CN115031444A

CN115031444A - 热泵系统

Info

Publication number: CN115031444A
Application number: CN202110243630.1A
Authority: CN
Inventors: 肖天龙; 邱燮宁; 周忠清; 罗红英
Original assignee: York Guangzhou Air Conditioning and Refrigeration Co Ltd; Johnson Controls Technology Co
Current assignee: York Guangzhou Air Conditioning and Refrigeration Co Ltd; Johnson Controls Technology Co
Priority date: 2021-03-05
Filing date: 2021-03-05
Publication date: 2022-09-09

Abstract

本申请提供一种热泵系统。其包括压缩机、第一、第二、第三换热器和五通阀。第一流通路径、第二流通路径和第三流通路径的第一端分别连接至五通阀的第五端口、第三端口和第二端口，第一流通路径、第二流通路径和第三流通路径的第二端连接至一个共同的路径交汇点，压缩机的排气口和吸气口分别与五通阀的第一端口以及第四端口连接。热泵系统可选择地将第一流通路径的第一端、第二流通路径的第一端和第三流通路径的第一端中的两个通过五通阀与压缩机的吸气口连通，将第一流通路径的第一端、第二流通路径的第一端和第三流通路径的第一端中的剩余一个通过五通阀与压缩机的排气口连通，以形成不同的循环通路。

Description

热泵系统

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、节流装置和四通阀，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，这种热泵系统工作模式较少。因此，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、向外界提供热水供热热量以及向外界提供空调供冷冷量的同时提供热水供热热量的多个工作模式。

发明内容

为了实现上述目的，本申请提供了一种热泵系统，其包括压缩机、第一换热器、第二换热器、第三换热器和五通阀。所述压缩机包括吸气口和排气口。所述第一换热器设置在第一流通路径中。所述第二换热器设置在第二流通路径中。所述第三换热器设置在第三流通路径中。所述五通阀包括第一端口、第二端口、第三端口、第四端口和第五端口。所述第一流通路径的第一端、所述第二流通路径的第一端和所述第三流通路径的第一端分别连接至所述五通阀的所述第五端口、所述第三端口和所述第二端口，所述第一流通路径的第二端、所述第二流通路径的第二端和所述第三流通路径的第二端连接至一个共同的路径交汇点(A)，所述压缩机的排气口和吸气口分别与所述五通阀的所述第一端口以及所述第四端口连接。所述热泵系统被配置为可选择地将所述第一流通路径的第一端、所述第二流通路径的第一端和所述第三流通路径的第一端中的两个通过所述五通阀与所述压缩机的吸气口连通，将所述第一流通路径的第一端、所述第二流通路径的第一端和所述第三流通路径的第一端中的剩余一个通过所述五通阀与所述压缩机的排气口连通，以形成不同的循环通路。

根据上述热泵系统，所述五通阀具有第一状态、第二状态和第三状态，所述五通阀被配置为：当所述五通阀处于所述第一状态时，所述第一端口和所述第二端口连通，所述第三端口、所述第五端口和所述第四端口连通；当所述五通阀处于所述第二状态时，所述第一端口和所述第三端口连通，所述第二端口、所述第五端口和所述第四端口连通；并且当所述五通阀处于所述第三状态时，所述第一端口和所述第五端口连通，所述第二端口、第三端口和所述第四端口连通。

根据上述热泵系统，其还包括第一节流装置、第二节流装置以及第三节流装置。所述第一节流装置设置在第一流通路径中，所述第一节流装置包括第一节流入口和第一节流出口。所述第二节流装置设置在第二流通路径中，所述第二节流装置包括第二节流入口和第二节流出口。所述第三节流装置设置在第三流通路径中，所述第三节流装置包括第三节流入口和第三节流出口。其中，所述第一节流入口、所述第二节流入口和所述第三节流入口与所述路径交汇点连接，所述第一节流出口、所述第二节流出口和所述第三节流出口分别与所述第一换热器、所述第二换热器和所述第三换热器相连接。

