CN113959114B - 一种低温热泵冷媒直膨式无风制热制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及换热设备技术领域，提出了一种低温热泵冷媒直膨式无风制热制冷设备，包括首尾依次连接的第一热交换体、节流器、第二热交换体及压缩机，还包括第一中间体，所述第一中间体具有四个通道，所述压缩机的进出口与所述第一中间体的其中两个通道连通，所述第一热交换体的一端口与所述第一中间体其中一通道连通，所述第二热交换体的一端口与所述第一中间体其中一通道连通，所述第一热交换体为依次连通的换热片。通过上述技术方案，解决了现有技术中空调换热效率低的问题。

Description

一种低温热泵冷媒直膨式无风制热制冷设备

技术领域

本发明涉及换热设备技术领域，具体的，涉及一种低温热泵冷媒直膨式无风制热制冷设备。

背景技术

目前，公知的地铁空调系统多为水冷式空调系统，由蒸发器、压缩机、膨胀阀、冷凝器、冷却塔、末端装置构成。高温低压制冷剂蒸汽进入压缩机变为高温高压制冷剂蒸汽后进入冷凝器中与冷却水换热后冷凝为高温高压制冷剂液体同时被加热的冷却水被输送至地上冷却塔进行降温冷却，冷凝器出来的制冷剂液体经膨胀阀变为低温低压制冷剂液体进入蒸发器与冷冻水换热，被降温的冷冻水回到末端供冷装置中对空气进行冷却，使送风温度达到设计要求后送入室内，完成整个制冷循环。

作为空调系统而言，现有技术中多采用二次导热的传导方式，首先将介质升温或者降温，通过热传导将水的温度进行调节，之后再通过风扇将与水接触的空气制造成凉风或者热风吹出来实现对环境温度的调控，但是随着热传导次数的增加，必将导致能量的损失，因此效率会大大降低，除此之外，由于传统的方式采取空气换热，形成凉风或者热风，会导致处于环境当中的人感到干燥不适，因此，基于以上问题，亟需一种高效换热、环境友好的换热设备。

发明内容

本发明提出一种低温热泵冷媒直膨式无风制热制冷设备，解决了现有技术中空调换热效率低的问题。

本发明的技术方案如下：

一种低温热泵冷媒直膨式无风制热制冷设备，包括首尾依次连接的第一热交换体、节流器、第二热交换体及压缩机，还包括第一中间体，所述第一中间体具有四个通道，所述压缩机的进出口与所述第一中间体的其中两个通道连通，所述第一热交换体的一端口与所述第一中间体其中一通道连通，所述第二热交换体的一端口与所述第一中间体其中一通道连通，所述第一热交换体为依次连通的换热片。

还包括第二中间体，所述第二中间体为若干个，所述第二中间体用于连通相邻的所述换热片，所述第二中间体具有通孔，还包括设置在所述通孔内的加压组件，所述加压组件具有加压腔，用于将位于所述加压腔内的介质加压。

所述加压组件包括滑动设置在所述通孔内的第一挡件、第二挡件及加压件，所述第一挡件位于所述通孔的进口端，所述第二挡件位于所述通孔的出口端，所述加压件位于所述第一挡件与所述第二挡件之间，所述第一挡件、所述第二挡件及所述加压件组成所述加压腔。

所述第二中间体具有中间腔体及第二腔体，所述第二挡件一端滑动设置在所述第二腔体内，所述第二挡件另一端控制所述通孔的通断，所述加压件一端滑动设置在所述中间腔体内，所述加压件另一端位于所述通孔内；

还包括调整销、第二弹性件及第三弹性件，所述调整销滑动设置在所述第二腔体内，所述第二弹性件套设在所述调整销上，位于所述第二腔体的内壁与所述调整销之间，所述第三弹性件位于所述第二腔体的内壁与所述第二挡件之间；

所述调整销包括凸起段及凹陷段，所述凸起段与所述凹陷段滑动后依次与所述第二挡件一端抵接，所述第二中间体还具有第二通道，所述加压件具有反馈通道，所述调整销与所述第二通道之间形成反馈腔，所述加压件滑动后所述第二通道与所述反馈腔实现连通。

