CN114234462A - 热交换系统和电器设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热交换技术领域，提供热交换系统和电器设备。热交换系统包括：冷媒循环回路，冷媒循环回路上设置有压缩机、冷凝器、过冷器和蒸发器；换热管路，流通有换热介质；过冷器和冷凝器沿着换热介质的流动方向依次设置以对换热介质进行分级加热。根据本发明实施例的热交换系统，由于在冷媒循环回路设置有过冷器，也即冷媒从冷凝器流出之后会进入过冷器，进而可以提高冷凝器出口的冷媒过冷度，提高冷凝器的换热能效。此外，由于过冷器和冷凝器设置在换热管路的流经路径上，进而当换热介质依次流经过冷器和冷凝器的时候，可以对换热介质进行分级加热，提高热交换系统的换热效率，并对冷凝器外部的热量进行回收，提高能源利用率。

Description

热交换系统和电器设备

技术领域

本发明涉及热交换技术领域，尤其涉及热交换系统和电器设备。

背景技术

冷媒循环回路广泛应用于空调、热泵干衣机等具有热交换系统的电器设备当中。其中，冷媒循环回路包括压缩机、冷凝器、节流部件和蒸发器等。其工作的基本原理为：冷媒循环回路中充注有冷媒，冷媒经压缩机耗功压缩后变成高温高压的气体，经冷凝器冷凝后变成高压液相，再经节流部件节流成低温低压的液体，在蒸发器内吸热升温变成低压气体，最终进入压缩机吸气口。目前热交换系统普遍存在能效低的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种热交换系统，其可以提高系统能耗，减少能源浪费。

本发明还提出一种电器设备。

根据本发明第一方面实施例的热交换系统，包括：

冷媒循环回路，所述冷媒循环回路上设置有压缩机、冷凝器、过冷器和蒸发器；

换热管路，流通有换热介质；

所述过冷器和所述冷凝器沿着所述换热介质的流动方向依次设置以对所述换热介质进行分级加热。

根据本发明实施例的热交换系统，由于在冷媒循环回路设置有过冷器，也即冷媒从冷凝器流出之后会进入过冷器，进而可以提高冷凝器出口的冷媒过冷度，提高冷凝器的换热能效。此外，由于过冷器和冷凝器设置在换热管路的流经路径上，进而当换热介质依次流经过冷器和冷凝器的时候，可以对换热介质进行分级加热，提高热交换系统的换热效率，并对冷凝器外部的热量进行回收，提高能源利用率。

根据本发明的一个实施例，所述冷凝器包括第一冷凝器和第二冷凝器，所述第一冷凝器的冷凝温度高于所述第二冷凝器的冷凝温度，所述换热介质依次流经所述第二冷凝器和所述第一冷凝器。

根据本发明的一个实施例，所述第一冷凝器的冷媒出口和所述第二冷凝器的冷媒出口中的至少一个通过所述过冷器连通所述蒸发器的冷媒入口。

根据本发明的一个实施例，所述换热管路为换热风路，所述换热介质为换热气体，所述换热风路依次连通所述蒸发器、所述过冷器、所述第二冷凝器和所述第一冷凝器，以使得所述换热气体依次流经所述蒸发器、所述过冷器、所述第二冷凝器和所述第一冷凝器。

根据本发明的一个实施例，所述蒸发器包括并行设置的第一蒸发管段和第二蒸发管段，所述蒸发管段位于所述第二蒸发管段的上方。

根据本发明的一个实施例，所述第一冷凝器的冷媒出口连通所述过冷器的冷媒入口，所述过冷器的冷媒出口通过第一节流元件连通所述第一蒸发管段的冷媒入口，所述第二冷凝器的冷媒出口通过第二节流元件连通所述第二蒸发管段的冷媒入口，或者，

所述第一冷凝器通过第一节流元件连通所述第一蒸发管段的冷媒入口，所述第二冷凝器的冷媒出口连通所述过冷器的冷媒入口，所述过冷器的冷媒出口通过第二节流元件连通所述第二蒸发管段的冷媒入口，或者，

所述第一冷凝器的冷媒出口和所述第二冷凝器的冷媒出口分别连通所述过冷器的两个冷媒入口，所述过冷器的两个冷媒出口分别通过第一节流元件和第二节流元件连通所述第一蒸发管段的冷媒入口和所述第二蒸发管段的冷媒入口。