根据上述热泵系统，其还包括第一旁路、第二旁路、第三旁路以及分别设置在所述第一旁路、所述第二旁路和所述第三旁路中的第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀。其中，所述第一旁路的第一端与第一节流出口连接，所述第二旁路的第一端与第二节流出口连接，所述第三旁路的第一端与第三节流出口连接，所述第一旁路的第二端、所述第二旁路的第二端和所述第三旁路的第二端连接至一个共同的旁路交汇点，以使得所述第一换热器、所述第二换热器以及所述第三换热器分别通过所述第一控制阀、所述第二控制阀和所述第三控制阀可控地绕过所述第一节流装置、所述第二节流装置和所述第三节流装置而与所述旁路交汇点流体连通。

根据上述热泵系统，所述第一控制阀、所述第二控制阀和所述第三控制阀为单向阀。其中，所述第一控制阀被配置为能够使流体从所述第一换热器经过所述第一旁路流至所述旁路交汇点，所述第二控制阀被配置为能够使流体从所述第二换热器经过所述第二旁路流至所述旁路交汇点，所述第三控制阀被配置为能够使流体从所述第三换热器经过所述第三旁路流至所述旁路交汇点。

根据上述热泵系统，所述热泵系统能够实现多个工作模式，所述多个工作模式包括单独制冷模式。所述热泵系统在所述单独制冷模式中时，所述五通阀被保持在所述第一状态，所述第三控制阀和所述第二节流装置被打开，并且所述第一控制阀、所述第二控制阀、所述第一节流装置和所述第三节流装置被关闭，以使得所述压缩机、所述第三换热器、所述第二节流装置和所述第二换热器连接在制冷剂环路中。

根据上述热泵系统，所述热泵系统能够实现多个工作模式，所述多个工作模式包括单独制热模式。所述热泵系统在所述单独制热模式中时，所述五通阀被保持在所述第二状态，所述第二控制阀和所述第三节流装置被打开，并且所述第一控制阀、所述第三控制阀、所述第一节流装置和所述第二节流装置被关闭，以使得所述压缩机、所述第二换热器、所述第三节流装置和所述第三换热器连接在制冷剂环路中。

根据上述热泵系统，所述热泵系统能够实现多个工作模式，所述多个工作模式包括单独制热水模式。所述热泵系统在所述单独制热水模式中时，所述五通阀被保持在所述第三状态，所述第一控制阀和所述第三节流装置被打开，并且所述第二控制阀、所述第三控制阀、所述第一节流装置和所述第二节流装置被关闭，以使得所述压缩机、所述第一换热器、所述第三节流装置和所述第三换热器连接在制冷剂环路中。

根据上述热泵系统，所述热泵系统能够实现多个工作模式，所述多个工作模式包括制冷与制热水模式。所述热泵系统在所述制冷与制热水模式中时，所述五通阀被保持在所述第三状态，所述第一控制阀和所述第二节流装置被打开，并且所述第二控制阀、所述第三控制阀、所述第一节流装置和所述第三节流装置被关闭，以使得所述压缩机、所述第一换热器、所述第二节流装置和所述第二换热器连接在制冷剂环路中。

根据上述热泵系统，所述五通阀包括壳体和阀体，所述阀体围绕旋转轴线(X)可旋转地安装在所述壳体中。其中，所述壳体上设有第一端口、第二端口、第三端口、第四端口和第五端口，其中所述第一端口设置在所述壳体的底部，所述第二端口、第三端口、第四端口和第五端口沿所述壳体的周向设置。其中，所述阀体上设有第一阀体通道和第二阀体通道，所述第一阀体通道被配置为连通所述第二端口、所述第三端口、所述第四端口和所述第五端口中的至少三个端口，所述第二阀体通道被配置为将所述第一端口与所述第二端口、所述第三端口、所述第四端口和所述第五端口中的一个端口连通；并且所述第二阀体通道被设置为：当在所述阀体围绕旋转轴线转动时，所述第二阀体通道始终与所述第一端口连通。

本申请的热泵系统中各部件的管路简单，集成度高，安装难度小，吸排气的压降小，并且控制逻辑简易。

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是本申请的第一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7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8A是图1所示的热泵系统中五通阀的一个实施例的立体图；

图8B是图8A所示的五通阀的径向剖视图；

图8C是图8A所示的五通阀的轴向剖视图；

图9是本申请的第二实施例的热泵系统的系统图。

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，而不具有任何其他含义，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是本申请的第一实施例的热泵系统100的系统图，以示出热泵系统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、五通阀140、第一节流装置131、第二节流装置132、第三节流装置133，以及以下将要介绍的其他数个阀。图1所示的在各个部件(包括压缩机108、三个换热器、五通阀140、三个节流装置和其他各个阀)之间的连线表示连接管路。

