CN102818391A - 设有电动阀的双循环制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种设有电动阀的双循环制冷系统，压缩机、单向阀、冷凝器、电动阀依次连接；毛细管包括第一毛细管和第二毛细管，蒸发器包括第一蒸发器和第二蒸发器；电动阀通过第一毛细管与第一蒸发器相连接，电动阀通过第二毛细管与第二蒸发器相连接；第一蒸发器的一端与第一毛细管相连接，第一蒸发器的另一端与第二蒸发器相连接；第二毛细管的一端与电动阀相连接，第二毛细管的第二端连接在第一蒸发器和第二蒸发器之间；第二蒸发器与压缩机相连接；电动阀通过泄压管与压缩机的排气口相连接。本发明的设有电动阀的双循环制冷系统，具有可有效地减少制冷系统中的能量损耗、噪声低、可提高制冷系统的稳定性高等优点。

Description

设有电动阀的双循环制冷系统

技术领域

本发明涉及一种设有电动阀的双循环制冷系统。

背景技术

普通家用冰箱多属于蒸汽压缩式制冷系统，是通过控制压缩机的开、停来实现对箱内温度的控制。但是压缩机在停止工作的时候，冷凝器与蒸发器的压力趋于平衡，而在平衡的过程中热态的制冷剂通过毛细管流入蒸发器，使冰箱产生了一部分无谓的能量损耗。压缩机启动时，冷凝器和蒸发器在重新建立压差的过程中也有一部分能量损失，冰箱开、停越频繁能量损耗越多。这部分由于压缩机开、停造成的能量损耗会造成冰箱耗电量的上升。

申请号为03112681.2、名称为“冷凝器保压节能型冰箱制冷系统”的中国发明专利公开了一种冷凝器保压节能技术，其利用电动阀在压缩机停止的瞬间将冷凝器的出口关闭，维持冷凝器和蒸发器之间的压力差，不让热态的制冷剂流入蒸发器影响制冷效果。当压缩机再次启动的时候可以省去重新建立压差的过程，迅速实现冰箱制冷。为了帮助压缩机启动，降低排气管的压力，上述“冷凝器保压节能型冰箱制冷系统”还要在冷凝器的入口位置设计包括单向阀在内的“泄压”回路。这种传统的冷凝器保压节能技术，使用的电动阀属于“两位两通”的双稳态脉冲电磁阀，阀芯的运动切换方式是直线往复冲击式的。这种电磁阀最大的缺陷是动作噪声大，并且其本身无法实现“泄压”功能，要求专门设计带有冷凝功能的专用“泄压毛细管”或增加“两位两通”泄压电磁阀，由此带来的问题是泄压回路“响应慢”、单向阀关闭性能差，零部件多，冰箱节能效果不稳定性。

发明内容

本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种设有电动阀的双循环制冷系统，以便于实现制冷剂分流、保压、泄压多项功能。

本发明为解决技术问题采用以下技术方案。

设有电动阀的双循环制冷系统，其结构特点是，包括压缩机、单向阀、冷凝器、电动阀、毛细管和蒸发器；所述压缩机、单向阀、冷凝器、电动阀依次连接；所述毛细管包括第一毛细管和第二毛细管，所述蒸发器包括第一蒸发器和第二蒸发器；所述电动阀通过第一毛细管与第一蒸发器相连接，所述电动阀通过第二毛细管与第二蒸发器相连接；所述第一蒸发器的一端与所述第一毛细管相连接，所述第一蒸发器的另一端与所述第二蒸发器相连接；所述第二毛细管的一端与电动阀相连接，所述第二毛细管的第二端连接在第一蒸发器和第二蒸发器之间；所述第二蒸发器与所述压缩机相连接；所述电动阀通过泄压管与压缩机的排气口相连接。

