WO2015051540A1

WO2015051540A1 - 热泵系统

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Publication number: WO2015051540A1
Application number: PCT/CN2013/085066
Authority: WO
Inventors: 达拉
Original assignee: 广东美芝制冷设备有限公司
Priority date: 2013-10-11
Filing date: 2013-10-11
Publication date: 2015-04-16

Abstract

一种热泵系统，包括压缩机（100）、室内换热器（300）、室外换热器（400）、制冷节流装置（330）、制热节流装置（430）、闪蒸器（450）和第一控制阀（480）。压缩机（100）包括压缩机构，压缩机构包括第一压缩腔和第二压缩腔，第二压缩腔具有第二吸气口（246），室内换热器（300）和室外换热器（400）分别通过四通阀（200）与压缩机（100）相连，室内换热器（300）与室外换热器（400）之间设置有制冷管路（310）和制热管路（410），制冷节流装置（330）设在制冷管路（310）上，制热节流装置（430）设在制热管路上（410），闪蒸器（450）设在制热管路（410）上且具有气态冷媒出口（460），气态冷媒出口（460）与第二吸气口（246）之间连接有旁通管路（470），第一控制阀（480）设在旁通管路（470）上用于控制旁通管路（470）的通断。

Description

热泵系统技术领域

本发明涉及一种热泵系统。背景技术

在冬季由于室内外温差大，空调系统在低温环境下制热能力将大幅度衰减，无法达到用户需热量的需求。原因如下：第一：低温环境下，压縮机吸气口处制冷剂密度较小，导致制冷剂吸入量降低，进而影响空调系统的制热量。第二：由于室内外温差较大，空调系统蒸发温度与冷凝温度差异悬殊，节流后会闪发出大量气体，导致蒸发器不同流路间制冷剂分配不均匀，影响蒸发器换热效率，同时由于这些闪发气体进入蒸发器吸收的热量较小，而挤占蒸发器管道空间却很大，使管道很大表面积失去液体传导的功能，进一步影响了蒸发器的换热效率。发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种热泵系统，该热泵系统在低温环境下的制热效率得到有效改善。

根据本发明实施例的热泵系统，包括：压縮机，所述压縮机包括壳体和压縮机构，所述压縮机构设在所述壳体内，所述压縮机构包括第一压縮腔和第二压縮腔，所述第一压縮腔具有第一吸气口，所述第二压縮腔具有第二吸气口；室内换热器和室外换热器，所述室内换热器和所述室外换热器分别通过四通阀与所述压縮机相连，所述室内换热器与所述室外换热器之间设置有制冷管路和制热管路；制冷节流装置，所述制冷节流装置设在所述制冷管路上；制热节流装置，所述制热节流装置设在所述制热管路上；闪蒸器，所述闪蒸器设在所述制热管路上且位于所述制热节流装置与所述室外换热器之间，所述闪蒸器具有气态冷媒出口，所述气态冷媒出口与所述第二吸气口之间连接有旁通管路；以及第一控制阀，所述第一控制阀设在所述旁通管路上用于控制所述旁通管路的通断。

根据本发明实施例的热泵系统由于设置有闪蒸器，闪蒸器与第二吸气口相连，从而在热泵系统处于制热模式时，可以根据室内空气温度与预设温度的大小和 /或室外空气温度综合控制热泵系统的制热效率，例如在需要增大制热量时第二压縮腔可参与工作，从而改善热泵系统的制热效果。简言之，根据本发明实施例的热泵系统可以改善其在低温环境下例如冬季时的制热效果。

另外，根据本发明实施例的热泵系统，还可以具有如下附加技术特征：根据本发明的一些实施例，所述气态冷媒出口位于所述闪蒸器的上部。这样可以避免闪蒸器内的液态冷媒通过旁通管路被吸入到第二压縮腔内而发生液压縮现象。

根据本发明的一些实施例，所述第一控制阀为电磁阀。

根据本发明的一些实施例，所述制冷节流装置为毛细管、热力膨胀阀和电子膨胀阀中的其中一种，所述制热节流装置为毛细管、热力膨胀阀和电子膨胀阀中的其中一种。

根据本发明的一些实施例，所述热泵系统还包括：室内换热器共用管路和室外换热器共用管路，所述制冷管路的一端和所述制热管路的一端均通过所述室内换热器共用管路与所述室内换热器相连，所述制冷管路的另一端和所述制热管路的另一端均通过所述室外换热器共用管路与所述室外换热器相连。

根据本发明的一些实施例，所述热泵系统还包括：制冷单向阀和制热单向阀，所述制冷单向阀设在所述制冷管路上用于沿所述室外换热器朝向所述室内换热器的方向单向导通所述制冷管路，所述制热单向阀设在所述制热管路上用于沿所述室内换热器朝向所述室外换热器的方向单向导通所述制热管路。

根据本发明的一些实施例，所述第一吸气口与所述四通阀之间设置有储液器。

根据本发明的一些实施例，所述压縮机构包括：

第一气缸和第二气缸，所述第一气缸与所述第二气缸之间夹设有中间隔板，所述第一气缸上形成有第一滑片槽且所述第一吸气口形成在所述第一气缸上，所述第二气缸上形成有第二滑片槽且所述第二吸气口形成在所述第二气缸上；

