CN220380016U - 一种热泵系统及空调 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种热泵系统及空调，压缩机的排气口与四通阀之间的管路设置电动阀；四通阀分别连接于压缩机的进气口、电动阀、第一换热器和第二换热器；第一换热器和第二换热器之间的管路设置第一节流元件；压缩机的排气口与电动阀之间的管路连接于第三换热器的一端管路，第三换热器的另一端管路通过第二节流元件连接到第一节流元件和第二换热器之间的管路；冷媒介质经过四通阀后，通过控制冷媒介质的流动方向，使冷媒介质经过不同的换热器，根据冷媒介质流经换热器的差异改变热泵系统的工作模式，可以实现制冷模式、制热模式等的切换，只需要用到一个四通阀，整个热泵系统的结构简单。

Description

一种热泵系统及空调

技术领域

本实用新型涉及热回收技术领域，更进一步涉及一种热泵系统。此外，本实用新型还涉及一种空调。

背景技术

当前能源供应趋紧、环境保护要求不断提高，对节能又环保的新能源的需求不断增加，热泵就是新能源的一种。热泵能把低温热能输送至高温热能的功能，可大量利用自然资源和余热资源中的热量，有效地节约民用及工业所需的一次能源，已经被应用到实际工程中，并已取得了很好效果。

冷凝热回收是很好的节能技术，主要的空调主机厂家也面向市场推出了相关的产品。但当前市面上的热回收热泵主机系统过于复杂，造价过高，影响其进一步的推广使用。

对于本领域的技术人员来说，如何开发出一套结构简单的热回收热泵系统，是需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种热泵系统，仅利用一个四通阀实现冷媒介质的流向改变，进而实现热泵系统的模式切换，具体方案如下：

一种热泵系统，包括压缩机、第一换热器、第二换热器、第三换热器、四通阀、电动阀、第一节流元件、第二节流元件及连通各功能部件的冷媒管路；

所述压缩机的排气口与所述四通阀之间的管路设置所述电动阀；所述四通阀分别连接于所述压缩机的进气口、所述电动阀、所述第一换热器和所述第二换热器；

所述第一换热器和所述第二换热器之间的管路设置所述第一节流元件；

所述压缩机的排气口与所述电动阀之间的管路连接于所述第三换热器的一端管路，所述第三换热器的另一端管路通过所述第二节流元件连接到所述第一节流元件和所述第二换热器之间的管路。

可选地，所述第一换热器为气冷换热器，所述第二换热器和所述第三换热器分别为水冷换热器。

可选地，所述第二换热器用于将冷媒介质与空调水换热，所述第三换热器用于将冷媒介质与生活用水换热。

可选地，还包括第三节流元件，所述第三换热器通过所述第三节流元件连接到所述第一节流元件和所述第一换热器之间的管路。

可选地，所述第一节流元件、所述第二节流元件和所述第三节流元件均为电子膨胀阀。

可选地，还包括设置于所述压缩机排气管路的油分离器，所述油分离器通过回油电动阀和回油毛细管连接到所述压缩机的进气管路。

可选地，还包括设置于所述压缩机进气管路的气液分离器。

可选地，还包括储液罐，所述储液罐设置于所述第二换热器和所述第一节流元件之间的管路。

本实用新型还提供一种空调，包括上述任一项所述的热泵系统。

本实用新型提供一种热泵系统及空调，压缩机的排气口与四通阀之间的管路设置电动阀；四通阀分别连接于压缩机的进气口、电动阀、第一换热器和第二换热器；第一换热器和第二换热器之间的管路设置第一节流元件；压缩机的排气口与电动阀之间的管路连接于第三换热器的一端管路，第三换热器的另一端管路通过第二节流元件连接到第一节流元件和第二换热器之间的管路；冷媒介质经过四通阀后，通过控制冷媒介质的流动方向，使冷媒介质经过不同的换热器，根据冷媒介质流经换热器的差异改变热泵系统的工作模式，可以实现制冷模式、制热模式等的切换，只需要用到一个四通阀，整个热泵系统的结构简单。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的热泵系统第一种实施例的示意图；