热泵系统100包括第一流通路径、第二流通路径和第三流通路径。第一换热器101和第一节流装置131串联地设置在第一流通路径中，第二换热器102和第二节流装置132串联地设置在第二流通路径中，第三换热器103和第三节流装置133串联地设置在第三流通路径中。具体来说，第一换热器101的第二流通口114与第一节流装置131的第一节流出口相连接，第二换热器102的第二流通口116与第二节流装置132的第二节流出口相连接，第三换热器103的第二流通口118与第三节流装置133的第三节流出口相连接。

第一流通路径的第一端、第二流通路径和第三流通路径的第一端都连接至五通阀140。第一流通路径、第二流通路径和第三流通路径的第二端连接至一个共同的路径交汇点A。具体来说，五通阀140包括第一端口141、第二端口142、第三端口143、第四端口144和第五端口145。第一流通路径的第一端与第五端口145相连接，第二流通路径的第一端与第三端口143相连接，第三流通路径的第一端与第二端口142相连接。也就是说，第一换热器101的第一流通口113与第五端口145相连通，第二换热器102的第一流通口115与第三端口143相连通，第三换热器103的第一流通口117与第二端口142相连通。第一节流装置131的第一节流入口、第二节流装置132的第二节流入口和第三节流装置133的第三节流入口与路径交汇点A相连通。在本申请的实施例中，第一节流装置131、第二节流装置132和第三节流装置133均能够被控制地开启或关闭。

压缩机108具有吸气口111和排气口112。排气口112通过连接管路与五通阀140的第一端口141相连接，以使得排气口112与五通阀140的第一端口141相连通。吸气口111通过连接管路与五通阀140的第四端口144相连接，以使得吸气口111与五通阀140的第四端口144相连通。

五通阀140包括至少一个阀体通道，并且具有第一状态、第二状态和第三状态。具体的阀体通道示例将结合图8A-8C描述。五通阀140被配置为：当五通阀140处于第一状态时，第一端口141和第二端口142流体连通，第三端口143、第五端口145和第四端口144流体连通(参见图4)；当五通阀140处于第二状态时，第一端口141和第三端口143流体连通，第二端口142、第五端口145和第四端口144流体连通(参见图5)；并且当五通阀140处于第三状态时，第一端口141和第五端口145流体连通，第二端口142、第三端口143和第四端口144流体连通(参见图6)。

热泵系统100还包括第一旁路、第二旁路和第三旁路。第一旁路的第一端连接在第一换热器101的第二流通口114与第一节流装置131的第一节流出口之间，以使得第一旁路的第一端与第一换热器101的第二流通口114相连通。第二旁路的第一端连接在第二换热器102的第二流通口116与第二节流装置132的第二节流出口之间，以使得第二旁路的第一端与第二换热器102的第二流通口116相连通。第三旁路的第一端连接在第三换热器103的第二流通口118与第三节流装置133的第三节流出口之间，以使得第三旁路的第一端与第三换热器103的第二流通口118相连通。第一旁路、第二旁路和第三旁路的第二端连接至一个共同的旁路交汇点B，以使得第一换热器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能够分别通过第一旁路、第二旁路和第三旁路与旁路交汇点B连通。在本实施例中，路径交汇点A与旁路交汇点B为同一点。

热泵系统100还包括设置在第一旁路中的第一控制阀121、设置在第二旁路中的第二控制阀122以及设置在第三旁路中的第三控制阀123，分别用于控制第一旁路、第二旁路和第三旁路的连通和断开。在本申请的实施例中，第一控制阀121、第二控制阀122和第三控制阀123为单向阀。第一控制阀121被配置为能够使流体(例如，制冷剂)从第一换热器101的第二流通口114经过第一旁路流至旁路交汇点B。第二控制阀122被配置为能够使流体(例如，制冷剂)从第二换热器102的第二流通口116经过第二旁路流至旁路交汇点B。第三控制阀123被配置为能够使流体(例如，制冷剂)从第三换热器103的第二流通口118经过第三旁路流至旁路交汇点B。