第一滑片和第二滑片，所述第一滑片可移动地设在所述第一滑片槽内且所述第二滑片可移动地设在所述第二滑片槽内；

主轴承，所述主轴承设在所述第一气缸的上面，所述主轴承、所述第一气缸与所述中间隔板限定出所述第一压縮腔；

副轴承，所述副轴承设在所述第二气缸的下面，所述中间隔板、所述第二气缸与所述副轴承之间限定出所述第二压縮腔；以及

曲轴，所述曲轴贯穿所述主轴承、所述第一气缸、所述中间隔板、所述第二气缸和所述副轴承，所述曲轴上具有第一偏心部和第二偏心部，所述第一偏心部位于所述第一压縮腔内且套设有第一活塞，所述第二偏心部位于所述第二压縮腔内且套设有第二活塞。

根据本发明的一些实施例，所述第二滑片槽的尾端与所述壳体内部直接连通。

根据本发明的一些实施例，所述第二滑片槽的尾端设置有磁性件，所述磁性件适于通过磁力吸附所述第二滑片；所述热泵系统还包括：连接管路，所述连接管路将所述旁通管路与所述壳体内部连通，所述连接管路上设置有第二控制阀，所述第二控制阀用于控制所述连接管路的通断。根据本发明的一些实施例，所述壳体的顶部设置有排气管，所述连接管路的一端连通所述排气管。

根据本发明的一些实施例，所述第二控制阀为电磁阀。

根据本发明的一些实施例，所述磁性件为永磁铁。

根据本发明的一些实施例，所述磁性件为电磁铁。

根据本发明的一些实施例，所述第一压縮腔和 /或所述第二压縮腔的排气容量可变。根据本发明的一些实施例，所述第一气缸上还形成有第一变容口，所述第一变容口与所述第一压縮腔连通且所述第一变容口与所述第一吸气口之间连接有第一变容管路，所述第一变容管路上设置有第三控制阀，所述第三控制阀用于控制所述第一变容管路的通断。

根据本发明的一些实施例，所述第三控制阀为电磁阀。

根据本发明的一些实施例，所述第一变容口的径向尺寸小于所述第一吸气口的径向尺寸。

根据本发明的一些实施例，所述第二气缸上还形成有第二变容口，所述第二变容口与所述第二压縮腔连通且所述第二变容口与所述第二吸气口之间连接有第二变容管路，所述第二变容管路上设置有第四控制阀，所述第四控制阀用于控制所述第二变容管路的通断。

根据本发明的一些实施例，所述第四控制阀为电磁阀。

根据本发明的一些实施例，所述第二变容口的径向尺寸小于所述第二吸气口的径向尺寸。

根据本发明的一些实施例，所述第一滑片的先端适于抵靠在所述第一活塞的外周面上，所述第二滑片的先端抵靠在所述第二活塞的外周面上。

根据本发明的一些实施例，所述第一滑片的先端固定在所述第一活塞的外周面上，所述第二滑片的先端适于抵靠在所述第二活塞的外周面上；或者所述第一滑片的先端适于抵靠在所述第一活塞的外周面上，所述第二滑片的先端固定在所述第二活塞的外周面上；或者所述第一滑片的先端固定在所述第一活塞的外周面上，所述第二滑片的先端固定在所述第二活塞的外周面上。

根据本发明的一些实施例，所述第二压縮腔的排气容量为所述第一压縮腔的排气容量的

0. 5倍 -0. 8倍。

由此，可以实现制热管路与旁通管路内冷媒流量的合理分配，保证压縮机具有较高的能效，有助于提高热泵系统的制热效果。

本发明的附加方面和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，或通过本发明的实践了解到。附图说明本发明的上述和 /或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图 1是根据本发明一个实施例热泵系统的示意图；

图 2是根据本发明一个实施例的压縮机的示意图；

图 3是根据本发明另一个实施例的压縮机的示意图；

图 4是根据本发明一个实施例的压縮机构的第一气缸处的截面示意图；

图 5是根据本发明一个实施例的压縮机构的第二气缸处的截面示意图。附图标记：

压縮机 100;

四通阀 200，排气接口 210，吸气接口 220，室内换热器接口 230，室外换热器接口 240; 室内换热器 300，制冷管路 310，室内换热器共用管路 320，制冷节流装置 330，制冷单向阀 340;

室外换热器 400，制热管路 410，室外换热器共用管路 420，制热节流装置 430，制热单向阀 440，闪蒸器 450，气态冷媒出口 460，旁通管路 470，第一控制阀 480;

连接管路 500，第二控制阀 510;

储液器 600;

上壳体 11，主壳体 12，下壳体 13;

主轴承 21，主消音器 211 ; 第一气缸 22，第一滑片槽 221，第一滑片 222，第一变容口 223，第一变容管路 224，第三控制阀 225，第一吸气口 226，第一排气口 227; 中间隔板 23; 第二气缸 24，第二滑片槽 241，第二滑片 242，第二变容口 243，第二变容管路 244，第四控制阀 245，第二吸气口 246，第二排气口 247，磁性件 248; 副轴承 25，副消音器 251 ; 曲轴 26，第一偏心部 261，第二偏心部 262，第一活塞 263，第二活塞 264; 排气管 27; 定子 31，转子 32。具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、 "上"、 "下"、 "前"、 "后"、

"左" 、 "右" 、 "竖直" 、 "水平" 、 "顶" 、 "底" "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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，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地包括一个或者更多个该特征。进一步地，在本发明的描述中，除非另有说明， "多个" 的含义是两个或两个以上。

下面参考图 1-图 5详细描述根据本发明实施例的热泵系统，该热泵系统具有制冷和制热功能。

如图 1所示，根据本发明一个实施例的热泵系统可以包括压縮机 100、室内换热器 300、室外换热器 400、制冷节流装置 330、制热节流装置 430、闪蒸器 450和第一控制阀 480。

