CN115574492A - 一种换热系统以及热泵设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种换热系统以及热泵设备，包括节流单元以及换热器单元；所述换热器单元连接在所述节流单元的节流出口一侧；所述换热系统处于第一模式，所述换热器单元的一部分能够吸收外部介质中的热量；所述换热器单元的另一部分能够吸收外部介质中的冷量。本申请实施例的一种换热系统以及热泵设备，能够改善能效，有效节能。

Description

一种换热系统以及热泵设备

技术领域

本申请涉及热泵技术领域，尤其涉及一种换热系统以及热泵设备。

背景技术

在冷冻冷藏/热泵供暖等领域，利用逆卡诺循环的蒸汽压缩设备已经得到广泛应用。这类系统的主要结构包括压缩机、冷凝器、节流部件、蒸发器等。其工作的基本原理为：蒸汽压缩系统中充注有制冷剂，制冷剂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。在不同的场合，如利用的是冷凝器内高温高压的气体热量，则为热泵系统；若利用的是蒸发器内低温低压的液相制冷剂冷量，则为制冷系统。

在热泵设备中，有一部分是利用热泵的除湿能力来除去湿空气中的水分，其工作原理为：湿空气先经过蒸发器被降温变成低温低湿的空气，然后经过冷凝器升温变成高温低湿的空气。整个工作过程中，温度变化的跨度大，系统运行的冷凝温度高，系统能效较低，压缩机的耗功较高。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例期望提供一种换热系统以及热泵设备，以改善能耗较高的问题。

为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

一种换热系统，具有第一模式和第二模式，所述换热系统包括节流单元以及换热器单元；

所述换热器单元连接在所述节流单元的节流出口一侧；

所述换热系统处于第一模式，所述换热器单元的一部分能够吸收外部介质中的热量；所述换热器单元的另一部分能够吸收外部介质中的冷量。

进一步地，所述换热系统处于第二模式，所述换热器单元能够吸收外部介质中的热量。

进一步地，所述换热器单元包括供外部介质依次进行换热的第一换热器、第二换热器、第三换热器；所述换热系统处于第一模式，所述第一换热器以及所述第二换热器能够吸收外部介质中的热量；所述第三换热器能够吸收外部介质中的冷量。

进一步地，所述换热系统包括压缩机单元以及冷凝器单元，所述换热器单元包括开关阀；所述第一换热器与所述第三换热器并联构成内循环回路；所述压缩机单元的排气端依次通过所述冷凝器单元、所述节流单元连接到所述内循环回路以及所述第二换热器；所述内循环回路的冷媒出口通过所述开关阀连接所述压缩机单元；所述第二换热器的冷媒出口连接所述压缩机单元；所述换热系统处于第一模式，所述开关阀断路；所述换热系统处于第二模式，所述开关阀通路。

进一步地，所述节流单元包括第一节流器以及第二节流器；所述第一节流器的节流出口、所述第二节流器的节流出口、所述第二换热器的冷媒进口与所述内循环回路的冷媒进口连通。

进一步地，所述换热系统处于第二模式，所述压缩机单元排出的冷媒依次流入所述冷凝器单元以及所述节流单元、节流后的冷媒分别流经所述第一换热器、所述第二换热器、所述第三换热器后再回到所述压缩机单元。

进一步地，所述换热系统处于第一模式；经过所述节流单元节流后的冷媒流入所述第二换热器，排出后回到所述压缩机单元；所述第一换热器内的液态的冷媒能够吸收外部介质的热量转换成气态的冷媒循环到所述第三换热器，所述第三换热器中的气态的冷媒能够吸收外部介质的冷量转换成液态的冷媒，重新回到所述第一换热器中以实现内循环。

进一步地，所述冷凝器单元包括第一冷凝器以及第二冷凝器；所述第一冷凝器的冷媒出口连接所述第一节流器；所述第二冷凝器的冷媒出口连接所述第二节流器。

进一步地，所述压缩机单元包括第一压缩缸以及第二压缩缸；所述第一压缩缸的排气端连接所述第一冷凝器；所述第二压缩缸的排气端连接所述第二冷凝器。

进一步地，所述压缩机单元包括气液分离器；所述压缩机单元的排气端通过所述气液分离器连接所述第二换热器以及所述开关阀。

一种热泵设备，包括上述的换热系统。

本申请实施例的一种换热系统以及热泵设备通过设置节流单元以及换热器单元；所述换热器单元连接在所述节流单元的节流出口一侧；所述换热系统处于第一模式，所述换热器单元的一部分能够吸收外部介质中的热量，所述换热器单元的另一部分能够吸收外部介质中的冷量，从而提高进气温度，降低排气温度，降低了对冷媒进行压缩的负荷，改善系统能效，有效节能。

附图说明

图1为本申请第一实施例的换热系统的结构示意图；

图2为本申请第二实施例的换热系统的结构示意图；

图3为本申请第三实施例的换热系统的结构示意图；

图4为本申请第四实施例的换热系统的结构示意图，其中，实线箭头代表冷媒在换热系统处于第二模式情况下的流向；

图5为本申请第四实施例的换热系统的结构示意图，其中，换热系统处于第一模式，省略了开关阀，实线箭头代表经过第二换热器的冷媒的流向，虚线箭头代表内循环回路中冷媒的流向；

