CN101551182A - 变频空调器冷却液循环方法和循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变频空调器。本发明的技术方案是一种变频空调器冷却液循环方法和循环系统，循环方法包括，压缩机输出冷却液流入四通阀，然后经管路流入换热器，冷却液流经换热器后再经管路流入双向热力膨胀阀，冷却液的流入量由双向热力膨胀阀控制，冷却液从双向热力膨胀阀中流出流后入蒸发器，冷却液从蒸发器中流出后经管路流入四通阀，冷却液从四通阀中流出后经压缩机冷却液回路流回到压缩机内。循环系统是将压缩机、四通阀、散热器、双向热力膨胀阀、蒸发器经管路依次串接起来。本发明的优点在于，可靠性高、故障率低，双向热力膨胀阀可以集信号采集、控制执行、信号反馈于一体，可在制冷或制热的众多工况中，只要按一个工况模式进行调整。

Description

变频空调器冷却液循环方法和循环系统

技术领域

本发明涉一种变频空调器，具体是变频空调器冷却液循环方法和循环系统。

背景技术

现在家用空调器使用的节流装置主要有毛细管或电子膨胀阀两种，这两种节流方式各有优劣：

毛细管具有结构简单、成本低、不易损坏等优点；但它的缺点同样明显：毛细管调节性能差，供液能力不能随工况及负荷的波动而随时调节，因此在变频空调器上作为节流装置使用难以充分发挥变频空调器的优点。

电子膨胀阀可调节性好，可以根据不同负荷调节开度，即调节制冷剂的流量，保证制冷剂达到合适的过热度；但电子膨胀阀自身并不具备这一功能，它的调节依靠多个传感器的检测与复杂的电控控制过程才可以完成，整个调节过程非常复杂。现有的变频空调器主要故障集中在控制部分，而作为电子膨胀阀的动作主要是依靠电控部分，根据温度传感器的反馈信号，通过输出电信号来控制的，需要许多环节转换，由此会造成变频空调器的故障率较高。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术的不足，采用一种集信号采集、执行控制、信号反馈于一体的，在制冷或制热众多工况中，只需按一个工况模式进行调整，其余工况均可自动适用的，变频空调器冷却液循环方法和循环系统。

为实现上述目的，本发明的技术方案是采用一种变频空调器冷却液循环方法，所述循环方法包括如下步骤：

S1、压缩机输出的冷却液流入二位四通阀；

S2、冷却液从二位四通阀中流出，经管路流入换热器或蒸发器；

S3、冷却液流经换热器后，冷却液从换热器中流出经管路流入双向热力膨胀阀，或冷却液流经蒸发器后，从蒸发器中流出经管路流入双向热力膨胀阀；

S4、冷却液流入或流出量由双向热力膨胀阀控制；

S5、冷却液从双向热力膨胀阀中流出流后入蒸发器，或冷却液从双向热力膨胀阀中流出后流入换热器；

S6、冷却液从蒸发器或从散热器中流出后经管路流入二位四通阀；

S7、冷却液从二位四通阀中流出后经压缩机冷却液回路流回到压缩机内。

其中：S4所述的方法是，采用控制双向热力膨胀阀中膜片两端压力，使膜片两端的压力始终保持平衡，所述膜片是装在双向热力膨胀阀上端膜盒内的膜片，所述膜片将所述膜盒内腔分成上腔室和下腔室。

其中：所述控制双向热力膨胀阀中膜片两端压力，其中膜片一侧压力的控制方法是采用，将所述膜片上腔室一侧经毛细管与感温包连通，在所述感温包和上腔室及毛细管内充入液体或气体，将所述感温包安装在所述压缩机冷却液回路的外侧，通过所述压缩机冷却液回路中冷却液温度的变化，控制所述上腔室内气体或液体的压力P1发生变化。

其中：所述控制双向热力膨胀阀中膜片两端压力，其中膜片另一侧压力的控制方法是采用，将所述膜片下腔室一侧经压力平衡管与压缩机冷却液回路连通，使所述下腔室内充入冷却液，所述冷却液在下腔室内产生压力P2。

