CN204648747U - 高稳定性的多功能热泵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了高稳定性的多功能热泵系统，系统的主要组成部件包括：压缩机、第一四通阀、第二四通阀、第三四通阀、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第一节流器、第二节流器、第一换热器、第二换热器、第三换热器，本热泵系统在冷媒管道上采用三个四通阀与若干单向阀配合控制，完全不需依靠控制液体单向导通和关闭的电磁阀，即可实现制热水、空调制冷、空调制暖、制热水+空调制冷等多种控制功能，优化了热泵系统冷媒管道的连接及运行方式，大大降低了故障率，提高了系统的可靠性。

Description

高稳定性的多功能热泵系统

技术领域

本实用新型涉及一种热泵系统，特别是一种高稳定性的多功能热泵系统。

背景技术

多功能热泵系统具有制热水、空调制冷、空调制暖、制热水+空调制冷等多种功能，多功能热泵系统由于节能效果好、适用范围广越来越受到用户的认可，现有热泵系统的冷媒管道都配置有若干控制液体导通和关闭的电磁阀用于控制冷媒的流动方向及节流阀、或者通过四通阀与电磁阀的组合来控制；但由于控制复杂，这种电磁阀在长时间持续工作过程中会因反复通、断电或持续通电工作而容易出现故障，从而影响热泵系统的可靠性。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种结构独特、故障率低、可靠耐用的热泵系统。

本实用新型所采用的技术方案是：

高稳定性的多功能热泵系统，系统的主要组成部件包括：压缩机、第一四通阀、第二四通阀、第三四通阀、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第一节流器、第二节流器、第一换热器、第二换热器、第三换热器；上述部件之间通过冷媒管道进行如下连通：第一四通阀的四个接口分别连通压缩机排气侧、第一换热器入口侧、压缩机吸气侧、第二四通阀；第二四通阀的其它三个接口分别连通第二换热器、压缩机吸气侧、第三换热器；第三四通阀的第一接口连通第一换热器出口、第二接口连通第一节流器、第三接口连通压缩机吸气侧、第四接口连通第二节流器；第二换热器另一侧与第一节流器另一侧连通；第三换热器另一侧与第二节流器另一侧连通；第二单向阀的入口侧连通第一节流器与第二换热器之间的管道、第二单向阀的出口侧连通第三四通阀第一接口；第三单向阀的入口侧连通第二节流器与第三换热器之间的管道；第三单向阀的出口侧连通第三四通阀第一接口；所述第一单向阀设置于第一四通阀至第一换热器之间或者第一换热器至第三四通阀之间管道上。

本实用新型的进一步改进，所述第一换热器出口侧至第三四通阀第一接口之间管道上设有第四换热器，第一单向阀设于第四换热器与第三四通阀之间。

本实用新型的另一种改进，所述第一换热器出口侧至第三四通阀第一接口之间管道上设有第四换热器，第一单向阀设于第一换热器与第四换热器之间。

本实用新型的进一步改进，所述第四换热器与第二换热器为整体式结构。

本实用新型的进一步改进，所述第一节流器并联设置有至少一组自动分流装置，所述自动分流装置包括第三节流器以及与第三节流器串联的自动压力阀。进一步的改进，第一节流器与第二换热器之间设有第五单向阀；第二单向阀的入口侧连通第五单向阀出口侧与第二换热器之间的管道；所述第一节流器与第三四通阀第二接口之间还设置有第一增焓换热器，第一增焓换热器的第三接口连通压缩吸气侧，第一增焓换热器的第四接口连接有第六节流器，第六节流器的另一侧连通自动压力阀出口侧管道。

本实用新型的进一步改进，所述第二节流器并联设置有至少一组自动分流装置，所述自动分流装置包括第四节流器以及与第四节流器串联的自动压力阀。进一步的改进，第二节流器与第三换热器之间设有第四单向阀；第三单向阀的入口侧连通第四单向阀出口侧与第三换热器之间的管道；所述第二节流器与第三四通阀第四接口之间还设置有第二增焓换热器，第二增焓换热器的第三接口连通压缩机吸气侧，第二增焓换热器的第四接口连接有第五节流器，第五节流器的另一侧连通自动压力阀出口侧管道。