还包括第四弹性件，所述第四弹性件设置在所述中间腔体内，所述第四弹性件一端作用在所述中间腔体内壁上，另一端作用在所述加压件上，所述第二中间体还具有加压通道，所述加压件与所述中间腔体之间形成推动腔，所述加压通道与所述推动腔连通。

所述第二中间体还具有第一腔体，所述第一挡件一端滑动设置在所述第一腔体内，所述第一挡件另一端位于所述通孔内，用于控制所述通孔的通断；

还包括第一弹性件，所述第一弹性件设置在所述第一腔体内，所述第一弹性件一端作用在所述第一腔体的内壁，所述第一弹性件另一端作用在所述第一挡件上，所述第二中间体还具有控制通道，所述第一挡件与所述第一腔体之间形成闭合腔，所述加压件滑动后所述控制通道与所述闭合腔之间连通。

还包括锁定销及锁定件，所述锁定件与所述锁定销螺纹连接，所述锁定销滑动设置在所述第二中间体上，所述锁定销一端具有倾斜面，所述调整销与所述锁定销的倾斜面抵接。

所述第一中间体为四通阀，所述第一中间体包括阀壳及阀芯，所述阀壳上具有第一出口、第二出口、第三出口及第四出口，所述第一出口与所述第三出口均与所述压缩机连通，所述第二出口与所述第一热交换体连通，所述第四出口与所述第二热交换体连通，所述阀芯滑动设置在所述阀壳内，所述阀芯上具有盲孔，所述盲孔与所述阀壳形成换向腔，所述第三出口与所述换向腔连通，所述阀芯滑动后使所述第二出口与所述第四出口交替与所述换向腔连通。

本发明的工作原理及有益效果为：

本发明中，公开了一种低温热泵冷媒直膨式无风制热制冷设备，将第一热交换体、节流器、第二热交换体和压缩机连通起来，第一中间体具有四个通道，将压缩机、第一热交换体及第二热交换体连通起来，其中第一热交换体的两个通道与压缩机连通，另外两个通道出口分别与第一热交换体和第二热交换体分别连通，第一中间体能够通过调节，调整介质在第一热交换体和第二热交换体内的流动方向，节流阀能够调整流量及压力，并且第一热交换体为室内交换体，第一热交换体采用依次连通的换热片，换热片能够直接将系统内的介质温度实现与外界温度的交换，也就是通过压缩机的工作，直接将介质的温度通过第一热交换体的表面换热与外界进行热交换，从而避免了多次传递导致能量的损失，降低热传导的传递效率，此外，通过第二热交换体的表面换热，与现有技术中采取介质换热吹风的方式相比，表面散热避免了屋内由于吹风导致干燥不适的问题，使屋内的换热环境更加舒适，解决了现有技术中空调换热效率低并且吹风换热导致环境干燥不舒适的问题。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明结构整体示意图；

图2为本发明第二中间体结构示意图；

图3为本发明第一中间体结构示意图；

图中：1、第一热交换体，2、节流器，3、第二热交换体，4、压缩机，5、第一中间体，6、第二中间体，7、通孔，8、加压腔，9、第一挡件，10、第二挡件，11、加压件，12、中间腔体，13、第二腔体，14、调整销，15、第二弹性件，16、第三弹性件，17、凸起段，18、凹陷段，19、第二通道，20、反馈通道，21、反馈腔，22、第四弹性件，23、加压通道，24、推动腔，25、第一腔体，26、第一弹性件，27、控制通道，28、闭合腔，29、锁定销，30、锁定件，31、阀壳，32、阀芯，33、第一出口，34、第二出口，35、第三出口，36、第四出口，37、换向腔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。

