热泵机组

技术领域

本发明属于换热技术领域，具体提供一种热泵机组。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，人们对生活环境也提出了越来越高的要求。为了维持舒适的环境温度，空调设备已经成为人们生活中必不可少的一种设备。具体地，现有大功率空调设备大多使用的是热泵机组，为了有效保证热泵机组能够在低环温大压比的条件下稳定工作，现有热泵机组通常采用以下两种方式：一种方式是为热泵机组配置双级压缩系统，即采用低压级压缩机和高压级压缩机两台压缩机配合工作以保证压缩功能，但是，这种方式中需要配合使用的零部件较多，因而其具有成本较高、控制复杂以及可靠性差的问题；另一种方式则是为热泵机组配置单机双级压缩机，即在同一个压缩机中进行两级压缩以保证压缩功能，但是，由于现有单机双级压缩机的内部结构十分复杂，因而其又会导致热泵机组产生占用空间大、成本高以及故障率高等缺点。

相应地，本领域需要一种新的热泵机组来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有热泵机组为了能够在低环温大压比的条件下稳定工作所采用的方式不佳的问题，本发明提供了一种新的热泵机组，该热泵机组包括主循环回路以及与所述主循环回路相连通的喷液管路；其中，所述主循环回路上设置有彼此连通的压缩机、第一换热器、节流构件和第二换热器，在制热模式下，所述第一换热器用作蒸发器，所述第二换热器用作冷凝器，所述节流构件设置在所述第一换热器与所述第二换热器之间，所述喷液管路的一端与所述压缩机相连，所述喷液管路的另一端连接至所述第一换热器与所述节流构件之间，以使冷却后的换热介质能够被引入所述压缩机中。

在上述热泵机组的优选技术方案中，所述喷液管路包括第一喷液管路，所述压缩机的靠近所述压缩机的电机的一端设置有第一连接孔，所述第一喷液管路通过所述第一连接孔与所述压缩机相连。

在上述热泵机组的优选技术方案中，所述第一喷液管路上设置有第一电子膨胀阀。

在上述热泵机组的优选技术方案中，所述喷液管路包括第二喷液管路，所述压缩机的中部设置有第二连接孔，所述第二喷液管路通过所述第二连接孔与所述压缩机相连。

在上述热泵机组的优选技术方案中，所述第二喷液管路上设置有第二电子膨胀阀。

在上述热泵机组的优选技术方案中，所述喷液管路包括第一喷液管路和第二喷液管路，所述压缩机的靠近所述压缩机的电机的一端设置有第一连接孔，所述第一喷液管路通过所述第一连接孔与所述压缩机相连；所述压缩机的中部设置有第二连接孔，所述第二喷液管路通过所述第二连接孔与所述压缩机相连。

在上述热泵机组的优选技术方案中，所述第一喷液管路上设置有第一电子膨胀阀，所述第二喷液管路上设置有第二电子膨胀阀。

在上述热泵机组的优选技术方案中，所述压缩机为单级螺杆压缩机。

在上述热泵机组的优选技术方案中，所述第一换热器为翅片式换热器。

在上述热泵机组的优选技术方案中，所述第二换热器为壳管式换热器。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，本发明的热泵机组包括主循环回路以及与所述主循环回路相连通的喷液管路；其中，所述主循环回路上设置有彼此连通的压缩机、第一换热器、节流构件和第二换热器，在制热模式下，所述第一换热器用作蒸发器，所述第二换热器用作冷凝器，所述节流构件设置在所述第一换热器与所述第二换热器之间，所述喷液管路的一端与所述压缩机相连，所述喷液管路的另一端连接至所述第一换热器与所述节流构件之间，以使冷却后的换热介质能够在需要时被引入所述压缩机中，从而有效降低所述压缩机的电机温度和排气温度，以便所述热泵机组能够在低环温大压比下稳定工作，同时使得所述压缩机的蒸发温度的范围得以扩大，以使所述热泵机组所适用的环境温度范围得以扩大，进而在有效保证所述热泵机组能够在低环温大压比的条件下稳定工作的同时，还能够有效节省所述热泵机组的生产成本。