其中：所述控制双向热力膨胀阀中膜片两端压力，其中膜片另一侧压力的控制方法是采用，在所述膜片下腔室一侧还装有顶块，将所述顶块的上端顶压在所述膜片的下端，在所述顶块的下端装有顶杆，在所述顶杆的下端装有锥形滑块，在所述锥形滑块的下端装有弹簧，所述弹簧对所述膜片将产生顶压力P3，将所述弹簧的下端装在阀座上，所述阀座与双向热力膨胀阀阀体的下端螺纹连接。

其中：S4所述的方法进一步包括，调节阀座上下位置或所述上腔室的压力P1改变时，使所述弹簧产生伸缩，所述弹簧的伸缩用于改变所述锥形滑块与阀体内壁之间的间隙，所述间隙的变化用于控制冷却液流入或流出所述双向热力膨胀阀的流量。

其中：S4所述的方法还包括，在所述阀体侧面，位于锥形滑块的下端设有与所述散热器连接的接口，在所述接口内装有滤网，在所述阀体另一侧面，位于锥形滑块的上端设有与所述蒸发器连接的接口，在所述接口内装有滤网。

一种变频空调器冷却液循环系统，所述系统包括压缩机，所述压缩机的入口和出口经管路与二位四通阀的两个接口连接，所述二位四通阀的另两个接口经管路分别与散热器的一个端口和蒸发器的一个端口连接，在所述散热器和蒸发器的另一个端口经管路分别与双向热力膨胀阀的入口和出口相连接，所述双向热力膨胀阀还经毛细管与感温包连接，所述感温包被安装在所述压缩机冷却液回路的外侧，在所述压缩机冷却液回路与双向热力膨胀阀之间还连接有压力平衡回路。

其中，在所述双向热力膨胀阀上设有膜盒，所述膜盒安装在双向热力膨胀阀的阀体上端，在所述膜盒内装有膜片，所述膜片将所述膜盒内腔分成上腔室和下腔室。

其中，所述膜盒上腔室与安装在压缩机冷却液回路外侧的感温包经毛细管相互连通，在所述感温包内及所述膜盒上腔室内充有液体或气体，所述感温包内气体或液体压力P1随压缩机冷却液回路中冷却液温度的变化而变化。

其中，所述膜盒下腔室经压力平衡管与所述压缩机冷却液回路相互连通，形成膜盒内下腔室气压P2。

其中，在所述膜盒下腔室内装有顶块，所述顶块的上端顶压在所述膜片的下端，在所述顶块的下端装有顶杆，在所述顶杆的下端装有锥形滑块，在所述锥形滑块的下端装有弹簧，所述弹簧对所述膜片产生顶压力P3，在所述弹簧的下端装有阀座，所述阀座与双向热力膨胀阀阀体的下端螺纹连接，所述顶杆、锥形滑块、弹簧、阀座均安装在所述阀体内，在所述阀座下端还装有双向热力膨胀阀的底盖。

其中，在所述阀体侧面，位于锥形滑块的下端设有与所述散热器连接的接口，在所述接口内装有滤网，在所述阀体另一侧面，位于锥形滑块的上端设有与所述蒸发器连接的接口，在所述接口内装有滤网。

其中，在所述阀体内所述锥形滑块与阀体内壁之间设有间隙，所述间隙是自动调节的间隙，所述自动调节是膜片上端的气体或液体的压力P1，与膜片下端膜盒下腔室气压P2和弹簧压力P3保持平衡时的间隙。

其中，在所述感温包内装有压力调节簧片。

本发明的优点和有益效果在于，与目前使用在直流变频空调器上的电子膨胀阀相比，选用的双向热力膨胀阀具有以下优点：

(1)可靠性高、故障率低：电子膨胀阀仅仅有一个执行机构，控制其动作的温度传感器与电控部分的故障使其故障率增加，可靠性降低；而双向热力膨胀阀为本身有反馈信号的自动机械调节，可靠性大大提高。

