CN103423482B - 用于r32制冷剂的四通阀及空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于R32制冷剂的四通阀及空调器，其中，用于R32制冷剂的四通阀包括：主阀体，其内设置有阀室，阀室内设置有阀芯，阀芯将阀室的两端分隔出相互独立的第一阀室和第二阀室，阀芯包括阀座和滑块，滑块可滑动地设置在阀座上，阀座固定在主阀体上；多个连接管，与主阀体的阀室均连通，连接管包括：E连接管、S连接管、C连接管和D连接管，E连接管、S连接管、C连接管的内径均在5.0至7.0毫米之间；D连接管的内径在3.2至5.5毫米之间。本发明可有效降低现有技术中四通阀的内泄漏的问题。

Description

用于R32制冷剂的四通阀及空调器

技术领域

本发明涉及连接技术领域，具体而言，涉及一种用于R32制冷剂的四通阀及具有该四通阀的空调器。

背景技术

在现有技术中四通阀主阀体的外经在20毫米以上，E、S、C连接管的内径在7.5毫米以上，D连接管的内径在6毫米以上，这些尺寸的设置是由现行使用的冷凝剂R22和R410a决定的。但在使用R32等分子量较小的环保制冷剂时，由于现行四通阀的E、S、C连接管之间的距离过大，使得主阀体内的阀芯的尺寸过大，造成阀芯与主阀体的接触面积过大，易发生内泄漏，造成系统性能的下降。同时四通阀过大则外表面积过大，存在较大的热损失，影响系统性能，并且四通阀体积过大，在重量较大时系统管路可靠性降低。

发明内容

本发明旨在提供一种用于R32制冷剂的四通阀及具有该四通阀的空调器，以解决现有技术中制冷剂易泄漏的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于R32制冷剂的四通阀包括：主阀体，主阀体内设置有阀室，阀室内设置有阀芯，阀芯将阀室的两端分隔出相互独立的第一阀室和第二阀室，阀芯包括阀座和滑块，滑块可滑动地设置在阀座上，阀座固定在主阀体上；多个连接管，与主阀体的阀室均连通，连接管包括：E连接管、S连接管、C连接管和D连接管，E连接管、S连接管和C连接管沿主阀体的轴向方向依次设置在主阀体上，D连接管连接在主阀体的与S连接管相对的一侧，E连接管的内径在5.0至7.0毫米之间；S连接管的内径在5.0至7.0毫米之间；C连接管的内径在5.0至7.0毫米之间；D连接管的内径在3.2至5.5毫米之间。

进一步地，主阀体的内径在13至17毫米之间。

进一步地，滑块具有使E连接管和S连接管连通且C连接管和D连接管连通的第一位置和使S连接管和C连接管连通且E连接管和D连接管连通的第二位置。

进一步地，阀座上设置有是三个连接孔，三个连接孔分别与E连接管、S连接管和C连接管连通；滑块上设置有连通槽，滑块位于第一位置时，连通槽连通E连接管与S连接管，当滑块位于第二位置时，连通槽连通S连接管和C连接管。

进一步地，还包括与第一阀室和第二阀室均连通的先导阀，先导阀还与S连接管和D连接管相连通。

进一步地，先导阀通过e毛细管与第一阀室连通，先导阀通过c毛细管与第二阀室连通。

进一步地，先导阀通过s毛细管与S连接管连通，先导阀通过d毛细管与D连接管连通。

根据本发明的一个方面，提供了一种空调器，具有四通阀，四通阀为上述的用于R32制冷剂的四通阀。

进一步地，空调器的制冷功率在3200W以上4500W之间。

在本发明的技术方案中，四通阀包括主阀体和多个连接管，其中主阀体内设置由于阀室，阀室内设置有阀芯，该阀芯将阀室的两端分隔出相互独立的第一阀室和第二阀室，阀芯包括阀座和滑块，滑块可滑动地设置在阀座上，阀座固定在主阀体上。多个连接管与主阀体内的阀室连通，连接管包括E连接管、S连接管、C连接管和D连接管，其中E连接管、S连接管和C连接管沿主阀体的轴线方向依次设置在主阀体上，D连接管设置在于S连接管相对的一侧，其中，E连接管、S连接管和C连接管的内径均在5.0至7.0毫米，D连接管的内径在3.2至5.5毫米。

本发明的四通阀减小了连接管的尺寸参数，将E、S、C连接管之间的距离设计的更加紧凑，使得阀芯的体积也相应的进行减小，即阀芯与主阀体的接触面积减小，降低了四通阀的内泄漏，同时，体积的减小也减小了四通阀的表面积，即降低了四通阀的热损失，提高了四通阀的性能及效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的用于R32制冷剂的四通阀的实施例的第一角度的立体示意图；

