熱泵系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種熱泵系統，包括制冷干路和多個制冷支路，其中，所述制冷干路包括壓縮機單元，每一個所述制冷支路包括盤管單元、蒸發器單元、換向單元以及節流裝置單元，所述盤管單元與所述蒸發器單元的數量相同，所述制冷干路的壓縮機單元與每個所述制冷支路的換向單元連接，向所述換向單元輸送高溫高壓氣體，并接收來自所述換向單元的氣體，所述換向單元接收到來自所述壓縮機單元的高溫高壓氣體后，根據所述熱泵系統所處的工作模式將接收到的高溫高壓氣體輸送至所述盤管單元或者輸送至所述蒸發器單元。根據本發明的熱泵系統，采用換向單元控制高溫高壓氣體的流向，節省了整個熱泵系統的成本，并且能夠進行分步化霜。
【專利說明】熱泵系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及熱泵系統【技術領域】，尤其涉及一種熱泵系統。
【背景技術】
[0002]熱泵系統在制熱時從室外環境中吸收低品位的熱能，然后將熱量輸送到室內側，滿足人們在冬季取暖，以及使用熱水等需求。當熱泵系統的蒸發器的表面溫度低于o°c時，空氣中的水分就會在蒸發器表面凝結成霜，所形成的霜層不僅影響傳熱，還會使空氣的流通截面變小，增加空氣阻力，甚至使空氣流通的通道完全阻塞，導致空氣源熱泵系統無法連續制熱。因此，熱泵系統在制熱模式下的化霜控制是一個十分重要的環節。
[0003]目前很多熱泵系統都在采用分步化霜的方式進行化霜。在采用分步化霜的熱泵系統中，所有的盤管都被分解為若干個獨立的呈V形結構的盤管，然后針對每個單獨的V形盤管獨立化霜。在熱泵系統進行制熱時，高溫高壓的氣態制冷劑從分液頭進入V形盤管中。這些高溫高壓的氣態制冷劑把熱量傳遞給霜層將霜層融化后冷凝成液態制冷劑從V形盤管的集氣管中流出，通過一個并聯的角閥和背壓閥裝置部分節流后，直接匯入到吸氣總管上，與來自其它V形盤管中的低壓氣體匯合，再經過一個吸氣側換熱器消耗這部分液態制冷齊U。在這種熱泵系統中，每個V形盤管都單獨配置有膨脹閥和獨立的熱氣噴射電磁閥，并且V形盤管在作為蒸發器使用時還需要配備一個吸氣主閥，整個熱泵系統的構成復雜，不便于日常的維護與維修，并且建立一套這樣的熱泵系統需要大量的經費，成本難以控制。
[0004]因此，就需要一種結構簡單，成本較低，能夠實現分步化霜的熱泵系統。
【發明內容】
[0005]為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種熱泵系統，包括制冷干路和多個制冷支路，其中，所述制冷干路包括壓縮機單元，每一個所述制冷支路包括盤管單元、蒸發器單元、換向單元以及節流裝置單元，所述盤管單元與所述蒸發器單元的數量相同，所述制冷干路的壓縮機單元與每個所述制冷支路的換向單元連接，向所述換向單元輸送高溫高壓氣體，并接收來自所述換向單元的氣體，所述換向單元接收到來自所述壓縮機單元的高溫高壓氣體后，根據所述熱泵系統所處的工作模式將接收到的高溫高壓氣體輸送至所述盤管單元或者輸送至所述蒸發器單元。
[0006]優選地，所述壓縮機單元為一臺壓縮機或者為多臺并聯的壓縮機。
[0007]優選地，所述盤管單元包括多個盤管，所述換向單元為四通換向閥。
[0008]優選地，所述節流裝置單元的數量與所述盤管單元的數量相同，所述節流裝置單元包括一個或者兩個或者多個膨脹閥。
[0009]優選地，所述制冷干路還包括油分離器，所述油分離器的進口與所述壓縮機單元的排氣口連通，接收來自所述壓縮機單元的高溫高壓氣體并進行油氣分離，所述油分離器的出口與所述換向單元連通，向所述換向單元輸送經過油氣分離的高溫高壓氣體。
[0010]優選地，所述油分離器還具有排油口，所述排油口與所述壓縮機單元連通，被所述油分離器分離的油經所述排油口回到所述壓縮機單元，對所述壓縮機單元進行潤滑和能量調節。
[0011]優選地，所述制冷干路還包括干燥過濾器，所述干燥過濾器與每個所述制冷支路的盤管單元和蒸發器單元連通，根據所述熱泵系統所述的工作模式接收來自每個所述制冷支路的盤管單元的液態制冷劑，或者接收來自每個所述制冷支路的蒸發器單元的液態制冷劑。
[0012]優選地，每個所述制冷支路還包括主分液頭，所述主分液頭設置在所述干燥過濾器與所述盤管單元之間。
[0013]優選地，所述制冷干路還包括經濟器，所述經濟器與所述干燥過濾器連通。
[0014]優選地，所述制冷干路還包括中壓罐，所述中壓罐與所述經濟器和所述壓縮機單元的補氣口連通。
