CN209415834U - 一种热泵设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热泵设备，包括依次相连通并形成热泵循环的室外换热器、压缩机、室内换热器、第一补气机构和第二补气机构；压缩机包括依次串联在制冷剂流路上的主路压缩单元、第一补气混合腔和第一辅助压缩单元，主路压缩单元、第一补气混合腔和第一辅助压缩单元分别具有至少一个补气口；第一补气机构分别与第一补气混合腔的补气口和第一辅助压缩单元的补气口相连通，第二补气机构与主路压缩单元的补气口相连通。本实用新型将现有的多个辅助压缩单元分别与主路压缩单元并联，改进为主路压缩单元和至少一个辅助压缩单元串联连接，能够减少辅助压缩单元的使用数量，便于辅助压缩单元的安装以及其与主路压缩单元的连接，易于生产加工。

Description

一种热泵设备

技术领域

本实用新型涉及热泵设备技术领域，尤其涉及一种热泵设备。

背景技术

空气源热泵制热能力随室外环境温度下降迅速衰减而无法满足用户需求。现有采用双级或准二级压缩中间补气增焓技术，包括两级节流中间不完全冷却和一级节流中间不完全冷却循环，可以提高低温制热量和制热性能系数(COP)，同时对降低压缩机排气温度有一定帮助。但上述手段对能效的提升幅度有限，对高压级排气温度的降低幅度也有限。

为了进一步提高低温空气源热泵的制热能力和制热性能系数(COP)，现有技术改进了双级压缩中间补气循环，通过增加辅助压缩单元、节流装置和补气装置来实现多级节流和多级补气以改善低温制热效果和降低压缩机排气温度。其压缩机在主压缩单元的基础上增加了三个辅助压缩单元来分别压缩来自三个补气装置的气态制冷剂。虽然该结构相对双级压缩中间补气循环具有提升制热能力和COP的效果，但辅助压缩单元较多导致安装过于复杂，且辅助压缩单元相对主压缩单元的容积比随它们的吸气压力升高而依次减小，导致实际应用时辅助压缩单元的容积过小(相对主压缩单元的容积比，以R410A制冷剂为例，约在0.04～0.07)而难以加工。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种热泵设备，以解决现有的辅助压缩单元较多导致安装过于复杂、难以加工的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的技术方案如下：一种热泵设备，包括依次相连通并形成热泵循环的室外换热器、压缩机、室内换热器、第一补气机构和第二补气机构；所述压缩机包括依次串联在制冷剂流路上的主路压缩单元、第一补气混合腔和第一辅助压缩单元，所述主路压缩单元、第一补气混合腔和第一辅助压缩单元分别具有至少一个补气口；所述第一补气机构分别与所述第一补气混合腔的补气口和所述第一辅助压缩单元的补气口相连通，所述第二补气机构与所述主路压缩单元的补气口相连通。

根据本实用新型提供的热泵设备，将现有的多个辅助压缩单元分别与主路压缩单元并联，改进为主路压缩单元和至少一个辅助压缩单元串联连接，能够减少辅助压缩单元的使用数量，便于辅助压缩单元的安装以及其与主路压缩单元的连接，易于生产加工。

另外，根据本实用新型上述实施例的一种热泵设备，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的一个示例，所述第一补气机构包括第一补气装置和第二补气装置；所述第一补气装置分别与所述室内换热器和所述第二补气装置相连通，且所述第一补气装置的出气口与所述第一辅助压缩单元的补气口相连通；所述第二补气装置分别与所述第一补气装置和所述第二补气机构相连通，且所述第二补气装置的出气口与所述第一补气混合腔的补气口相连通；所述第二补气机构包括第三补气装置，所述第三补气装置分别与所述第二补气装置和所述室外换热器相连通，且所述第三补气装置的出气口与所述主路压缩单元的补气口相连通。

根据本实用新型的一个示例，还包括第一节流装置、第二节流装置和第三节流装置；其中，所述第一节流装置安装在所述室内换热器和所述第一补气装置之间的制冷剂流路上；所述第二节流装置安装在所述第一补气装置和所述第二补气装置之间的制冷剂流路上；所述第三节流装置安装在所述第二补气装置和所述第三补气装置之间的制冷剂流路上。

