专利名称：热泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及热泵(heat pump)，具体地说涉及能够提高系统的性能以及效率的热泵。
背景技术：
通常，热泵是通过对制冷剂进行压缩、冷凝、膨胀、蒸发的过程来对室内空间进行 制冷或制热的装置。上述热泵分为对室外机连接有一台室内机的通常的空调机和对室外机连接有多 台室内机的多联式空调机。另外，上述热泵还可以包括用于供应热水的热水供应单元和用 于通过供应热水来对地板采暖的制热单元。上述热泵包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器。从上述压缩机排出的制冷剂在上 述冷凝器中被冷凝之后，在上述膨胀阀中被膨胀。被膨胀的制冷剂在上述蒸发器中被蒸发 之后，被吸入到上述压缩机中。但是，根据以往技术的热泵存在以下情况，即在室外温度等的冷/暖房负载发生 变化时，无法充分发挥制冷/制热能力。例如，存在寒冷地区的制热性能下降很多的问题。 如果更换成大容量的热泵或追加新的热泵，则存在设备费用高且需要确保设置空间的问 题。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种能够提高制冷制热性能的热泵。本发明的课题不限于上面所提及的问题，本领域的技术人员通过下面的记载，清 楚地可知上面未提及的问题或其他的问题。为了解决上述问题，根据本发明的热泵，包括主回路，其包括涡旋压缩机、冷凝 器、膨胀装置以及蒸发器，该冷凝器对通过上述涡旋压缩机的制冷剂进行冷凝，该膨胀装置 对通过上述冷凝器的制冷剂进行节流，该蒸发器对在上述膨胀装置中被膨胀的制冷剂进行 蒸发；第一制冷剂注入流路，其在上述冷凝器和上述蒸发器之间被分支而连接于上述涡旋 压缩机的吸入部与排出部之间；至少一个以上的第二制冷剂注入流路，该第二制冷剂注入 流路在上述冷凝器和上述蒸发器之间被分支而连接于上述涡旋压缩机的吸入部和排出部 之间的与上述第一制冷剂注入流路不同的位置上。在本发明中，上述膨胀装置包括第一膨胀装置和第二膨胀装置，该第一膨胀装置 设置在上述冷凝器和上述第一制冷剂注入流路之间，该第二膨胀装置设置在上述第二制冷 剂注入流路和蒸发器之间，上述第一制冷剂注入流路连接在上述第一膨胀装置和第二膨胀 装置之间，上述第二制冷剂注入流路连接在上述第一制冷剂注入流路和第二膨胀装置之 间。在本发明中，上述第一制冷剂注入流路和上述第二制冷剂注入流路中的一个包括 气液分离器，该气液分离器将在上述膨胀装置中被膨胀的制冷剂分离成液体制冷剂和气体制冷剂。在本发明中，上述第一制冷剂注入流路和上述第二制冷剂注入流路中的一个包 括内部热交换器，其对在上述膨胀装置中被膨胀的制冷剂进行热交换；制冷剂调节阀，其 对通过上述内部热交换器的制冷剂进行节流。在本发明中，上述内部热交换器包括第一制冷剂管，其中通过在上述膨胀装置中 被膨胀而流向上述蒸发器侧的制冷剂和注入到上述涡旋压缩机的制冷剂中的一个制冷剂； 第二制冷剂管，其围绕上述第一制冷剂管而形成并另一个制冷剂通过该第二制冷剂管。在本发明中，上述第一制冷剂注入流路包括气液分离器，该气液分离器将在上述 膨胀装置中被膨胀的制冷剂分离成液体制冷剂和气体制冷剂，上述第二制冷剂注入流路包 括内部热交换器，该内部热交换器对通过上述气液分离器的制冷剂进行热交换。在本发明中，上述第一制冷剂注入流路包括第一热交换器和第一制冷剂调节阀， 该第一热交换器对从上述膨胀装置排出而流入到上述蒸发器的制冷剂和从上述膨胀装置 排出而分流到上述第一制冷剂注入流路的制冷剂进行热交换，该第一制冷剂调节阀对通过 上述第一制冷剂注入流路的制冷剂进行节流，上述第二制冷剂注入流路包括第二热交换器 和第二制冷剂调节阀，该第二热交换器对从上述膨胀装置排出而流入到上述蒸发器的制冷 剂和从上述膨胀装置排出而分流到上述第二制冷剂注入流路的制冷剂进行热交换，该第二 制冷剂调节阀对通过上述第二制冷剂注入流路的制冷剂进行节流，上述第一热交换器和上 述第二热交换器一体形成为一个单元。