图6为本申请第五实施例的换热系统的结构示意图；

图7为本申请第六实施例的换热系统的结构示意图，其中，换热系统处于第一模式，实线箭头代表经过第二换热器的冷媒的流向，虚线箭头代表内循环回路中冷媒的流向；

图8为本申请第六实施例的换热系统的结构示意图，其中，实线箭头代表冷媒在换热系统处于第二模式情况下的流向；

图9为本申请第七实施例的换热系统的结构示意图，其中，换热系统处于第一模式，实线箭头代表经过第二换热器的冷媒的流向，虚线箭头代表内循环回路中冷媒的流向；

图10为本申请第七实施例的换热系统的结构示意图，其中，实线箭头代表冷媒在换热系统处于第二模式情况下的流向；

图11为本申请第八实施例的换热系统的结构示意图，其中，实线箭头代表冷媒在换热系统处于第二模式情况下的流向。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。

在本申请实施例的描述中，“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，需要理解的是，这些方位术语仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

如图1至图11所示，一种换热系统，包括压缩机单元100、冷凝器单元200、节流单元300以及换热器单元400。

其中，压缩机单元100具有进气端100a以及排气端100b；冷凝器单元200连接压缩机单元100的排气端100b；节流单元300连接冷凝器单元200；换热器单元400连接节流单元200以及压缩机单元100的进气端100a。

可以理解的是，在本申请的各个实施例中，冷凝器单元200与换热器单元400可为常规的铜管翅片，内部流动有冷媒。冷媒可为常见的R12、R22氟利昂、R410a、R134a、R407c、烷烃、氨气、二氧化碳等等。外部介质900可以为含有水蒸气的空气、或者是其他混杂有多种气体的气体混合物。冷凝器单元200与换热器单元400内的冷媒温度通常也即为冷凝器单元200与换热器单元400的表面温度；外部介质900与冷凝器单元200与换热器单元400的表面进行相应的吸热或者换热，实现气体的在液相与气相变化；冷凝器单元200与换热器单元400内部的冷媒根据相应的吸热或者放热进行冷媒的相变从而实现热量的转移。

具体地，压缩机单元100的排气端100b与冷凝器单元200的冷凝进口200a连接；排气端100b排出的高温高压的冷媒，进入冷凝器单元200，使得冷凝器单元200的表面能够向外部介质900散发热量，提高外部介质900的温度；冷凝器单元200的冷凝出口200b与节流单元300的节流进口300a连接，从冷凝出口200b流出的冷媒进入节流单元300中；换热器单元400的两端分别连接节流单元200以及压缩机单元100的进气端100a，经过节流的低温低压的冷媒从节流单元300的节流出口300b流出，进入换热器单元400；也即是说换热器单元400连接在节流单元300的节流出口300b一侧；换热器单元400表面与外部介质900进行换热，从换热器单元400流出的冷媒再流回到压缩机单元100的进气端100a中进行再次压缩，实现冷媒的循环。

在这一冷媒循环的过程，根据换热器单元400与外部介质900换热的形式不同，换热系统具有第一模式和第二模式。

其中，换热系统处于第一模式，换热器单元400的一部分能够吸收外部介质900中的热量；也即是说，该部分作为蒸发器吸收外部介质900中的热量，使得外部介质900降温，进而能够将外部介质900中的水蒸汽凝结，达到干燥的效果。

换热器单元400的另一部分能够吸收外部介质900中的冷量。需注意的是，本处的冷量是设备在单位时间或一段时间通过制冷所消耗掉目标区域的热量的总能量值或通过从目标区域所导出热量的总能量值。也即是说，吸收外部介质900中的冷量相当于是该部分向外部介质900散发热量；换热器单元400的该部分能够起到类似于冷凝器的效果，使得已经经过降温干燥的外部介质900升温；但需要特别注意的是，换热器单元400的该部分位于节流单元300的节流出口300b一侧，也即是说，经过节流后的冷媒流入换热器单元400的该部分起到冷凝器的效果。

本技术领域中，压缩机单元100的进气端100a的进气温度与流入的冷媒温度有直接关系，压缩机单元100的排气端100b的排气温度与流出的冷媒温度有直接关系，在其他条件不变的情况下，进气端100a的进气温度越高能够使得压缩机单元100的压缩功耗越低，排气端100b的排气温度越低能够使得压缩机单元100的压缩功耗越低。

换热器单元400的一部分能够吸收外部介质900中的热量，内部的冷媒所含的热量相对较高，能在一定程度上提高进气温度，从而降低压缩机单元100对冷媒进行压缩的负荷，有效节能；此外，由于外部介质900已经在换热器单元400的另一部分进行了一定程度的升温，因此，当该外部介质900再与冷凝器单元200进行换热时，能够有效的降低冷凝器单元200的冷凝温度，相当于能够降低排气端100b的排气温度，降低了压缩机单元100对冷媒进行压缩的负荷。

