CN219415044U - 喷气增焓热泵***及其空调器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种喷气增焓热泵***及其空调器，喷气增焓热泵***中，经济器包括第一输入端、第一输出端和第二输出端，压缩机的排气口与室内换热器的一端连接，室内换热器的另一端与第一输入端连接，第一输出端与室外换热器的一端连接，室外换热器的另一端连接压缩机的进气口，第二输出端通过第一支路连接到压缩机的进气口，第二输出端还通过第二支路连接到压缩机的补气口，流量调节组件设置于第一支路或第二支路。在中高温环境中，可以关闭其中一个支路，***等效于一级经济器的热泵***；在低温及超低温环境中，可以打开流量调节组件，从而能够调整第一支路和第二支路的补气比例，来达到最优的***制热能力和能效。

Description

喷气增焓热泵***及其空调器

技术领域

本申请涉及喷气增焓技术领域，尤其涉及一种喷气增焓热泵***及其空调器。

背景技术

喷气增焓热泵***能够在较低环境温度下，提高制热量从而满足低温环境下的热量负荷需求。

但是在超低温环境下，由于喷气增焓热泵***中中压冷媒和高压冷媒的压差并不大，喷气量较小，喷气增焓热泵***中的经济器换热量较小，影响喷气增焓热泵***的制热能力。相关技术中，双级喷气增焓热泵***在超低温环境下，通过二级经济器的结构往低压侧喷气增焓，提高超低温环境下的制热量，但是在中高温环境下，双级喷气增焓热泵***的第二级经济器不需要开启，造成了成本浪费。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种喷气增焓热泵***及其空调器，在保证超低温环境下制热量的前提下，降低喷气增焓热泵***的硬件成本。

本申请第一方面的实施例提供了一种喷气增焓热泵***，包括压缩机、室外换热器、室内换热器、气液分离换热组件和流量调节组件，所述气液分离换热组件包括第一输入端、第一输出端和第二输出端，所述压缩机的排气口与所述室内换热器的一端连接，所述室内换热器的另一端与所述第一输入端连接，所述第一输出端与所述室外换热器的一端连接，所述室外换热器的另一端连接所述压缩机的进气口，所述第二输出端通过第一支路连接到所述压缩机的进气口，所述第二输出端还通过第二支路连接到所述压缩机的补气口，所述流量调节组件设置于所述第一支路或所述第二支路。

本申请第一方面实施例的喷气增焓热泵***，至少具有如下有益效果：***中设置一个气液分离换热组件，气液分离换热组件中作为主路出口的第一输出端连接室外换热器，可以将液态冷媒送到室外换热器处进行热交换；另外，作为辅路出口的第二输出端一分为二，通过第一支路连接压缩机的进气口，而且通过第二支路连接压缩机的补气口，并且在第一支路或第二支路中设置流量调节组件，通过这种结构，可以使得对第一支路和第二支路中的气态冷媒分配成为可能；例如，通过这种结构，当在中高温环境中时，可以关闭其中一个支路(例如第一支路设置流量调节组件并通过流量调节组件关断第一支路)，使得***等效于一级经济器的热泵***；而在低温及超低温环境中时，压缩机需要更多的补气量，则可以通过流量调节组件改变第一支路和第二支路的补气比例，来达到最优的***制热能力和能效。由于本申请实施例的热泵***只需要一个气液分离换热组件，相比于现有技术中通过两级经济器进行补气的方案，相当于将两级经济器合并成一个经济器，能够减少成本，同时保证了热泵***的制热性能。

根据本申请的一些实施例，所述气液分离换热组件为闪蒸罐，所述闪蒸罐包括输入端、液态输出端和气态输出端，所述闪蒸罐的输入端为所述第一输入端，所述闪蒸罐的液态输出端为所述第一输出端，所述闪蒸罐的气态输出端为所述第二输出端。

根据本申请的一些实施例，所述气液分离换热组件为板式换热器，所述板式换热器包括第一入口、第二入口、第一出口和第二出口，所述第一入口为所述第一输入端，所述第二入口通过膨胀阀连接到所述第一出口，所述第一出口为所述第一输出端，所述第二出口为所述第二输出端。