在本发明中，在上述第一膨胀装置和第二膨胀装置之间设置有三重管热交换器， 该三重管热交换器包括第一制冷剂管，其形成上述第一制冷剂注入流路；第二制冷剂管， 其围绕上述第一制冷剂管并从上述第一膨胀装置排出的制冷剂通过该第二制冷剂管；第三 制冷剂管，其围绕上述第二制冷剂管并形成上述第二制冷剂注入流路。在本发明中，上述第一制冷剂注入流路和上述第二制冷剂注入流路中的一个包括 气液分离器，该气液分离器将在上述膨胀装置中被膨胀的制冷剂分离成液体制冷剂和气体 制冷剂，上述第一制冷剂注入流路和上述第二制冷剂注入流路中的另一个包括内部热交换 器，该内部热交换器被配置在上述气液分离器的内部而吸收在上述气液分离器的内部所产 生的热。在本发明中，热泵还包括热水供应单元，该热水供应单元将在上述冷凝器中被加 热的水利用于热水供应中；制热单元，该制热单元将在上述冷凝器中被加热的水利用于制 热中。如上构成的根据本发明的热泵，包括涡旋压缩机，并利用第一、第二注入流路向上 述涡旋压缩机的内部注入制冷剂，从而与没有注入的情况相比能够提高性能和效率，具有 即使在寒冷地区等极低温的外部环境中也能够提高系统的制热能力的效果。另外，通过第一、第二制冷剂注入流路进行两次注入，因此通过制冷剂的注入流量 的增加而能够提高制热能力。另外，涡旋压缩机的吸入压力和排出压力之差减少，从而能够确保性能以及安全性。另外，涡旋压缩机及制冷剂注入结构变得简单，从而具有能够缩小系统大小的优
点ο
图1是根据本发明的第一实施例的空调机的结构图。图2是概略示出图1所示的涡旋压缩机的截面图的图。图3是概略示出图1所示的内部热交换器的内部的截面图。图4是表示图1所示的空调机的控制流程的框图。图5是示出图1所示的空调机中只有上述第一制冷剂调节阀被打开且上述第二制 冷剂调节阀被关闭的状态的图。图6是示出图1所示的空调机中上述第一制冷剂调节阀和上述第二制冷剂调节阀 均被打开的状态的图。图7是示出根据本发明的第二实施例的空调机的结构的图。图8是示出根据本发明的第三实施例的空调机的结构的图。图9是示出根据本发明的第四实施例的空调机的结构的图。图10是图9所示的三重管热交换器的截面图。图11是示出根据本发明的第五实施例的热泵的结构的图。
具体实施例方式通过参照与附图一起详细说明的后述的实施例，本发明的优点、特点以及实现它 们的方法将变得明确。下面，参照附图，详细说明本发明的实施例为如下。下面，作为热泵的一个实施例， 对制热用空调机(以下，称为“空调机”)进行说明。图1是根据本发明的第一实施例的空调机100的结构图。参照图1，上述空调机100包括主回路，其包括涡旋压缩部10、冷凝器20、第一膨 胀装置30、第二膨胀装置40以及蒸发器70，其中，该冷凝器20对通过上述涡旋压缩机部10 的制冷剂进行冷凝，该第一膨胀装置30对通过上述冷凝器20的制冷剂进行节流，该第二膨 胀装置40对通过上述第一膨胀装置30的制冷剂进行节流，该蒸发器70对通过上述第二膨 胀装置40的制冷剂进行蒸发；第一制冷剂注入流路52，其在上述冷凝器20和蒸发器70之 间被分支并连接在上述涡旋压缩机10的吸入部与排出部之间的一侧上；第二制冷剂注入 流路62，其在上述冷凝器20和蒸发器70之间被分支并连接在上述涡旋压缩机10的吸入部 与排出部之间的一侧上。上述第一膨胀装置30为被配置于后述的第四制冷剂循环流路M上且对由上述冷 凝器20流入的液体制冷剂进行节流的第一膨胀阀30。上述第二膨胀装置40为被配置于后述的第六制冷剂循环流路沈上且对由第二制 冷剂注入流路60流入的液体制冷剂进行节流的第二膨胀阀40。上述冷凝器20是配置在室内并使室内空气和制冷剂进行热交换的室内热交换 器。上述冷凝器20的吸入端与上述涡旋压缩机10的排出端通过第二制冷剂循环流路22 相连接。上述蒸发器70是配置在室外并使室外空气和制冷剂进行热交换的室内热交换 器。上述蒸发器70与上述涡旋压缩机10的吸入端通过第三制冷剂循环流路23相连接。