由此，换热系统处于第一模式下，通过降低压缩机单元100的排气端100b的排气温度，以及提高压缩机单元100的进气端100a的进气温度，改善系统能效，有效节能。

一种可能的实施例，如图1至图11所示，当换热系统处于第二模式，换热器单元400能够吸收外部介质900中的热量。也即是说，换热器单元400作为蒸发器吸收外部介质900中的热量，使得外部介质900降温，进而能够将外部介质900中的水蒸汽凝结，达到干燥的效果。经过干燥后的外部介质900再与冷凝器单元200进行热交换实现升温。

需要特别指出的是，本申请的换热器单元400中的一部分在第一模式和第二模式下能够分别起到不同的效果。即该部分换热器单元400在第一模式下能够起到类似冷凝器的效果，提高外部介质900的温度；而该部分换热器单元400在第二模式下能够起到类似蒸发器的效果，降低外部介质900的温度从而实现干燥效果。以换热系统应用在烘干机为例，通过切换该部分换热器单元400的功能，能够使得换热系统的烘干效果更好，整体的功耗更低。

具体地，在烘干机对衣物进行烘干的中后期，换热系统处于第一模式下；高温的衣物置于烘干机的滚筒中，高温干燥的外部介质900也即是空气，吹过衣物，形成高温高湿的气流，到达换热器单元400；换热器单元400的一部分作为蒸发器吸收外部介质900中的热量，使其降温干燥，形成低温干燥的外部介质900；换热器单元400的另一部分起到冷凝器的作用，低温干燥的外部介质900经过该部分后获得热量，形成中温干燥的外部介质900，再进一步流入冷凝器单元200，通过换热形成高温干燥的外部介质900，吹入烘干机的滚筒中，干燥衣物；如前所述，在第一模式的过程中，通过降低压缩机单元100的排气端100b的排气温度，改善系统能效，有效节能；而在这一过程中，换热器单元400的一部分作为蒸发器即可满足高温高湿的外部介质900的降温需求；但是在烘干机对衣物进行烘干的前期，整体的温度还是处于常温，若换热系统依旧处于第一模式，则仅仅依靠换热器单元400的一部分作为蒸发器从常温的外部介质900中吸收热量，由于蒸发器的面积小，能够吸收到的热量少，导致压缩机单元100不得不提高做功，从而出现启动负荷过大，效率低的情况。

对此，在烘干机对衣物进行烘干的前期，换热系统处于第二模式；常温的衣物置于烘干机的筒中，外部介质900也即是空气，吹过衣物后，到达换热器单元400；换热器单元400整体作为蒸发器吸收常温的外部介质900中的热量，在相同的条件下，相较于第一模式，在第二模式下，换热器单元400的原本作为冷凝器功能的部分结构变为蒸发器的功能，使得蒸发器的面积更大，能够吸收到的热量更多，从而降低了在压缩机单元100启动初期时的做功负荷，最终有效的实现节能以及提高换热系统的效率。

一种可能的实施例，如图2、图4至图11所示，换热器单元400包括供外部介质900依次进行换热的第一换热器410、第二换热器420以及第三换热器430。

换热系统处于第一模式，第一换热器410以及第二换热器420能够吸收外部介质中的热量；第三换热器430能够吸收外部介质中的冷量。

具体地，换热系统处于第一模式下，外部介质900吹过衣物，到达换热器单元400，换热器单元400包括供外部介质900依次穿过并进行换热的第一换热器410、第二换热器420以及第三换热器430；第一换热器410以及第二换热器420能够作为蒸发器吸收外部介质900中的热量，使其降温干燥，形成低温干燥的外部介质900；此时该外部介质900的温度低于第三换热器430的温度，第三换热器430能够作为冷凝器向外部介质900散发热量，低温干燥的外部介质900经过第三换热器430后，形成中温干燥的外部介质900，再进一步流入冷凝器单元200，通过换热形成高温干燥的外部介质900，吹入烘干机的滚筒中，干燥衣物。

换热系统处于第二模式下，外部介质900吹过衣物，到达换热器单元400，换热器单元400包括供外部介质900依次穿过并进行换热的第一换热器410、第二换热器420以及第三换热器430；第一换热器410以及第二换热器420作为蒸发器吸收外部介质900中的热量，使其降温干燥；此时该外部介质900的温度仍然高于第三换热器430的温度，当该外部介质900继续经过第三换热器430，第三换热器430作为蒸发器继续吸收外部介质900的热量，使其降温干燥，形成低温干燥的外部介质900；也即是说，第一换热器410以及第二换热器420以及第三换热器430均能够吸收外部介质900中的热量；低温干燥的外部介质900穿过冷凝器单元200，冷凝器单元200向外部介质900散发热量，提升温度，形成高温干燥的外部介质900，吹入烘干机的滚筒中，完成烘干衣物的功能。

需要理解的是，第一换热器410、第二换热器420以及第三换热器430均连接在节流单元300的节流出口300b一侧。第一换热器410、第二换热器420以及第三换热器430内的冷媒均为节流后的冷媒。第三换热器430是起到冷凝器功能，还是蒸发器的功能，决定于第三换热器430与外部介质900的温度高低。

