CN202432019U - 利用空调四通阀改进的三通阀及热水空调系统和空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种利用空调四通阀改进的三通阀及热水空调系统和空调器，它可以解决现有技术存在的多个电磁阀成本高，换向性能差等问题。技术方案是，包括电磁线圈、先导滑阀、弹簧、毛细管c、毛细管d、毛细管e、毛细管s、阀体、活塞腔、左、右活塞、主滑阀、C管、E管及D管，D管为冷媒进管，毛细管s的出口端是与空调压缩机吸气管的连接端，冷媒出管仅有C管和E管。本实用新型采用空调四通阀改进的三通阀进行制冷剂流向控制，在制热水和不制热水的循环中进行开关，替代现有的多个电磁阀，可以降低电磁阀成本至少70%，同时简化了控制，避免了电磁阀高压差下关闭不严产生制冷剂泄漏，提高了空调系统运行的可靠性。

Description

利用空调四通阀改进的三通阀及热水空调系统和空调器

技术领域

本实用新型属于属于能源领域中的空调与制冷工程技术领域，具体地说，涉及一种空调系统余热利用系统，利用四通阀改进的三通阀替代电磁阀的冷媒直接加热的热水空调系统。

背景技术

参见图1，这是现有的热水空调系统图。从图1中可以看出，现有的具有制热水的空调机，在制热水或不制热水的模式中，必须采用电磁阀6和电磁阀9。当需要制热水时，应将电磁阀6关闭，电磁阀9处于开通状态。当不需要制热水时，将电磁阀9关闭，电磁阀6处于开通状态。因而只能通过2个电磁阀6、9控制冷媒流向或不流向热水器模块，由于冷媒流量及管径较大，必须采用大口径电磁阀，该电磁阀6、9存在的问题是，1、结构复杂，因而成本高，每个电磁阀至少150元，价格贵、造成整机成本高；2、需要2个电磁阀6、9进行切换控制、控制程序复杂，换向性能差；3、由于存在压力大时难以控制，经常换向失效或换向不到位，使得制热水的模式经常出现不能正常工作的状态，故障率高。4、还容易发生泄露，可靠性差，使用寿命短等问题。

参见图2-1和图2-2，现有的四通阀是由电磁线圈1、先导滑阀2、弹簧3、毛细管c、毛细管d、毛细管e、毛细管s、活塞腔4、左、右活塞5、6、阀体8、主滑阀7、C管、D管、E管和S管等构成。其中，C管接室外机冷凝器、D管接压缩机排气管，E管接室内机蒸发器，S管接压缩机吸气管。从图2-1和图2-2中可以看出，D管为冷媒进管，其余3根冷媒管并列设置，即C管和E管设在两侧，S管设在中间。

参见图2-1，当该四通阀使用在空调中，制冷循环时，电磁线圈1断电，先导滑阀3在弹簧2的作用下右移，毛细管d和毛细管c导通，高压冷媒流到四通阀左边活塞腔4，同时毛细管e和毛细管s导通，四通阀的右边活塞腔与压缩机低压侧导通，在左右腔室压力差推动主滑阀7右移，于是D管和C管导通，S管和E管之间相连通。冷媒从D管→C管→室外冷凝器→室内蒸发器→四通阀E管→四通阀S管→压缩机，从而完成制冷循环。

制热循环时，参见图2-2，制热循环时，电磁线圈1通电，先导滑阀3在电磁线圈1产生的磁力作用下右移，毛细管d和毛细管e导通，高压冷媒到四通阀右边活塞4腔，同时毛细管c和毛细管s导通，四通阀左边活塞腔与压缩机低压侧导通，左右腔室压力差推动主滑阀7左移，于是D管和E管导通，C管和S管之间相连通。冷媒从D管→E管→室内蒸发器→室外冷凝器→四通阀C管→四通阀S管→压缩机，从而完成制热循环。

该四通阀运行可靠，成本和价格比电磁阀低很多，但只能作为四通阀使用，功能单一，尚不具备其它作用，不能在空调中转换功能和作用而实现通用。

发明内容

本实用新型提供了一种利用空调四通阀改进的三通阀及热水空调系统和空调器，它可以解决现有技术存在的多个电磁阀成本高，换向性能差等问题。

本实用新型的目的是为了有效实现制出生活热水时冷媒流向切换，通过将现有的四通阀改造成三通阀后，替代现有的电磁阀，进而达到降低成本又提高了冷媒换向性能的目的。

为了达到解决上述技术问题的目的，本实用新型的技术方案是，一种利用空调四通阀改进的三通阀，包括电磁线圈、先导滑阀、弹簧、毛细管c、毛细管d、毛细管e、毛细管s、阀体、活塞腔、左、右活塞、主滑阀、C管、E管及D管，所述D管为冷媒进管，所述毛细管s的出口端是与空调压缩机吸气管的连接端，冷媒出管仅有C管和E管。