本实用新型的进一步改进，第一节流器与第二换热器之间设有第五单向阀；第二单向阀的入口侧连通第五单向阀出口侧与第二换热器之间的管道；所述第一节流器与第三四通阀第二接口之间还设置有第一增焓换热器，第一增焓换热器的第三接口连通压缩吸气侧，第一增焓换热器的第四接口通过小管径管道连接第一节流器与第二单向阀之间管道。

本实用新型的另一种改进，第一节流器与第二换热器之间设有第五单向阀；第二单向阀的入口侧连通第五单向阀出口侧与第二换热器之间的管道；所述第一节流器与第三四通阀第二接口之间还设置有第一增焓换热器，第一增焓换热器的第三接口连通压缩吸气侧，第一增焓换热器的第四接口连接有第六节流器，第六节流器的另一侧连通第一节流器与第一增焓换热器第二接口之间管道。进一步改进，第一增焓换热器的第四接口通过小管径管道连接第一节流器与第二单向阀之间管道。

本实用新型的另一种改进，第二节流器与第三换热器之间设有第四单向阀；第三单向阀的入口侧连通第四单向阀出口侧与第三换热器之间的管道；所述第二节流器与第三四通阀第四接口之间还设置有第二增焓换热器，第二增焓换热器的第三接口连通压缩机吸气侧，第二增焓换热器的第四接口通过小管径管道连接第二节流器与第四单向阀之间管道。

本实用新型的另一种改进，第二节流器与第三换热器之间设有第四单向阀；第三单向阀的入口侧连通第四单向阀出口侧与第三换热器之间的管道；所述第二节流器与第三四通阀第四接口之间还设置有第二增焓换热器，第二增焓换热器的第三接口连通压缩机吸气侧，第二增焓换热器的第四接口连接有第五节流器，第五节流器的另一侧连通第二节流器与第二增焓换热器第二接口之间管道。进一步改进，第二增焓换热器的第四接口通过小管径管道连接第二节流器与第四单向阀之间管道。

本实用新型的有益效果是：本热泵系统在冷媒管道上采用三个四通阀与若干单向阀配合控制，完全不需依靠控制液体单向导通和关闭的电磁阀，即可实现制热水、空调制冷、空调制暖、制热水+空调制冷等多种控制功能，优化了热泵系统冷媒管道的连接及运行方式，大大降低了故障率，提高了系统的可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的第1实施例；

图2是本实用新型的第2实施例；

图3是本实用新型的第3实施例；

图4是本实用新型的第4实施例；

图5是本实用新型的第5实施例；

图6是本实用新型的第6实施例；

图7是本实用新型的第7实施例；

图8是本实用新型的第8实施例。

具体实施方式

下面通过热泵系统多个实施例中冷媒工作时的流动控制对系统工作原理作进一步说明。

实施例1。参照图1所示，制热水时，系统冷媒流动方向为：压缩机1—→第一四通阀2—→第一换热器10（制热水）—→第一单向阀5—→第三四通阀4—→第一节流器8—→第二换热器11—→第二四通阀3—→回压缩机1。

制热水+空调制冷时，系统冷媒流动方向为：压缩机1—→第一四通阀2—→第一换热器10（制热水）—→第一单向阀5—→第三四通阀4—→第二节流器9—→第三换热器12（空调制冷）—→第二四通阀3—→回压缩机1。

空调制冷时，系统冷媒流动方向为：压缩机1—→第一四通阀2—→第二四通阀3—→第二换热器11—→第二单向阀6—→第三四通阀4—→第二节流器9—→第三换热器12（空调制冷）—→第二四通阀3—→回压缩机1。

空调制暖时，系统冷媒流动方向为：压缩机1—→第一四通阀2—→第二四通阀3—→第三换热器12（空调制暖）—→第三单向阀7—→第三四通阀4—→第一节流器8—→第二换热器11—→第二四通阀3—→回压缩机1。