也就是说，当外部介质900依次穿过第一换热器410以及第二换热器420之后的温度为T0，第三换热器430内的冷媒的温度为T1；在换热系统处于第一模式，烘干机对衣物进行烘干的中后期，T0＜T1，第三换热器430向外部介质900散发热量，外部介质900的温度提高，第三换热器430起到冷凝器的作用；进而可以降低压缩机单元100的排气端100b的排气温度，以及提高压缩机单元100的进气端100a的进气温度，改善系统能效，有效节能。

烘干机对衣物进行烘干的前期，换热系统处于第二模式，T0＞T1，第三换热器430吸收外部介质900的热量，外部介质900的温度继续降低，第三换热器430起到蒸发器的作用；使得换热器单元400作为蒸发器的面积更大，能够吸收到的热量更多，从而降低了在压缩机单元100启动初期时的做功负荷。

由此可见，在外部介质900的流动速率、第一换热器410以及第二换热器420的换热面积等条件不变的情况下，本申请实施例能够通过控制节流单元300的开度使得第一换热器410以及第二换热器420内的冷媒达到预设的温度，进而能够使得穿过第一换热器410以及第二换热器420之后的外部介质900的温度T0相对于第三换热器430的温度T1高或者低，进而实现第三换热器430作为冷凝器的功能或者作为蒸发器的功能，最终有效的实现节能以及提高换热系统的效率。

在其他的一些实施例中，换热器单元400可以有多个换热器而不是必须为三个；其中，至少一个换热器能够起到蒸发器的作用，至少另一个换热器能够在第一模式或者第二模式下起到蒸发器或者冷凝器的作用。

如图3所示，换热器单元400包括供外部介质依次穿过的第四换热器440以及第五换热器450。

换热系统处于第一模式；第四换热器440能够吸收外部介质900中的热量，形成干燥低温的外部介质900；第五换热器450能够吸收干燥的低温的外部介质900中的冷量，即从第四换热器440穿过的干燥低温的外部介质900的温度应当低于第五换热器450的温度，第五换热器450向干燥低温的外部介质900散发热量，形成中温干燥的外部介质900。

换热系统处于第二模式，第四换热器440以及第五换热器450均能够吸收外部介质中的热量。其中，第四换热器440能够吸收外部介质900中的热量，形成干燥的外部介质900，从第四换热器440穿过的干燥的外部介质900的温度仍然高于第五换热器450的温度，第五换热器450继续吸收干燥的外部介质900的热量，形成低温干燥的外部介质900。

在本申请各个实施例中，若未明确指出，换热器(包括第一换热器410、第二换热器420、第三换热器430、或者第四换热器440、第五换热器450)的温度均是指的换热器内的冷媒的温度。

一种可能的实施例，如图4至图11所示，换热器单元400包括开关阀460。开关阀460可为电磁阀或者截止阀。

第一换热器410与第三换热器430并联构成内循环回路。本处的并联是指，第一换热器410的冷媒进口410a与第三换热器430的冷媒进口430a连通；第一换热器410的冷媒出口410b与第三换热器430的冷媒出口430b连通。在以下的实施例说明中，如无说明，则内循环回路的冷媒进口也即是指的冷媒进口410a、冷媒进口430a；内循环回路的冷媒出口也即是指的冷媒出口410b、冷媒出口430b。

在具体布置中，沿着外部介质900的流动方向，应当使得第一换热器410在前，第三换热器430在后，第二换热器420在第一换热器410与第三换热器430之间，以使得外部介质900能够依次穿过第一换热器410、第二换热器420以及第三换热器430。

压缩机单元100的排气端100b依次通过冷凝器单元200、节流单元300连接到内循环回路以及第二换热器420。内循环回路的冷媒出口410b、430b通过开关阀460连接压缩机单元100。第二换热器420的冷媒出口420b连接压缩机单元100。

也即是说，压缩机单元100的排气端100b与冷凝器单元200的冷凝进口200a连接，冷凝器单元200的冷凝出口200b与节流单元300的节流进口300a一侧连接；节流单元300的节流出口300b分别连接到内循环回路的冷媒进口410a、430a以及第二换热器420的冷媒进口420a；内循环回路的冷媒出口410b、430b通过开关阀460连接压缩机单元100的进气端100a；第二换热器420的冷媒出口420b直接连通连接压缩机单元100的进气端100a。

参考图4、图6、图8、图10以及图11所示，换热系统处于第二模式，开关阀460通路。压缩机单元100排出的冷媒依次流入冷凝器单元200以及节流单元300；经过节流单元300节流后的冷媒分别流经第一换热器410、第二换热器420以及第三换热器430，再流回到压缩机单元100。

具体地，压缩机单元100的排气端100b排出的高温高压的冷媒通过冷凝器单元200、再进入节流单元300，从节流单元300的节流出口300b排出经过节流形成的低温低压的冷媒，低温低压的冷媒的一部分从内循环回路的冷媒进口410a、430a进入，并从内循环回路的冷媒出口410b、430b流出，经过开关阀460流回压缩机单元100的排气端100a；低温低压的冷媒的另一部分从第二换热器420的冷媒进口420a进入，并从第二换热器420的冷媒出口420b流回到压缩机单元100的进气端100a。

