热泵系统技术方案

热泵系统包含压缩并排出制冷剂的压缩机(13)、对制冷剂进行减压的减压部(17、18)、使制冷剂与外部气体进行热交换的室外器(16)、使制冷剂蒸发的蒸发器(15)、使制冷剂冷凝的冷凝器(14)、内部热交换器(20)、将制冷剂分离为气体制冷剂和液体制冷剂的储液器(19)、对供制冷剂流动的路径进行变更的流路变更部(21、22、23、25)。内部热交换器具有供高压的制冷剂流动的高压流路(20a)和供低压的制冷剂流动的低压流路(20b)，并且使在高压流路流动的制冷剂与在低压流路流动的制冷剂之间进行热交换。流路变更部对制冷路径和制热路径进行变更。根据该热泵系统，能够提高制冷性能和制热性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热泵系统相关申请的相互参照本申请是基于2015年8月4日申请的日本专利申请2015－154332和2016年4月4日申请的日本专利申请2016－075387作出的，并将其公开内容作为参照编入本申请。
本专利技术涉及一种使制冷剂循环而对空气进行加热和冷却的热泵系统。
技术介绍
以往的热泵系统例如被用于车辆空调，构成为包含制冷循环。被用于制冷循环的热交换器起到冷凝器和蒸发器等的功能，构成为使在内部流动的制冷剂与在外部流动的空气进行热交换。另外，热泵系统具备设于车室外的室外热交换器。室外热交换器也称为室外器，在制热时起到蒸发器的功能，在制冷时起到冷凝器的功能。在起到蒸发器的功能的情况下，干燥度小的制冷剂向室外器流入。并且，随着制冷剂在室外器内流动，制冷剂从空气吸热而逐渐蒸发，气体的制冷剂所占据的比例增加，干燥度大的制冷剂流出(例如参照专利文献1)。以往技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014－9868号公报上述的专利文献1所记载的制冷循环在压缩机前设置有储液器。在储液器内二相制冷剂被气液分离，基本上仅气体制冷剂流出。但是，在实用上，由于需要使溶入到液体制冷剂的压缩机的润滑油也返回，因此在出口配管的中途设置有润滑油的返回孔。因此，存在如下担忧：在压缩机吸入之前未取得制冷剂过热度，蒸发器的焓差减小，特别是在制冷时循环效率变差。另外，在冬季制热时室外器起到蒸发器的功能，但是，此时，在室外器必须将二相的制冷剂分配给多个管。由于很难将二相的制冷剂平均地分配给多个管，导致液体制冷剂流集中在特定的管，因此存在室外器的有效利用面积降低的担忧。另外，在制热时外部气体为高湿度条件下，有室外器的表面结霜而制热性能降低的担忧。因此，本专利技术是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种能够提高制冷性能和制热性能的热泵系统。本专利技术为了达成上述的目的采用以下的技术手段。本专利技术的第一方式的热泵系统包含：压缩机，该压缩机对制冷剂进行压缩并排出；减压部，该减压部对制冷剂进行减压；室外器，该室外器使制冷剂与外部气体进行热交换；蒸发器，该蒸发器使制冷剂蒸发；冷凝器，该冷凝器使制冷剂冷凝；内部热交换器，该内部热交换器具有供高压的制冷剂流动的高压流路和供低压的制冷剂流动的低压流路，并且使在高压流路流动的制冷剂与在低压流路流动的制冷剂之间进行热交换；储液器，该储液器将制冷剂分离为气体制冷剂和液体制冷剂；以及流路变更部，该流路变更部对供制冷剂流动的路径进行变更，流路变更部变更制冷路径和制热路径，在制冷路径中，制冷剂按照压缩机、室外器、内部热交换器的高压流路、减压部、蒸发器、储液器、内部热交换器的低压流路、压缩机的顺序循环，或者，制冷剂按照压缩机、室外器、内部热交换器的高压流路、减压部、蒸发器、内部热交换器的低压流路、储液器、压缩机的顺序循环，在制热路径中，制冷剂按照压缩机、冷凝器、内部热交换器的高压流路、减压部、室外器、储液器、内部热交换器的低压流路、压缩机的顺序循环，或者，制冷剂按照压缩机、冷凝器、内部热交换器的高压流路、减压部、室外器、内部热交换器的低压流路、储液器、压缩机的顺序循环。