图2是概略示出图1所示的涡旋压缩机的截面图的图。参照图2，上述涡旋压缩机10包括互相具有180度的相位差的旋转卷轴11和固定 卷轴12。上述旋转卷轴11的渐开线(involute wrap)与上述固定卷轴12的渐开线之间形 成压缩室。上述压缩室能够通过上述旋转卷轴11和固定卷轴12的啮合被密封成初月形状 而形成多个。随着上述旋转卷轴11的旋转运动，压缩室内的制冷剂渐渐被压缩并通过中央 侧的排出部13被排出。另一方面，上述第一制冷剂注入流路52和第二制冷剂注入流路62在上述涡旋压 缩机10的内部分别向不同的位置注入。即，上述第一制冷剂注入流路52向上述多个压缩 室中的任一个注入，上述第二制冷剂注入流路62向上述多个压缩室中的另一个注入。在上述涡旋压缩机10的内部一侧形成有从上述第一制冷剂流路52注入的制冷剂 流入的第一制冷剂注入口 14，在内部另一侧形成有第二制冷剂注入口 15。上述第一制冷剂注入口 14和上述第二制冷剂注入口 15可以是形成于上述固定卷 轴12的孔，也可以使形成于上述旋转卷轴11的孔。另一方面，并不限定于此，上述第一、第二制冷剂注入流路52、62当然也可以直接 连接在上述固定卷轴12和上述旋转卷轴11之间的空间上。以上述第一制冷剂注入口 14和第二制冷剂注入口 15分别形成两个来进行说明， 但并不限于此，当然也可以分别形成一个。上述第一制冷剂注入口 14和第二制冷剂注入口 15从上述涡旋压缩机10的吸入 部向排出部13方向相隔开而形成。上述第一制冷剂注入流路52和上述第二制冷剂注入流路62中的任一个可以包括 气液分离器51，该气液分离器51对在上述第一膨胀阀30中被膨胀的制冷剂中的液体制冷 剂和气体制冷剂进行分离。上述第一制冷剂注入流路52和第二制冷剂注入流路62中的另一个可以包括内部 热交换器61，该内部热交换器61被配置在上述第一膨胀阀30和第二膨胀阀40之间而使从 上述第一膨胀阀30排出的制冷剂进行热交换。下面，本实施例中，以上述第一制冷剂注入流路52为气液分离器51来进行说明。 以上述第一制冷剂注入流路52连接于上述第一制冷剂注入口 14来进行说明。另外，以上述第二制冷剂注入流路62包括内部热交换器61来进行说明。以上述 第二制冷剂注入流路62连接于上述第二制冷剂注入口 15来进行说明。上述气液分离器51暂时储存被注入的制冷剂，并分离成气体制冷剂和液体制冷 剂，只排出液体制冷剂。上述气液分离器51的吸入端通过第四制冷剂循环流路M与上述冷凝器20的排 出端相连接。上述气液分离器51的排出端通过第五制冷剂循环流路25与上述内部热交换 器61相连接。从上述气液分离器51排出的液体制冷剂通过上述第五制冷剂循环流路25流入到 上述内部热交换器61。从上述气液分离器51排出的气体制冷剂通过上述第一制冷剂注入 流路52流入到上述涡旋压缩机10的第一制冷剂注入口 15。上述第一制冷剂注入流路52连接上述气液分离器51和上述涡旋压缩机10。在上述第一制冷剂注入流路52上设置有第一制冷剂调节阀53，该第一制冷剂调
7节阀53对通过流路的制冷剂进行节流。根据上述第一制冷剂调节阀53的开放度来调节注 入到上述第一制冷剂注入口 15的制冷剂的流量。在上述第二制冷剂注入流路62上设置有第二制冷剂调节阀63，该第二制冷剂调 节阀63对通过流路的制冷剂进行节流。根据上述第二制冷剂调节阀63的开放度来调节注 入到上述第二制冷剂注入口 14的制冷剂的流量。上述第二制冷剂调节阀63可以配置在上述内部热交换器62的吸入端之前，也可 以配置在上述内部热交换器61的排出端之后。下面，本实施例中，以上述第二制冷剂调节 阀63配置在上述内部热交换器61的吸入端之前且对在上述内部热交换器61中进行热交 换之前的制冷剂进行节流来进行说明。上述第二制冷剂注入流路62形成为能够将从上述第五制冷剂循环流路25中分 流而在上述内部热交换器61中进行热交换的制冷剂引导到上述第二制冷剂注入口 14。