CN207963223U - 一种热泵空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种热泵空调系统，热泵空调系统包括：压缩机(1)；内机换热器(2)、外机换热器(3)和节流装置(4)；冷媒循环回路，将所述压缩机(1)、所述内机换热器(2)、所述外机换热器(3)和所述节流装置(4)进行串联连接；蓄热模块(5)，设置在所述冷媒循环回路中，以在需要蓄热时从冷媒循环回路中的冷媒吸热以储蓄热量，在需要对外机换热器化霜时通过所述蓄热模块对所述冷媒循环回路中的冷媒进行加热。通过本实用新型能够可以在室内热负荷低的时候蓄集系统多余的热量用于化霜，在除霜过程中通过蓄热模块放出热量以进行化霜、此时仍能继续对室内供热，保证房间温度维持不变，提高房间舒适性。

Description

一种热泵空调系统

技术领域

本实用新型属于空调技术领域，具体涉及一种热泵空调系统。

背景技术

现有热泵空调除霜方式主要为制冷循环除霜和热气除霜两种方式。其中制冷循环除霜是通过四通换向阀将系统由制热循环切换到制冷循环除霜，热气除霜是在制热循环下增大膨胀阀流量使高温冷媒进入冷凝器除霜。两种方式除霜过程中均无法对室内进行供热，会造成房间温度下降，影响房间的舒适性。尤其是制冷循环除霜方式，除霜时室内换热器做蒸发器，会吸收室内热量。

由于现有技术中的热泵空调除霜过程中无法对室内进行供热，造成房间温度下降，影响房间舒适性等技术问题，因此本实用新型研究设计出一种热泵空调系统。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的热泵空调除霜过程中无法对室内进行供热，造成房间温度下降，影响房间舒适性的缺陷，从而提供一种热泵空调系统。

本实用新型提供一种热泵空调系统，其包括：

压缩机；

内机换热器、外机换热器和节流装置；

冷媒循环回路，将所述压缩机、所述内机换热器、所述外机换热器和所述节流装置进行串联连接；

蓄热模块，设置在所述冷媒循环回路中，以在需要蓄热时从冷媒循环回路中的冷媒吸热以储蓄热量，在需要对外机换热器化霜时通过所述蓄热模块对所述冷媒循环回路中的冷媒进行加热。

优选地，

所述外机换热器和所述节流装置之间的管路为第一管路，且所述蓄热模块连接设置在所述外机换热器和所述节流装置之间的第一管路上；

或者，所述外机换热器和所述压缩机吸气口之间的管路为第一管路，且所述蓄热模块连接设置在所述第一管路上。

优选地，

所述蓄热模块的两端并联地设置有第一并联管路，所述第一并联管路的一端连接至所述第一管路上位于所述蓄热模块一端的位置、所述第一并联管路的另一端连接至所述第一管路上位于所述蓄热模块另一端的位置，且还包括能够控制所述蓄热模块和所述第一并联管路中的之一连通、另一关闭的第一控制阀。

优选地，

所述第一控制阀为第一三通阀，设置于所述第一并联管路与所述第一管路相接的位置。

优选地，

还包括四通阀，所述四通阀包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端，且所述第一连接端与所述内机换热器相连、所述第二连接端与所述压缩机的排气口连接，所述第三连接端与所述外机换热器相连，所述第四连接端与所述压缩机的吸气口相连。

优选地，

所述四通阀的第二连接端与所述压缩机的排气口之间的连接管路为第二管路，且所述蓄热模块还同时设置在所述第二管路上、使得所述第二管路贯穿所述蓄热模块。

优选地，

所述蓄热模块的两端并联地设置有第二并联管路，所述第二并联管路的一端连接至所述第二管路上位于所述蓄热模块一端的位置、所述第二并联管路的另一端连接至所述第二管路上位于所述蓄热模块另一端的位置，且还包括能够控制所述蓄热模块和所述第二并联管路中的之一连通、另一关闭的第二控制阀。

优选地，

所述第二控制阀为第二三通阀，设置于所述第二并联管路与所述第二管路的位置。

优选地，

所述内机换热器还包括内机风机。

本实用新型提供的一种热泵空调系统具有如下有益效果：

1.本实用新型的热泵空调系统，通过设置蓄热模块，将其设置在所述冷媒循环回路中，以在需要蓄热时从冷媒循环回路中的冷媒吸热以储蓄热量，在需要对外机换热器化霜时通过所述蓄热模块对所述冷媒循环回路中的冷媒进行加热，能够可以在室内热负荷低的时候蓄集系统多余的热量用于化霜，在除霜过程中通过蓄热模块放出热量以进行化霜、此时仍能继续对室内供热，保证房间温度维持不变，提高房间舒适性，同时在室内热负荷高的时候可以优先保证供热需求，四通换向阀无需换向；

