热泵系统内的传感器布置的制作方法

本发明涉及热泵系统，具体涉及一种使用换向阀来逆转制冷剂流的热泵系统，使得系统可以执行空间加热或空间冷却。

背景技术：

图5所示的是可以执行空间加热或空间冷却的现有热泵系统。该系统具有用于压缩制冷剂的压缩机81，用于在制热模式下冷却制冷剂并在制冷模式下蒸发制冷剂的室内热交换器82，用于降低制冷剂压力的膨胀阀83，以及用于在制热模式下蒸发制冷剂并在制冷模式下冷却制冷剂的室外热交换器84。一四通阀90设置在压缩机81和室内/室外热交换器82、84之间，以用于切换制冷剂流的通道。在制热模式下，从压缩机81排出的热的气态制冷剂在其端口94处进入四通阀90，并从端口91离开四通阀以排放到室内热交换器82中；与此同时，从室外热交换器84排出的冷的气态制冷剂经由端口93至92通过四通阀90，并返回到压缩机81。在此期间，在从压缩机排出的热的制冷剂流和吸入压缩机中的冷的制冷剂流在四通阀90中实现热交换。在制冷模式下，四通阀90可操作地沿反方向切换制冷剂流的通道，亦即，将经由端口94至91从压缩机81流向室内热交换器82的制冷剂通道切换成经由端口94至93从压缩机81流向室外热交换器84的另一制冷剂通道；与此同时，从室内热交换器82排出的气态制冷剂流经由端口91至92通过四通阀90，并返回压缩机81。

一温度传感器85和一压力传感器86放置在压缩机的吸入管路中，以分别测量压缩机81的吸入温度和低压侧的饱和温度。可以根据压缩机的吸入温度和低压侧的饱和温度之间的差来计算当前过热度（super-heatingdegree）。一控制器（未示出）还将当前过热度与存储在控制器的存储部分中的目标过热度进行比较，然后控制系统达到并保持目标过热度，以防止液态制冷剂流入压缩机81中。换言之，过热度的控制确保制冷剂的蒸发在进入压缩机81之前已经完成。过热度的控制通过调节膨胀阀83的开度来进行。

如上所述，在四通阀90中存在热交换，然而，该热交换是不受控制的并且难以预测。四通阀引入了许多温度的不确定性，这可能导致出现过热度控制中的问题。这个问题在于，过热度难以使其稳定，并将其设置为对于所有条件都最有效。如今，可以通过设定更高的目标过热度来解决该问题。例如，对于没有四通阀的普通热泵系统，最小稳定过热度可以设置为3k，然而，当在系统中引入附加四通阀时，最小稳态过热度必须设置为7k。这无疑使得系统效率降低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种热泵系统，其能够避免由换向阀引起的过热度不稳定性，从而提高系统的性能和效率。

为实现上述发明目的，本发明提供一种热泵系统，其包括制冷剂回路、换向阀、和传感器组合。制冷机回路包括用于压缩制冷剂的压缩机，位于压缩机下游、用于在制热模式下作为冷凝器工作以冷却制冷剂、和用于在制冷模式下作为蒸发器工作以蒸发制冷机的第一热交换器，位于第一热交换器下游用于降低制冷剂压力的节流装置，以及位于节流装置下游、用于在制热模式下作为蒸发器工作和用于在制冷模式下作为冷凝器工作的第二热交换器。换向阀设置在压缩机和第一/第二热交换器之间的制冷剂回路中，用于选择性地反转其中的制冷剂流。传感器组合用于计算当前过热度，其包括用于检测从第二热交换器离开之后并且在进入换向阀之前的制冷剂的温度的温度传感器、以及用于测量低压侧的制冷剂的饱和温度的第二传感器。

作为本发明的进一步改进，温度传感器设置在第二热交换器和换向阀之间的制冷剂回路中。

作为本发明的进一步改进，第二传感器是设置在压缩机吸入侧的制冷剂回路中的压力传感器。

作为本发明的进一步改进，第二传感器是设置在第二热交换器和换向阀之间的制冷剂回路中的压力传感器。

作为本发明的进一步改进，第二传感器是设置在第二热交换器和节流装置之间的制冷剂回路中的压力传感器。

作为本发明的进一步改进，第二传感器是设置在第二热交换器和节流装置之间的制冷剂回路中的另一个温度传感器。

作为本发明的进一步改进，换向阀是四通阀，其可作动地将从压缩机流向第一热交换器的制冷剂通道切换成从压缩机流向第二热交换器的另一制冷剂通道。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于温度传感器的位置被如此设置以使其检测进入四通阀之前的制冷剂的温度，可以避免在确定过热度时换向阀带来的影响，从而确保制冷剂的蒸发在第二热交换器中彻底完成，并且没有液态的制冷剂被吸入压缩机中。此外，系统可以更有效地工作，因为可以定义一个相对较低的目标过热度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的有关本发明的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示的是根据本发明第一实施方式的热泵系统的构造示意框图；

