热泵系统的制作方法

本发明涉及温度调节技术领域，特别是涉及一种热泵系统。

背景技术：

喷射器在多个行业内都有应用，在制冷上喷射器作为膨胀功回收的有效工具，可以降低压缩机的压缩比，提高吸气压力，进而降低功耗。但是由于喷射器进出口方向固定不变，不像电子节流装置或者毛细管一样可以反向工作，使喷射器在热泵系统中的应用受到很大的限制。

专利申请cn200980162048.x公开了在常规的热泵系统中增加喷射器，实现多种循环控制，但其制冷制热的实现不完全是依靠喷射器，其喷射器的应用主要在于某些工况下的高效应用，而非全工况的使用。专利申请cn201410319864.x公开了通过1个四通阀、4个电磁阀和1个单向阀组合实现喷射制冷和普通制热，但并不能利用喷射循环提高制热能效。由于喷射器产品是定工况设计，在实际使用环境下无法自动优化喷射器设计参数以适应不同的工况需求。

技术实现要素：

基于此，有必要针对热泵系统中喷射器定工况设计，无法适应不同工况的需求问题，提供一种热泵系统。

本发明提供的一种热泵系统，其中，包括压缩机、第一换热器、第二换热器、制热喷射器、制冷喷射器、气液分离器、节流装置、第一换向组件以及第二换向组件；

所述第一换热器的第一端口通过所述第一换向组件分别与所述压缩机的排气口、所述制冷喷射器的引射口连通；

所述第一换热器的第二端口分别与所述节流装置的出口、所述制热喷射器的入口连通；

所述第二换热器的第一端口通过所述第一换向组件分别与所述压缩机的排气口、所述制热喷射器的引射口连通；

所述第二换热器的第二端口分别与所述节流装置的出口、所述制冷喷射器的入口连通；

所述气液分离器的入口分别与所述制热喷射器的出口、所述制冷喷射器的出口连通，所述气液分离器的出气口与所述压缩机的吸气口连通，所述气液分离器的出液口与所述节流装置的进口连通；

当所述热泵系统处于制热模式时，所述第二换向组件接通所述第一换热器的第二端口与所述制热喷射器的入口、所述节流装置的出口与所述第二换热器的第二端口；

当所述热泵系统处于制冷模式时，所述第二换向组件接通所述第二换热器的第二端口与所述制冷喷射器的入口、所述节流装置的出口与所述第一换热器的第二端口。

在其中的一个实施例中，所述第一换向组件包括第一四通阀、第一制热阀门以及第一制冷阀门；

所述第一四通阀的第一阀口、第二阀口以及第三阀口分别与所述压缩机的排气口、所述第一换热器的第一端口、所述第二换热器的第一端口连通；

所述第一四通阀的第四阀口通过所述第一制热阀门与所述制热喷射器的引射口连通，所述第一四通阀的第四端口通过所述第一制冷阀门与所述制冷喷射器的引射口连通。

在其中的一个实施例中，所述第一制热阀门以及所述第一制冷阀门为单向阀。

在其中的一个实施例中，所述第二换向组件包括第一阀门以及第二阀门，

所述第一阀门设置于所述第一换热器的第二端口与所述节流装置的出口之间，所述第一阀门与所述第一换热器的第二端口之间与所述制热喷射器的入口连通；

所述第二阀门设置于所述第二换热器的第二端口与所述节流装置的出口之间，所述第二阀门与所述第二换热器的第二端口之间与所述制冷喷射器的入口连通。

在其中的一个实施例中，所述第一阀门、所述第二阀门为单向阀。

在其中的一个实施例中，所述第二换向组件包括第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第二制热阀门以及第二制冷阀门，

