一种热泵系统的制作方法

本实用新型涉及热泵技术领域，特别是一种热泵系统。

背景技术：

空调系统在低温工况下运行制热模式时，室外换热器上会出现结霜现象，因此需要进行除霜，通常的除霜方式是将四通阀换向，使得空调系统运行化霜模式，利用空调系统自身的冷媒对室外换热器进行除霜。在冷媒的重力作用下，室外换热器的下部会有较多的冷媒，因此室外换热器的下部结霜现象会比较严重，空调系统运行常规的化霜模式不能将位于下部的霜完全清除，导致空调系统在运行制热模式时的效率低，难以满足正常的制热需求。

针对上述问题，现有技术中对空调系统的结构进行了改进，例如，在空调系统运行制热模式时将室外换热器下部管路中的冷媒截止，或者将室内换热器流出的冷媒直接引入室外换热器的下部管路中，然后再经过节流装置节流后引入室外换热器的上部管路中，这种方式虽然能够解决室外换热器下部结霜严重的问题，但由于室外换热器的下部管路中的冷媒为放热，减少了空调系统的制热量。再例如，在压缩机运行制热模式时，将压缩机排出的冷媒直接引入室外换热器的下部管路进行换热，换热后的冷媒直接流回压缩机的吸气口，这种方式也存在着减少空调系统的制热量的问题，并且，由于经室外换热器换热后的冷媒直接回到压缩机的吸气口，容易在管路内形成冷媒冲击，影响空调系统的运行稳定性。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的之一是提供一种在制热模式下能够保证运行效率、降低能效耗损、运行稳定可靠的热泵系统。

为达上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种热泵系统，所述热泵系统的冷媒流路上设置有压缩机、室外换热器、室内换热器和节流元件，还包括用于对所述室外换热器进行化霜的化霜支路，在所述热泵系统运行制热模式时，所述化霜支路的一端能够与所述压缩机的排气管连接，另一端能够接入所述室外换热器的上游侧。

优选地，所述化霜支路的另一端能够接入所述室外换热器与所述节流元件之间的管路中。

优选地，所述化霜支路包括设置在所述室外换热器的底部和/或下部的换热管。

优选地，所述换热管的一端通过第一管路与所述压缩机在制热模式下的排气管路连接，另一端通过第二管路接入所述室外换热器与所述节流元件之间的管路中。

优选地，所述第一管路上设置有第一开关装置；和/或，

所述第二管路上设置有第二开关装置。

优选地，所述换热管的一端还通过第三管路与所述室外换热器在制热模式下的冷媒出口管路连接，所述换热管的另一端还通过第四管路与所述室外换热器在制热模式下的冷媒入口管路连接。

优选地，所述第三管路上设置有第三开关装置；和/或，

所述第四管路上设置有第四开关装置。

优选地，所述热泵系统还包括用于检测所述室外换热器的管温的第一温度检测装置以及设置在所述室外换热器的底部或者下部的第二温度检测装置。

本实用新型提供的热泵系统中设置有用于对室外换热器的底部和/或下部进行化霜的化霜支路，在热泵系统运行制热模式时，化霜支路能够将压缩机的高温排气引入到室外换热器的底部和/或下部对其进行加热，从而避免由于室外换热器的底部及下部化霜不彻底而造成的制热效率低、能耗高的问题，另外，化霜支路将在室外换热器的底部和/或下部进行换热后的冷媒引入室外换热器的上游侧，使得冷媒能够再次进入室外换热器内进行蒸发吸热，一方面保证了制热效率，降低了能效耗损，另一方面能够避免冷媒对管路的冲击，保证热泵系统的运行可靠性。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出本实用新型提供的一种结构形式的热泵系统的结构示意图；

图2示出图1中A处的放大图；

图3示出本实用新型提供的另一种结构形式的热泵系统的结构示意图；

图4示出图3中B处的放大图。

图中，1、压缩机；2、四通阀；3、室外换热器；4、室内换热器；5、电子膨胀阀；6、气液分离器；7、油分离器；8、分流器；9、集气管；10、第一感温包；11、化霜支路；111、第一管路；112、第二管路；113、第三管路；114、第四管路；115、第一电磁阀；116、第二电磁阀；117、第三电磁阀；118、第四电磁阀；119、换热管；12、第二感温包；13、过冷器；14、过冷器电子膨胀阀。

