一種蓄熱型熱泵空調系統及其蓄熱型熱泵空調器的制作方法

本實用新型涉及制冷空調技術領域，特別是涉及一種蓄熱型熱泵空調系統及其蓄熱型熱泵空調器。

背景技術：

空調系統在低溫環境中以熱泵模式運行時，會存在結霜的問題，除霜問題一直是空調行業的研究重點。霜層的形成和影響因素比較復雜，主要影響因素有冷卻面、室外氣候條件以及工作的時間等。空調機在冬季室外溫度很低的環境中使用時，其工質的蒸發溫度很低，空氣中的水分在蒸發器表面極易凝結成霜，尤其在空氣濕度較大的地區結霜的現象尤為明顯。

然而，結霜會加大室外換熱器的風阻，導致換熱器的熱傳導系數下降，隨著蒸發溫度的降低，在一定的冷凝溫度下，熱泵的制熱性能的系數也會相應的降低，從而導致熱能的利用率下降。

技術實現要素：

(一)要解決的技術問題

本實用新型的目的是提供一種蓄熱型熱泵空調系統及其蓄熱型熱泵空調器，以解決現有技術中的空調系統因容易結霜且除霜過程緩慢，從而導致換熱器的熱傳導系數下降，從而影響熱泵的制熱性能、降低熱能的利用率。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，根據本實用新型的第一方面，提供一種蓄熱型熱泵空調系統，包括：室內換熱器、室外換熱器、壓縮機、換向裝置和蓄熱裝置，所述換向裝置包括第一口、第二口、第三口以及第四口，所述第一口與所述壓縮機的第一出口連接，所述第二口與所述室外換熱器連接，所述第三口與所述壓縮機的回氣口連接，所述第四口與所述室內換熱器連接；所述室內換熱器通過節流裝置與所述室外換熱器連接；其中，所述蓄熱裝置設于所述壓縮機的外側，用于吸收并存儲所述壓縮機釋放的熱量；所述蓄熱裝置中設有熱交換管，所述熱交換管通過切換裝置可選擇性地串聯于所述壓縮機的回氣口與所述第三口之間，用于加熱待送回所述壓縮機中的制冷劑。

其中，所述室內換熱器和所述室外換熱器通過第一管路連通，在所述第一管路上設有所述節流裝置，其中，在所述第一管路的對應所述節流裝置的區域構造有旁通管路，在所述旁通管路上設有電磁閥。

其中，所述節流裝置為電子膨脹閥、毛細管或毛細芯。

其中，所述蓄熱裝置包括內筒體和套設在所述內筒體的外側的外筒體，其中，在所述內筒體的外側和所述外筒體的內側之間構造有容納腔，在所述容納腔中填充有能夠吸收并存儲所述壓縮機釋放的熱量的相變蓄熱材料。

其中，所述相變蓄熱材料由石蠟和硫化膨脹石墨組成。

其中，在所述內筒體內安裝有所述壓縮機，所述壓縮機的外側面與所述內筒體的內側面相貼合。

其中，在所述容納腔中還設有能夠加熱所述相變蓄熱材料的電加熱器。

其中，所述換向裝置為四通換向閥，所述切換裝置為三通換向閥。

其中，在所述容納腔中還設有制冷劑輸送管，其中，所述制冷劑輸送管的第一輸送口與所述壓縮機的回氣口相連通，所述制冷劑輸送管的第二輸送口與所述壓縮機的第二出口相連通。

其中，所述制冷劑輸送管構造為從所述容納腔的下端呈螺旋式朝所述容納腔的上端延伸的螺旋輸送管。

根據本實用新型的第二方面，還提供了一種蓄熱型熱泵空調器，包括：蓄熱型熱泵空調系統。

(三)有益效果

本實用新型提供的蓄熱型熱泵空調系統，與現有技術相比，具有如下優點：

本申請的空調系統通過增設蓄熱裝置以實現對壓縮機釋放的熱量的吸收和存儲，以實現對壓縮機釋放的熱量的再利用，以用于加熱待送回壓縮機中的制冷劑，從而不僅提高了熱量的利用率、保證了化霜過程的穩定性、加快了室外機的化霜率，同時，也達到了不停機化霜的效果，提高了低溫制熱下的房間的舒適性。