压縮机 100可以包括壳体、驱动电机和压縮机构。根据本发明的一个实施例，如图 2 和图 3所示，壳体可以包括主壳体 12、上壳体 11和下壳体 13，主壳体 12可形成为顶部和底部均敞开的环状，上壳体 11设在主壳体 12的上面，上壳体 11与主壳体 12可焊接成一体，下壳体 13设在主壳体 12的下面，下壳体 13与主壳体 12可焊接成一体，上壳体 11、主壳体 12和下壳体 13合围成一密闭的安装空腔，其中压縮机 100的主要构件如压縮机构、驱动电机等均设置于该安装空腔内部。但是，应当理解的是，根据本发明一个实施例的壳体的结构不限于此。

根据本发明的一个实施例，压縮机构可以包括第一气缸 22、第二气缸 24、中间隔板 23、主轴承 21、副轴承 25、第一滑片 222、第二滑片 242、曲轴 26、第一活塞 263 和第二活塞 264。

下面对根据本发明一个实施例的压縮机构参照附图 2-图 5进行详细描述。

第一气缸 22和第二气缸 24之间夹设有中间隔板 23，换言之，第一气缸 22设在中间隔板 23的上面，第二气缸 24设在中间隔板 23的下面。

参照图 4所示，第一气缸 22内形成有第一吸气口 226、第一排气口 227和第一滑片槽 221，第一吸气口 226在曲轴 26的旋转方向上（图 4和图 5的逆时针方向，即图 4 和图 5中的箭头方向）位于第一滑片槽 221的下游侧且优选邻近第一滑片槽 221，第一排气口 227在曲轴 26的旋转方向上位于第一吸气口 226的下游侧且优选邻近第一滑片槽 221，换言之，第一吸气口 226和第一排气口 227分别位于第一滑片槽 221的两侧。

同样，参照图 5所示，第二气缸 24内形成有第二吸气口 246、第二排气口 247和第二滑片槽 241，第二吸气口 246在曲轴 26的旋转方向上位于第二滑片槽 241的下游侧且优选邻近第二滑片槽 241，第二排气口 247在曲轴 26的旋转方向上位于第二吸气口 246的下游侧且优选邻近第二滑片槽 241，换言之，第二吸气口 246和第二排气口 247 分别位于第二滑片槽 241的两侧。第一滑片 222可移动地设在第一滑片槽 221内，第二滑片 242可移动地设在第二滑片槽 241内。主轴承 21设在第一气缸 22的上面，主轴承 21、第一气缸 22与中间隔板 23限定出第一压縮腔，第一吸气口 226和第一排气口 227分别与第一压縮腔连通，冷媒从第一吸气口 226被吸入到第一压縮腔内后，经过第一活塞 263的压縮后从第一排气口 227排出，第一排气口 227处可设置有第一排气阀，第一排气阀用于控制第一排气口 227的通断。

副轴承 25设在第二气缸 24的下面，中间隔板 23、第二气缸 24与副轴承 25之间限定出第二压縮腔，第二吸气口 246和第二排气口 247分别与第二压縮腔连通，冷媒从第二吸气口 246被吸入到第二压縮腔内后，经过第二活塞 264 的压縮后从第二排气口 247排出，第二排气口 247处可设置有第二排气阀，第二排气阀用于控制第二排气口 247 的通断。

由此，根据本发明一个实施例的压縮机构具有第一压縮腔和第二压縮腔，因此根据本发明一个实施例的压縮机构为双缸结构。

如图 2和图 3所示，曲轴 26贯穿主轴承 21、第一气缸 22、中间隔板 23、第二气缸 24和副轴承 25，曲轴 26上具有第一偏心部 261和第二偏心部 262，第一偏心部 261 位于第一压縮腔内，第一活塞 263套在第一偏心部 261上，第二偏心部 262位于第二压縮腔内，第二活塞 264套在第二偏心部 262上。

主轴承 21、第一气缸 22、中间隔板 23、第二气缸 24和副轴承 25可通过螺栓紧固。主轴承 21 的外面可套设有主消音器 21 1，经过第一活塞 263压縮后的冷媒可通过主轴承 21排入到主消音器 21 1内，最后从主消音器 21 1排入到壳体内部。副轴承 25的外面套设有副消音器 251，经过第二活塞 264压縮后的冷媒可通过副轴承 25排入到副消音器 251内，这部分冷媒可通过压縮机构内的通道排入到主消音器 21 1内，最后从主消音器 21 1内排入壳体内。

简言之，根据本发明一个实施例的压縮机 100，经过压縮机构压縮后的冷媒都是排入到壳体内部的，因此根据本发明一个实施例的压縮机 100 也可称之为高背压压縮机 100。

根据本发明一个实施例的压縮机 100的压縮机构，在压縮机 100正常运行时，例如热泵系统处于制冷模式时，可以是第一压縮腔单独工作。再如当热泵系统处于制热模式时，可以是第一压縮腔单独工作，当然也可以是第一压縮腔和第二压縮腔同时工作。但是，应当理解，本发明包括但不限于此。

另外，关于第一滑片 222与第一活塞 263 的配合方式、第二滑片 242与第二活塞 264的配合方式等将在下面给出详细说明，这里不再赘述。在压縮机构的顶部，可以设置有驱动电机，驱动电机可以包括定子 31和转子 32，转子 32可以固定在壳体例如主壳体 12的内壁面上，转子 32可转动地设在定子 31的内侧，转子 32与曲轴 26的上部固定从而带动曲轴 26绕曲轴 26的中心轴线转动。驱动电机的接线端子可以设置在驱动电机的顶部，接线端子可穿过上壳体 11向外伸出以适于连接电源。