图2为本实用新型提供的热泵系统第二种实施例的示意图；

图3为本实用新型提供的热泵系统第三种实施例的示意图

图4为第一种实施例运行制冷模式时的冷媒介质流动路径示意图；

图5为第一种实施例运行制热模式时的冷媒介质流动路径示意图；

图6为第一种实施例运行制热水模式时的冷媒介质流动路径示意图；

图7为第一种实施例运行热回收模式时的冷媒介质流动路径示意图；

图8为第一种实施例运行同时制热和制热水模式时的冷媒介质流动路径示意图。

图中包括：

压缩机1、第一换热器2.1、第二换热器2.2、第三换热器2.3、四通阀3、电动阀4、第一节流元件5.1、第二节流元件5.2、第三节流元件5.3、油分离器6、回油电动阀6.1、回油毛细管6.2、气液分离器7、储液罐8。

具体实施方式

本实用新型的核心在于提供一种热泵系统，仅利用一个四通阀实现冷媒介质的流向改变，进而实现热泵系统的模式切换。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本实用新型的热泵系统及空调进行详细的介绍说明。

结合图1至图3，本实用新型提供一种热泵系统，包括压缩机1、第一换热器2.1、第二换热器2.2、第三换热器2.3、四通阀3、电动阀4、第一节流元件5.1、第二节流元件5.2等功能部件，还包括连通各功能部件的冷媒管路，冷媒管路的内部流通冷媒介质(制冷剂)，冷媒介质经过冷媒管路可以流经不同的功能部件，由不同的功能部件发挥相应的功能。压缩机1主要用于提供冷媒介质的动力，使冷媒介质在管路当中流动；第一换热器2.1、第二换热器2.2、第三换热器2.3主要用于热量交换，外界的介质与管路内的冷媒介质的热量相互传递；四通阀3、电动阀4、第一节流元件5.1、第二节流元件5.2相互配合用于改变介质的流动方向和流量等状态。

压缩机1的排气口与四通阀3之间的管路设置电动阀4，电动阀用电动执行器控制阀门，从而实现阀门的开和关。空调压缩机是在空调制冷剂回路中起压缩驱动制冷剂的作用。压缩机把冷媒介质从低压区抽取来经压缩后送到高压区冷却凝结，通过散热片散发出热量到空气中，制冷剂也从气态变成液态，压力升高。空调压缩机的工作回路中分蒸发区(低压区)和冷凝区(高压区)，空调的室内机和室外机分别属于低压或高压区(要看工作状态而定)，制冷剂再从高压区流向低压区，通过毛细管喷射到蒸发器中，压力骤降，液态制冷剂立即变成气态，通过散热片吸收空气中大量的热量。这样，空调压缩机不断工作，就不断地把低压区一端的热量吸收到制冷剂中再送到高压区散发到空气中，起到调节气温的作用。

四通阀是具有四个油口的控制阀，四通阀是制冷设备中不可缺少的部件。四通阀3分别连接于压缩机1的进气口(图1中压缩机1的下方为进气口，上方为排气口)、电动阀4、第一换热器2.1和第二换热器2.2，压缩机1的进气口电动阀4、第一换热器2.1和第二换热器2.2四者均能够与四通阀连通进行冷媒介质的直接交流。

第一换热器2.1和第二换热器2.2之间的管路设置第一节流元件5.1；压缩机1的排气口与电动阀4之间的管路连接于第三换热器2.3的一端管路，第三换热器2.3的另一端管路通过第二节流元件5.2连接到第一节流元件5.1和第二换热器2.2之间的管路，第三换热器2.3和电动阀4分别位于两条管路上。

本实用新型根据冷媒介质流经换热器的差异改变热泵系统的工作模式，可以实现制冷模式、制热模式等模式之间的切换，只需要用到一个四通阀，相对于传统的需要借助两个以上四通阀的结构更加简单。

