冷媒循环系统技术方案

一种冷媒循环系统，包括：压缩机；设置在压缩机的低压侧的第一热交换器；设置在压缩机的高压侧的第二热交换器；以及设置在第二热交换器与第一热交换器之间的主膨胀阀。冷媒循环系统还包括设置在第一热交换器与压缩机之间的膨胀装置和第三热交换器，膨胀装置串联连接在第三热交换器的上游侧。冷媒循环系统能够至少在第一操作模式与第二操作模式之间进行切换，在第一操作模式中，第二热交换器用作冷凝器，第一热交换器用作蒸发器且膨胀装置和第三热交换器被旁通；在第二操作模式中，第一热交换器用作冷凝器且第三热交换器用作蒸发器。该冷媒循环系统不需要四通换向阀且除霜速度快，没有噪声和压缩机回液的问题。

【技术实现步骤摘要】
冷媒循环系统
本公开涉及一种新型的冷媒循环系统。
技术介绍
本部分提供了与本公开相关的背景信息，这些信息并不必然是现有技术。热泵系统是一种典型的通过电力做功将低温热源的热能转移到高温热源的冷媒循环系统。热泵系统的工作原理与压缩式制冷机是一致的。在现有热泵系统中，通过采用四通换向阀使蒸发器与冷凝器调换工作，从而使用同一套装置来实现制冷和制热。通常用于热泵装置的低温热源是水和我们周围的介质——空气。随着能源结构的调整和全球范围内可持续发展战略的提出，人们越来越重视对清洁、安全、高效能源的开发和利用。空气源热泵系统以电能为驱动力，将室外环境空气作为热源，向被调节对象提供制冷和供热，是国家着力推广的环保、高效的能源供给方式之一。北方冬季热泵采暖系统多数为空气-水热泵系统，采暖终端主要是暖气片或地暖。热泵系统将空气中吸收的热量及压缩机的电机功率传递给循环水，循环水通过暖气片或地暖给房间供热。空气源热泵在冬季供热时，室外热交换器很容易结霜。因此，要保证系统正常运行，必须定期对室外热交换器的表面进行除霜。逆循环除霜(RCD)和热气旁通除霜(HGBD)是现有空气源热泵系统的主流除霜方式。但是这两种除霜方式仍然各有利弊，存在进一步优化例如空气源热泵系统等的冷媒循环系统的除霜性能的需求。
技术实现思路
在本部分中提供本公开的总概要，而不是本公开的完全范围或本公开所有特征的全面公开。本公开的一个目的在于提供克服或减缓现有技术除霜模式的诸多弊端至少之一的、除霜性能优化的冷媒循环系统。本公开的另一目的在于提供结构简化的冷媒循环系统。本公开的又一目的在于提供具有提高的能效和稳定性的冷媒循环系统，进而提高冷媒循环系统使用环境的舒适性。根据本公开的一个方面，提供了一种冷媒循环系统，其包括：压缩机；设置在所述压缩机的低压侧的第一热交换器；设置在所述压缩机的高压侧的第二热交换器；以及设置在所述第二热交换器与所述第一热交换器之间的主膨胀阀。所述冷媒循环系统还包括设置在所述第一热交换器与所述压缩机之间的膨胀装置和第三热交换器，所述膨胀装置串联连接在所述第三热交换器的上游侧。所述冷媒循环系统能够至少在第一操作模式与第二操作模式之间进行切换，在所述第一操作模式中，所述第二热交换器用作冷凝器，所述第一热交换器用作蒸发器且所述膨胀装置和所述第三热交换器被旁通；在所述第二操作模式中，所述第一热交换器用作冷凝器且所述第三热交换器用作蒸发器。在一些实施方式中，所述第二热交换器在所述第二操作模式中可以不起热交换作用。在一些实施方式中，所述冷媒循环系统还可以包括设置在所述第二热交换器与所述第三热交换器之间的电子三通阀，所述电子三通阀包括与水泵连接的一个进水口以及能够选择性地与所述第二热交换器或所述第三热交换器连通的出水口，其中，所述电子三通阀能够被控制成：在所述第一操作模式下，所述出水口与所述第二热交换器连通，并且在所述第二操作模式下，所述出水口与所述第三热交换器连通。