进一步地，所述喷液管路包括第一喷液管路，所述压缩机的靠近所述压缩机的电机的一端设置有第一连接孔，所述第一喷液管路通过所述第一连接孔与所述压缩机相连，以使所述热泵机组能够通过所述第一喷液管路将冷却后的换热介质喷射到所述压缩机的电机附近，由于所述压缩机的电机是压缩机所有零件中最易发热的，因此，所述热泵机组通过向所述电机喷射冷却后的换热介质能够大幅降低所述压缩机的电机温度，以使所述热泵机组能够在更低环温下稳定工作。此外，所述第一喷液管路上设置有第一电子膨胀阀，所述热泵机组能够通过控制所述第一电子膨胀阀的开度来控制所述第一喷液管路的通断情况以及换热介质在所述第一喷液管路中的流动情况，从而精准掌控所述第一喷液管路的喷液量，进而有效提升所述热泵机组的智能化程度。

进一步地，所述喷液管路包括第二喷液管路，所述压缩机的中部设置有第二连接孔，所述第二喷液管路通过所述第二连接孔与所述压缩机相连，以使所述热泵机组能够通过所述第二喷液管路将冷却后的换热介质喷射到所述压缩机的工作腔中，以便有效降低所述压缩机的排气温度，以使所述热泵机组能够在更低环温下稳定工作。此外，所述第二喷液管路上设置有第二电子膨胀阀，所述热泵机组能够通过控制所述第二电子膨胀阀的开度来控制所述第二喷液管路的通断情况以及换热介质在所述第二喷液管路中的流动情况，从而精准掌控所述第二喷液管路的喷液量，进而有效提升所述热泵机组的智能化程度。

附图说明

图1是本发明的热泵机组的优选实施例的整体结构示意图。

附图说明：1、单级螺杆压缩机；2、油分离器；3、四通阀；4、翅片式换热器；5、第一单向阀；6、第一过滤器；7、经济器；8、膨胀阀；9、储液器；10、壳管式换热器；11、气液分离器；12、除霜电磁阀；13、经济器节流阀；14、回油电磁阀；15、第一喷液电子膨胀阀；16、第二喷液电子膨胀阀；17、第二单向阀；18、第三单向阀；19、第四单向阀；20、第五单向阀；21、第二过滤器；22、风机。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等应做广义理解，例如，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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参阅图1，该图是本发明的热泵机组的优选实施例的整体结构示意图。如图1所示，本发明的热泵机组包括主循环回路以及与所述主循环回路相连通的第一喷液管路和第二喷液管路，所述主循环回路上设置有彼此连通的单级螺杆压缩机1、翅片式换热器4、膨胀阀8和壳管式换热器10，所述第一喷液管路和所述第二喷液管路均能够将冷却后的换热介质引入单级螺杆压缩机1中，以便降低单级螺杆压缩机1的蒸发温度的运行范围。本领域技术人员能够理解的是，虽然本优选实施例中所述的压缩机为单级螺杆压缩机、第一换热器为翅片式换热器以及第二换热器为壳管式换热器，但是，技术人员显然可以根据实际使用需求自行设定所述压缩机、所述第一换热器和所述第二换热器的具体类型，并且技术人员还可以根据实际使用需求自行设定所述热泵机组的具体结构。同时，虽然本优选实施例中所述的节流构件为膨胀阀，但是，技术人员显然还可以根据实际使用需求自行设定所述节流构件的类型。此外，虽然本优选实施例中所述的热泵机组同时设置有第一喷液管路和第二喷液管路；但是，所述热泵机组显然还可以仅设置有所述第一喷液管路或所述第二喷液管路，并且本发明也不对所述第一喷液管路和所述第二喷液管路的具体结构作任何限制，只要所述第一喷液管路和所述第二喷液管路均能够将冷却后的换热介质引入单级螺杆压缩机1中即可。

