本發(fā)明涉及熱泵技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種用于熱泵系統(tǒng)的熱交換器、一種熱泵系統(tǒng)和一種熱泵系統(tǒng)的控制方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的風(fēng)冷式熱泵系統(tǒng)在制冷運行時，其室外側(cè)換熱器的熱量被空氣帶走，并沒有得到有效利用；而空氣能熱水器則是利用了冷凝器側(cè)的高溫?zé)崃縼韺崿F(xiàn)制熱水，但是因為沒有內(nèi)機，所以不能實現(xiàn)室內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)。為了實現(xiàn)兩種電器的功能，提高能源的利用效率，熱泵熱水器應(yīng)運而生，熱泵熱水器可以在對房間制冷的同時來制熱水，有效提高了能源的利用效率。其中，熱泵熱水器是在原熱泵系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加一個套管式水換熱器和一個四通閥，該套管式水換熱器通過這個四通閥與風(fēng)冷冷凝器并聯(lián)，該四通閥的關(guān)和開控制著冷媒是經(jīng)過風(fēng)冷冷凝器還是水冷冷凝器，只有在制熱水需求的時候高溫冷媒才會經(jīng)過水冷冷凝器，其它情況都是按普通的熱泵系統(tǒng)運行。

另外，多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)為了保證壓縮機的可靠運行，都會在壓縮機的排氣口設(shè)置一個油分離器來將排氣中的潤滑油分離出來，并回流至壓縮機。其中，油分離器的原理是：攜帶潤滑油的高溫高壓冷媒進入油分離器的罐體后撞擊在側(cè)壁上，油滴小顆粒在離心力的作用下被分離出來沿著罐體內(nèi)表面落在罐體底部，然后通過回油毛細(xì)管回流至壓縮機。目前，油分離器除了實現(xiàn)油氣分離的功能以外幾乎沒有其它的作用。

可見，現(xiàn)有的熱泵熱水器需要在原熱泵系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加額外的部件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且生產(chǎn)成本較高。而油分離器中進入的是高溫高壓的冷媒，其溫度較高，因此若能夠利用油分離器的熱量來實現(xiàn)制熱水的功能，無疑會利于生產(chǎn)成本的降低和能源的有效利用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)或相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的一個目的在于提出了一種用于熱泵系統(tǒng)的熱交換器，使得能夠借助油分離器組件的熱量來實現(xiàn)對水的加熱，有效提高了能源的利用效率，并且無需在原有熱泵系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加過多的部件就可以實現(xiàn)制熱水的功能，有效降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。

本發(fā)明的另一個目的在于提出了一種熱泵系統(tǒng)及其控制方法。

為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面的實施例，提出了一種用于熱泵系統(tǒng)的熱交換器，包括：油分離器組件和套設(shè)在所述油分離器組件外部的殼體，所述殼體與所述油分離器組件之間形成有用于充水的空腔，所述空腔具有入水口和出水口；其中，所述油分離器組件包括：罐體、進氣管、排氣管和回油管，所述回油管從所述罐體的頂部插入，并伸至所述罐體的底部。

根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于熱泵系統(tǒng)的熱交換器，由于壓縮機排出的高溫高壓的氣態(tài)冷媒在從油分離器組件的進氣管進入油分離器組件之后，氣態(tài)冷媒會以傾斜的角度撞擊在油分離器組件的內(nèi)壁面上，冷媒氣體中的小油滴在離心力的作用下分離出來并沿著油分離器組件的內(nèi)壁面落在罐體底部，分離出來的潤滑油再經(jīng)過回油管回到壓縮機，而冷媒氣體則從排氣管出來，可見油分離器組件的罐體在系統(tǒng)運行時總是處于高溫狀態(tài)。因此通過設(shè)置殼體套設(shè)在油分離器組件的外部，以形成用于充水的空腔，使得能夠借助油分離器組件的熱量來實現(xiàn)對水的加熱，有效提高了能源的利用效率。而在將上述熱交換器應(yīng)用在熱泵系統(tǒng)中時，使得無需在原有熱泵系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加過多的部件就可以實現(xiàn)制熱水的功能，有效降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。

根據(jù)本發(fā)明的上述實施例的用于熱泵系統(tǒng)的熱交換器，還可以具有以下技術(shù)特征：

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述油分離器組件還包括：第一安裝基座，所述罐體的頂部設(shè)置在所述第一安裝基座上；所述殼體設(shè)置在第二安裝基座上，所述第二安裝基座和所述第一安裝基座上設(shè)置有對應(yīng)的裝配孔，所述第一安裝基座和所述第二安裝基座通過所述裝配孔進行裝配，以將所述殼體套設(shè)在所述油分離器組件的外部。

在該實施例中，通過在罐體的頂部設(shè)置第一安裝基座，并將殼體設(shè)置在第二安裝基座上，使得能夠方便地通過第一安裝基座和第二安裝基座來將殼體與油分離器組件的罐體進行組裝。其中，油分離器組件的罐體可以焊接在第一安裝基座上；殼體也可以焊接在第二安裝基座上。同時，油分離器組件與殼體之間的模塊化組裝的特點也使得具有較高的靈活性，便于后期的維護，并且也便于清除水垢。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述第一安裝基座和所述第二安裝基座之間設(shè)置有密封圈。