但本领域的技术人员可以理解，第一控制阀121、第二控制阀122和第三控制阀123也可以设置为其他类型的阀，其能够使阀上游与下游之间可控地连通或断开即可。

在本申请的实施例中，第一换热器101为水侧换热器。其作为冷凝器时，能够用于为用户提供热水。其也可以作为蒸发器使用。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。其包括风机104。其能够作为冷凝器/蒸发器，用于向外界散发热量/冷量。

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，在其他示例中，第一换热器101、第二换热器102和第三换热器103可以为任意形式的换热器。例如，第三换热器103可以为地源型换热器、水源型换热器等。

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274,275,276,277,278,279分别与压缩机108、五通阀140、第一节流装置131、第二节流装置132、第三节流装置133和风机104通讯连接。其中，控制装置202能够控制控制压缩机108的开启与关闭，控制五通阀140处于第一状态、第二状态或第三状态，控制第一节流装置131、第二节流装置132和第三节流装置133的开启和关闭，以及控制风机104的开启与关闭。

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274,275,276,277,278,279分别与压缩机108、五通阀140、第一节流装置131、第二节流装置132、第三节流装置133和风机104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通过对五通阀140、第一节流装置131、第二节流装置132、第三节流装置133和风机104的具体控制，以实现单独制冷模式、单独制热模式、单独制热水模式以及制冷与制热水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，并且控制逻辑简易。

图4-7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。具体地，在图4-7所示的各个模式下，热泵系统100的第一流通路径的第一端、第二流通路径的第一端和第三流通路径的第一端中的两个通过五通阀140与压缩机108的吸气口111连通，第一流通路径的第一端、第二流通路径的第一端和第三流通路径的第一端中剩余一个通过五通阀140与压缩机108的排气口112连通，以形成不同的循环通路。下面详述图4-7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，使五通阀140处于第一状态，使第二节流装置132开启，使第一节流装置131和第三节流装置133关闭，并且使风机104开启。

具体来说，从压缩机108的排气口112流出的高温高压气态制冷剂依次通过五通阀140的第一端口141和第二端口142流至第三换热器103。在第三换热器103中，高温高压气态制冷剂与空气换热，从而将高温高压气态制冷剂变为高压液态制冷剂。高压液态制冷剂从第三换热器103流出后依次通过第三控制阀123、路径交汇点A和第二节流装置132。高压液态制冷剂流经第二节流装置132后成为低温低压制冷剂，随后流至第二换热器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，以为用户侧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低压气态的制冷剂。低压气态的制冷剂依次通过五通阀140的第三端口143和第四端口144后再次从压缩机108的吸气口111进入压缩机108，成为高温高压气态制冷剂，以完成制冷剂的循环。

由此，当热泵系统100处于单独制冷模式中时，压缩机108、第三换热器103、第二节流装置132和第二换热器102连接在制冷剂环路中。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。

需要说明的是，由于此时第一节流装置131被关闭，因此制冷剂不会从第二流通口114流入第一换热器101。此外，由于第一换热器101的第一流通口113通过五通阀140的第五端口145与压缩机108的吸气口111流体连通，因此积存在第一换热器101中的制冷剂的至少一部分能够依次通过第一换热器101的第一流通口113、五通阀140的第五端口145和第四端口144后，从压缩机108的吸气口111流入压缩机108。

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，使五通阀140处于第二状态，使第三节流装置133开启，使第一节流装置131和第二节流装置132关闭，并且使风机104开启。

具体来说，从压缩机108的排气口112流出的高温高压气态制冷剂依次通过五通阀140的第一端口141和第三端口143流至第二换热器102。在第二换热器102中，高温高压气态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)。高温高压气态制冷剂在第二换热器102中与用户侧流体换热后变为高压液态的制冷剂。高压液态制冷剂从第二换热器102流出后依次通过第二控制阀122、路径交汇点A和第三节流装置133。高压液态制冷剂流经第三节流装置133后成为低温低压制冷剂，随后流至第三换热器103。在第三换热器103中，低温低压制冷剂与空气换热，从而将低温低压制冷剂变为低压气态制冷剂。低压气态的制冷剂依次通过五通阀140的第二端口142和第四端口144后再次从压缩机108的吸气口111进入压缩机108，成为高温高压气态制冷剂，以完成制冷剂的循环。