具体实施方式

以下基于实施例对本实用新型进行描述，但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。为了避免混淆本实用新型的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本申请提供了一种热泵系统，如图1和图3所示，热泵系统的冷媒流路上设置有压缩机1、四通阀2、室外换热器3、室内换热器4和节流元件，从而形成冷媒的循环回路，其中，通过四通阀2的换向可以实现热泵系统运行模式的切换。压缩机1的进气管路上设置有用于对冷媒进行气液分离、避免压缩机1吸气带液的气液分离器6，压缩机1的排气管路上设置有将排出的冷媒中的润滑油进行分离的油分离器7。节流元件可以为任意能够对冷媒进行节流的结构，例如可以为毛细管、电子膨胀阀等，其可以仅设置在室外侧，也可以室内侧和室外侧均有设置，在热泵系统运行不同的模式时对不同位置的节流元件进行不同的控制。在本申请中，节流元件为图2和图4中所示的设置在热泵系统的室外侧的电子膨胀阀5。

优选地，室外换热器3内设置有多条并联的冷媒流路，多条并联的冷媒流路在制热模式下的入口端均与分流器8连接，出口端均与集气管9连接，在热泵系统运行制热模式时，冷媒通过分流器8分别流入多条并联的冷媒流路中，换热后的冷媒汇入集气管9，集气管9将汇集的冷媒引出。

在通常的判断室外换热器3是否需要进行化霜的方法中，在室外换热器3上设置有用于检测其管温的第一温度检测装置，例如为图2和图4中所示的第一感温包10，当第一感温包10检测的温度低于第一预定温度时，判断室外换热器3需要进行化霜，此时热泵系统由制热模式切换至化霜模式，四通阀2换向，利用压缩机1排出的高温冷媒对室外换热器3进行化霜，而当第一感温包10检测的温度高于第二预定温度时，判断室外换热器3化霜完毕，此时热泵系统由化霜模式切换回制热模式继续对室内制热。由于冷媒的重力作用，室外换热器3的下部冷媒较多，因此室外换热器3的下部结霜现象比较严重，当第一感温包10检测的温度高于第二预定温度时，下部的霜往往没有彻底清除，针对这一问题，本申请中，设置用于对室外换热器3的底部和/或下部进行化霜的化霜支路11，在热泵系统运行制热模式时，化霜支路11的一端能够与压缩机1的排气管连接，从而将压缩机1的高温排气引入到室外换热器3的底部和/或下部对其进行加热，避免由于室外换热器3的底部及下部化霜不彻底而造成的制热效率低、能耗高的问题。化霜支路11的另一端能够接入室外换热器3的上游侧，从而将在室外换热器3的底部和/或下部进行换热后的冷媒引入室外换热器3的上游侧，使得冷媒能够再次进入室外换热器3内进行蒸发吸热，一方面保证了制热效率，降低了能效耗损，另一方面能够避免冷媒对管路的冲击，保证热泵系统的运行可靠性。当然，可以理解的是，本申请提供的化霜支路11也可以用于对室外换热器3的其他位置进行化霜。

优选地，化霜支路11的另一端能够接入室外换热器3与电子膨胀阀5之间的管路中，与经过电子膨胀阀5节流后的冷媒汇流，然后经分流器8分流至各个冷媒流路中。

优选地，为方便化霜支路11的设置，简化结构，化霜支路11包括设置在室外换热器3的底部和/或下部的换热管119，例如，如图2中所示，利用室外换热器3位于最下部的一条冷媒流路所在的管路作为化霜支路11的换热管119，在图2所示的实施例中，换热管119由四条支管(两排两列)依次连接形成，换热管119的一端(即热泵系统在运行制热模式时的冷媒出口端)经第三管路113与室外换热器3的制热出口管路连接，制热出口管路即热泵系统在运行制热模式时室外换热器3的冷媒出口管路，在图2所示的实施例中，第三管路113与集气管9连接，换热管119的另一端(即热泵系统在运行制热模式时的冷媒入口端)经第四管路114与室外换热器3的制热入口管路连接，制热入口管路即热泵系统在运行制热模式时室外换热器3的冷媒入口管路，在图2所示的实施例中，第四管路114与分流器8连接。换热管119的一端还通过第一管路111与压缩机1在制热模式下的排气管路连接，即热泵系统在运行制热模式时与其排气口相连的管路，可以连接在压缩机1的排气口与四通阀2之间的连接管路上，也可以如图1中所示连接在四通阀2与室内换热器4之间的连接管路上。换热管119的另一端还通过第二管路112接入室外换热器3与电子膨胀阀5之间的管路中。如此，通过控制第一至第四管路的开闭来控制换热管119在热泵系统中的接入位置，进而达到利用化霜支路11对室外换热器3进行化霜的效果。