在該實施例中，通過在第一安裝基座和第二安裝基座之間設(shè)置密封圈，使得能夠保證油分離器組件與殼體之間的密封，避免腔體內(nèi)的水流出。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述入水口設(shè)置在所述第一安裝基座上，所述出水口設(shè)置在所述殼體的底部。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述油分離器組件還包括：儲油罐，設(shè)置在所述罐體內(nèi)，所述儲油罐的中上部設(shè)置有與所述罐體相通的開口，所述進氣管和所述回油管伸入所述儲油罐內(nèi)，所述排氣管設(shè)置在所述儲油罐外且伸入所述罐體的底部。

在該實施例中，由于油分離器組件與殼體之間的空腔內(nèi)的水會帶走油分離器組件的熱量，因此若空腔內(nèi)的水流量較大，則可能會將油分離器組件內(nèi)的氣體冷媒的溫度冷卻到飽和溫度以下，進而液態(tài)的冷媒會和潤滑油混合一起通過回油管返回壓縮機，這樣會導(dǎo)致壓縮機液擊。因此，通過在罐體內(nèi)設(shè)置儲油罐，且進氣管和回油管伸入儲油罐內(nèi)，排氣管設(shè)置在儲油罐外且伸入罐體的底部，使得即便油分離器組件內(nèi)的氣態(tài)冷媒的溫度被冷卻到飽和溫度以下，液態(tài)的冷媒也能夠與分離出的潤滑油隔開，進而能夠避免液態(tài)冷媒隨潤滑油回流至壓縮機而導(dǎo)致壓縮機液擊的風(fēng)險。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述空腔內(nèi)設(shè)置有換熱器翅片。通過在空腔內(nèi)設(shè)置換熱器翅片，使得能夠強化換熱效果。

根據(jù)本發(fā)明第二方面的實施例，還提出了一種熱泵系統(tǒng)，包括：壓縮機、四通閥、室外換熱器、室內(nèi)機、低壓罐、水箱，以及如上述實施例中任一項所述的用于熱泵系統(tǒng)的熱交換器；

其中，所述壓縮機的出口與所述油分離器組件的進氣管連通，所述四通閥的四個端口分別連接至所述油分離器組件的排氣管、所述室外換熱器的第一端口、所述低壓罐的入口和第一截止閥，所述低壓罐的出口和所述油分離器組件的回油管均連接至所述壓縮機的進口，所述室外換熱器的第二端口通過第一節(jié)流部件連接至第二截止閥，所述第一截止閥和所述第二截止閥與所述室內(nèi)機中的冷媒管道相連通；

所述水箱的第一端口與所述入水口連通，所述水箱的第二端口與所述出水口連通，所述水箱的第一端口與所述入水口之間的管道上設(shè)置有水泵，所述入水口還通過補水閥與水源連通。

根據(jù)本發(fā)明的實施例的熱泵系統(tǒng)，由于壓縮機排出的高溫高壓的氣態(tài)冷媒在從油分離器組件的進氣管進入油分離器組件之后，氣態(tài)冷媒會以傾斜的角度撞擊在油分離器組件的內(nèi)壁面上，冷媒氣體中的小油滴在離心力的作用下分離出來并沿著油分離器組件的內(nèi)壁面落在罐體底部，分離出來的潤滑油再經(jīng)過回油管回到壓縮機，而冷媒氣體則從排氣管出來，可見油分離器組件的罐體在系統(tǒng)運行時總是處于高溫狀態(tài)。因此通過設(shè)置水箱的第一端口與腔體的入水口連通，并設(shè)置水箱的第二端口與腔體的出水口連通，使得熱泵系統(tǒng)能夠借助油分離器組件的熱量來實現(xiàn)制熱水的功能，有效提高了能源的利用效率，同時由于無需在原有熱泵系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加過多的部件就可以實現(xiàn)制熱水的功能，有效降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。

而通過在水箱的第一端口與入水口之間的管道上設(shè)置水泵，使得能夠通過水泵帶動水在水箱與腔體之間循壞，以便于對水箱內(nèi)的水加熱。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述的熱泵系統(tǒng)還包括：電磁閥，并聯(lián)在所述第一截止閥與所述第二截止閥之間。

在該實施例中，通過在第一截止閥和第二截止閥之間并聯(lián)電磁閥，使得熱泵系統(tǒng)能夠根據(jù)運行模式的不同來對該電磁閥進行控制。比如，熱泵系統(tǒng)在運行制熱水模式時，可以控制該電磁閥開啟，并控制室內(nèi)機中的電子膨脹閥關(guān)閉，這樣冷媒不經(jīng)過室內(nèi)機直接通過該電磁閥并經(jīng)過上述第一節(jié)流部件節(jié)流后進入室外換熱器，在室外換熱器蒸發(fā)之后返回壓縮機；而在熱泵系統(tǒng)制冷且制熱水運行時，通過控制上述電磁閥開啟，使得冷媒能夠依次經(jīng)過室外換熱器、室內(nèi)換熱器，然后返回壓縮機，在保證制冷的前提下，實現(xiàn)制熱水的功能。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述的熱泵系統(tǒng)還包括：流量控制閥，與所述水泵串聯(lián)在所述水箱的第一端口與所述入水口之間的管道上。

