CN218993723U - 一种具有制热、制冷和除霜功能的复叠式热泵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有制热、制冷和除霜功能的复叠式热泵系统，包括第一换热器、第二换热器、第一换热系统、第二换热系统、第三换热系统；第一换热系统与第二换热系统在第一换热器处进行热交换，第二换热器的一个冷媒路处于第一换热系统中，另一个冷媒路处于第三换热系统中，第三换热系统在第二换热器处与外界进行换热；第三换热系统包含第二换热系统中的部分部件，且第三换热系统与第二换热系统共用同一换热介质，第三换热系统与第二换热系统不同时工作；本实用新型能够在实现制热的基础上还能够兼具夏季的制冷以及冬季的除霜功能，避免了在低温环境下容易结霜进而造成热泵性能降低的问题，系统稳定性得以提高，功能更多样性，适用范围更广。

Description

一种具有制热、制冷和除霜功能的复叠式热泵系统

技术领域

本实用新型涉及热泵技术领域，具体涉及了一种具有制热、制冷和除霜功能的复叠式热泵系统。

背景技术

节能技术成为各国积极研发的目标。热泵因其制热效率高、节能、环保等优点而成为能源应用领域的研究热点。

目前常规单级空气源热泵的加热温度只能满足部分的工业生产工艺低温加热的需求。因此，为了提高供热温度，需采用复叠式热泵系统形式，但对于复叠式热泵系统，当环境温度降低后，低环境温度下蒸发器结霜问题会降低热泵性能和热泵运行时间，同时还难以具备制冷功能。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的一个或多个不足，提供一种在满足制热需求的基础上还能够具有夏季制冷和冬季除霜功能的复叠式热泵系统。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种具有制热、制冷和除霜功能的复叠式热泵系统，该复叠式热泵系统包括第一换热器、第二换热器、第一换热系统、第二换热系统、第三换热系统；

其中，所述第一换热系统与所述第二换热系统在所述第一换热器处进行热交换，

所述第二换热器的一个冷媒路处于第一换热系统中，另一个冷媒路处于第三换热系统中，所述第三换热系统在所述第二换热器处与外界进行换热；

所述第三换热系统包含所述第二换热系统中的部分部件，且所述第三换热系统与所述第二换热系统共用同一换热介质，当所述第三换热系统与所述第二换热系统中的一个处于工作状态时，另一个处于非工作状态。

根据本实用新型的一些优选且具体的方面，所述第一换热系统采用的换热介质为R410A制冷剂。

根据本实用新型的一些优选且具体的方面，所述第二换热系统采用的换热介质为R134a制冷剂。

根据本实用新型的一些优选方面，所述第一换热系统包含依次循环连通的第一压缩机、所述第一换热器的其中一个冷媒路、第一膨胀阀、所述第二换热器的其中一个冷媒路；

所述第二换热系统包含依次循环连通的第二压缩机、用于与用户侧换热的冷凝器、第二膨胀阀、所述第一换热器的另一个冷媒路、第一阀；

所述第三换热系统包含依次循环连通的所述第二压缩机、第二阀、所述第二换热器的另一个冷媒路、所述第二膨胀阀、所述冷凝器；

所述第二膨胀阀为双向膨胀阀。

根据本实用新型的一些优选方面，该复叠式热泵系统还包括储液器、气液分离器、油分离器、四通换向阀；

所述第一换热系统为由依次连通的所述第一压缩机、所述第一换热器的其中一个冷媒路、所述第一膨胀阀、所述第二换热器的其中一个冷媒路构成的至少用于向所述第一换热系统补充热量的循环回路；

所述第二换热系统为由依次连通的所述第二压缩机、所述油分离器、所述四通换向阀的第一个通路、所述冷凝器、所述储液器、所述第二膨胀阀、所述第一换热器的另一个冷媒路、所述第一阀、所述气液分离器、所述四通换向阀的第二个通路构成的用于制热的循环回路；

所述第三换热系统为由依次连通的所述第二压缩机、所述油分离器、所述四通换向阀的第三个通路、所述气液分离器、所述第二阀、所述第二换热器的另一个冷媒路、所述第二膨胀阀、所述储液器、所述冷凝器、所述四通换向阀的第四个通路构成的用于制冷或除霜的循环回路。

根据本实用新型的一些优选方面，所述第一换热器为蒸发冷凝器。

根据本实用新型的一些优选方面，所述第二换热器为带有风机的翅片管式蒸发器；

当所述第三换热系统处于制冷状态时，所述翅片管式蒸发器的所述风机处于工作状态；当所述第三换热系统处于除霜状态时，所述翅片管式蒸发器的所述风机处于停机状态。

根据本实用新型的一些优选方面，所述第一阀、所述第二阀分别为电磁阀。

根据本实用新型的一些优选方面，所述第一压缩机为变频压缩机。

根据本实用新型的一些优选方面，所述第二压缩机为定频压缩机。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