本发明的设有电动阀的双循环制冷系统的结构特点也在于：

所述电动阀包括阀座、电机和阀盖；所述阀座的上设置有一个入口、一个泄压口和多个出口，所述泄压口和出口位于阀座的上表面之上；所述阀盖套设于所述阀座的上方；所述电机固定设置在所述阀盖之上，所述电机包括定子和转子，所述定子设置于所述阀盖的外表面上，所述转子设置于所述阀盖的内腔之中；所述转子的中心部位设有心轴且所述转子可围绕心轴的中心线旋转；所述心轴的下端固定有开设有泄压导流槽和通槽的阀芯，且所述阀芯的下表面与所述阀座的上表面相抵接，所述泄压导流槽开设于所述阀芯的下表面上，所述通槽沿着所述阀芯的厚度方向穿透所述阀芯。

所述转子的下方设置有凸块，所述阀座上还设有限位块。

所述泄压导流槽和通槽均为腰形槽；所述泄压导流槽为直线形槽，所述通槽为弧形槽。

所述电动阀的阀座上设有两个出口。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

本发明的电动阀，通过电动阀阀芯转动到不同的位置，来实现冰箱制冷剂分流、截止、泄压等功能，使冷凝器中的高压热态制冷剂在压缩机停机后不能进入蒸发器，保持冷凝器中高压制冷剂所具势能，有效地减少制冷系统中的能量损耗，达到节能的目的；利用电动阀阀芯内部的泄压回路，在压缩机停机的瞬间使得单向阀能够实现快速关闭，提高了制冷系统节能效果和稳定性，具有噪声低、稳定性高的特点。电动阀的阀芯由步进电机驱动旋转，克服了以往双稳态电磁阀在换向过程中的噪声缺陷，具有噪声小的优势。

本发明的设有电动阀的双循环制冷系统，具有可有效地减少制冷系统中的能量损耗、噪声低、可提高制冷系统的稳定性高等优点。

附图说明

图1为本发明的设有电动阀的双循环制冷系统的泄压状态图。

图2为本发明的电动阀的主视图。

图3为本发明的电动阀的剖视图。

图4为本发明的电动阀的阀座（两个出口）的俯视图。

图5为图4中的A-A剖视图。

图6为本发明的电动阀的阀芯的俯视图。

图7为图6的B-B剖视图。

图8为本发明的电动阀的阀座和阀芯配合时处于截止状态时的状态图。

图9为本发明的电动阀的阀座和阀芯配合时处于泄压状态时的状态图。

图10为本发明的电动阀的阀座和阀芯配合时处于打开状态时的状态图。

附图1～附图10中标号：1压缩机，2单向阀，3冷凝器，4电动阀，41阀座，411入口，412泄压口，413出口，42电机，421定子，422转子，4221心轴，43阀盖，44阀芯，441导流槽，442通槽，5毛细管，51第一毛细管，52第二毛细管，6蒸发器，61第一蒸发器，62第二蒸发器，7泄压通道，8进液管，9出液管，10泄压管，11电源接口。

以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参见图1～图10，设有电动阀的双循环制冷系统，包括压缩机1、单向阀2、冷凝器3、电动阀4、毛细管5和蒸发器6；所述压缩机1、单向阀2、冷凝器3、电动阀4依次连接；所述毛细管5包括第一毛细管51和第二毛细管52，所述蒸发器6包括第一蒸发器61和第二蒸发器62；所述电动阀4通过第一毛细管51与第一蒸发器61相连接，所述电动阀通过第二毛细管52与第二蒸发器62相连接；所述第一蒸发器61的一端与所述第一毛细管51相连接，所述第一蒸发器61的另一端与所述第二蒸发器62相连接；所述第二毛细管52的一端与电动阀4相连接，所述第二毛细管52的第二端连接在第一蒸发器61和第二蒸发器62之间；所述第二蒸发器62与所述压缩机1相连接；所述电动阀4通过泄压管7与压缩机1的排气口相连接。电动阀随着压缩机的启动而调整到所述打开状态，压缩机停止阶段电动阀调整到所述泄压状态或者截止状态。

