CN208765103U - 热泵系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种热泵系统，包括压缩机、第一换向阀、室外换热器、第二换向阀、节流装置以及室内换热器形成冷媒循环系统，第一换向阀用于在室外换热器和室内换热器之间进行制冷剂流向的切换；第二换向阀用于在制热模式和化霜制冷模式时始终保持电器盒位于冷媒流入节流装置的冷媒管路上。本申请热泵系统中，在化霜制冷模式和制热模式下，第二换向阀使流经于室外换热器与室内换热器之间冷媒先绕行至节流装置上游固定有电器盒的冷媒管路后，再进入节流装置内，以通过节流前相对较高温度的冷媒对电器盒进行散热冷却，避免因节流后较低温度的冷媒对电器盒进行散热冷却时，造成电器盒温度过低形成凝露。

Description

热泵系统

技术领域

本实用新型涉及热泵技术领域，特别涉及一种热泵系统。

背景技术

随着社会发展水平的提高，消费者对空调节能性和舒适度的要求也日益增强，变频热泵的市场空前庞大。变频热泵的功率元器件发热量非常大，部分热泵产品都加装散热片通过风冷来完成电器盒的冷却散热，但这种方法需要的风量要求高，且散热片体积大，增加生产成本。还有部分热泵产品将冷媒管路贴近设置有功率元器件的电器盒，利用冷媒带走电器盒的热量，但由于节流后的冷媒温度过低，易造成凝露甚至结霜的情况，从而严重危害功率元器件的可靠性，因此只能利用节流前的冷媒，如此限制了热泵系统仅在单纯的制冷或制热的模式下，才能对电器盒进行散热，大大影响了电器盒的冷却散热效果。

实用新型内容

基于此，针对上述电器盒冷却散热功能受限的问题，提供一种在制冷和制热模式下均能对电器盒进行冷却散热的热泵系统。

一种热泵系统，具有制热模式和化霜制冷模式，其包括压缩机、第一换向阀、室外换热器、第二换向阀、节流装置以及室内换热器形成冷媒循环系统，所述第一换向阀用于在所述室外换热器和所述室内换热器之间进行制冷剂流向的切换；

所述热泵系统包括设置于所述室外换热器与所述室内换热器之间的电器盒，所述第二换向阀用于在制热模式和化霜制冷模式时始终保持所述电器盒位于冷媒流入所述节流装置的冷媒管路上。

在其中一个实施例中，所述第一换向阀的第一接口C1与所述室外换热器相通，所述第一换向阀的第二接口D1与所述压缩机的出气口相通，所述第一换向阀的第三接口E1与所述室内换热器相通，所述压缩机的进气口与所述第一换向阀的第四接口S1之间设置有气液分离器；所述第二换向阀的第一接口C2与所述室外换热器相通，所述节流装置连接于所述第二换向阀的第二接口D2与第四接口S2之间，所述第二换向阀的第三接口E2与所述室内换热器相通。

在其中一个实施例中，在化霜制冷模式时，冷媒依次流经所述压缩机、所述室外换热器、所述节流装置以及所述室内换热器，并回到所述气液分离器；所述电器盒设置于冷媒由所述室外换热器流入所述节流装置的冷媒管路上。

在其中一个实施例中，在制热模式时，冷媒依次流经所述压缩机、所述室内换热器、所述节流装置以及所述室外换热器，并回到所述气液分离器；所述电器盒设置于冷媒由所述室内换热器流入所述节流装置的冷媒管路上。

在其中一个实施例中，所述热泵系统包括散热感温包及控制器，所述散热感温包设置于所述电器盒的表面，用于监测所述电器盒的当前温度，所述控制器根据所述电器盒的当前温度与当前环境温度之间的差值温度与预设温度范围的关系，控制所述节流装置的开度。

在其中一个实施例中，所述控制器在所述差值温度小于所述预设温度范围中最小值时，减小所述节流装置的开度；所述在所述差值温度大于所述预设温度范围中最大值时，增大所述节流装置的开度。