根据本申请的一些实施例，还包括气液分离器，所述气液分离器包括第二入口和第三出口，所述第二入口通过第三支路连接到所述室外换热器，所述第一支路和所述第三支路汇流到所述第二入口，所述第三出口连接所述压缩机的进气口。

根据本申请的一些实施例，还包括四通阀，所述四通阀包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述第一端口连接所述压缩机的排气口，所述第二端口连接所述室内换热器，所述第三端口连接所述第三支路，所述第四端口连接所述室外换热器。

根据本申请的一些实施例，还包括室外节流器件，所述室外节流器件设置在所述室外换热器和所述第一输出端之间。

根据本申请的一些实施例，还包括室内节流器件，所述室内节流器件设置在所述室内换热器和所述第一输入端之间。

根据本申请的一些实施例，所述流量调节组件设置于所述第一支路，所述流量调节组件的阀门用于受控打开以增大所述第一支路中的气态冷媒的流量。

根据本申请的一些实施例，所述流量调节组件为电子膨胀阀或电子通断阀.

根据本申请的一些实施例，所述压缩机为喷气增焓压缩机或双级压缩机。

根据本申请的一些实施例，还包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器用于检测所述室外换热器的温度，所述第二温度传感器用于检测所述室内换热器的温度。

本申请第二方面实施例提供了一种空调器，包括如第一方面实施例的喷气增焓热泵***。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1是本申请实施例提供的喷气增焓热泵***的***架构图；

图2是本申请实施例提供的喷气增焓热泵***中气液分离换热组件为闪蒸罐的***架构图；

图3是本申请实施例提供的喷气增焓热泵***中气液分离换热组件为板式换热器的***架构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

在本申请的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

喷气增焓***中压缩机设置有补气口，通过在冷媒管道中分离出一部分气态冷媒输入到压缩机的补气口，能够提高压缩机的进气量，改善喷气增焓***的工作性能，因此常常用于空调器领域中，改善低温环境下的制热性能，可以克服传统单级压缩机在低温环境下热泵制热量衰减大、可靠性差、效率低等缺陷，基于其的空气源热泵技术在寒冷地区得到了广泛的应用。

但是随着***低温运行环境温度的进一步降低，如达到零下30℃以下，喷气增焓***中中压冷媒和高压冷媒之间的压差不大，导致压缩机的喷气量较小，经济器换热量较小，影响喷气增焓热泵***的制热能力。这种情况下，通过双级喷气增焓***中的两级经济器增大对压缩机的进气量，从而提高超低温环境下冷媒的循环质量和流量。但是在中高温环境下，两级经济器的二级经济器不需要开启，一级经济器则根据温度的高低和喷气增焓***的控制策略确定是否开启，而超低温环境下的使用时间往往只占喷气增焓***总使用时间的一小部分，因此二级经济器长时间不开启，属于使用率低的组件，造成了成本浪费。

基于此，本申请实施例提供了一种喷气增焓热泵***及其空调器，通过一个气液分离换热组件和具有流量调节组件的冷媒管道支路实现两级经济器的调节能力，通过控制流量调节组件的阀门开度能够适应不同环境温度下的制热性能，相比传统的双级喷气增焓***，能够提高***的组件的利用率。

下面结合附图，对本申请实施例作进一步阐述。

如图1所示，图1是本申请一个实施例提供的喷气增焓热泵***的***架构图，该喷气增焓热泵***包括压缩机1、室外换热器2、室内换热器3、气液分离换热组件4和流量调节组件5，气液分离换热组件4包括第一输入端、第一输出端和第二输出端，压缩机1的排气口与室内换热器3的一端连接，室内换热器3的另一端与第一输入端连接，第一输出端与室外换热器2的一端连接，室外换热器2的另一端连接压缩机1的进气口，第二输出端通过第一支路43连接到压缩机1的进气口，第二输出端还通过第二支路44连接到压缩机1的补气口，流量调节组件5设置于第一支路43或第二支路44。