上述内部热交换器61起到使在上述第五制冷剂循环流路25上的制冷剂和在上述 第二制冷剂注入流路62上的制冷剂进行热交换的作用。为了能够进行如上述的热交换，上 述内部热交换器61可以形成为板状热交换器，也可以形成为双重管结构。图3是概略示出图1所示的内部热交换器的内部的截面图。参照图3，以根据本实施例的上述内部热交换器61形成为包括第一制冷剂管61a 和第二制冷剂管61b的双重管结构来进行说明，其中，该第二制冷剂管61b围绕上述第一制 冷剂管61a形成。但是，并不限定于此，当然上述内部热交换器61也可以形成为板状热交 换器。在上述第二制冷剂注入流路62上的制冷剂通过上述第一制冷剂管61a和第二制 冷剂管61b中的任一个，在上述第五制冷剂循环流路25上的制冷剂通过另一个。下面，本 实施例中，以在上述第二制冷剂流路62上的制冷剂通过上述第一制冷剂管61a且在第五制 冷剂循环流路25上的制冷剂通过第二制冷剂管61b来进行说明。上述内部热交换器61的排出端与上述蒸发器70的流入端通过第六制冷剂循环流 路26相连接。图4是表示图1所示的空调机100的控制流程的框图。参照图4，上述空调机100还包括用于控制整体运转的控制部80。上述控制部80根据上述空调机100所要求的制热负载来控制上述第一膨胀阀30 和第二膨胀阀40以及上述第一、第二调节阀53、63的开放量。上述控制部80在上述空调机100的起动初期关闭上述第一、第二制冷剂调节阀 53,63,并完全打开上述第一、第二膨胀阀30、40。在上述空调机100的起动初期关闭上述第 一、第二制冷剂调节阀53、63，以此能够防止液体制冷剂流入到上述涡旋压缩机10中。另一方面，在有注入气体的运转请求的情况下，上述控制部80根据制热负载例如 室外温度来可以选择性地只打开上述第一制冷剂调节阀53和上述第二制冷剂调节阀63中 的至少一个，也可以依次打开，当然也可以为了迅速的对应而同时打开。上述控制部80能 够根据制热负载来控制上述第一、第二制冷剂调节阀53、63的开放度。图5是示出在图1所示的空调机100中只有上述第一制冷剂调节阀被打开且上述 第二制冷剂调节阀被关闭的状态的图，图6是示出在图1所示的空调机100中上述第一制 冷剂调节阀和上述第二制冷剂调节阀均被打开的状态的图。
当上述空调机100被接通电源而上述空调机100被起动时，上述控制部80完全打 开上述第一、第二膨胀阀30、40。另一方面，上述控制部80均关闭上述第一、第二制冷剂调节阀53、63。从而能够防 止液体制冷剂在上述空调机100的起动初期通过上述第一制冷剂注入流路52和上述第二 制冷剂注入流路62流入到上述涡旋压缩机10。由此，通过在上述空调机100的起动初期关 闭上述第一制冷剂调节阀53和第二制冷剂调节阀63来确保可靠性。当上述涡旋压缩机100开始起动时，上述控制部80根据上述涡旋压缩机100的起 动来控制上述第一、第二膨胀阀30、40的开放量。此时，上述第二膨胀阀40的开放量优选 被控制成始终大于或等于上述第一膨胀阀30的开放量。上述控制部80调节过热度，以使上述空调机100的制冷剂达到预先设定的目标过 热度，并进行控制，以使制冷剂达到预先设定的中间压。上述过热度为上述涡旋压缩机10的吸入侧温度和上述蒸发器的蒸发压力下的饱 和温度之差。上述过热度可以通过设置在上述蒸发器70上的传感器或者设置在上述涡旋 压缩机10的入口处的传感器(未图示)来进行测量。通常，制冷剂通过上述蒸发器之后不 包含液体制冷剂，但发生负载的急剧变动时，有可能发生包含液体制冷剂的情况。在此情况 下，当液体制冷剂流入到上述涡旋压缩机10时，有可能发生上述涡旋压缩机损坏的情况。 为了防止发生这种情况，在通过上述蒸发器70的制冷剂移送到上述涡旋压缩机10的过程 中，通过提高温度来去除液体制冷剂。如果减少流入到上述蒸发器70中的制冷剂的量，则 在完全通过上述蒸发器之前达到制冷器的完全蒸发，因此，气体制冷剂被持续加热而过热 度增加。由此，能够防止液体制冷剂流入到上述涡旋压缩机10中。