根据本发明的一个实施例，所述第一冷凝器的冷媒出口连通所述过冷器的冷媒入口，所述过冷器的冷媒出口和所述第二冷凝器的冷媒出口分别通过第一节流元件和第二节流元件连通汇流管段的冷媒入口；所述汇流管段的第一冷媒出口连通所述第一蒸发管段的冷媒入口，所述汇流管段的第二冷媒出口连通所述第二蒸发管段的冷媒入口，或者，

所述第二冷凝器的冷媒出口连通所述过冷器的冷媒入口，所述第一冷凝器的冷媒出口和所述过冷器的冷媒出口分别通过第一节流元件和第二节流元件连通汇流管段的冷媒入口；所述汇流管段的第一冷媒出口连通所述第一蒸发管段的冷媒入口，所述汇流管段的第二冷媒出口连通所述第二蒸发管段的冷媒入口，或者，

所述第一冷凝器的冷媒出口和所述第二冷凝器的冷媒出口分别连通所述过冷器的两个冷媒入口，所述过冷器的两个冷媒出口分别通过第一节流元件和第二节流元件连通汇流管段的冷媒入口；所述汇流管段的第一冷媒出口连通所述第一蒸发管段的冷媒入口，所述汇流管段的第二冷媒出口连通所述第二蒸发管段的冷媒入口。

根据本发明的一个实施例，所述压缩机具有第一吸气口和第二吸气口，所述第一蒸发管段的冷媒出口连通所述第一吸气口，所述第二蒸发管段的冷媒出口连通所述第二吸气口。

根据本发明的一个实施例，所述蒸发器包括第一蒸发器和第二蒸发器，沿着所述换热介质的流动方向上，所述第一蒸发器位于所述第二蒸发器的上游；

所述第一冷凝器的冷媒出口连通所述过冷器的冷媒入口，所述过冷器的冷媒出口通过第一节流元件连通所述第一蒸发器的冷媒入口，所述第二冷凝器的冷媒出口通过第二节流元件连通所述第二蒸发器的冷媒入口，或者，

所述第一冷凝器的冷媒出口通过第一节流元件连通所述第一蒸发器的冷媒入口，所述第二冷凝器的冷媒出口连通所述过冷器的冷媒入口，所述过冷器的冷媒出口通过第二节流元件连通所述第二蒸发器的冷媒入口，或者，

所述第一冷凝器的冷媒出口和所述第二冷凝器的冷媒出口分别连通所述过冷器的两个冷媒入口，且所述过冷器的两个冷媒出口分别通过第一节流元件和第二节流元件连通所述第一蒸发器和所述第二蒸发器。

根据本发明的一个实施例，所述压缩机具有第一吸气口和第二吸气口，所述第一蒸发器的冷媒出口连通所述第一吸气口，所述第二蒸发器的冷媒出口连通所述第二吸气口。

根据本发明的一个实施例，所述压缩机具有第一排气口和第二排气口，所述第一排气口连通所述第一冷凝器的冷媒入口，所述第二排气口连通所述第二冷凝器的冷媒入口。

根据本发明的一个实施例，所述换热管路为换热水路，所述换热介质为水。

根据本发明第二方面实施例的电器设备，包括上述热交换系统。

根据本发明实施例的电器设备，其具有上述热交换系统的所有技术特征，因此具备上述热交换系统的所有技术效果，此处不再赘述。

根据本发明第三方面实施例的电器设备，包括上述热交换系统，所述电器设备为热泵干衣机，所述热泵干衣机包括烘干筒，所述烘干筒设置于所述换热风路中，且沿着所述换热气体的流动方向上设置于所述第二冷凝器的下游。

根据本发明实施例的电器设备，其具有上述热交换系统的所有技术特征，因此具备上述热交换系统的所有技术效果，此处不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的热交换系统的一种结构示意图，其中，蒸发器包括第一蒸发管段和第二蒸发管段，且压缩机具有一个吸气口；