2.本实用新型的热泵空调系统，通过设置蓄热模块、压缩机的排气可通过第二控制阀控制是否流经蓄热模块，当室内热负荷小于系统供热能力的时候，压缩机的排气流经蓄热模块，蓄热模块通过吸收压缩机排气热量蓄集系统多余的热量，当室内热负荷大于、或等于系统供热能力的时候，压缩机的排气不流经蓄热模块，压缩机排气直接流进内机换热器给室内供热，从而实现根据载荷大小而选择控制冷媒是否流经蓄热模块、以起到载荷大时不蓄热载荷小时蓄热的作用和效果；

3.本实用新型的热泵空调系统，通过在节流装置与外机换热器之间设置第一控制阀和第一并联管路、或者在所述外机换热器和所述压缩机排气口之间的管路为第一管路，从内机换热器流出的冷媒流经膨胀阀后可通过第一控制阀控制是否先流经蓄热模块，化霜期间，从内机换热器流出的冷媒流经膨胀阀后先进入蓄热模块吸热，然后再流进外机换热器放热除霜，制热期间，从内机换热器流出的冷媒流经膨胀阀后直接流进外机换热器吸热，从而实现是否利用从蓄热模块中吸收热量进行化霜进行有效的控制(常规制热和制冷时关闭该蓄热模块)。

附图说明

图1是本实用新型的热泵空调系统的流程结构示意图；

图2是本实用新型的热泵空调系统制热+蓄热时的流程示意图；

图3是本实用新型的热泵空调系统制热且不蓄热时的流程示意图；

图4是本实用新型的热泵空调系统化霜方式一的流程示意图(制热+化霜+蓄热)；

图5是本实用新型的热泵空调系统化霜方式二的流程示意图(制热+化霜+不蓄热)；

图6是本实用新型的热泵空调系统化霜方式三的流程示意图(单独化霜+蓄热)；

图7是本实用新型的热泵空调系统化霜方式四的流程示意图(单独化霜+不蓄热)；

图8是本实用新型的热泵空调系统制冷的流程示意图；

图9是图1的热泵空调系统的的替代方式的流程结构示意图。

图中附图标记表示为：

1、压缩机；2、内机换热器；3、外机换热器；4、节流装置；5、蓄热模块；6、第一管路；7、第一并联管路；8、第一三通阀；9、四通阀；10、第二管路；11、第二并联管路；12、第二三通阀。

具体实施方式

如图1-8所示，本实用新型提供一种热泵空调系统，其包括：

压缩机1；

内机换热器2、外机换热器3和节流装置4；

冷媒循环回路，将所述压缩机1、所述内机换热器2、所述外机换热器3和所述节流装置4进行串联连接；

蓄热模块5，设置在所述冷媒循环回路中，以在需要蓄热时从冷媒循环回路中的冷媒吸热以储蓄热量，在需要对外机换热器化霜时通过所述蓄热模块对所述冷媒循环回路中的冷媒进行加热。

通过设置蓄热模块，将其设置在所述冷媒循环回路中，以在需要蓄热时从冷媒循环回路中的冷媒吸热以储蓄热量，在需要对外机换热器化霜时通过所述蓄热模块对所述冷媒循环回路中的冷媒进行加热，能够可以在室内热负荷低的时候蓄集系统多余的热量用于化霜，在除霜过程中通过蓄热模块放出热量以进行化霜、此时仍能继续对室内供热，保证房间温度维持不变，提高房间舒适性，同时在室内热负荷高的时候可以优先保证供热需求，四通换向阀无需换向。

优选地，

所述外机换热器3和所述节流装置4之间的管路为第一管路6，且所述蓄热模块5连接设置在所述外机换热器3和所述节流装置4之间的第一管路6上；

或者，所述外机换热器3和所述压缩机1吸气口之间的管路为第一管路6，且所述蓄热模块5连接设置在所述第一管路6上。

通过在节流装置与外机换热器之间设置第一管路、或者在所述外机换热器和所述压缩机吸气口之间设置为第一管路，能够使得低压端的冷媒能够流经蓄热模块，从而为化霜提供热量，使得化霜时室内尽可能不会被降温。