本实用新型创新地借助于多个换热器，并且基于该些换热器构建几路不同的循环回路换热系统，不仅使得循环回路换热系统可以相互补充作用，而且还能够在实现制热的基础上还能够兼具夏季的制冷以及冬季的除霜功能，避免了现有复叠式热泵系统在低温环境下容易结霜进而造成热泵性能降低的问题，系统稳定性得以提高，而且还可以具备制冷功能，使系统的功能更多样性，适用范围更广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例具有制热、制冷和除霜功能的复叠式热泵系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例具有制热、制冷和除霜功能的复叠式热泵系统处于制热模式时的连接关系示意图；

图3为本实用新型实施例具有制热、制冷和除霜功能的复叠式热泵系统处于制冷或除霜模式时的连接关系示意图；

附图标记中：1、第一压缩机；2、第一换热器；3、第一膨胀阀；4、第二换热器；5、第二压缩机；6、油分离器；7、四通换向阀；8、冷凝器；9、储液器；10、第二膨胀阀；11、第一阀；12、气液分离器；13、第二阀；14、风机。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，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”、“固定”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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。

下面结合附图对本实用新型优选的实施方式进行详细说明。

如图1至图3所示，本例提供一种具有制热、制冷和除霜功能的复叠式热泵系统，该复叠式热泵系统包括第一换热器2、第二换热器4、第一换热系统、第二换热系统、第三换热系统；

其中，第一换热系统与第二换热系统在第一换热器2处进行热交换，

第二换热器4的一个冷媒路处于第一换热系统中，另一个冷媒路处于第三换热系统中，第三换热系统在第二换热器4处与外界(外界包括外界环境空气或者外界积聚在换热器上的结霜)进行换热；

第三换热系统包含第二换热系统中的部分部件，且第三换热系统与第二换热系统共用同一换热介质，当第三换热系统与第二换热系统中的一个处于工作状态时，另一个处于非工作状态。

进一步地，本例中，第一换热系统采用的换热介质为R410A制冷剂，该制冷剂为低温制冷剂；第二换热系统采用的换热介质为R134a制冷剂，该制冷剂为高温制冷剂。

进一步地，本例中，第一换热系统包含依次循环连通的第一压缩机1、第一换热器2的其中一个冷媒路、第一膨胀阀3、第二换热器4的其中一个冷媒路；

第二换热系统包含依次循环连通的第二压缩机5、用于与用户侧换热的冷凝器8、第二膨胀阀10、第一换热器4的另一个冷媒路、第一阀11；

第三换热系统包含依次循环连通的第二压缩机5、第二阀13、第二换热器4的另一个冷媒路、第二膨胀阀10、冷凝器8；

第二膨胀阀10为双向膨胀阀。

进一步地，该复叠式热泵系统还包括油分离器6、四通换向阀7、储液器9、气液分离器12；

第一换热系统为由依次连通的第一压缩机1、第一换热器2的其中一个冷媒路、第一膨胀阀3、第二换热器4的其中一个冷媒路构成的至少用于向第一换热系统补充热量的循环回路；

第二换热系统为由依次连通的第二压缩机5、油分离器6、四通换向阀7的第一个通路、冷凝器8、储液器9、第二膨胀阀10、第一换热器2的另一个冷媒路、第一阀11、气液分离器12、四通换向阀7的第二个通路构成的用于制热的循环回路；

第三换热系统为由依次连通的第二压缩机5、油分离器6、四通换向阀7的第三个通路、气液分离器12、第二阀13、第二换热器4的另一个冷媒路、第二膨胀阀10、储液器9、冷凝器8、四通换向阀7的第四个通路构成的用于制冷或除霜的循环回路。

具体地，第一换热器2为蒸发冷凝器，第二换热器为4带有风机14的翅片管式蒸发器；并且，当第三换热系统处于制冷状态时，翅片管式蒸发器的风机14处于工作状态；当第三换热系统处于除霜状态时，翅片管式蒸发器的风机14处于停机状态。

具体地，第一阀11、第二阀13分别为电磁阀，第一压缩机1为变频压缩机，可以根据需要提供热量，例如当用户端对热量需求较高时，则增加第一压缩机1的工作负荷，当用户端对热量需求较低时，则减少第一压缩机1的工作负荷，实现需求的满足与节能环保，第二压缩机5为定频压缩机。

如图2所示，本例中，当需要制热时，关闭第二阀13，打开第一阀11，第一压缩机1和第二压缩机5均处于工作状态；

第一压缩机1出来的高温高压冷媒在第一换热器2处实现放热，放热后经过第一膨胀阀3节流处理之后在第二换热器4处吸收环境温度，之后再回到第一压缩机1中压缩处理；

第二压缩机5出来的高温高压冷媒经过油分离器6、四通换向阀7中的第一个通路之后，在冷凝器8处向用户端放热(也即此时处于制热模式)，放热之后基本变为液态冷媒，进入储液器9中，然后经第二膨胀阀节流处理之后在第一换热器2处吸收热量，然后依次经过第一阀11、气液分离器12、四通换向阀7的第二个通路之后回到第二压缩机5。