图2是本发明实施例提供的热交换系统的另一种结构示意图，其中，蒸发器包括第一蒸发管段和第二蒸发管段，且压缩机具有一个吸气口；

图3是本发明实施例提供的热交换系统的一结构示意图，其中，蒸发器包括第一蒸发管段和第二蒸发管段，且压缩机具有两个吸气口；

图4是本发明实施例提供的热交换系统的另一种结构示意图，其中，蒸发器包括第一蒸发管段和第二蒸发管段，且压缩机具有两个吸气口；

图5是本发明实施例提供的热交换系统的一结构示意图，其中，蒸发器包括第一蒸发管段和第二蒸发管段，且冷媒进入蒸发器之前汇流；

图6是本发明实施例提供的热交换系统的另一种结构示意图，其中，蒸发器包括第一蒸发管段和第二蒸发管段，且冷媒进入蒸发器之前汇流；

图7是本发明实施例提供的热交换系统的一结构示意图，其中，第二冷凝器的冷媒出口连通过冷器的冷媒入口；

图8是本发明实施例提供的热交换系统的另一种结构示意图，其中，第二冷凝器的冷媒出口连通过冷器的冷媒入口；

图9是本发明实施例提供的热交换系统的一结构示意图，其中，第一冷凝器的冷媒出口和第二冷凝器的冷媒出口分别连通过冷器的冷媒入口；

图10是本发明实施例提供的热交换系统的另一种结构示意图，其中，第一冷凝器的冷媒出口和第二冷凝器的冷媒出口分别连通过冷器的冷媒入口；

图11是本发明实施例提供的热交换系统的一结构示意图，其中，蒸发器包括第一蒸发管器和第二蒸发管器；

图12是本发明实施例提供的热交换系统的另一种结构示意图，其中，蒸发器包括第一蒸发管器和第二蒸发管器；

附图标记：

1、压缩机；2、第一冷凝器；3、过冷器；4、第一节流元件；5、第二冷凝器；6、第二节流元件；7、蒸发器；701、第一蒸发器；702、第二蒸发器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的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实施例的限制。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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

请参见图1至图12，根据本发明实施例的热交换系统，包括冷媒循环回路和换热管路。其中，在冷媒循环回路上设置有压缩机1、冷凝器、过冷器3和蒸发器7；换热管路流通有换热介质；过冷器3和冷凝器沿着换热介质的流动方向依次设置以对换热介质进行分级加热。

根据本发明实施例的热交换系统，由于在冷媒循环回路设置有过冷器3，也即冷媒从冷凝器流出之后会进入过冷器3，进而可以提高冷凝器出口的冷媒过冷度，提高冷凝器的换热能效。此外，由于过冷器3和冷凝器设置在换热管路的流经路径上，进而当换热介质依次流经过冷器3和冷凝器的时候，可以对换热介质进行分级加热，提高热交换系统的换热效率，并对冷凝器外部的热量进行回收，提高能源利用率。

其中，由于过冷器3当中的冷媒在外部换热介质的作用下进行冷却，而非在自然环境下进行冷却，进而可以保证更高的冷媒过冷度，提高热交换系统的能效。

根据本发明的实施例，在直热式热泵热水器中，被冷冻或加热的温度跨度往往很大，例如需要将水从15摄氏度加热至50摄氏度，而单一的冷凝器只有一种冷凝压力，这意味着整个直热式热泵热水器的热交换系统运行的冷凝温度较高，导致热交换系统能效较低。基于此，在发明实施例的热交换系统除了可以采用一个冷凝器之外，还可以设置有多个冷凝器。

请参见图1和图12，在一个实施例中，冷凝器包括第一冷凝器2和第二冷凝器5，第一冷凝器2的冷凝温度高于第二冷凝器5的冷凝温度，换热介质依次流经第二冷凝器5和第一冷凝器2，第一冷凝器2的冷媒出口连通过冷器3的冷媒入口，过冷器3的冷媒出口和第二冷凝器5的冷媒出口连通蒸发器7的冷媒入口。该种情况下，由于设置有两个冷凝器，且换热管路当中的换热介质依次经过第二冷凝器5和第一冷凝器2，也即意味着换热介质沿着流动的路径上至少经过三级加热(也即过冷器3的加热、第二冷凝器5的加热和第一冷凝器2的加热)。而该种梯级加热的方式，可以保证热交换系统具有较高的能效，在对换热介质充分加热的同时，降低能量浪费。

根据本发明的实施例，换热管路为换热风路，换热介质为换热气体，换热风路依次连通蒸发器7、过冷器3、第二冷凝器5和第一冷凝器2，以使得换热气体依次流经蒸发器7、过冷器3、第二冷凝器5和第一冷凝器2。该种情况下，换热气体经过过冷器3之前先经过蒸发器7干燥除湿，进而该种热交换系统可以适用于热泵干衣机或者其他需要对换热介质进行干燥的场合。