(2)匹配周期短：电子膨胀阀根据温度传感器的检测通过复杂的电控(数学模型)来控制，研制费用与周期较长；而双向热力膨胀阀可以集信号采集、控制执行、信号反馈于一体，可在制冷或制热的众多工况中，只要按一个工况模式进行调整，其余工况均可自动适用，这样就可以大大缩短了新品研制周期。

(3)成本优势：采用电子膨胀阀及相应配套的温度传感器、电控部分其成本大约需要150元或更多，而采用双向热力膨胀阀仅需要40-50元即可实现。

附图说明

图1是本发明的变频空调器冷却液循环系统图；

图2是本发明的双向热力膨胀阀结构图。

图中：1、双向热力膨胀阀；2、感温包；3、膜盒；4、膜片；5、上腔室；6、下腔室；7、顶块；8、顶杆；9、锥形滑块；10、弹簧；11、阀座；12、13、接口；14、滤网；15、阀体；16、底盖；17、毛细管；18、簧片；21、换热器；22、蒸发器；23、压缩机；24、二位四通阀；25、压力平衡管；26、压缩机冷却液回路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如附图1所示，本发明的实施例是：一种变频空调器冷却液循环方法和循环系统，其中循环系统包括压缩机23，压缩机23的入口和出口经管路与二位四通阀24的两个接口连接，二位四通阀24的另两个接口经管路分别与散热器21的入口和蒸发器22的出口连接，散热器21的出口和蒸发器22入口经管路分别与双向热力膨胀阀1的入口和出口相连接，双向热力膨胀阀1还经毛细管17与感温包2连接，感温包2被安装在压缩机冷却液回路26的外侧，在压缩机冷却液回路26与双向热力膨胀阀1之间还连接有压力平衡回路25。

在本发明中变频空调器冷却液循环方法包括如下步骤：

第一步、压缩机23输出的冷却液流入二位四通阀24；

第二步、冷却液从二位四通阀24中流出，经管路流入换热器21；

第三步、冷却液流经换热器21后，冷却液从换热器21中流出经管路流入双向热力膨胀阀1；

第四步、冷却液流入和流出量由双向热力膨胀阀1控制；

第五步、冷却液从双向热力膨胀阀1中流出流后入蒸发器22；

第六步、冷却液从蒸发器22中流出后经管路流入二位四通阀24；

第七步、冷却液从二位四通阀24中流出后经压缩机冷却液回路26流回到压缩机23内。

在本发明中，第四步所述的方法是，采用控制双向热力膨胀阀1中膜片4两端的压力，使膜片4两端的压力始终保持平衡，膜片4是装在双向热力膨胀阀1上端膜盒3内的膜片4，膜片4将膜盒3内腔分成上腔室5和下腔室6。

控制双向热力膨胀阀1中膜片4两端的压力，其中膜片4一侧压力的控制方法是采用，将膜片4上腔室5一侧经毛细管17与感温包2连通，在感温包2和上腔室5及毛细管17内充入冷却液液体，将感温包2安装在压缩机冷却液回路26的外侧，当压缩机冷却液回路中冷却液温度的变化，上腔室5内冷却液液体由于受热或被冷却，冷却液液体将产生膨胀或收缩，由此使得膜盒3上腔室5内的压力P1也将发生变化。

控制双向热力膨胀阀1中膜片4两端压力，其中膜片4另一侧下腔室6内压力的控制方法是采用，将所述膜片4下腔室6一侧经压力平衡管25与压缩机冷却液回路26连通，使所述下腔室6内充入冷却液，这时下腔室内液体的压力与压缩机冷却液回路26中的压力相同，冷却液在下腔室内产生压力P2。在膜片4下腔室6一侧还装有顶块7，将顶块7的上端顶压在膜片4的下端，在顶块7的下端装有顶杆8，在顶杆8的下端装有锥形滑块9，在锥形滑块9的下端装有弹簧10，弹簧10对膜片4将产生顶压力P3，将弹簧10的下端装在阀座11上，阀座11与双向热力膨胀阀1阀体15的下端螺纹连接。冷却液在下腔室内产生压力P2和弹簧10对膜片4将产生顶压力P3与膜盒3上腔室5内的压力P1将实时保持平衡。