图2示出了图1的四通阀的第二角度的立体示意图；

图3示出了图1的四通阀的第三角度的立体示意图；

图4示出了图1的四通阀的第四角度的立体示意图；

图5示出了图1的四通阀的剖视示意图；

图6示出了图1的四通阀的另一角度的剖视示意图；以及

图7示出了本发明的四通阀与现有技术的四通阀的制热损失的对比图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1示出了根据本发明的四通阀的实施例的第一角度的立体示意图，图2示出了图1的四通阀的第二角度的立体示意图，图3示出了图1的四通阀的第三角度的立体示意图，图4示出了图1的四通阀的第四角度的立体示意图，图5及图6示出了图1的四通阀的剖视示意图。结合参见图1至图6，从图中可以看出，本实施例中的四通阀包括主阀体10和多个连接管，其中主阀体10内设置由于阀室，阀室内设置有阀芯，阀芯将阀室的两端分隔出相互独立的第一阀室31和第二阀室32，阀芯包括阀座15和滑块16，滑块16可滑动地设置在阀座15上，阀座15固定在主阀体上10。多个连接管与主阀体10内的阀室均连通，连接管包括E连接管11、S连接管12、C连接管13和D连接管14，其中E连接管11、S连接管12和C连接管13沿主阀体10的轴线方向依次设置在主阀体10上，D连接管14设置在于S连接管12相对的一侧，其中，E连接管11、S连接管12和C连接管13的内径均在5.0至7.0毫米之间，D连接管14的内径在3.2至5.5毫米之间。在本实施例中，四通阀减小了连接管的尺寸参数，将E、S、C连接管13之间的距离设计的更加紧凑，使得阀芯的体积也相应的进行减小，即阀芯与主阀体10的接触面积减小，降低了四通阀的内泄漏，同时，体积的减小也减小了四通阀的表面积，即降低了四通阀的热损失，提高了四通阀的性能及效率。

为了配合连接管的尺寸，主阀体10的内径尺寸应控制在13至17毫米之间，主阀体10与连接管尺寸的减小降低了材料的消耗，有效的降低了生产成本并且四通阀表面积的减小也降低了系统的热量损失，调高了系统的稳定性，同时，尺寸在减小的同时，还可减轻四通阀的重量，提高了系统的可靠性。

本实施例的四通阀在使用时，阀室内的阀芯包括阀座15和滑块16，还具有托架及两端的活塞，阀芯将将阀室的两端分隔出相互独立的第一阀室31和第二阀室32，并且滑块16具有使E连接管11与S连接管12连通且C连接管13与D连接管14连通的第一位置和使S连接管12与C连接管13连通且E连接管11与D连接管14连通的第二位置。其中，阀座15上设置有三个连接孔，连接孔的上端面可滑动地设置有滑块16，三个连接孔分别与E连接管11、S连接管12、C连接管13连通，滑块16上开设有连通槽，当滑块16位于第一位置时，连通槽连通E连接管11和S连接管12，当滑块16位于第二位置时，连通槽连通S连接管12和C连接管13。本实施中滑块16位置的转换可同过调节第一阀室31和第二阀室32内的压力差进行调节，涉及四阀通阀室内的结构及工作原理，在本领域内已很常见，在此不作过多赘述。

本实施例中的四通阀还包括与第一阀室31和第二阀室32均连通的先导阀20，该先导阀20还与S连接滚和D连接管14连通，先导阀20与上述部件的连通是通过毛细管完成的，其中，先导阀20通过e毛细管21与第一阀室31连通，先导阀20通过c毛细管23与第二阀室32连通。先导阀20与S连接管12之间通过s毛细管22进行连接，先导阀20与D连接管14之间通过d毛细管24进行连接。

发明人经过进一步研究，在采用R32制冷剂的空调器中，使用本实施例的四通阀性能更佳，尤其体现在热损失更小，尤其是当空调器的制冷功率限定在3200W~4500W时，优势体现更为明显。

为检测本实施例的四通阀的效果，将本实施例的四通阀与现有技术中的四通阀进行比对试验，其中本实施例的四通阀，选择E连接管11的内径为5.8毫米；S连接管12的内径为5.8毫米；C连接管13的内径为5.8毫米；D连接管14的内径为4.4毫米。并将该四通阀应用于采用R32制冷剂的空调器中。

现有技术中的四通阀，其E连接管S连接管C连接管的内径均为7.6毫米，D连接管的内径为6.2毫米，应用于采用R32的空调器中作对比实验，结果如附图7所示，上方粗线代表现有技术中的四通阀，下方细线代表本实施例的四通阀，从图7中可以看出，在3200W至4500W的制冷功率范围内，采用本实施例的四通阀具有更小的热损失，而且差距更加明显。

