热泵系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种热泵系统，包括制冷干路和多个制冷支路，其中，所述制冷干路包括压缩机单元，每一个所述制冷支路包括盘管单元、蒸发器单元、换向单元以及节流装置单元，所述盘管单元与所述蒸发器单元的数量相同，所述制冷干路的压缩机单元与每个所述制冷支路的换向单元连接，向所述换向单元输送高温高压气体，并接收来自所述换向单元的气体，所述换向单元接收到来自所述压缩机单元的高温高压气体后，根据所述热泵系统所处的工作模式将接收到的高温高压气体输送至所述盘管单元或者输送至所述蒸发器单元。根据本发明的热泵系统，采用换向单元控制高温高压气体的流向，节省了整个热泵系统的成本，并且能够进行分步化霜。
【专利说明】热泵系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及热泵系统【技术领域】，尤其涉及一种热泵系统。
【背景技术】
[0002]热泵系统在制热时从室外环境中吸收低品位的热能，然后将热量输送到室内侧，满足人们在冬季取暖，以及使用热水等需求。当热泵系统的蒸发器的表面温度低于o°c时，空气中的水分就会在蒸发器表面凝结成霜，所形成的霜层不仅影响传热，还会使空气的流通截面变小，增加空气阻力，甚至使空气流通的通道完全阻塞，导致空气源热泵系统无法连续制热。因此，热泵系统在制热模式下的化霜控制是一个十分重要的环节。
[0003]目前很多热泵系统都在采用分步化霜的方式进行化霜。在采用分步化霜的热泵系统中，所有的盘管都被分解为若干个独立的呈V形结构的盘管，然后针对每个单独的V形盘管独立化霜。在热泵系统进行制热时，高温高压的气态制冷剂从分液头进入V形盘管中。这些高温高压的气态制冷剂把热量传递给霜层将霜层融化后冷凝成液态制冷剂从V形盘管的集气管中流出，通过一个并联的角阀和背压阀装置部分节流后，直接汇入到吸气总管上，与来自其它V形盘管中的低压气体汇合，再经过一个吸气侧换热器消耗这部分液态制冷齐U。在这种热泵系统中，每个V形盘管都单独配置有膨胀阀和独立的热气喷射电磁阀，并且V形盘管在作为蒸发器使用时还需要配备一个吸气主阀，整个热泵系统的构成复杂，不便于日常的维护与维修，并且建立一套这样的热泵系统需要大量的经费，成本难以控制。
[0004]因此，就需要一种结构简单，成本较低，能够实现分步化霜的热泵系统。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种热泵系统，包括制冷干路和多个制冷支路，其中，所述制冷干路包括压缩机单元，每一个所述制冷支路包括盘管单元、蒸发器单元、换向单元以及节流装置单元，所述盘管单元与所述蒸发器单元的数量相同，所述制冷干路的压缩机单元与每个所述制冷支路的换向单元连接，向所述换向单元输送高温高压气体，并接收来自所述换向单元的气体，所述换向单元接收到来自所述压缩机单元的高温高压气体后，根据所述热泵系统所处的工作模式将接收到的高温高压气体输送至所述盘管单元或者输送至所述蒸发器单元。
[0006]优选地，所述压缩机单元为一台压缩机或者为多台并联的压缩机。
[0007]优选地，所述盘管单元包括多个盘管，所述换向单元为四通换向阀。
[0008]优选地，所述节流装置单元的数量与所述盘管单元的数量相同，所述节流装置单元包括一个或者两个或者多个膨胀阀。
[0009]优选地，所述制冷干路还包括油分离器，所述油分离器的进口与所述压缩机单元的排气口连通，接收来自所述压缩机单元的高温高压气体并进行油气分离，所述油分离器的出口与所述换向单元连通，向所述换向单元输送经过油气分离的高温高压气体。
[0010]优选地，所述油分离器还具有排油口，所述排油口与所述压缩机单元连通，被所述油分离器分离的油经所述排油口回到所述压缩机单元，对所述压缩机单元进行润滑和能量调节。
[0011]优选地，所述制冷干路还包括干燥过滤器，所述干燥过滤器与每个所述制冷支路的盘管单元和蒸发器单元连通，根据所述热泵系统所述的工作模式接收来自每个所述制冷支路的盘管单元的液态制冷剂，或者接收来自每个所述制冷支路的蒸发器单元的液态制冷剂。
[0012]优选地，每个所述制冷支路还包括主分液头，所述主分液头设置在所述干燥过滤器与所述盘管单元之间。