实施例2。参照图2所示，制热水时，系统冷媒流动方向为：压缩机1—→第一四通阀2—→第一换热器10（制热水）—→第一单向阀5—→从第三四通阀4第一接口进入并从第二接口流出后分两路，第一路经第一节流器8；当系统的冷凝压力超过设定值时，第二路自动分流装置的自动压力阀15打开，部分冷媒从第三节流器13通过，两路汇合流向第二换热器11—→第二四通阀3—→回压缩机1。

制热水+空调制冷时，系统冷媒流动方向为：压缩机1—→第一四通阀2—→第一换热器10（制热水）—→第一单向阀5—→从第三四通阀4第一接口进入并从第四接口流出后分两路，第一路经第二节流器9；当系统的冷凝压力超过设定值时，第二路自动分流装置的自动压力阀16打开，部分冷媒从第四节流器14通过，两路汇合后流向第三换热器12（空调制冷）—→第二四通阀3—→回压缩机1。

空调制冷时，系统冷媒流动方向为：压缩机1—→第一四通阀2—→第二四通阀3—→第二换热器11—→第二单向阀6—→从第三四通阀4第一接口进入并从第四接口流出后分两路，第一路经第二节流器9；当系统的冷凝压力超过设定值时，第二路自动分流装置的自动压力阀16打开，部分冷媒从第四节流器14通过，两路汇合后流向第三换热器12（空调制冷）—→第二四通阀3—→回压缩机1。

空调制暖时，系统冷媒流动方向为：压缩机1—→第一四通阀2—→第二四通阀3—→第三换热器12（空调制暖）—→第三单向阀7—→从第三四通阀4第一接口进入并从第二接口流出后分两路，，第一路经第一节流器8；当系统的冷凝压力超过设定值时，第二路自动分流装置的自动压力阀15打开，部分冷媒从第三节流器13通过，两路汇合流向第二换热器11—→第二四通阀3—→回压缩机1。

本实施例由于在系统中设有自动分流装置，提升了热泵系统对环境的适用范围，根据不同地区或者不同功率的机型，自动分流装置可以并联有多个。

实施例3。参照图3所示，制热水时，系统冷媒流动方向为：压缩机1—→第一四通阀2—→第一换热器10（制热水）—→第四换热器17—→第一单向阀5—→从第三四通阀4第一接口进入并从第二接口流出—→从第一增焓换热器19第一接口进入并从第二接口流出后分两路，第一路经第一节流器8；当系统的冷凝压力超过设定值时，第二路自动分流装置的自动压力阀15打开，部分冷媒从第三节流器13通过，两路冷媒汇合后再进行分流：大部分冷媒经第五单向阀25流向第二换热器11，冷媒在第二换热器11热交换后再经第二四通阀3回压缩机1；小部分冷媒经小管径管道22流入第一增焓换热器19，再从第一增焓换热器19第三接口流向压缩机1吸气侧。

制热水+空调制冷时，系统冷媒流动方向为：压缩机1—→第一四通阀2—→第一换热器10（制热水）—→第四换热器17—→第一单向阀5—→从第三四通阀4第一接口进入并从第四接口流出—→从第二增焓换热器18第一接口进入并从第二接口流出后分两路，第一路经第二节流器9；当系统的冷凝压力超过设定值时，第二路自动分流装置的自动压力阀16打开，部分冷媒从第四节流器14通过，两路冷媒汇合后再进行分流：大部分冷媒流向第四单向阀20—→第三换热器12（空调制冷）—→第二四通阀3—→回压缩机1；小部分冷媒经小管径管道23流入第二增焓换热器18，再从第二增焓换热器18第三接口流向压缩机1吸气侧。

空调制冷时，系统冷媒流动方向为：压缩机1—→第一四通阀2—→第二四通阀3—→第二换热器11—→第二单向阀6—→从第三四通阀4第一接口进入并从第四接口流出—→从第二增焓换热器18第一接口进入并从第二接口流出后分两路，第一路经第二节流器9；当系统的冷凝压力超过设定值时，第二路自动分流装置的自动压力阀16打开，部分冷媒从第四节流器14通过，两路冷媒汇合后再进行分流：大部分冷媒流向第四单向阀20—→第三换热器12（空调制冷）—→第二四通阀3—→回压缩机1；小部分冷媒经小管径管道23流入第二增焓换热器18，再从第二增焓换热器18第三接口流向压缩机1吸气侧。