进一步地，单级螺杆压缩机1的靠近单级螺杆压缩机1的电机的一端设置有第一连接孔(图中未示出)，所述第一喷液管路通过所述第一连接孔与单级螺杆压缩机1的内部相连通，以便冷却后的换热介质能够被引入单级螺杆压缩机1中。同时，所述第一喷液管路上设置有第一喷液电子膨胀阀15，所述热泵机组能够控制第一喷液电子膨胀阀15的开度，以便所述热泵机组能够根据不同工况下单级螺杆压缩机1需要的喷液量来按需喷液，例如，在低环温大压比的条件下就增大第一喷液电子膨胀阀15的开度，以使单级螺杆压缩机1的蒸发温度能够被降低至﹣40℃附近，进而使得所述热泵机组在﹣30℃左右的超低温环境下依然能够稳定工作。需要说明的是，虽然本优选实施例中所述的第一喷液管路的右端连接至膨胀阀8与经济器节流阀13之间，但是，所述第一喷液管路的右端显然还可以连接至其他位置，只要该位置在翅片式换热器4与膨胀阀8之间，以使所述热泵机组能够通过所述第一喷液管路将冷却后的换热介质引入单级螺杆压缩机1中即可。

更进一步地，在使用所述第一喷液管路来降低单级螺杆压缩机1的蒸发温度的同时，所述热泵机组还能够配合使用所述第二喷液管路来进一步降低单级螺杆压缩机1的蒸发温度；具体地，单级螺杆压缩机1的中部设置有第二连接孔(图中未示出)，所述第二喷液管路通过所述第二连接孔与单级螺杆压缩机1的内部相连通，以便冷却后的换热介质能够被引入单级螺杆压缩机1中。同时，所述第二喷液管路上设置有第二喷液电子膨胀阀16，所述热泵机组能够控制第二喷液电子膨胀阀16的开度，以便所述热泵机组能够根据不同工况下单级螺杆压缩机1需要的喷液量来按需喷液，例如，在低环温大压比的条件下就增大第二喷液电子膨胀阀16的开度，以使单级螺杆压缩机1的蒸发温度能够被降低至﹣40℃附近，进而使得所述热泵机组在﹣30℃左右的超低温环境下依然能够稳定工作。需要说明的是，虽然本优选实施例中所述的第二喷液管路的右端连接至膨胀阀8与经济器节流阀13之间，但是，所述第二喷液管路的右端显然还可以连接至其他位置，只要该位置在翅片式换热器4与膨胀阀8之间，以使所述热泵机组能够通过所述第二喷液管路将冷却后的换热介质引入单级螺杆压缩机1中即可。

本发明的热泵机组采用双级喷液手段，并且通过在喷液管路上设置电子膨胀阀来精确控制喷液管路的喷液量，以便有效保证喷液管路能够按需喷液，从而有效避免喷液管路的喷液量过大而容易导致机组跑油或者喷液量过小而容易导致机组高温预警等问题，进而有效保证所述热泵机组能够在低环温大压比的工况下稳定运行，以便最大程度地提升所述热泵机组的可靠性。此外，还需要说明的是，本发明不对所述热泵机组的运行方式作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定所述热泵机组的运行方式，只要所述热泵机组的结构与本发明相同即属于本发明的保护范围。作为一种优选控制方式，所述热泵机组能够通过检测单级螺杆压缩机1的排气温度或电机温度等来控制各个喷液管路的喷液量；当单级螺杆压缩机1的排气温度或电机温度高于预设值时，控制所述喷液电子膨胀阀的开度大小以控制单级螺杆压缩机1的排气温度和电机温度，以便有效保证所述热泵机组能够按需喷液，进而有效保证所述热泵机组的运行范围。