如图1～图3所示，本实施例提出了一种低温热泵冷媒直膨式无风制热制冷设备，包括首尾依次连接的第一热交换体1、节流器2、第二热交换体3及压缩机4，还包括第一中间体5，所述第一中间体5具有四个通道，所述压缩机4的进出口与所述第一中间体5的其中两个通道连通，所述第一热交换体1的一端口与所述第一中间体5其中一通道连通，所述第二热交换体3的一端口与所述第一中间体5其中一通道连通，所述第一热交换体1为依次连通的换热片。

本实施例中，公开了一种低温热泵冷媒直膨式无风制热制冷设备，将第一热交换体1、节流器2、第二热交换体3和压缩机4连通起来，第一中间体5具有四个通道，将压缩机4、第一热交换体1及第二热交换体3连通起来，其中第一热交换体1的两个通道与压缩机4连通，另外两个通道出口分别与第一热交换体1和第二热交换体3分别连通，第一中间体5能够通过调节，调整介质在第一热交换体1和第二热交换体3内的流动方向，节流阀能够调整流量及压力，并且第一热交换体1为室内交换体，第一热交换体1采用依次连通的换热片，换热片能够直接将系统内的介质温度实现与外界温度的交换，也就是通过压缩机4的工作，直接将介质的温度通过第一热交换体1的表面换热与外界进行热交换，从而避免了多次传递导致能量的损失，降低热传导的传递效率，此外，通过第二热交换体3的表面换热，与现有技术中采取介质换热吹风的方式相比，表面散热避免了屋内由于吹风导致干燥不适的问题，使屋内的换热环境更加舒适，解决了现有技术中空调换热效率低并且吹风换热导致环境干燥不舒适的问题。

还包括第二中间体6，所述第二中间体6为若干个，所述第二中间体6用于连通相邻的所述换热片，所述第二中间体6具有通孔7，还包括设置在所述通孔7内的加压组件，所述加压组件具有加压腔8，用于将位于所述加压腔8内的介质加压。

本实施例中，在第二热交换体3之间还存在若干个第二中间体6，第二中间体6的作用是连接各个第二热交换体3也就是换热片，第二热交换体3上具有连通换热片的通孔7，在通孔7内安装了加压组件，在这种地温直彭式热泵带动的制冷制热设备中，由于是介质直接进行能量转换，会导致介质难以将足够的热量传递到更广的范围内，因此这也是介质直接进行换热的很大的一个缺陷，为了能克服这个缺陷，在第二中间体6的通道内安装有加压组件，加压组件具有加压腔8，加压腔8能够将内部的介质进行压缩，为了能够拓展介质换热这种方式延展的范围，将介质进行压缩能够在一定程度上提升介质的温度，从而实现介质的温度保持在一个较高的状态。

所述加压组件包括滑动设置在所述通孔7内的第一挡件9、第二挡件10及加压件11，所述第一挡件9位于所述通孔7的进口端，所述第二挡件10位于所述通孔7的出口端，所述加压件11位于所述第一挡件9与所述第二挡件10之间，所述第一挡件9、所述第二挡件10及所述加压件11组成所述加压腔8。

本实施例中，在第二中间体6的通孔7内，加压组件可以采取本实施例中结构但并不限于此结构形式，在通孔7的进口端设置第一挡件9，在出口端设置第二挡件10，在第一挡件9和第二挡件10之间设置加压件11，加压件11、第一挡件9及第二挡件10与通孔7的内壁形成了加压腔8，当介质被封闭到第一挡件9和第二挡件10之间，加压件11向下压，减小加压腔8的空间，就能够将介质压缩，介质经过第一热交换体1时热量散失，经过第二中间体6时，在其通道内部进行压缩瞬间增加能量实现热量的中间段蓄能，从而让介质在边散热的过程中，还能够实现热量的再次积蓄，压缩充能，提升温度，从而采用介质一级散热调控温度的设计思路下，能够实现更大范围的热量传递。

所述第二中间体6具有中间腔体12及第二腔体13，所述第二挡件10一端滑动设置在所述第二腔体13内，所述第二挡件10另一端控制所述通孔7的通断，所述加压件11一端滑动设置在所述中间腔体12内，所述加压件11另一端位于所述通孔7内；

