CN101762129A

CN101762129A - 一种流路切换阀及一种热泵型空调

Info

Publication number: CN101762129A
Application number: CN200810185071A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Zhejiang Sanhua Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Sanhua Intelligent Controls Co Ltd
Priority date: 2008-12-26
Filing date: 2008-12-26
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2028-12-26
Also published as: CN101762129B

Abstract

本发明提供了一种新的流路切换阀，其包括一个与压缩机排气端连接的高压连接端口(D)、与压缩机吸气端连接的低压连接端口(S)，其特征是该流路切换阀还包括有与室外热交换器的进口、出口直接或间接连接的两个端口(CI、CO)及与室内热交换器的进、出口直接或间接连接的两个端口(EI、EO)，流路切换阀在两种工作状态下分别有3个流道。本发明同时还提供一种热泵型空调，该空调使室内热交换器、室外热交换器在制冷、制热两个状态下从同一端流入，从另一端流出，在制冷、制热两个工作状态下热交换器内的制冷剂介质的流动方向一致，这样热交换器进口侧的流体的分流、热交换器的散热片的方向、散热用风机与热交换器的风向夹角等，均可以达到最佳，从而提高热交换器的换热效果，从而提高空调的能效比。

Description

一种流路切换阀及一种热泵型空调

技术领域

本发明属于一种热泵型空调及该空调用的流路切换阀，具体地说是一种为提高换热效果而使热泵型空调的室内热交换器或室外热交换器内的制冷剂介质在制冷、制热两个工况下均保持同一流动方向的热泵型空调。

背景技术

现有技术中的热泵型空调如图1所示，大都包括压缩机1、室内热交换器7、室外热交换器5、膨胀机构6及为切换制冷、制热流路用的四通切换阀3，这些都是众所周知的技术。如图所示，该四通切换阀有一个阀体31’及两个端盖33’，内部的阀腔被两个活塞部件34’分隔成左端腔室、中间腔室、右端腔室共三个腔室，阀腔内还有一个阀座36’及一个相对阀座设置的滑阀35’；另外四通切换阀还包括有一个导阀2，导阀2还包括一个线圈部件22，导阀内有一个固定的静铁芯21及可以活动的动铁芯24，在线圈部件22通电、断电两种工作状态下四通切换阀分别有2个不同的流道，从而分别使热泵型空调实现制冷、制热或制热、制冷两种工况。如图1所示的使用方式，是在四通切换阀断电时实现空调的制冷、而在四通切换阀通电时实现空调的制热的一种情况。在空调制冷工况下，四通切换阀不通电，这时导阀中的e端与s端相通，d端与c端相通，由于d端是与四通切换阀的D端即高压端连通；同样地与c端相连的右端腔室也为高压端，而由于e端相通的s端为与低压端相连通，相应地与e端相连通的左端腔室为低压端，所以滑阀35’向左侧移动使四通切换阀的E端与S端连通，而C端与D端连通；这时空调的整个循环是这样的：从压缩机排气通过四通切换阀的D端进入阀腔38’经C端通往室外热交换器5，经过室外热交换器5的端口52流经热交换器5从端口51流出，经膨胀机构6节流后变成液态制冷剂介质从室内热交换器7的72端口流入、在室内热交换器7蒸发再从热交换器7的71端口流出经四通切换阀的E端到S端而流回压缩机，从而完成一个循环；在制热时四通切换阀通电，这时动铁芯24在电磁力作用下向静铁芯方向运动，这时导阀的e端与d端相通，s端与c端相通，相应地，四通切换阀的D端与E端连通，C端与S端连通，这时空调的整个循环是这样的：从压缩机的排气端流向四通切换阀的D端、经四通切换阀的E端流出、通往室内热交换器7的71端口经室内热交换器7散热后从室内热交换器7的另一端口72流出、然后经膨胀机构6流经室外热交换器5、从室外热交换器5的51端口流入经室外热交换器蒸发从室外热交换器5的52端口流出、再经四通切换阀的C端往四通切换阀的S端最终流回压缩机，从而完成一个循环。

在这种情况下，室内热交换器、室外热交换器都要实现双向流动，即在制冷时要从这一端口流进、从另一端口流出，而在制热时则相反，如图1室内热交换器7在制热时从71端口流进从72端口流出，制冷时从72端口流进从71端口流出；而室外热交换器5也一样；因此需要热交换器同时满足两种流动方向来设计，这样传热效果就无法达到最佳。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有技术中针对热泵型空调中热交换器需要满足两种相反的流动方向从而对热交换器带来的传热效果的影响，提供一种能使热交换器在制冷、制热两种工况下能使至少其中一个热交换器内实现一个流动方向的流路切换阀，为此，本发明采用以下技术方案：