在該實施例中，通過設(shè)置流量控制閥與水泵串聯(lián)在水箱的第一端口與腔體的入水口之間的管道上，使得能夠通過流量控制閥來控制腔體內(nèi)的水流速率，避免水流速率較大導(dǎo)致將油分離器組件內(nèi)的冷媒冷卻至飽和溫度以下而可能出現(xiàn)壓縮機液擊的問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述水箱中設(shè)置有水位傳感器。通過在水箱內(nèi)設(shè)置水位傳感器，使得能夠?qū)λ鋬?nèi)的水位進行監(jiān)測，以將水箱內(nèi)的水位控制在合理的范圍內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明第三方面的實施例，還提出了一種熱泵系統(tǒng)的控制方法，用于對如上述實施例中任一項所述的熱泵系統(tǒng)進行控制，所述控制方法包括：在確定需要制熱水且所述壓縮機正在運行時，檢測所述油分離器組件的排氣管溫度；在所述油分離器組件的排氣管溫度大于或等于預(yù)定溫度值時，根據(jù)所述水箱內(nèi)的水溫和水位，對所述補水閥和所述水泵進行控制。

根據(jù)本發(fā)明的實施例的熱泵系統(tǒng)的控制方法，通過在檢測到油分離器組件的排氣管溫度大于或等于預(yù)定溫度值時，根據(jù)水箱內(nèi)的水溫和水位來對補水閥和水泵進行控制，使得能夠在油分離器的溫度較高時才開啟制熱水功能，避免油分離器內(nèi)的溫度較低也開啟制熱水功能而影響熱泵系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而通過根據(jù)水箱內(nèi)的水溫和水位來對補水閥和水泵進行控制，使得能夠?qū)λ鋬?nèi)的水量和水溫進行精確控制。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，根據(jù)所述水箱內(nèi)的水溫和水位，對所述補水閥和所述水泵進行控制的步驟，具體包括：

在所述水箱內(nèi)的水位小于或等于第一設(shè)定水位時，控制所述補水閥開啟；

在所述水箱內(nèi)的水位大于所述第一設(shè)定水位時，判斷所述水箱內(nèi)的水溫是否達(dá)到設(shè)定水溫；在判定所述水箱內(nèi)的水溫達(dá)到所述設(shè)定水溫時，若所述水箱內(nèi)的水位達(dá)到第二設(shè)定水位，則確定制熱水完成，否則控制所述補水閥開啟，其中，所述第二設(shè)定水位高于所述第一設(shè)定水位；在判定所述水箱內(nèi)的水溫未達(dá)到所述設(shè)定水溫時，控制所述水泵開啟；

在所述水箱內(nèi)的水位達(dá)到所述第二設(shè)定水位時，控制所述補水閥關(guān)閉。

在該實施例中，通過在水箱內(nèi)的水位小于或等于第一設(shè)定水位時，控制補水閥開啟，可以在水箱內(nèi)的水量較少時及時進行補充。而在水箱內(nèi)的水位大于第二設(shè)定水位且水溫達(dá)到設(shè)定水溫時，說明書制熱水已經(jīng)完成；當(dāng)水箱內(nèi)的水位未達(dá)到第二設(shè)定水位但水位已經(jīng)達(dá)到設(shè)定水溫時，可以控制補水閥開啟來進行補水。當(dāng)水箱內(nèi)水位大于第一設(shè)定水位但水溫未達(dá)到設(shè)定水溫時，通過控制水泵開啟，可以實現(xiàn)對水箱內(nèi)的水進行循環(huán)加熱。

此外，通過在水箱內(nèi)的水位達(dá)到第二設(shè)定水位時，控制補水閥關(guān)閉，可以避免水箱內(nèi)的水量過多而溢出。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在控制所述補水閥開啟之后，還包括：根據(jù)所述出水口的溫度調(diào)節(jié)所述補水閥的開度。

在該實施例中，通過根據(jù)腔體的出水口的溫度調(diào)劑補水閥的開度，可以避免水流速率較大導(dǎo)致將油分離器組件內(nèi)的冷媒冷卻至飽和溫度以下而可能出現(xiàn)壓縮機液擊的問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在所述熱泵系統(tǒng)包括與所述水泵串聯(lián)在所述水箱的第一端口與所述入水口之間的管道上的流量控制閥的情況下，所述控制方法還包括：在控制所述水泵開啟之后，根據(jù)所述出水口的溫度調(diào)節(jié)所述流量控制閥的開度。

在該實施例中，當(dāng)流量控制閥與水泵串聯(lián)在水箱的第一端口與腔體的入水口之間的管道上時，通過根據(jù)腔體的出水口的溫度來調(diào)節(jié)流量控制閥的開度，可以避免水流速率較大導(dǎo)致將油分離器組件內(nèi)的冷媒冷卻至飽和溫度以下而可能出現(xiàn)壓縮機液擊的問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述的熱泵系統(tǒng)的控制方法，還包括：在接收到制熱水運行的指令，或在接收到制冷且制熱水運行的指令時，確定需要制熱水。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在所述熱泵系統(tǒng)包括并聯(lián)在所述第一截止閥與所述第二截止閥之間的電磁閥，且所述室內(nèi)機的冷媒管道上設(shè)置有第二節(jié)流部件的情況下，所述控制方法還包括：在接收到所述制熱水運行的指令時，控制所述四通閥將所述油分離器組件的排氣管與所述第一截止閥連通、將所述室外換熱器的第一端口與所述低壓罐的入口連通，并控制所述電磁閥開啟和所述第二節(jié)流部件關(guān)閉；

