一种热泵系统的制作方法

本发明涉及空调设备技术领域，特别涉及一种热泵系统。

背景技术：

常规的风冷磁悬浮离心冷水机组，由于采用的磁悬浮离心压缩机不能承受压力的剧烈变化，没有可靠的制冷、制热切换方案，也无法解决制热过程中的除霜问题。

现有技术中，一种风冷螺杆热泵系统，通过使用四通换向阀进行制冷、制热的工况切换，但其进行机组除霜作业时，需按制冷循环运行，并关掉风机，制冷、制热工况的切换，及其逆循环除霜过程中，机组吸、排气侧压力变化剧烈，因此，无法应用于磁悬浮离心机组。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种热泵系统，使得磁悬浮离心机组具备制冷、制热功能的同时，能快速稳定的进行除霜作业。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

根据本发明实施例，提供了一种热泵系统。

在一些可选实施例中，该热泵系统包括磁悬浮离心压缩机，还包括切换连通装置和第一电动阀；该磁悬浮离心压缩机的排气管通过第一单向阀连接该切换连通装置的第一接口，吸气管连接该切换连通装置的第三接口；该第一电动阀与磁悬浮离心压缩机并联设置。

采用上述可选实施例，通过切换连通装置实现磁悬浮离心压缩机机组的制热功能；同时，通过设置第一电动阀，在该磁悬浮离心压缩机的启动前开启，用于调整压缩机高低压侧的压差；在压缩机关闭前开启，用于降低停机压比，使得压缩机能够平稳运行。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是一种热泵系统的一个可选实施结构示意图。

图2是一种热泵系统的另一个可选实施结构示意图。

图3是一种热泵系统的另一个可选实施结构示意图。

图4是一种热泵系统的另一个可选实施结构示意图。

图5是一种热泵系统的另一个可选实施结构示意图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，各实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

图1示出一种热泵系统的一个可选实施例。

该可选实施例中，该热泵系统，包括：包括磁悬浮离心压缩机1，其特征在于，还包括切换连通装置3和第一电动阀14；

该磁悬浮离心压缩机1的排气管通过第一单向阀2连接该切换连通装置3的第一接口，吸气管连接该切换连通装置3的第三接口；

该第一电动阀14与该磁悬浮离心压缩机1并联设置，用于在该磁悬浮离心压缩机1启动、关闭时，减小高低侧压差。

可选的，该切换连通装置3的第二接口连接气液分离器4，该气液分离器4连接蒸发器13；该气液分离器4还依次连接换热组件、闪蒸罐9，该换热组件还连接第一单向阀2；该闪蒸罐9的气体出口连接该磁悬浮离心压缩机1的中间补气口；该闪蒸罐9还依次连接储液罐12、蒸发器13；该蒸发器13连接该切换连通装置3的第四接口。

可选的，该气液分离器4与该蒸发器13之间的管道上设有第二电动阀15，用于降低机组负荷。

可选的，该换热组件包括依次连接的导通装置5、换热器6、过滤器7和第一电子膨胀阀8，该导通装置5可控的连接该第一单向阀2与该换热器6，或，该气液分离器4与该换热器6；该第一电子膨胀阀8连接闪蒸罐9。可选的，该换热组件为多个并联设置的换热组件。

可选的，该热泵系统还包括控制装置，该控制装置包括：

第一单元，用于控制该第一电动阀14的导通、关闭；

第二单元，用于控制该切换连通装置3根据运行指令导通。

可选的，该第一单元控制该第一电动阀14导通后，该磁悬浮离心压缩机1执行启动或关闭指令，执行完毕后，该第一单元控制该第一电动阀14关闭。

可选的，当运行指令为第一模式运行指令，该第二单元控制该切换连通装置3的第一接口与第二接口连通，第三接口与第四接口连通；当该运行指令为第二模式运行指令，该第二单元控制该切换连通装置3的第一接口与第四接口连通，第二接口与第三接口连通。