一种空调用流路切换阀，其包括一个与压缩机排气端连接的高压连接端口(D)、与压缩机吸气端连接的低压连接端口(S)，其特征是该流路切换阀还包括有与室外热交换器的进口、出口直接或间接连接的两个端口(CI、CO)及与室内热交换器的进、出口直接或间接连接的两个端口(EI、EO)。

优选地，所述流路切换阀有一个阀腔，所述阀腔内有一个阀座，阀座上有5个通孔，分别连通(EI、CO、S、EO、CI)5个端口的接管，(EI、CO、S、EO、CI)5个端口的接管与阀体、阀座通过焊接密封固定。

优选地，所述流路切换阀还包括有一个可以在阀腔内的拖动部件带动下左右滑动以切换流路流动方向的滑阀，该滑阀内设置有两个流道，每个流道分别连通(EI、CO、S、EO、CI)5个端口中的其中2个端口。

优选地，所述流路切换阀的阀腔被分隔成左端腔室、中间腔室、右端腔室三个腔室。

优选地，所述流路切换阀还包括一个导阀，该导阀包括一个电磁线圈部件，导阀还包括3个切换流路用的导管(e、s、c)，所述三个导管(e、s、c)分别与流路切换阀的左端腔室、低压连接端口(S)、右端腔室相连通。

优选地，所述导阀还包括一个切换流路用导管(d)，该导管(d)与流路切换阀的高压连接端口(D)相连通。

优选地，所述流路切换阀在两种工作状态下分别有3个流道，这两种工作状态下的3个流道互不相同。

同时本发明还提供一种采用上述流路切换阀后使制冷、制热两种工况下热交换器内能保持一个流动方向的热泵型空调：

一种热泵型空调，包括压缩机，室外热交换器及室内热交换器，其特征是该空调使用了上述任一权利要求所述的流路切换阀，使室内热交换器、室外热交换器在制冷、制热两个状态下从同一端流入，从另一端流出，在制冷、制热两个状态下室内热交换器、室外热交换器内的制冷剂介质的流动方向一致。

这样，热泵型空调的热交换器就可以按照一个流动方向进行设计，这样热交换器的设计可以达到最优化，从而提高传热效率并进一步提高热泵型空调的能效比，达到节能增效的目的。

附图说明

图1：现有技术中一种热泵型空调及一种四通切换阀的结构示意图；

图2：本发明的流路切换阀的一种实施方式及其在热泵型空调中的一种连接结构示意图；

图3：图2所示的流路切换阀及热泵型空调在制热时的流路状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图，具体说明本发明的实施方式，四通切换阀与热泵型空调由于是一种大家众所公知的技术，因此这里不再复述与现有技术相同的其它部件及控制方法，只是具体介绍与现有技术不同之处。

如图2所示，图2所示为一种流路切换阀3，及使用该流路切换阀后的一种热泵型空调，图3则为图2的空调在流路切换阀通电后的工作示意图。该流路切换阀3包括一个阀体31及密封固定在阀体31两端的两个端盖33从而形成一个阀腔，阀腔内由两个活塞部件34将阀腔分隔左端腔室39、中间腔室38、右端腔室39’，中间腔室38内设置有一个阀座36，与阀座相对设置有一个滑阀35及连接两个活塞部件34并带动滑阀35在阀腔内滑动的拖动部件32，阀体31设置有一个高压端口D，该一端口焊接固定有高压接管与从压缩机排气管过来的接管相连接，另外还设置有多个连接端口：EI、CO、S、EO、CI，端口：EI、CO、S、EO、CI同时焊接有多个相应的接管与空调的接管相连接，这些端口：EI、CO、S、EO、CI分别通往室内热交换器7的进口端71、室外热交换器5的出口端51、压缩机吸气端、室内热交换器7的出口端72、室外热交换器5的进口端52。另外流路切换阀还包括有一个导阀2，导阀2包括一个线圈部件22，导阀内有一个固定的静铁芯21及可以活动的动铁芯24，在线圈部件22通电、断电两种工作状态下导阀的流路发生变化，从而使流路切换阀的流道也发生变化，从而分别使热泵型空调实现制冷、制热或制热、制冷两种工况。导阀的3个导管e、s、c分别与流路切换阀的左端腔室39、S端口、右端腔室39’相连通，这样由于S端口为与压缩机吸气端连接的低压端，这样左端腔室39、与右端腔室39’之间就会产生压力差，从而使流路切换阀在通电、不通电两种工作状态下因左端腔室39与右端腔室39’之间的压力差而使两个活塞部件34通过拖动部件32带动滑阀35滑动，从而实现流路的切换；为了使流路的切换更加可靠，还可以在导阀上增加一个d导管，这样导阀的4个导管d、e、s、c分别与流路切换阀的D端口、左端腔室39、S端口、右端腔室39’相连通，这样由于D端口为与压缩机排气端相连通的高压端，这样左端腔室39与右端腔室39’的这两端就分别是一个高压端与一个低压端，这样这两端之间的压力差就会更大，因此流路切换阀的切换就会更加可靠。

