一种具有两级冷却流路的热泵系统的制作方法

1.本实用新型涉及热泵技术领域，尤其涉及一种具有两级冷却流路的热泵系统。


背景技术：

2.热泵是一种充分利用低品位热能的高效节能装置。热量可以自发地从高温物体传递到低温物体中去，但不能自发地沿相反方向进行。热泵的工作原理就是以逆循环方式迫使热量从低温物体流向高温物体的机械装置，它仅消耗少量的逆循环净功，就可以得到较大的供热量，可以有效地把难以应用的低品位热能利用起来达到节能目的。
3.热泵系统在最早用来制取热水，热泵系统在制热领域表现良好，但是热泵在制冷领域需要进一步优化，制热领域需要加强，同时目前热泵发展前景好，大中型热泵需求日益增加，导致电控系统集成程度、复杂程度高，需要及时降低运行过程中的散热。
4.此外，压缩机排气口温度过高，也需要在热泵运行的各个模式中兼顾这个问题。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种具有两级冷却流路的热泵系统，用闪蒸罐+经济器系统进行高效补气增焓，对制冷剂蒸汽进行二级压缩，提高了压缩机的压缩效率，系统的制热和制热模式均采用补气增焓，提高了高温制冷和低温制热能力，尤其闪蒸罐系统起到进一步气液分离效果，有效的降低的压缩机回液现象。此外，设置了两级冷媒冷却系统，能够对电控系统进行有效散热。并且，该系统可以常年制取生活热水。
6.为了实现上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案：包括依次连接形成冷媒主回路的压缩机、第一换热器、电子四通换向阀、翅片换热器、闪蒸罐、经济器、储液器、第二换热器、气液分离器；其中：
7.所述电子四通换向阀包括控制阀口d、控制阀口s、控制阀口e及控制阀口c；所述压缩机的排气口与第一换热器的冷媒入口端连通，压缩机的吸气口与气液分离器的出口端连通，所述第一换热器的冷媒出口端与控制阀口d连通，所述控制阀口c与翅片换热器的第一端口连通，所述控制阀口s与气液分离器的入口端连通，所述控制阀口e与第二换热器的第一端口连通；
8.所述翅片换热器的第二端口连接设有主管道，所述主管道上连接设有第一管道与储液器的入口端连通；所述储液器的入口端还连接有第三管道与第二换热器的第二端口连通；所述主管道的末端连接设有第二管道，第二管道的另一端连接于所述第三管道上；
9.所述热泵系统还包括电控主板，电控主板的第三端口通过冷却管道与闪蒸罐的第三端口连通，电控主板的第二端口通过第二冷却管道与储液器的出口端连通，电控主板的第四端口通过第四管道与闪蒸罐的第一端口连通，电控主板的第一端口通过第五管道与经济器的第三端口连通；
10.所述经济器的第一端口通过第六管道与闪蒸罐的第二端口连通，经济器的第二端口与第五管道之间连接设有第七管道，经济器的第四端口通过第八管道与闪蒸罐的第四端
口连通；
11.所述电控主板的第一端口与电控主板的第二端口相通；
12.所述经济器的第一端口与经济器的第三端口相通，经济器的第二端口与经济器的第四端口相通；
13.所述第二管道与第四管道之间设有第九管道；
14.所述第四管道上连接设有冷媒补气管与压缩机的中间腔相通；
15.所述热泵系统还包括第一单向阀，设置于主管道的末端上，且适于冷媒从闪蒸罐的第一端口沿第四管道经第九管道至翅片换热器的第二端口的单向流动；第四单向阀，设置于第五管道上，且适于冷媒从电控主板的第一端口到经济器的第三端口的单向流动；第五单向阀，设置于第三管道上且处于第二管道与第三管道连接处与储液器的入口端之间，适于冷媒从主管道经第一管道至储液器的入口端的单向流动；第一过滤器，设置于第八管道上,适于过滤从经济器的第四端口至闪蒸罐的第四端口的冷媒；第二过滤器，设置于第五管道上，适于过滤从经济器的第一端口出来的冷媒；
16.所述热泵系统包括制热水模式、制热模式及制冷模式。