参照图 1所示，室内换热器 300和室外换热器 400分别通过四通阀 200与压縮机

100相连。具体地，四通阀 200具有吸气接口 220、排气接口 210、室内换热器接口 230 和室外换热器接口 240，压縮机 100的壳体的排气管 27与排气接口 210相连，压縮机 100的第一吸气口 226与吸气接口 220相连，室内换热器 300的一端与室内换热器接口 230相连，室外换热器 400的一端与室外换热器接口 240相连。

这里，需要说明一点，压縮机 100的第一吸气口 226与吸气接口 220相连应当作广义理解，例如，第一吸气口 226与四通阀 200的吸气接口 220可以直接通过管路相连。当然，优选地，第一吸气口 226与四通阀 200的吸气接口 220也可以通过储液器 600 间接相连，换言之，在该实施例中，热泵系统还可以包括储液器 600，吸气接口 220可与储液器 600的进口相连，储液器 600 的出口则与第一吸气口 226相连，储液器 600 的出口与第一吸气口 226之间可连接有介质管。

四通阀 200可以是电磁四通阀，应当理解，电磁四通阀 200的具体构造和工作原理均已为现有技术。

例如电磁四通阀 200可以具有上电模式和掉电模式，在电磁四通阀 200处于掉电模式时，排气接口 210可与室内换热器接口 230连通且吸气接口 220可与室外换热器接口 240连通。

对应地，在四通阀 200处于上电模式时，排气接口 210与室外换热器接口 240连通且吸气接口 220可与室内换热器接口 230连通，通过切换电磁四通阀 200的上电与掉电状态，从而可以方便地控制热泵系统以制冷模式或制热模式运行。

室内换热器 300与室外换热器 400之间设置有制冷管路 310和制热管路 410，制冷管路 310和制热管路 410并联设置。例如，根据本发明的一个优选实施例，热泵系统还包括室内换热器共用管路 320和室外换热器共用管路 420，制冷管路 310的一端和制热管路 410的一端均通过该室内换热器共用管路 320与室内换热器 300相连，制冷管路 310 的另一端和制热管路 410 的另一端均通过室外换热器共用管路 420与室外换热器 400相连。

换言之，在该实施例中，制冷管路 310和制热管路 410是通过相应共用管路间接与室内换热器 300和室外换热器 400相连。当然，可以理解的是，制冷管路 310和制热管路 410也可以是直接与室内换热器 300和室外换热器 400相连。其中，在热泵系统处于制冷模式时，冷媒会流经制冷管路 310。在热泵系统处于制热模式时，冷媒会流经制热管路 410。制冷节流装置 330设在制冷管路 310上，制冷节流装置 330具有节流降压作用。制热节流装置 430设在制热管路 410上，制热节流装置 430具有节流降压作用。

闪蒸器 450设在制热管路 410上且位于制热节流装置 430与室外换热器 400之间，闪蒸器 450具有气态冷媒出口 460，气态冷媒出口 460与第二吸气口 246之间连接有旁通管路 470。闪蒸器 450具有气液分离功能，换言之，进入到闪蒸器 450内的冷媒在闪蒸器 450内部可分离成液态冷媒和气态冷媒，液态冷媒位于闪蒸器 450的内底部，气态冷媒位于液态冷媒的上部。

这样，在热泵系统处于制热模式时，冷媒通过室内换热器 300 以及制热节流装置

430后进入到闪蒸器 450内，在闪蒸器 450内进行气液分离，气态的冷媒可以通过旁通管路 470从第二吸气口 246被吸入到第二压縮腔内，从而可在第二压縮腔内被压縮，增加压縮机 100在热泵系统处于制热模式时的排气量，从而改善制热效果。而且，由于经过闪蒸器 450分离之后，进入室外换热器 400的冷媒的干度进一步降低，可以在室外换热器 400中吸收更多的热量，从而增加了热泵系统的制热量。

可以理解，闪蒸器 450的具体构造和工作原理已为现有技术且为本领域的普通技术人员所熟知，因此这里不再详细描述。

第一控制阀 480设在旁通管路 470上用于控制旁通管路 470的通断，换言之，第一控制阀 480可以具有打开和关闭状态，在第一控制阀 480处于打开状态时，气态冷媒可从闪蒸器 450通过旁通管路 470被吸入到第二压縮腔内。而在第一控制阀 480处于关闭时，则闪蒸器 450与第二压縮腔隔离开，气态冷媒无法在二者间流通。

下面参照附图 1描述根据本发明一个实施例的热泵系统的制冷模式和制热模式，其中图 1中的实线箭头表示热泵系统处于制冷模式时冷媒在系统内的流动示意图，虚线箭头表示热泵系统处于制热模式时冷媒在系统内的流动示意图。

在热泵系统处于制冷模式时，经过压縮机 100的压縮机构压縮后的高温高压冷媒经过四通阀 200的排气接口 210和室外换热器接口 240进入到室外换热器 400中，冷媒在室外换热器 400中可以被冷却成高压过冷液体，再经过制冷节流装置 330降压后进入到室内换热器 300内，在室内换热器 300中吸收周围空气中的热量从而蒸发成气态，变为过热气态冷媒，最后可通过室内换热器接口 230、吸气接口 220后从第一吸气口 226被吸入到第一压縮腔内，由第一活塞 263对其进行压縮，形成循环。可以理解，在热泵系统处于制冷模式时，第一控制阀 480处于关闭状态，同时第二活塞 264不参与压縮冷媒，即冷媒可以只在第一压縮腔内由第一活塞 263压縮。在热泵系统处于制热模式时，具体可分为部分制热模式和全部制热模式，对于该两种模式的切换，可以根据室内空气温度与预设温度的大小和 /或室外空气温度来判断，例如在室内空气温度高于设定温度时和 /或室外温度高于零度时，可以采用部分制热模式。而在室内空气温度低于设定温度时和 /或室外温度低于零度时，可以采用全部制热模式。