图2所示的是根据本发明第二实施方式的热泵系统的构造示意框图；

图3所示的是根据本发明第三实施方式的热泵系统的构造示意框图；

图4所示的是根据本发明第四实施方式的热泵系统的构造示意框图；

图5所示的是现有技术中热泵系统的构造示意框图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

参照图1所示，根据本发明的第一实施方式的热泵系统，其能够通过使用制热循环原理以使制冷剂在制冷剂回路中循环的方式进行空间加热，或通过使用制冷循环原理以使制冷剂沿相反方向在制冷剂回路中循环的方式进行空间制冷。制冷剂回路通常包括压缩机10、第一热交换器20、节流装置30、和第二热交换器40。其中，第一热交换器20在制热模式下作为冷凝器工作，并且在制冷模式下作为蒸发器工作；而第二热交换器40在制热模式下作为蒸发器工作，并且在制冷模式下作为冷凝器工作。这些部件通常通过管路或管道串联连接，以下将以这些部件在制热模式下的工作为例进行详细地描述。

压缩机10通常使用电力将制冷剂从低压气体状态压缩到高压气体状态，从而增加制冷剂的温度，焓和压力。制冷剂以超过饱和状态的过热度的气体状态从压缩机10排出，然后流过第一热交换器20，以在基本上恒定的压力下被冷凝成饱和液体状态。节流装置30可以采用膨胀阀的形式，用于控制进入第二热交换器40的制冷剂的量。来自第一热交换器20的液态制冷剂流过膨胀阀30，导致液体压力减少。在此过程中，制冷剂部分地蒸发，导致制冷剂变成混合的液-气状态，并且其温度降低到能够在第二热交换器40中进行热交换的值。一种携带有热能的第二流体，例如外部的空气流，在穿过第二热交换器40的过程中将热能转移给制冷剂流而使制冷剂从液态蒸发到气态。从第二热交换器40排出的气态制冷剂被吸入压缩机10中，并再次成为具有蒸发超过饱和状态的过热度的气态。

热泵系统还包括设置在制冷剂回路中用于倒转制冷剂循环的换向阀50。换向阀可以是设置在压缩机10之后并位于第一或第二热交换器20、40之前的四通阀。四通阀50可以是一电磁阀。当四通阀未被激活时，系统处于制热模式，并且制冷剂经由一通道从压缩机10流入到第一热交换器20。当四通阀被通电激活时，系统以制冷模式工作，并且在四通阀内部，从压缩机10到第一热交换器20的上述通道被切换到从压缩机10到第二热交换器40的另一个通道。

热泵系统进一步包括用于计算当前过热度的传感器组合。传感器组合包括一温度传感器70和一第二传感器61。其中，温度传感器70用于检测从第二热交换器40离开之后且在进入换向阀50之前的制冷剂的温度，第二传感器61用于测量低压侧的制冷剂的饱和温度。在本实施方式中，温度传感器70放置在第二热交换器40的出口管中。第二传感器61是放置在压缩机10的吸入管中、用于检测低压的压力传感器，然后检测到的低压被转换成低压侧的制冷剂的饱和温度。从而，可根据第二热交换器40的出口处的制冷剂的温度和低压侧的制冷剂的饱和温度之间的差值来计算当前过热度。

由于温度传感器70的位置被如此设置以使其检测进入四通阀之前的制冷剂的温度，可以避免在确定过热度时换向阀带来的影响，从而确保制冷剂的蒸发在第二热交换器中彻底完成，并且没有液态的制冷剂被吸入压缩机中。此外，系统可以更有效地工作，因为可以定义一个相对较低的目标过热度。例如，在上述实施方式中，最小稳定过热度可以设定为4k，与不具有四通阀的普通热泵系统的最小稳定过热度（3k）相比可能高一点，但是如果与具有四通阀的现有热泵系统的最小稳定过热度（7k）相比，则低得多。另外，这种相对较低的目标过热度使得系统容易达到并维持它，这导致过热变得更稳定，并相应地改善压缩机的性能。

图2所示的是热泵系统的第二实施方式，其与第一实施方式的唯一区别在于，压力传感器的位置从压缩机吸入侧移动到第二热交换器40与换向阀50之间的位置，优选地，压力传感器62位于第二热交换器40的出口管中。图3示出了压力传感器的另一替代位置，其中，压力传感器63位于第二热交换器40和节流装置30之间。图4所示的是热泵系统的第四实施方式，其相对于第三实施例的唯一改变在于，用另一温度传感器64替换压力传感器，该另一温度传感器64能够直接检测低压侧的饱和温度。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。