225)，同时连通第六进口(6224)和第六出口(6226)，第五滑块(6232)滑动至远离第四开孔隔板(6238)端时堵住第七进口(6233)和第七出口(6235)，同时连通第八进口(6234)和第八出口(6236)；第四滑块(6222)滑动至第三开孔隔板(6228)端时堵住第六进口(6224)和第六出口(6226)，同时连通第五进口(6223)和第五出口(6225)，第五滑块(6232)滑动至第四开孔隔板(6238)端时堵住第八进口(6234)和第八出口(6236)，同时连通第七进口(6233)和第七出口(6235)。

8.根据权利要求7所述的工质非混合式热气旁通融霜热泵系统，其特征在于：还包括高压毛细管(42)，高压毛细管(42)与热气旁通支路(4)连通，沿工质流向，高压毛细管(42)与热气旁通支路(4)连接于第一电磁阀(81)前，第一储压室(6127)、第二储压室(6137)、第三储压室(6227)和第四储压室(6237)均连通高压毛细管(42)。

9.根据权利要求1-8任一项所述的工质非混合式热气旁通融霜热泵系统，其特征在于：所述第一蒸发器(71)和第二蒸发器(72)并排设置且相互独立。

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