图1至图12中，空心箭头的流动方向指代的是换热介质的流动方向，另外一种箭头的流动方向指代的是冷媒的流动方向。

请参见图1至图6，蒸发器7包括并行设置的第一蒸发管段和第二蒸发管段，第一蒸发管段位于第二蒸发管段的上方。该种情况下，蒸发器7分成上下两个部分，两个部分的制冷能力不同。其中，当换热气体流经蒸发器7的时候，换热气体携带的部分液体会被冷却，并附着在蒸发器7上。

以空气为例，潮湿空气流经蒸发器7的时候，空气携带的液体附着在蒸发器7上，以达到干燥空气的目的。与此同时，由于液体附着在蒸发器7上，进而液体会沿着蒸发器7由上往下流动。进而对于蒸发器7而言，蒸发器7下半部分的第二蒸发管外部的水膜厚度比蒸发器7上半部分的第一蒸发器701外部的水膜厚度要大，进而导致第二蒸发管比第一蒸发管需要更大的制冷量。基于此，本发明实施例对进入蒸发器7的冷媒进行分配，使得一部分冷媒进入第一蒸发管段，另外一部分冷媒进而第二蒸发管段。并且，保证进入第二蒸发管段的冷媒比进入第一蒸发管段的冷媒具有更强的蒸发吸收潜力。

根据本发明的实施例，第一冷凝器2的冷媒出口和第二冷凝器5的冷媒出口中的至少一个通过过冷器3连通蒸发器7的冷媒入口。例如，图1至图6中，第一冷凝器2的冷媒出口连通过冷器3的冷媒入口；图7和图8中，第二冷凝器5的冷媒出口连通过冷器3的冷媒入口；图9和图10中，第一冷凝器2和第二冷凝器5的冷媒出口分别连通过冷器3的两个冷媒入口。

在一个实施例中，请参见图1至图4，过冷器3的冷媒出口通过第一节流元件4连通第一蒸发管段的冷媒入口，第二冷凝器5的冷媒出口通过第二节流元件6连通第二蒸发管段的冷媒入口。该种情况下，也即在热交换系统中，流经第一冷凝器2的冷媒依次流经过冷器3、第一节流元件4和第一蒸发管段；流经第二冷凝器5的冷媒依次流经第二节流元件6和第二蒸发管段。由于从第一冷凝器2流出的冷媒一般情况下气态成分较高，进而其蒸发吸热的潜力更低，因此将该部分冷媒通入第一蒸发管段。当然，在实际运行的时候，也有可能受到第一冷凝器2和第二冷凝器5大小的限制因素，使得第一冷凝器2流出的冷媒反倒比第二冷凝器5流出的冷媒气态成分要低，该种情况下也可以选择将从第一冷凝器2流出的冷媒通入第二蒸发管段。

在一个实施例中，请参见图5和图6，过冷器3的冷媒出口和第二冷凝器5的冷媒出口分别通过第一节流元件4和第二节流元件6连通汇流管段的冷媒入口；汇流管段的第一冷媒出口连通第一蒸发管段的冷媒入口，汇流管段的第二冷媒出口连通第二蒸发管段的冷媒入口。该种情况下，从第一冷凝器2和第二冷凝器5流出的冷媒在进入蒸发器7之前先汇流，在此基础上再对所有冷媒按需分配，进而可以保证蒸发器7中第一蒸发管段和第二蒸发管段中冷媒流量满足需求。

在一个实施例中，请参见图7和图8，第二冷凝器5通过过冷器3连通第二节流元件6，且第二节流元件6连通第二蒸发管段；第一冷凝器2通过第一节流元件4连通第一蒸发管段。该种情况下，冷凝温度较低的第二冷凝器5通过过冷器3进一步过冷，进而保证通入第二蒸发管段的冷媒具有更强的蒸发吸收潜力。

在一个实施例中，请参见图9和图10，第二冷凝器5通过过冷器3连通第二节流元件6，且第二节流元件6连通第一蒸发管段；第一冷凝器2通过第一节流元件4连通第二蒸发管段。该种情况下，对从第一冷凝器2和第二冷凝器5流出的冷媒的蒸发吸收潜能均进行提升，以最大化提高热交换系统的换热能效。

