热泵系统和热泵系统控制方法与流程

本公开涉及空调技术领域，特别涉及一种热泵系统和热泵系统控制方法。

背景技术：

热泵系统是空调制冷、制热，北方供暖工程中使用较多的空调产品。在冬季制热及供暖使用热泵系统时，化霜是必不可少的一个工作过程，一旦热泵系统化霜能量不足，化霜不干净，则会恶化热泵系统的运行条件，容易冻裂制热过程中作为蒸发器使用的换热器，且容易导致热泵系统带液运行。同时化霜过程实际为制冷过程，会降低热水温度降低客户的舒适性。

技术实现要素：

本公开的目的在于提供一种热泵系统和热泵系统控制方法。

本公开第一方面提供一种热泵系统，包括：

主冷媒回路，包括通过冷媒管路连接的压缩机、换向阀、第一换热器、第一节流装置、第二换热器，所述热泵系统制热时，所述第一换热器用作蒸发器，所述第二换热器用作冷凝器；

蓄热模块，包括蓄热器，与所述第二换热器并联且可通断地连接于所述主冷媒回路。

在一些实施例中，所述蓄热模块还包括与所述蓄热器串联以控制所述蓄热模块与所述主冷媒回路连通和断开的蓄热模块控制阀。

在一些实施例中，所述蓄热模块控制阀包括电磁阀。

在一些实施例中，所述主冷媒回路还包括：

第一单向阀，第一单向阀的进口端与所述节流装置连接，第一单向阀的出口端与所述第二换热器连接，用于冷媒从所述节流装置至所述第二换热器单向导通；和

补气增焓模块，与所述第一单向阀并联，用于在所述热泵系统制热时向所述压缩机的补气口供应气态冷媒。

在一些实施例中，所述补气增焓模块包括：

中间换热器，具有相互连通的第一连接口与第二连接口以及相互连通的第三连接口与第四连接口，所述第二连接口与所述第一单向阀的进口端连接，所述第一连接口与所述第一单向阀的出口端连接，所述第四连接口与所述压缩机的补气口连接；和

第二节流装置，所述第二节流装置连接于所述第二连接口与所述第三连接口之间。

在一些实施例中，所述补气增焓模块还包括第二单向阀，所述第二单向阀的进口端与所述第二连接口连接，所述第二单向阀的出口端连接于所述第一节流装置与所述第一单向阀的进口端之间，所述第二单向阀用于使冷媒从所述第二连接口至所述第一节流装置单向导通。

在一些实施例中，

所述第一换热器为翅片换热器；和/或

所述第二换热器为壳管换热器。

本公开第二方面提供一种根据本公开第一方面中任一项所述的热泵系统的热泵系统控制方法，包括：

在所述热泵系统制热过程中，连通所述蓄热模块与所述主冷媒回路，使所述蓄热器蓄热；

在所述热泵系统化霜过程中，连通所述蓄热模块与所述主冷媒回路，使所述蓄热器放热以利用所述蓄热器和所述第二换热器共同提供化霜所需热量。

在一些实施例中，在所述热泵系统制冷过程中，断开所述蓄热模块与所述主冷媒回路。

在一些实施例中，在所述热泵系统制热过程中，对所述压缩机进行补气增焓。

基于本公开提供的热泵系统和热泵系统控制方法，由于设置蓄热模块，在热泵系统处于制热过程时，可以使蓄热模块与主冷媒回路连通，使蓄热器蓄热，而在化霜过程时，使蓄热模块与主冷媒回路连通，使蓄热器放热，蓄热器与第二换热器一起提供化霜所需热量，从而在热泵系统化霜过程中利于保证热泵系统化霜干净。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1为本公开一具体实施例的热泵系统的原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本公开的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本公开保护范围的限制。

如图1所示，本公开实施例的热泵系统包括主冷媒回路和蓄热模块。

主冷媒回路主要包括通过冷媒管路连接成主冷媒回路的压缩机1、换向阀2、第一换热器3、第一节流装置4和第二换热器5。其中热泵系统制热时，第一换热器3用作蒸发器，第二换热器5用作冷凝器。

蓄热模块包括蓄热器6。蓄热模块与第二换热器5并联且可通断地连接于主冷媒回路。

本公开实施例中，由于设置蓄热模块，在热泵系统处于制热过程时，可以使蓄热模块与主冷媒回路连通，使蓄热器6蓄热，而在化霜过程时，使蓄热模块与主冷媒回路连通，使蓄热器6放热，蓄热器6与第二换热器一起提供化霜所需热量，从而在热泵系统化霜过程中利于保证热泵系统化霜干净。

在一些实施例中蓄热模块可以包括与蓄热器6串联的蓄热模块控制阀以控制蓄热模块与主冷媒回路连通和断开。蓄热模块控制阀例如可以包括电磁阀7。在图1所示的实施例中，蓄热模块包括一个设置于蓄热器6与第一节流装置4之间的蓄热模块上的电磁阀7。在其它未图示的实施例中，蓄热模块控制阀也可以包括设置于换向阀2与蓄热器6之间的蓄热模块上的阀。蓄热模块控制阀不限于电磁阀。