可选的，该控制装置还包括第三单元，当该运行指令为第二模式时，该第三单元控制该导通装置5连通该第一单向阀2和该换热器6，或该气液分离器4和该换热器6。

可选的，当需要对换热器6进行除霜时，该第三单元控制该导通装置5连通该第一单向阀2和该换热器6。

可选的，该磁悬浮离心压缩机可以包括1台或多台压缩机。采用大压比双级型磁悬浮离心压缩机，通过系统优化设计，很好的解决现有技术中风冷磁悬浮离心冷水机组只能制冷不能制热的问题，另一方面也解决了传统风冷螺杆热泵螺杆机组和风冷涡旋热泵机组存在的综合部分性能系数偏低、噪声大、制热回油困难、润滑油影响换热性能等诸多问题，具有高效、高可靠性、低噪、制热舒适性好等显著优势。

采用图1示出的可选实施例，通过切换连通装置3实现磁悬浮离心压缩机1机组的制热功能；同时，通过设置第一电动阀14，在该磁悬浮离心压缩机1的启动前开启，用于调整压缩机高低压侧的压差；在压缩机关闭前开启，用于降低停机压比，使得压缩机能够平稳运行。

在另一个可选实施例中，该控制装置还包括第四单元，用于对该第二电动阀15进行逻辑开度控制。可选的，当环境温度低于第一阈值时，对第二电动阀15按逻辑进行开度控制，降低机组压比，维持机组运行。可选的，当机组在高压比工况条件下运行时，在该磁悬浮离心压缩机1停机前，该第四单元按逻辑控制打开第二电动阀15，降低机组压比，使该压缩机能够安全平稳运行。

图2示出一种热泵系统的另一个可选实施例。

该可选实施例中，该热泵系统包括：包括磁悬浮离心压缩机1，其特征在于，还包括切换连通装置3和第一电动阀14；

该磁悬浮离心压缩机1的排气管通过第一单向阀2连接该切换连通装置3的第一接口，吸气管连接该切换连通装置3的第三接口；

该第一电动阀14与该磁悬浮离心压缩机1并联设置，用于在该磁悬浮离心压缩机1启动、关闭时，减小高低侧压差。

可选的，该切换连通装置3包括电动四通阀，在机组停机时通过该电动四通阀进行制冷、制热切换，避免压缩机运行过程中切换四通换向阀，使高、低压力剧烈变化导致压缩机故障。

可选的，该切换连通装置3的第二接口连接气液分离器4，该气液分离器4连接蒸发器13；该气液分离器4还依次连接换热组件、闪蒸罐9，该换热组件还连接第一单向阀2；该闪蒸罐9的气体出口通过第一电磁阀16连接该磁悬浮离心压缩机1的中间补气口；该闪蒸罐9还依次连接储液罐12、蒸发器13；该蒸发器13连接该切换连通装置3的第四接口。

可选的，该气液分离器4与该蒸发器13之间的管道上设有第二电动阀15，用于降低该磁悬浮离心压缩机1的压比。

可选的，该换热组件包括依次连接的导通装置5、换热器6、过滤器7和第一电子膨胀阀8，该导通装置5可控的连接该第一单向阀2与该换热器6，或，该气液分离器4与该换热器6；该第一电子膨胀阀8连接闪蒸罐9。

可选的，还包括设置在该磁悬浮离心压缩机1吸气管、排气管上的温度传感器18、压力传感器17。该压力传感器17用于检测机组压力，当机组在高压比工况下运行时，执行停机指令前，逻辑控制打开第二电动阀15。

可选的，还包括设置在换热器6与过滤器7之间的温度传感器18。用于检测环境温度，以判断换热器6是否需要进行除霜作业。

可选的，还包括串联连接在该储液罐12与闪蒸罐9之间的干燥过滤器11、第二电子膨胀阀10，分别用于过滤杂质和节流。

采用图2所示的可选实施例，通过切换连通装置3实现磁悬浮离心压缩机1机组的制热功能；同时，通过设置第一电动阀14，在该磁悬浮离心压缩机1的启动前开启，用于调整压缩机高低压侧的压差；在压缩机关闭前开启，用于降低停机压比，使得压缩机能够平稳运行。一方面，机组制冷、制热循环采用电动四通阀在压缩机停机时切换，对压缩机完全无冲击，实现了磁悬浮离心压缩机1制冷、制热双工况运行，具有较高的可靠性；另一方面，采用磁悬浮离心压缩机1，其设有无齿轮和滚动轴承，通过变频调节，有超高的气动和机械效率，因此该热泵系统为无油循环，解决了制热时翅片换热器6温度较低时润滑油粘度大，影响换热效率、结霜速度快等问题。