阀芯上设计有泄压导流槽和通槽，阀座上设计有泄压口和出口。当电动阀的阀芯旋转到泄压状态时，电动阀阀座上的泄压口与出口之间被阀芯内部的泄压导流槽所导通， 泄压口内的制冷剂可以通过泄压导流槽进入出口。当电动旋转阀处于截止状态时，泄压口、出口与入口被阀芯所截断，电动阀处于完全断开的状态。

电动阀的阀芯内部设计了帮助压缩机启动的由泄压管和泄压口构成的“泄压回路”，可以使单向阀的响应能力提高，逆向关闭的可靠性得到改善，冰箱节能效果的稳定性提高。以一个旋转阀实现了制冷剂分流、保压、泄压多项功能。

所述电动阀4包括阀座41、电机42和阀盖43；所述阀座41的上设置有一个入口411、一个泄压口412和多个出口413，所述泄压口412和出口413位于阀座41的上表面之上；所述阀盖43套设于所述阀座41的上方；所述电机42固定设置在所述阀盖43之上，所述电机42包括定子421和转子422，所述定子421设置于所述阀盖43的外表面上，所述转子422设置于所述阀盖43的内腔之中；所述转子422的中心部位设有心轴4221且所述转子422可围绕心轴4221的中心线旋转；所述心轴4221的下端固定有开设有泄压导流槽441和通槽442的阀芯44，且所述阀芯44的下表面与所述阀座41的上表面相抵接，所述泄压导流槽441开设于所述阀芯44的下表面上，所述通槽442沿着所述阀芯44的厚度方向穿透所述阀芯44。

电动阀的电机定子上还设有外部电源接口11，通过外部电源为电动阀的电机供电。所述电机为步进电机。当阀芯44转动时，所述电动阀4可在截止状态、打开状态和泄压状态之间变化。

截止状态为：所述阀芯44的泄压导流槽441和通槽442与所述阀座41的任意一个出口413之间均不相通，泄压口412和出口413均被阀芯44堵住，入口411与任一出口413或泄压口412之间均不相通。

打开状态：阀芯44的通槽442恰好位于出口413的正上方且泄压口412被阀芯44堵住，所述阀芯44的通槽442与所述阀座41的出口413相通，所述入口411通过阀芯44的通槽442与出口413相连通，且泄压口412与出口413和入口411之间均不相通。

泄压状态：阀芯44的泄压导流槽441恰好位于出口413和泄压口412的上方且通槽442被阀座41堵住，阀芯44的泄压导流槽441与所述阀座的出口413和泄压口412之间均相连通，由于泄压导流槽441位于阀芯44的下表面上且未穿透所述阀芯44，因此泄压导流槽441仅仅是从内部将将泄压口412和出口413相连通，因而所述入口411与任一出口413、泄压口412均不相通。

制冷系统包括压缩机、单向阀、冷凝器、电动阀、毛细管和蒸发器；所述压缩机、单向阀、冷凝器、电动阀、毛细管和蒸发器依次连接，所述蒸发器的一端与毛细管相连接，蒸发器的另一端与压缩机相连接，形成一个循环制冷系统。所述电动阀的阀座的泄压口通过泄压管连接在压缩机和单向阀之间，当电动阀处于泄压状态时，压缩机排气口到单向阀内的少量高压气体得以流向低压蒸发器。

阀座为阶梯形圆柱形，下圆柱体直径较上圆柱体大，下圆柱体为座体，上圆柱体为与下圆柱体同心设置的一个圆柱台；所述泄压口和出口设置于所述圆柱台的顶面上。所述入口设置于所述圆柱台与阀座的公共边界处，即二者的相交的部位。转子为圆筒形，装配时圆柱台恰好位于转子的内腔之中。同时，圆柱台的中心设有盲孔，使得心轴的下端卡入盲孔之中。电机的转子可带动心轴和阀芯一起转动。

阀芯的下表面与圆柱台的上表面相抵接，使得阀芯能够恰好盖住阀座的泄压口和出口之上。由于阀芯上有凹陷的泄压导流槽和通槽，因而调整阀芯的位置，能使得泄压口和出口与所述泄压导流槽或通槽相通。通过控制步进电机的转动角度和转动方向，可实现电动阀在上诉三种状态之间相互变化。