在热泵系统处于部分制热模式时，经过压縮机 100的压縮机构压縮后的高温高压冷媒经过四通阀 200的排气接口 210和室内换热器接口 230进入到室内换热器 300中，冷媒在室内换热器 300中被冷却成高压过冷液体，再经过制热节流装置 430降压后进入到闪蒸器 450内，冷媒从闪蒸器 450排出后进入到室外换热器 400内，在室外换热器 400 内从室外空气中吸收热量从而变为过热气态冷媒，最后可通过室外换热器接口 240、吸气接口 220后从第一吸气口 226被吸入到第一压縮腔内，由第一活塞 263对其进行压縮，形成循环。可以理解，在热泵系统处于部分制热模式时，第一控制阀 480处于关闭状态，同时第二活塞 264不参与压縮冷媒，即冷媒可以只在第一压縮腔内由第一活塞 263压縮。

在热泵系统处于全部制热模式时，冷媒仍然按照上述流动方式循环，区别在于，此时第一控制阀 480处于打开状态，从而进入到闪蒸器 450内的冷媒在闪蒸器 450内进行气液分离，气态冷媒可从闪蒸器 450顶部的气态冷媒出口 460通过旁通管路 470以及第二吸气口 246被吸入到第二压縮腔内，第二活塞 264可对进入第二压縮腔内的冷媒进行压縮，从而提高压縮机 100的总排气量，增加制热效果。同时，由于经过闪蒸器 450分离之后，进入室外换热器 400内的冷媒的干度进一步降低，可以在室外换热器 400中吸收更多的热量，从而增加了热泵系统的制热量。

由此，根据本发明实施例的热泵系统由于设置有闪蒸器 450，闪蒸器 450与第二吸气口 246相连，从而在热泵系统处于制热模式时，可以根据室内空气温度与预设温度的大小和 / 或室外空气温度综合控制热泵系统的制热效率，例如在需要增大制热量时第二压縮腔可参与工作，从而改善热泵系统的制热效果。简言之，根据本发明实施例的热泵系统可以改善其在低温环境下例如冬季时的制热效果。

参照图 1所示，气态冷媒出口 460位于闪蒸器 450的上部，这样可以避免闪蒸器 450 内的液态冷媒通过旁通管路 470被吸入到第二压縮腔内而发生液压縮现象。气态冷媒出口 460可以位于闪蒸器 450的侧壁的上部，当然也可以位于闪蒸器 450的顶壁上。

根据本发明的一个实施例，第一控制阀 480为电磁阀。可以理解，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合阀门领域的普通知识，将第一控制阀 480设计成其它阀结构或阀门组件，只要可以实现控制旁通管路 470 的通断即可。对于这些与电磁阀的设置目的以及获得的效果基本相同的等同替换方式，均落入本发明的保护范围之内。根据本发明的一个实施例，参照图 1所示，制冷节流装置 330为毛细管且制热节流装置 430也为毛细管。但是，可以理解的是，本发明并不限于此，在本发明的另一些实施例中，制冷节流装置 330还可以是热力膨胀阀或电子膨胀阀，制热节流装置 430也可以是热力膨胀阀和电子膨胀阀。

参照图 1所示，热泵系统还包括制冷单向阀 340和制热单向阀 440，制冷单向阀 340设在制冷管路 310上用于沿室外换热器 400朝向室内换热器 300的方向单向导通制冷管路 310，这样在热泵系统处于制热模式时可以避免冷媒从室内换热器 300 直接流经制冷节流装置 330。

制热单向阀 440设在制热管路 410上用于沿室内换热器 300朝向室外换热器 400的方向单向导通制热管路 410，这样在热泵系统处于制冷模式时可以避免冷媒从室外换热器 400直接流经闪蒸器 450和制热节流装置 430。

这里，需要说明的是，对于本领域的普通技术人员而言，在阅读了说明书此处关于制冷单向阀 340和制热单向阀 440的内容基础之上，显然可以结合阀门领域的普通知识，对制冷单向阀 340和 /或制热单向阀 440作简单地修改和 /或替换，例如可将单向阀替换为可控制相应管路通断的电磁阀或者阀组件，对于这些与制冷单向阀 340和 /或制热单向阀 440设置目的和获得的效果基本相同的等同替换方式，显然是落入本发明保护范围之内的。

进一步，制冷单向阀 340可以位于制冷节流装置 330与室外换热器 400之间，制热单向阀 440可以位于闪蒸器 450与室外换热器 400之间。但是，应当理解，本发明包括但并不限于此。

参照图 2所示，根据本发明的一个实施例，第二滑片槽 241的尾端与壳体内部直接连通。这里，第二滑片槽 241的尾端可以理解为是第二滑片槽 241的距离第二压縮腔较远的一端。由于第二滑片槽 241 的尾端直接与壳体内部连通，因此第二滑片槽 241尾端的压力为高压排气压力。