与此相反，如果增加流入到上述蒸发器70中的制冷剂的量，则能够减少过热度。由此，上述控制部80为了调节上述过热度而调节设置在上述气液分离器51和上 述蒸发器70之间的第二膨胀阀40的开放量。上述中间压是指上述气液分离器51内的压力。上述中间压可通过设置在上述第 一制冷剂注入流路52上的温度传感器(未图示)来进行测量。通过使上述中间压达到预 先设定的中间压，而减少在上述涡旋压缩机10中所需的能量，从而提高效率。通过调节由 上述冷凝器20供应到上述气液分离器51的制冷剂的量，而能够调节上述中间压。由此，上述控制部80为了调节上述中间压而调节配置在上述冷凝器20和上述气 液分离器51之间的第一膨胀阀30的开放量。另一方面，在有注入气体的请求的情况下，上述控制部80可以打开上述第一、第 二制冷剂调节阀53、63中的至少一个。上述控制部80根据制热负载例如室外温度条件来能够选择性地打开上述第一、 第二制冷剂调节阀53、63。参照图4，如果制热负载为已设定的负载条件以下，则上述控制部可以只打开上述 第一制冷剂调节阀53并关闭上述第二制冷剂调节阀63。如果只有上述第一制冷剂调节阀63被打开，则在上述气液分离器51中被分离的 气体制冷剂通过上述第一制冷剂注入流路52流入到上述第一制冷剂注入口 15中。注入到上述第一制冷剂注入口 15中的制冷剂和存在于上述涡旋压缩机10内的制 冷剂被混合而被压缩。被注入的制冷剂为中间压力的气体状态。制冷剂被注入，通过上述冷凝器20的制冷剂的流量的增加，而能够提高制热性能。另一方面，从上述分离器51排出的液体制冷剂通过上述内部热交换器61。此时， 上述第二制冷剂调节阀63为关闭，因此在上述内部热交换器61的内部中不会发生热交换。如图5所示，如果制热负载持续增大，则上述控制部80也可以打开上述第二制冷 剂调节阀63。如果上述第二制冷剂调节阀63被打开，则由上述气液分离器51排出的液体制冷 剂的一部分被分流到上述第二制冷剂注入流路62中并在上述第二制冷剂调节阀63中被节 流之后，通过上述内部热交换器61。在上述第二制冷剂调节阀63中被节流后的制冷剂由于 温度和压力下降，因此成为温度相对低于流过上述第五制冷剂循环流路25的制冷剂的温 度的低温状态。因此，在上述内部热交换器61的内部中，上述第二制冷剂注入流路62上的 制冷剂和上述第五制冷剂循环流路25上的制冷剂之间能够形成热交换。在上述热交换器 61的内部中，上述第五制冷剂循环流路25上的制冷剂被夺去热量，上述第二制冷剂注入流 路62上的制冷剂吸收热量。在上述内部热交换器61中被夺去热量的制冷剂在上述第二膨胀阀40中被节流之 后，流入到上述蒸发器70中。流入到上述蒸发器70中的制冷剂通过与室外空气之间的热 交换而被蒸发，被蒸发的制冷剂流入到上述第二制冷剂注入口 14中。另一方面，在上述内部热交换器61中吸收热量的制冷剂为，至少一部分被蒸发， 而液体和气体混合的两种状态的制冷剂、或者过热蒸汽状态的制冷剂或气体状态的制冷 剂。液体制冷剂的比率能够通过控制上述第二制冷剂调节阀63的开放度来最小化。由上 述内部热交换器61注入的制冷剂的流量远远大于由上述气液分离器51注入的制冷剂的流 量。因此，被注入的制冷剂流量进一步增加，从而能够提高制热性能。通过上述第二制冷剂注入流路62流入的制冷剂流入到上述涡旋压缩机13的第二 制冷剂注入口 14中。流入到上述第二制冷剂注入口 14中的制冷剂和存在于上述涡旋压缩机10内的制 冷剂被混合而被压缩。中间压力的制冷剂被注入而被压缩，因此能够减少上述涡旋压缩机 10的吸入、排出压力之差。如上所述，通过上述第一、第二制冷剂注入流路52、62进行两次注入，因此因注入 流量的增加而制热能力上升。另一方面，本实施例中，以上述热泵为制热用空调机来进行了说明，但并不限于 此，当然也可以适用于还包括四通阀的制冷制热兼用的空调机中。