进一步地，对于上述优选实施例中所述的热泵机组而言，其运行制冷模式时，所述热泵机组中的换热介质的循环流程为：单级螺杆压缩机1→油分离器2→四通阀3→翅片式换热器4→第五单向阀20→第二过滤器21→经济器7→膨胀阀8→第二单向阀17→储液器9→壳管式换热器10→四通阀3→气液分离器11→单级螺杆压缩机1。在所述热泵机组运行制冷模式时，翅片式换热器4用作冷凝器，壳管式换热器10用作蒸发器，所述热泵机组中的换热介质通过单级螺杆压缩机1变为高压气体，高压气体经过油分离器2将润滑油分离后再经过四通阀3进入翅片式换热器4中，换热介质在翅片式换热器4中将热量释放到空气中，其中，风机22能够加快换热速度；接着，换热介质流经第五单向阀20和第二过滤器21再经过经济器7实现过冷，再通过膨胀阀8节流后经过储液器9进入壳管式换热器10，在壳管式换热器10中换热介质能够同载冷剂进行热交换，将冷量传递到载冷剂中，不断地进行循环制冷，载冷剂被冷却后进入室内，最后通过室内盘管给室内降温。

进一步地，对于上述优选实施例中所述的热泵机组而言，其运行制热模式时，所述热泵机组中的换热介质的循环流程为：单级螺杆压缩机1→油分离器2→四通阀3→壳管式换热器10→储液器9→第四单向阀19→第二过滤器21→经济器7→膨胀阀8→第三单向阀18→翅片式换热器4→四通阀3→气液分离器11→单级螺杆压缩机1。在所述热泵机组运行制热模式时，翅片式换热器4用作蒸发器，壳管式换热器10用作冷凝器，所述热泵机组中的换热介质通过单级螺杆压缩机1变为高压气体，高压气体经过油分离器2将润滑油分离后再经过四通阀3进入壳管式换热器10中，换热介质在壳管式换热器10中将热量传递到载冷剂中，接着，换热介质经过储液器9流经第四单向阀19和第二过滤器21再经过经济器7实现过冷，再通过膨胀阀8节流后进入翅片式换热器4，在翅片式换热器4中制冷剂从低温环境中吸收热量，不断的循环制热，最后载冷剂被加热后进入室内，通过室内盘管给室内升温。

进一步地，对于上述优选实施例中所述的热泵机组而言，其运行除霜模式时，所述热泵机组能够开启除霜电磁阀12，以便将翅片式换热器4中的换热介质引入储液器9中，然后再关闭除霜电磁阀12；接着，再切换四通阀3，以实现换热介质逆循环来实现除霜，以使从翅片式换热器4进入气液分离器11的液态换热介质量大大减少，从而有效降低单级螺杆压缩机1产生吸气带液的风险，进而有效提升所述热泵机组的可靠性。

进一步地，本发明通过设置储液器9来储存多余的换热介质，由于所述热泵机组运行制冷模式和运行制热模式时系统中的所需要使用的换热介质循环量不同，其中，所述热泵机组运行制冷模式时的换热介质循环量较多，储液器9可以储存两者之间换热介质的差量，从而有效避免所述热泵机组制热运行时，过量换热介质处于壳管式换热器10中而影响机组换热。在所述热泵机组制冷运行时，由于储液器9设置在膨胀阀8之后，储液器9内的换热介质能够通过底部全部流出，以使储液器9成为空罐而不存储冷媒，从而有效保证所述热泵机组制冷运行时所需的换热介质注量。当所述热泵机组制热运行时，由于储液器9设置在膨胀阀8之后，多余的换热介质进入储液器9中，从而有效保证壳管式换热器10的换热效果最佳，进而有效提高所述热泵机组的可靠性。

进一步地，本发明还设置有回油系统，换热介质在经过单级螺杆压缩机1压缩后进入油分离器2，其排出的气体中带有少量润滑油，而气体通过油分离器2后，润滑油被分离出来并通过底部回流至单级螺杆压缩机1中，而气态换热介质则通过油分离器2的上端排出，接着进入四通阀3中，被分离出的润滑油经过第一过滤器6，再通过回油电磁阀14进入单级螺杆压缩机1中，从而有效减小单级螺杆压缩机1缺油的风险，进而有效提升机组可靠性。

至此，已经结合附图描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。