冷媒在热泵***中进行循环，实现室外环境和室内环境之间的热交换。在制热模式下，冷媒在室外换热器2处吸收热量，在室内换热器3处释放热量，冷媒的循环过程通过压缩机1驱动，压缩机1的进气口输入的是经过室外换热器2吸热的冷媒，以气态冷媒为主，压缩机1的排气口向室内换热器3输出冷媒，以液态冷媒为主。在低温环境下，冷媒在室外换热器2处的热交换变得困难，造成压缩机1的进气量不足，影响热泵***的制热能力。通过喷气增焓技术将冷媒管道中的一部分气态冷媒输入到压缩机1的补气口，提高压缩机1的进气量，保证了压缩机1在低温环境下的制热能力。在更低环境温度下，增焓热泵***的热量负荷需求变大，为了保证制热量，需要进一步增大压缩机1的进气量，相关技术下增焓热泵***通过设置两级经济器向压缩机1进行补气，其中在非超低温环境的情况下，控制一级经济器打开、二级经济器关闭，保证一定的进气量，而在超低温环境的情况下，控制一级经济器打开、二级经济器打开，通过两级补气保证压缩机1的进气量，从而保证在超低温环境下的制热性能。

由上述的两级经济器的工作方式可知，在非超低温环境下，二级经济器处于闲置状态，而增焓热泵***大部分时间都工作在非超低温环境下，因此二级经济器的利用率不高，造成了一定的成本浪费。

因此本申请实施例的喷气增焓热泵***，设置有一个气液分离换热组件4，在制热模式下，经过室内换热器3的冷媒流入气液分离换热组件4的第一输入端，气液分离换热组件4将气液两相的冷媒分离，液态冷媒从第一输出端流出到室外换热器2，气态冷媒从第二输出端流出，可以进入第一支路43和第二支路44，其中第一支路43连接到压缩机1的进气口，第二支路44连接到压缩机1的补气口，通过调节第一支路43和第二支路44中气态冷媒到压缩机1的流量，可以调整热泵***的制热性能，也即通过流量调节组件5调整气态冷媒到压缩机1的流量，从而实现可变的喷气增焓功能。

可以理解的是，流量调节组件5是一种可控阀门开度的组件，例如电子膨胀阀或者电子通断阀，通过控制流量调节组件5的阀门开度，来调节第一支路43和第二支路44中的冷媒流量。以流量调节组件5设置在第一支路43为例，当流量调节组件5关闭，则气态冷媒全部通过第二支路44进入压缩机1的补气口，当流量调节组件5打开，则一部分气态冷媒通过第一支路43进入压缩机1的进气口，从而增大压缩机1的进气口的进气量，相应地，此时第二支路44中气态冷媒的流量减小。例如，在中高温环境(例如环境温度在-20摄氏度到0摄氏度)下制热，可以仅开启第二支路44进行补气，可以满足制热需求，此时热泵***的工作方式相当于一级经济器的工作方式；在更低的环境温度(例如环境温度在-40摄氏度到-5摄氏度)下，则打开流量调节组件5，向低压侧补气，通过流量调节组件5来控制分配比例达到最优的***能力和能效。

在一些实施例中，参照图2所示，气液分离换热组件4为闪蒸罐41，闪蒸罐41包括输入端、液态输出端和气态输出端，闪蒸罐41的输入端为第一输入端，闪蒸罐41的液态输出端为第一输出端，闪蒸罐41的气态输出端为第二输出端。

闪蒸罐41包括输入端、液态输出端和气态输出端，闪蒸的作用就是高压的饱和冷媒进入比较低压的容器中后，由于压力的突然降低使这些饱和冷媒变成一部分的容器压力下的饱和气态冷媒和饱和液态冷媒，在实际作用上与气液分离器6类似，其中气态冷媒从闪蒸罐41的气态输出端输出，液态冷媒从闪蒸罐41的冷态输出端输出。通过闪蒸罐41的闪蒸作用，能够保证进入室外换热器2的冷媒基本都是液态的，进入压缩机1补气口或者进气口的冷媒基本都是气态，提高冷媒在室外换热器2处的换热能力，以及提高压缩机1有效的进气量。