具体地，在第一管路111上设置有用于控制第一管路111开闭的第一开关装置，例如为图2中所示的第一电磁阀115，类似地，第二管路112上设置有第二开关装置，例如为第二电磁阀116，第三管路113上设置有第三开关装置，例如为第三电磁阀117，第四管路114上设置有第四开关装置，例如为第四电磁阀118。将第一电磁阀115和第二电磁阀116打开，第三电磁117阀和第四电磁阀118关闭时，则化霜支路11能够利用压缩机1排出的高温冷媒对室外换热器3进行化霜，将第一电磁阀115和第二电磁阀116关闭，第三电磁阀117和第四电磁阀118打开时，则化霜支路11中的换热管119可作为室外换热器3的一部分，参与热泵系统的正常制热和制冷过程。由于是利用室外换热器3中的换热管119作为化霜支路11，可方便地在现有的热泵系统上进行改造，减少换热器的设计成本，方便老产品的升级改善。

进一步优选地，在室外换热器3的底部或者下部设置有第二温度检测装置，例如在图2所示的实施例中，在室外换热器3的下部设置有第二感温包12，优选地，在高度方向上，第二感温包12位于构成换热管119的上下两个支管之间，在热泵系统运行制热模式时，可根据第二感温包12检测的温度来控制化霜支路11是否对室外换热器3进行化霜。优选地，第二感温包12靠近室外换热器3的翅片设置，并且距离室外换热器3的翅片预定距离，例如，预定距离为3至7mm，优选为5mm。进一步优选地，第二感温包12的延伸方向与翅片的延伸方向呈预定角度设置，优选地，第二感温包12的延伸方向与翅片的延伸方向相互垂直。具体地，在热泵系统运行制热模式时，当第二感温包12检测的温度低于第三预定温度时，说明室外换热器3的底部结霜比较严重，此时控制化霜支路11对室外换热器3进行化霜，而当第二感温包12检测的温度高于第四预定温度时，说明化霜完成，此时可将化霜支路11重新接回到制热冷媒循环流路中。例如，在图2所示的实施例中，当第二感温包12检测的温度低于第三预定温度时，控制将第一电磁阀115和第二电磁阀116打开，第三电磁阀117和第四电磁阀118关闭，直至第二感温包12检测的温度高于第四预定温度时控制将第一电磁阀115和第二电磁阀116关闭，第三电磁阀117和第四电磁阀118打开。

进一步地，还可根据第一感温包10检测的温度来控制热泵系统进行常规的化霜过程，具体地，当第一感温包10检测的温度低于第一预定温度时，判断室外换热器3需要进行化霜，此时热泵系统由制热模式切换至化霜模式，四通阀2换向，利用压缩机1排出的高温冷媒对室外换热器3进行化霜，而当第一感温包10检测的温度高于第二预定温度时，判断室外换热器3化霜完毕，此时热泵系统由化霜模式切换回制热模式继续对室内制热。在热泵系统运行化霜模式时，第二感温包12可以不工作，直至热泵系统由化霜模式切换至制热模式后才开始工作。

优选地，在电子膨胀阀5与室内换热器4之间还设置有过冷器13，通过过冷器13使冷凝器出来的中温高压液体进一步冷却以送入节流装置节流并制冷，提高热泵系统的运行效率。过冷器13的制热出口具有两条支路，一条支路与电子膨胀阀5连接，另一条支路均能够过冷器电子膨胀阀14回流到过冷器13中，然后引入气液分离器6内。

在替代的实施例中，化霜支路11也可以为一条独立的支路，如图3和图4所示，在室外换热器3的底部单独设置一条换热管119，该换热管119不与分流器8和集气管9连接，换热管119的一端通过第一管路111与压缩机1的制热排气管路连接，可以连接在压缩机1的排气口与四通阀2之间的连接管路上，也可以如图1中所示连接在四通阀2与室内换热器4之间的连接管路上。换热管119的另一端通过第二管路112接入室外换热器3与电子膨胀阀5之间的管路中。第一管路111上设置第一电磁阀115，第二管路112上设置第二电磁阀116。优选地，换热管119的一端连接在压缩机1的排气口与四通阀2之间的连接管路上，如此，使得本实施例中的化霜支路11形成为独立的流路，可根据化霜需求来控制开闭，不受制热模式的影响，即无论热泵系统在何种模式下运行(包括制热模式和化霜模式)，都可利用化霜支路11来进行化霜，在一个具体的实施例中，当热泵系统运行制热模式时，当第二感温包12检测的温度低于第三预定温度时，控制将第一管路111和第二管路112打开，直至第二感温包12检测的温度高于第四预定温度时控制将第一管路111和第二管路112关闭。当热泵系统运行化霜模式时，可直接将第一管路111和第二管路112打开。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本实用新型的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本实用新型的权利要求范围内。