17.作为优选，还包括第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀及第三电子膨胀阀；所述第一电子膨胀阀设置于第八管道上且位于第一过滤器与闪蒸罐的第四端口之间；所述第二电子膨胀阀设置于第四管道上且位于第二管道和第九管道的连接处与闪蒸罐的第一端口之间；所述第三电子膨胀阀设置于第五管道上且位于第四单向阀与经济器的第三端口之间。
18.作为优选，还包括第一节流毛细管，设置于第五管道且位于第五管道和第七管道的连接处与第四单向阀之间。
19.作为优选，所述热泵系统处于制热模式，控制阀口d与控制阀口e连通，控制阀口s与控制阀口c连通，冷媒依次经过压缩机的排气口、第一换热器、控制阀口d、控制阀口e、第二换热器、第五单向阀、储液器、电控主板、第二过滤器并分成主路冷媒与辅路冷媒，其中：
20.主路冷媒沿第七管道依次经过经济器、第一过滤器、第一电子膨胀阀、闪蒸罐、第二电子膨胀阀、第一单向阀、翅片换热器、控制阀口c、控制阀口s、气液分离器、压缩机的吸气口；
21.辅路冷媒继续沿第五管道流动依次经过毛细节流管、第四单向阀、第三电子膨胀阀、经济器的第三端口、经济器的第一端口、冷媒补气管、压缩机的中间腔。
22.作为优选，还包括第二单向阀，设置于第一管道上，且适于冷媒从翅片换热器到储液器的单向流动；第六单向阀，设置于第二管道上，且适于冷媒从闪蒸罐到第二换热器的单向流动。
23.作为优选，所述热泵系统处于制冷模式，控制阀口d与控制阀口c连通，控制阀口s与控制阀口e连通，第一单向阀、第五单向阀关闭；冷媒依次经过压缩机排气口、第一换热器、控制阀口d、控制阀口c、翅片换热器、第二单向阀、储液器、电控主板、第二过滤器并分成主路冷媒与辅路冷媒，其中：
24.主路冷媒沿第七管道依次经过经济器、第一过滤器、第一电子膨胀阀、闪蒸罐、第二电子膨胀阀、第七管道、第二管道、第六单向阀、第二换热器、控制阀口e、控制阀口s、气液分离器、压缩机的吸气口；
25.辅路冷媒继续沿第五管道流动依次经过毛细节流管、第四单向阀、第三电子膨胀
阀、经济器的第三端口、经济器的第一端口、冷媒补气管、压缩机的中间腔。
26.作为优选，还包括电磁阀、第三单向阀、第二节流毛细管及第七单向阀，所述电磁阀设置于第六管道上，所述第三单向阀设置于第六管道上且位于所述第六管道和冷媒补气管的连接处与所述电磁阀之间，适于冷媒从闪蒸罐至冷媒补气管的单向流动；
27.所述电控主板的第三端口与电控主板的第四端口连通；所述第二节流毛细管设置于第四管道上且位于第九管道和第四管道的连接处与电控主板的第四端口之间；所述第七单向阀设置于冷却管道上，所述闪蒸罐、第七单向阀、电控主板及第二节流毛细管构成冷却回路。
28.作为优选，还包括设置于第一换热器侧部的电加热水箱，所述电加热水箱上设有水箱进水口及水箱出水口，所述第一换热器上设有第一换热器出水口及第一换热器进水口，所述第二换热器上设有第二换热器出水口及第二换热器进水口；
29.所述电加热水箱管路依次连接水箱进水口、水箱出水口、第一换热器进水口、第一换热器出水口、第二换热器进水口、第二换热器出水口；所述水箱进水口与第一换热器进水口之间的管道上还设有电磁控制阀，适于控制调节电加热水箱的温度；
30.所述热泵系统处于制热水模式，控制阀口d与控制阀口e连通，其中：
31.冷媒经过压缩机的排气口、第一换热器、控制阀口d、控制阀口e、第二换热器；此时，电加热水箱与第一换热器之间的管道通水与所述冷媒进行热交换制取热水；第二换热器进水口进水并由第二换热器出水口出水，与电加热水箱构成制热水循环。
32.作为优选，所述压缩机为evi压缩机。
33.本实用新型采用上述技术方案，一种具有两级冷却流路的热泵系统，具有制热、制冷以及制热水三种模式。该系统通过对三种模式单独控制，可常年制取生活热水。