在另一个可选实施例中，该控制装置还包括第四单元，用于对该第二电动阀15进行逻辑开度控制。可选的，当环境温度低于第一阈值时，对第二电动阀15按逻辑进行开度控制，降低机组压比，维持机组运行。可选的，当机组在高压比工况条件下运行时，在该磁悬浮离心压缩机1停机前，该第四单元按逻辑控制打开第二电动阀15，降低机组压比，使该压缩机能够安全平稳运行。

在另一个可选实施例中，该导通装置5包括电动三通阀，该电动三通阀的第一接口通过管道与气液分离器4连接，第二接口通过管道与换热器6连接，第三接口通过管道与第一单向阀2连接，可控的导通换热器6与第一单向阀2，或换热器6与气液分离器4之间的管路。可选的，该导通装置5包括第一双向电磁阀、第二双向电磁阀，该第一双向电磁阀串联连接在气液分离器4与换热器6之间的管路上，该第二双向电磁阀串联连接在换热器6与第一单向阀2之间的管路上，可控的导通换热器6与气液分离器4，或换热器6与第一单向阀2。

图3示出一种热泵系统的另一个可选实施例。

该可选实施例中，该热泵系统包括：包括磁悬浮离心压缩机1，其特征在于，还包括切换连通装置3和第一电动阀14；该磁悬浮离心压缩机1的排气管通过第一单向阀2连接该切换连通装置3的第一接口，吸气管连接该切换连通装置3的第三接口；该第一电动阀14与该磁悬浮离心压缩机1并联设置，用于在该磁悬浮离心压缩机1启动、关闭时，减小高低侧压差。

结合图3，当运行指令为第一模式运行指令，进入制冷模式时，该热泵系统具体连通关系为：

第一单元控制该第一电动阀14开启，第二单元控制该切换连通装置3的第一接口与第二接口连通，第三接口与第四接口连通，启动磁悬浮离心压缩机1；第一单元在该磁悬浮离心压缩机1启动后控制该第一电动阀14逻辑关闭；

热泵系统开始进行制冷，低温低压介质经磁悬浮离心压缩机1排气管排出，成为高温高压过热的气体，该气态介质经过第一单向阀2，通过切换连通装置3的第一接口进入，自第二接口排出，经管道进入气液分离器4后，进入换热组件；具体的，该气态介质在换热组件内，经导通装置5进入换热器6，通过热交换将热量传递至空气中，此时气态介质冷凝为高温高压的液态，经第一电子膨胀阀8进行一次节流后变为饱和状态的介质，进入闪蒸罐9中该介质分为液态、气态两部分。其中，液态介质自闪蒸罐9输出后经第二电子膨胀阀10再次节流后，经过干燥过滤器11、储液罐12进入蒸发器13，蒸发吸热后变为低温过热气态介质，经切换联通装置的第四接口进入，自第三接口排出，通过管道回到该磁悬浮离心压缩机1的吸气管，系统不断循环制取冷水，把热量散发至空气中；气态介质自闪蒸罐9输出后，经第一电磁阀16，通过管道进入该磁悬浮离心压缩机1的中间补气口，与完成第一级压缩后的制冷剂混合后进行第二级压缩，使进入第二级压缩的制冷剂温度得到降低，同时提升了第二级压缩的吸气量，从而增加机组制冷量。

当热泵系统接收停机指令时，第一单元控制该第一电动阀14开启，磁悬浮离心压缩机1执行停机指令，停机完成后，第一单元控制该第一电动阀14逻辑关闭。

采用图3所示的可选实施例，通过设置第一电动阀14，在该磁悬浮离心压缩机1的启动前开启，用于调整压缩机高低压侧的压差；在压缩机关闭前开启，用于降低停机压比，使得压缩机能够平稳运行。另一方面，将气态介质直接通入磁悬浮离心压缩机1的中间补气口，与完成第一级压缩后的制冷剂混合后进行第二级压缩，使进入第二级压缩的制冷剂温度得到降低，同时提升了第二级压缩的吸气量，从而增加机组制冷量，提高了机组的制冷性能。

在另一个可选实施例中，当设置在该磁悬浮离心压缩机1前后的压力传感器17检测到机组在高压比工况条件下运行时，在该磁悬浮离心压缩机1停机前，该第四单元按逻辑控制打开第二电动阀15，降低机组压比，使该压缩机能够安全平稳运行；停机完成后，第四单元控制该第二电动阀15逻辑关闭。