所述第三阀门的入口与所述第一换热器的第二端口连通，所述第三阀门的出口通过所述第二制热阀门与所述制热喷射器的入口连通；

所述第四阀门的入口与所述节流装置的出口连通，所述第四阀门的出口与所述第一换热器的第二端口连通；

所述第五阀门的入口与所述第二换热器的第二端口连通，所述第五阀门的出口通过所述第二制冷阀门与所述制冷喷射器的入口连通；

所述第六阀门的入口与所述节流装置的出口连通，所述第六阀门的出口与所述第二换热器的第二端口连通。

在其中的一个实施例中，所述制热系统还包括第三换向组件，所述第三阀门的出口以及所述第五阀门的出口还通过所述第三换向组件与所述节流装置的入口连通。

在其中的一个实施例中，所述气液分离器的出液口与所述节流装置的入口之间设有定向阀门。

在其中的一个实施例中，所述制热喷射器的出口与所述气液分离器的入口之间设有制热喷射阀门；

所述制冷喷射器的出口与所述气液分离器的入口之间设有制冷喷射阀门。

在其中的一个实施例中，所述制热喷射阀门以及所述制冷喷射阀门为单向阀。

上述热泵系统包括制热喷射器以及制冷喷射器，制热喷射器以及制冷喷射器分别根据制热工况以及制冷工况的需求设计，能够适应制热工况以及制冷工况的需求，热泵系统根据工况条件通过第一换向组件及第二换向组件切换制热喷射器或制冷喷射器进入循环，能够分别通过制热喷射器以及制冷喷射器回收膨胀功，提高压缩机的吸气压力，降低压缩机的压缩比，降低压缩机的排气温度，从而降低压缩机的功率，整体提高热泵系统的能效。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明热泵系统实施例一的结构示意图；

图2为本发明热泵系统实施例二的结构示意图；

其中，

100-压缩机；

200-第一换热器；

300-第二换热器；

400-制热喷射器；410-制热喷射阀门；

500制冷喷射器；510-制冷喷射阀门；

600-气液分离器；610-定向阀门；620-第七阀门；700-节流装置；

810-第一四通阀；820-第一制热阀门；830-第一制冷阀门；

910-第一阀门；920-第二阀门。

1010-第三阀门；1020-第四阀门；1030-第五阀门；1040-第六阀门；

1120-第二制热阀门；1130-第二制冷阀门。

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，以下通过实施例，并结合附图，对本发明的热泵系统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以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1所示，本发明的热泵系统包括压缩机100、第一换热器200、第二换热器300、制热喷射器400、制冷喷射器500、气液分离器600、节流装置700、第一换向组件以及第二换向组件。其中，实线箭头表示制热工况时制冷剂的流动方向，虚线箭头表示制冷工况时制冷剂的流动方向。

第一换热器200的第一端口通过第一换向组件分别与压缩机100的排气口、制冷喷射器500的引射口连通，第一换热器200的第二端口分别与节流装置700的第一端口、制热喷射器400的入口连通。第二换热器300的第一端口通过第一换向组件分别与压缩机100的排气口、制热喷射器400的引射口连通，第二换热器300的第二端口分别与节流装置700的第一端口、制冷喷射器500的入口连通。气液分离器600的入口分别与制热喷射器400的出口、制冷喷射器500的出口连通，气液分离器600的出气口与压缩机100的吸气口连通，气液分离器600的出液口与节流装置700的第二端口连通。

当热泵系统处于制热模式时，第二换向组件接通第一换热器200的第二端口与制热喷射器400的入口并接通节流装置700的出口与第二换热器300的第二端口。

当热泵系统处于制冷模式时，第二换向组件接通第二换热器300的第二端口与制冷喷射器500的入口并接通节流装置700的出口与第一换热器200的第二端口。

第二换向组件用于根据制热模式或制冷模式分别控制第一换热器200的第二端口与节流装置700的出口、第一换热器200的第二端口与制热喷射器400的入口、第二换热器300的第二端口与节流装置700的出口以及第二换热器300的第二端口与制冷喷射器500的入口的通断。

在本发明实施例中，节流装置700选用膨胀阀。在其他实施例中，节流装置700还可以选用毛细管等具有节流功能的部件。

在本发明实施例中，第一换热器200和第二换热器300均选用风冷换热器，在其他实施例中，也可以选用不同结构的换热器。

在本发明实施例中，喷射器具有混合部和扩散部，喷射器的入口和引射口接入混合部，喷射器的出口接入扩散部。高压制冷剂通过入口进入喷射器，并将低压制冷剂通过引射口吸入喷射器中，高压制冷剂与低压制冷剂在混合室中混合，继而在扩散室减速升压后通过出口喷出。

热泵系统制热时，压缩机100排气口排出的制冷剂通过第一换向组件进入第一换热器200，在第一换热器200中换热后通过第二换向组件进入制热喷射器400的入口，再通过喷射器进入气液分离器600中气液分离。分离出的气态制冷剂通过与气液分离器600的出气口连通的压缩机100吸气口进入压缩机100中；分离出的液态制冷剂通过气液分离器600的出液口进入节流装置700，再通过第二换向组件进入第二换热器300，在第二换热器300换热后通过第一换向组件进入制热喷射器400的引射口，与在第一换热器200中换热后直接通过第二换向组件进入制热喷射器400的制冷剂混合增压后进入气液分离器600，提高了进入气液分离器600中的制冷剂气体压力，提高压缩机100的吸气压力，降低压缩机100的压缩比，降低压缩机100的排气温度，从而降低压缩机100的功率，整体提高热泵系统的能效。