[0015]根據本發明的熱泵系統，采用換向單元控制高溫高壓氣體的流向，不需要使用吸氣主閥等部件，在保證了分步化霜功能的前提下節省了整個熱泵系統的成本。
[0016]在
【發明內容】
部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在【具體實施方式】部分中進一步詳細說明。本
【發明內容】
部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。
[0017]以下結合附圖，詳細說明本發明的優點和特征。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]本發明的下列附圖在此作為本發明的一部分用于理解本發明。附圖中示出了本發明的實施方式及其描述，用來解釋本發明的原理。在附圖中，
[0019]圖1為本發明熱泵系統的組成結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]在下文的描述中，給出了大量具體的細節以便提供對本發明更為徹底的理解。然而，對于本領域技術人員來說顯而易見的是，本發明可以無需一個或多個這些細節而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發明發生混淆，對于本領域公知的一些技術特征未進行描述。
[0021]為了徹底了解本發明，將在下列的描述中提出詳細的結構。顯然，本發明的施行并不限定于本領域的技術人員所熟習的特殊細節。本發明的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這些詳細描述外，本發明還可以具有其他實施方式。
[0022]本發明公開了一種熱泵系統，如圖1所示，該熱泵系統包括制冷干路和多個制冷支路。其中，制冷干路主要包括壓縮機單元100，壓縮機單元100可以根據需要只使用一臺壓縮機，或者采用多臺并聯的壓縮機。每一個制冷支路主要包括盤管單元300、蒸發器單元500、換向單元700以及節流裝置單元EX，制冷干路的壓縮機單元100與每個制冷支路的換向單元700連接，通過其排氣口 103向換向單元700輸送高溫高壓氣體，并通過其吸氣口101接收來自換向單元700的氣體。換向單元700將接收到的高溫高壓氣體根據熱泵系統所處的工作模式輸送至盤管單元300或者輸送至蒸發器單元500。通常換向單元700會優選采用四通換向閥，同時每個盤管單元300中都具有多個盤管301，換向單元700輸送至盤管單元300的高溫高壓氣體都會分配至這些盤管301中，高溫高壓氣體在盤管301中釋放熱量后變為液態制冷劑從盤管301中排出。蒸發器單元500的數量設置為與盤管單元300的數量相同，每一個蒸發器單元500都對應地連接有一個盤管單元300，接收來自對應的盤管單元300排出的液態制冷劑。并且，盤管單元300的數量還與節流裝置單元EX相同，以使每個盤管單元300都可以具有相應的節流裝置，每一個節流裝置單元EX可以根據情況包括一個膨脹閥，或者兩個膨脹閥，也可以設置多個膨脹閥。
[0023]本發明提供的熱泵系統采用換向單元700對來自壓縮機單元100的高溫高壓氣體的流向根據工作模式進行控制，不需要再使用吸氣主閥等部件，既保證了分步化霜功能的實現，還節省了整個熱泵系統的成本。
[0024]繼續參考圖1，在本發明的一種優選的實施方式中，在制冷干路上還設置有油分離器200。該油分離器200的進口 201與壓縮機單元100的排氣口 103連通，使壓縮機單元100排出的高溫高壓氣體得以進入油分離器200中。進入油分離器200的高溫高壓氣體經過油氣分離后從油分離器200的出口 203排出流向換向單元700，這樣，進入換向單元700的高溫高壓氣體的油分得到了降低，有助于高溫高壓氣體在盤管301內的熱交換。
[0025]進一步優選地，可以在油分離器200上設置排油口 205，該排油口 205與壓縮機單元100連通，將被油分離器200分離的油提供給壓縮機單元100，這些油在壓縮機單元100內被用來對壓縮機進行潤滑和能量調節，從而保證壓縮機單元100穩定地運轉。
[0026]在本發明的另一種優選的實施方式中，在制冷干路上還設置有干燥過濾器400，該干燥過濾器400與盤管單元300和蒸發器單元500連通，用于根據熱泵系統所處的工作模式對來自盤管單元300的液態制冷劑進行干燥過濾并將經過干燥過濾的液態制冷劑輸送至蒸發器單元500，或者對來自蒸發器單元500的液態制冷劑進行干燥過濾并將經過干燥過濾的液態制冷劑輸送至盤管單元300。