[0013]优选地，所述制冷干路还包括经济器，所述经济器与所述干燥过滤器连通。
[0014]优选地，所述制冷干路还包括中压罐，所述中压罐与所述经济器和所述压缩机单元的补气口连通。
[0015]根据本发明的热泵系统，采用换向单元控制高温高压气体的流向，不需要使用吸气主阀等部件，在保证了分步化霜功能的前提下节省了整个热泵系统的成本。
[0016]在
【发明内容】
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在【具体实施方式】部分中进一步详细说明。本
【发明内容】
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0017]以下结合附图，详细说明本发明的优点和特征。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，
[0019]图1为本发明热泵系统的组成结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0021]为了彻底了解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
[0022]本发明公开了一种热泵系统，如图1所示，该热泵系统包括制冷干路和多个制冷支路。其中，制冷干路主要包括压缩机单元100，压缩机单元100可以根据需要只使用一台压缩机，或者采用多台并联的压缩机。每一个制冷支路主要包括盘管单元300、蒸发器单元500、换向单元700以及节流装置单元EX，制冷干路的压缩机单元100与每个制冷支路的换向单元700连接，通过其排气口 103向换向单元700输送高温高压气体，并通过其吸气口101接收来自换向单元700的气体。换向单元700将接收到的高温高压气体根据热泵系统所处的工作模式输送至盘管单元300或者输送至蒸发器单元500。通常换向单元700会优选采用四通换向阀，同时每个盘管单元300中都具有多个盘管301，换向单元700输送至盘管单元300的高温高压气体都会分配至这些盘管301中，高温高压气体在盘管301中释放热量后变为液态制冷剂从盘管301中排出。蒸发器单元500的数量设置为与盘管单元300的数量相同，每一个蒸发器单元500都对应地连接有一个盘管单元300，接收来自对应的盘管单元300排出的液态制冷剂。并且，盘管单元300的数量还与节流装置单元EX相同，以使每个盘管单元300都可以具有相应的节流装置，每一个节流装置单元EX可以根据情况包括一个膨胀阀，或者两个膨胀阀，也可以设置多个膨胀阀。
[0023]本发明提供的热泵系统采用换向单元700对来自压缩机单元100的高温高压气体的流向根据工作模式进行控制，不需要再使用吸气主阀等部件，既保证了分步化霜功能的实现，还节省了整个热泵系统的成本。
[0024]继续参考图1，在本发明的一种优选的实施方式中，在制冷干路上还设置有油分离器200。该油分离器200的进口 201与压缩机单元100的排气口 103连通，使压缩机单元100排出的高温高压气体得以进入油分离器200中。进入油分离器200的高温高压气体经过油气分离后从油分离器200的出口 203排出流向换向单元700，这样，进入换向单元700的高温高压气体的油分得到了降低，有助于高温高压气体在盘管301内的热交换。
[0025]进一步优选地，可以在油分离器200上设置排油口 205，该排油口 205与压缩机单元100连通，将被油分离器200分离的油提供给压缩机单元100，这些油在压缩机单元100内被用来对压缩机进行润滑和能量调节，从而保证压缩机单元100稳定地运转。
[0026]在本发明的另一种优选的实施方式中，在制冷干路上还设置有干燥过滤器400，该干燥过滤器400与盘管单元300和蒸发器单元500连通，用于根据热泵系统所处的工作模式对来自盘管单元300的液态制冷剂进行干燥过滤并将经过干燥过滤的液态制冷剂输送至蒸发器单元500，或者对来自蒸发器单元500的液态制冷剂进行干燥过滤并将经过干燥过滤的液态制冷剂输送至盘管单元300。
[0027]为了使液态制冷剂能够均匀地流入盘管单元300的每一个盘管301中，可以在每个制冷支路上设置主分液头600，该主分液头600位于干燥过滤器400和盘管单元300之间。流向盘管单元300的液态制冷剂都会先进入节流装置单元EX的分别设置于两个制冷支路的第一膨胀阀EXl和第二膨胀阀EX2，然后进入主分液头600，再从主分液头600中均匀地分流至盘管单元300的每一个盘管301中。