如图3所示，本例中，当需要制冷时，关闭第一阀11，打开第二阀13，第一压缩机1停止工作，第二压缩机5处于工作状态；

第二压缩机5出来的高温高压冷媒经过油分离器6、四通换向阀7中的第三个通路之后，流经气液分离器12之后流向第二阀13，然后在第二换热器处放热(风机14处于打开状态，迅速放热)，转变为冷流体之后依次经过第二膨胀阀10、储液器9，然后在冷凝器8处吸收用户端的热量以实现用户端的制冷，然后经过四通换向阀7的第四个通路之后回到第二压缩机5；

当需要除去第二换热器4(为翅片管式蒸发器)上的结霜时，其过程同制冷过程，区别仅在于风机14处于关闭状态，因为主要是为了除霜，风机14关闭有利于将热量主要用于除霜，而风机14打开会使热量热环境空气实现迅速换热，降低了除霜效果。

综上，本实用新型创新地借助于多个换热器，并且基于该些换热器构建几路不同的循环回路换热系统，不仅使得循环回路换热系统可以相互补充作用，而且还能够在实现制热的基础上还能够兼具夏季的制冷以及冬季的除霜功能，避免了现有复叠式热泵系统在低温环境下容易结霜进而造成热泵性能降低的问题，系统稳定性得以提高，而且还可以具备制冷功能，使系统的功能更多样性，适用范围更广。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有制热、制冷和除霜功能的复叠式热泵系统，其特征在于，该复叠式热泵系统包括第一换热器、第二换热器、第一换热系统、第二换热系统、第三换热系统；

其中，所述第一换热系统与所述第二换热系统在所述第一换热器处进行热交换，

所述第二换热器的一个冷媒路处于第一换热系统中，另一个冷媒路处于第三换热系统中，所述第三换热系统在所述第二换热器处与外界进行换热；

所述第三换热系统包含所述第二换热系统中的部分部件，且所述第三换热系统与所述第二换热系统共用同一换热介质，当所述第三换热系统与所述第二换热系统中的一个处于工作状态时，另一个处于非工作状态。

2.根据权利要求1所述的具有制热、制冷和除霜功能的复叠式热泵系统，其特征在于，所述第一换热系统采用的换热介质为R410A制冷剂。

3.根据权利要求1所述的具有制热、制冷和除霜功能的复叠式热泵系统，其特征在于，所述第二换热系统采用的换热介质为R134a制冷剂。

4.根据权利要求1所述的具有制热、制冷和除霜功能的复叠式热泵系统，其特征在于，所述第一换热系统包含依次循环连通的第一压缩机、所述第一换热器的其中一个冷媒路、第一膨胀阀、所述第二换热器的其中一个冷媒路；

所述第二换热系统包含依次循环连通的第二压缩机、用于与用户侧换热的冷凝器、第二膨胀阀、所述第一换热器的另一个冷媒路、第一阀；

所述第三换热系统包含依次循环连通的所述第二压缩机、第二阀、所述第二换热器的另一个冷媒路、所述第二膨胀阀、所述冷凝器；

所述第二膨胀阀为双向膨胀阀。

5.根据权利要求4所述的具有制热、制冷和除霜功能的复叠式热泵系统，其特征在于，该复叠式热泵系统还包括储液器、气液分离器、油分离器、四通换向阀；

所述第一换热系统为由依次连通的所述第一压缩机、所述第一换热器的其中一个冷媒路、所述第一膨胀阀、所述第二换热器的其中一个冷媒路构成的至少用于向所述第一换热系统补充热量的循环回路；

所述第二换热系统为由依次连通的所述第二压缩机、所述油分离器、所述四通换向阀的第一个通路、所述冷凝器、所述储液器、所述第二膨胀阀、所述第一换热器的另一个冷媒路、所述第一阀、所述气液分离器、所述四通换向阀的第二个通路构成的用于制热的循环回路；

所述第三换热系统为由依次连通的所述第二压缩机、所述油分离器、所述四通换向阀的第三个通路、所述气液分离器、所述第二阀、所述第二换热器的另一个冷媒路、所述第二膨胀阀、所述储液器、所述冷凝器、所述四通换向阀的第四个通路构成的用于制冷或除霜的循环回路。

6.根据权利要求1或4或5所述的具有制热、制冷和除霜功能的复叠式热泵系统，其特征在于，所述第一换热器为蒸发冷凝器。

7.根据权利要求5所述的具有制热、制冷和除霜功能的复叠式热泵系统，其特征在于，所述第二换热器为带有风机的翅片管式蒸发器；

当所述第三换热系统处于制冷状态时，所述翅片管式蒸发器的所述风机处于工作状态；当所述第三换热系统处于除霜状态时，所述翅片管式蒸发器的所述风机处于停机状态。

8.根据权利要求4或5所述的具有制热、制冷和除霜功能的复叠式热泵系统，其特征在于，所述第一阀、所述第二阀分别为电磁阀。

9.根据权利要求4或5所述的具有制热、制冷和除霜功能的复叠式热泵系统，其特征在于，所述第一压缩机为变频压缩机。

10.根据权利要求4或5所述的具有制热、制冷和除霜功能的复叠式热泵系统，其特征在于，所述第二压缩机为定频压缩机。

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