如图所示，流路切换阀的滑阀35内有两个流通腔，其与阀座36及阀体31之间分别形成2个流道，流路切换阀的高压端口D通过阀腔形成另外一个流道，这样该流路切换阀内共形成3个流道；这3个流道在导阀2通电、断电两种状态下会发生变化即互不相同，如图2所示为流路切换阀不通电的工作状态：高压端口D与端口CI形成一个流道，端口EI与端口CO、端口S与端口EO分别形成2个流道，这样流路切换阀内共有3个流道；而在通电时，如图3所示，高压端口D与端口EI形成一个流道，端口S与端口CO、端口CI与端口EO分别形成2个流道，这样流路切换阀内也有3个流道，这时该3个流道与不通电时的3个流道不相同，这样共有2种流路流动模式从而形成两种工作状态。这样通过导阀2的电磁线圈部件22的通电、断电，就实现了流路切换阀实现流路切换的目的。

这样，在热泵型空调制冷、制热时，可以分别选用这2种流路流动模式的一种即任意选用流路切换阀通电或不通电作为制冷，相应地选用流路切换阀不通电或通电作为制热。图2、图3是将流路切换阀通电时作为制热、不通电时作为制冷的一种情况：压缩机1的排气口与流路切换阀的D端口相连通，EI端口与室内热交换器7的71端口通过一个控制阀4及膨胀机构61相连通，端口CO与室外热交换器的51端口相连通，S端口与压缩机的吸气端口相连通，EO端口与室内热交换器7的72端口相连通，CI端口与室外热交换器的52端口通过一个控制阀4’及膨胀机构62相连通。如图2所示，在空调制冷时，导阀2的电磁线圈部件不通电，这时导阀中的d端口与c端口连通，s端口与e端口连通，这样流路切换阀的左端腔室39为一个低压腔室，而与导阀的c端口连通的右端腔室39’为高压腔室，这样滑阀在两端腔室的压力差的作用下保持在左端侧，高压端口D与端口CI形成一个流道，端口EI与端口CO、端口S与端口EO分别形成2个流道，这时控制阀4’打开而控制阀4关闭，这时从压缩机排气口排出的制冷剂介质通过高压端口D经端口CI、通过控制阀4’从室外热交换器5的52端口经过室外热交换器冷凝后，从室外热交换器的另一个端口51流往流路切换阀的CO端口经流路切换阀的EI端口、再经膨胀机构61节流后变成低温低压的制冷剂介质经室内热交换器7的71端口流入室内热交换器7，在室内热交换器7内蒸发吸收热量，变成低温低压的气体制冷剂介质从室内热交换器7的72端口流往流路切换阀的EO端口再经S端口回到压缩机的吸气端，从而完成一个循环。

而在制热时，如图3所示，导阀2的电磁线圈部件通电，这时导阀中的d导管与e导管连通，s导管与c导管连通，这样流路切换阀的左端腔室39为一个高压腔室，而与导阀的c端口连通的右端腔室39’为低压腔室，这样滑阀35在两端腔室的压力差的作用下保持在右端侧，高压端口D与端口EI形成一个流道，端口S与端口CO、端口CI与端口EO分别形成2个流道，这时控制阀4打开而控制阀4’关闭，这时从压缩机排气口排出的制冷剂介质通过高压端口D经端口EI、通过控制阀4、室内热交换器7的71端口经过室内热交换器冷凝后，从室内热交换器的另一个端口72流往流路切换阀的EO端口经流路切换阀的CI端口、再经膨胀机构62节流后变成低温低压的制冷剂介质经室外热交换器5的52端口流入室外热交换器5，在室内热交换器5内蒸发吸收热量，变成低温低压的制冷剂介质从室外热交换器5的51端口流往流路切换阀的CO端口再经S端口回到压缩机的吸气端，从而完成一个循环。这样就实现在在制冷时室内降温而在制热时室内升温的目的。