在上述方案的基础上，结合图1，本实用新型的第一换热器2.1为气冷换热器，第二换热器2.2和第三换热器2.3分别为水冷换热器，采用一个气冷换热器搭配两个水冷换热器的结构，仅作为本实用新型的一种具体形式，本实用新型并不仅限于此，还可以采用其他搭配方式。

更进一步，本实用新型的第二换热器2.2用于将冷媒介质与空调水换热，第三换热器2.3用于将冷媒介质与生活用水换热。

针对上述的结构，本实用新型的热泵系统可以实现五种模式的切换，具体如下：

一、运行制冷模式时，结合图4，压缩机1排出的高温高压制冷剂气体经过电动阀4进入四通阀3，再进入第一换热器2.1与空气换热，高温高压的制冷剂气体发生冷凝(制冷剂放热)；冷凝的制冷剂再经第一节流元件5.1节流后，再进入第二换热器2.2蒸发换热(制冷剂吸热)，此时经过第二换热器2.2的循环水被冷却从而实现制冷。

从第二换热器2.2出来的制冷剂最后经四通阀3回到压缩机1的进气口，重新循环运动。

二、运行制热模式时，结合图5，压缩机1排出的高温高压制冷剂气体经过电动阀4进入四通阀3，再进入第二换热器2.2与循环水换热，高温高压的制冷剂气体发生冷凝，此时经过第二换热器2.2的循环水被加热从而实现制热。

从第二换热器2.2出来的制冷剂再经第一节流元件5.1节流后，再进入第一换热器2.1蒸发换热，从第一换热器2.1出来的制冷剂最后经四通阀回到压缩机。

三、运行制热水模式时，结合图6，压缩机1排出的高温高压制冷剂气体进入第三换热器2.3和生活热水发生换热，生活热水被进一步加热；制冷剂再经第二节流元件5.2、第一节流元件5.1后进入第一换热器2.1蒸发换热，再经四通阀回到压缩机。

四、运行热回收模式时，结合图7，压缩机1排出的高温高压制冷剂气体进入第三换热器2.3从而与生活热水发生换热，生活热水被进一步加热；制冷剂再经第二节流元件5.2节流后进入第二换热器2.2蒸发换热，此时循环水被冷却，再经四通阀3回到压缩机1。

五、运行同时制热和制热水模式时，结合图8，压缩机1排出的高温高压制冷剂气体的一部分进入第三换热器2.3从而与生活热水发生换热，生活热水被进一步加热；这部分制冷剂再经第二节流元件5.2、第一节流元件5.1后进入第一换热器2.1蒸发换热，再经四通阀3回到压缩机1。

另一部分高温高压制冷剂气体经过电动阀4进入四通阀3，再进入第二换热器2.2与循环水换热，高温高压的气体发生冷凝(此时循环水被加热从而实现制热)，再经第一节流元件5.1节流后进入第一换热器2.1蒸发，最后经四通阀3回到压缩机1。

在上述任一技术方案及其相互组合的基础上，结合图2、图3，本实用新型的热泵系统还包括第三节流元件5.3，第三换热器2.3通过第三节流元件5.3连接到第一节流元件5.1和第一换热器2.1之间的管路；制冷剂可以经过第三节流元件5.3直接流到第一换热器2.1，相对于流经两个节流元件，能够减小对制冷剂的阻力。

设置有第三节流元件5.3与上述介绍的五种模式之间的差异主要在于制热水模式以及同时制热和制热水模式：

运行制热水模式时，压缩机1排出的高温高压制冷剂气体进入第三换热器2.3和生活热水发生换热，生活热水被进一步加热。制冷剂再经第三节流元件5.3节流后进入第一换热器2.1蒸发换热，再经四通阀3回到压缩机1。

运行同时制热和制热水模式时，压缩机1排出的高温高压制冷剂气体的一部分进入第三换热器2.3和生活热水发生换热，生活热水被进一步加热，这部分制冷剂再经第三节流元件5.3节流后进入第一换热器2.1蒸发换热，再经四通阀3回到压缩机。