另外，本实施例中，上述热泵包括两个制冷剂注入流路来进行了说明，但当然还可 以包括第三制冷剂注入流路，该第三制冷剂注入流路与上述第一制冷剂注入流路52和第 二制冷剂注入流路62相隔开地被连接。图7是示出根据本发明的第二实施例的空调机100的结构的图。根据本发明的第二实施例的空调机100，除了第一注入装置200包括气液分离器 201和第一制冷剂注入流路202并且第二注入装置210包括内部热交换器211和第二制冷 剂注入流路212之外，其他结构以及作用类似于上述第一实施例，因此对于相同结构，省略 详细说明并使用相同的附图标记，其中，上述第一制冷剂注入流路202从上述气液分离器 201分流而与上述涡旋压缩机10的第二制冷剂注入口 14相连接，上述内部热交换器211配置在上述气液分离器201的内部并吸收在上述气液分离器201的内部所产生的热，上述第 二制冷剂注入流路212在上述内部热交换器211中与上述涡旋压缩机10的第一制冷剂注 入口 15相连接。在上述第一制冷剂注入流路202上配置有对所注入的制冷剂进行节流的第一制 冷剂调节阀203。在上述第二制冷剂注入流路212上配置有对所注入的制冷剂进行节流的第二制 冷剂调节阀213。由此，上述气液分离器201和上述内部热交换器211形成为一体，从而能够使结构 变得简单。另外，能够利用在上述气液分离器201内部所产生的热。图8是示出根据本发明的第三实施例的空调机100的结构的图。参照图8，根据本发明的第三实施例的空调机100包括连接上述第一膨胀阀30 和第二膨胀阀40的制冷剂循环流路136和设置在上述制冷剂循环流路136上的第三热交 换器。上述第一制冷剂注入流路221包括第一热交换器222和第一制冷剂调节阀223，其 中，该第一热交换器222配置在上述第一制冷剂注入流路221上并使通过上述第一制冷剂 注入流路221的制冷剂和通过上述制冷剂循环流路136的制冷剂进行热交换，该第一制冷 剂调节阀223对通过上述第一制冷剂注入流路221的制冷剂进行节流。上述第二制冷剂注入流路231包括第二热交换器232和第二制冷剂调节阀233，其 中，该第二热交换器232配置在上述第二制冷剂注入流路231上并使通过上述第二制冷剂 注入流路231的制冷剂和通过上述制冷剂循环流路136的制冷剂进行热交换，该第二制冷 剂调节阀233对通过上述第二制冷剂注入流路231的制冷剂进行节流。上述第一、第二、第三热交换器222、223、137分别形成为板状。上述第一、第二、第 三热交换器222、223、137能够一体形成为一个单元。在上述第三热交换器137的一侧可以 配置上述第一热交换器222，且在另一侧配置上述第二热交换器232。由此，三个板状的热交换器并排配置，从而能够使结构变得很简单。图9是示出根据本发明的第四实施例的空调机100的结构的图，图10是示出图9 所示的三重管热交换器的截面图。参照图9、图10，根据本发明的第四实施例的空调机100除了在上述第一膨胀装置 30和第二膨胀装置40之间设置有三重管热交换器250之外，其他结构以及作用与上述第三 实施例相同或类似，因此省略对相同结构的说明。上述三重管热交换器250包括第一制冷剂管251，其形成上述第一制冷剂注入流 路221 ；第二制冷剂管252，其围绕上述第一制冷剂管251并从上述第一膨胀装置30排出的 制冷剂通过该第二制冷剂管252中；第三制冷剂管253，其围绕上述第二制冷剂管252并形 成上述第二制冷剂注入流路231。如上所述，通过使用由第一、第二、第二制冷剂管251、252、253构成的三重管热交 换器250，具有能够使结构变得非常简单的优点。图11是示出根据本发明的第五实施例的热泵的结构的图参照图11，根据本发明的第五实施例的热泵除了还包括空调机100、将在冷凝器 20中被加热的水利用于供应热水的热水供应单元300和将在上述冷凝器20中被加热的水利用于地板采暖的制热单元400之外，其他结构以及作用类似于上述第一实施例，因此对 于相同的结构省略详细说明，并使用相同的附图标记。上述热水供应单元300和上述制热单元400通过热水循环流路301与上述冷凝器 20相连接。