优选地，

所述蓄热模块5的两端并联地设置有第一并联管路7，所述第一并联管路7的一端连接至所述第一管路6上位于所述蓄热模块5一端的位置、所述第一并联管路7的另一端连接至所述第一管路6上位于所述蓄热模块5另一端的位置，且还包括能够控制所述蓄热模块5和所述第一并联管路7中的之一连通、另一关闭的第一控制阀。

通过在节流装置与外机换热器之间设置第一控制阀和第一并联管路、或者在所述外机换热器和所述压缩机排气口之间的管路为第一管路，从内机换热器流出的冷媒流经膨胀阀后可通过第一控制阀控制是否先流经蓄热模块，化霜期间，从内机换热器流出的冷媒流经膨胀阀后先进入蓄热模块吸热，然后再流进外机换热器放热除霜，制热期间，从内机换热器流出的冷媒流经膨胀阀后直接流进外机换热器吸热，从而实现是否利用从蓄热模块中吸收热量进行化霜进行有效的控制(常规制热和制冷时关闭该蓄热模块)。

优选地，

所述第一控制阀为第一三通阀8，设置于所述第一并联管路7与所述第一管路6相接的位置。这是本实用新型的第一控制阀的具体结构形式，如图1-8所示，通过控制第一三通阀能够控制低压端冷媒是流经蓄热模块进行吸热还是不流经蓄热模块。

优选地，

还包括四通阀9，所述四通阀9包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端，且所述第一连接端与所述内机换热器2相连、所述第二连接端与所述压缩机1的排气口连接，所述第三连接端与所述外机换热器3相连，所述第四连接端与所述压缩机1的吸气口相连。通过设置四通阀能够对热泵空调系统的制冷和制热模式之间进行有效的调控切换，实现制冷制热双模式。

优选地，

所述四通阀9的第二连接端与所述压缩机1的排气口之间的连接管路为第二管路10，且所述蓄热模块5还同时设置在所述第二管路10上、使得所述第二管路10贯穿所述蓄热模块5。通过在上述四通阀与压缩机排气口之间还设置第二管路、且第二管路贯穿蓄热模块，能够通过该贯穿蓄热模块的第二管路部分能够对蓄热模块进行放热作用，从而达到对其蓄热的作用，以为化霜供热提供储蓄的能量。

优选地，

所述蓄热模块5的两端并联地设置有第二并联管路11，所述第二并联管路11的一端连接至所述第二管路10上位于所述蓄热模块5一端的位置、所述第二并联管路11的另一端连接至所述第二管路10上位于所述蓄热模块5另一端的位置，且还包括能够控制所述蓄热模块5和所述第二并联管路11中的之一连通、另一关闭的第二控制阀。

通过设置蓄热模块、压缩机的排气可通过第二控制阀控制是否流经蓄热模块，当室内热负荷小于系统供热能力的时候，压缩机的排气流经蓄热模块，蓄热模块通过吸收压缩机排气热量蓄集系统多余的热量，当室内热负荷大于、或等于系统供热能力的时候，压缩机的排气不流经蓄热模块，压缩机排气直接流进内机换热器给室内供热，从而实现根据载荷大小而选择控制冷媒是否流经蓄热模块、以起到载荷大时不蓄热载荷小时蓄热的作用和效果。

优选地，

所述第二控制阀为第二三通阀12，设置于所述第二并联管路11与所述第二管路10的位置。这是本实用新型的第二控制阀的具体结构形式，如图1-8所示，通过控制第二三通阀能够控制高压端冷媒是流经蓄热模块进行放热或是不流经蓄热模块。

优选地，

所述内机换热器2还包括内机风机。通过内机风机能够将其开启以使得冷媒在室内进行换热作用，这种情况适用于对室内进行制热时、同时还对外机换热器进行除霜作用，除霜的热量主要来源于位于第一管路上的蓄热模块的放热至冷媒的作用；将内机风机关闭以适用于对室外化霜(通过切换四通阀)同时内机换热器不换热，以降低室内温度变化，化霜热量来源于第一管路上的蓄热模块。

本实用新型的热泵空调系统包括压缩机、四通换向阀、外机换热器、内机换热器、膨胀阀(节流装置)、第一三通阀、第二三通阀和蓄热模块等部件。

蓄热模块内含两条换热管路。其中一条换热管路(第二管路10)通过第二三通阀12控制与压缩机排气口相通，其管路的另一端口与四通换向阀相通，该换热管路与第二三通阀12控制的另一条管路(第二并联管路11)并联；另一条换热管路通过第一三通阀8控制与膨胀阀相通，其管路的另一端口与外机换热器相通，该换热管路与第一三通阀8控制的另一条管路(第一并联管路7)并联。通过控制第一三通阀8和第二三通阀12可以控制冷媒是否流经蓄热模块的两条换热管路。