图4示出一种热泵系统的另一个可选实施例。

该可选实施例中，该热泵系统包括：包括磁悬浮离心压缩机1，其特征在于，还包括切换连通装置3和第一电动阀14；该磁悬浮离心压缩机1的排气管通过第一单向阀2连接该切换连通装置3的第一接口，吸气管连接该切换连通装置3的第三接口；该第一电动阀14与该磁悬浮离心压缩机1并联设置，用于在该磁悬浮离心压缩机1启动、关闭时，减小高低侧压差。

结合图4，当运行指令为第二模式运行指令，进入制热模式时，该热泵系统具体连通关系为：

第一单元控制该第一电动阀14开启，第二单元控制该切换连通装置3的第一接口与第四接口连通，第二接口与第三接口连通，启动磁悬浮离心压缩机1；第一单元在该磁悬浮离心压缩机1启动后控制该第一电动阀14逻辑关闭；

热泵系统开始进行制热，低温低压介质经磁悬浮离心压缩机1排气管排出，成为高温高压过热的气体，该气态介质经过第一单向阀2，通过切换连通装置3的第一接口进入，自第四接口排出，经管道进入蒸发器13，该气态介质在蒸发器13中通过热交换，冷凝为高温高压液体，依次经过储液罐12、干燥过滤器11，在第二电子膨胀阀10进行一次节流后变为饱和状态的介质，进入闪蒸罐9后，该饱和状态的介质分离为液态、气态两部分。其中，液态介质自闪蒸罐9输出后，进入换热组件，即经过第一电子膨胀阀8进行再次节流后，经过滤器7进入换热器6，蒸发吸热后变为低温过热气体，经导通装置5进入气液分离罐后，自切换连通装置3的第二接口进入，自第三接口排出，通过管道回到该磁悬浮离心压缩机1的吸气管，系统不断吸收空气中的热量，循环制取热水；气态介质自闪蒸罐9输出后，经第一电磁阀16，通过管道进入该磁悬浮离心压缩机1的中间补气口，与完成第一级压缩后的制冷剂混合后进行第二级压缩，使进入第二级压缩的制冷剂温度得到降低，同时提升了第二级压缩的吸气量，从而增加机组制热量。

当热泵系统接收停机指令时，第一单元控制该第一电动阀14开启，磁悬浮离心压缩机1执行停机指令，停机完成后，第一单元控制该第一电动阀14逻辑关闭。

采用图4所示的可选实施例，通过切换连通装置3实现磁悬浮离心压缩机1机组的制热功能；同时，通过设置第一电动阀14，在该磁悬浮离心压缩机1的启动前开启，用于调整压缩机高低压侧的压差；在压缩机关闭前开启，用于降低停机压比，使得压缩机能够平稳运行。另一方面，将气态介质直接通入磁悬浮离心压缩机1的中间补气口，与完成第一级压缩后的制冷剂混合后进行第二级压缩，使进入第二级压缩的制冷剂温度得到降低，同时提升了第二级压缩的吸气量，从而增加机组制热量，提高了机组的制热性能。

在另一个可选实施例中，当设置在该磁悬浮离心压缩机1前后的压力传感器17检测到机组在高压比工况条件下运行时，在该磁悬浮离心压缩机1停机前，该第四单元按逻辑控制打开第二电动阀15，降低机组压比，使该压缩机能够安全平稳运行；停机完成后，第四单元控制该第二电动阀15逻辑关闭。

在另一个可选实施例中，当设置在该磁悬浮离心压缩机1前后的温度传感器18检测到机组在低温条件下进行制热模式运行时，该第四单元按逻辑控制打开第二电动阀，降低机组压比，维持机组运行。

图5示出一种热泵系统的另一个可选实施例。

该可选实施例中，该热泵系统包括：包括磁悬浮离心压缩机1，其特征在于，还包括切换连通装置3和第一电动阀14；该磁悬浮离心压缩机1的排气管通过第一单向阀2连接该切换连通装置3的第一接口，吸气管连接该切换连通装置3的第三接口；该第一电动阀14与该磁悬浮离心压缩机1并联设置，用于在该磁悬浮离心压缩机1启动、关闭时，减小高低侧压差。

