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，不像电子膨胀阀或者毛细管一样可以反向工作，且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，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+1个单向阀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。但某些运行工况下，喷射循环的效果甚至比常规的热泵循环要差。

技术实现要素：

基于此，有必要针对热泵系统无法充分利用喷射器提高制热能效问题，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、喷射器、气液分离器、节流装置、第一换向组件第二换向组件以及第三换向组件；

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、所述喷射器的引射口连通；

所述第一换热器的第二端口通过所述第二换向组件分别与所述节流装置的出口、所述喷射器的入口连通；

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、所述喷射器的引射口连通；

所述第二换热器的第二端口通过所述第二换向组件分别与所述节流装置的出口、所述喷射器的入口连通；

所述气液分离器的入口与所述喷射器的出口连通，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入口连通；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；

所述第二换向组件通过所述第三换向组件与所述喷射器的入口连通；

所述第二换向组件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，所述第一换向组件包括第一四通阀，

所述第一四通阀的四个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以及所述喷射器的引射口连通。

在其中的一个实施例中，所述第二换向组件包括第二四通阀，所述第二四通阀的四个阀口分别与所述第一换热器的第二端口、所述第二换热器的第二端口、所述喷射器的入口以及所述节流装置的出口连通。

在其中的一个实施例中，所述第二换向组件包括第一阀门、第二阀门、第三阀门以及第四阀门；

所述第一阀门的入口与所述第一换热器的第二端口连通，所述第一阀门的出口与所述喷射器的入口连通；

所述第二阀门的入口与所述节流装置的出口连通，所述第二阀门的出口与所述第一换热器的第二端口连通；

所述第三阀门的入口与所述第二换热器的第二端口连通，所述第三阀门的出口与所述喷射器的入口连通；

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二换热器的第二端口连通。

在其中的一个实施例中，所述第一阀门为电磁阀或单向阀；所述第二阀门为电磁阀或单向阀；所述第三阀门为电磁阀或单向阀；以及所述第四阀门为电磁阀或单向阀。

在其中的一个实施例中，所述第三换向组件包括三通阀，所述三通阀的三个阀口分别与所述第二换向组件、所述喷射器的入口以及所述节流装置的入口连通。

在其中的一个实施例中，所述第三换向组件包括第五阀门以及第六阀门；

所述第五阀门的入口与所述第二换向组件连通，所述第五阀门的出口与所述喷射器的入口连通；

所述第六阀门的入口与所述第二换向组件连通，所述第六阀门的出口与所述节流装置的入口连通。

在其中的一个实施例中，所述第五阀门为电磁阀；以及所述第六阀门为电磁阀。

上述热泵系统，通过第二换向组件配合第一换向组件以及第三换向组件，能够使热泵系统在制冷、制热、喷射制冷以及喷射制热工况之间方便切换，使得热泵系统可以根据运行工况选择适宜的运行工况，使得系统运行更高效，比如根据热泵系统运行的高低压差来决定运行模式的选择。同时，能够通过喷射器提高热泵系统的能效。特别是在低温条件下制热时，通过喷射器回收膨胀功，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。

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和图2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、喷射器400、气液分离器500、节流装置600、第一换向组件、第二换向组件以及第三换向组件。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。

请继续参阅图1所示，在本发明热泵系统实施例一中，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、喷射器400的引射口连通，第一换热器200的第二端口通过第二换向组件分别与节流装置600的出口、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、喷射器400的引射口连通，第二换热器300的第二端口通过第二换向组件分别与节流装置600的出口、喷射器400的入口连通；气液分离器500的入口与喷射器400的出口连通，气液分离器500的出气口与压缩机100的吸气口连通，气液分离器500的出液口与节流装置600的入口连通。

在本发明实施例中，节流装置600选用膨胀阀。在其他实施例中，节流装置600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400具有混合部和扩散部，喷射器400的入口和引射口接入混合部，喷射器400的出口接入扩散部。高压制冷剂通过入口进入喷射器400，并将低压制冷剂通过引射口吸入喷射器400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喷射器400的入口，再通过喷射器400进入气液分离器500中气液分离。分离出的气态制冷剂通过与气液分离器500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500的出液口进入节流装置600，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喷射器400的制冷剂混合增压后进入气液分离器500，提高了进入气液分离器500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喷射器400的入口，再通过喷射器400进入气液分离器500中气液分离。分离出的气态制冷剂通过与气液分离器500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500的出液口进入节流装置600，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喷射器400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喷射器400的制冷剂混合增压后进入气液分离器500，提高了进入气液分离器500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。