在其中一个实施例中，所述第一换向阀和所述第二换向阀均为四通阀。

本申请热泵系统中，在化霜制冷模式和制热模式下，第二换向阀使流经于室外换热器与室内换热器之间冷媒先绕行至节流装置上游固定有电器盒的冷媒管路后，再进入节流装置内，以通过节流前相对较高温度的冷媒对电器盒进行散热冷却，避免因节流后较低温度的冷媒对电器盒进行散热冷却时，造成电器盒温度过低形成凝露。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中热泵系统的结构示意图；

图2为本实用新型图1所示热泵系统处于化霜制冷模式的结构示意图；

图3为本实用新型图1所示热泵系统处于制热模式的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在两者之间的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在两者之间的元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

热泵系统(例如热泵空调、热泵热水器)通常包括压缩机、冷凝器、节流装置以及蒸发器。下面以热泵空调为例，对热泵系统的工作原理进行简单介绍：

在化霜制冷模式时，由压缩机排出的高压蒸汽，经换向阀(又称四通阀)进入室外换热器(即空调室外机，作冷凝器用)，制冷剂蒸汽被冷凝成液体，经节流装置进入室内换热器(即空调室内机，作蒸发器用)，并在蒸发器中吸热，将室内空气冷却，蒸发后的制冷剂蒸汽经过换向阀后被压缩机吸入，完成制冷循环。

在制热模式时，切换换向阀，改变冷媒流向，于是由压缩机排出的高压制冷剂蒸汽，经换向阀后流入室内换热器(即空调室内机，作冷凝器用)，制冷剂蒸汽冷凝时放出的潜热，将室内空气加热，达到室内取暖目的，冷凝后的液态制冷剂，从反向流过节流装置进入室外换热器(即空调室外机，作蒸发器用)，吸收外界热量而蒸发，蒸发后的蒸汽经过换向阀后被压缩机吸入，完成制热循环。

请参看图1，本实用新型一实施例中，热泵系统100具有制热模式及化霜制冷模式，且包括压缩机10、第一换向阀20、室外换热器30、第二换向阀40、节流装置50、电器盒60、室内换热器70以及气液分离器80。其中，压缩机10、第一换向阀20、室外换热器30、第二换向阀40、节流装置50、室内换热器70通过冷媒管连通形成冷媒循环回路。第一换向阀20用于在室外换热器30和室内换热器70之间进行制冷剂流向的切换，电器盒60设置于室外换热器30和室内换热器70之间，第二换向阀20用于在制热模式和化霜制冷模式时始终保持电器盒60位于冷媒流入节流装置50的冷媒管路上。

具体地，在化霜制冷模式时，冷媒依次流经压缩机10、室外换热器30、节流装置50以及室内换热器70，并回到气液分离器80。电器盒60设置于冷媒由室外换热器30流入节流装置50的冷媒管路上。

在制热模式时，冷媒依次流经压缩机10、室内换热器70、节流装置50以及室外换热器30，并回到气液分离器80。电器盒60设置于冷媒由室内换热器70流入节流装置50的冷媒管路上。

在本具体实施例中，第一换向阀20和第二换向阀40均为四通阀。其中，第一换向阀20包括第一接口C1、第二接口D1、第三接口E1以及第四接口S1，第二换向阀40包括第一接口C2、第二接口D2、第三接口E2以及第四接口S2。

下面以第一换向阀20和第二换向阀40均为四通阀为例，对本申请中热泵系统100的结构及原理进行介绍。需要提醒的是，本实施例仅以此为范例进行说明，并不会对本申请的范围造成限定。可以理解地，在其它一些实施例中，第一换向阀20和第二换向阀40亦可为其它阀结构，在此不作限定。

第一换向阀20的第一接口C1与室外换热器30相通，第一换向阀20的第二接口D1与压缩机10的出气口相通，第一换向阀20的第三接口E1与室内换热器70相通，压缩机10的进气口与第一换向阀20的第四接口S1之间设置有气液分离器80。