空调制暖时，系统冷媒流动方向为：压缩机1—→第一四通阀2—→第二四通阀3—→第三换热器12（空调制暖）—→第三单向阀7—→从第三四通阀4第一接口进入并从第二接口流出—→从第一增焓换热器19第一接口进入并从第二接口流出后分两路，第一路经第一节流器8；当系统的冷凝压力超过设定值时，第二路自动分流装置的自动压力阀15打开，部分冷媒从第三节流器13通过，两路冷媒汇合后再进行分流：大部分冷媒经第五单向阀25流向第二换热器11，冷媒在第二换热器11热交换后再经第二四通阀3回压缩机1；小部分冷媒经小管径管道22流入第一增焓换热器19，经过热交换后再从第一增焓换热器19第三接口流向压缩机1吸气侧。

本设计在系统中设置第一增焓换热器，进一步改善了热泵的运行工况。

实施例4。参照图4所示，制热水时，系统冷媒流动方向与实施例3相同。

制热水+空调制冷时，系统冷媒流动方向为：压缩机1—→第一四通阀2—→第一换热器10（制热水）—→第四换热器17—→第一单向阀5—→从第三四通阀4第一接口进入并从第四接口流出—→从第二增焓换热器18第一接口进入并从第二接口流出后分三路：第一路经第二节流器9；当系统的冷凝压力超过设定值时，第二路自动分流装置的自动压力阀16打开，部分冷媒从第四节流器14通过，两路汇合后流向第四单向阀20—→第三换热器12（空调制冷）—→第二四通阀3—→回压缩机1；小部分冷媒从第三路流向第五节流器21，经节流后从第四接口进入第二增焓换热器18中进行热交换，再从第二增焓换热器18第三接口流向压缩机1吸气侧。

空调制冷时，系统冷媒流动方向为：压缩机1—→第一四通阀2—→第二四通阀3—→第二换热器11—→第二单向阀6—→从第三四通阀4第一接口进入并从第四接口流出—→从第二增焓换热器18第一接口进入并从第二接口流出后分三路：第一路经第二节流器9；当系统的冷凝压力超过设定值时，第二路自动分流装置的自动压力阀16打开，部分冷媒从第四节流器14通过，两路汇合后流向第四单向阀20—→第三换热器12（空调制冷）—→第二四通阀3—→回压缩机1；小部分冷媒从第三路流向第五节流器21，经节流后从第四接口进入第二增焓换热器18中进行热交换，再从第二增焓换热器18第三接口流向压缩机1吸气侧。

空调制暖时，系统冷媒流动方向为：压缩机1—→第一四通阀2—→第二四通阀3—→第三换热器12（空调制暖）—→第三单向阀7—→从第三四通阀4第一接口进入并从第二接口流出—→从第一增焓换热器19第一接口进入并从第二接口流出后分两路：第一路经第一节流器8；当系统的冷凝压力超过设定值时，第二路自动分流装置的自动压力阀15打开，部分冷媒从第三节流器13通过，两路冷媒汇合后再进行分流：大部分冷媒经第五单向阀25流向第二换热器11，冷媒在第二换热器11热交换后再经第二四通阀3回压缩机1；小部分冷媒经小管径管道22流入第一增焓换热器19，再从第一增焓换热器19第三接口流向压缩机1吸气侧。

实施例5。参照图5所示，本系统也可在第一增焓换热器19的第四接口连接有第六节流器24，第六节流器24的另一侧连通第一节流器8与第一增焓换热器19第二接口之间管道。

实施例6。参照图6所示，在同一热泵系统中，可采用第一增焓换热器19与第六节流器24搭配；第二增焓换热器18与第五节流器21搭配系统的方式。

实施例7。参照图7所示，在同一热泵系统中，第一增焓换热器19的第四接口分别连通第六节流器24及小管径管道22，或者第二增焓换热器18第四接口别连通第五节流器21及小管径管道23。工作时第六节流器24和第五节流器21还同时还具有分流功能；而小管径管道22、23则更着重增焓换热功能。