根据该方式，在制冷时控制为制冷剂在制冷路径循环，在制热时控制为制冷剂在制热路径循环。在制冷路径和制热路径中，制冷剂通过内部热交换器。在起到冷凝器的功能的热交换器的下游侧流动的高压制冷剂与在起到蒸发器的功能的热交换器的下游侧的低压制冷剂通过内部热交换器进行热交换。由此，能够降低向作为蒸发器而工作的热交换器流入的制冷剂的制冷剂干燥度，并且也能够降低从热交换器流出的制冷剂的制冷剂干燥度。因此，能够降低起到蒸发器的功能的热交换器内的制冷剂干燥度的工作域。由此，向热交换器流入的液体制冷剂的体积比率增加，而能够改善热交换器内的液体制冷剂分配。另外，在本方式中，由于在起到蒸发器的功能的热交换器的下游侧设置内部热交换器，因此能够降低蒸发器流出部的制冷剂干燥度。由此，在构成热交换器的各管流出部中，即使制冷剂干燥度波动也能够大幅降低生成过热度区域的情况。此外，在本方式中，使用内部热交换器而使特别是室外器作为蒸发器进行工作时的制冷剂干燥度向低制冷剂干燥度域变化，从而能够使蒸发时的制冷剂压损的降低和热交换面积的有效活用这通常相反的课题并存。另外，能够通过低干燥度域下的工作增大在室外器内流动的制冷剂的平均密度，因此能够降低制冷剂的流速，而发挥制冷剂压损降低的效果。此外，由于以比以往低的低干燥度流动，因此也能够降低从室外器朝向内部热交换器的制冷剂配管中的制冷剂压损。因此，即使构成内部热交换器也能够降低制冷剂压损。不仅在起到蒸发器的功能的室外器中，在制冷时的蒸发器中上述的效果也可以说是相同的。通过内部热交换器将蒸发器的工作干燥度设于低干燥度域，从而即使将蒸发器的制冷剂通路减少为单通路，也能够使确保均匀的吹出温度和低压损化并存，能够抑制由储液器循环造成的制冷时的效率变差。本专利技术的第二方式的热泵系统包含：压缩机，该压缩机对制冷剂进行压缩并排出；减压部，该减压部对制冷剂进行减压；室外器，该室外器使制冷剂与外部气体进行热交换；蒸发器，该蒸发器使制冷剂蒸发；冷凝器，该冷凝器使制冷剂冷凝；内部热交换器，该内部热交换器具有供高压的制冷剂流动的高压流路和供低压的制冷剂流动的低压流路，使在高压流路流动的制冷剂与在低压流路流动的制冷剂之间进行热交换；储液器，该储液器将制冷剂分离为气体制冷剂和液体制冷剂；以及流路变更部，该流路变更部对供制冷剂流动的路径进行变更，流路变更部变更制冷路径和制热路径，在制冷路径中，制冷剂按照压缩机、室外器、内部热交换器的高压流路、减压部、蒸发器、储液器、内部热交换器的低压流路、压缩机的顺序循环，在制热路径中，制冷剂按照压缩机、冷凝器、内部热交换器的高压流路、减压部、室外器、储液器、内部热交换器的低压流路、压缩机的顺序循环，储液器具备使分离出的气体制冷剂流出的气体制冷剂流路和使分离出的液体制冷剂流出的液体制冷剂流路，气体制冷剂流路和液体制冷剂流路中的至少液体制冷剂流路与内部热交换器的低压流路连接。在本方式的压缩机、室外器、内部热交换器的高压流路、减压部、蒸发器、储液器、内部热交换器的低压流路、压缩机依次连接的结构中，储液器具备使分离出的气体制冷剂流出的气体制冷剂流路和使分离出的液体制冷剂流出的液体制冷剂流路，气体制冷剂流路和液体制冷剂流路中的至少液体制冷剂流路与内部热交换器的低压流路连接。