在烘干机对衣物进行烘干的前期，换热系统处于第二模式，常温的外部介质900到达换热器单元400；依次穿过第一换热器410、第二换热器420以及第三换热器430，完成降温除湿，形成低温干燥的外部介质900；再穿过冷凝器单元200完成升温，形成高温干燥的外部介质900，吹入滚筒中，对衣物实现烘干。其中，通过控制节流单元300的节流开度，从而控制第一换热器410、第二换热器420以及第三换热器430的温度；第一换热器410吸收外部介质900的热量，对外部介质900进行第一次降温干燥；第二换热器420继续吸收经过第一次降温干燥后的外部介质900的热量，使其第二次降温干燥；第三换热器430继续吸收经过第一次降温干燥后的外部介质900的热量，使第二次降温干燥；在相同的条件下，第三换热器430变为蒸发器的功能，使得换热器单元400作为蒸发器的面积更大，能够吸收到的热量更多，从而降低压缩机单元100启动初期时的做功负荷，最终有效的实现节能以及提高换热系统的效率。

参考图5、图7以及图9所示；换热系统处于第一模式，开关阀460断路。内循环回路相当于是只有冷媒进口的半封闭回路。

压缩机单元100排出的冷媒依次流入冷凝器单元200以及节流单元300；经过节流单元300节流后的冷媒流入第二换热器420，排出后回到压缩机单元100形成冷媒循环。

具体地，压缩机单元100的排气端100b排出的高温高压的冷媒通过冷凝器单元200、再进入节流单元300，从节流单元300的节流出口300b排出经过节流形成的低温低压的冷媒，低温低压的冷媒从第二换热器420的冷媒进口420a进入，第二换热器420与外部介质900换热，吸收外部介质900的热量使其降温，第二换热器420内的冷媒吸收热量后从第二换热器420的冷媒出口420b流回到压缩机单元100的进气端100a，形成冷媒循环。

第一换热器410内的液态的冷媒能够吸收外部介质900的热量转换成气态的冷媒并循环到第三换热器430中，第三换热器430中的气态的冷媒能够吸收外部介质900的冷量转换成液态的冷媒，重新回到第一换热器410中以实现内循环。

本领域的技术人员应当理解，经过节流单元300节流后的冷媒通常呈气液混合状。在具体布置中，沿着外部介质900的流动方向，应当使得第一换热器410在前，第三换热器430在后，第一换热器410的水平高度可高于第三换热器430，以使得第一换热器410内的冷媒以液态的低温冷媒为主；第三换热器430内的冷媒以气态的低温冷媒为主。

在烘干机对衣物进行烘干的中后期，换热系统处于第一模式。温度为T2的高温的外部介质900到达换热器单元400，依次穿过温度为T3的第一换热器410、温度为T4的第二换热器420以及温度为T5的第三换热器430。

其中，该外部介质900穿过第一换热器410，T3＜T2，第一换热器410吸收外部介质900的热量，也即是第一换热器410内的液态的冷媒能够吸收外部介质900的热量转换成气态的冷媒，该气态的冷媒在重力、温度、压力等作用下循环到第三换热器430，由此，外部介质900进行第一次降温干燥，其温度变化为T6。

该外部介质900继续流动，直至穿过第二换热器420，第二换热器420内流动有经过节流单元300节流后的低温冷媒，通过控制节流开度，使得T4＜T6，第二换热器420继续吸收经过第一次降温干燥后的外部介质900的热量，使其第二次降温干燥，其温度变化为T7。

该外部介质900继续流动，穿过第三换热器430，通过控制外部介质900的流动速度、控制节流单元300的节流开度、控制第二换热器420的换热面积等，使得T7＞T5。第三换热器430中的气态的冷媒能够吸收外部介质900的冷量，也即是第三换热器430向外部介质900散发热量，气态的冷媒失去热量转换成液态的冷媒，在重力、压力作用下重新流回到第一换热器410中以实现第一换热器410与第三换热器430内的冷媒内循环；由此，第三换热器430向经过第二次降温干燥的外部介质900散发热量，使外部介质900实现第一次升温，其温度变化为T8。

该外部介质900继续流动，穿过冷凝器单元200，冷凝器单元200向外部介质900散发热量，继续提升温度，形成高温干燥的外部介质900，吹入烘干机的滚筒中，完成烘干衣物的功能。

在第一模式下，冷媒在内循环回路中的转移是通过冷媒吸热转换为气态、散热转换为液态的相变以及重力、压力等作用实现。因此内循环回路不仅能对外部介质900进行第一次降温干燥，对外部介质900进行第一次升温，在相同的条件下，能够提高压缩机单元100的进气端100a的进气温度，并降低压缩机单元100的排气端100b的排气温度；此外，内循环回路在第一模式下无需压缩机单元100驱动，可有效地降低压缩机单元100的负荷，实现节能，改善系统能效。