还包括调整销14、第二弹性件15及第三弹性件16，所述调整销14滑动设置在所述第二腔体13内，所述第二弹性件15套设在所述调整销14上，位于所述第二腔体13的内壁与所述调整销14之间，所述第三弹性件16位于所述第二腔体13的内壁与所述第二挡件10之间；

所述调整销14包括凸起段17及凹陷段18，所述凸起段17与所述凹陷段18滑动后依次与所述第二挡件10一端抵接，所述第二中间体6还具有第二通道19，所述加压件11具有反馈通道20，所述调整销14与所述第二通道19之间形成反馈腔21，所述加压件11滑动后所述第二通道19与所述反馈腔21实现连通。

本实施例中，加压组件在系统工作过程中需要持续不断的进行工作，因此能够借助自身的压力变化实现自动化周期变化为更优方案，在第二中间体6上设置有控制第二挡件10和加压件11的结构，并且能够使加压件11与第二挡件10产生联动，实现加压和释放，在第二中间体6上开设有第二腔体13，第二挡件10能够在第二腔体13内滑动，滑动的动作能够控制第二中间体6通孔7的通断，为了能够控制第二挡件10的动作，在第二腔体13内设计了调整销14，调整销14上套设有第二弹性件15，并且调整销14在第二腔体13内滑动来与调整销14的端部接触，调整销14上有凸起段17和凹陷段18，凸起段17能够将第二挡件10顶下，也就是将第二中间体6的通道关闭，第二弹性件15则对调整销14施加弹力，让调整销14滑动，具有让凸起段17与第二挡件10接触的力，促使其实现关闭，同时，为了能够实现加压后及时将介质释放，加压件11与第二挡件10之间存在联动，在第二中间体6上设置有第二通道19，调整销14与第二腔体13的内壁形成了反馈腔21，在加压件11上则设计了反馈通道20，第二通道19与反馈腔21连通，加压件11也滑动设置在中间腔体12中，加压件11上的反馈通道20一端与加压腔8连通，另外一端的出口，在加压件11滑动后，反馈通道20会与第二通道19连通，那么加压腔8的压力就会传递到反馈腔21中，反馈腔21压力升高，会将调整销14压住并滑动，从而使第二挡件10从与凸起段17接触到与凹陷段18接触，在第三弹性件16的作用下，会使第二挡件10沿着凹陷段18持续接触，那么第二挡件10就会将第二中间体6的通孔7打开，加压后的介质就会流转到下一步进行散热，也就实现了加压与通断的有机组合。

还包括第四弹性件22，所述第四弹性件22设置在所述中间腔体12内，所述第四弹性件22一端作用在所述中间腔体12内壁上，另一端作用在所述加压件11上，所述第二中间体6还具有加压通道23，所述加压件11与所述中间腔体12之间形成推动腔24，所述加压通道23与所述推动腔24连通。

本实施例中，为了使加压件11实现跟随系统变化的动作，在第二中间体6上还设置有加压通道23，加压通道23的进口端与系统接通，加压通道23的出口端则起到推动作用，加压件11与中间腔体12之间形成推动腔24，加压通道23通过让推动腔24升压，从而使加压件11压缩，实现积蓄能量，压缩加压积蓄能量之后，加压件11需要复位，通过安装第四弹性件22，第四弹性件22一端与中间腔体12的内壁作用，另外一端作用在加压件11位于中间腔体12内的一端，能够加压件11在实现加压动作后实现复位回弹，从而与第二挡件10实现交替连续的配合。

所述第二中间体6还具有第一腔体25，所述第一挡件9一端滑动设置在所述第一腔体25内，所述第一挡件9另一端位于所述通孔7内，用于控制所述通孔7的通断；

还包括第一弹性件26，所述第一弹性件26设置在所述第一腔体25内，所述第一弹性件26一端作用在所述第一腔体25的内壁，所述第一弹性件26另一端作用在所述第一挡件9上，所述第二中间体6还具有控制通道27，所述第一挡件9与所述第一腔体25之间形成闭合腔28，所述加压件11滑动后所述控制通道27与所述闭合腔28之间连通。