34.并且，在该系统中同时使用了闪蒸罐与经济器，在制热与制冷模式中均既由闪蒸罐的第二端口经过电磁阀、第三单向阀、冷媒补气管补气，以及由储液器经电控主板、经济器、第一节流毛细管、第四单向阀、第三电子膨胀阀、经济器的第三端口、经济器的第一端口、冷媒补气管补气，上述两者补气构成联合补气增焓系统，精确调节补气量，从而进行良好的补气和喷液切换，从而充分提高系统的制热、制冷效率，提高了压缩机的压缩效率。
35.此外，由于设置了闪蒸罐，既由闪蒸罐、第七单向阀、第一冷却管道、电控主板、第二节流毛细管构成一个冷却电控主板的冷却回路。而储液器、电控主板、第二过滤器、经济器构成另一个冷却电控主板的冷却流路。上述两条路线构成两级冷媒冷却系统，均可收集逸散的冷量，使系统更加节能、高效、可靠性高，且能够有效对电控主板进行散热，防止由于因热泵系统集成程度过高导致的电控主板高负荷而温度过高问题。
36.再者，在四通阀前增加了第一换热器，该换热器能够与电加热水箱进行热交换，便于常规生活热水的制取，并且由于电加热水箱自身能够制取一定温度的热水，因此电加热水箱能够调节扩宽热水供应温度，提高用户热水需求温度上限。
37.该系统采用制热、制冷、制热水单独控制，控制简单，操作方便，可以满足用户多种需求具有灵活的冷热需求模式，具有高效节能的制冷、制热及制热水模式。
附图说明
38.图1为一种具有两级冷却流路的热泵系统的系统图。
39.图2为一种具有两级冷却流路的热泵系统处于制热模式的冷媒流动及补气示意图。
40.图3为一种具有两级冷却流路的热泵系统处于制冷模式的冷媒流动及补气示意图。
具体实施方式
41.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
42.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
43.此外，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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。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，除非另有明确的限定。
44.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
45.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
46.如图1～3所示的一种具有两级冷却流路的热泵系统，包括依次连接形成冷媒主回路的压缩机1、第一换热器2、电子四通换向阀3、翅片换热器4、闪蒸罐5、经济器6、储液器7、第二换热器8、气液分离器9；其中：
47.所述电子四通换向阀3包括控制阀口d、控制阀口s、控制阀口e及控制阀口c；所述压缩机的排气口10与第一换热器的冷媒入口端11连通，压缩机的吸气口12与气液分离器的出口端13连通，所述第一换热器的冷媒出口端13与控制阀口d连通，所述控制阀口c与翅片换热器的第一端口14连通，所述控制阀口s与气液分离器的入口端15连通，所述控制阀口e与第二换热器的第一端口16连通；
48.所述翅片换热器的第二端口17连接设有主管道18，所述主管道18上连接设有第一
管道19与储液器的入口端20连通；所述储液器的入口端20还连接有第三管道21与第二换热器的第二端口22连通；所述主管道18的末端连接设有第二管道23，第二管道23的另一端连接于所述第三管道21上；
49.所述热泵系统还包括电控主板24，电控主板的第三端口25通过第一冷却管道26与闪蒸罐的第三端口27连通，电控主板的第二端口28通过第二冷却管道29与储液器的出口端30连通，电控主板的第四端口31通过第四管道32与闪蒸罐的第一端口33连通，电控主板的第一端口34通过第五管道35与经济器的第三端口36连通；