如图1所示，在一些实施例中，主冷媒回路还包括第一单向阀10和补气增焓模块。

第一单向阀10的进口端与节流装置4连接，第一单向阀10的出口端与第二换热器5连接，用于冷媒从节流装置4至第二换热器5单向导通。

补气增焓模块与第一单向阀10并联，用于在热泵系统制热时向压缩机1的补气口供应气态冷媒。

在制热运行时对压缩机进行补气增焓，可以提高制热的能力和能效，拓宽制热运行范围。设置第一单向阀10与补气增焓模块并联，可以使热泵系统对补气增焓模块是否投入使用不需进行专门操作，即可实现在制热时对压缩机进行补气增焓，而在制冷时不对压缩机进行补气增焓。

在一些实施例中，补气增焓模块包括中间换热器8和第二节流装置9。中间换热器8具有相互连通的第一连接口i1与第二连接口o1以及相互连通的第三连接口i2与第四连接口o2。如图1所示，第二连接口o1与第一单向阀10的进口端连接；第一连接口i1与第一单向阀10的出口端连接；第四连接口o2与压缩机1的补气口连接。第二节流装置9连接于第二连接口o1与第三连接口i2之间。通过控制第二节流装置9的开度，可以控制进入压缩机1的补气口的冷媒量。

如图1所示，在一些实施例中，补气增焓模块还包括第二单向阀11。第二单向阀11的进口端与第二连接口o1连接，第二单向阀11的出口端连接于第一节流装置4与第一单向阀10的进口端之间。第二单向阀11用于使冷媒从第二连接口o1至第一节流装置4单向导通。第二单向阀11可以更好地组织冷媒流动。

中间换热器8例如可以为板式换热器。第一换热器3例如可以为翅片换热器。第二换热器5例如可以为壳管换热器。

本公开实施例还提供一种前述的热泵系统的热泵系统控制方法。该热泵系统控制方法主要包括：

在热泵系统制热过程中，连通蓄热模块与主冷媒回路，使蓄热器6蓄热；和

在热泵系统化霜过程中，连通蓄热模块与主冷媒回路，使蓄热器6放热以利用蓄热器6和第二换热器5共同化霜。

在一些实施例中，前述热泵系统控制方法还包括在热泵系统制冷过程中，断开蓄热模块与主冷媒回路。

在一些实施例中，前述热泵系统控制方法还包括在热泵系统制热过程中，对压缩机1进行补气增焓。

以下结合图1对本公开实施例的热泵系统控制方法进行更具体地说明。

在热泵系统制冷过程中，作为换向阀2的四通阀切换至其第一接口d与第二接口c连通，第三接口e与第四接口s连通。冷媒经压缩机1压缩后，经过四通阀的第一接口d和第二接口c，进入作为第一换热器3的翅片换热器冷却，经过作为第一节流装置4的电子膨胀阀节流后，冷媒经过第一单向阀10进入作为第二换热器5的壳管换热器蒸发，最后流经四通阀的第三接口e和第四接口s进入气液分离器12，气液分离器12内的气态冷媒回到压缩机1的入口。在热泵系统制冷过程中蓄热模块的电磁阀7关闭，因此冷媒不经过蓄热模块，蓄热器6不工作。

在热泵系统制热过程中，四通阀切换至其第一接口d与第三接口e连通，第二接口c与第四接口s连通。冷媒经压缩机1压缩后，经过四通阀的第一接口d和第三接口e，进入壳管换热器冷却，再进入作为中间换热器8的板式换热器中间换热过冷，经过作为第一节流装置4的电子膨胀阀节流，进入翅片换热器蒸发，然后流经四通阀的第二接口c和第四接口s进入气液分离器12，气液分离器12内的气态冷媒回到压缩机1的入口。在热泵系统制热过程中电磁阀7打开，一部分高温高压气态冷媒进入蓄热模块对蓄热器6进行加热，蓄热器6蓄热。同时，在热泵系统制热过程中对压缩机1执行补气增焓。在中间换热器8的第二连接口o1处抽取部分冷媒液体，该部分冷媒液体经作为第二节流装置9的电子膨胀阀节流，经第三连接口i2进入中间换热器8中，与通过第一连接口i1进入中间换热器8的冷媒换热形成补气用的气态冷媒，该气态冷媒经第四连接口o2流出中间换热器8并输送至压缩机1的补气口对压缩机1进行补气增焓。通过控制第二节流装置9的开度，可以控制用于补气增焓的冷媒量，并保证补入压缩机1的冷媒为气态冷媒，以免造成压缩机1液击。

热泵系统化霜过程中，四通阀切换至与制冷过程中相同，因此主冷媒回路中的冷媒流向与制冷过程相同。不同的是，此时电磁阀7打开，从而蓄热器6放热，因此可以利用蓄热器6及壳管换热器(第二换热器)共同提供化霜所需热量。由于蓄热模块参与化霜过程，还可减缓第二换热器中热水温度降低幅度，提高热泵系统在化霜过程中的客户舒适性。

根据以上描述可知，本公开实施例的热泵系统和热泵系统控制方法具有以下技术效果至少之一：

利用第二换热器和蓄热模块共同提供化霜所需热量，增加化霜能量，提高化霜效率，利于保证化霜干净，提高热泵系统可靠性。

减缓第二换热器中热水温度降低幅度，提高热泵系统在化霜过程中的客户舒适性。

在制热过程中对压缩机进行补气增焓，提高制热的能力和能效，拓宽制热运行范围。

相对简化热泵系统中的阀件，提高热泵系统的运行可靠性。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本公开的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本公开技术方案的精神，其均应涵盖在本公开请求保护的技术方案范围当中。