在烘干机对衣物进行烘干的前期，换热系统处于第二模式，内循环回路中充注有流向压缩机单元100的冷媒；在烘干机对衣物进行烘干的中后期，开关阀460断路，换热系统切换到第一模式，一定量的冷媒存在于内循环回路中尚未来得及经过开关阀460流回压缩机单元100的排气端100a。

实际应用中，内循环回路中的冷媒的存量以压力、内循环回路中的管路长度相关。由于开关阀460断路，内循环回路没有冷媒出口，相当于是半封闭回路，在开关阀460的冷媒进口410a、430a的内外压力保持平衡的基础上，该部分冷媒会在内循环回路中进行循环，而不会从内循环回路的冷媒进口410a、430a反向流出；内循环回路的冷媒进口410a、430a通常设计较小，以使得内循环回路中的冷媒压力、与节流单元300的节流出口300b一侧相等，但是由于内循环回路与节流单元300的节流出口300b没有冷媒的交换，或者说交换非常缓慢，因此内循环回路与节流单元300的节流出口300b一侧允许存在温差。

需要理解的是，内循环回路能够容纳的冷媒通常是限量的。但在某些极端的情况下，例如，内循环回路中留存的冷媒过少，外部介质900的温度过高，会导致内循环回路的冷媒进口410a、430a处的压力失衡，少量的冷媒从节流单元300的节流出口300b流入内循环回路中，或者从内循环回路流出，待压力重新平衡，冷媒即不在从内循环回路的冷媒进口410a、430a流入或者流出，内循环回路中的冷媒实现内部循环。

一种可能的实施例，如图6至图11所示，节流单元300包括第一节流器330以及第二节流器340。

其中，压缩机单元100的排气端100b通过冷凝器单元200分别连接到第一节流器330的节流进口330a以及第二节流器340的节流进口340a。

第一节流器330的节流出口330b、第二节流器340的节流出口340b、第二换热器420的冷媒进口420a与内循环回路的冷媒进口410a、430a连通。

也即是说，第一节流器330的节流出口330b与内循环回路的冷媒进口410a、430a连接；第二节流器340的节流出口340b与第二换热器420的冷媒进口420a连接。第一节流器330的节流出口330b、第二节流器340的节流出口340b互相连通。

参考图6、图8、图10和图11所示，换热系统处于第二模式；压缩机单元100的排气端100b排出的高温高压的冷媒流入冷凝器单元200中，经过换热后的冷媒的一部分从冷凝器单元200的冷凝出口200b流入第一节流器330，该部分冷媒经过节流后从第一节流器330的节流出口330b流入内循环回路的冷媒进口410a、430a中，冷媒分别经过第一换热器410以及第三换热器430，然后从内循环回路的冷媒出口410b、430b流出，最后通过开关阀460流回压缩机单元100的进气端100a；

经过冷凝器单元200换热的冷媒的另一部分从冷凝器单元200的冷凝出口200b流入第二节流器340，该部分冷媒经过节流后从第二节流器340的节流出口340b流入第二换热器420的冷媒进口420a中，经过换热后，该部分冷媒从第二换热器420的冷媒出口420b流回到压缩机单元100的进气端100a。

参考图7和图9所示，换热系统处于第一模式；压缩机单元100的排气端100b排出的高温高压的冷媒流入冷凝器单元200中，经过换热后的冷媒的一部分从冷凝器单元200的冷凝出口200b流入第一节流器330，另一部分从冷凝器单元200的冷凝出口200b流入第二节流器340；从第一节流器330的节流出口330b流出的经过节流后的冷媒，以及从第二节流器340的节流出口340b流出的经过节流后的冷媒，混合后流入第二换热器420的冷媒进口420a中，经过换热后，冷媒从第二换热器420的冷媒出口420b流回到压缩机单元100的进气端100a。

一种可能的实施例，如图7至图11所示，冷凝器单元200包括第一冷凝器210以及第二冷凝器220；第一冷凝器210的冷媒出口210b连接第一节流器330；第二冷凝器220的冷媒出口220b连接第二节流器340。

压缩机单元100的排气端100b分别连接第一冷凝器210的冷媒进口210a以及第二冷凝器220的冷媒进口220a，第一冷凝器210的冷媒出口210b连接第一节流器330的节流进口330a；第二冷凝器220的冷媒出口220b连接第二节流器340的节流进口340a。

参考图8、图10和图11所示，换热系统处于第二模式。

压缩机单元100的排气端100b排出的高温高压的冷媒分别流入第一冷凝器210的冷媒进口210a以及第二冷凝器220的冷媒进口220a中，第一冷凝器210的冷媒出口210b流出的冷媒进入第一节流器330，该部分冷媒经过节流后从第一节流器330的节流出口330b流入内循环回路的冷媒进口410a、430a中，冷媒分别经过第一换热器410以及第三换热器430，然后从内循环回路的冷媒出口410b、430b流出，最后通过开关阀460流回压缩机单元100的进气端100a；