根据本实用新型的一个示例，还包括第四节流装置；所述第四节流装置安装在所述第三补气装置和所述室外换热器的制冷剂流路上。

根据本实用新型的一个示例，还包括第二辅助压缩单元、第二补气混合腔和第三补气机构，所述第二辅助压缩单元和第二补气混合腔分别具有至少一个补气口；所述第一辅助压缩单元、第二补气混合腔和所述第二辅助压缩单元依次串接；所述第三补气机构分别与所述第二辅助压缩单元的补气口和所述第二补气混合腔的补气口相连通。

根据本实用新型的一个示例，所述第三补气机构包括第四补气装置和第五补气装置；所述第四补气装置分别与第二节流装置和所述第五补气装置相连通，且所述第四补气装置的出气口与所述第二辅助压缩单元的补气口相连通；所述第五补气装置分别与所述第一补气装置和所述第四补气装置相连通，且所述第五补气装置的出气口与所述第二补气混合腔的补气口相连通。

根据本实用新型的一个示例，还包括第五节流装置和第六节流装置；所述第五节流装置安装在所述第四补气装置和所述第五补气装置之间的制冷剂管路上；所述第六节流装置安装在所述第一补气装置和所述第五补气装置之间的制冷剂管路上。

根据本实用新型的一个示例，所述压缩机还包括增容压缩腔，所述增容压缩腔与所述主路压缩单元并联设置。

根据本实用新型的一个示例，所述压缩机包括壳体，所述主路压缩单元和所述辅助压缩单元均安装在所述壳体内。

以上附加方面的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，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1为本实用新型实施例的热泵设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的压缩机的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1.压缩机；101、主路压缩单元；102、辅助压缩单元；2.室外换热器；3.室内换热器；401.第一节流装置；402.第二节流装置；403.第三节流装置；404.第四节流装置；501.第一补气装置；502.第二补气装置；503.第三补气装置；6.气液分离器；7.室外部分；8.室内部分。

实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

结合附图1和2所示，本实施例提供了一种热泵设备，热泵设备具体可以是空气源热泵，其包括依次相连通的室外换热器2、压缩机1、室内换热器3、第一补气机构和第二补气机构，第二补气机构与所述室外换热器2相连通。室外换热器2、压缩机1、第一补气机构、第二补气机构、气液分离器6等共同组成室外部分7，而室内换热器3与其相应的连接管路等构成室内部分8。

关于本实施例的室外换热器2和室内换热器3是较为成熟的现有技术，因此本实施不做过多描述，而本实施例的压缩机1可以是转子形式、涡旋形式或其他可实现的形式的压缩机1，可以是定频压缩机1或变频压缩机1。

本实施例的第一补气机构包括图示中第一补气装置501、第二补气装置502，第二补气机构包括第三补气装置503，其中第一补气装置501分别与室内换热器3和第二补气装置502管路连接，所述第二补气装置502分别与第一补气装置501和第三补气装置503管路连接，第三补气装置503分别与第二补气装置502和室外换热器2相连接，并且在室内换热器3和第一补气装置501之间设有第一节流装置401，第一补气装置501和第二补气装置502之间设有第二节流装置402，第二补气装置502和第三补气装置503之间设有第三节流装置403，第三补气装置503和室外换热器2之间设有第四节流装置404。本实施例的第一补气装置501、第二补气装置502和第三补气装置503可以是闪发器或者中间换热器。

上述结构为现有的四级节流三次补气循环的热泵设备的基本结构，从压缩机1单元内部结构实现上进行简化，并通过三次闪发补气实现理论容积制热量和COP的提升。相对单级压缩循环而言，以R410A制冷剂为例，理论容积制热量提高25％～50％，理论COP提高8％～16％；相对双级压缩补气循环而言，理论容积制热量提高7％～12％，理论COP提高2.5％～5％。