根据该方式，在制热路径中，在内部热交换器中使从冷凝器流出后的液体制冷剂与从储液器流出后的液体制冷剂进行热交换，从而能够降低由冷凝器冷凝后的制冷剂的焓。由此，能够降低室外器入口的制冷剂干燥度。在能够降低室外器入口制冷剂干燥度时，流入的液体制冷剂的体积增加，而能够改善室外器内的制冷剂分配性。因此，能够提高室外器的热交换性能。另外，在制冷路径中，通过在内部热交换器进行热交换，能够使在室外器冷却后的制冷剂由来自储液器的液体制冷剂进一步冷却。之后，已通过内部热交换器的高压流路的制冷剂向减压部、蒸发器流动。在内部热交换器中制冷剂被进一步冷却，因此能够降低在蒸发器内流动的制冷剂的平均干燥度。由此，能够降低蒸发器内的制冷剂压损，此外，由于抑制在蒸发器内产生过热度区域，因此蒸发器的性能提高，能够改善系统效率。另外，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热泵系统，其特征在于，包含：压缩机(13)，该压缩机对制冷剂进行压缩并排出；减压部(17、18)，该减压部对制冷剂进行减压；室外器(16)，该室外器使制冷剂与外部气体进行热交换；蒸发器(15)，该蒸发器使制冷剂蒸发；冷凝器(14)，该冷凝器使制冷剂冷凝；内部热交换器(20)，该内部热交换器具有供高压的制冷剂流动的高压流路(20a)和供低压的制冷剂流动的低压流路(20b)，并且使在所述高压流路流动的制冷剂与在所述低压流路流动的制冷剂之间进行热交换；储液器(19)，该储液器将制冷剂分离为气体制冷剂和液体制冷剂；以及流路变更部(21、22、23、25)，该流路变更部对供制冷剂流动的路径进行变更，所述流路变更部变更制冷路径和制热路径，在所述制冷路径中，制冷剂按照所述压缩机、所述室外器、所述内部热交换器的所述高压流路、所述减压部、所述蒸发器、所述储液器、所述内部热交换器的所述低压流路、所述压缩机的顺序循环，或者，制冷剂按照所述压缩机、所述室外器、所述内部热交换器的所述高压流路、所述减压部、所述蒸发器、所述内部热交换器的所述低压流路、所述储液器、所述压缩机的顺序循环，在所述制热路径中，制冷剂按照所述压缩机、所述冷凝器、所述内部热交换器的所述高压流路、所述减压部、所述室外器、所述储液器、所述内部热交换器的所述低压流路、所述压缩机的顺序循环，或者，制冷剂按照所述压缩机、所述冷凝器、所述内部热交换器的所述高压流路、所述减压部、所述室外器、所述内部热交换器的所述低压流路、所述储液器、所述压缩机的顺序循环。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.04 JP 2015-154332;2016.04.04 JP 2016-075381.一种热泵系统，其特征在于，包含：压缩机(13)，该压缩机对制冷剂进行压缩并排出；减压部(17、18)，该减压部对制冷剂进行减压；室外器(16)，该室外器使制冷剂与外部气体进行热交换；蒸发器(15)，该蒸发器使制冷剂蒸发；冷凝器(14)，该冷凝器使制冷剂冷凝；内部热交换器(20)，该内部热交换器具有供高压的制冷剂流动的高压流路(20a)和供低压的制冷剂流动的低压流路(20b)，并且使在所述高压流路流动的制冷剂与在所述低压流路流动的制冷剂之间进行热交换；储液器(19)，该储液器将制冷剂分离为气体制冷剂和液体制冷剂；以及流路变更部(21、22、23、25)，该流路变更部对供制冷剂流动的路径进行变更，所述流路变更部变更制冷路径和制热路径，在所述制冷路径中，制冷剂按照所述