热泵系统制冷时，压缩机100排气口排出的制冷剂通过第一换向组件进入第二换热器300，在第二换热器300中换热后通过第二换向组件进入制冷喷射器500的入口，再通过制冷喷射器500进入气液分离器600中气液分离。分离出的气态制冷剂通过与气液分离器600的出气口连通的压缩机100吸气口进入压缩机100中；分离出的液态制冷剂通过气液分离器600的出液口进入节流装置700，再通过第二换向组件进入第一换热器200，在第一换热器200换热后通过第一换向组件进入制冷喷射器500的引射口，与在第二换热器300中换热后直接通过第二换向组件进入制冷喷射器500的制冷剂混合增压后进入气液分离器600，提高了进入气液分离器600中的制冷剂气体压力，提高压缩机100的吸气压力，降低压缩机100的压缩比，降低压缩机100的排气温度，从而降低压缩机100的功率，整体提高热泵系统的能效。

本发明热泵系统的制热喷射器400以及制冷喷射器500分别根据制热工况以及制冷工况的需求设计，能够适应制热工况以及制冷工况的需求，热泵系统根据工况条件通过第一换向组件及第二换向组件切换制热喷射器400或制冷喷射器500进入循环，能够分别通过制热喷射器400以及制冷喷射器500回收膨胀功，提高压缩机100的吸气压力，降低压缩机100的压缩比，降低压缩机100的排气温度，从而降低压缩机100的功率，整体提高热泵系统的能效。

请继续参阅图1所示，实施例一的热泵系统的第一换向组件包括第一四通阀810、第一制热阀门820以及第一制冷阀门830。第一四通阀810的第一阀口、第二阀口以及第三阀口分别与压缩机100的排气口、第一换热器200的第一端口、第二换热器300的第一端口连通。第一四通阀810的第四阀口通过第一制热阀门820与制热喷射器400的引射口连通，第一四通阀810的第四端口通过第一制冷阀门830与制冷喷射器500的引射口连通。

通过第一制热阀门820和第一制冷阀门830，使第一四通阀810的第四阀口择一地与制热喷射器400的引射口、制冷喷射器500的引射口连通，从而使喷射器的性能参数与热泵的工况匹配。

可选地，第一制热阀门820、第一制冷阀门830为单向阀，单向阀的设置使制冷剂由第一四通阀810的第四阀口向制热喷射器400、制冷喷射器500单向流动。单向阀的导通和截止能够根据单向阀两端的压力差自动调整，无需过多进行控制。

当然，在其他实施例中，第一制热阀门820、第一制冷阀门830也可以选用其他类型的阀门组件，通过控制阀门组件的通断以控制制冷剂是否通过该阀门组件。

作为一种可选实施方式，第二换向组件包括第一阀门910和第二阀门920。第一阀门910设置于第一换热器200的第二端口与节流装置700的出口之间，第一阀门910与第一换热器200的第二端口之间与制热喷射器400的入口连通。第二阀门920设置于第二换热器300的第二端口与节流装置700的出口之间，第二阀门920与第二换热器300的第二端口之间与制冷喷射器500的入口连通。

当热泵系统处于制热模式时，第一阀门910断开，第二阀门920接通，从第一换热器200流出的制冷剂进入制热喷射器400中，从节流装置700流出的制冷剂进入第二换热器300中。

当热泵系统处于制冷模式时，第一阀门910接通，第二阀门920断开，从第二换热器300流出的制冷剂进入制冷喷射器500中，从节流装置700流出的制冷剂进入第一换热器200中。

可选地，第一阀门910、第二阀门920为单向阀。单向阀的入口均与节流装置700的出口连通，单向阀的出口分别与第一换热器200的第二端口以及第二换热器300的第二端口连通，从而使制冷剂从节流装置700流向第一换热器200或第二换热器300定向流动。同时，单向阀的导通和截止能够根据单向阀两端的压力差自动调整，无需过多进行控制。

当然，在其他实施例中，第一阀门910、第一阀门910也可以选用其他类型的阀门组件，通过控制阀门组件的通断以控制制冷剂是否通过该阀门组件。

作为一种可选实施方式，制热喷射器400的出口与气液分离器600的入口之间设有制热喷射阀门410，制冷喷射器500的出口与气液分离器600的入口之间设有制冷喷射阀门510。