另一部分高温高压制冷剂气体经过电动阀4进入四通阀3，再进入第二换热器2.2与循环水换热，高温高压的气体发生冷凝(此时循环水被加热从而实现制热)，再经第一节流元件5.1节流后进入第一换热器2.1蒸发，最后经四通阀3回到压缩机1。

具体地，本实用新型中的第一节流元件5.1、第二节流元件5.2和第三节流元件5.3均为电子膨胀阀。电子膨胀阀利用被调节参数产生的电信号，控制施加于膨胀阀上的电压或电流，进而达到调节供液量的目的。无级变容量制冷系统制冷供液量调节范围宽，要求调节反应快，电子膨胀阀可以很好地满足要求。

结合图2，本实用新型的热泵系统还包括设置于压缩机1排气管路的油分离器6，压缩机1排出的制剂剂气体经过油分离器6时将油从制冷剂分离；油分离器6通过回油电动阀6.1和回油毛细管6.2连接到压缩机1的进气管路。

结合图2、图3，本实用新型的热泵系统还包括设置于压缩机1进气管路的气液分离器7，气液分离器7可将回流到压缩机1的制冷剂进行气液分离，只将制冷剂液体送回压缩机1。

结合图2、图3，本实用新型的热泵系统还包括储液罐8，储液罐8设置于第二换热器2.2和第一节流元件5.1之间的管路，储液罐8用于临时存储制冷剂，可以起到缓冲的作用。图2和图3当中展示了储液罐8设置于不同的管路位置，可实现相同的技术效果。

本实用新型还提供一种空调，包括上述介绍的的热泵系统，该空调可以实现相同的技术效果。空调的其他部分结构请参考现有技术，本实用新型在此不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种热泵系统，其特征在于，包括压缩机(1)、第一换热器(2.1)、第二换热器(2.2)、第三换热器(2.3)、四通阀(3)、电动阀(4)、第一节流元件(5.1)、第二节流元件(5.2)及连通各功能部件的冷媒管路；

所述压缩机(1)的排气口与所述四通阀(3)之间的管路设置所述电动阀(4)；所述四通阀(3)分别连接于所述压缩机(1)的进气口、所述电动阀(4)、所述第一换热器(2.1)和所述第二换热器(2.2)；

所述第一换热器(2.1)和所述第二换热器(2.2)之间的管路设置所述第一节流元件(5.1)；

所述压缩机(1)的排气口与所述电动阀(4)之间的管路连接于所述第三换热器(2.3)的一端管路，所述第三换热器(2.3)的另一端管路通过所述第二节流元件(5.2)连接到所述第一节流元件(5.1)和所述第二换热器(2.2)之间的管路。

2.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述第一换热器(2.1)为气冷换热器，所述第二换热器(2.2)和所述第三换热器(2.3)分别为水冷换热器。

3.根据权利要求2所述的热泵系统，其特征在于，所述第二换热器(2.2)用于将冷媒介质与空调水换热，所述第三换热器(2.3)用于将冷媒介质与生活用水换热。

4.根据权利要求1至3任一项所述的热泵系统，其特征在于，还包括第三节流元件(5.3)，所述第三换热器(2.3)通过所述第三节流元件(5.3)连接到所述第一节流元件(5.1)和所述第一换热器(2.1)之间的管路。

5.根据权利要求4所述的热泵系统，其特征在于，所述第一节流元件(5.1)、所述第二节流元件(5.2)和所述第三节流元件(5.3)均为电子膨胀阀。

6.根据权利要求4所述的热泵系统，其特征在于，还包括设置于所述压缩机(1)排气管路的油分离器(6)，所述油分离器(6)通过回油电动阀(6.1)和回油毛细管(6.2)连接到所述压缩机(1)的进气管路。

7.根据权利要求4所述的热泵系统，其特征在于，还包括设置于所述压缩机(1)进气管路的气液分离器(7)。

8.根据权利要求4所述的热泵系统，其特征在于，还包括储液罐(8)，所述储液罐(8)设置于所述第二换热器(2.2)和所述第一节流元件(5.1)之间的管路。

9.一种空调，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的热泵系统。