热泵系统及其控制方法与流程

本发明涉及空气处理设备技术领域，特别是一种热泵系统及其控制方法。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，采暖需求会进一步增大，空气源热泵以其高效、节能、环保、适用性广和安装方便的优势在我国中部地区被广泛使用，然而当在环境温度较低的情况下，空气源热泵系统换热效果较差。

技术实现要素：

为了解决现有技术中热泵系统在环境温度较低的情况下换热效果差的技术问题，而提供一种对压缩机进行喷焓补气的热泵系统及其控制方法。

一种热泵系统，包括：

压缩机，所述压缩机内设置有至少两个气缸，所有所述气缸依次串联连通，且至少一个所述气缸上设置有一个补气口，所述压缩机上设置有吸气口；

过冷机构，所述过冷机构具有补气出口，所述吸气口通过第一控制机构与所述补气出口连通，且所有所述补气口分别通过一个第二控制机构与所述补气出口连通。

所述压缩机上还设置有排气口，沿所述吸气口至所述排气口方向，所有所述气缸包括依次设置的第一气缸和至少一个第二气缸，且至少一个所述第二气缸上设置有所述补气口。

所述热泵系统还包括室外换热器和室内换热器，所述过冷机构具有冷媒管路和过冷管路，所述冷媒管路的第一端和所述过冷管路的第一端均与所述室外换热器连通，所述冷媒管路的第二端与所述室内换热器连通，所述过冷管路的第二端构成所述补气出口。

所述热泵系统还包括第一节流机构，所述第一节流机构的第一端与所述室外换热器连通，所述冷媒管路的第一端和所述过冷管路的第一端均与所述第一节流机构的第二端连通。

所述第一节流机构的第二端与所述过冷管路的第一端之间设置有第二节流机构。

所述第二气缸上设置有进气口，所述第二气缸内设置有活塞，且在同一所述第二气缸中，所述活塞依次扫过所述补气口和所述进气口。

所述热泵系统还包括至少两个室内换热器，且所有所述室内换热器串联设置。

所述气缸的数量为三个，且所有所述气缸包括一个所述第一气缸和两个所述第二气缸，所述第二控制机构与两个所述第二气缸一一对应。

所述第一控制机构为电磁阀；或所述第二控制机构为电磁阀；或所述第一控制机构和所述第二控制机构均为电磁阀。

一种上述的热泵系统的控制方法，包括：

所述热泵系统具有正常工作模式和喷焓工作模式：

正常工作模式，所述第一控制机构切换至连通状态，所有所述第二控制机构切换至断开状态；

喷焓工作模式，所述第一控制机构切换至断开状态，至少一个所述第二控制机构切换至连通状态。

所述气缸的数量为三个，且所有所述气缸包括一个所述第一气缸和两个所述第二气缸，所述第二控制机构与两个所述第二气缸一一对应，且两个所述第二控制机构包括第二控制机构a和第二控制机构b，所述喷焓工作模式还包括：

一级喷焓模式，所述第二控制机构a切换至连通状态，所述第二控制机构b切换至断开状态；

二级喷焓模式，所述第二控制机构a和所述第二控制机构b均切换至连通状态。

本发明提供的热泵系统及其控制方法，利用过冷机构对压缩机的至少一个气缸进行喷焓补气，从而有效的提高压缩机的工作效率，进而提升热泵系统的换热效果，利用第二控制机构能够控制对压缩机的补气位置和补气程度进行调节，从而增加热泵系统对环境温度的适应范围，而且将现有技术中的闪发器替换为过冷机构，能够增加进入换热器的冷媒换热量，从而进一步增加热泵系统的工作效率。

附图说明

图1为本发明提供的热泵系统及其控制方法的实施例的热泵系统的结构示意图；

图2为本发明提供的热泵系统及其控制方法的实施例的压缩机的结构示意图；

图中：

1、压缩机；11、补气口；12、吸气口；2、过冷机构；3、第一控制机构；4、第二控制机构；13、排气口；14、第一气缸；15、第二气缸；5、室外换热器；6、室内换热器；7、第一节流机构；8、第二节流机构。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2所示的热泵系统，包括：压缩机1，所述压缩机1内设置有至少两个气缸，所有所述气缸依次串联连通，且至少一个所述气缸上设置有一个补气口11，所述压缩机1上设置有吸气口12，利用补气口11能够实现对压缩机1的喷焓补气；过冷机构2，所述过冷机构2具有补气出口，所述吸气口12通过第一控制机构3与所述补气出口连通，且所有所述补气口11分别通过一个第二控制机构4与所述补气出口连通，利用过冷机构2替换现有技术中所采用的闪发器，在实现对压缩机1进行喷焓补气的同时实现了对冷媒的过冷，进一步增加了热泵系统的换热效率，在使用时，根据热泵系统所处环境温度控制第一控制机构3和第二控制机构4的工作状态，从而实现不对压缩机1进行喷焓补气和对压缩机1进行喷焓补气的目的，特别是在环境温度过低时，利用多个补气口11对压缩机1的多个气缸进行补气，实现压缩机1的多级喷焓补气，从而使热泵系统的换热效率达到要求。

所述压缩机1上还设置有排气口13，沿所述吸气口12至所述排气口13方向，所有所述气缸包括依次设置的第一气缸14和至少一个第二气缸15，且至少一个所述第二气缸15上设置有所述补气口11，根据实际需要和压缩机1结构强度的要求选择性的在第二气缸15上设置补气口11进行喷焓补气，保证压缩机1及热泵系统工作的可靠。