第二冷凝器220的冷媒出口220b流出的冷媒进入第二节流器340，该部分冷媒经过节流后从第二节流器340的节流出口340b流出，进入第二换热器420的冷媒进口420a中，经过换热后，该部分冷媒从第二换热器420的冷媒出口420b流回到压缩机单元100的进气端100a。

外部介质900依次穿过第一换热器410、第二换热器420以及第三换热器430，完成降温除湿，形成低温干燥的外部介质900；低温干燥的外部介质900再穿过第一冷凝器210，完成第一次升温，再穿过第二冷凝器220，完成第二次升温，通过梯级升温的形式使得外部介质900能够在干燥后迅速到达预设的温度，以便于吹入滚筒中，对衣物实现烘干。

参考图7和图9所示，换热系统处于第一模式。

压缩机单元100的排气端100b排出的高温高压的冷媒分别流入第一冷凝器210的冷媒进口210a以及第二冷凝器220的冷媒进口220a中，第一冷凝器210的冷媒出口210b流出的冷媒进入第一节流器330，该部分冷媒经过节流后从第一节流器330的节流出口330b流入第二换热器420的冷媒进口420a中；第二冷凝器220的冷媒出口220b流出的冷媒进入第二节流器340，该部分冷媒经过节流后从第二节流器340的节流出口340b流入第二换热器420的冷媒进口420a中；经过换热后，该部分冷媒从第二换热器420的冷媒出口420b流回到压缩机单元100的进气端100a。内循环回路中的冷媒实现通过冷媒相变以及重力、压力等作用实现内部循环，在此不再赘述。

外部介质900依次穿过第一换热器410以及第二换热器420，完成降温除湿，形成低温干燥的外部介质900；低温干燥的外部介质900再穿过第三换热器430，完成第一次升温，形成中温干燥的外部介质900；中温干燥的外部介质900继续穿过第一冷凝器210，完成第二次升温，再穿过第二冷凝器220，完成第三次升温，通过梯级升温的形式使得外部介质900能够在干燥后迅速到达预设的温度，以便于吹入滚筒中，对衣物实现烘干。

一种可能的实施例中，如图9至图11所示，压缩机单元100包括第一压缩缸110以及第二压缩缸120；第一压缩缸110的排气端110b连接第一冷凝器210；第二压缩缸120的排气端120b连接第二冷凝器220。

第一压缩缸110的排气端110b连接第一冷凝器210的冷媒进口210a；第一冷凝器210的冷媒出口210b连接第一节流器330的节流进口330a；第二压缩缸120的排气端120b连接第二冷凝器220的冷媒进口220a，第二冷凝器220的冷媒出口220b连接第二节流器340的节流进口340a。

可以理解的是，压缩机单元100可以是多排气压力的压缩机，则第一压缩缸110以及第二压缩缸120分别为一个压缩机的两个不同的压缩缸；当然，压缩机单元100也可以是由若干个单排气压力的压缩机并联而成，则第一压缩缸110为其中一个压缩机、第二压缩缸120为另一个压缩机。

第一压缩缸110的进气端110a、第二压缩缸120的进气端120a连通后通过开关阀460连接到内循环回路的冷媒出口410b、430b；第二换热器420的冷媒出口420b与第一压缩缸110的进气端110a、第二压缩缸120的进气端120a连通；第一压缩缸110的排气端110b连接第一冷凝器210的冷媒进口210a；第二压缩缸120的排气端120b连接第二冷凝器220的冷媒进口220a。

内循环回路中的冷媒来源可以来源于第一压缩缸110、或者第二压缩缸120、或者第一压缩缸110与第二压缩缸120的混合。

参考图9的结构所示，换热系统在第一模式下，内循环回路中的冷媒来源于第二压缩缸120。第二压缩缸120的排气端120b排出的高温高压的冷媒流入第二冷凝器220的冷媒进口220a，冷媒从第二冷凝器220的冷媒出口220b流出并进入第二节流器340，冷媒经过节流后从第二节流器340的节流出口340b流入内循环回路的冷媒进口410a、430a。

参考图10所示，换热系统在第一模式下，内循环回路中的冷媒来源于第一压缩缸110。第一压缩缸110的排气端110b排出的高温高压的冷媒流入第一冷凝器210的冷媒进口210a，冷媒从第一冷凝器210的冷媒出口210b流出并进入第一节流器330，冷媒经过节流后从第一节流器330的节流出口330b流入内循环回路的冷媒进口410a、430a。

参考图11所示，换热系统在第一模式下，内循环回路中的冷媒来源于第一压缩缸110与第二压缩缸120。第一压缩缸110的排气端110b排出的高温高压的冷媒流入第一冷凝器210的冷媒进口210a，冷媒从第一冷凝器210的冷媒出口210b流出并进入第一节流器330；第二压缩缸120的排气端120b排出的高温高压的冷媒流入第二冷凝器220的冷媒进口220a，冷媒从第二冷凝器220的冷媒出口220b流出并进入第二节流器340；

从第一节流器330的节流出口330b流出的冷媒与从第二节流器340的节流出口340b流出的冷媒混合后，流入内循环回路的冷媒进口410a、430a。

一种可能的实施例，如图11所示，压缩机单元100包括气液分离器130。压缩机单元100的排气端100b通过气液分离器130连接第二换热器420以及开关阀460，进而连接到内循环回路的冷媒出口410b、430b。