实施例8。参照图8所示，更优选的，本设计的第六节流器24入口侧管道也可以连接自动压力阀15出口侧，也即附图8的自动压力阀15与第三节流器13之间管道，当系统高压压力过高时，自动压力阀15打开，部分冷媒从第六节流器24流过并经节流后进入第一增焓换热器19换热，改善系统的运行工况，当系统压力良好时该第一增焓换热器19则不需进行换热。类似的，本设计的第五节流器21入口侧管道也可以连接自动压力阀16出口侧，也即附图8的自动压力阀16与第四节流器14之间管道。

综上所述，根据需要，在同一个热泵系统中，既可采用第一增焓换热器19与小管径管道22或第六节流器24搭配；也可采用第二增焓换热器18与小管径管道23或第五节流器21搭配，同样可达到改善热泵运行工况之目的。

在热泵系统的实际生产中，根据系统常规的配置需求，压缩机1吸气侧可设置气液分离器，气液分离器的入口侧管道与第一四通阀2、第二四通阀3、第三四通阀4管道连通。或者在压缩机1排气侧与第一四通阀2之间设置有油分离器；为了令系统的稳定性更高，可在第一换热器10或者第四换热器17出口侧设置储液器；也可根据需要在系统中设置常规的压力开关、压力表、温控装置、干燥过滤器等。

以上所述只是实用新型优选的实施方式，其并不构成对实用新型保护范围的限制，只要是以基本相同的手段实现实用新型的目的都应属于实用新型的保护范围。

Claims (14)

1.高稳定性的多功能热泵系统，其特征在于系统的主要组成部件包括：压缩机（1）、第一四通阀（2）、第二四通阀（3）、第三四通阀（4）、第一单向阀（5）、第二单向阀（6）、第三单向阀（7）、第一节流器（8）、第二节流器（9）、第一换热器（10）、第二换热器（11）、第三换热器（12）；上述部件之间通过冷媒管道进行如下连通：第一四通阀（2）的四个接口分别连通压缩机（1）排气侧、第一换热器（10）入口侧、压缩机（1）吸气侧、第二四通阀（3）；第二四通阀（3）的其它三个接口分别连通第二换热器（11）、压缩机（1）吸气侧、第三换热器（12）；第三四通阀（4）的第一接口连通第一换热器（10）出口、第二接口连通第一节流器（8）、第三接口连通压缩机（1）吸气侧、第四接口连通第二节流器（9）；第二换热器（11）另一侧与第一节流器（8）另一侧连通；第三换热器（12）另一侧与第二节流器（9）另一侧连通；第二单向阀（6）的入口侧连通第一节流器（8）与第二换热器（11）之间的管道、第二单向阀（6）的出口侧连通第三四通阀（4）第一接口；第三单向阀（7）的入口侧连通第二节流器（9）与第三换热器（12）之间的管道；第三单向阀（7）的出口侧连通第三四通阀（4）第一接口；所述第一单向阀（5）设置于第一四通阀（2）至第一换热器（10）之间或者第一换热器（10）至第三四通阀（4）之间管道上。

2.根据权利要求1所述的高稳定性的多功能热泵系统，其特征在于：所述第一换热器（10）出口侧至第三四通阀（4）第一接口之间管道上设有第四换热器（17），第一单向阀（5）设于第四换热器（17）与第三四通阀（4）之间。

3.根据权利要求1所述的高稳定性的多功能热泵系统，其特征在于：所述第一换热器（10）出口侧至第三四通阀（4）第一接口之间管道上设有第四换热器（17），第一单向阀（5）设于第一换热器（10）与第四换热器（17）之间。

4.根据权利要求2或者3所述的高稳定性的多功能热泵系统，其特征在于：所述第四换热器（17）与第二换热器（11）为整体式结构。

5.根据权利要求1至3任一所述的高稳定性的多功能热泵系统，其特征在于：所述第一节流器（8）并联设置有至少一组自动分流装置，所述自动分流装置包括第三节流器（13）以及与第三节流器串联的自动压力阀（15）。

6.根据权利要求1至3任一所述的高稳定性的多功能热泵系统，其特征在于：所述第二节流器（9）并联设置有至少一组自动分流装置，所述自动分流装置包括第四节流器（14）以及与第四节流器（14）串联的自动压力阀（16）。