在接收到所述制冷且制熱水運行的指令時，控制所述四通閥將所述油分離器組件的排氣管與所述室外換熱器的第一端口連通、將所述低壓罐的入口與所述第一截止閥連通，并控制所述電磁閥關(guān)閉和所述第二節(jié)流部件開啟。

在該實施例中，當(dāng)熱泵系統(tǒng)在制熱水運行時，通過控制四通閥將油分離器組件的排氣管與第一截止閥連通、將室外換熱器的第一端口與低壓罐的入口連通，并控制電磁閥開啟和第二節(jié)流部件關(guān)閉，使得冷媒能夠不經(jīng)過室內(nèi)機直接通過上述電磁閥并經(jīng)過上述第一節(jié)流部件節(jié)流后進入室外換熱器，在室外換熱器蒸發(fā)之后返回壓縮機。而在熱泵系統(tǒng)制冷且制熱水運行時，通過控制上述電磁閥開啟，使得冷媒能夠依次經(jīng)過室外換熱器、室內(nèi)換熱器，然后返回壓縮機，在保證制冷的前提下，實現(xiàn)制熱水的功能。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1示出了相關(guān)技術(shù)中的油分離器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例的油分離器組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的水換熱器組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的密封圈的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的換熱器翅片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例的用于熱泵系統(tǒng)的熱交換器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的第二個實施例的油分離器組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的第二個實施例的用于熱泵系統(tǒng)的熱交換器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9示出了相關(guān)技術(shù)中的熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例的熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的熱泵系統(tǒng)的控制方法的流程示意圖；

圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的第二個實施例的熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進行進一步的詳細(xì)描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發(fā)明的保護范圍并不受下面公開的具體實施例的限制。

在介紹本發(fā)明提出的熱泵系統(tǒng)的熱交換器之前，先介紹目前的油分離器結(jié)構(gòu)，具體如圖1所示，目前的油分離器包括：罐體14、進氣管11、排氣管12和設(shè)置在罐體14底部的回油管13。

當(dāng)攜帶潤滑油的高溫高壓的冷媒從壓縮機排出后，沿著進氣管11進入油分離器的罐體14后撞擊在側(cè)壁上，油滴小顆粒在離心力的作用下被分離出來沿著罐體14的內(nèi)表面落在罐體14的底部，然后通過回油管13回流至壓縮機，而氣態(tài)冷媒通過排氣管12進入熱泵系統(tǒng)中進行循環(huán)。

可見，油分離器的罐體14在熱泵系統(tǒng)運行時總是處于高溫狀態(tài)，但是目前的油分離器除了實現(xiàn)油氣分離的功能以外幾乎沒有其它的作用。

為了實現(xiàn)能源的有效利用，本發(fā)明在油分離器的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進行了改進，具體如下：

如圖2所示為本發(fā)明提出的油分離器組件的結(jié)構(gòu)，具體包括：罐體24、進氣管21、排氣管22和回油管23，回油管23從罐體24的頂部插入，并伸至罐體34的底部。

當(dāng)攜帶潤滑油的高溫高壓的冷媒從壓縮機排出后，沿著進氣管21進入油分離器的罐體24后撞擊在側(cè)壁上，油滴小顆粒在離心力的作用下被分離出來沿著罐體24的內(nèi)表面落在罐體24的底部，然后在氣態(tài)冷媒的壓力作用下通過回油管23回流至壓縮機，而氣態(tài)冷媒通過排氣管22進入熱泵系統(tǒng)中進行循環(huán)。

其中，本發(fā)明提出的油分離器組件還具有安裝基座25，該安裝基座25可以與罐體24焊接在一起，目的是為了與圖3所示的殼體31進行組裝。此外，在安裝基座25上還設(shè)置有一個入水口26，當(dāng)圖3所示的殼體31與圖2所示的油分離器組件組裝之后，可以通過該入水口26來向罐體24與殼體31之間的空腔內(nèi)充水。安裝基座25上設(shè)置有裝配孔27，以便于與圖3所示的組件進行組裝。

如圖3所示，殼體31設(shè)置在安裝基座32上，比如可以通過焊接的方式來將安裝基座32焊接在殼體31上，在殼體31的底部設(shè)置有出水口33，并且在安裝基座32上設(shè)置有裝配孔34，以便于與圖2中所示的油分離器組件進行組裝。其中，圖3所示的結(jié)構(gòu)可以稱之為水換熱器組件。

圖4示出了用于裝配在安裝基座25與安裝基座34之間的密封圈，其主要作用是實現(xiàn)兩個安裝基座之間的密封功能。

圖5示出了換熱器翅片的結(jié)構(gòu)，換熱器翅片51可以安裝在殼體31與油分離器組件的罐體24之間的空腔內(nèi)，以增強換熱效果。

基于上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提出的用于熱泵系統(tǒng)的熱交換器如圖6所示，包括：圖2中所示的油分離器組件和圖3所示的水換熱器組件，二者通過裝配螺栓61裝配為一個整體，冷媒在油分離器組件的罐體24內(nèi)部實現(xiàn)油氣分離，循環(huán)冷卻水通過罐體24的外壁面和殼體31的內(nèi)壁面以及兩個安裝基座表面形成的密封空腔實現(xiàn)換熱，以達(dá)到制熱水的目的。