附圖說明

圖1為本申請的實施例的蓄熱型熱泵空調系統的整體結構示意圖；

圖2為本申請的實施例的蓄熱型熱泵空調器的整體結構示意圖。

圖中，100：空調系統；1：室內換熱器；2：室外換熱器；3：壓縮機；31：壓縮機的第一出口；32：回氣口；33：壓縮機的第二出口；4：四通換向閥；41：第一接口；42：第二接口；43：第三接口；44：第四接口；5：蓄熱裝置；51：內筒體；52：外筒體；6：節流裝置；7：切換裝置；1a：第一管路；1b：旁通管路；8：電磁閥；9：電加熱器；10：制冷劑輸送管；200：蓄熱型熱泵空調器。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。

如圖1所示，圖1示意性地顯示了該空調系統100包括室內換熱器1、室外換熱器2、壓縮機3、換向裝置4、蓄熱裝置5、節流裝置6以及切換裝置7。

在本申請的實施例中，該室內換熱器1位于室內機中，室外換熱器2位于室外機中。

該換向裝置4包括第一接口41、第二接口42、第三接口43以及第四接口44，該第一接口41與壓縮機3的第一出口31連接，第二接口42與室外換熱器2連接，該第三口43與壓縮機3的回氣口32連接，該第四口44與室內換熱器1連接，室內換熱器1通過節流裝置6與室外換熱器2連接。由此，便形成了一個供制冷劑流動的獨立的循環路徑，用于實現空調系統100的制熱、除霜以及制冷的功能。

該蓄熱裝置5設于壓縮機3的外側，用于吸收并存儲壓縮機3釋放的熱量，該蓄熱裝置5中設有熱交換管，該熱交換管通過切換裝置7可選擇性地串聯于壓縮機3的回氣口32與第三接口43之間，用于加熱待送回壓縮機3中的制冷劑。這樣，本申請的空調系統100通過增設蓄熱裝置5以實現對壓縮機3釋放的熱量的吸收和存儲，以實現對壓縮機3釋放的熱量的再利用，以用于加熱待送回壓縮機3中的制冷劑，從而不僅提高了熱量的利用率、保證了化霜過程的穩定性、加快了室外機的化霜率，同時，也達到了不停機化霜的效果，提高了低溫制熱下的房間的舒適性。

如圖1所示，為進一步優化上述技術方案中的空調系統100，在上述技術方案的基礎上，該室內換熱器1和室外換熱器2通過第一管路1a連通，在第一管路1a上設有節流裝置6，其中，在第一管路1a的對應節流裝置6的區域構造有旁通管路1b，在旁通管路1b上設有電磁閥8。具體地，當該空調系統100處于制熱模式時，節流裝置6打開，電磁閥8關閉。當該空調系統100處于除霜模式時，節流裝置6關閉，電磁閥8打開。當完成除霜過程后，電磁閥8關閉，節流裝置6打開，以使得空調系統100繼續處于制熱模式。由此可見，該節流裝置6和電磁閥8的設置，實現了空調系統100處于制熱模式和除霜模式時的管路間的切換。另外，在除霜模式時，制冷劑會通過切換裝置7進入到容納腔53內，以吸收如下所述的相變蓄熱材料的熱量。

為進一步優化上述技術方案中的節流裝置6，在上述技術方案的基礎上，該節流裝置6為電子膨脹閥、毛細管或毛細芯。一則，用于將低溫高壓的制冷劑液體轉變為低溫低壓的制冷劑氣液兩相混合物。二則，用于控制流入到室外換熱器2內的制冷劑的流量。

如圖1所示，為進一步優化上述技術方案中的蓄熱裝置5，在上述技術方案的基礎上，該蓄熱裝置5包括內筒體51和套設在內筒體51的外側的外筒體52，其中，在內筒體51的外側和外筒體52的內側之間構造有容納腔53，在該容納腔53中填充有能夠吸收并存儲壓縮機3釋放的熱量的相變蓄熱材料。也就是說，通過在該容納腔53中填充相變蓄熱材料，從而可以用于吸收壓縮機3釋放的熱量，并將該熱量進行存儲，以對待送回壓縮機3中的制冷劑進行加熱，從而大大地加快了除霜的速度以及提高了除霜的效率。