第二换向阀40的第一接口C2与室外换热器30相通，节流装置50连接于第二换向阀40的第二接口D2与第四接口S2之间，第二换向阀40的第三接口E2与室内换热器70相通。

请参看图2，在化霜制冷模式时，第一换向阀20断电，使得第一换向阀20中第一接口C1与第二接口D1相连、第三接口E1与第四接口S1相连；同时，第二换向阀40断电，使得第二换向阀40中第一接口C2与第二接口D2相连、第三接口E2与第四接口S2相连。

压缩机10将吸入的低温低压的气态冷媒压缩成高温高压的气态冷媒，高温高压的气态冷媒经第一换向阀20中第一接口C1与第二接口D1进入室外换热器30(当作冷凝器用)，冷凝形成中温高压的液态冷媒；中温高压的液态冷媒由第二换向阀40中第一接口C2与第二接口D2，途经设置有电器盒60的冷媒管路进入节流装置50后，则成为低温低压的液态冷媒；低温低压的液态冷媒经第二换向阀40中第三接口E1与第四接口S1送入室内换热器70(当作蒸发器用)，在室内换热器70中吸热蒸发而成为低温低压的气态冷媒，气态冷媒经第一换向阀20中第三接口E1与第四接口S1进入气液分离器80进行气液分离后，再次输送进压缩机10，从而完成制冷循环。

请参看图3，在制热模式时，第一换向阀20上电，使得第一换向阀20中第二接口D1与第三接口E1相连、第一接口C1与第四接口S1相连；同时，第二换向阀40上电，使得第二换向阀40中第二接口D2与第三接口E2相连、第一接口C2与第四接口S2相连。

压缩机10将吸入的低温低压的气态冷媒压缩成高温高压的气态冷媒，高温高压的气态冷媒经第一换向阀20中第二接口D1与第三接口E1进入室内换热器70(当作冷凝器用)，冷凝形成中温高压的液态冷媒；中温高压的液态冷媒由第二换向阀40中第二接口D2与第三接口E2，途经设置有电器盒60的冷媒管路进入节流装置50后，则成为低温低压的液态冷媒；低温低压的液态冷媒经第二换向阀40中第一接口C2与第四接口S2送入室外换热器30(当作蒸发器用)，在室内换热器70中吸热蒸发而成为低温低压的气态冷媒，气态冷媒经第一换向阀20中第一接口C1与第四接口S1进入气液分离器80进行气液分离后，再次输送进压缩机10，从而完成制热循环。

本申请热泵系统100中，在化霜制冷模式和制热模式下，第二换向阀40使流经于室外换热器30与室内换热器70之间冷媒先绕行至节流装置50上游固定有电器盒60的冷媒管路后，再进入节流装置50内，以通过节流前相对较高温度的冷媒对电器盒60进行散热冷却，避免因节流后较低温度的冷媒对电器盒60进行散热冷却时，造成电器盒60温度过低形成凝露。

请参看图1、图2以及图3，在其中一个实施例中，热泵系统100包括散热感温包90及控制器(图未示)，散热感温包90设置于电器盒60的表面，用于监测电器盒60的当前温度，控制器根据电器盒60的当前温度T1与当前环境温度T0之间的差值温度ΔT与预设温度范围的关系，控制节流装置50的开度。其中，预设温度范围中最小值α＜0，最大值β＞0。

为了防止温度过低产生冷凝水，上述预设温度范围中最小值α可以通过机组安装地区的平均湿度算出平均温度与平均露点温度，以根据平均温度与平均露点温度的差值来设定预设温度范围的最小值α；亦可引入湿度传感器，对机组安装地区的湿度进行监测，并根据当前湿度计算得到露点温度，以确定预设温度范围的最小值α。