可选地，制热喷射阀门410、制冷喷射阀门510为单向阀。制热喷射阀门410的入口与制热喷射器400的出口连通，制冷喷射阀门510的入口与制冷喷射器500的出口连通，使制冷剂由制热喷射器400向制热喷射阀门410、由制冷喷射器500向制冷喷射阀门510定向流动。同时，单向阀的导通和截止能够根据单向阀两端的压力差自动调整，无需过多进行控制。

当然，在其他实施例中，制热喷射阀门410、制冷喷射阀门510也可以选用其他类型的阀门组件，通过控制阀门组件的通断以控制制冷剂是否通过该阀门组件。

为了便于说明，在本发明中，制冷剂循环过程中通过制热喷射器400或制冷喷射器500增压的制冷剂循环过程称为喷射制热循环、喷射制冷循环。

本发明实施例一的热泵系统通过第一换向组件及第二换向组件以及与其连通的制热喷射器、制冷喷射器从而能够提供两种制冷剂循环过程，分别是喷射制热循环、喷射制冷循环。

喷射制热循环：

包括高压制冷剂回路和低压制冷剂回路，其中，第一四通阀810切换至第一阀口d与第二阀口e连通，第三阀口c与第四阀口s连通。

高压制冷剂回路中，制冷剂依次流经压缩机100的排气口、第一四通阀810的第一阀口d和第二阀口e、第一换热器200、制热喷射器400的入口和出口、制热喷射阀门410、气液分离器600的入口和出气口、压缩机100的吸气口。

低压制冷剂回路中，制冷剂依次流经气液分离器600的出液口、节流装置700、第二阀门920、第二换热器300、第一四通阀810的第三阀口c和第四阀口s、第一制热阀门820、制热喷射器400的引射口和出口、气液分离器600的入口。

喷射制冷循环：

包括高压制冷剂回路和低压制冷剂回路，其中，第一四通阀810切换至第一阀口d与第三阀口c连通，第二阀口e与第四阀口s连通。

高压制冷剂回路中，制冷剂依次流经压缩机100的排气口、第一四通阀810的第一阀口d和第三阀口c、第二换热器300、制冷喷射器500的入口和出口、制冷喷射阀510、气液分离器600的入口和出气口、压缩机100的吸气口。

低压制冷剂回路中，制冷剂依次流经气液分离器600的出液口、节流装置700、第一阀门910、第一换热器200、第一四通阀810的第二阀口e和第四阀口s、第一制冷阀门830、制冷喷射器500的引射口和出口、气液分离器600入口。

在喷射制热循环、喷射制冷循环中，当第一制热阀门820、第一制冷阀门830、第一阀门910、第二阀门920、制热喷射阀门410、制冷喷射阀门510为单向阀时，热泵系统的制热与制冷切换仅需按照常规的方式控制第一四通阀810即可，单向阀的导通和截止能够根据单向阀两端的压力差自动调整。

请参阅图2所示，本发明实施例二的热泵系统与实施例一的热泵系统不同之处在于第二换向组件、第三换向组件及定向阀门610。

在本实施例中，第二换向组件包括第三阀门1010、第四阀门1020、第五阀门1030、第六阀门1040、第二制热阀门1120和第二制冷阀门1130。第三阀门1010的入口与第一换热器200的第二端口连通，第三阀门1010的出口通过第二制热阀门1120与制热喷射器400的入口连通；第四阀门1020的入口与节流装置700的出口连通，第四阀门1020的出口与第一换热器200的第二端口连通；第五阀门1030的入口与第二换热器300的第二端口连通，第五阀门1030的出口通过第二制冷阀门1130与制冷喷射器500的入口连通；第六阀门1040的入口与节流装置700的出口连通，第六阀门1040的出口与第二换热器300的第二端口连通。

通过第三阀门1010、第四阀门1020、第五阀门1030、第六阀门1040、第二制热阀门1120以及第二制冷阀门1130的相互配合，使制冷剂根据对应的工况分别通过制热喷射器400循环或通过制冷喷射器500循环。