请参见图11和图12，蒸发器7包括第一蒸发器701和第二蒸发器702，沿着换热介质的流动方向上，第一蒸发器701位于第二蒸发器702的上游，过冷器3的冷媒出口通过第一节流元件4连通第一蒸发器701的冷媒入口，第二冷凝器5的冷媒出口通过第二节流元件6连通第二蒸发器702的冷媒入口。其中，流经第一冷凝器2的冷媒较之于流经第二冷凝器5的冷媒温度更高且压力也更高，进而将流经第一冷凝器2的冷媒通入位于迎风面上的第一蒸发器701；此外，将流经第二冷凝器5的冷媒通入位于背风面上的第二蒸发器702。第一蒸发器701外的温度比第二蒸发器702外的温度高，将温度更高的冷媒通入第一蒸发器701，而温度更低的冷媒通入第二蒸发器702，显然能够更好的满足制冷需求。以后文提及的热泵干衣机当中的热交换系统为例，高温高湿的气体从烘干筒流向第一蒸发器701，之后再流经第二蒸发器702，第二蒸发器702具有比第一蒸发器701更强的制冷能力，进而保证对气体加热之前，先对气体进行逐级降温和干燥。

根据本发明的实施例，不管蒸发器7是包括第一蒸发管段和第二蒸发管段，还是包括第一蒸发器701和第二蒸发器702，压缩机1的吸气口均至少具有两种情形。

以蒸发器7包括第一蒸发管段和第二蒸发管段的情形为例：参考图1和图2，第一蒸发管段的冷媒出口和第二蒸发管段的冷媒出口通过公共管段连通压缩机1的吸气口；或者，参考图3和图4，压缩机1具有第一吸气口和第二吸气口，第一蒸发管段的冷媒出口连通第一吸气口，第二蒸发管段的冷媒出口连通第二吸气口。

同理，当蒸发器7包括第一蒸发器701和第二蒸发器702的时候：第一蒸发器701的冷媒出口和第二蒸发器702的冷媒出口通过公共管段连通压缩机1的吸气口；或者，压缩机1具有第一吸气口和第二吸气口，第一蒸发器701的冷媒出口连通第一吸气口，第二蒸发器702的冷媒出口连通第二吸气口。

根据本发明实施例的热交换系统，压缩机1设置一个吸气口的情况可以简化压缩机1的结构，降低热交换系统的制备成本。

图3和图4中，吸气口为两个，该种情况下，整个热交换系统设置高压回路和低压回路。具体的，压缩机1的高压排气口(也即后文提及的第一排气口)连通高温冷凝器(也即第一冷凝器2)，高温冷凝器连通高温蒸发管段(也即位于蒸发器7上方的第一蒸发管段)，高温蒸发管段的冷媒出口连通压缩机1的第一吸气口，这部分冷媒压缩之后再次通过高压排气口进入高温冷凝器形成循环。此外，压缩机1的低压排气口(也即后文提及的第二排气口)连通中温冷凝器(也即第二冷凝器5)，中温冷凝器连通低温蒸发管段(也即位于蒸发器7下方的第二蒸发管段)，低温蒸发管段的冷媒出口连通压缩机1的第二吸气口，这部分冷媒压缩之后再次通过低压排气口(也即第二排气口)进入中温冷凝器形成循环。该种情况下，通过设置高压回路和低压回路，可以降低压缩机1的压比，进一步提高热交换系统的能效，降低其能耗。

当然，对于热交换系统设置有两个蒸发器的情形，同样可以对压缩机设置两个吸气口，使得整个热交换系统设置高压回路和低压回路，以达到提高能效降低能耗的目的。其中一种实施方式，压缩机1的高压排气口连通高温冷凝器，高温冷凝器连通高温蒸发器(也即第一蒸发器701)，高温蒸发器的冷媒出口连通压缩机1的第一吸气口，这部分冷媒压缩之后再次通过高压排气口进入高温冷凝器形成循环。此外，压缩机1的低压排气口连通中温冷凝器，中温冷凝器连通低温蒸发器(也即第二蒸发器702)，低温蒸发器的冷媒出口连通压缩机1的第二吸气口，这部分冷媒压缩之后再次通过低压排气口进入中温冷凝器形成循环。另一种实施方式，高温冷凝器连通高温蒸发器(也即第一蒸发器701)，高温蒸发器的冷媒出口连通压缩机1的第一吸气口；中温冷凝器连通低温蒸发器(也即第二蒸发器702)，低温蒸发器的冷媒出口连通压缩机1的第二吸气口。进而，冷媒从第一吸气口和第二吸气口回到压缩机之后进行混合，之后再通过压缩机1的高压排气口连通高温冷凝器，并通过压缩机1的低压排气口连通中温冷凝器。