由此，当热泵系统100处于单独制热模式中时，压缩机108、第二换热器102、第三节流装置133和第三换热器103连接在制冷剂环路中。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不在制冷剂循环回路中。

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，使五通阀140处于第三状态，使第三节流装置133开启，使第一节流装置131和第二节流装置132关闭，并且使风机104开启。

具体来说，从压缩机108的排气口112流出的高温高压气态制冷剂依次通过五通阀140的第一端口141和第五端口145流至第一换热器101。在第一换热器101中，高温高压气态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)。高温高压气态制冷剂在第一换热器101中与用户侧流体换热后变为高压液态的制冷剂。高压液态制冷剂从第一换热器101流出后依次通过第一控制阀121、路径交汇点A和第三节流装置133。高压液态制冷剂流经第三节流装置133后成为低温低压制冷剂，随后流至第三换热器103。在第三换热器103中，低温低压制冷剂与空气换热，从而将低温低压制冷剂变为低压气态制冷剂。低压气态的制冷剂依次通过五通阀140的第二端口142和第四端口144后再次从压缩机108的吸气口111进入压缩机108，成为高温高压气态制冷剂，以完成制冷剂的循环。

由此，当热泵系统100处于单独制热水模式中时，压缩机108、第一换热器101、第三节流装置133和第三换热器103连接在制冷剂环路中。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不在制冷剂循环回路中。

需要说明的是，由于此时第二节流装置132被关闭，因此制冷剂不会从第二流通口116流入第二换热器102。此外，由于第二换热器102的第一流通口115通过五通阀140的第三端口143与压缩机108的吸气口111流体连通，因此积存在第二换热器102中的制冷剂的至少一部分能够依次通过第二换热器102的第一流通口115、五通阀140的第三端口143和第四端口144后，从压缩机108的吸气口111流入压缩机108。

图7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7所示，通过控制装置202的控制，使五通阀140处于第三状态，使第二节流装置132开启，使第一节流装置131和第三节流装置133关闭，并且使风机104关闭。

具体来说，从压缩机108的排气口112流出的高温高压气态制冷剂依次通过五通阀140的第一端口141、和第五端口145流至第一换热器101。在第一换热器101中，高温高压气态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)。高温高压气态制冷剂在第一换热器101中与用户侧流体换热后变为高压液态的制冷剂。高压液态制冷剂从第一换热器101流出后依次通过第一控制阀121、路径交汇点A和第二节流装置132。高压液态制冷剂流经第二节流装置132后成为低温低压制冷剂，随后流至第二换热器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低压气态的制冷剂。低压气态的制冷剂依次通过五通阀140的第三端口143和第四端口144后再次从压缩机108的吸气口111进入压缩机108，成为高温高压气态制冷剂，以完成制冷剂的循环。

由此，当热泵系统100处于制冷与制热水模式中时，压缩机108、第一换热器101、第二节流装置132和第二换热器102连接在制冷剂环路中。其中，第一换热器101作为冷凝器，第二换热器102作为蒸发器。第三换热器103不在制冷剂循环回路中。

需要说明的是，由于此时第三节流装置133被关闭，因此制冷剂不会从第二流通口118流入第三换热器103。此外，由于第三换热器103的第一流通口117通过五通阀140的第二端口142与压缩机108的吸气口111流体连通，因此积存在第三换热器103中的制冷剂的至少一部分能够依次通过第三换热器103的第一流通口117、五通阀140的第二端口142和第四端口144后，从压缩机108的吸气口111流入压缩机108。

传统的热泵系统为了实现多个工作模式，通常需要至少两个四通阀，或者需要四通阀与三通阀串联形成。这种热泵系统管路复杂，吸排气的压降大，成本高，并且控制逻辑复杂。

然而，本申请的热泵系统100通过对五通阀140以及三个流通路径(即，第一流通路径、第二流通路径和第三流通路径)的控制，即可实现多个工作模式。更具体地说，控制装置202只需对五通阀140、第一节流装置131、第二节流装置132和第三节流装置133进行控制即可。热泵系统100中各部件的管路简单，集成度高，安装难度小，吸排气的压降小，并且控制逻辑简易。