具体地，第一压缩缸110的进气端110a、第二压缩缸120的进气端120a连通后与气液分离器130的排气口130b连接，气液分离器130的进气口130a分别与开关阀460、第二换热器420的冷媒出口420b连接；通过气液分离器130防止液态的冷媒进入第一压缩缸110与第二压缩缸120。

本申请再提供一种热泵设备，包括上述的换热系统。热泵设备可以是烘干机、除湿机、食品及工业干燥设备。以烘干机为例，本领域人员知晓，热泵设备还应当具有驱动外部介质900沿预设管路流动的风机、容纳衣物的滚筒。高温干燥的外部介质900流过滚筒后即成为高温高湿的外部介质900，再通过换热系统，降温除湿后形成低温干燥的外部介质900，再升温形成高温干燥的外部介质900重新穿过滚筒，以实现烘干衣物的功能。

本申请提供的各个实施例/实施方式在不产生矛盾的情况下可以相互组合。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种换热系统，其特征在于，具有第一模式和第二模式，所述换热系统包括节流单元(300)以及换热器单元(400)；

所述换热器单元(400)连接在所述节流单元(300)的节流出口(300b)一侧；

所述换热系统处于第一模式，所述换热器单元(400)的一部分能够吸收外部介质中的热量；所述换热器单元(400)的另一部分能够吸收外部介质中的冷量。

2.根据权利要求1所述的换热系统，其特征在于，所述换热系统处于第二模式，所述换热器单元(400)能够吸收外部介质中的热量。

3.根据权利要求1或2所述的换热系统，其特征在于，所述换热器单元(400)包括供外部介质依次进行换热的第一换热器(410)、第二换热器(420)、第三换热器(430)；

所述换热系统处于第一模式，所述第一换热器(410)以及所述第二换热器(420)能够吸收外部介质中的热量；

所述第三换热器(430)能够吸收外部介质中的冷量。

4.根据权利要求3所述的换热系统，其特征在于，所述换热系统包括压缩机单元(100)以及冷凝器单元(200)，所述换热器单元(400)包括开关阀(460)；

所述第一换热器(410)与所述第三换热器(430)并联构成内循环回路；

所述压缩机单元(100)的排气端(100b)依次通过所述冷凝器单元(200)、所述节流单元(300)连接到所述内循环回路以及所述第二换热器(420)；

所述内循环回路的冷媒出口通过所述开关阀(460)连接所述压缩机单元(100)；

所述第二换热器(420)的冷媒出口连接所述压缩机单元(100)；

所述换热系统处于第一模式，所述开关阀(460)断路；

所述换热系统处于第二模式，所述开关阀(460)通路。

5.根据权利要求4所述的换热系统，其特征在于，所述节流单元(300)包括第一节流器(330)以及第二节流器(340)；

所述第一节流器(330)的节流出口(330b)、所述第二节流器(340)的节流出口(340b)、所述第二换热器(420)的冷媒进口(420a)与所述内循环回路的冷媒进口连通。

6.根据权利要求4或5所述的换热系统，其特征在于，所述换热系统处于第二模式，所述压缩机单元(100)排出的冷媒依次流入所述冷凝器单元(200)以及所述节流单元(300)、节流后的冷媒分别流经所述第一换热器(410)、所述第二换热器(420)、所述第三换热器(430)后再回到所述压缩机单元(100)。

7.根据权利要求4或5所述的换热系统，其特征在于，所述换热系统处于第一模式；

经过所述节流单元(300)节流后的冷媒流入所述第二换热器(420)，排出后回到所述压缩机单元(100)；

所述第一换热器(410)内的液态的冷媒能够吸收外部介质的热量转换成气态的冷媒循环到所述第三换热器(430)，所述第三换热器(430)中的气态的冷媒能够吸收外部介质的冷量转换成液态的冷媒，重新回到所述第一换热器(410)中以实现内循环。

8.根据权利要求5所述的换热系统，其特征在于，所述冷凝器单元(200)包括第一冷凝器(210)以及第二冷凝器(220)；

所述第一冷凝器(210)的冷媒出口(210b)连接所述第一节流器(330)；

所述第二冷凝器(220)的冷媒出口(220b)连接所述第二节流器(340)。

9.根据权利要求8所述的换热系统，其特征在于，所述压缩机单元(100)包括第一压缩缸(110)以及第二压缩缸(120)；

所述第一压缩缸(110)的排气端(110b)连接所述第一冷凝器(210)；

所述第二压缩缸(120)的排气端(120b)连接所述第二冷凝器(220)。

10.根据权利要求4或5所述的换热系统，其特征在于，所述压缩机单元(100)包括气液分离器(130)；

所述压缩机单元(100)的排气端(100b)通过所述气液分离器(130)连接所述第二换热器(420)以及所述开关阀(460)。

11.一种热泵设备，其特征在于，包括如权利要求1至10任一项所述的换热系统。

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