在一個具體的實施例中，該相變蓄熱材料由石蠟和硫化膨脹石墨組成。由于石蠟和硫化膨脹石墨具有吸熱能力強的特性，因而，能夠充分地將壓縮機3釋放的熱量進行吸收，大大地提高了能量的利用率、避免對環境造成污染，起到了節能環保的作用。

在一個優選的實施例中，在該內筒體51內安裝有壓縮機3，該壓縮機3的外側面與內筒體51的內側面相貼合。這樣，可以充分地吸收壓縮機3釋放的廢熱，使得壓縮機3釋放的廢熱能夠得到充分地利用。

需要說明的是，該蓄熱裝置5中的內筒體51和外筒體52也可為圓柱形、矩形或方形等，此外，該壓縮機3設置的位置也并不僅僅地局限于被內筒體51包圍，也可以是壓縮機3的其中一側面與蓄熱裝置5的蓄熱面相貼合，也就是說，只要該蓄熱裝置5能夠吸收到壓縮機3釋放的熱量即可。

如圖1所示，為進一步優化上述技術方案中的蓄熱裝置5，在上述技術方案的基礎上，在該容納腔53中還設有能夠加熱相變蓄熱材料的電加熱器9。也就是說，當該容納腔53中的熱量較低不足以用于給待送回壓縮機3中的制冷劑進行加熱時，可利用該電加熱器9來對該容納腔53中的相變蓄熱材料進行加熱。容易理解，該電加熱器9與空調系統100的電控部件電連接，通過該電控部件來控制電加熱器9的加熱程度和加熱時間。

在一個具體的實施例中，該換向裝置4為四通換向閥，切換裝置7為三通換向閥。這樣，通過該四通換向閥的設置，能夠很好地實現制熱模式、除霜模式以及制冷模式下的管路中的制冷劑的流向的切換。

通過該三通換向閥的設置，根據空調系統100的運行模式，使得蓄熱裝置5可選擇性地串聯于壓縮機3的回氣口32與第三口43之間。也就是說，當空調系統100處于除霜模式時，通過該三通換向閥實現將蓄熱裝置5串聯于回氣口32與第三口43之間。

在一個實施例中，在該容納腔53中還設有制冷劑輸送管10，其中，該制冷劑輸送管10的第一輸送口與壓縮機3的回氣口32相連通，該制冷劑輸送管10的第二輸送口與壓縮機3的第二出口33相連通。這樣，便實現了壓縮機3與蓄熱裝置5之間的管路的連通。

在另一個實施例中，該制冷劑輸送管10構造為從容納腔53的下端呈螺旋式朝容納腔53的上端延伸的螺旋輸送管。這樣，在完成除霜模式時，制冷劑會從室外換熱器2中流出，并在該切換裝置7的作用下，經壓縮機3的回氣口32進入到螺旋輸送管內，從螺旋輸送管的底端朝頂端流動。由于該制冷劑輸送管10為螺旋輸送管，因而，大大地提高了該制冷劑的加熱時間，同時，也大大地增大了制冷劑與相變蓄熱材料的接觸時間，從而有利于對制冷劑進行高效、快速地加熱。

如圖2所示，根據本實用新型，該提供了一種蓄熱型熱泵空調器200，該蓄熱型熱泵空調器200包括上述蓄熱型熱泵空調系統100。

綜上所述，本申請的空調系統100通過增設蓄熱裝置5以實現對壓縮機3釋放的熱量的吸收和存儲，以實現對壓縮機3釋放的熱量的再利用，以用于加熱待送回壓縮機3中的制冷劑，從而不僅提高了熱量的利用率、保證了化霜過程的穩定性、加快了室外機的化霜率，同時，也達到了不停機化霜的效果，提高了低溫制熱下的房間的舒適性。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。