为了便于说明，在本发明中，制冷剂循环过程中通过制热喷射器400或制冷喷射器500增压的循环过程称为喷射制热循环、喷射制冷循环。

作为一种可选实施方式，制热系统还包括第三换向组件，第三阀门1010的出口以及第五阀门1030的出口还通过第三换向组件与节流装置700的入口连通。

即通过第三换向组件，能够切换通过第二换向组件的制冷剂的流向，增加制冷剂避免通过制热喷射器400、制冷喷射器500而制热、制冷的工况。即通过第三换向组件，增加常规制热循环和常规制冷循环并能够使热泵系统在喷射制热循环、喷射制冷循环与常规制热循环、常规制冷循环转换，增加了热泵系统的工况种类和调控范围。

可选地，第三换向组件包括第七阀门620，第七阀门620的入口与第三阀门1010的出口以及第五阀门1030的出口连通，第七阀门620的出口与节流装置700的入口连通。例如，第七阀门620可以是电磁阀。通过控制第七阀门620的通断从而能够使制冷剂避过制热喷射器400以及制热喷射器400进行循环。

作为一种可选实施方式，气液分离器600的出液口与节流装置700的入口之间设有定向阀门610，定向阀门610可以是单向阀。通过设置有定向阀门610，能够避免第三换向组件导向节流装置700的制冷剂向气液分离器600方向流动。需要说明的是，第三换向组件与节流装置700的入口的连接点位于定向阀门610的出口与节流装置700入口之间。

本发明实施例二的热泵系统还通过第三换向组件提供避让制热喷射泵、制冷喷射泵的制冷剂循环过程，从而能够提供四种制冷剂循环过程，分别是喷射制热循环、喷射制冷循环、常规制热循环和常规制冷循环。

喷射制热循环：

包括高压制冷剂回路和低压制冷剂回路，其中，第一四通阀810切换至第一阀口d与第二阀口e连通，第三阀口c与第四阀口s连通，第三换向组件断开；第二制冷阀门1130断开，第二制热阀门1120打开。

高压制冷剂回路中，制冷剂依次流经压缩机100的排气口、第一四通阀810的第一阀口d和第二阀口e、第一换热器200、第三阀门1010、第二制热阀门1120、制热喷射器400的入口和出口、制热喷射阀门410、气液分离器600的入口和出气口、压缩机100的吸气口。

低压制冷剂回路中，制冷剂依次流经气液分离器600的出液口、定向阀门610、节流装置700、第六阀门1040、第二换热器300、第一四通阀810的第三阀口c和第四阀口s、第一制热阀门820、制热喷射器400的引射口和出口、气液分离器600的入口。

喷射制冷循环：

包括高压制冷剂回路和低压制冷剂回路，其中，第一四通阀810切换至第一阀口d与第三阀口c连通，第二阀口e与第四阀口s连通，第三换向组件断开，第二制冷阀门1130打开，第二制热阀门1120断开。

高压制冷剂回路中，制冷剂依次流经压缩机100的排气口、第一四通阀810的第一阀口d和第三阀口c、第二换热器300、第五阀门1030、第二制冷阀门1130、制冷喷射器500的入口和出口、制冷喷射阀门510、气液分离器600的入口和出气口、压缩机100的吸气口。

低压制冷剂回路中，制冷剂依次流经气液分离器600的出液口、定向阀门610、节流装置700、第四阀门1020、第一换热器200、第一四通阀810的第二阀口e和第四阀口s、第一制冷阀门830、制冷喷射器500的引射口和出口、气液分离器600入口。

常规制热循环：

第一四通阀810切换至第一阀口d与第二阀口e连通，第三阀口c与第四阀口s连通，第三换向组件接通，第三制冷阀门1130断开和第二制热阀门1120断开。

制冷剂依次流经压缩机100的排气口、第一四通阀810的第一阀口d和第二阀口e、第一换热器200、第三阀门1010、第三换向组件、节流装置700、第六阀门1040、第二换热器300、第一四通阀810的第三阀口c和第四阀口s、第一制热阀门820、制热喷射器400的引射口和出口、制热喷射阀门410、、气液分离器600的入口。

常规制冷循环：

第一四通阀810切换至第一阀口d与第三阀口c连通，第二阀口e与第四阀口s连通，第三换向组件接通，第二制冷阀门1130和第二制热阀门1120断开。

制冷剂依次流经压缩机100的排气口、第一四通阀810的第一阀口d和第三阀口c、第二换热器300、第五阀门1030、第三换向组件、节流装置700、第四阀门1020、第一换热器200、第一四通阀810的第二阀口e和第四阀口s、第一制冷阀门830、制冷喷射器500的引射口和出口、制冷喷射阀门510、气液分离器600入口。

在本发明描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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。