由此，在压縮机 100运行一段时间（大约几秒钟））从而壳体内部的排气压力建立后，第二滑片槽 241的尾端处于高压状态，而此时与第二吸气口 246连通的闪蒸器 450 (热泵系统处于全部制热模式）的内部压力即第二压縮腔的吸气压力为低压侧压力，这样作用在第二滑片 242 上的压力不同，该压力与传统滑片弹簧的弹力的方向相同，从而第二滑片 242 的先端将抵靠在第二活塞 264的外周面上，从而使得第二活塞 264对进入第二压縮腔内的冷媒进行压縮。

在该实施例中，压縮机构的第一压縮腔和第二压縮腔均参与工作，即由相应活塞对进入相应压縮腔内的冷媒进行压縮。

但是，本发明并不限于此，根据本发明的另一个实施例，如图 3所示，第二滑片槽 241 的尾端设置有磁性件 248，磁性件 248适于通过磁力吸附第二滑片 242，应当理解，在该实施例中，第二滑片 242由可被磁力吸附的材料制成，例如第二滑片 242可为低碳钢滑片。

并且，在该实施例中，如图 3所示，热泵系统还包括连接管路 500，连接管路 500将旁通管路 470与壳体内部连通，且连接管路 500上设置有第二控制阀 510，第二控制阀 510用于控制连接管路 500的通断。

由此，在热泵系统处于制冷模式或部分制热模式时，第一控制阀 480可处于关闭状态，第二控制阀 510可处于打开状态，这样闪蒸器 450内的气态冷媒不会通过旁通管路 470进入到第二压縮腔内，第二压縮腔通过旁通管路 470、连接管路 500与壳体内部连通，这样第二压縮腔内的压力与第二滑片槽 241尾端的压力基本是相等的，即都为壳体内部排气压力，从而第二滑片 242可被磁性件 248吸附，这样第二滑片 242的先端将与第二活塞 264的外周面分离，从而在曲轴 26旋转时第二活塞 264空转。

而在热泵系统处于全部制热模式时，第一控制阀 480可以打开且第二控制阀 510可以关闭，这样第二压縮腔与低压侧的闪蒸器 450连通，而第二滑片槽 241 的尾端仍与壳体内的高压排气连通，这样第二滑片 242在压力差的作用下会抵靠在第二活塞 264的外周面上，从而第二活塞 264可对进入到第二压縮腔内的冷媒进行压縮。

参照图 3所示，壳体的顶部设置有排气管 27，连接管路 500的一端连通排气管 27。当然，可以理解的是，在不考虑密封问题以及成本的前提下，连接管路 500也可直接伸入到壳体内部。

根据本发明的一个实施例，第二控制阀 510为电磁阀。可以理解，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合阀门领域的普通知识，将第二控制阀 510设计成其它阀结构或阀门组件，只要可以实现控制连接管路 500 的通断即可。对于这些与电磁阀的设置目的以及获得的效果基本相同的等同替换方式，均落入本发明的保护范围之内。

根据本发明的一个实施例，磁性件 248为永磁铁。根据本发明的另一个实施例，磁性件 248为电磁铁。

在该实施例中，压縮机构的第一压縮腔可以是一直参与工作的，而第二压縮腔可选择性地参与工作，例如在热泵系统处于全部制热模式时，第二压縮腔可参与工作。

根据本发明的一些实施例，第一压縮腔和 /或第二压縮腔的排气容量可变。换言之，根据本发明的一个实施例，第一压縮腔的排气容量可变，第二压縮腔的排气容量不可变。根据本发明的另一个实施例，第一压縮腔的排气容量不可变，第二压縮腔的排气容量可变。根据本发明的又一个实施例，第一压縮腔和第二压縮腔的排气容量均可变。

由此，通过采用排气容量可变的第一压縮腔和第二压縮腔，从而可以更好地适应、满足热泵系统的制冷和制热运行要求，保证制冷和制热效率。参照图 4所示，第一气缸 22上还形成有第一变容口 223，第一变容口 223与第一压縮腔连通且第一变容口 223与第一吸气口 226之间连接有第一变容管路 224，第一变容管路 224上设置有第三控制阀 225，第三控制阀 225用于控制第一变容管路 224的通断。

由此，在第一气缸 22工作时，冷媒从第一吸气口 226被吸入到第一压縮腔内，若第三控制阀 225处于打开状态，则进入到第一压縮腔内的部分冷媒会通过第一变容口 223 以及第一变容管路 224回流至第一吸气口 226，再从第一吸气口 226被吸入到第一压縮腔内，这部分冷媒不会被第一活塞 263压縮，从而可以降低第一压縮腔的排气量。

而在第三控制阀 225关闭时，则第一变容管路 224处于断开状态，此时从第一吸气口 226进入到第一压縮腔内的冷媒全部由第一活塞 263压縮，从而增加了第一压縮腔的排气量。

根据本发明的一个实施例，第三控制阀 225为电磁阀。可以理解，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合阀门领域的普通知识，将第三控制阀 225 设计成其它阀结构或阀门组件，只要可以实现控制第一变容管路 224 的通断即可。对于这些与电磁阀的设置目的以及获得的效果基本相同的等同替换方式，均落入本发明的保护范围之内。

优选地，如图 4所示，第一变容口 223的径向尺寸小于第一吸气口 226的径向尺寸。这样，在第三控制阀 225打开时，只有很少部分的冷媒通过尺寸较小第一变容口 223和第一变容管路 224，由此可以避免大部分冷媒通过第一变容口 223回流至第一吸气口 226，影响第一压縮腔的排气量。

根据本发明的另一个实施例，如图 5所示，第二气缸 24上还形成有第二变容口 243，第二变容口 243与第二压縮腔连通且第二变容口 243与第二吸气口 246之间连接有第二变容管路 244，第二变容管路 244上设置有第四控制阀 245，第四控制阀 245用于控制第二变容管路 244的通断。