第四步所述的方法进一步包括，通过阀座11与阀体15的连接螺纹调节阀座的上下位置，或是由于上腔室5内压力P1发生改变时，使得弹簧10产生伸缩，弹簧10的伸缩将会改变锥形滑块9与阀体15内壁之间的间隙，由于间隙的变化使得，连接在阀体15上锥形滑块9上端和锥形滑块9下端的冷却液入口12和冷却液出口13中，冷却液流入或流出量受到双向热力膨胀阀1内锥形滑块9与阀体15内壁之间的间隙的控制。在阀体15侧面，位于锥形滑块9的下端设有与散热器21连接的接口12，在接口12内装有滤网14，在阀体15的另一侧面，位于锥形滑块9的上端设有与蒸发器22连接的接口13，在接口13内也装有滤网。

本发明在双向热力膨胀阀1上设有膜盒3，将膜盒安3装在双向热力膨胀阀1的阀体15上端，在膜盒3内装有膜片4，膜片4将膜盒3内腔分成上腔室5和下腔室6，膜盒上腔室5与安装在压缩机冷却液回路26外侧的感温包2经毛细管17相互连通，在感温包2内及膜盒上腔室5内充入气体，感温包5内气体压力P1随压缩机冷却液回路26中冷却液温度的变化而变化。膜盒下腔室6经压力平衡管25与压缩机冷却液回路26相互连通，形成膜盒内下腔室气压P2，在膜盒下腔室6内装入顶块7，顶块7的上端顶压在膜片4的下端，在顶块7的下端装有顶杆8，在顶杆8的下端装有锥形滑块9，在锥形滑块9的下端装有弹簧10，弹簧构10对所述膜片4产生顶压力P3，在弹簧10的下端装有阀座11，阀座11与双向热力膨胀阀1阀体15的下端用螺纹连接，顶杆8、锥形滑块9、弹簧10、阀座11均被安装在阀体15内，在阀座11下端还装有双向热力膨胀阀的底盖16，在阀体15的侧面，位于锥形滑块9的下端装有与散热器21连接的接口12，在接口内装有滤网14，在阀体15的另一侧面，位于锥形滑块9的上端转装有与蒸发器22连接的接口13，在接口内装有滤网14，在阀体15内锥形滑块9与阀体15内壁之间设有间隙，该间隙是始终存在的，间隙的大小是可以调节的，调节的过程是自动进行的，自动调节的过程是，膜片4上端的气体由于与感温包2连为一体，感温包2升温或降温后，感温包2内气体的将产生膨胀或收缩，同时膜盒上腔室内5中的气体也将产生膨胀或收缩，膜盒上腔室内5的气体压力P1增大或减小，同时在膜片4下端膜盒下腔室6中的气体压P2和弹簧压力P3将实时保持与膜盒上腔室内5的气体压力P1平衡，P1＝P2+P3，当膜盒上腔室内5的气体压力P1增大时弹簧10被压缩，锥形滑块9与阀体15内壁之间的间隙将增大，这时流入和流出双向热力膨胀阀1的冷却液流量会增加。当膜盒上腔室内5的气体压力P1减小时弹簧10将会深长，锥形滑块9与阀体15内壁之间的间隙将变小，这时流入和流出双向热力膨胀阀1的冷却液流量会减小。弹簧10的压力P3是可以调节的，调节的方法是通过调节阀座11上下位置来实现的，因为阀座11与阀体15枝江市采用螺纹连接的。在感温包内装有压力调节簧片18，该簧片18可以增加感温包内气体的压力。

由于在感温包2与膜盒3中充入了气体，当双向热力膨胀阀处于平衡状态时，膜盒3内的压力P1与压缩机冷却液回气中气体的压力P2及下部弹簧的压力P3处于平衡状态，即P1＝P2+P3。当蒸发器负载增加时，冷却液过热度随之增大，感温包2内的充注气体的温度随之升高，作用在膜片4上的压力P1随之增大，此时P1＞P2+P3，当其差值大于内密封装置的阻力时，双向热力膨胀阀中的锥形滑块9与阀体15内壁之间的间隙就会增大，供给蒸发器的液态制冷剂量就会增大。这样就可以实现实时调节控制流入或流出双向热力膨胀阀1中冷却液的流量。