本实用新型另一并列技术方案是，一种利用空调四通阀改进的三通阀，包括电磁线圈、先导滑阀、弹簧、毛细管c、毛细管d、毛细管e、毛细管s、阀体、活塞腔、左、右活塞、主滑阀、C管、E管、D管及管S，所述D管为冷媒进管，所述毛细管s的出口端是与空调压缩机吸气管的连接端，冷媒出管仅有C管和E管，将所述S管去掉，所述管S与四通阀体的管根部位是封闭的，且是所述阀体的一部分。

本实用新型又一并列技术方案是，一种利用空调四通阀改进的三通阀，包括电磁线圈、先导滑阀、弹簧、毛细管c、毛细管d、毛细管e、毛细管s、阀体、活塞腔、左、右活塞、主滑阀、C管、E管、D管及S管，所述D管为冷媒进管，所述毛细管s的出口端是与空调压缩机吸气管的连接端，冷媒出管仅有C管和E管，将所述S管封闭。

进一步地，所述S管采用焊接封闭，或通过盖体与S管端头采用螺纹连接密封封闭。

一种空调器，所述空调器包括有上述技术方案的一种利用空调四通阀改进的三通阀。

一种利用空调四通阀改进的三通阀的热水空调系统，所述热水空调系统包括压缩机、四通阀、冷凝器、蒸发器、热水器模块、多个单向阀、毛细管、四通阀改进的三通阀、冷媒管路形成循环回路，所述四通阀改进的三通阀中的D管与所述压缩机的排气管连接，所述四通阀改进的三通阀中的E管连接在所述热水器模块的冷媒进管上，所述四通阀改进的三通阀中的C管连接在所述热水器模块的冷媒出管上，所述四通阀改进的三通阀中的毛细管s的出口端与所述压缩机吸气管连接。

进一步地，在所述压缩机与所述四通阀改进的三通阀之间的排气管上装有温度传感器。

又一步地，在所述冷凝器和所述蒸发器中部均设有温度传感器。 

再一步地，在所述四通阀与所述四通阀改进的三通阀之间的排气管上设有高压开关，在所述四通阀与所述压缩机之间的吸气管上设有低压开关。

更一步地，在所述冷凝器与所述蒸发器之间的冷媒管路上设有第二单向阀、制热毛细管及毛细管，所述第二单向阀与所述制热毛细管为并联，并联的所述第二单向阀和所述制热毛细管与毛细管串联，制冷状态时，所述第二单向阀为导通的。在该附加技术方案中，也可以用电子膨胀阀替代所述制热毛细管，使所述第二单向阀和电子膨胀阀并联后再与毛细管串联。

本实用新型利用四通阀改制的三通阀，可以运用到热水空调系统中，所述热水空调系统包括制冷/热循环系统和一个热水器系统；制冷/热循环系统包括压缩机，冷凝器，蒸发器，电子膨胀阀（毛细管），四通阀，四通阀改制的三通阀和水箱制热盘管。

制热水时，压缩机启动，压缩机排出高温高压冷媒气体通过四通阀改制的三通阀直接进入室内热水器模块，加热水箱水后，冷媒进入四通阀，分为制冷和制热循环：

制冷时，通过四通阀再进入冷凝器进行冷却，后进入室内蒸发器进行制冷；

制热时，通过四通阀进入室内蒸发器进行制热，后经节流进入室外冷凝器蒸发。

不制热水时，可以关断四通阀改制的三通阀，使冷媒不流经热水器模块。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点和积极效果：

本实用新型采用空调四通阀改进的三通阀进行制冷剂流向控制，在制热水和不制热水的循环中进行开关，替代现有的多个电磁阀。由于原空调系统采用多个大口径电磁阀，且现有大口径电磁阀多为进口，可以降低电磁阀成本至少70%，同时简化了控制，避免了电磁阀高压差下关闭不严产生制冷剂泄漏，提高了空调系统运行的可靠性。

附图说明

图1是现有的热水空调系统图；

SWJ、室外机；1、压缩机；2、汽液分离器；3、低压开关；4、高压开关；5、温度传感器；6、电磁阀a；7、单向阀；8、四通阀；9、电磁阀b；10、毛细管；11、制热毛细管；12、单向阀；13、冷凝器；14、截止阀；15、操作阀；16、冷媒管路；SNJ、室内机；21、蒸发器；30、热水器模块；31、水箱；32、排气阀；33、安全阀；34、膨胀罐；35、出水口；36、进水口；

图2-1是现有空调四通阀结构和制冷循环工作示意图；

图2-2是现有空调四通阀结构和制热循环工作示意图；

1、电磁线圈；2、弹簧；3、先导滑阀；4、活塞腔；5、左活塞；6、右活塞；7、主滑阀；8、阀体；管C；管D；管E；管S；毛细管e；毛细管d、毛细管e、毛细管s；

图3-1是本实用新型利用空调四通阀改进的三通阀不制热水时的剖视图；

图3-2是本实用新型利用空调四通阀改进的三通阀制热水时的剖视图；

6、四通阀改进的三通阀；6-1、电磁线圈；6-2、弹簧；6-3、先导滑阀；6-4、左边活塞腔；6-4`、右边活塞腔；6-5、左活塞；6-6、右活塞；6-7、主滑阀；6-8、阀体；6-8-1、原S管管根封闭处；管C；管D；管E；毛细管e；毛细管d、毛细管e、毛细管s；s-1、毛细管s出口端；