上述热水循环流路301以在上述冷凝器20中被加热的热水通过上述热水供应 单元300和制热单元400中的至少一个之后能够回收到上述冷凝器20中的方式连接上述 冷凝器20和上述热水供应单元300和制热单元400。上述热水循环流路301包括室内机排管302，其位于空调机100的内部；热水排 管303，其使热水通过上述热水供应单元300 ；制热排管304，其使热水通过上述制热单元 400 ；连接排管305，其将上述室内机排管302与上述热水排管303和上述制热排管304进 行连接。在上述连接排管305上设置有热水调节阀306，该热水调节阀306引导热水至上述 热水排管303和制热排管304中的至少一个中。上述热水供应单元300用于供应使用者洗脸、洗澡或洗碗等所需的热水的装置。 上述热水供应单元300还包括热水贮存槽310，其用于贮存水；热水用辅助热泵312，其设 置在上述热水贮存槽310上。在上述热水贮存槽310上连接有冷水引入部314和热水排出部316，其中，该冷水 引入部314用于向上述热水贮存槽310供应冷水，该热水排出部316用于从上述热水贮存 槽310排出热水。在上述热水排出部316上可以连接有像淋浴头那样的热水排出器具318。在上述 热水排出部316上可以连接有用于向上述热水排出器具318排出冷水的冷水引入部320。上述制热单元400包括地板采暖单元410，其用于对室内的地板进行采暖；空气 制热单元420，其用于对室内的空气进行制热。上述地板采暖单元410能够以蜿蜒(meander line)方式埋设到室内地面中。上述空气制热单元420可以由风机盘管单元(fan coil unit)或散热器 (radiator)等来构成。在上述制热排管304上可以设置有供暖热水调节阀411、421，该供暖热水调节阀 411,421用于将热水引导至上述地板采暖单元410和上述制热单元420中的至少一个中。上述地板采暖单元410通过地板采暖排管412与上述供暖热水调节阀411连接， 上述空调制热单元420通过空气制热排管422与上述供暖热水调节阀421相连接。在上述热水调节阀306为制热模式的情况下，在冷凝器20中被加热的水依次通过 上述室内机排管302和连接排管305而流入到上述制热排管304中，并加热上述地板采暖 单元410和空气制热单元420中的至少一个之后，依次通过上述制热排管304和连接排管 305和室内机排管302而回收到上述冷凝器20中。在上述热水调节阀411、421为空气制热模式的情况下，热水依次通过上述空气制 热排管422和上述空气制热单元420和空气制热排管422而向上述制热排管304排出。另 一方面，在地板采暖模式的情况下，热水依次通过上述地板采暖排管412和地板采暖单元 410和地板采暖排管412而向制热排管304排出。在包括上述热水供应单元300和制热单元400的制冷制热装置的情况下，通过上 述第一、第二制冷剂注入流路52、62注入制冷剂，因此制冷剂流量增大而能够确保性能，从而能够满足热水供应以及制热的性能。 具有本发明所属技术领域的通常知识的人员可以理解，在不改变技术思想或必要 特征的情况下，也能够将本发明以其他具体方式来实施。因此，可以理解以上所述的实施例 在所有的方面上只不过是例示并不是用于限定的。本发明的范围不是通过上述的详细说明 而是通过后述的权利要求书来确定的，因此，应当解释为由权利要求书的意思、范围以及与 其均等的概念所导出的所有变更或变形后的方式均包含在本发明的范围内。
权利要求
1.一种热泵，包括主回路，其包括涡旋压缩机、冷凝器、膨胀装置以及蒸发器，该冷凝器对通过上述涡旋 压缩机的制冷剂进行冷凝，该膨胀装置对通过上述冷凝器的制冷剂进行节流，该蒸发器对 在上述膨胀装置中被膨胀的制冷剂进行蒸发；第一制冷剂注入流路，其在上述冷凝器和上述蒸发器之间被分支而连接于上述涡旋压 缩机的吸入部与排出部之间；至少一个以上的第二制冷剂注入流路，其在上述冷凝器和上述蒸发器之间被分支而连 接于上述涡旋压缩机的吸入部和排出部之间的与上述第一制冷剂注入流路不同的位置上。