具体的，本实施例的压缩机1包括依次串联在制冷剂流路上的主路压缩单元101、第一补气混合腔和第一辅助压缩单元102，主路压缩单元101、第一补气混合腔和第一辅助压缩单元102分别具有至少一个补气口。第一补气装置501的出气口与第一辅助压缩单元102的补气口相连通，第二补气装置502的出气口与第一补气混合腔的补气口相连通；第三补气装置503的出气口与主路压缩单元101的补气口相连通。

上述结构能够克服四级节流三次补气循环的压缩机1的加工难度大以及由此导致的压缩效率下降的问题，同时能够减少压缩单元数量和降低压缩机1的安装复杂度，便于第一辅助压缩单元102的安装以及其与主路压缩单元101的连接，易于生产加工。

当然本实用新型的热泵设备的结构形式不限于此，可以通过增减补气装置和节流装置的数量来实现热泵设备结构的变化，例如可以是仅有两个补气装置的三级节流二次补气循环的热泵设备。或者具有五个补气装置的六级节流五次补气循环的热泵设备。

例如，本实施例的热泵设备还可以包括第二辅助压缩单元、第二补气混合腔和第三补气机构(图中均未示出)，第二辅助压缩单元和第二补气混合腔分别具有至少一个补气口；第一辅助压缩单元102、第二补气混合腔和第二辅助压缩单元依次串接；第三补气机构分别与第二辅助压缩单元的补气口和第二补气混合腔的补气口相连通。

具体，第三补气机构包括第四补气装置和第五补气装置；第四补气装置分别与第二节流装置402和第五补气装置相连通，且第四补气装置的出气口与第二辅助压缩单元的补气口相连通；第五补气装置分别与第一补气装置501和第四补气装置相连通，且第五补气装置的出气口与第二补气混合腔的补气口相连通。另外，还可以包括第五节流装置和第六节流装置；第五节流装置安装在第四补气装置和第五补气装置之间的制冷剂管路上；第六节流装置安装在第一补气装置501和第五补气装置之间的制冷剂管路上。

基于上述结构，压缩机1还可以包括增容压缩腔，增容压缩腔与主路压缩单元101并联设置，增容压缩腔的实现也比较灵活，例如在压缩机1单元内增加一个可以卸载压缩的第三辅助压缩单元(图中未示出该功能的第三辅助压缩单元)，该第三辅助压缩单元与主压缩单元并联实现变容功能。

另外，可以在与三个补气装置相连的补气支路上分别加装一个电磁二通阀以防止部分工况运行时压缩机1吐气导致系统性能下降，也可以根据运行需要实现任意一个补气支路的通或断。实施例中的节流装置可以是电子膨胀阀、毛细管或节流短管等中的一种或多种组合。而通过增加四通换向阀等部件，也可以实现装置制热和制冷功能。

下面就上述结构的热泵设备的具体工作过程进行描述：

本实用新型实施例热泵装置对应的热泵循环如图1所示，第一辅助压缩单元102和主压缩单元分别作为压缩机1单元的高压级和低压级，压缩机1单元具有一个吸气口A和一个排气口D，并具有三个补气口B、C和E，分别依次与第三补气装置503(闪发器)、第二补气装置502(闪发器)和第一补气装置501(闪发器)连接。

压缩机1的高压高温制冷剂气体进入室内换热器3，放热冷凝液化后变为高压过冷液体进入第一节流装置401节流压降后变为两相制冷剂，随后进入第一补气装置501(闪发器)进行气液分离后饱和液体进入第二节流装置402进行节流压降，随后进入第二补气装置502(闪发器)进行气液分离后饱和液体进入第三节流装置403进行节流压降，随后进入第三补气装置(闪发器)503进行气液分离后饱和液体进入第四节流装置404进行节流压降，随后进入室外换热器2，吸热蒸发气化后变为低压过热气体进入气液分离器6，然后由压缩机1的吸气口A进入主压缩单元进行压缩。