在一些实施例中，参照图3所示，气液分离换热组件4为板式换热器42，板式换热器42包括第一入口、第二入口、第一出口和第二出口，第一入口为第一输入端，第二入口通过膨胀阀45连接到第一出口，第一出口为第一输出端，第二出口为第二输出端。

板式换热器42具有两进两出的四个端口，包括第一入口、第二入口、第一出口和第二出口，板式换热器42通常由多块热交换用的板件叠装而成，各板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。板式换热器42是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、应用广泛、使用寿命长等特点。板式换热器42的第一入口连接室内换热器3以接收流出室内换热器3的冷媒，这些气液两相冷媒在板式换热器42中进行热交换，在第一出口输出液态冷媒，在第二出口输出气态冷媒。由于板式换热器42是两进两出的结构，相当于在内部分成两组管道进行热交换，那么第二入口也需要输入液态冷媒，因此在本申请实施例中，第二入口通过一个膨胀阀45连接到第一出口，第一出口的部分液态冷媒回流到第二入口进入板式换热器42。由此可知，板式换热器42在实际作用上与气液分离器6类似，能够保证进入室外换热器2的冷媒基本都是液态的，进入压缩机1补气口或者进气口的冷媒基本都是气态，提高冷媒在室外换热器2处的换热能力，以及提高压缩机1有效的进气量。

在一些实施例中，还包括气液分离器6，气液分离器6包括第二入口和第三出口，第二入口通过第三支路连接到室外换热器2，第一支路43和第三支路汇流到第二入口，第三出口连接压缩机1的进气口。

本实施例中的气液分离器6主要用于将两部分气态冷媒汇合并输出到压缩机1的进气口，其中第二入口前连接两条管道，其中一条为第一支路43，另一条为连接到室外换热器2的管道，也就是说，第二入口汇合的是第一支路43中的气态冷媒，以及经过室外换热器2流出的气态冷媒。可以理解的是，第二入口也可以拆分为两个入口，一个入口对接第一支路43，另一个入口对接室外换热器2，即第三支路，效果同样是将第一支路43中的气态冷媒以及第三支路的气态冷媒汇合并输出到压缩机1的进气口。由此可知，压缩机1的进气口的进气量受到第一支路43和第三支路中气态冷媒流量的影响。

在一些实施例中，还包括四通阀7，四通阀7包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，第一端口连接压缩机1的排气口，第二端口连接室内换热器3，第三端口连接第三支路，第四端口连接室外换热器2。

四通阀7用于切换冷媒流路，在热泵***的制热模式中，第一端口联通第二端口，第三端口联通第四端口，在制冷模式下，第一端口联通第四端口，第二端口联通第三端口。

其中，热泵***还包括室外节流器件21，室外节流器件21设置在室外换热器2和第一输出端之间。热泵***还包括室内节流器件31，室内节流器件31设置在室内换热器3和第一输入端之间。

在一些实施例中，流量调节组件5设置于第一支路43，流量调节组件5的阀门用于受控打开以增大第一支路43中的气态冷媒的流量。流量调节组件5受控调整过程中，由于进气量增大，需要调节热泵***中冷媒的过热度，因此在打开流量调节组件5的阀门的同时，需要逐步关小室外节流器件21和/或室内节流器件31。

在一些实施例中，还包括第一温度传感器和第二温度传感器，第一温度传感器用于检测室外换热器2的温度，第二温度传感器用于检测室内换热器3的温度。第一温度传感器检测室外换热器2的温度t1，第二温度传感器检测室内换热器3的温度t2；在一种可能的控制方法中，流量调节组件5的开度大小根据温度t1和温度t2之间的关系确定。除了上述第一温度传感器和第二温度传感器，还可以设置第三温度传感器用于检测压缩机1的排气温度t3；在一种可能的控制方法中，流量调节组件5的开度控制过程根据压缩机1的排气温度t3及其对应的饱和压力确定。