在一些实施方式中，所述冷媒循环系统还可以包括：与所述第二热交换器串联设置的第一开关阀；与所述第二热交换器并联设置的第一旁通通路；以及设置在所述第一旁通通路中的第二开关阀，其中，在所述第一操作模式下，所述第一开关阀打开且所述第二开关阀关闭以连通所述第二热交换器；在所述第二操作模式下，所述第一开关阀关闭且所述第二开关阀打开以旁通所述第二热交换器。根据一些实施方式，在所述第二操作模式中，所述第二热交换器可以用作一级冷凝器，所述第一热交换器可以用作二级冷凝器。在一些实施方式中，所述冷媒循环系统还可以包括设置在所述第二热交换器与所述第三热交换器之间的电子三通阀，所述电子三通阀包括与所述第二热交换器的出水口连通的一个进水口以及能够选择性地与所述第三热交换器的进水口或出水口连通的出水口，其中，所述电子三通阀能够被控制成：在所述第一操作模式下，所述电子三通阀的出水口与所述第三热交换器的出水口连通，并且在所述第二操作模式下，所述电子三通阀的出水口与所述第三热交换器的进水口连通。在一些实施方式中，所述冷媒循环系统还可以包括：与所述膨胀装置和所述第三热交换器串联设置的第三开关阀；与所述膨胀装置和所述第三热交换器并联设置的第二旁通通路；以及设置在所述旁通通路中的第四开关阀，其中，在所述第一操作模式下，所述第三开关阀关闭且所述第四开关阀打开以旁通所述膨胀装置和所述第三热交换器；在所述第二操作模式下，所述第三开关阀打开且所述第四开关阀关闭以连通所述膨胀装置和所述第三热交换器。在一些实施方式中，所述冷媒循环系统还可以包括设置在所述膨胀装置、所述第一热交换器和所述压缩机的低压侧进气口之间的三通换向阀，所述三通换向阀包括第一热交换器接口和能够选择性地与所述第一热交换器接口连通的膨胀装置接口和压缩机接口，其中，在所述第一操作模式下，所述三通换向阀处于所述第一热交换器接口与所述压缩机接口连通的第一位置，以旁通所述膨胀装置和所述第三热交换器；在所述第二操作模式下，所述三通换向阀处于所述第一热交换器接口与所述膨胀装置接口连通的第二位置，以连通所述膨胀装置和所述第三热交换器。在一些实施方式中，所述三通换向阀还可以包括与所述压缩机的高压侧排气口连通的接口，以借助于所述压缩机的排气压力推动所述三通换向阀的主滑阀在所述第一位置与所述第二位置之间滑动。在一些实施方式中，所述第二热交换器和所述第三热交换器可以集成在一个壳体内。在一些实施方式中，所述冷媒循环系统还可以包括设置在所述第二热交换器与所述主膨胀阀之间的经济器，其中，在所述第一操作模式下，所述经济器用于使工作流体过冷并向所述压缩机提供喷气增焓；在所述第二操作模式下，所述经济器不起热交换作用。在一些实施方式中，所述冷媒循环系统还可以包括与所述主膨胀阀并联设置的第三旁通通路和设置在所述第三旁通通路中的第五开关阀，其中，在所述第一操作模式下，所述第五开关阀关闭且所述主膨胀阀以预定开度打开；在所述第二操作模式下，所述第五开关阀打开且所述主膨胀阀保持全开或关闭。在一些实施方式中，所述冷媒循环系统还可以包括设置在所述蒸发器与所述压缩机之间的气液分离器。在一些实施方式中，所述冷媒循环系统可以为热泵系统。根据本公开的冷媒循环系统的除霜操作兼具逆循环除霜和热气旁通除霜的优点，且部分或全部地消除了二者的缺点，除霜时压缩机无需停机，系统压力变化平缓，没有除霜噪声并且没有逆循环除霜中需要不断重新建立压差的系统性能损失。此外，由于和逆循环除霜一样除霜热源为压缩机功率及循环水热量且中间没有停机，因此除霜速度快且没有压缩机回液的问题。提高了冷媒循环系统的能效和适用性，具有广泛的应用前景。附图说明此处描述的附图是仅出于说明的目的，而并非意在以任何方式限定本公开的范围。应当理解的是，附图中对应的附图标记始终指示相同的或对应的部件和特征。