其中，在本發(fā)明的其它實施例中，在裝配之后，也可以不安裝換熱器翅片51，當(dāng)然換熱效果會有所下降。此外，也可以將入水口26設(shè)置在殼體31的側(cè)壁上，但是這樣會增加工藝難度。

本發(fā)明提出了油分離器組件和水換熱器組件是基于模塊化的思想來進行設(shè)計和組裝的，這樣具有更強的靈活性，并且也便于后期維護和清理水垢。在本發(fā)明的其它實施例中，也可以直接設(shè)計一體式的結(jié)構(gòu)來保證對油分離器組件和殼體之間形成的空腔內(nèi)的水進行加熱。

進一步地，在圖6所示的結(jié)構(gòu)中，由于油分離器組件與殼體31之間的空腔內(nèi)的水會帶走油分離器組件的熱量，因此若空腔內(nèi)的水流量較大，則可能會將油分離器組件內(nèi)的氣體冷媒的溫度冷卻到飽和溫度以下，進而液態(tài)的冷媒會和潤滑油混合一起通過回油管返回壓縮機，這樣會導(dǎo)致壓縮機液擊。為了避免壓縮機存在液擊的風(fēng)險，本發(fā)明對油分離器組件的結(jié)構(gòu)做了進一步改進，具體如圖7所示：

在油分離器組件的罐體24內(nèi)設(shè)置一個儲油罐71，其中儲油罐71的中上部設(shè)置有開口，以與罐體24相通。進氣管21和回油管23插入儲油罐71內(nèi)，排氣管22處于儲油罐71外且伸入罐體24的底部。

基于圖7的結(jié)構(gòu)，如圖8所示為改進后的熱交換器的結(jié)構(gòu)，改進后的結(jié)構(gòu)使得即便油分離器組件內(nèi)的氣態(tài)冷媒的溫度被冷卻到飽和溫度以下，液態(tài)的冷媒也能夠與分離出的潤滑油隔開，進而潤滑油只能通過延伸至儲油罐71底部的回油管23回到壓縮機，而冷媒只能經(jīng)過延伸到罐體24底部的排氣管22出來，有效避免了液態(tài)冷媒隨潤滑油回流至壓縮機而導(dǎo)致壓縮機液擊的風(fēng)險。

普通的油分離器尺寸較小，在實際設(shè)計時，可以根據(jù)換熱量的大小來設(shè)計相應(yīng)油分離器組件的尺寸以滿足換熱的要求。

基于本發(fā)明提出的用于熱泵系統(tǒng)的熱交換器(也可以稱之為油分水換熱器)，本發(fā)明還提出了一種新的熱泵系統(tǒng)，在介紹本發(fā)明提出的熱泵系統(tǒng)之前，先介紹相關(guān)技術(shù)中采用的熱泵系統(tǒng)，具體如圖9所示：

當(dāng)熱泵系統(tǒng)制冷運行時，壓縮機91排出的氣態(tài)冷媒從油分離器組件的進氣管21進入，經(jīng)油氣分離后的高溫高壓冷媒氣體從油分離器組件的排氣管22經(jīng)四通閥92進入室外換熱器93，經(jīng)室外換熱器93冷凝降溫后的高壓液體冷媒經(jīng)過電子膨脹閥95和截止閥97之后進入室內(nèi)機，從室內(nèi)換熱器吸熱后的冷媒氣體經(jīng)過截止閥98回到室外機，再經(jīng)過四通閥92、低壓罐94回到壓縮機91完成冷媒的循環(huán)，而油分離器組件中分離出來的潤滑油經(jīng)回油管23回到壓縮機91。

在制熱運行時，排出的氣態(tài)冷媒從油分離器組件的進氣管21進入，經(jīng)油氣分離后的高溫高壓冷媒氣體從油分離器組件的排氣管22經(jīng)四通閥92和截止閥98進入室內(nèi)機，在室內(nèi)換熱器的作用下實現(xiàn)房間制熱，在室內(nèi)換熱器中散熱后的高壓液態(tài)冷媒經(jīng)過截止閥97返回室外機，經(jīng)電子膨脹閥95節(jié)流后在室外換熱器93中蒸發(fā)吸熱，吸熱后的氣態(tài)冷媒經(jīng)四通閥92、低壓罐94回到壓縮機91完成冷媒循環(huán)，而油分離器組件中分離出來的潤滑油經(jīng)回油管23回到壓縮機91，保證壓縮機91不缺油運轉(zhuǎn)。

其中，電磁閥96在除霜運行時打開有利于系統(tǒng)快速除霜。在圖9所示的實施例中，油分離器組件的功能只是實現(xiàn)壓縮機91排氣中油和冷媒的分離作用。

需要注意的是：圖9中所示的油分離器組件可以采用本發(fā)明提出的新型油分離器組件，這樣當(dāng)用戶需要對熱泵系統(tǒng)進行升級時，可以直接在此基礎(chǔ)上添加圖3中所示的水換熱器組件。

為了實現(xiàn)能源的有效利用，本發(fā)明提出的熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖10所示，具體包括：壓縮機101、四通閥102、室外換熱器103、室內(nèi)機(圖中未示出)、低壓罐106、水箱109，以及圖6所示的用于熱泵系統(tǒng)的熱交換器。