综上可知，通过在热泵***中设置一个气液分离换热组件4，该气液分离换热组件4中作为主路出口的第一输出端连接室外换热器2，将液态冷媒送到室外换热器2处进行热交换，作为辅路出口的第二输出端一分为二，第一支路43连接压缩机1的进气口，第二支路44连接压缩机1的补气口，在第一支路43或第二支路44中设置流量调节组件5，能够调整第一支路43和第二支路44中气态冷媒的分配；在中高温环境中，可以关闭其中一个支路(例如第一支路43设置流量调节组件5并通过流量调节组件5关断第一支路43)，***等效于一级经济器的热泵***；在低温及超低温环境中，压缩机1需要更多的补气量，则可以打开流量调节组件5，调整第一支路43和第二支路44的补气比例，来达到最优的***制热能力和能效。由于本申请实施例的热泵***只需要一个气液分离换热组件，相比于现有技术中通过两级经济器进行补气的方案，相当于将两级经济器合并成一个经济器，能够减少成本，同时保证了热泵***的制热性能。

本申请的第二方面实施例提供了一种空调器，包括上述第一方面实施例的喷气增焓热泵***。

以上是对本申请的较佳实施进行了具体说明，但本申请并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本申请精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (12)

1.一种喷气增焓热泵***，其特征在于，包括压缩机、室外换热器、室内换热器、气液分离换热组件和流量调节组件，所述气液分离换热组件包括第一输入端、第一输出端和第二输出端，所述压缩机的排气口与所述室内换热器的一端连接，所述室内换热器的另一端与所述第一输入端连接，所述第一输出端与所述室外换热器的一端连接，所述室外换热器的另一端连接所述压缩机的进气口，所述第二输出端通过第一支路连接到所述压缩机的进气口，所述第二输出端还通过第二支路连接到所述压缩机的补气口，所述流量调节组件设置于所述第一支路或所述第二支路。

2.根据权利要求1所述的热泵***，其特征在于，所述气液分离换热组件为闪蒸罐，所述闪蒸罐包括输入端、液态输出端和气态输出端，所述闪蒸罐的输入端为所述第一输入端，所述闪蒸罐的液态输出端为所述第一输出端，所述闪蒸罐的气态输出端为所述第二输出端。

3.根据权利要求1所述的热泵***，其特征在于，所述气液分离换热组件为板式换热器，所述板式换热器包括第一入口、第二入口、第一出口和第二出口，所述第一入口为所述第一输入端，所述第二入口通过膨胀阀连接到所述第一出口，所述第一出口为所述第一输出端，所述第二出口为所述第二输出端。

4.根据权利要求1所述的热泵***，其特征在于，还包括气液分离器，所述气液分离器包括第二入口和第三出口，所述第二入口通过第三支路连接到所述室外换热器，所述第一支路和所述第三支路汇流到所述第二入口，所述第三出口连接所述压缩机的进气口。

5.根据权利要求4所述的热泵***，其特征在于，还包括四通阀，所述四通阀包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述第一端口连接所述压缩机的排气口，所述第二端口连接所述室内换热器，所述第三端口连接所述第三支路，所述第四端口连接所述室外换热器。

6.根据权利要求1所述的热泵***，其特征在于，还包括室外节流器件，所述室外节流器件设置在所述室外换热器和所述第一输出端之间。

7.根据权利要求1所述的热泵***，其特征在于，还包括室内节流器件，所述室内节流器件设置在所述室内换热器和所述第一输入端之间。

8.根据权利要求1所述的热泵***，其特征在于，所述流量调节组件设置于所述第一支路，所述流量调节组件的阀门用于受控打开以增大所述第一支路中的气态冷媒的流量。

9.根据权利要求8所述的热泵***，其特征在于，所述流量调节组件为电子膨胀阀或电子通断阀。

10.根据权利要求1所述的热泵***，其特征在于，所述压缩机为喷气增焓压缩机或双级压缩机。

11.根据权利要求1所述的热泵***，其特征在于，还包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器用于检测所述室外换热器的温度，所述第二温度传感器用于检测所述室内换热器的温度。

12.一种空调器，其特征在于，包括如权利要求1至11任一所述的喷气增焓热泵***。