图1示出了示例性热泵系统进行逆循环除霜的工作原理图；图2是图1所示的热泵系统的部件在除霜操作期间的控制时序图；图3示出了四通换向阀的基本构造；图4示出了示例性热泵系统进行热气旁通除霜的工作原理图；图5是图4所示的热泵系统的部件在除霜操作期间的控制时序图；图6示出了根据第一改型示例的热泵系统的工作原理图；图7是图6所示的热泵系统的部件在除霜操作期间的控制时序图；图8示出了根据第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冷媒循环系统，包括：压缩机；设置在所述压缩机的低压侧的第一热交换器；设置在所述压缩机的高压侧的第二热交换器；以及设置在所述第二热交换器与所述第一热交换器之间的主膨胀阀，其特征在于，所述冷媒循环系统还包括设置在所述第一热交换器与所述压缩机之间的膨胀装置和第三热交换器，所述膨胀装置串联连接在所述第三热交换器的上游侧，其中，所述冷媒循环系统能够至少在第一操作模式与第二操作模式之间进行切换，在所述第一操作模式中，所述第二热交换器用作冷凝器，所述第一热交换器用作蒸发器且所述膨胀装置和所述第三热交换器被旁通；在所述第二操作模式中，所述第一热交换器用作冷凝器且所述第三热交换器用作蒸发器。

【技术特征摘要】
1.一种冷媒循环系统，包括：压缩机；设置在所述压缩机的低压侧的第一热交换器；设置在所述压缩机的高压侧的第二热交换器；以及设置在所述第二热交换器与所述第一热交换器之间的主膨胀阀，其特征在于，所述冷媒循环系统还包括设置在所述第一热交换器与所述压缩机之间的膨胀装置和第三热交换器，所述膨胀装置串联连接在所述第三热交换器的上游侧，其中，所述冷媒循环系统能够至少在第一操作模式与第二操作模式之间进行切换，在所述第一操作模式中，所述第二热交换器用作冷凝器，所述第一热交换器用作蒸发器且所述膨胀装置和所述第三热交换器被旁通；在所述第二操作模式中，所述第一热交换器用作冷凝器且所述第三热交换器用作蒸发器。2.如权利要求1所述的冷媒循环系统，其中，在所述第二操作模式中，所述第二热交换器不起热交换作用。3.如权利要求2所述的冷媒循环系统，还包括设置在所述第二热交换器与所述第三热交换器之间的电子三通阀，所述电子三通阀包括与水泵连接的一个进水口以及能够选择性地与所述第二热交换器或所述第三热交换器连通的出水口，其中，所述电子三通阀能够被控制成：在所述第一操作模式下，所述出水口与所述第二热交换器连通，并且在所述第二操作模式下，所述出水口与所述第三热交换器连通。4.如权利要求2所述的冷媒循环系统，还包括：与所述第二热交换器串联设置的第一开关阀；与所述第二热交换器并联设置的第一旁通通路；以及设置在所述第一旁通通路中的第二开关阀，其中，在所述第一操作模式下，所述第一开关阀打开且所述第二开关阀关闭以连通所述第二热交换器；在所述第二操作模式下，所述第一开关阀关闭且所述第二开关阀打开以旁通所述第二热交换器。5.如权利要求1所述的冷媒循环系统，其中，在所述第二操作模式中，所述第二热交换器用作一级冷凝器，所述第一热交换器用作二级冷凝器。6.如权利要求5所述的冷媒循环系统，还包括设置在所述第二热交换器与所述第三热交换器之间的电子三通阀，所述电子三通阀包括与所述第二热交换器的出水口连通的一个进水口以及能够选择性地与所述第三热交换器的进水口或出水口连通的出水口，其中，所述电子三通阀能够被控制成：在所述第一操作模式下，所述电子三通阀的出水口与所述第三热交换器的出水口连通，并且在所述第二操作模式下，所述电子三通阀的出水口与所述第三热交换器的进水口连通。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨春，束宏飞，王蒙，
申请(专利权)人：艾默生环境优化技术苏州有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32