[0027]為了使液態制冷劑能夠均勻地流入盤管單元300的每一個盤管301中，可以在每個制冷支路上設置主分液頭600，該主分液頭600位于干燥過濾器400和盤管單元300之間。流向盤管單元300的液態制冷劑都會先進入節流裝置單元EX的分別設置于兩個制冷支路的第一膨脹閥EXl和第二膨脹閥EX2，然后進入主分液頭600，再從主分液頭600中均勻地分流至盤管單元300的每一個盤管301中。
[0028]本發明的熱泵系統還在制冷干路上設置與干燥過濾器400連接并配合使用的經濟器800，一部分進入經濟器800的液態制冷劑在經濟器800中變為過冷液體，隨后根據熱泵系統所處的工作模式通過節流裝置單元EX的分別設置于兩個制冷支路的第一膨脹閥EXl和第二膨脹閥EX2，將這些過冷液體輸送至蒸發器單元500以及壓縮機單元100的吸氣口 101，或者輸送至盤管單元300和壓縮機單元100的吸氣口 101 ;另一部分液體通過經濟器節流裝置節流后進入經濟器與前一部分液體進行熱交換后變成過熱氣體，可以通過中壓罐900最終進入至壓縮機單元100的補氣口 105。下面結合圖1以具有兩個制冷支路為例說明本發明的熱泵系統在不同工作模式下的工作原理以及分步化霜過程。
[0029]制冷循環:
[0030]在制冷模式下，壓縮機單元100將高溫高壓氣體從其排氣口 103排出，高溫高壓氣體經油分離器200的進口 201進入油分離器200在油分離器200中進行油氣分離。隨后，高溫高壓氣體從油分離器200的出口 203排出，而在油分離器200中分離出的油液可以從油分離器200的排油口 205通過管路和控制閥門回到壓縮機單元100進行潤滑和能量調節。高溫高壓氣體流向每個制冷支路的作為換向單元700使用的四通換向閥并從四通換向閥的排氣接口 701進入四通換向閥。然后從四通換向閥的第一換熱器接口 703排出分別進入每個盤管單元300中的多個盤管301中。高溫高壓氣體在盤管301中進行熱交換后，冷凝為液態制冷劑，從盤管301流出匯集到主分液頭600，由主分液頭600流出經過單向閥與來自另一個盤管單元300的液態制冷劑匯合進入干燥過濾器400，然后再進入經濟器800過冷并分成三條支路。這三條支路中有兩條分別流向與自己處于同一制冷支路中的蒸發器單元500，分別由蒸發器單元500的回流口 501進入各自的蒸發器單元500中，吸收熱量后蒸發為氣體從與回流口 501對應的出氣口 503排出至對應的四通換向閥的第二換熱器接口 707，最終從四通換向閥的吸氣接口 705排出，兩路氣體再次匯合后由壓縮機單元100的吸氣口101進入壓縮機單元100中繼續壓縮，以為下一周期的開始做準備。第三條支路經過經濟器節流裝置后進入經濟器，與高壓液體進行換熱后變成過熱氣體，然后可以通過中壓罐900并最終通過補氣口 105進入壓縮機單元100，也可以通過單向閥后直接從補氣口 105回到壓縮機單元100中。
[0031]制熱循環:
[0032]在制熱模式下，壓縮機單元100同樣先將高溫高壓氣體排出至油分離器200進行油氣分離，而分離出的油液依然可以從油分離器200的排油口 205通過管路和控制閥門回到壓縮機單元100進行潤滑和能量調節。從油分離器200的出口 203排出的高溫高壓氣體從四通換向閥的排氣接口 701進入四通換向閥，然后從第二換熱器接口 707流入對應的蒸發器單元500。按照圖1中所示的實施方式，來自兩個四通換向閥的高溫高壓氣體從蒸發器單元500的氣體管接口 503進入兩個蒸發器單元500中，在進行熱交換后，高溫高壓氣體釋放出熱量變為液態制冷劑從與氣體管接口 503對應的出氣口 501排出，經過單向閥兩個支路匯合為一路進入干燥過濾器400，然后再進入經濟器800過冷后分成三條支路。其中的兩路分別經第一膨脹閥EXl和單向閥以及第二膨脹閥EX2和單向閥進入主分液頭600，由主分液頭600將液態制冷劑均勻地分配至盤管單元300的每一個盤管301中。這些液態制冷劑在盤管301中吸收空氣的熱量后變為過熱氣體從盤管單元300排出，進入四通換向閥的第一換熱器接口 703，并從吸氣接口 705排出與另一四通換向閥排出的過熱氣體匯合，由壓縮機單元100的吸氣口 101進入壓縮機單元100中繼續壓縮，以為下一周期的開始做準備。第三條支路經過經濟器節流裝置節流后進入經濟器中，與高壓液體進行換熱后變成過熱氣體，可以先通過中壓罐900再通過補氣口 105進入壓縮機單元100，也可以通過單向閥直接回到壓縮機單元100中。