其中，沿所述第二气缸15内的转子的转动方向，所述第二气缸上依次设置有补气口11、进气口和出气口。

所述补气口11处设置有开闭机构，在同一所述第二气缸中，当所述转子扫过所述补气口11时，所述开闭机构切换至开启状态，当所述转子扫过所述进气口时，所述开闭机构切换至关闭状态。

所有所述第二气缸15上的所述补气口11的补气压力相同。

所述压缩机还包括壳体，所述壳体内设置有补气通道，且所有所述第二气缸的所述补气口均与所述补气通道连通。

所述压缩机还包括滑阀，所述滑阀设置于所述补气口和所述排气口之间。

所述热泵系统还包括室外换热器5和室内换热器6，所述过冷机构2具有冷媒管路和过冷管路，所述冷媒管路的第一端和所述过冷管路的第一端均与所述室外换热器5连通，所述冷媒管路的第二端与所述室内换热器6连通，所述过冷管路的第二端构成所述补气出口，利用过冷管路对冷媒管路内的冷媒进行过冷，增加热泵系统的换热效果。

所述热泵系统还包括第一节流机构7，所述第一节流机构7的第一端与所述室外换热器5连通，所述冷媒管路的第一端和所述过冷管路的第一端均与所述第一节流机构7的第二端连通，当不需要对压缩机1进行喷焓补气时，利用第一节流机构7将补气机构的冷媒直接回流至压缩机1的吸气口12，而当需要对压缩机1进行喷焓补气时，关闭第一节流机构7，并打开对应的第二节流机构进行喷焓补气。

所述第一节流机构7的第二端与所述过冷管路的第一端之间设置有第二节流机构8，利用第二节流机构8对即将进入过冷管路内的冷媒进行二次节流，从而保证过冷管路内的冷媒对冷媒管路内的冷媒的换热效率。

所述第二气缸15上设置有进气口，所述第二气缸15内设置有活塞，且在同一所述第二气缸15中，所述活塞依次扫过所述补气口11和所述进气口，所述活塞在所述第二气缸15内形成容积不断变化的吸气腔和排气腔，在活塞工作过程中，吸气腔先从补气口11处吸气，并在吸气腔内的压力达到设定压力后，使吸气腔与进气口连通进一步吸气，从而实现第二气缸15喷焓补气的目的，其中当吸气腔与进气口连通时，所述补气口11处于关闭状态，其中可以在补气口11处设置封闭机构，也可以利用对应的第二控制机构4进行封闭。

所述热泵系统还包括至少两个室内换热器6，且所有所述室内换热器6串联设置，从而实现热泵系统的“一拖多”的目的。

所述气缸的数量为三个，且所有所述气缸包括一个所述第一气缸14和两个所述第二气缸15，所述第二控制机构4与两个所述第二气缸15一一对应，从而每个第二气缸15能够受对应的第二控制机构4的控制。

所述第一控制机构3为电磁阀；或所述第二控制机构4为电磁阀；或所述第一控制机构3和所述第二控制机构4均为电磁阀。

所述第一节流机构7和所述第二节流机构8均为电子膨胀阀。

一种上述的热泵系统的控制方法，包括：

所述热泵系统具有正常工作模式和喷焓工作模式：

正常工作模式，所述第一控制机构3切换至连通状态，所有所述第二控制机构4切换至断开状态，此时低压冷媒由压缩机1的吸气口12进入，并依次经过压缩机1的气缸形成多级压缩，然后由压缩机1的排气口13排出后经过四通阀的换向，当热泵系统进行制热时，经过四通阀的压缩机1排气依次经过室内换热器6、过冷机构2、第一节流机构7、室外换热器5后通过四通阀回流至压缩机1的吸气口12完成制热循环，当热泵系统进行制冷时，经过四通阀的压缩机1排气依次经过室外换热器5、第一节流机构7、室内换热器6后通过四通阀回流至压缩机1的吸气口12完成制冷循环，其中在冷媒经过过冷机构2时分为两部分，一部分经过冷媒管路进行换热循环，而另一部分经过第二节流机构8后进入过冷管路，并通过第一控制机构3回流至压缩机1的吸气口12；

喷焓工作模式，所述第一控制机构3切换至断开状态，至少一个所述第二控制机构4切换至连通状态，与正常工作模式的区别在于，冷媒经过过冷机构2时分为两部分，一部分经过冷媒管路进行换热循环，而另一部分经过第二节流机构8后进入过冷管路，并通过连通状态的第二控制机构4进入对应的压缩机1的第二气缸15内进行喷焓补气，其中第二节流机构8的开度根据实际需要动态调节。

所述气缸的数量为三个，且所有所述气缸包括一个所述第一气缸14和两个所述第二气缸15，所述第二控制机构4与两个所述第二气缸15一一对应，且两个所述第二控制机构4包括第二控制机构a和第二控制机构b，所述喷焓工作模式还包括：

一级喷焓模式，所述第二控制机构a切换至连通状态，所述第二控制机构b切换至断开状态；

二级喷焓模式，所述第二控制机构a和所述第二控制机构b均切换至连通状态，过冷管路中的冷媒分别通过第二控制机构a和第二控制机构b进入对应的第二气缸15内。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。