其中，壓縮機101的出口與油分離器組件的進氣管21連通，四通閥102的四個端口分別連接至油分離器組件的排氣管22、室外換熱器103的第一端口、低壓罐106的入口和第一截止閥108，低壓罐106的出口和油分離器組件的回油管23均連接至壓縮機101的進口，室外換熱器103的第二端口通過第一節(jié)流部件104連接至第二截止閥107，第一截止閥108和第二截止閥107與室內(nèi)機中的冷媒管道相連通；水箱109的第一端口與入水口26連通，水箱109的第二端口與出水口33連通，水箱109的第一端口與入水口26之間的管道上設(shè)置有水泵110，入水口26還通過補水閥111與水源連通(圖10中所示的112為自來水接口)。

在圖10所示的熱泵系統(tǒng)中，通過設(shè)置水箱109的第一端口與腔體的入水口26連通，并設(shè)置水箱109的第二端口與腔體的出水口33連通，使得熱泵系統(tǒng)能夠借助油分離器組件的熱量來實現(xiàn)制熱水的功能，有效提高了能源的利用效率，同時由于無需在原有熱泵系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加過多的部件就可以實現(xiàn)制熱水的功能，有效降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。

而通過在水箱109的第一端口與入水口26之間的管道上設(shè)置水泵110，使得能夠通過水泵110帶動水在水箱109與腔體之間循壞，以便于對水箱109內(nèi)的水加熱。

進一步地，熱泵系統(tǒng)還包括：電磁閥105，并聯(lián)在第一截止閥108與第二截止閥107之間。

在該實施例中，通過在第一截止閥108和第二截止閥107之間并聯(lián)電磁閥105，使得熱泵系統(tǒng)能夠根據(jù)運行模式的不同來對該電磁閥105進行控制。比如，熱泵系統(tǒng)在運行制熱水模式時，可以控制該電磁閥105開啟，并控制室內(nèi)機中的電子膨脹閥關(guān)閉，這樣冷媒不經(jīng)過室內(nèi)機直接通過該電磁閥105并經(jīng)過第一節(jié)流部件104節(jié)流后進入室外換熱器103，在室外換熱器103蒸發(fā)之后返回壓縮機101；而在熱泵系統(tǒng)制冷且制熱水運行時，通過控制上述電磁閥105開啟，使得冷媒能夠依次經(jīng)過室外換熱器103和室內(nèi)機，然后返回壓縮機101，在保證制冷的前提下，實現(xiàn)制熱水的功能。

進一步地，熱泵系統(tǒng)還包括：流量控制閥113，與水泵110串聯(lián)在水箱109的第一端口與入水口26之間的管道上。

在該實施例中，通過設(shè)置流量控制閥113與水泵110串聯(lián)在水箱109的第一端口與腔體的入水口26之間的管道上，使得能夠通過流量控制閥113來控制腔體內(nèi)的水流速率，避免水流速率較大導(dǎo)致將油分離器組件內(nèi)的冷媒冷卻至飽和溫度以下而可能出現(xiàn)壓縮機液擊的問題。

進一步地，水箱109中設(shè)置有水位傳感器114，以對水箱109內(nèi)的水位進行監(jiān)測。并且還設(shè)置有用水接口116和排污口115。

在圖10所示的熱泵系統(tǒng)中，采用了本發(fā)明提出的用于熱泵系統(tǒng)的熱交換器之后，通過增加水箱109(可以是承壓保溫水箱)等配件，可以將普通熱泵升級成具有制熱水功能的熱泵系統(tǒng)(如熱泵熱水器)。

基于圖10所示的熱泵系統(tǒng)，本發(fā)明提出的控制方法如圖11所示，包括：

步驟1100，在確定需要制熱水且壓縮機正在運行時，檢測油分離器組件的排氣管溫度；

步驟1102，在油分離器組件的排氣管溫度大于或等于預(yù)定溫度值時，根據(jù)水箱內(nèi)的水溫和水位，對補水閥和水泵進行控制。

通過在檢測到油分離器組件的排氣管溫度大于或等于預(yù)定溫度值時，根據(jù)水箱內(nèi)的水溫和水位來對補水閥和水泵進行控制，使得能夠在油分離器的溫度較高時才開啟制熱水功能，避免油分離器內(nèi)的溫度較低也開啟制熱水功能而影響熱泵系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而通過根據(jù)水箱內(nèi)的水溫和水位來對補水閥和水泵進行控制，使得能夠?qū)λ鋬?nèi)的水量和水溫進行精確控制。

在本發(fā)明的一個實施例中，步驟1102具體包括：

在水箱內(nèi)的水位小于或等于第一設(shè)定水位時，控制補水閥開啟；

在水箱內(nèi)的水位大于第一設(shè)定水位時，判斷水箱內(nèi)的水溫是否達(dá)到設(shè)定水溫；在判定水箱內(nèi)的水溫達(dá)到設(shè)定水溫時，若水箱內(nèi)的水位達(dá)到第二設(shè)定水位，則確定制熱水完成，否則控制補水閥開啟，其中，所述第二設(shè)定水位高于所述第一設(shè)定水位；在判定水箱內(nèi)的水溫未達(dá)到設(shè)定水溫時，控制水泵開啟；