2.根据权利要求1所述的热泵，其特征在于，上述膨胀装置包括第一膨胀装置和第二膨胀装置，该第一膨胀装置设置在上述冷凝器 和上述第一制冷剂注入流路之间，该第二膨胀装置设置在上述第二制冷剂注入流路和蒸发 器之间，上述第一制冷剂注入流路连接在上述第一膨胀装置和上述第二膨胀装置之间，上述第 二制冷剂注入流路连接在上述第一制冷剂注入流路和第二膨胀装置之间。
3.根据权利要求1所述的热泵，其特征在于，上述第一制冷剂注入流路和上述第二制 冷剂注入流路中的一个包括气液分离器，该气液分离器将在上述膨胀装置中被膨胀的制冷 剂分离成液体制冷剂和气体制冷剂。
4.根据权利要求1所述的热泵，其特征在于，上述第一制冷剂注入流路和上述第二制 冷剂注入流路中的一个包括内部热交换器，其对在上述膨胀装置中被膨胀的制冷剂进行热交换；制冷剂调节阀，其对通过上述内部热交换器的制冷剂进行节流。
5.根据权利要求4所述的热泵，其特征在于，上述内部热交换器包括第一制冷剂管，其中通过在上述膨胀装置中被膨胀而流向上述蒸发器侧的制冷剂和注 入到上述涡旋压缩机的制冷剂中的一个制冷剂，第二制冷剂管，其围绕上述第一制冷剂管而形成并另一个制冷剂通过该第二制冷剂管。
6.根据权利要求1所述的热泵，其特征在于，上述第一制冷剂注入流路包括气液分离器，该气液分离器将在上述膨胀装置中被膨胀 的制冷剂分离成液体制冷剂和气体制冷剂，上述第二制冷剂注入流路包括内部热交换器，该内部热交换器对通过上述气液分离器 的制冷剂进行热交换。
7.根据权利要求1所述的热泵，其特征在于，上述第一制冷剂注入流路包括第一热交换器和第一制冷剂调节阀，该第一热交换器对 从上述膨胀装置排出而流入到上述蒸发器的制冷剂和从上述膨胀装置排出而分流到上述 第一制冷剂注入流路的制冷剂进行热交换，该第一制冷剂调节阀对通过上述第一制冷剂注 入流路的制冷剂进行节流，上述第二制冷剂注入流路包括第二热交换器和第二制冷剂调节阀，该第二热交换器对 从上述膨胀装置排出而流入到上述蒸发器的制冷剂和从上述膨胀装置排出而分流到上述 第二制冷剂注入流路的制冷剂进行热交换，该第二制冷剂调节阀对通过上述第二制冷剂注入流路的制冷剂进行节流，上述第一热交换器和上述第二热交换器一体形成为一个单元。
8.根据权利要求2所述的热泵，其特征在于，在上述第一膨胀装置和第二膨胀装置之 间设置有三重管热交换器，该三重管热交换器包括第一制冷剂管，其形成上述第一制冷剂注入流路；第二制冷剂管，其围绕上述第一制冷剂管并从上述第一膨胀装置排出的制冷剂通过该 第二制冷剂管；第三制冷剂管，其围绕上述第二制冷剂管并形成上述第二制冷剂注入流路。
9.根据权利要求1所述的热泵，其特征在于，上述第一制冷剂注入流路和上述第二制冷剂注入流路中的一个包括气液分离器，该气 液分离器将在上述膨胀装置中被膨胀的制冷剂分离成液体制冷剂和气体制冷剂，上述第一制冷剂注入流路和上述第二制冷剂注入流路中的另一个包括内部热交换器， 该内部热交换器被配置在上述气液分离器内部而吸收在上述气液分离器的内部所产生的 热。
10.根据权利要求1所述的热泵，其特征在于，还包括热水供应单元，其将在上述冷凝器中被加热的水利用于热水供应中，制热单元，其将在上述冷凝器中被加热的水利用于制热中。
全文摘要
本发明提供一种热泵，其包括涡旋压缩机，并通过第一、第二制冷剂注入流路向上述涡旋压缩机的内部注入制冷剂，从而与没有该注入的情况相比能够提高效率，具有即使在寒冷地区等极低温的外部环境中也能够提高系统的制热能力的效果。另外，通过第一、第二制冷剂注入流路进行两次注入，因此通过制冷剂的注入流量的增加而能够提高制热能力。
文档编号F25B30/02GK102062497SQ201010138478
公开日2011年5月18日 申请日期2010年3月19日 优先权日2009年11月18日
发明者张龙熙, 朴相炅, 金范锡, 高永桓 申请人:Lg电子株式会社