可选的，当运行指令为第二模式运行指令，进入制热模式时，设置在管道上的温度传感器18对环境温度进行检测。其中，当设置在换热器6与过滤器7之间的温度传感器18检测到环境温度较低时，控制装置根据看逻辑判断对需要进行除霜的换热器6进行除霜。

结合图5，当对换热器6进行除霜时，该热泵系统具体连通关系为：关闭该换热器6的风机19；第三单元控制导通装置5，切换至连该第一单向阀2和该换热器6。此时，因导通装置5的一端通过管道连接在第一单向阀2与切换连通装置3之前的高压管道上，另一端与换热器6连接，换热器6的另一端通过管道与闪蒸罐9连接，此时闪蒸罐9中的压力低于第一单向阀2与切换连通装置3之前的高压管道中的压力，磁悬浮离心压缩机1排出管排出的高温高压介质进入换热器6进行冷凝换热，换热器6的温度升高，霜融化，达到除霜的目的；而冷凝后的液态介质经过滤器7、第一电子膨胀阀8回到闪蒸罐9中继续参与循环。

在除霜过程中，该热泵系统仍然保持制热模式，进行制热循环，不会从蒸发器13中吸收热量用于除霜。

通过采用图5所示的可选实施例，当系统中某个换热器6满足除霜条件时，通过第三单元控制导通装置5对需要除霜的换热器6进行切换，相当于使其运行制冷模式并停风机19进行除霜。因其它换热器6仍然保持制热循环。系统压力变化小，确保了磁悬浮离心压缩机1平稳运行，解决了磁悬浮离心压缩机1除霜问题；同时在除霜过程中水温度变化小，用户舒适性得到提升。另一方面，换热器6除霜时，制冷剂直接通过回液管道的第一电子膨胀阀8与闪蒸罐9连通，精确控制冷剂流量，提高了排液速度，降低了除霜过程中换热器6的存液量；加快了翅片换热器6的升温速度，使翅片上的冰层迅速融化，缩短了除霜时间，较其它热气旁通除霜方案，本实施例的除霜速度更快。

在另一个可选实施例中，当多个换热组件中的多个换热器6需要进行除霜时，每次只对一组换热组件中的换热器6进行除霜，该换热器6除霜完成后再对其他满足条件的换热器6进行除霜。可选的，多个待除霜的换热组件间，按照满足除霜条件的时间由先到后的顺序，逐一进行除霜，该第三单元逐一控制其所在换热组件内的导通装置5，进行管路连通。可选的，当多个换热组件中的多个换热器6需要进行除霜时，按照各换热组件内温度传感器18所检测的温度值，按照由低向高的顺序，逐一进行除霜，该第三单元逐一控制其所在换热组件内的导通装置5进行管路连通。每次仅对一个翅换热器6进行切换，系统压力变化小，确保了磁悬浮离心压缩机1稳定可靠运行，解决了磁悬浮离心压缩机1系统制热运行的除霜问题。

在另一个可选实施例中，当设置在该磁悬浮离心压缩机1前后的压力传感器17检测到机组在高压比工况条件下运行时，在该磁悬浮离心压缩机1停机前，该第四单元按逻辑控制打开第二电动阀15，降低机组压比，使该压缩机能够安全平稳运行；停机完成后，第四单元控制该第二电动阀15逻辑关闭。

在另一个可选实施例中，当设置在该磁悬浮离心压缩机1前后的温度传感器18检测到机组在低温条件下进行制热模式运行时，该第四单元按逻辑控制打开第二电动阀15，降低机组压比，维持机组运行。

在另一个可选实施例中，该导通装置5包括电动三通阀，该电动三通阀的第一接口通过管道与气液分离器4连接，第二接口通过管道与换热器6连接，第三接口通过管道与第一单向阀2连接，可控的导通换热器6与第一单向阀2，或换热器6与气液分离器4之间的管路。可选的，该导通装置5包括第一双向电磁阀、第二双向电磁阀，该第一双向电磁阀串联连接在气液分离器4与换热器6之间的管路上，该第二双向电磁阀串联连接在换热器6与第一单向阀2之间的管路上，可控的导通换热器6与气液分离器4，或换热器6与第一单向阀2。

本文所披露的可选实施例中，应该理解到，所揭露的产品(包括但不限于装置、设备等)，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的流程及结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。