在水箱內(nèi)的水位達(dá)到第二設(shè)定水位時，控制補水閥關(guān)閉。

在該實施例中，通過在水箱內(nèi)的水位小于或等于第一設(shè)定水位時，控制補水閥開啟，可以在水箱內(nèi)的水量較少時及時進行補充。而在水箱內(nèi)的水位大于第二設(shè)定水位且水溫達(dá)到設(shè)定水溫時，說明書制熱水已經(jīng)完成；當(dāng)水箱內(nèi)的水位未達(dá)到第二設(shè)定水位但水位已經(jīng)達(dá)到設(shè)定水溫時，可以控制補水閥開啟來進行補水。當(dāng)水箱內(nèi)水位大于第一設(shè)定水位但水溫未達(dá)到設(shè)定水溫時，通過控制水泵開啟，可以實現(xiàn)對水箱內(nèi)的水進行循環(huán)加熱。

此外，通過在水箱內(nèi)的水位達(dá)到第二設(shè)定水位時，控制補水閥關(guān)閉，可以避免水箱內(nèi)的水量過多而溢出。

進一步地，在控制補水閥開啟之后，還包括：根據(jù)所述出水口的溫度調(diào)節(jié)補水閥的開度。

在該實施例中，通過根據(jù)腔體的出水口的溫度調(diào)劑補水閥的開度，可以避免水流速率較大導(dǎo)致將油分離器組件內(nèi)的冷媒冷卻至飽和溫度以下而可能出現(xiàn)壓縮機液擊的問題。

進一步地，所述的控制方法還包括：在控制水泵開啟之后，根據(jù)所述出水口的溫度調(diào)節(jié)所述流量控制閥的開度。

在該實施例中，通過根據(jù)腔體的出水口的溫度來調(diào)節(jié)流量控制閥的開度，可以避免水流速率較大導(dǎo)致將油分離器組件內(nèi)的冷媒冷卻至飽和溫度以下而可能出現(xiàn)壓縮機液擊的問題。

進一步地，所述的熱泵系統(tǒng)的控制方法，還包括：在接收到制熱水運行的指令，或在接收到制冷且制熱水運行的指令時，確定需要制熱水。

其中，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在室內(nèi)機的冷媒管道上設(shè)置有第二節(jié)流部件的情況下，所述的控制方法還包括：在接收到制熱水運行的指令時，控制四通閥將油分離器組件的排氣管與所述第一截止閥連通、將室外換熱器的第一端口與低壓罐的入口連通，并控制所述電磁閥開啟和第二節(jié)流部件關(guān)閉；

在接收到制冷且制熱水運行的指令時，控制四通閥將所述油分離器組件的排氣管與室外換熱器的第一端口連通、將低壓罐的入口與所述第一截止閥連通，并控制所述電磁閥關(guān)閉和所述第二節(jié)流部件開啟。

在該實施例中，當(dāng)熱泵系統(tǒng)在制熱水運行時，通過控制四通閥將油分離器組件的排氣管與第一截止閥連通、將室外換熱器的第一端口與低壓罐的入口連通，并控制電磁閥開啟和第二節(jié)流部件關(guān)閉，使得冷媒能夠不經(jīng)過室內(nèi)機直接通過上述電磁閥并經(jīng)過上述第一節(jié)流部件節(jié)流后進入室外換熱器，在室外換熱器蒸發(fā)之后返回壓縮機。而在熱泵系統(tǒng)制冷且制熱水運行時，通過控制上述電磁閥開啟，使得冷媒能夠依次經(jīng)過室外換熱器、室內(nèi)換熱器，然后返回壓縮機，在保證制冷的前提下，實現(xiàn)制熱水的功能。

總結(jié)來說：

對于圖10所示的熱泵系統(tǒng)，當(dāng)有制熱水需求時，如果檢測到壓縮機101在運行且油分離器組件的排氣管22的出口溫度高于設(shè)定的溫度Tr，則水路系統(tǒng)會檢測水箱109中的水位S是否低于預(yù)設(shè)的最低水位S1，如果S≤S1，則打開補水閥111補充水位。其中，在打開補水閥111補充水位時，水泵110和流量控制閥113可以關(guān)閉，因為補水閥111打開后，水壓足夠推動管道中的水進入水箱109，此時，補水閥111的開度根據(jù)出水口33的出水溫度T₀來設(shè)定，避免補水閥111的開度較大導(dǎo)致冷媒液化。

如果剛開始時檢測到S＞S1，則打開水泵110和流量控制閥113，此時補水閥111關(guān)閉，流量控制閥113的開度根據(jù)出水口33的出水溫度T₀來設(shè)定。當(dāng)檢測到水箱109中的溫度Tw達(dá)到設(shè)定溫度時，再檢測水箱109中的水位S是否大于預(yù)設(shè)的最高水位S2，如果S≥S2，則關(guān)閉水泵110和流量控制閥113，并確定制熱水完成，此時可以發(fā)送制熱水能需為零的指令給控制器；而如果S<S2，則關(guān)閉水泵110和流量控制閥113，并打開補水閥111，補水閥111的開度根據(jù)出水口33的出水溫度T₀來調(diào)節(jié)。無論任何時候，只要檢測到水箱109中的水位S≥S2，則補水閥111都要強制關(guān)閉，防止水位溢出。