本发明的热泵系统通过第二换向组件配合第一换向组件，能够使热泵系统在喷射制冷与喷射制热工况之间方便切换，能够通过喷射器400提高热泵系统的能效，拓宽喷射器400在制冷工况的适用范围，提高制热工况的能效。

特别是在低温条件下制热时，例如冬天寒冷季节制热时，通过喷射器400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。

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

进一步地，第二换向组件通过第三换向组件与喷射器400的入口连通，第二换向组件还通过第三换向组件与节流装置600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喷射器400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。

进一步地，气液分离器500的出液口与节流装置600的入口之间设有定向阀门510，该定向阀门510可以是单向阀也可以是电磁阀。通过设置有定向阀门510，能够避免第三换向组件导向节流装置600的制冷剂向气液分离器500方向流动。需要说明的是，第三换向组件与节流装置600入口的连接点位于定向阀门510的出口与节流装置600入口之间。

作为一种可选实施方式，第一换向组件包括第一四通阀700，第一四通阀700的四个阀口分别与压缩机100的排气口、第一换热器200的第一端口、第二换热器300的第一端口以及喷射器400的引射口连通。例如，第一四通阀700的四个阀口分别为第一阀口d、第二阀口e、第三阀口c和第四阀口s，第一阀口d与压缩机100的排气口通过管道连通，第二阀口e与第一换热器200的第一端口通过管道连通，第三阀口c与第二换热器300的第一端口通过管道连通，第四阀口s与喷射器400的引射口通过管道连通。

作为一种可选实施方式，第二换向组件包括第二四通阀800，第二四通阀800的四个阀口分别与第一换热器200的第二端口、第二换热器300的第二端口、喷射器400的入口以及节流装置600的出口连通。例如，第二四通阀800的四个阀口分别为第五阀口k、第六阀口h、第七阀口i和第八阀口j，第五阀口k与第一换热器200的第二端口通过管道连通，第六阀口h与第二换热器300的第二端口通过管道连通，第七阀口i与喷射器400的入口通过管道连通，第八阀口j与节流装置600的出口通过管道连通。

可选地，当热泵系统设有第三换向组件时，第七阀口i与喷射器400的入口之间的管道上设置第三换向组件。

进一步地，第三换向组件包括第五阀门910以及第六阀门920。可选地，第五阀门910可以是电磁阀，第六阀门920可以是电磁阀。在本实施例中，第五阀门910和第六阀门920均为电磁阀。

第五阀门910的入口与第二换向组件连通，第五阀门910的出口与所述喷射器400的入口连通，第六阀门920的入口与第二换向组件连通，第六阀门920的出口与节流装置600的入口连通。

即通过第二换向组件的第七阀口i的制冷剂可通过第三换向组件分流为两路，并可通过控制第五阀门910和第六阀门920控制制冷剂的流向，使制冷剂在循环过程中绕过喷射器400，提供常规制热循环和常规制冷工循环。

本发明实施例一的热泵系统通过第一四通阀700、第二四通阀800以及由两个电磁阀组成的第三换向组件900控制热泵系统中制冷剂的流向，使热泵系统中制冷剂循环过程分为四类，分别为喷射制热循环、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700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。第二四通阀800切换至第五阀口k与第七阀口i连通，第六阀口h与第八阀口j连通。第三换向组件的第五电磁阀接通，第六电磁阀断开。

高压制冷剂回路中，制冷剂依次流经压缩机100排气口、第一四通阀700的第一阀口d和第二阀口e、第一换热器200、第二四通阀800的第五阀口k和第七阀口i、第三换向组件的第五阀门910、喷射器400的入口和出口、气液分离器500的入口和出气口、压缩机100吸气口。

低压制冷剂回路中，制冷剂依次流经气液分离器500的出液口、单向阀510、节流装置600、第二四通阀800的第八阀口j和第六阀口h、第二换热器300、第一四通阀700的第三阀口c和第四阀口s、喷射器400的引射口和出口、气液分离器500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700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。第二四通阀800切换至第五阀口k与第八阀口j连通，第六阀口h与第七阀口i连通。第三换向组件的第五电磁阀接通，第六电磁阀断开。