压缩机、所述室外器、所述内部热交换器的所述高压流路、所述减压部、所述蒸发器、所述储液器、所述内部热交换器的所述低压流路、所述压缩机的顺序循环，或者，制冷剂按照所述压缩机、所述室外器、所述内部热交换器的所述高压流路、所述减压部、所述蒸发器、所述内部热交换器的所述低压流路、所述储液器、所述压缩机的顺序循环，在所述制热路径中，制冷剂按照所述压缩机、所述冷凝器、所述内部热交换器的所述高压流路、所述减压部、所述室外器、所述储液器、所述内部热交换器的所述低压流路、所述压缩机的顺序循环，或者，制冷剂按照所述压缩机、所述冷凝器、所述内部热交换器的所述高压流路、所述减压部、所述室外器、所述内部热交换器的所述低压流路、所述储液器、所述压缩机的顺序循环。2.一种热泵系统，其特征在于，包含：压缩机(13)，该压缩机对制冷剂进行压缩并排出；减压部(17、18)，该减压部对制冷剂进行减压；室外器(16)，该室外器使制冷剂与外部气体进行热交换；蒸发器(15)，该蒸发器使制冷剂蒸发；冷凝器(14)，该冷凝器使制冷剂冷凝；内部热交换器(20)，该内部热交换器具有供高压的制冷剂流动的高压流路(20a)和供低压的制冷剂流动的低压流路(20b)，使在所述高压流路流动的制冷剂与在所述低压流路流动的制冷剂之间进行热交换；储液器(19)，该储液器将制冷剂分离为气体制冷剂和液体制冷剂；以及流路变更部(21、22、23、25)，该流路变更部对供制冷剂流动的路径进行变更，所述流路变更部变更制冷路径和制热路径，在所述制冷路径中，制冷剂按照所述压缩机、所述室外器、所述内部热交换器的所述高压流路、所述减压部、所述蒸发器、所述储液器、所述内部热交换器的所述低压流路、所述压缩机的顺序循环，在所述制热路径中，制冷剂按照所述压缩机、所述冷凝器、所述内部热交换器的所述高压流路、所述减压部、所述室外器、所述储液器、所述内部热交换器的所述低压流路、所述压缩机的顺序循环，所述储液器具备使分离出的气体制冷剂流出的气体制冷剂流路(19a)和使分离出的液体制冷剂流出的液体制冷剂流路(19b)，所述气体制冷剂流路和所述液体制冷剂流路中的至少所述液体制冷剂流路与所述内部热交换器的所述低压流路连接。3.根据权利要求2所述的热泵系统，其特征在于，还包含流量调整部(24、124、243)，该流量调整部对从所述储液器向所述内部热交换器流动的液体制冷剂的流量进行调整。4.根据权利要求2或3所述的热泵系统，其特征在于，在所述制冷路径中，制冷剂按照所述压缩机、所述室外器、所述冷凝器、所述内部热交换器的所述高压流路、所述减压部、所述蒸发器、所述储液器、所述内部热交换器的所述低压流路、所述压缩机的顺序循环。5.根据权利要求2～4中的任一项所述的热泵系统，其特征在于，所述液体制冷剂流路与所述内部热交换器的所述低压流路连接，所述气体制冷剂流路与所述内部热交换器的所述低压流路的下游侧连接。6.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述流路变更部变更所述制冷路径、所述制热路径、除湿制热路径，在所述制冷路径中，制冷剂按照所述压缩机、所述室外器、所述内部热交换器的所述高压流路、所述减压部、所述蒸发器、所述内部热交换器的所述低压流路、所述储液器、所述压缩机的顺序循环，在所述制热路径中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：三枝弘，杉村辽平，川久保昌章，加见祐一，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本,JP