为了防止温度过高，影响散热效果，上述预设温度范围中最大值β可以根据不同机组运行的冷凝温度来设定预设温度范围的最大值β。

具体地，控制器在差值温度ΔT小于预设温度范围中最小值α时，减小节流装置50的开度。也就是说，当电器盒60的当前温度T1低于当前环境温度T0时，为了避免因大流量冷媒的冷却作用，导致电器盒60降温过低，因此减小节流装置50的开度，从而减小冷媒的流通量，降低冷媒的散热效果。

控制器在差值温度ΔT大于预设温度范围中最大值α时，增大节流装置50的开度。也就是说，当电器盒60的当前温度T1高于当前环境温度T0时，为了提高冷媒的冷却作用，因此增大节流装置50的开度，从而增加冷媒的流通量，提高冷媒的散热效果。

如此，热泵系统100中可以根据电器盒60的当前温度T1与当前环境温度T0的差值温度ΔT，适应性的调节冷媒的流量，从而灵活且自动调节冷媒对电器盒60的散热作用。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种热泵系统(100)，具有制热模式和化霜制冷模式，其特征在于，包括压缩机(10)、第一换向阀(20)、室外换热器(30)、第二换向阀(40)、节流装置(50)以及室内换热器(70)形成冷媒循环系统，所述第一换向阀(20)用于在所述室外换热器和所述室内换热器之间进行制冷剂流向的切换；

所述热泵系统(100)包括设置于所述室外换热器(30)与所述室内换热器(70)之间的电器盒(60)，所述第二换向阀(40)用于在制热模式和化霜制冷模式时始终保持所述电器盒(60)位于冷媒流入所述节流装置(50)的冷媒管路上。

2.根据权利要求1所述的热泵系统(100)，其特征在于，所述第一换向阀(20)的第一接口C1与所述室外换热器(30)相通，所述第一换向阀(20)的第二接口D1与所述压缩机(10)的出气口相通，所述第一换向阀(20)的第三接口E1与所述室内换热器(70)相通，所述压缩机(10)的进气口与所述第一换向阀(20)的第四接口S1之间设置有气液分离器(80)；所述第二换向阀(40)的第一接口C2与所述室外换热器(30)相通，所述节流装置(50)连接于所述第二换向阀(40)的第二接口D2与第四接口S2之间，所述第二换向阀(40)的第三接口E2与所述室内换热器(70)相通。

3.根据权利要求2所述的热泵系统(100)，其特征在于，在化霜制冷模式时，冷媒依次流经所述压缩机(10)、所述室外换热器(30)、所述节流装置(50)以及所述室内换热器(70)，并回到所述气液分离器(80)；所述电器盒(60)设置于冷媒由所述室外换热器(30)流入所述节流装置(50)的冷媒管路上。

4.根据权利要求2所述的热泵系统(100)，其特征在于，在制热模式时，冷媒依次流经所述压缩机(10)、所述室内换热器(70)、所述节流装置(50)以及所述室外换热器(30)，并回到所述气液分离器(80)；所述电器盒(60)设置于冷媒由所述室内换热器(70)流入所述节流装置(50)的冷媒管路上。

5.根据权利要求1所述的热泵系统(100)，其特征在于，所述热泵系统(100)包括散热感温包(90)及控制器，所述散热感温包(90)设置于所述电器盒(60)的表面，用于监测所述电器盒(60)的当前温度，所述控制器根据所述电器盒(60)的当前温度T1与当前环境温度T0之间的差值温度ΔT与预设温度范围的关系，控制所述节流装置(50)的开度。

6.根据权利要求5所述的热泵系统(100)，其特征在于，所述控制器在所述差值温度ΔT小于所述预设温度范围中最小值α时，减小所述节流装置(50)的开度；所述在所述差值温度ΔT大于所述预设温度范围中最大值β时，增大所述节流装置(50)的开度。

7.根据权利要求1所述的热泵系统(100)，其特征在于，所述第一换向阀(20)和所述第二换向阀(40)均为四通阀。