7.根据权利要求1至3任一所述的高稳定性的多功能热泵系统，其特征在于：第一节流器（8）与第二换热器（11）之间设有第五单向阀（25）；第二单向阀（6）的入口侧连通第五单向阀（25）出口侧与第二换热器（11）之间的管道；所述第一节流器（8）与第三四通阀（4）第二接口之间还设置有第一增焓换热器（19），第一增焓换热器（19）的第三接口连通压缩吸气侧，第一增焓换热器（19）的第四接口通过小管径管道（22）连接第一节流器（8）与第二单向阀（6）之间管道。

8.根据权利要求1至3任一所述的高稳定性的多功能热泵系统，其特征在于：第一节流器（8）与第二换热器（11）之间设有第五单向阀（25）；第二单向阀（6）的入口侧连通第五单向阀（25）出口侧与第二换热器（11）之间的管道；所述第一节流器（8）与第三四通阀（4）第二接口之间还设置有第一增焓换热器（19），第一增焓换热器（19）的第三接口连通压缩吸气侧，第一增焓换热器（19）的第四接口连接有第六节流器（24），第六节流器（24）的另一侧连通第一节流器（8）与第一增焓换热器（19）第二接口之间管道。

9.根据权利要求8所述的高稳定性的多功能热泵系统，其特征在于：第一增焓换热器（19）的第四接口通过小管径管道（22）连接第一节流器（8）与第二单向阀（6）之间管道。

10.根据权利要求1至3任一所述的高稳定性的多功能热泵系统，其特征在于：第二节流器（9）与第三换热器（12）之间设有第四单向阀（20）；第三单向阀（7）的入口侧连通第四单向阀（20）出口侧与第三换热器（12）之间的管道；所述第二节流器（9）与第三四通阀（4）第四接口之间还设置有第二增焓换热器（18），第二增焓换热器（18）的第三接口连通压缩机吸气侧，第二增焓换热器（18）的第四接口通过小管径管道（23）连接第二节流器（9）与第四单向阀（20）之间管道。

11.根据权利要求1至3任一所述的高稳定性的多功能热泵系统，其特征在于：第二节流器（9）与第三换热器（12）之间设有第四单向阀（20）；第三单向阀（7）的入口侧连通第四单向阀（20）出口侧与第三换热器（12）之间的管道；所述第二节流器（9）与第三四通阀（4）第四接口之间还设置有第二增焓换热器（18），第二增焓换热器（18）的第三接口连通压缩机吸气侧，第二增焓换热器（18）的第四接口连接有第五节流器（21），第五节流器（21）的另一侧连通第二节流器（9）与第二增焓换热器（18）第二接口之间管道。

12.根据权利要求11所述的高稳定性的多功能热泵系统，其特征在于：第二增焓换热器（18）的第四接口通过小管径管道（23）连接第二节流器（9）与第四单向阀（20）之间管道。

13.根据权利要求5所述的高稳定性的多功能热泵系统，其特征在于：第一节流器（8）与第二换热器（11）之间设有第五单向阀（25）；第二单向阀（6）的入口侧连通第五单向阀（25）出口侧与第二换热器（11）之间的管道；所述第一节流器（8）与第三四通阀（4）第二接口之间还设置有第一增焓换热器（19），第一增焓换热器（19）的第三接口连通压缩吸气侧，第一增焓换热器（19）的第四接口连接有第六节流器（24），第六节流器（24）的另一侧连通自动压力阀（15）出口侧管道。

14.根据权利要求6所述的高稳定性的多功能热泵系统，其特征在于：第二节流器（9）与第三换热器（12）之间设有第四单向阀（20）；第三单向阀（7）的入口侧连通第四单向阀（20）出口侧与第三换热器（12）之间的管道；所述第二节流器（9）与第三四通阀（4）第四接口之间还设置有第二增焓换热器（18），第二增焓换热器（18）的第三接口连通压缩机吸气侧，第二增焓换热器（18）的第四接口连接有第五节流器（21），第五节流器（21）的另一侧连通自动压力阀（16）出口侧管道。