图8A为本申请的五通阀140的一个实施例的透视图；图8B为图8A所示的五通阀140的径向剖视图；图8C为图8A所示的五通阀140的轴向剖视图。如图8A-8C所示，五通阀140包括壳体801和阀体802。壳体801包括圆柱体的壳体主体和五根中空的连通管。壳体主体具有中空部，其从壳体主体的上表面向下凹陷形成。壳体主体具有壳体轴线。五根连通管中的一根连通管设置在壳体主体的底部，其与壳体轴线共轴设置，并且连通管与壳体主体中的中空部相连通。该连通管的下方的端口为第一端口141。其余四根连通管环绕壳体的周向均匀布置，并与壳体主体中的中空部相连通。四根连通管的端口分别形成第二端口142、第三端口143、第四端口144和第五端口145。阀体802大致为圆柱体，并且其形状与壳体主体中的中空部相匹配。阀体802具有旋转轴线X，其与壳体轴线共轴设置。阀体802围绕旋转轴线X可旋转地安装在壳体801的中空部中。其中，阀体802上设有第一阀体通道811和第二阀体通道812。第一阀体通道811围绕阀体802的周向设置，以使得当阀体802转动时，第一阀体通道811能够连通第二端口142、第三端口143、第四端口144和第五端口145中的三个端口。第二阀体通道812从阀体802的周向朝向阀体802的底部延伸形成，以形成大致为呈90°的弯头。当阀体802转动时，第二阀体通道812的一端能够始终与第一端口141连通，并且第二阀体通道812的另一端能够与第二端口142、第三端口143、第四端口144和第五端口145中的一个端口连通。

上述五通阀140至少具有减少压降的技术效果。尤其在本申请的热泵系统100中使用时，由于第一端口141始终与压缩机108的排气口112相连接，并且排气口112排出的是高温高压气态制冷剂，因此当制冷剂通过大致呈90°的第二阀体通道812时，能够降低其受到的压降。

图9为本申请的第二实施例的热泵系统900的系统图。图9所示的热泵系统900与图1所示的热泵系统100大致相同，相同之处此处不再赘述。与图1所示的热泵系统100不同的是，图9所示的热泵系统900还包括附加部件，并且热泵系统900中的路径交汇点A与旁路交汇点B为不同的两点。路径交汇点A与旁路交汇点B通过附加部件与管路的连接流体连通。

如图9所示，热泵系统900还包括储液器901、干燥过滤器902、附加换热器903和附加节流装置904。其中，储液器901用于调整热泵系统900中的制冷剂的量。干燥过滤器902用于过滤制冷剂中的灰尘碎屑以及用于去除制冷剂中的水分。附加换热器903和附加节流装置904能够形成经济器，从而提高热泵系统900的效率。

具体来说，储液器901的入口与旁路交汇点B相连接。储液器901的入口与干燥过滤器902的入口相连接。干燥过滤器902的出口与附加换热器903的第一流通口911相连接，并且与附加节流装置904的节流入口相连接。附加换热器903的第二流通口912与压缩机108中的压缩腔(未示出)相连接，并且连接管路上设有朝向压缩腔的单向阀920。附加换热器903的第三流通口913与附加节流装置904的节流出口相连接。附加换热器903的第四流通口914与路径交汇点A相连接。需要说明的是，在附加换热器903中，第一流通口911与第四流通口914流体连通，并在附加换热器903中形成第一流动路径；第二流通口912与第三流通口913流体连通，并在附加换热器903中形成第二流动路径。第一流动路径中的流体能够与第二流动路径中的流体进行换热。

热泵系统900能够通过与热泵系统100中相似的控制实现热泵系统100中的多个工作模式，此处不再赘述。不论热泵系统900处于哪个工作模式中，从控制阀(即，第一控制阀121、第二控制阀122和第三控制阀123)中流出的流体为高压液态制冷剂。高压液态制冷剂依次流过储液器901和干燥过滤器902后分为两路。一路从附加节流装置904的节流入口通过附加节流装置904。高压液态制冷剂在附加节流装置904处成为低温低压制冷剂后从附加换热器903的第三流通口913流入附加换热器903。另一路从第一流通口911进入附加换热器903。在附加换热器903中，从第一流通口911进入附加换热器903的流体被从第三流通口913流入附加换热器903的流体进一步冷却后通过第四流通口914流出，随后经过路径交汇点A流向节流装置(即，第一节流装置131、第二节流装置132和第三节流装置133)。而从第三流通口913流入附加换热器903的流体升温后通过第二流通口912流至压缩机108中的压缩腔(未示出)。经济器的设置一方面能够使得流经节流装置(即，第一节流装置131、第二节流装置132和第三节流装置133)的制冷剂的温度更低，另一方面能够降低压缩机108的排气温度，从而提高热泵系统900的效率。