根据本发明的实施例，具有单一排气压缩机1的热交换系统，其工作效率一般比较低。基于此，本发明实施例的热交换系统采用双排气压缩机1，具体的，压缩机1具有第一排气口和第二排气口，第一排气口连通第一冷凝器2的冷媒入口，第二排气口连通第二冷凝器5的冷媒入口。由此，压缩机1可以通过第一排气口和第二排气口排出具有不同冷凝压力的冷媒，实现第一冷凝器2和第二冷凝器5不同的冷凝温度，进而当换热介质依次经过第二冷凝器5和第一冷凝器2的时候，可以实现梯级加热，提高热交换系统的能效。其中，第一冷凝器2为高温冷凝器，第二冷凝器5为中温冷凝器。此处“高温”和“中温”为相对概念。对应冷凝温度较高的第一冷凝器2，为了提高第一冷凝器2流出冷媒的过冷度，将第一冷凝器2的冷媒出口和过冷器3的冷媒入口连通。第一冷凝器2流出的冷媒经过过冷器3，冷媒的过冷度增加，进而流入蒸发器7的气态冷媒占比减少，从而汽化吸收热量的能力增加。

根据本发明的实施例，换热管路为换热水路，换热介质为水。该种情况下，通过冷媒循环回路对水进行分级加热。其中，由于水一般不需要进行干燥，因此该种情况下往往依次流经过冷器3和冷凝器即可，无需经过蒸发器7。

根据本发明的实施例，换热管路当中可以设置动力源，例如风机、水泵等，以保证换热介质可以沿着换热管路流通。

根据本发明的实施例，节流元件(第一节流元件4和第二节流元件6中的至少一个)可以采用毛细管、电子膨胀阀、热力膨胀阀等形式，具体不受此处举例的限制。

根据本发明的实施例，以换热管路应用于风路闭合循环的干燥场景为例，其中换热介质为空气，请参见图4，空气与蒸发器7换热前的温度值为T1，空气与蒸发器7换热后的温度值为T2，空气与过冷器3换热后的温度值为T3，空气与第二冷凝器5换热后的温度值为T4，空气与第一冷凝器2换热后的温度值为T5。在一个实施例中，T1、T2、T3、T4和T5之间的关系满足：T2＝T1-(5℃到25℃)，T3＝T2+(10℃到25℃)，T4＝T3+(10℃到20℃)、T5＝T4+(10℃到15℃)。

根据本发明第二方面实施例，提供一种电器设备，还包括上述热交换系统。

其中，电器设备可以为冰箱、冰柜、空调等制冷设备，还可以为烘干机、洗衣机、热泵热水器、热泵干衣机或热泵洗碗机等设备。当然，电器设备还可以为其他需要具有热交换系统的设备，此处不再一一列举。

其中，当电器设备为冰箱、冰柜、空调等制冷设备的时候，上述热交换系统可以不具有连通的换热风路。当电器设备为烘干机、洗衣机或者热泵干衣机等产品的时候，上述热交换系统一般具有连通的换热风路，且换热回路往往为相对闭合的气流回路。

根据本发明的实施例，以热泵干衣机为例对电器设备进行简单说明。热泵干衣机包括烘干筒，烘干筒设置于换热风路中，且沿着换热气体的流动方向上设置于第二冷凝器5的下游。

在一个实施例中，热泵干衣机采用上述提及的热交换系统，且压缩机1具有两个排气结构，对应两个排气结构分别设置有第一冷凝器2和第二冷凝器5，进而可以对换热风路当中的气体进行分段加热，实现第一冷媒循环回路和第二冷媒循环回路的分别节流，缩短干衣时间。

同样的，当电器设备为其它产品的时候，同样可以通过双排气压缩机1和两级冷凝器的采用，增大电器设备的工作效率。

根据本发明的实施例，热泵干衣机包括烘干筒，烘干筒设置于换热风路中，且沿着气流的流动方向上设置于第二冷凝器5的下游。进而沿着换热风路上，气流依次经过蒸发器7、过冷器3、第一冷凝器2、第二冷凝器5和烘干筒。