50.所述经济器的第一端口37通过第六管道38与闪蒸罐的第二端口39连通，经济器的第二端口40与第五管道35之间连接设有第七管道41，经济器的第四端口42通过第八管道43与闪蒸罐的第四端口44连通；
51.所述电控主板的第一端口34与电控主板的第二端口28相通；
52.所述经济器的第一端口37与经济器的第三端口36相通，经济器的第二端口40与经济器的第四端口42相通；
53.所述第二管道23与第四管道32之间设有第九管道45；
54.所述第四管道32上连接设有冷媒补气管46与压缩机的中间腔47相通；
55.所述热泵系统还包括第一单向阀48，设置于主管道18的末端上，且适于冷媒从闪蒸罐的第一端口33沿第四管道32经第九管道45至翅片换热器的第二端口17的单向流动；第四单向阀49，设置于第五管道35上，且适于冷媒从电控主板的第一端口34到经济器的第三端口36的单向流动；第五单向阀50，设置于第三管道21上且处于第二管道23与第三管道21连接处与储液器的入口端20之间，适于冷媒从主管道18经第一管道19至储液器的入口端20的单向流动；第一过滤器51，设置于第八管道43上,适于过滤从经济器的第四端口42至闪蒸罐的第四端口44的冷媒；第二过滤器52，设置于第五管道35上，适于过滤从经济器的第一端口37出来的冷媒；
56.所述热泵系统包括制热水模式、制热模式及制冷模式。
57.作为优选，该系统还包括第一电子膨胀阀53、第二电子膨胀阀54及第三电子膨胀阀55；所述第一电子膨胀阀53设置于第八管道43上且位于第一过滤器51与闪蒸罐的第四端口44之间；所述第二电子膨胀阀54设置于第四管道32上且位于第二管道23和第九管道45的连接处与闪蒸罐的第一端口33之间；所述第三电子膨胀阀55设置于第五管道35上且位于第四单向阀49与经济器的第三端口36之间。
58.作为优选，该系统还包括第一节流毛细管56，设置于第五管道35且位于第五管道35和第七管道41的连接处与第四单向阀49之间。
59.作为优选，所述热泵系统处于制热模式，控制阀口d与控制阀口e连通，控制阀口s与控制阀口c连通，冷媒依次经过压缩机的排气口10、第一换热器2、控制阀口d、控制阀口e、第二换热器8、第五单向阀50、储液器7、电控主板24、第二过滤器52并分成主路冷媒与辅路冷媒，其中：
60.主路冷媒沿第七管道41依次经过经济器6、第一过滤器51、第一电子膨胀阀53、闪蒸罐5、第二电子膨胀阀54、第一单向阀48、翅片换热器4、控制阀口c、控制阀口s、气液分离器9、压缩机的吸气口12；
61.辅路冷媒继续沿第五管道35流动依次经过第一节流毛细管56、第四单向阀49、第
三电子膨胀阀55、经济器的第三端口36、经济器的第一端口37、冷媒补气管46、压缩机的中间腔47。
62.作为优选，该系统还包括第二单向阀57，设置于第一管道19上，且适于冷媒从翅片换热器4到储液器7的单向流动；第六单向阀58，设置于第二管道23上，且适于冷媒从闪蒸罐5到第二换热器8的单向流动。
63.作为优选，所述热泵系统处于制冷模式，控制阀口d与控制阀口c连通，控制阀口s与控制阀口e连通，第一单向阀48、第五单向阀50关闭；冷媒依次经过压缩机的排气口10、第一换热器2、控制阀口d、控制阀口c、翅片换热器4、第二单向阀57、储液器7、电控主板24、第二过滤器52并分成主路冷媒与辅路冷媒，其中：
64.主路冷媒沿第七管道41依次经过经济器6、第一过滤器51、第一电子膨胀阀53、闪蒸罐5、第二电子膨胀阀54、第七管道41、第二管道23、第六单向阀58、第二换热器8、控制阀口e、控制阀口s、气液分离器9、压缩机的吸气口12；