根据管路单相压降及其对应饱和温降理论具有公式：

$\frac{\mathrm{dp}}{\mathrm{dz}}=0.1421\frac{{\mathrm{\μ}}^{0.2}}{\mathrm{\ρ}}\frac{M^{1.8}}{d^{4.8}},$

$\mathrm{Re}=\frac{4M}{\mathrm{\π\μ}\·d},$

$M=\frac{Q_0}{q_m},$

$\frac{\mathrm{dt}}{\mathrm{dz}}=\left(\frac{\mathrm{dp}}{\mathrm{dz}}\right)/\left(\frac{\mathrm{dp}}{\mathrm{dt}}\right).$

在上述公式中，M代表制冷剂质量流量kg/s；d代表管路内径m；Q0代表制冷量W；qm代表单位质量流量制冷量J/kg；ρ代表密度kg/m3；μ代表动力粘度Pa·s；dp/dz代表管路压力梯度Pa/m；dt/dz代表管路饱和温度梯度℃/m；dp/dt代表制冷剂物性值。

根据上述公式及申请人通过实验验证，上述公式中dt/dz取值范围：0.1～0.3℃/m，并得到当四通阀E连接管11的内径在5.0-7.0毫米内；S连接管12的内径5.0-7.0毫米内；C连接管13的内径5.0-7.0毫米内；D连接管14的内径在3.2-5.5毫米内，使用该四通阀的空调器取得较优的效果。在一种优选地实施例中，D连接管14的内径为5.0毫米，E、S、C管的内径均采用5.8毫米或6.7毫米，主阀体的内径尺寸为16毫米以使空调器取得最佳效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于R32制冷剂的四通阀，包括：

主阀体（10），所述主阀体（10）内设置有阀室，所述阀室内设置有阀芯，所述阀芯将所述阀室的两端分隔出相互独立的第一阀室（31）和第二阀室（32），所述阀芯包括阀座（15）和滑块（16），所述滑块（16）可滑动地设置在所述阀座（15）上，所述阀座（15）固定在所述主阀体（10）上；

多个连接管，与所述主阀体（10）的阀室均连通，所述连接管包括：

E连接管（11）、S连接管（12）、C连接管（13）和D连接管（14），所述E连接管（11）、S连接管（12）和C连接管（13）沿所述主阀体（10）的轴向方向依次设置在所述主阀体（10）上，所述D连接管（14）连接在所述主阀体（10）的与所述S连接管（12）相对的一侧，

其特征在于，

所述E连接管（11）的内径在5.0至7.0毫米之间；

所述S连接管（12）的内径在5.0至7.0毫米之间；

所述C连接管（13）的内径在5.0至7.0毫米之间；

所述D连接管（14）的内径在3.2至5.5毫米之间。

2.根据权利要求1所述的四通阀，其特征在于，所述主阀体（10）的内径在13至17毫米之间。

3.根据权利要求1所述的四通阀，其特征在于，所述滑块（16）具有使所述E连接管（11）和S连接管（12）连通且所述C连接管（13）和D连接管（14）连通的第一位置和使所述S连接管（12）和C连接管（13）连通且所述E连接管（11）和D连接管（14）连通的第二位置。

4.根据权利要求1所述的四通阀，其特征在于：

所述阀座（15）上设置有三个连接孔，所述三个连接孔分别与所述E连接管（11）、S连接管（12）和C连接管（13）连通；

所述滑块（16）上设置有连通槽，所述滑块（16）位于第一位置时，所述连通槽连通所述E连接管（11）与S连接管（12），当所述滑块（16）位于第二位置时，所述连通槽连通所述S连接管（12）和C连接管（13）。

5.根据权利要求1所述的四通阀，其特征在于，还包括与所述第一阀室（31）和第二阀室（32）均连通的先导阀（20），所述先导阀（20）还与所述S连接管（12）和D连接管（14）相连通。

6.根据权利要求5所述的四通阀，其特征在于，所述先导阀（20）通过e毛细管（21）与所述第一阀室（31）连通，所述先导阀（20）通过c毛细管（23）与所述第二阀室（32）连通。

7.根据权利要求5所述的四通阀，其特征在于，所述先导阀（20）通过s毛细管（22）与所述S连接管（12）连通，所述先导阀（20）通过d毛细管（24）与所述D连接管（14）连通。

8.一种空调器，具有四通阀，其特征在于，所述四通阀为根据权利要求1至7中任一项所述的用于R32制冷剂的四通阀。

9.根据权利要求8所述的空调器，其特征在于，所述空调器的制冷功率在3200W至4500W之间。