需要说明的是，虽然本申请的实施例中示出了一种具体连通结构的五通阀140，但本领域的技术人员可以理解，任何能够实现上述连通与切换方式的五通阀都在本申请的保护范围内。

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

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)设置在第一流通路径中；

第二换热器(102)，所述第二换热器(102)设置在第二流通路径中；

第三换热器(103)，所述第三换热器(103)设置在第三流通路径中；以及

五通阀(140)，所述五通阀(140)包括第一端口(141)、第二端口(142)、第三端口(143)、第四端口(144)和第五端口(145)；

其中，所述第一流通路径的第一端、所述第二流通路径的第一端和所述第三流通路径的第一端分别连接至所述五通阀(140)的所述第五端口(145)、所述第三端口(143)和所述第二端口(142)，所述第一流通路径的第二端、所述第二流通路径的第二端和所述第三流通路径的第二端连接至一个共同的路径交汇点(A)，所述压缩机(108)的排气口(112)和吸气口(111)分别与所述五通阀(140)的所述第一端口(141)以及所述第四端口(144)连接；并且

所述热泵系统被配置为可选择地将所述第一流通路径的第一端、所述第二流通路径的第一端和所述第三流通路径的第一端中的两个通过所述五通阀(140)与所述压缩机(108)的吸气口(111)连通，将所述第一流通路径的第一端、所述第二流通路径的第一端和所述第三流通路径的第一端中的剩余一个通过所述五通阀(140)与所述压缩机(108)的排气口(112)连通，以形成不同的循环通路。

2.如权利要求1所述的热泵系统，其特征在于：

所述五通阀(140)具有第一状态、第二状态和第三状态，所述五通阀(140)被配置为：

当所述五通阀(140)处于所述第一状态时，所述第一端口(141)和所述第二端口(142)连通，所述第三端口(143)、所述第五端口(145)和所述第四端口(144)连通；

当所述五通阀(140)处于所述第二状态时，所述第一端口(141)和所述第三端口(143)连通，所述第二端口(142)、所述第五端口(145)和所述第四端口(144)连通；并且

当所述五通阀(140)处于所述第三状态时，所述第一端口(141)和所述第五端口(145)连通，所述第二端口(142)、第三端口(143)和所述第四端口(144)连通。

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：

第一节流装置(131)，所述第一节流装置(131)设置在第一流通路径中，所述第一节流装置(131)包括第一节流入口和第一节流出口；

第二节流装置(132)，所述第二节流装置(132)设置在第二流通路径中，所述第二节流装置(132)包括第二节流入口和第二节流出口；以及

第三节流装置(133)，所述第三节流装置(133)设置在第三流通路径中，所述第三节流装置(133)包括第三节流入口和第三节流出口；

其中，所述第一节流入口、所述第二节流入口和所述第三节流入口与所述路径交汇点(A)连接，所述第一节流出口、所述第二节流出口和所述第三节流出口分别与所述第一换热器(101)、所述第二换热器(102)和所述第三换热器(103)相连接。

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：

第一旁路、第二旁路、第三旁路以及分别设置在所述第一旁路、所述第二旁路和所述第三旁路中的第一控制阀(121)、第二控制阀(122)和第三控制阀(123)；

其中，所述第一旁路的第一端与第一节流出口连接，所述第二旁路的第一端与第二节流出口连接，所述第三旁路的第一端与第三节流出口连接，所述第一旁路的第二端、所述第二旁路的第二端和所述第三旁路的第二端连接至一个共同的旁路交汇点(B)，以使得所述第一换热器(101)、所述第二换热器(102)以及所述第三换热器(103)分别通过所述第一控制阀(121)、所述第二控制阀(122)和所述第三控制阀(123)可控地绕过所述第一节流装置(131)、所述第二节流装置(132)和所述第三节流装置(133)而与所述旁路交汇点(B)流体连通。