制热期间蓄热模块蓄热时，第二三通阀12控制的换热管路内冷媒流通，其控制的换热管路并联支路(第二并联管路11)不流通，第一三通阀8控制的并联支路(第一并联管路7)内冷媒流通，其控制的换热管路不流通。

制热期间蓄热模块不蓄热时，第一三通阀8和第二三通阀12控制的换热管路内冷媒均不流通，冷媒从他们控制的并联支路流通。

除霜期间，第一三通阀8控制的换热管路(第一管路6)内冷媒流通，并联支路(第一并联管路7)内冷媒不流通，第二三通阀12控制的换热管路(第二管路10)内冷媒可流通，也可不流通。四通换向阀不换向时除霜期间室内可以继续供热，四通换向阀换向时除霜期间室内不可以供热，但由于冷媒流进内机换热器前流经蓄热模块吸收了热量，所以从室内吸收的热量减少，室内热舒适性也优于传统制冷循环除霜。

制冷期间，第一三通阀8和第二三通阀12控制的换热管路内冷媒均不流通，冷媒从他们控制的并联支路流通。

上述实施方式中提及的只是一种最基础的实施例，不应成为对本实用新型的限制。图9为另一种实施例，其与上述实施方式的不同点在于第一三通阀8控制的蓄热模块换热管路是与压缩机吸气口相通。

本实用新型还提供一种空调系统的控制方法，其使用前任一项所述的热泵空调系统，进行制冷、制热、制热和蓄热、制冷和蓄热、单独化霜、制热和化霜的模式的切换控制。

通过设置蓄热模块，将其设置在所述冷媒循环回路中，以在需要蓄热时从冷媒循环回路中的冷媒吸热以储蓄热量，在需要对外机换热器化霜时通过所述蓄热模块对所述冷媒循环回路中的冷媒进行加热，能够可以在室内热负荷低的时候蓄集系统多余的热量用于化霜，在除霜过程中通过蓄热模块放出热量以进行化霜、此时仍能继续对室内供热，保证房间温度维持不变，提高房间舒适性，同时在室内热负荷高的时候可以优先保证供热需求，四通换向阀无需换向；从而实现对空调系统的制冷、制热、制热和蓄热、制冷和蓄热、单独化霜、制热和化霜等模式的切换控制。

优选地，

当需要进行制冷时，控制所述四通阀9调节所述内机换热器2与所述压缩机1的吸气口连通，且控制所述第一并联管路7连通、且所述第二并联管路11联通；该种纯制冷模式不需要利用蓄热模块进行蓄热或化霜，因此将第一和第二并联管路接通以对蓄热模块形成短路作用；

当需要进行制热时，控制所述四通阀9调节所述内机换热器2与所述压缩机1的排气口连通，且控制所述第一并联管路7连通、且所述第二并联管路11联通；该种纯制热模式不需要利用蓄热模块进行蓄热或化霜，因此将第一和第二并联管路接通以对蓄热模块形成短路作用；

当需要进行制冷和蓄热时，控制所述四通阀9调节所述内机换热器2与所述压缩机1的吸气口连通，且控制所述第一并联管路7连通、且所述第二并联管路11关闭；该种制冷和蓄热模式需要利用蓄热模块进行蓄热或化霜，因此将第二并联管路关闭、位于第二管路上的蓄热模块接通以进行吸热蓄热的作用，而此时不需要化霜以将第一并联管路接通以对第一管路上的蓄热模块形成短路作用；

当需要进行制热和蓄热时，控制所述四通阀9调节所述内机换热器2与所述压缩机1的排气口连通，且控制所述第一并联管路7连通、且所述第二并联管路11关闭；该种制热和蓄热模式与制冷和蓄热模式基本相同，只是需要将四通阀的方向切换一下，需要利用蓄热模块进行蓄热或化霜，因此将第二并联管路关闭、位于第二管路上的蓄热模块接通以进行吸热蓄热的作用，而此时不需要化霜以将第一并联管路接通以对第一管路上的蓄热模块形成短路作用；