阀芯转动不同的角度在不同位置时，泄压口、出口与泄压导流槽和通槽之间相连通的状态也随之变化。由于入口位于圆柱台与阀座交界处，因而制冷剂可从入口进入由阀盖和阀座围成的阀腔之内。当阀芯上的通槽与阀座上的出口相通时，即电动阀位于打开状态时，冷凝器内的制冷剂即可从出口流出，实现制冷剂在制冷系统内的流通。

电动阀的阀芯在初始位置时，阀芯将泄压口和出口都堵住，冷凝器内的制冷剂就无法进入出口，电动阀即处于关断的状态，即上述截止状态，此时冷凝器内的制冷剂是无法流通的。

然后，通过步进电机转动转子和阀芯，阀座的泄压口和出口均与阀芯的泄压导流槽相连通且通槽被堵死，那么压缩机排气口的高压气体依次通过泄压管、泄压口、出口和毛细管，进而流向低压蒸发器，此时制冷系统处于泄压状态。压缩机排气管与单向阀之间的少量制冷剂可以通过泄压回路流向低压蒸发器，单向阀迅速“响应”实现关闭。一方面使得压缩机停机后冷凝器内高温高压的制冷剂不能通过电动阀流入低压低温的蒸发器，另一方面维持了冷凝器内制冷剂的高压势能，当压缩机再次启动能够迅速制冷，避免了压缩机开停过程的能量损耗。

再继续转动阀芯，当阀芯转动到通槽与出口相通的位置时，即电动阀位于打开状态时，阀腔内的制冷剂能够从出口流出，使得制冷剂能够从冷凝器流向毛细管和蒸发器。同时泄压口被阀芯封堵，使得制冷剂只能通过冷凝器流向毛细管和蒸发器。

所述阀座的下端连接有多条与所述入口、泄压口和出口相通的管路，分别为进液管8、泄压管10和出液管9；其中出口可能有一个或多个，相对应的出液管9也有一个或多个。进液管8、泄压管10和出液管9与阀座下端部的接口相固定连接，通过阀座内的相应的通道与阀座上的入口、泄压口和出口相连通。制冷剂通过进液管进入电动阀，进入转子和阀座围成的空腔内。进液管与冷凝器相连接，出液管与毛细管相连接。当通槽将入口与出口相连通时，进液管与出液管之间是相连通的，制冷剂可从冷凝器通过电动阀进入毛细管和蒸发器。

在单循环制冷系统中，只有一个出口和一个出液管。在设有电动阀的双循环制冷系统中，有两个出口和两个出液管。在三循环制冷系统中，有三个出口和三个出液管。出液管通过管路与毛细管相连接，将制冷剂输入给毛细管和蒸发器。

本发明的电动阀，通过电动阀阀芯转动到不同的位置，来实现冰箱制冷剂分流、截止、泄压等功能，使冷凝器中的高压热态制冷剂在压缩机停机后不能进入蒸发器，保持冷凝器中高压制冷剂所具势能，有效地减少制冷系统中的能量损耗，达到节能的目的；利用电动阀阀芯内部的泄压回路，在压缩机停机的瞬间使得单向阀能够实现快速关闭，提高了制冷系统节能效果和稳定性，具有噪声低、稳定性高的特点。电动阀的阀芯由步进电机驱动旋转，克服了以往双稳态电磁阀在换向过程中的噪声缺陷，具有噪声小的优势。

所述转子422的下方设置有凸块，所述阀座41上还设有限位块。转子和阀座一上一下，转子扣合在阀座之上。转子为筒形，转子外壁的下方设置所述凸块；转子的筒壁与阀座的下圆柱体的上表面的边缘部位相贴合；限位块设于下圆柱体的边缘部位，可恰好卡住凸块。当转子转动一定的角度时，转子下方的凸块恰好被阀座上上凸的限位块阻挡住，以限制转子的转动角度。