[0033]分步化霜循環:
[0034]當熱泵系統處于制熱模式時，本發明提供的熱泵系統的盤管單元300中可以有的進行化霜，有的進行制熱。對于進行化霜的盤管單元300，高溫高壓氣體從四通換向閥的第一換熱器接口 703排出分別進入一個盤管單元300中的多個盤管301中，以融化掉盤管301上的霜層。而另一盤管單元300則進行上述的制熱循環，從而達到了兩個盤管單元300分別進行化霜過程和制熱過程的目的。
[0035]本發明已經通過上述實施例進行了說明，但應當理解的是，上述實施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發明限制于所描述的實施例范圍內。此外本領域技術人員可以理解的是，本發明并不局限于上述實施例，根據本發明的教導還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發明所要求保護的范圍以內。本發明的保護范圍由附屬的權利要求書及其等效范圍所界定。
【權利要求】
1.一種熱泵系統，其特征在于，包括制冷干路和多個制冷支路，其中，所述制冷干路包括壓縮機單元(100)，每一個所述制冷支路包括盤管單元(300)、蒸發器單元(500)、換向單元(700)以及節流裝置單元(EX)，所述盤管單元(300)與所述蒸發器單元(500)的數量相同，所述制冷干路的壓縮機單元(100)與每個所述制冷支路的換向單元(700)連接，向所述換向單元(700)輸送高溫高壓氣體，并接收來自所述換向單元(700)的氣體，所述換向單元(700)接收到來自所述壓縮機單元(100)的高溫高壓氣體后，根據所述熱泵系統所處的工作模式將接收到的高溫高壓氣體輸送至所述盤管單元(300)或者輸送至所述蒸發器單元(500)。
2.按照權利要求1所述的熱泵系統，其特征在于，所述壓縮機單元(100)為一臺壓縮機或者為多臺并聯的壓縮機。
3.按照權利要求1所述的熱泵系統，其特征在于，所述盤管單元(300)包括多個盤管(301)，所述換向單元(700)為四通換向閥。
4.按照權利要求1所述的熱泵系統，其特征在于，所述節流裝置單元(EX)的數量與所述盤管單元(300)的數量相同，所述節流裝置單元(EX)包括一個或者兩個或者多個膨脹閥。
5.按照權利要求1所述的熱泵系統，其特征在于，所述制冷干路還包括油分離器(200)，所述油分離器(200)的進口(201)與所述壓縮機單元(100)的排氣口(103)連通，接收來自所述壓縮機單元(100)的高溫高壓氣體并進行油氣分離，所述油分離器(200)的出口(203)與所述換向單元(700)連通，向所述換向單元(700)輸送經過油氣分離的高溫高壓氣體。
6.按照權利要求5所述的熱泵系統，其特征在于，所述油分離器(200)還具有排油口(205)，所述排油口(205)與所述壓縮機單元(100)連通，被所述油分離器(200)分離的油經所述排油口(205)回到所述壓縮機單元(100)，對所述壓縮機單元(100)進行潤滑和能量調節。
7.按照權利要求1所述的熱泵系統，其特征在于，所述制冷干路還包括干燥過濾器(400)，所述干燥過濾器(400)與每個所述制冷支路的盤管單元(300)和蒸發器單元(500)連通，根據所述熱泵系統所述的工作模式接收來自每個所述制冷支路的盤管單元(300)的液態制冷劑，或者接收來自每個所述制冷支路的蒸發器單元(500)的液態制冷劑。
8.按照權利要求7所述的熱泵系統，其特征在于，每個所述制冷支路還包括主分液頭(600)，所述主分液頭(600)設置在所述干燥過濾器(400)與所述盤管單元(300)之間。
9.按照權利要求7所述的熱泵系統，其特征在于，所述制冷干路還包括經濟器(800)，所述經濟器(800)與所述干燥過濾器(400)連通。
10.按照權利要求9所述的熱泵系統，其特征在于，所述制冷干路還包括中壓罐(900)，所述中壓罐(900)與所述經濟器(800)和所述壓縮機單元(100)的補氣口(105)連通。
【文檔編號】F25B47/02GK103453692SQ201210182746
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年6月5日 優先權日:2012年6月5日
【發明者】李靜, 王利, 杜文濤, 姜愛華, 周月嫻 申請人:江森自控空調冷凍設備(無錫)有限公司, 江森自控科技公司