热泵干衣机的换热风路的换热原理大致如下：在换热风路中，烘干筒内的气体和衣物进行换热，带走衣物当中的水分，得到高温高湿的气体；高温高湿的气体从烘干筒流向蒸发器7，高温高湿的气体在蒸发器7外表面冷凝并发生热交换，得到低温干燥的气体；该低温干燥的气体从蒸发器7流向过冷器3，经过过冷器3进行初步加热，之后流向冷凝器，在冷凝器外被加热，得到高温干燥的气体；该高温干燥的气体从冷凝器流回至烘干筒内，并和衣物发生热交换，实现空气的循环。

在冷媒循环回路中，压缩机1内低温低压的气态冷媒变成高温高压的气态冷媒；高温高压的气态冷媒在流经冷凝器的时候发生相变(液化)释放热量，对冷凝器外部的气体进行加热，且冷凝器内的冷媒变成中温中压的液态冷媒；中温中压的液态冷媒在流经第二节流元件6(例如毛细管)的节流降压之后进入蒸发器7；冷媒在蒸发器7汽化扩散同时吸收蒸发器7外部空气的热量变成低温低压气态冷媒。该低温低压气态冷媒被吸入压缩机1之后，再次经历前述过程形成制冷循环。其中，有部分冷媒从冷凝器流出之后进入过冷器3，在过冷器3当中过冷之后再进入蒸发器7。

根据本发明的实施例，热泵干衣机具有不同的干衣模式，比说低温烘、快烘、节能烘等，而在双排气干衣系统中第一冷凝器2和第二冷凝器5的梯级加热功能在冷凝温度需求高的情况下节能优势更加突出，在冷凝温度需求不高的情况下，通过采用上述第一蒸发管段和第二蒸发管段，可以提高热交换系统的节能效果。

例如，在快烘模式下：为提高冷凝器气流进口处的风温，在换热器面积足够的情况下，通过控制第一蒸发管段的冷媒流量或风量以实现第一蒸发管段和第二蒸发管段这两部分的气流温度不同。以图至图6为例，从热泵干衣机的烘干筒出来的气流在蒸发器7上下分别换热(也即分别和第一蒸发管段和第二蒸发管段换热)，下部的风经第二蒸发管段冷却后，空气中的水分被冷凝下来；而上部由于风温较高，气流中的水分未被冷却，而是与下部的气流混合后进入过冷器3，之后进入冷凝器，从而提高了冷凝器的冷凝温度。

又例如，在节能烘模式下：为充分利用蒸发器7换热器面积，减少冷媒及气流的混合损失，调整第一蒸发管段的冷媒流量，使得蒸发器7上下两路(第一蒸发管段和第二蒸发管段)具有相同的蒸发温度或者相同的换热量。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (14)

1.一种热交换系统，其特征在于，包括：

冷媒循环回路，所述冷媒循环回路上设置有压缩机、冷凝器、过冷器和蒸发器；

换热管路，流通有换热介质；

所述过冷器和所述冷凝器沿着所述换热介质的流动方向依次设置以对所述换热介质进行分级加热。

2.根据权利要求1所述的热交换系统，其特征在于，所述冷凝器包括第一冷凝器和第二冷凝器，所述第一冷凝器的冷凝温度高于所述第二冷凝器的冷凝温度，所述换热介质依次流经所述第二冷凝器和所述第一冷凝器。

3.根据权利要求2所述的热交换系统，其特征在于，所述第一冷凝器的冷媒出口和所述第二冷凝器的冷媒出口中的至少一个通过所述过冷器连通所述蒸发器的冷媒入口。

4.根据权利要求3所述的热交换系统，其特征在于，所述换热管路为换热风路，所述换热介质为换热气体，所述换热风路依次连通所述蒸发器、所述过冷器、所述第二冷凝器和所述第一冷凝器，以使得所述换热气体依次流经所述蒸发器、所述过冷器、所述第二冷凝器和所述第一冷凝器。

5.根据权利要求4所述的热交换系统，其特征在于，所述蒸发器包括并行设置的第一蒸发管段和第二蒸发管段，所述第一蒸发管段位于所述第二蒸发管段的上方。

6.根据权利要求5所述的热交换系统，其特征在于，所述第一冷凝器的冷媒出口连通所述过冷器的冷媒入口，所述过冷器的冷媒出口通过第一节流元件连通所述第一蒸发管段的冷媒入口，所述第二冷凝器的冷媒出口通过第二节流元件连通所述第二蒸发管段的冷媒入口，或者，