高压制冷剂回路中，制冷剂依次流经压缩机100排气口、第一四通阀700的第一阀口d和第三阀口c、第二换热器300、第二四通阀800的第六阀口h和第七阀口i、第三换向组件的第五阀门910、喷射器400的入口和出口、气液分离器500的入口和出气口、压缩机100吸气口。

低压制冷剂回路中，制冷剂依次流经气液分离器500的出液口、单向阀510、节流装置600、第二四通阀800的第八阀口j和第五阀口k、第一换热器200、第一四通阀的第二阀口e和第四阀口s、喷射器400的引射口和出口、气液分离器500入口。

常规制热循环：

第一四通阀700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。第二四通阀800切换至第五阀口k与第七阀口i连通，第六阀口h与第八阀口j连通。第三换向组件的第五电磁阀断开，第六电磁阀接通。

制冷剂依次流经压缩机100排气口、第一四通阀700的第一阀口d和第二阀口e、第一换热器200、第二四通阀800的第五阀口k和第七阀口i、第三换向组件的第六阀门920、节流装置600、第二四通阀800的第八阀口j和第六阀口h、第二换热器300、第一四通阀700的第三阀口c和第四阀口s、喷射器400的引射口和出口、气液分离器500入口和出气口、压缩机100的吸气口。此时，由于存在反向压差导致单向阀510截止。

常规制冷循环：

第一四通阀700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。第二四通阀800切换至第五阀口k与第八阀口j连通，第六阀口h与第七阀口i连通。第三换向组件的第五电磁阀断开，第六电磁阀接通。

制冷剂依次流经压缩机100排气口、第一四通阀700的第一阀口d和第三阀口c、第二换热器300、第二四通阀800的第六阀口h和第七阀口i、第三换向组件的第六阀门920、节流装置600、第二四通阀800的第八阀口j和第五阀口k、第一换热器200、第一四通阀700的第二阀口e和第四阀口s、喷射器400的引射口和出口、气液分离器500入口和出气口、压缩机100吸气口。此时，由于存在反向压差导致单向阀510截止。

请继续参阅图2所示，本发明热泵系统实施例二与实施例一的不同之处在于第二换向组件以及第三换向组件。第二换向组件包括第一阀门810、第二阀门820、第三阀门830和第四阀门840，第三换向组件包括三通阀900。

需要说明的是，在其他实施例中，第一换向组件、第二换向组件以及第三换向组件可以采用不同的组合方式实现其换向目的。例如，第二换向组件由若干电磁阀或单向阀组成，第三换向组件由若干电磁阀或者单向阀组成，不同的组合方式并不影响本发明换向的目的及效果，当然，在具体的实施过程中，可以考虑控制的简单、方便或精度选择不同的组合方式。

在本实施例中，第一阀门810的入口与第一换热器200的第二端口连通，第一阀门810的出口与喷射器400的入口连通。第二阀门820的入口与节流装置600的出口连通，第二阀门820的出口与第一换热器200的第二端口连通。第三阀门830的入口与第二换热器300的第二端口连通，第三阀门830的出口与喷射器400的入口连通。第四阀门840的入口与节流装置600的出口连通，第四阀门840的出口与第二换热器300的第二端口连通。

即通过控制第一阀门810、第二阀门820、第三阀门830和第四阀门840，能够切换第一换热器200的第二端口分别与喷射器400的入口、节流装置600的出口连通状态，也能够切换第二换热器300的第二端口分别与喷射器400的入口、节流装置600的出口连通状态。

可选地，第一阀门810可以是电磁阀或单向阀，第二阀门820可以是电磁阀或单向阀，第三阀门830可以是电磁阀或单向阀，第四阀门840可以是电磁阀或单向阀。

在本实施例中，第一阀门810、第二阀门820、第三阀门830和第四阀门840均为单向阀。其中，第一阀门810的入口与第二阀门820的出口通过第一换向点n连通，第一换向点n还与第一换热器200的第二端口连通。第一阀门810的出口与第三阀门830的出口通过合流点p连通，合流点p还与第三换向组件连通。第二阀门820的入口与第四阀门840的入口通过分流点r连通，分流点r还与节流装置600的出口连通。第三阀门830的入口与第四阀门840的出口通过第二换向点m连通，第二换向点m还与第二换热器300的第二端口连通。