本发明的技术方案是，将现有变频空调器冷却液循环系统中的毛细管或电子膨胀阀用双向热力膨胀阀来代替。从而使得变频空调器冷却液循环系统具有，将集信号采集、控制执行、信号反馈于一体，可在制冷或制热的众多工况中，只要按一个工况模式进行调整，其余工况均可自动适用，使循变频空调器环系统的可靠性高、故障率低，研制周期缩短，成本减低。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1、一种变频空调器冷却液循环方法，其特征在于，所述循环方法包括如下步骤：

S1、压缩机(23)输出的冷却液流入二位四通阀(24)；

S2、冷却液从二位四通阀(24)中流出，经管路流入换热器(21)或蒸发器(22)；

S3、冷却液流经换热器(21)后，冷却液从换热器(21)中流出经管路流入双向热力膨胀阀(1)，或冷却液流经蒸发器(22)后，从蒸发器(22)中流出经管路流入双向热力膨胀阀(1)；

S4、双向热力膨胀阀(1)将控制冷却液的流入或流出量；

S5、冷却液从双向热力膨胀阀(1)中流出后流入蒸发器(22)，或冷却液从双向热力膨胀阀(1)中流出后流入换热器(21)；

S6、冷却液从蒸发器(22)或从散热器(21)中流出后经管路流入二位四通阀(24)；

S7、冷却液从二位四通阀(24)中流出后，经压缩机冷却液回路(26)流回到压缩机(23)内。

2、如权利要求1所述的变频空调器冷却液循环方法，其特征在于：S4所述的方法是，采用控制双向热力膨胀阀(1)中膜片(4)两端压力，使膜片(4)两端的压力始终保持平衡，所述膜片(4)是装在双向热力膨胀阀(1)上端膜盒(3)内的膜片(4)，所述膜片(4)将所述膜盒(3)内腔分成上腔室(5)和下腔室(6)。

3、如权利要求2所述的变频空调器冷却液循环方法，其特征在于：所述控制双向热力膨胀阀(1)中膜片(4)两端压力，其中膜片(4)一侧压力的控制方法是采用，将所述膜片(4)上腔室一侧(5)经毛细管(17)与感温包(2)连通，在所述感温包(2)和上腔室(5)及毛细管(17)内充入液体或气体，将所述感温包(2)安装在所述压缩机冷却液回路(26)的外侧，通过所述压缩机冷却液回路(26)中冷却液温度的变化，控制所述上腔室(5)内气体或液体的压力P1发生变化。

4、如权利要求2所述的变频空调器冷却液循环方法，其特征在于：所述控制双向热力膨胀阀(1)中膜片(4)两端压力，其中膜片(4)另一侧压力的控制方法是采用，将所述膜片(4)下腔室(6)一侧经压力平衡管(25)与压缩机冷却液回路(26)连通，使所述下腔室(6)内充入冷却液，所述冷却液在下腔室(6)内产生压力P2。

5、如权利要求4所述的变频空调器冷却液循环方法，其特征在于：所述控制双向热力膨胀阀(1)中膜片(4)两端压力，其中膜片(4)另一侧压力的控制方法是采用，在所述膜片(4)下腔室(6)一侧还装有顶块(7)，将所述顶块(7)的上端顶压在所述膜片(4)的下端，在所述顶块(7)的下端装有顶杆(8)，在所述顶杆(8)的下端装有锥形滑块(9)，在所述锥形滑块(9)的下端装有弹簧(10)，所述弹簧(10)对所述膜片(4)将产生顶压力P3，将所述弹簧(10)的下端装在阀座(11)上，所述阀座(11)与双向热力膨胀阀(1)阀体(15)的下端螺纹连接。

6、如权利要求2所述的变频空调器冷却液循环方法，其特征在于：S4所述的方法进一步包括，调节阀座(11)上下位置或所述上腔室(5)的压力P1改变时，使所述弹簧(10)产生伸缩，所述弹簧(10)的伸缩用于改变所述锥形滑块(9)与阀体(15)内壁之间的间隙，所述间隙的变化用于控制冷却液流入或流出所述双向热力膨胀阀(1)的流量。