由此，在第二气缸 24工作时，冷媒从第二吸气口 246被吸入到第二压縮腔内，若第四控制阀 245处于打开状态，则进入到第二压縮腔内的部分冷媒会通过第二变容口 243 以及第二变容管路 244回流至第二吸气口 246，再从第二吸气口 246被吸入到第二压縮腔内，这部分冷媒不会被第二活塞 264压縮，从而可以降低第二压縮腔的排气量。

而在第四控制阀 245关闭时，则第二变容管路 244处于断开状态，此时从第二吸气口 246进入到第二压縮腔内的冷媒全部由第二活塞 264压縮，从而增加了第二压縮腔的排气量。

根据本发明的一个实施例，第四控制阀 245为电磁阀。可以理解，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合阀门领域的普通知识，将第四控制阀 245 设计成其它阀结构或阀门组件，只要可以实现控制第二变容管路 244 的通断即可。对于这些与电磁阀的设置目的以及获得的效果基本相同的等同替换方式，均落入本发明的保护范围之内。

优选地，第二变容口 243的径向尺寸小于第二吸气口 246的径向尺寸。这样，在第四控制阀 245打开时，只有很少部分的冷媒通过尺寸较小第二变容口 243和第二变容管路 244，由此可以避免大部分冷媒通过第二变容口 243回流至第二吸气口 246，影响第二压縮腔的排应当理解，第一压縮腔和第二压縮腔的变容方式有多种，上面仅是示意性地对其中一种可选方式进行了描述，对于本领域的普通技术人员而言，对于与上述变容方式原理相同或相近的等同变容方式或明显变型方式，均落入本发明的保护范围内。

根据本发明的一个实施例，考虑到制热模式下，由于室内外温差的变化，会出现多种冷凝温度与蒸发温度的组合，从而可能导致闪蒸器 450 内气态冷媒和液体冷媒的质量比例出现多种组合，例如以 R32冷媒为例，若冷凝温度为 55 °C，蒸发温度为 -30°C时，闪蒸器 450 内气态冷媒与液态冷媒的质量比例大约为 80%，但是当蒸发温度提升到 -10°C，闪蒸器 450 内气态冷媒与液态冷媒的质量比例大约为 60%，另外由于热泵系统的过冷度的差异，也会改变闪蒸器 450内气态冷媒与液态冷媒的质量比例，从而降低压縮机 100的能效。

有鉴于此，优选地，第二压縮腔的排气容量为第一压縮腔的排气容量的 0. 5倍 -0. 8倍。可以理解，对于第一压縮腔或第二压縮腔的排气容量可变时，这里的排气容量可以理解为是最大排气容量。由此，可以实现制热管路 410与旁通管路 470内冷媒流量的合理分配，保证压縮机 100具有较高的能效，有助于提高热泵系统的制热效果。

根据本发明的一些实施例，如图 4和图 5所示，第一滑片 222的先端适于抵靠在第一活塞 263的外周面上（在第一压縮腔工作时），第二滑片 242的先端适于抵靠在第二活塞 264 的外周面上（在第二压縮腔工作时）。换言之，在该实施例中，第一活塞 263与第一滑片 222 是分体式结构，第二活塞 264与第二滑片 242也为分体式结构。

但是，本发明并不限于此，在本发明的另一个实施例，第一滑片 222的先端固定在第一活塞 263的外周面上，例如第一滑片 222与第一活塞 263作成一体结构，也就是说，在该实施例中，第一活塞 263与第一滑片 222为摇摆式结构。同样，第二滑片 242的先端固定在第二活塞 264的外周面上，例如第二滑片 242与第二活塞 264作成一体结构，也就是说，在该实施例中，第二活塞 264与第二滑片 242为摇摆式结构。应当理解，在该实施例中，由于第一滑片 222与第一活塞 263以及第二滑片 242与第二活塞 264均固定，因此该实施例中的压縮机构为非变容式压縮机构。

根据本发明的另一个实施例，第一滑片 222的先端适于抵靠在第一活塞 263的外周面上 (在第一压縮腔工作时），第二滑片 242的先端固定在第二活塞 264的外周面上，也就是说，在该实施例中，其压縮机构仍可为变容式压縮机构。

根据本发明的再一个实施例，第一滑片 222的先端固定在第一活塞 263的外周面上，第二滑片 242的先端适于抵靠在第二活塞 264的外周面上（在第二压縮腔工作时），也就是说，在该实施例中，其压縮机构仍可为变容式压縮机构。

应当理解，上述的相应滑片的先端指的是伸入到相应压縮腔内且与活塞的外周面适配的一端，这对于本领域的普通技术人员而言，应当是容易理解的。

综上，根据本发明的一个优选实施例的热泵系统，在低温环境下，例如在冬季，该热泵系统可以大大改善制热量，从而提高制热效率。

在本说明书的描述中，参考术语"一个实施例"、 "一些实施例"、 "示意性实施例"、 "示例"、 "具体示例"、或 "一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims

权利要求书

1、一种热泵系统，其特征在于，包括：

压縮机，所述压縮机包括壳体和压縮机构，所述压縮机构设在所述壳体内，所述压縮机构包括第一压縮腔和第二压縮腔，所述第一压縮腔具有第一吸气口，所述第二压縮腔具有第二吸气口；