本实施例中，加压组件为了能够更有效的实现压缩蓄能，在有限的空间内实现加压蓄能是最好的实现方式，所以第一挡件9设置在第二中间体6的通孔7进口处，能够围成有限的空间，那么第一挡件9的关闭就很重要，在第二中间体6上的第一腔体25，第一挡件9能够滑动，第一挡件9与第一腔体25之间形成了闭合腔28，第二中间体6的控制通道27一端与加压腔8连通，另外一端的出口，则是在滑动后与闭合腔28接通，从而给第一挡件9压力实现滑动，关闭第二中间体6的通孔7，其中控制通道27接通闭合腔28的时机节点要早于反馈通道20连通到反馈腔21的时机，时机提早的多少决定了压缩比率的变化。

还包括锁定销29及锁定件30，所述锁定件30与所述锁定销29螺纹连接，所述锁定销29滑动设置在所述第二中间体6上，所述锁定销29一端具有倾斜面，所述调整销14与所述锁定销29的倾斜面抵接。

本实施例中，还设置了一个锁定销29和锁定件30，锁定销29滑动设置在第二中间体6上，并且锁定销29的端部具有一倾斜面，倾斜面与调整销14相抵接，当不需要让第二挡件10周期性的控制第二中间体6的通孔7的通断时，就将锁定销29滑动，抵住调整销14的位置，使第二挡件10抵接在调整销14的凹陷段18内，这样通孔7就能够保持打开。

所述第一中间体5为四通阀，所述第一中间体5包括阀壳31及阀芯32，所述阀壳31上具有第一出口33、第二出口34、第三出口35及第四出口36，所述第一出口33与所述第三出口35均与所述压缩机4连通，所述第二出口34与所述第一热交换体1连通，所述第四出口36与所述第二热交换体3连通，所述阀芯32滑动设置在所述阀壳31内，所述阀芯32上具有盲孔，所述盲孔与所述阀壳31形成换向腔37，所述第三出口35与所述换向腔37连通，所述阀芯32滑动后使所述第二出口34与所述第四出口36交替与所述换向腔37连通。

本实施例中，第一中间体5为四通阀，控制介质在系统内的流向，其中第一中间体5由两部分组成，分别是阀芯32和阀壳31，阀壳31上有第一出口33、第二出口34、第三出口35及第四出口36，第一出口33与第三出口35均与压缩机4连通，第二出口34与第一热交换体1连通，第三出口35与第二热交换器连通，阀芯32移动能够使第二出口34和第四出口36交替与盲孔形成的换向腔37连通，同时，也是让第二出口34和第四出口36交替与第一出口33连通，从而形成循环。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (6)

1.一种低温热泵冷媒直膨式无风制热制冷设备，包括首尾依次连接的第一热交换体(1)、节流器(2)、第二热交换体(3)及压缩机(4)，还包括第一中间体(5)，所述第一中间体(5)具有四个通道，所述压缩机(4)的进出口与所述第一中间体(5)的其中两个通道连通，所述第一热交换体(1)的一端口与所述第一中间体(5)其中一通道连通，所述第二热交换体(3)的一端口与所述第一中间体(5)其中一通道连通，其特征在于，所述第一热交换体(1)为依次连通的换热片；第二中间体(6)，所述第二中间体(6)为若干个，所述第二中间体(6)用于连通相邻的所述换热片，所述第二中间体(6)具有通孔(7)，还包括设置在所述通孔(7)内的加压组件，所述加压组件具有加压腔(8)，用于将位于所述加压腔(8)内的介质加压；

所述加压组件包括滑动设置在所述通孔(7)内的第一挡件(9)、第二挡件(10)及加压件(11)，所述第一挡件(9)位于所述通孔(7)的进口端，所述第二挡件(10)位于所述通孔(7)的出口端，所述加压件(11)位于所述第一挡件(9)与所述第二挡件(10)之间，所述第一挡件(9)、所述第二挡件(10)及所述加压件(11)组成所述加压腔(8)。