7、如权利要求6所述的变频空调器冷却液循环方法，其特征在于：S4所述的方法还包括，在所述阀体(15)侧面，位于锥形滑块(9)的下端设有与所述散热器(21)连接的接口(12)，在所述接口内装有滤网(14)，在所述阀体(15)另一侧面，位于锥形滑块(9)的上端设有与所述蒸发器(22)连接的接口(13)，在所述接口内装有滤网(14)。

8、一种变频空调器冷却液循环系统，所述系统包括压缩机(23)，所述压缩机(23)的入口和出口经管路与二位四通阀(24)的两个接口连接，所述二位四通阀(24)的另两个接口经管路分别与散热器(21)的一个端口和蒸发器(22)的一个端口连接，其特征在于，在所述换热器(21)和蒸发器(22)的另一个端口经管路分别与双向热力膨胀阀(1)的入口和出口相连接，所述双向热力膨胀阀(1)还经毛细管(17)与感温包(2)连接，所述感温包(2)被安装在所述压缩机冷却液回路(26)的外侧，在所述压缩机冷却液回路(26)与双向热力膨胀阀(1)之间还连接有压力平衡回路(25)。

9、如权利要求8所述的变频空调器冷却液循环系统，其特征在于，在所述双向热力膨胀阀(1)上设有膜盒(3)，所述膜盒安装在双向热力膨胀阀(1)的阀体(15)上端，在所述膜盒(3)内装有膜片(4)，所述膜片(4)将所述膜盒(3)内腔分成上腔室(5)和下腔室(6)。

10、如权利要求9所述的变频空调器冷却液循环系统，其特征在于，所述膜盒(3)上腔室(5)与安装在压缩机冷却液回路(26)外侧的感温包(2)经毛细管(17)相互连通，在所述感温包(2)内及所述膜盒(3)上腔室(5)内充有液体或气体，所述感温包(2)内气体或液体压力P1随压缩机冷却液回路(26)中冷却液温度的变化而变化。

11、如权利要求9所述的变频空调器冷却液循环系统，其特征在于，所述膜盒(3)下腔室(6)经压力平衡管(25)与所述压缩机冷却液回路(26)相互连通，形成膜盒内下腔室气压P2。

12、如权利要求9所述的变频空调器冷却液循环系统，其特征在于，在所述膜盒(3)下腔室(6)内装有顶块(7)，所述顶块(7)的上端顶压在所述膜片(4)的下端，在所述顶块(7)的下端装有顶杆(8)，在所述顶杆(8)的下端装有锥形滑块(9)，在所述锥形滑块(9)的下端装有弹簧(10)，所述弹簧对所述膜片(4)产生顶压力P3，在所述弹簧(10)的下端装有阀座(11)，所述阀座(11)与双向热力膨胀阀(1)阀体(15)的下端螺纹连接，所述顶杆(8)、锥形滑块(9)、弹簧(10)、阀座(11)均安装在所述阀体(15)内，在所述阀座(11)下端还装有双向热力膨胀阀(1)的底盖(16)。

13、如权利要求12所述的变频空调器冷却液循环系统，其特征在于，在所述阀体(15)侧面，位于锥形滑块(9)的下端设有与所述散热器(21)连接的接口(12)，在所述接口内装有滤网(14)，在所述阀体(15)另一侧面，位于锥形滑块(9)的上端设有与所述蒸发器(22)连接的接口(13)，在所述接口内装有滤网(14)。

14、如权利要求13所述的变频空调器冷却液循环系统，其特征在于，在所述阀体(15)内所述锥形滑块(9)与阀体内壁之间设有间隙，所述间隙是自动调节的间隙，所述自动调节是膜片(4)上端的气体或液体的压力P1，与膜片下端膜盒下腔室气压P2和弹簧(10)压力P3保持平衡时的间隙。

15、如权利要求8所述的变频空调器冷却液循环系统，其特征在于，在所述感温包(2)内装有压力调节簧片(18)。

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