室内换热器和室外换热器，所述室内换热器和所述室外换热器分别通过四通阀与所述压縮机相连，所述室内换热器与所述室外换热器之间设置有制冷管路和制热管路；

制冷节流装置，所述制冷节流装置设在所述制冷管路上；

制热节流装置，所述制热节流装置设在所述制热管路上；

闪蒸器，所述闪蒸器设在所述制热管路上且位于所述制热节流装置与所述室外换热器之间，所述闪蒸器具有气态冷媒出口，所述气态冷媒出口与所述第二吸气口之间连接有旁通管路；以及

第一控制阀，所述第一控制阀设在所述旁通管路上用于控制所述旁通管路的通断。

2、根据权利要求 1所述的热泵系统，其特征在于，所述气态冷媒出口位于所述闪蒸器的上部。

3、根据权利要求 1所述的热泵系统，其特征在于，所述第一控制阀为电磁阀。

4、根据权利要求 1所述的热泵系统，其特征在于，所述制冷节流装置为毛细管、热力膨胀阀和电子膨胀阀中的其中一种，所述制热节流装置为毛细管、热力膨胀阀和电子膨胀阀中的其中一种。

5、根据权利要求 1所述的热泵系统，其特征在于，还包括：

室内换热器共用管路和室外换热器共用管路，所述制冷管路的一端和所述制热管路的一端均通过所述室内换热器共用管路与所述室内换热器相连，所述制冷管路的另一端和所述制热管路的另一端均通过所述室外换热器共用管路与所述室外换热器相连。

6、根据权利要求 5所述的热泵系统，其特征在于，还包括：制冷单向阀和制热单向阀，所述制冷单向阀设在所述制冷管路上用于沿所述室外换热器朝向所述室内换热器的方向单向导通所述制冷管路，所述制热单向阀设在所述制热管路上用于沿所述室内换热器朝向所述室外换热器的方向单向导通所述制热管路。

7、根据权利要求 1所述的热泵系统，其特征在于，所述第一吸气口与所述四通阀之间设置有储液器。

8、根据权利要求 1-7中任一项所述的热泵系统，其特征在于，所述压縮机构包括：第一气缸和第二气缸，所述第一气缸与所述第二气缸之间夹设有中间隔板，所述第一气缸上形成有第一滑片槽且所述第一吸气口形成在所述第一气缸上，所述第二气缸上形成有第二滑片槽且所述第二吸气口形成在所述第二气缸上；

第一滑片和第二滑片，所述第一滑片设在所述第一滑片槽内且所述第二滑片设在所述第二滑片槽内；

9、根据权利要求 8所述的热泵系统，其特征在于，所述第二滑片槽的尾端与所述壳体内部直接连通。

10、根据权利要求 9所述的热泵系统，其特征在于，所述第二滑片槽的尾端设置有磁性件，所述磁性件适于通过磁力吸附所述第二滑片；

所述热泵系统还包括：连接管路，所述连接管路将所述旁通管路与所述壳体内部连通，所述连接管路上设置有第二控制阀，所述第二控制阀用于控制所述连接管路的通断。

11、根据权利要求 10所述的热泵系统，其特征在于，所述壳体的顶部设置有排气管，所述连接管路的一端连通所述排气管。

12、根据权利要求 10所述的热泵系统，其特征在于，所述第二控制阀为电磁阀。

13、根据权利要求 10所述的热泵系统，其特征在于，所述磁性件为永磁铁。

14、根据权利要求 10所述的热泵系统，其特征在于，所述磁性件为电磁铁。

15、根据权利要求 8所述的热泵系统，其特征在于，所述第一压縮腔和 /或所述第二压縮腔的排气容量可变。

16、根据权利要求 15所述的热泵系统，其特征在于，所述第一气缸上还形成有第一变容口，所述第一变容口与所述第一压縮腔连通且所述第一变容口与所述第一吸气口之间连接有第一变容管路，所述第一变容管路上设置有第三控制阀，所述第三控制阀用于控制所述第一变容管路的通断。

17、根据权利要求 16所述的热泵系统，其特征在于，所述第三控制阀为电磁阀。

18、根据权利要求 16所述的热泵系统，其特征在于，所述第一变容口的径向尺寸小于所述第一吸气口的径向尺寸。

19、根据权利要求 15所述的热泵系统，其特征在于，所述第二气缸上还形成有第二变容口，所述第二变容口与所述第二压縮腔连通且所述第二变容口与所述第二吸气口之间连接有第二变容管路，所述第二变容管路上设置有第四控制阀，所述第四控制阀用于控制所述第二变容管路的通断。

20、根据权利要求 19所述的热泵系统，其特征在于，所述第四控制阀为电磁阀。

21、根据权利要求 19所述的热泵系统，其特征在于，所述第二变容口的径向尺寸小于所述第二吸气口的径向尺寸。

22、根据权利要求 8所述的热泵系统，其特征在于，所述第一滑片的先端适于抵靠在所述第一活塞的外周面上，所述第二滑片的先端适于抵靠在所述第二活塞的外周面上。

23、根据权利要求 8所述的热泵系统，其特征在于，所述第一滑片的先端固定在所述第一活塞的外周面上，所述第二滑片的先端适于抵靠在所述第二活塞的外周面上；或者

所述第一滑片的先端适于抵靠在所述第一活塞的外周面上，所述第二滑片的先端固定在所述第二活塞的外周面上；或者

所述第一滑片的先端固定在所述第一活塞的外周面上，所述第二滑片的先端固定在所述第二活塞的外周面上。

24、根据权利要求 8所述的热泵系统，其特征在于，所述第二压縮腔的排气容量为所述第一压縮腔的排气容量的 0. 5倍 -0. 8倍。