5.如权利要求4所述的热泵系统，其特征在于：

所述第一控制阀(121)、所述第二控制阀(122)和所述第三控制阀(123)为单向阀；

其中，所述第一控制阀(121)被配置为能够使流体从所述第一换热器(101)经过所述第一旁路流至所述旁路交汇点，所述第二控制阀(122)被配置为能够使流体从所述第二换热器(102)经过所述第二旁路流至所述旁路交汇点，所述第三控制阀(123)被配置为能够使流体从所述第三换热器(103)经过所述第三旁路流至所述旁路交汇点(B)。

6.如权利要求4所述的热泵系统，其特征在于：

所述热泵系统能够实现多个工作模式，所述多个工作模式包括单独制冷模式；

所述热泵系统在所述单独制冷模式中时，所述五通阀(140)被保持在所述第一状态，所述第三控制阀(123)和所述第二节流装置(132)被打开，并且所述第一控制阀(121)、所述第二控制阀(122)、所述第一节流装置(131)和所述第三节流装置(133)被关闭，以使得所述压缩机(108)、所述第三换热器(103)、所述第二节流装置(132)和所述第二换热器(102)连接在制冷剂环路中。

7.如权利要求4所述的热泵系统，其特征在于：

所述热泵系统能够实现多个工作模式，所述多个工作模式包括单独制热模式；

所述热泵系统在所述单独制热模式中时，所述五通阀(140)被保持在所述第二状态，所述第二控制阀(122)和所述第三节流装置(133)被打开，并且所述第一控制阀(121)、所述第三控制阀(123)、所述第一节流装置(131)和所述第二节流装置(132)被关闭，以使得所述压缩机(108)、所述第二换热器(102)、所述第三节流装置(133)和所述第三换热器(103)连接在制冷剂环路中。

8.如权利要求4所述的热泵系统，其特征在于：

所述热泵系统能够实现多个工作模式，所述多个工作模式包括单独制热水模式；

所述热泵系统在所述单独制热水模式中时，所述五通阀(140)被保持在所述第三状态，所述第一控制阀(121)和所述第三节流装置(133)被打开，并且所述第二控制阀(122)、所述第三控制阀(123)、所述第一节流装置(131)和所述第二节流装置(132)被关闭，以使得所述压缩机(108)、所述第一换热器(101)、所述第三节流装置(133)和所述第三换热器(103)连接在制冷剂环路中。

9.如权利要求4所述的热泵系统，其特征在于：

所述热泵系统能够实现多个工作模式，所述多个工作模式包括制冷与制热水模式；

所述热泵系统在所述制冷与制热水模式中时，所述五通阀(140)被保持在所述第三状态，所述第一控制阀(121)和所述第二节流装置(132)被打开，并且所述第二控制阀(122)、所述第三控制阀(123)、所述第一节流装置(131)和所述第三节流装置(133)被关闭，以使得所述压缩机(108)、所述第一换热器(101)、所述第二节流装置(132)和所述第二换热器(102)连接在制冷剂环路中。

10.如权利要求1所述的热泵系统，其特征在于：

所述五通阀(140)包括壳体(801)和阀体(802)，所述阀体(802)围绕旋转轴线(X)可旋转地安装在所述壳体(801)中；

其中，所述壳体(801)上设有第一端口(141)、第二端口(142)、第三端口(143)、第四端口(144)和第五端口(145)，其中所述第一端口(141)设置在所述壳体(801)的底部，所述第二端口(142)、第三端口(143)、第四端口(144)和第五端口(145)沿所述壳体(801)的周向设置；

其中，所述阀体(802)上设有第一阀体通道(811)和第二阀体通道(812)，所述第一阀体通道(811)被配置为连通所述第二端口(142)、所述第三端口(143)、所述第四端口(144)和所述第五端口(145)中的至少三个端口，所述第二阀体通道(812)被配置为将所述第一端口(141)与所述第二端口(142)、所述第三端口(143)、所述第四端口(144)和所述第五端口(145)中的一个端口连通；并且所述第二阀体通道(812)被设置为：当在所述阀体(802)围绕旋转轴线(X)转动时，所述第二阀体通道(812)始终与所述第一端口(141)连通。

11.一种热泵系统，包括权利要求1-10中任一项技术特征或技术特征的任意组合。