可选地，第二换向组件中单向阀内制冷剂的导流，可以是通过每个单向阀两端的压力差来决定导通或者截止。鉴于单向阀、四通阀的导通、截止功能属于本领域的公知常识，本发明实施例中无需对实施例中具体单向阀的导通或者截止进行更详细的原理性说明。

当第二换向组件中的第一阀门810、第二阀门820、第三阀门830和第四阀门840均为单向阀时，单向阀通过每个单向阀两端的压力差来决定导通或者截止。即在本实施例中，仅需要控制第一换向组件的第一四通阀700和第三换向组件的三通阀900，即可控制制冷剂不同的循环过程，实现多种工况的转换。

当然，在其他实施例中，也可以通过控制器控制电磁阀的导通或截止。

在本实施例中，三通阀900的三个阀口分别与第二换向组件、喷射器400的入口、节流装置600的入口连通。

例如，三通阀900的三个阀口分别为第九阀口o、第十阀口a和第十一阀口b，第九阀口o与第二换向组件的第三阀门830通过管道连通，即与合流点p连通。第十阀口a与喷射器400的入口通过管道连通，第十一阀口b与节流装置600的入口通过管道连通。即在本实施例中，第二换向组件的第三阀门830通过第三换向组件分别与喷射器400的入口、节流装置600的入口连通。

通过第二换向组件的第三阀门830的制冷剂可通过三通阀900分流为两路，并可通过控制三通阀900中三个阀口的通断，控制制冷剂的流向，使制冷剂在制冷工况或制热工况的循环过程中绕过喷射器400，提供常规制热工况和常规制冷工况。

本发明实施例二的热泵系统通过第一换向组件、第二换向组件以及第三换向组件控制热泵系统中制冷剂的流向，使热泵系统中制冷剂循环过程分为四类，分别为喷射制热循环、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700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。第三换向组件的单通阀的第九阀口o与第十阀口a接通。

高压制冷剂回路中，制冷剂依次流经压缩机100排气口、第一四通阀700的第一阀口d和第二阀口e、第一换热器200、第一换向点n、第一阀门810、合流点p、三通阀900的第九阀口o和第十阀口a、喷射器400的入口和出口、气液分离器500的入口和出气口、压缩机100吸气口。

低压制冷剂回路中，制冷剂依次流经气液分离器500的出液口、单向阀510、节流装置600、分流点r、第四阀门840、第二换向点m、第二换热器300、第一四通阀700的第三阀口c和第四阀口s、喷射器400的引射口和出口、气液分离器500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700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。第三换向组件的单通阀的第九阀口o与第十阀口a接通。

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700的第一阀口d和第三阀口c、第二换热器300、第二换向点m、第三阀门830、合流点p、三通阀900的第九阀口o和第十阀口a、喷射器400的入口和出口、气液分离器500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500的出液口、单向阀510、节流装置600、分流点r、第二阀门820、第一换向点n、第一换热器200、第一四通阀700的第二阀口e和第四阀口s、喷射器400的引射口和出口、气液分离器500入口。

常规制热循环：

第一四通阀700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。第三换向组件的单通阀的第九阀口o与第十一阀口b接通。

制冷剂依次流经压缩机100排气口、第一四通阀700的第一阀口d和第二阀口e、第一换热器200、第一换向点n、第一阀门810、合流点p、三通阀900的第九阀口o和第十一阀口b、节流装置600、分流点r、第四阀门840、第二换向点m、第二换热器300、第一四通阀700的第三阀口c和第四阀口s、喷射器400的引射口和出口、气液分离器500入口和出气口、压缩机100吸气口。此时，由于存在反向压差导致单向阀510截止。

常规制冷循环：

第一四通阀700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。第三换向组件的单通阀的第九阀口o与第十一阀口b接通。

制冷剂依次流经压缩机100排气口、第一四通阀700的第一阀口d和第三阀口c、第二换热器300、第二换向点m、第三阀门830、合流点p、三通阀900的第九阀口o和第十一阀口b、节流装置600、分流点r、第二阀门820、第一换向点n、第一换热器200、第一四通阀700的第二阀口e和第四阀口s、喷射器400的引射口和出口、气液分离器500入口和出气口、压缩机100吸气口。此时，由于存在反向压差导致单向阀510截止。

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。