65.辅路冷媒继续沿第五管道35流动依次经过第一节流毛细管56、第四单向阀49、第三电子膨胀阀55、经济器的第三端口36、经济器的第一端口37、冷媒补气管46、压缩机的中间腔47。
66.作为优选，该系统还包括电磁阀59、第三单向阀60、第二节流毛细管61及第七单向阀62，所述电磁阀59设置于第六管道38上，所述第三单向阀60设置于第六管道38上且位于所述第六管道38和冷媒补气管46的连接处与所述电磁阀59之间，适于冷媒从闪蒸罐5至冷媒补气管46的单向流动；
67.所述电控主板的第三端口25与电控主板的第四端口31连通；所述第二节流毛细管61设置于第四管道32上且位于第九管道45和第四管道32的连接处与电控主板的第四端口31之间；所述第七单向阀62设置于第一冷却管道26上，所述闪蒸罐5、第七单向阀62、电控主板24及第二节流毛细管61构成冷却回路。
68.作为优选，该系统还包括设置于第一换热器2侧部的电加热水箱63，所述电加热水箱63上设有水箱进水口64及水箱出水口65，所述第一换热器2上设有第一换热器出水口66及第一换热器进水口67，所述第二换热器8上设有第二换热器出水口68及第二换热器进水口69；
69.所述电加热水箱63管路依次连接水箱进水口64、水箱出水口65、第一换热器进水口67、第一换热器出水口66、第二换热器进水口69、第二换热器出水口68；所述水箱进水口64与第一换热器进水口67之间的管道上还设有电磁控制阀70，适于控制调节电加热水箱63的温度；
70.所述热泵系统处于制热水模式，控制阀口d与控制阀口e连通，其中：
71.冷媒经过压缩机的排气口10、第一换热器2、控制阀口d、控制阀口e、第二换热器8；此时，电加热水箱63与第一换热器2之间的管道通水与所述冷媒进行热交换制取热水；第二换热器进水口69进水并由第二换热器出水口68出水，与电加热水箱63构成制热水循环。
72.作为优选，所述压缩机1为evi压缩机。
73.在本具体实施例中，一种具有两级冷却流路的热泵系统，具有制热、制冷以及制热水三种模式。该系统通过对三种模式单独控制，可常年制取生活热水。
74.并且，在该系统中同时使用了闪蒸罐5与经济器6，在制热与制冷模式中，既由闪蒸
罐的第二端口经过电磁阀59、第三单向阀60、冷媒补气管46补气，以及由储液器7经电控主板24、经济器6、第一节流毛细管56、第四单向阀49、第三电子膨胀阀55、经济器的第三端口、经济器的第一端口、冷媒补气管46补气，上述两者补气构成联合补气增焓系统，精确调节补气量，从而进行良好的补气和喷液切换，从而充分提高系统的制热、制冷效率，提高了压缩机的压缩效率。
75.此外，由于设置了闪蒸罐5，既由闪蒸罐5、第七单向阀62、第一冷却管道26、电控主板24、第二节流毛细管61构成一个冷却电控主板24的冷却回路。而储液器7、电控主板24、第二过滤器、经济器6构成另一个冷却电控主板24的冷却流路。上述两条路线构成两级冷媒冷却系统，均可收集逸散的冷量，使系统更加节能、高效、可靠性高，且能够有效对电控主板24进行散热，防止由于因热泵系统集成程度过高导致的电控主板高负荷而温度过高问题。
76.再者，在四通阀前增加了第一换热器2，该换热器能够与电加热水箱63进行热交换，便于常规生活热水的制取，并且由于电加热水箱63自身能够制取一定温度的热水，因此电加热水箱63能够调节扩宽热水供应温度，提高用户热水需求温度上限。
77.该系统采用制热、制冷、制热水单独控制，控制简单，操作方便，可以满足用户多种需求具有灵活的冷热需求模式，具有高效节能的制冷、制热及制热水模式。
78.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
79.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。