阀芯上设计有泄压导流槽和通槽，阀座上设计有泄压口和出口。当电动阀的阀芯旋转到泄压状态时，电动阀阀座上的泄压口与出口之间被阀芯内部的泄压导流槽所导通， 泄压口内的制冷剂可以通过泄压导流槽进入出口。当电动旋转阀处于截止状态时，泄压口、出口与入口被阀芯所截断，电动阀处于完全断开的状态。

电动阀的阀芯内部设计了帮助压缩机启动的由泄压管和泄压口构成的“泄压回路”，可以使单向阀的响应能力提高，逆向关闭的可靠性得到改善，冰箱节能效果的稳定性提高。以一个旋转阀实现了制冷剂分流、保压、泄压多项功能。

所述泄压导流槽441和通槽442均为腰形槽；所述泄压导流槽441为直线形槽，所述通槽442为弧形槽。所述泄压导流槽沿着阀芯的表面直线延伸，即所述腰形槽除两端的半圆形外的两侧面均为平面。所述通槽沿着阀芯弧线延伸，即所述通槽除两端的半圆形外的两侧面均为弧形面。由于通槽为弧形面，两个出口的中心又位于同一圆周上，因而可使得通槽能够同时覆盖两个出口。

所述电动阀4的阀座41上设有两个出口413。

Claims (5)

1.设有电动阀的双循环制冷系统，其特征是，包括压缩机（1）、单向阀（2）、冷凝器（3）、电动阀（4）、毛细管（5）和蒸发器（6）；所述压缩机（1）、单向阀（2）、冷凝器（3）、电动阀（4）依次连接；所述毛细管（5）包括第一毛细管（51）和第二毛细管（52），所述蒸发器（6）包括第一蒸发器（61）和第二蒸发器（62）。所述电动阀（4）通过第一毛细管（51）与第一蒸发器（61）相连接，所述电动阀通过第二毛细管（52）与第二蒸发器（62）相连接；所述第一蒸发器（61）的一端与所述第一毛细管（51）相连接，所述第一蒸发器（61）的另一端与所述第二蒸发器（62）相连接；所述第二毛细管（52）的一端与电动阀（4）相连接，所述第二毛细管（52）的第二端连接在第一蒸发器（61）和第二蒸发器（62）之间；所述第二蒸发器（62）与所述压缩机（1）相连接；所述电动阀（4）通过泄压管（7）与压缩机（1）的排气口相连接。

2.根据权利要求1所述的设有电动阀的双循环制冷系统，其特征是，所述电动阀（4）包括阀座（41）、电机（42）和阀盖（43）；所述阀座（41）的上设置有一个入口（411）、一个泄压口（412）和多个出口（413），所述泄压口（412）和出口（413）位于阀座（41）的上表面之上；所述阀盖（43）套设于所述阀座（41）的上方；所述电机（42）固定设置在所述阀盖（43）之上，所述电机（42）包括定子（421）和转子（422），所述定子（421）设置于所述阀盖（43）的外表面上，所述转子（422）设置于所述阀盖（43）的内腔之中；所述转子（422）的中心部位设有心轴（4221）且所述转子（422）可围绕心轴（4221）的中心线旋转；所述心轴（4221）的下端固定有开设有泄压导流槽（441）和通槽（442）的阀芯（44），且所述阀芯（44）的下表面与所述阀座（41）的上表面相抵接，所述泄压导流槽（441）开设于所述阀芯（44）的下表面上，所述通槽（442）沿着所述阀芯（44）的厚度方向穿透所述阀芯（44）。

3.根据权利要求1和2所述的设有电动阀的双循环制冷系统，其特征是，所述转子（422）的下方设置有凸块，所述阀座（41）上还设有限位块。

4.根据权利要求1、2、或3所述的设有电动阀的双循环制冷系统，其特征是，所述泄压导流槽（441）和通槽（442）均为腰形槽；所述泄压导流槽（441）为直线形槽，所述通槽（442）为弧形槽。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的用于制冷系统的单循环制冷系统，其特征是，所述电动阀（4）的阀座（41）上设有两个出口（413）。

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