当需要进行单独化霜时，控制所述四通阀9调节所述内机换热器2与所述压缩机1的吸气口连通，且控制所述第一并联管路7关闭、且所述第二并联管路11关闭或打开；这里单独化霜的意思时化霜时室内换热器不进行制热，但也需要尽可能保证室内温度不降低，控制所述第一并联管路7关闭以打开第一管路上的蓄热模块，从而利用该蓄热模块对冷媒进行放热、提供热量，从而达到对外机换热器除霜的目的，而与此同时在第二管路上的蓄热模块可运转以进行蓄热、也可以不运转以不进行蓄热；

当需要进行制热和化霜时，控制所述四通阀9调节所述内机换热器2与所述压缩机1的排气口连通，且控制所述第一并联管路7关闭、且所述第二并联管路11关闭或打开。此时化霜时室内换热器进行制热作用，控制所述第一并联管路7关闭以打开第一管路上的蓄热模块，从而利用该蓄热模块对冷媒进行放热、提供热量，从而达到对外机换热器除霜的目的，而与此同时在第二管路上的蓄热模块可运转以进行蓄热、也可以不运转以不进行蓄热，不会对除霜产生影响。

优选地，

当进行单独化霜时，控制室内风机关闭；当进行制热和化霜时，控制室内风机打开。在单独化霜时，内机换热器位于低压蒸发端，冷媒流过内机换热器时极容易从内机换热器中吸取热量、而导致室内温度降低，为了防止这种情况的发生，本实用新型此时控制室内风机关闭，从而使得内机换热器不换热或换热效率很低，从而有效地保障室内温度，提高舒适度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种热泵空调系统，其特征在于：包括：

压缩机(1)；

内机换热器(2)、外机换热器(3)和节流装置(4)；

冷媒循环回路，将所述压缩机(1)、所述内机换热器(2)、所述外机换热器(3)和所述节流装置(4)进行串联连接；

蓄热模块(5)，设置在所述冷媒循环回路中，以在需要蓄热时从冷媒循环回路中的冷媒吸热以储蓄热量，在需要对外机换热器化霜时通过所述蓄热模块对所述冷媒循环回路中的冷媒进行加热。

2.根据权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于：

所述外机换热器(3)和所述节流装置(4)之间的管路为第一管路(6)，且所述蓄热模块(5)连接设置在所述外机换热器(3)和所述节流装置(4)之间的第一管路(6)上；

或者，所述外机换热器(3)和所述压缩机(1)吸气口之间的管路为第一管路(6)，且所述蓄热模块(5)连接设置在所述第一管路(6)上。

3.根据权利要求2所述的热泵空调系统，其特征在于：

所述蓄热模块(5)的两端并联地设置有第一并联管路(7)，所述第一并联管路(7)的一端连接至所述第一管路(6)上位于所述蓄热模块(5)一端的位置、所述第一并联管路(7)的另一端连接至所述第一管路(6)上位于所述蓄热模块(5)另一端的位置，且还包括能够控制所述蓄热模块(5)和所述第一并联管路(7)中的之一连通、另一关闭的第一控制阀。

4.根据权利要求3所述的热泵空调系统，其特征在于：

所述第一控制阀为第一三通阀(8)，设置于所述第一并联管路(7)与所述第一管路(6)相接的位置。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的热泵空调系统，其特征在于：

还包括四通阀(9)，所述四通阀(9)包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端，且所述第一连接端与所述内机换热器(2)相连、所述第二连接端与所述压缩机(1)的排气口连接，所述第三连接端与所述外机换热器(3)相连，所述第四连接端与所述压缩机(1)的吸气口相连。

6.根据权利要求5所述的热泵空调系统，其特征在于：

所述四通阀(9)的第二连接端与所述压缩机(1)的排气口之间的连接管路为第二管路(10)，且所述蓄热模块(5)还同时设置在所述第二管路(10)上、使得所述第二管路(10)贯穿所述蓄热模块(5)。

7.根据权利要求6所述的热泵空调系统，其特征在于：

所述蓄热模块(5)的两端并联地设置有第二并联管路(11)，所述第二并联管路(11)的一端连接至所述第二管路(10)上位于所述蓄热模块(5)一端的位置、所述第二并联管路(11)的另一端连接至所述第二管路(10)上位于所述蓄热模块(5)另一端的位置，且还包括能够控制所述蓄热模块(5)和所述第二并联管路(11)中的之一连通、另一关闭的第二控制阀。

8.根据权利要求7所述的热泵空调系统，其特征在于：

所述第二控制阀为第二三通阀(12)，设置于所述第二并联管路(11)与所述第二管路(10)的位置。

9.根据权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于：

所述内机换热器(2)还包括内机风机。