因此，不管在制冷或制热时，室内热交换器7、室外热交换器5都能实现从同一端口流入，从另外一个端口流出，即实现了热交换器的单向流动，即室内热交换器7从端口71流入、端口72流出；而室外热交换器5从端口52流入、端口51流出。这样在热交换器设计时就可以按照单向流动设计。由于室内热交换器、室外热交换器均采用一种制冷剂介质的流动方向，这样室内热交换器、室外热交换器的设计就完全可以按照一种流动方向进行，如进口侧的流体的分流、热交换器的散热片的方向、散热用风机与热交换器的风向夹角等，均可以达到最佳，从而提高热交换器的换热效果，从而提高系统能效比；同时由于该系统中采用了两个节流机构，也避免了节流机构需要双向流动并节流的问题，也可以相应地提高系统的能效比。而控制阀4、4’可以优先选用一种较大口径的双稳态电磁阀，另外还可以采用压力控制阀来进行开关控制，也可以选用电磁阀；另外一种方式则可以是一种带节流功能的电磁阀来替代图2、图3中的控制阀4和膨胀机构61及控制阀4’和膨胀机构62，在通电时，电磁阀是全开的，而在不通电时，电磁阀关闭但并不是全闭而是实现节流功能，这样可以减少零部件及管路连接。另外，在图中，高压端口D设置在靠近右端腔室侧即：使高压端口D与CI端口流动距离相对较近；而在制热时间相对较长的地区的热泵型空调中，则高压端口D最好设置在靠近左端腔室侧即：使高压端口D与EI端口流动距离相对较近的一侧。

综上所述，本发明通过一种多通道的流路切换阀并通过在空调中设置该流路切换阀，可以使热泵型空调的热交换器实现在制冷、制热两种工况下的单向流动，从而改进热交换器的设计、空调的设计从而提高换热效果，从而提高系统的综合能效比。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，而并不是对本发明的应用的限制，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

1.一种空调用流路切换阀，其包括一个与压缩机排气端连接的高压连接端口(D)、与压缩机吸气端连接的低压连接端口(S)，其特征是该流路切换阀还包括有与室外热交换器的进口、出口直接或间接连接的两个端口(CI、CO)及与室内热交换器的进、出口直接或间接连接的两个端口(EI、EO)。

2.如权利要求1所述的流路切换阀，其特征是所述流路切换阀有一个阀腔，所述阀腔内有一个阀座，阀座上有5个通孔，分别连通(EI、CO、S、EO、CI)5个端口的接管。

3.如权利要求2所述的流路切换阀，其特征是所述流路切换阀还包括有一个可以在阀腔内的拖动部件带动下左右滑动以切换流路流动方向的滑阀，该滑阀内设置有两个流道，分别连通(EI、CO、S、EO、CI)5个端口中的其中2个端口。

4.如权利要求2所述的流路切换阀，其特征是所述流路切换阀的阀腔被分隔成左端腔室、中间腔室、右端腔室三个腔室。

5.如权利要求4所述的流路切换阀，其特征是还包括一个导阀，该导阀包括一个电磁线圈部件，导阀还包括3个切换流路用的导管(e、s、c)，所述三个导管(e、s、c)分别与流路切换阀的左端腔室、低压连接端口(S)、右端腔室相连通。

6.如权利要求5所述的流路切换阀，其特征是所述导阀还包括一个切换流路用导管(d)，该导管(d)与流路切换阀的高压连接端口(D)相连通。

7.如权利要求1～6所述的任一流路切换阀，其特征是所述流路切换阀在两种工作状态下分别有3个流道。

8.一种热泵型空调，包括压缩机，室外热交换器及室内热交换器，其特征是该空调使用了上述任一权利要求所述的流路切换阀，使室内热交换器、室外热交换器在制冷、制热两个状态下从同一端流入，从另一端流出，在制冷、制热两个状态下室内热交换器、室外热交换器内的制冷剂介质的流动方向一致。