在本發(fā)明的一個實施例中，熱泵系統(tǒng)可以有制冷模式、制熱模式、制熱水模式、制冷且制熱水模式、除濕模式和送風(fēng)模式等，只有在制熱水模式和制冷且制熱水模式時，才確定有制熱水的需求，并且只有檢測到有制熱水的需求時水循環(huán)系統(tǒng)才會運行。當(dāng)熱泵系統(tǒng)運行制冷模式、制熱模式、除濕模式和送風(fēng)模式時與普通的熱泵系統(tǒng)一樣，此時水路循環(huán)關(guān)閉。

具體來說，當(dāng)熱泵系統(tǒng)運行制熱水模式時，室外機接收到來自遙控器或者線控器發(fā)送來的制熱水需求，四通閥102上電換向，電磁閥105打開，室內(nèi)機的電子膨脹閥(即上述的第二節(jié)流部件)關(guān)閉，壓縮機101根據(jù)能需大小決定運行頻率。從壓縮機101排出的高溫高壓氣態(tài)冷媒從進氣管21進入油分離器組件，在離心力作用下實現(xiàn)油和冷媒的分離，同時高溫冷媒與來自水箱109側(cè)的循環(huán)水在腔體內(nèi)進行換熱，經(jīng)油氣分離和降溫后的冷媒從排氣管22出來經(jīng)過四通閥102、電磁閥105和電子膨脹閥104(即上述第一節(jié)流部件)的節(jié)流作用，在室外換熱器103中蒸發(fā)吸熱量后再經(jīng)過四通閥102、低壓罐106回到壓縮機101完成冷媒循環(huán)。而油分離器組件中的潤滑油則經(jīng)過回油管23返回壓縮機101，而水路循環(huán)系統(tǒng)根據(jù)上面的控制邏輯運行。

當(dāng)熱泵系統(tǒng)運行制冷且制熱水模式時，室外機接收到來自遙控器或者線控器發(fā)送來的制冷且制熱水需求，四通閥102關(guān)閉，電磁閥105關(guān)閉，室內(nèi)機電子膨脹閥根據(jù)實際需求進行調(diào)節(jié)，壓縮機101根據(jù)能需大小決定運行頻率。從壓縮機101排出的高溫高壓氣態(tài)冷媒從進氣管21進入油分離器組件，在離心力作用下實現(xiàn)油和冷媒的分離，同時高溫冷媒與來自水箱109側(cè)的循環(huán)水在腔體內(nèi)進行換熱，經(jīng)油氣分離和降溫后的高壓中溫冷媒從排氣管22出來經(jīng)過四通閥102進入室外換熱器103冷凝降溫，再經(jīng)過電子膨脹閥104從第二截止閥107進入室內(nèi)機，在室內(nèi)機中蒸發(fā)吸熱后從第一截止閥108回到室外機，再經(jīng)過四通閥102、低壓罐106回到壓縮機101完成冷媒循環(huán)。而油分離器組件中的潤滑油則經(jīng)過回油管23返回壓縮機101，而水路循環(huán)系統(tǒng)根據(jù)上面的控制邏輯運行。

其中，對于圖10所示的熱泵系統(tǒng)，由于油分離器組件內(nèi)部未設(shè)置儲油罐，因此在水循環(huán)控制時要確保排氣管22的出口溫度不低于冷媒的飽和溫度，以避免出現(xiàn)壓縮機液擊的問題。

基于此，如圖12所示，油分離器組件采用圖7所示的結(jié)構(gòu)，即在罐體24內(nèi)設(shè)置儲油罐71，這種結(jié)構(gòu)使得水路系統(tǒng)的控制不受氣態(tài)冷媒的飽和溫度的限制，制熱水更快更節(jié)能。水路的控制邏輯如上述所述，但是無需根據(jù)出水口33的出水溫度T₀來設(shè)置補水閥111和流量控制閥113的開度，并且在這種結(jié)構(gòu)下，水路中也可以無需設(shè)置流量控制閥113。

此外，對于圖10和圖12所示的熱泵系統(tǒng)，也可以在油分離器組件的排氣管22的出口處設(shè)置壓力傳感器來檢測冷媒壓力。

綜上，本發(fā)明提供了一種新型的油分離器組件，可與水換熱器組件進行組裝構(gòu)成新型的熱交換器，該新型熱交換器可以在實現(xiàn)正常的油和冷媒氣體分離的前提下，實現(xiàn)與水的換熱，增加了原油分離器的功能，并且模塊化組裝的特點具有更強的靈活性，同時也便于維護和清除水垢?；谔岢龅男滦蜔峤粨Q器，本發(fā)明還提出了一種新的熱泵熱水器，可以不用增加四通閥和套管式水換熱器的前提下實現(xiàn)制熱水的功能，減少了熱泵系統(tǒng)的零部件和成本，使熱泵系統(tǒng)更加緊湊。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)說明了本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明提出了一種用于熱泵系統(tǒng)的熱交換器及具有該熱交換器的熱泵系統(tǒng)和相應(yīng)的控制方案，使得能夠借助油分離器組件的熱量來實現(xiàn)對水的加熱，有效提高了能源的利用效率，并且無需在原有熱泵系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加過多的部件就可以實現(xiàn)制熱水的功能，有效降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。