压缩过程中与第三补气装置503(闪发器)分离出来的气体(经补气口B进入)进行混合并进一步压缩排出，与第二补气装置502(闪发器)分离出来的气体(经补气口C进入)在第一补气混合腔中进行混合，进入第一辅助压缩单元102进行压缩，压缩过程中与第一补气装置501(闪发器)分离出来的气体(经补气口E进入)进行混合并进一步压缩，最终由压缩机1单元排气口D排出，从而形成一个完整的循环。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体等。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种热泵设备，包括依次相连通并形成热泵循环的室外换热器(2)、压缩机(1)、室内换热器(3)、第一补气机构和第二补气机构；

其特征在于，所述压缩机(1)包括依次串联在制冷剂流路上的主路压缩单元(101)、第一补气混合腔和第一辅助压缩单元(102)，所述主路压缩单元(101)、第一补气混合腔和第一辅助压缩单元(102)分别具有至少一个补气口；所述第一补气机构分别与所述第一补气混合腔的补气口和所述第一辅助压缩单元(102)的补气口相连通，所述第二补气机构与所述主路压缩单元(101)的补气口相连通。

2.根据权利要求1所述的热泵设备，其特征在于，所述第一补气机构包括第一补气装置(501)和第二补气装置(502)；所述第一补气装置分别与所述室内换热器(3)和所述第二补气装置(502)相连通，且所述第一补气装置(501)的出气口与所述第一辅助压缩单元的补气口相连通；所述第二补气装置(502)分别与所述第一补气装置(501)和所述第二补气机构相连通，且所述第二补气装置(502)的出气口与所述第一补气混合腔的补气口相连通；所述第二补气机构包括第三补气装置(503)，所述第三补气装置(503)分别与所述第二补气装置(502)和所述室外换热器(3)相连通，且所述第三补气装置的出气口与所述主路压缩单元(101)的补气口相连通。

3.根据权利要求2所述的热泵设备，其特征在于，还包括第一节流装置(401)、第二节流装置(402)和第三节流装置(403)；其中，所述第一节流装置(401)安装在所述室内换热器(3)和所述第一补气装置(501)之间的制冷剂流路上；所述第二节流装置(402)安装在所述第一补气装置(501)和所述第二补气装置(502)之间的制冷剂流路上；所述第三节流装置(403)安装在所述第二补气装置(502)和所述第三补气装置(503)之间的制冷剂流路上。

4.根据权利要求2或3所述的热泵设备，其特征在于，还包括第四节流装置(404)；所述第四节流装置(404)安装在所述第三补气装置(503)和所述室外换热器(2)的制冷剂流路上。

5.根据权利要求3所述的热泵设备，其特征在于，还包括第二辅助压缩单元、第二补气混合腔和第三补气机构，所述第二辅助压缩单元和第二补气混合腔分别具有至少一个补气口；所述第一辅助压缩单元(102)、第二补气混合腔和所述第二辅助压缩单元依次串接；所述第三补气机构分别与所述第二辅助压缩单元的补气口和所述第二补气混合腔的补气口相连通。

6.根据权利要求5所述的热泵设备，其特征在于，所述第三补气机构包括第四补气装置和第五补气装置；所述第四补气装置分别与第二节流装置(402)和所述第五补气装置相连通，且所述第四补气装置的出气口与所述第二辅助压缩单元的补气口相连通；所述第五补气装置分别与所述第一补气装置(501)和所述第四补气装置相连通，且所述第五补气装置的出气口与所述第二补气混合腔的补气口相连通。

7.根据权利要求6所述的热泵设备，其特征在于，还包括第五节流装置和第六节流装置；所述第五节流装置安装在所述第四补气装置和所述第五补气装置之间的制冷剂管路上；所述第六节流装置安装在所述第一补气装置(501)和所述第五补气装置之间的制冷剂管路上。

8.根据权利要求1-3和5-7任一项所述的热泵设备，其特征在于，所述压缩机(1)还包括增容压缩腔，所述增容压缩腔与所述主路压缩单元(101)并联设置。

9.根据权利要求1-3和5-7任一项所述的热泵设备，其特征在于，所述压缩机包括壳体，所述主路压缩单元(101)和所述辅助压缩单元(102)均安装在所述壳体内。