2.根据权利要求1所述的低温热泵冷媒直膨式无风制热制冷设备，其特征在于，所述第二中间体(6)具有中间腔体(12)及第二腔体(13)，所述第二挡件(10)一端滑动设置在所述第二腔体(13)内，所述第二挡件(10)另一端控制所述通孔(7)的通断，所述加压件(11)一端滑动设置在所述中间腔体(12)内，所述加压件(11)另一端位于所述通孔(7)内；

还包括调整销(14)、第二弹性件(15)及第三弹性件(16)，所述调整销(14)滑动设置在所述第二腔体(13)内，所述第二弹性件(15)套设在所述调整销(14)上，位于所述第二腔体(13)的内壁与所述调整销(14)之间，所述第三弹性件(16)位于所述第二腔体(13)的内壁与所述第二挡件(10)之间；

所述调整销(14)包括凸起段(17)及凹陷段(18)，所述凸起段(17)与所述凹陷段(18)滑动后依次与所述第二挡件(10)一端抵接，所述第二中间体(6)还具有第二通道(19)，所述加压件(11)具有反馈通道(20)，所述调整销(14)与所述第二通道(19)之间形成反馈腔(21)，所述加压件(11)滑动后所述第二通道(19)与所述反馈腔(21)实现连通。

3.根据权利要求2所述的低温热泵冷媒直膨式无风制热制冷设备，其特征在于，还包括第四弹性件(22)，所述第四弹性件(22)设置在所述中间腔体(12)内，所述第四弹性件(22)一端作用在所述中间腔体(12)内壁上，另一端作用在所述加压件(11)上，所述第二中间体(6)还具有加压通道(23)，所述加压件(11)与所述中间腔体(12)之间形成推动腔(24)，所述加压通道(23)与所述推动腔(24)连通。

4.根据权利要求3所述的低温热泵冷媒直膨式无风制热制冷设备，其特征在于，所述第二中间体(6)还具有第一腔体(25)，所述第一挡件(9)一端滑动设置在所述第一腔体(25)内，所述第一挡件(9)另一端位于所述通孔(7)内，用于控制所述通孔(7)的通断；

还包括第一弹性件(26)，所述第一弹性件(26)设置在所述第一腔体(25)内，所述第一弹性件(26)一端作用在所述第一腔体(25)的内壁，所述第一弹性件(26)另一端作用在所述第一挡件(9)上，所述第二中间体(6)还具有控制通道(27)，所述第一挡件(9)与所述第一腔体(25)之间形成闭合腔(28)，所述加压件(11)滑动后所述控制通道(27)与所述闭合腔(28)之间连通。

5.根据权利要求4所述的低温热泵冷媒直膨式无风制热制冷设备，其特征在于，还包括锁定销(29)及锁定件(30)，所述锁定件(30)与所述锁定销(29)螺纹连接，所述锁定销(29)滑动设置在所述第二中间体(6)上，所述锁定销(29)一端具有倾斜面，所述调整销(14)与所述锁定销(29)的倾斜面抵接。

6.根据权利要求1所述的低温热泵冷媒直膨式无风制热制冷设备，其特征在于，所述第一中间体(5)为四通阀，所述第一中间体(5)包括阀壳(31)及阀芯(32)，所述阀壳(31)上具有第一出口(33)、第二出口(34)、第三出口(35)及第四出口(36)，所述第一出口(33)与所述第三出口(35)均与所述压缩机(4)连通，所述第二出口(34)与所述第一热交换体(1)连通，所述第四出口(36)与所述第二热交换体(3)连通，所述阀芯(32)滑动设置在所述阀壳(31)内，所述阀芯(32)上具有盲孔，所述盲孔与所述阀壳(31)形成换向腔(37)，所述第三出口(35)与所述换向腔(37)连通，所述阀芯(32)滑动后使所述第二出口(34)与所述第四出口(36)交替与所述换向腔(37)连通。

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