[0028]本发明的热泵系统还在制冷干路上设置与干燥过滤器400连接并配合使用的经济器800，一部分进入经济器800的液态制冷剂在经济器800中变为过冷液体，随后根据热泵系统所处的工作模式通过节流装置单元EX的分别设置于两个制冷支路的第一膨胀阀EXl和第二膨胀阀EX2，将这些过冷液体输送至蒸发器单元500以及压缩机单元100的吸气口 101，或者输送至盘管单元300和压缩机单元100的吸气口 101 ;另一部分液体通过经济器节流装置节流后进入经济器与前一部分液体进行热交换后变成过热气体，可以通过中压罐900最终进入至压缩机单元100的补气口 105。下面结合图1以具有两个制冷支路为例说明本发明的热泵系统在不同工作模式下的工作原理以及分步化霜过程。
[0029]制冷循环:
[0030]在制冷模式下，压缩机单元100将高温高压气体从其排气口 103排出，高温高压气体经油分离器200的进口 201进入油分离器200在油分离器200中进行油气分离。随后，高温高压气体从油分离器200的出口 203排出，而在油分离器200中分离出的油液可以从油分离器200的排油口 205通过管路和控制阀门回到压缩机单元100进行润滑和能量调节。高温高压气体流向每个制冷支路的作为换向单元700使用的四通换向阀并从四通换向阀的排气接口 701进入四通换向阀。然后从四通换向阀的第一换热器接口 703排出分别进入每个盘管单元300中的多个盘管301中。高温高压气体在盘管301中进行热交换后，冷凝为液态制冷剂，从盘管301流出汇集到主分液头600，由主分液头600流出经过单向阀与来自另一个盘管单元300的液态制冷剂汇合进入干燥过滤器400，然后再进入经济器800过冷并分成三条支路。这三条支路中有两条分别流向与自己处于同一制冷支路中的蒸发器单元500，分别由蒸发器单元500的回流口 501进入各自的蒸发器单元500中，吸收热量后蒸发为气体从与回流口 501对应的出气口 503排出至对应的四通换向阀的第二换热器接口 707，最终从四通换向阀的吸气接口 705排出，两路气体再次汇合后由压缩机单元100的吸气口101进入压缩机单元100中继续压缩，以为下一周期的开始做准备。第三条支路经过经济器节流装置后进入经济器，与高压液体进行换热后变成过热气体，然后可以通过中压罐900并最终通过补气口 105进入压缩机单元100，也可以通过单向阀后直接从补气口 105回到压缩机单元100中。
[0031]制热循环:
[0032]在制热模式下，压缩机单元100同样先将高温高压气体排出至油分离器200进行油气分离，而分离出的油液依然可以从油分离器200的排油口 205通过管路和控制阀门回到压缩机单元100进行润滑和能量调节。从油分离器200的出口 203排出的高温高压气体从四通换向阀的排气接口 701进入四通换向阀，然后从第二换热器接口 707流入对应的蒸发器单元500。按照图1中所示的实施方式，来自两个四通换向阀的高温高压气体从蒸发器单元500的气体管接口 503进入两个蒸发器单元500中，在进行热交换后，高温高压气体释放出热量变为液态制冷剂从与气体管接口 503对应的出气口 501排出，经过单向阀两个支路汇合为一路进入干燥过滤器400，然后再进入经济器800过冷后分成三条支路。其中的两路分别经第一膨胀阀EXl和单向阀以及第二膨胀阀EX2和单向阀进入主分液头600，由主分液头600将液态制冷剂均匀地分配至盘管单元300的每一个盘管301中。这些液态制冷剂在盘管301中吸收空气的热量后变为过热气体从盘管单元300排出，进入四通换向阀的第一换热器接口 703，并从吸气接口 705排出与另一四通换向阀排出的过热气体汇合，由压缩机单元100的吸气口 101进入压缩机单元100中继续压缩，以为下一周期的开始做准备。第三条支路经过经济器节流装置节流后进入经济器中，与高压液体进行换热后变成过热气体，可以先通过中压罐900再通过补气口 105进入压缩机单元100，也可以通过单向阀直接回到压缩机单元100中。
[0033]分步化霜循环:
[0034]当热泵系统处于制热模式时，本发明提供的热泵系统的盘管单元300中可以有的进行化霜，有的进行制热。对于进行化霜的盘管单元300，高温高压气体从四通换向阀的第一换热器接口 703排出分别进入一个盘管单元300中的多个盘管301中，以融化掉盘管301上的霜层。而另一盘管单元300则进行上述的制热循环，从而达到了两个盘管单元300分别进行化霜过程和制热过程的目的。
[0035]本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
【权利要求】
1.一种热泵系统，其特征在于，包括制冷干路和多个制冷支路，其中，所述制冷干路包括压缩机单元(100)，每一个所述制冷支路包括盘管单元(300)、蒸发器单元(500)、换向单元(700)以及节流装置单元(EX)，所述盘管单元(300)与所述蒸发器单元(500)的数量相同，所述制冷干路的压缩机单元(100)与每个所述制冷支路的换向单元(700)连接，向所述换向单元(700)输送高温高压气体，并接收来自所述换向单元(700)的气体，所述换向单元(700)接收到来自所述压缩机单元(100)的高温高压气体后，根据所述热泵系统所处的工作模式将接收到的高温高压气体输送至所述盘管单元(300)或者输送至所述蒸发器单元(500)。
2.按照权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述压缩机单元(100)为一台压缩机或者为多台并联的压缩机。
3.按照权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述盘管单元(300)包括多个盘管(301)，所述换向单元(700)为四通换向阀。
4.按照权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述节流装置单元(EX)的数量与所述盘管单元(300)的数量相同，所述节流装置单元(EX)包括一个或者两个或者多个膨胀阀。
5.按照权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述制冷干路还包括油分离器(200)，所述油分离器(200)的进口(201)与所述压缩机单元(100)的排气口(103)连通，接收来自所述压缩机单元(100)的高温高压气体并进行油气分离，所述油分离器(200)的出口(203)与所述换向单元(700)连通，向所述换向单元(700)输送经过油气分离的高温高压气体。
6.按照权利要求5所述的热泵系统，其特征在于，所述油分离器(200)还具有排油口(205)，所述排油口(205)与所述压缩机单元(100)连通，被所述油分离器(200)分离的油经所述排油口(205)回到所述压缩机单元(100)，对所述压缩机单元(100)进行润滑和能量调节。
7.按照权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述制冷干路还包括干燥过滤器(400)，所述干燥过滤器(400)与每个所述制冷支路的盘管单元(300)和蒸发器单元(500)连通，根据所述热泵系统所述的工作模式接收来自每个所述制冷支路的盘管单元(300)的液态制冷剂，或者接收来自每个所述制冷支路的蒸发器单元(500)的液态制冷剂。
8.按照权利要求7所述的热泵系统，其特征在于，每个所述制冷支路还包括主分液头(600)，所述主分液头(600)设置在所述干燥过滤器(400)与所述盘管单元(300)之间。
9.按照权利要求7所述的热泵系统，其特征在于，所述制冷干路还包括经济器(800)，所述经济器(800)与所述干燥过滤器(400)连通。
10.按照权利要求9所述的热泵系统，其特征在于，所述制冷干路还包括中压罐(900)，所述中压罐(900)与所述经济器(800)和所述压缩机单元(100)的补气口(105)连通。
【文档编号】F25B47/02GK103453692SQ201210182746
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年6月5日 优先权日:2012年6月5日
【发明者】李静, 王利, 杜文涛, 姜爱华, 周月娴 申请人:江森自控空调冷冻设备(无锡)有限公司, 江森自控科技公司