所述第一冷凝器通过第一节流元件连通所述第一蒸发管段的冷媒入口，所述第二冷凝器的冷媒出口连通所述过冷器的冷媒入口，所述过冷器的冷媒出口通过第二节流元件连通所述第二蒸发管段的冷媒入口，或者，

所述第一冷凝器的冷媒出口和所述第二冷凝器的冷媒出口分别连通所述过冷器的两个冷媒入口，所述过冷器的两个冷媒出口分别通过第一节流元件和第二节流元件连通所述第一蒸发管段的冷媒入口和所述第二蒸发管段的冷媒入口。

7.根据权利要求5所述的热交换系统，其特征在于，所述第一冷凝器的冷媒出口连通所述过冷器的冷媒入口，所述过冷器的冷媒出口和所述第二冷凝器的冷媒出口分别通过第一节流元件和第二节流元件连通汇流管段的冷媒入口；所述汇流管段的第一冷媒出口连通所述第一蒸发管段的冷媒入口，所述汇流管段的第二冷媒出口连通所述第二蒸发管段的冷媒入口，或者，

所述第二冷凝器的冷媒出口连通所述过冷器的冷媒入口，所述第一冷凝器的冷媒出口和所述过冷器的冷媒出口分别通过第一节流元件和第二节流元件连通汇流管段的冷媒入口；所述汇流管段的第一冷媒出口连通所述第一蒸发管段的冷媒入口，所述汇流管段的第二冷媒出口连通所述第二蒸发管段的冷媒入口，或者，

所述第一冷凝器的冷媒出口和所述第二冷凝器的冷媒出口分别连通所述过冷器的两个冷媒入口，所述过冷器的两个冷媒出口分别通过第一节流元件和第二节流元件连通汇流管段的冷媒入口；所述汇流管段的第一冷媒出口连通所述第一蒸发管段的冷媒入口，所述汇流管段的第二冷媒出口连通所述第二蒸发管段的冷媒入口。

8.根据权利要求6所述的热交换系统，其特征在于，所述压缩机具有第一吸气口和第二吸气口，所述第一蒸发管段的冷媒出口连通所述第一吸气口，所述第二蒸发管段的冷媒出口连通所述第二吸气口。

9.根据权利要求4所述的热交换系统，其特征在于，所述蒸发器包括第一蒸发器和第二蒸发器；沿着所述换热介质的流动方向，所述第一蒸发器位于所述第二蒸发器的上游；

所述第一冷凝器的冷媒出口连通所述过冷器的冷媒入口，所述过冷器的冷媒出口通过第一节流元件连通所述第一蒸发器的冷媒入口，所述第二冷凝器的冷媒出口通过第二节流元件连通所述第二蒸发器的冷媒入口，或者，

所述第一冷凝器的冷媒出口通过第一节流元件连通所述第一蒸发器的冷媒入口，所述第二冷凝器的冷媒出口连通所述过冷器的冷媒入口，所述过冷器的冷媒出口通过第二节流元件连通所述第二蒸发器的冷媒入口，或者，

所述第一冷凝器的冷媒出口和所述第二冷凝器的冷媒出口分别连通所述过冷器的两个冷媒入口，且所述过冷器的两个冷媒出口分别通过第一节流元件和第二节流元件连通所述第一蒸发器和所述第二蒸发器。

10.根据权利要求9所述的热交换系统，其特征在于，所述压缩机具有第一吸气口和第二吸气口，所述第一蒸发器的冷媒出口连通所述第一吸气口，所述第二蒸发器的冷媒出口连通所述第二吸气口。

11.根据权利要求2至10中任意一项所述的热交换系统，其特征在于，所述压缩机具有第一排气口和第二排气口，所述第一排气口连通所述第一冷凝器的冷媒入口，所述第二排气口连通所述第二冷凝器的冷媒入口。

12.根据权利要求1至3中任意一项所述的热交换系统，其特征在于，所述换热管路为换热水路，所述换热介质为水。

13.一种电器设备，其特征在于，包括权利要求1至12中任意一项所述的热交换系统。

14.一种电器设备，其特征在于，包括权利要求4至10中任意一项所述的热交换系统，所述电器设备为热泵干衣机，所述热泵干衣机包括烘干筒，所述烘干筒设置于所述换热风路中，且沿着所述换热气体的流动方向上设置于所述第二冷凝器的下游。

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