图4是本实用新型利用空调四通阀改进的三通阀使用在热水空调系统中的系统图；

SWJ、室外机；1、压缩机；2、汽液分离器；3、低压开关；4、高压开关；5、温度传感器；6、四通阀改进的三通阀；7、第一单向阀；8、四通阀；9、过滤器；10、毛细管；11、制热毛细管；12、第二单向阀；13、冷凝器；13-1、冷凝器中部温度传感器；14、截止阀；15、操作阀；16、冷媒管路；SNJ、室内机；21、蒸发器；21-1、蒸发器中部温度传感器；30、热水器模块；31、水箱；32、排气阀；33、安全阀；34、膨胀罐；35、出水口；36、进水口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细地描述。

为了降低成本，保证可靠的换向性能，本实用新型是将原空调四通阀改进为三通阀，以替代空调中的电磁阀，具体改进方案如下：

实施例1

参见图2-1、图2-2、图3-1和图3-2，在原四通阀的结构基础上，将管S去掉，管S与阀体8的管根部位6-8-1是封闭的，且成为阀体6-8的一部分，毛细管s的出口端s-1是与空调压缩机吸气管的连接端，D管为冷媒进管，冷媒出管就只有C管和E管，因而成为一进两出的三通阀。换言之，在原四通阀的结构基础上，不制有S管，而将毛细管s的出口端s-1与空调压缩机的吸气管相连。通过上述改进，使原四通阀成为电磁三通阀，可以使用空调器中充当电磁阀使用，或应用在热水空调系统中充当电磁阀使用。

实施例2

可以将现有的四通阀的S管保留并用焊接方式封闭，或用螺纹盖并加装密封件连接,使S管被封闭，毛细管s的出口端s-1是与空调压缩机吸气管的连接端。这样虽然S管被保留，由于被封闭，因而冷媒不能流出。同样D管为冷媒进管，冷媒出管还是只有C管和E管，因而成为一进两出的三通阀。

参见图4，这是四通阀改进的三通阀6应用在热水空调中的系统图。所述热水空调系统包括压缩机1、四通阀8、冷凝器13、蒸发器21、热水器模块30、多个单向阀、毛细管、四通阀改进的三通阀6、冷媒管路16形成循环回路，所述四通阀改进的三通阀6中的D管与所述压缩机1的排气管连接，所述四通阀改进的三通阀中的E管连接在所述热水器模块的冷媒进管16-1上，所述四通阀改进的三通阀6中的C管连接在所述热水器模块的冷媒出管16-2上，所述四通阀改进的三通阀6中的毛细管s的出口端与所述压缩机吸气管连接。

在所述压缩机1与所述四通阀改进的三通阀6之间的排气管上装有温度传感器5。

在所述冷凝器13和所述蒸发器21中部均设有温度传感器13-1、21-1。 

在所述四通阀8与所述四通阀改进的三通阀6之间的排气管上设有高压开关4，在所述四通阀8与所述压缩机1之间的吸气管上设有低压开关3。

在所述冷凝器13与所述蒸发器21之间的冷媒管路16上设有第二单向阀12、制热毛细管11及毛细管16，所述第二单向阀12与所述制热毛细管11为并联，并联的所述第二单向阀12和所述制热毛细管11与毛细管10串联。并联的所述第二单向阀12和所述制热毛细管11在靠近冷凝器一侧，毛细管10设在并联的所述第二单向阀12和所述制热毛细管11旁边，更靠近蒸发器21一侧。

作为替代，可以用电子膨胀阀替代所述制热毛细管11，制冷状态时，所述第二单向阀12为导通的。

参见图4，各种工作循环模式如下：

1、制冷+制出热水：四通阀改制的三通阀6开启，四通阀8关闭，压缩机1运行排出的

高温高压气体通过四通阀改制的三通阀6中的E管进入冷媒进管16-1上，然后进入热水器盘管中，加热水箱31的水后，冷媒从冷媒出16-2经过第一单向阀7进入四通阀8，再进入室外冷凝器13中进一步冷却，通过第二单向阀12和毛细管10节流后进入室内蒸发器21进行换热，变成低温低压的气体，再经过四通阀8和气液分离器2回到压缩机1中。在此循环中，冷媒流经四通阀8是沿四通阀8的实线部分流过。

2、制热+制出热水：四通阀改进的三通阀6开启，四通阀8开启，压缩机1排出的高温高压气体经四通阀改制的三通阀6中的E管进入冷媒进管16-1上，然后进入热水器盘管中，加热水箱31的水后，经冷媒出管16-2至第一单向阀7进入四通阀8，再进入室内蒸发器21中进行换热，换热后的冷媒变成中温高压液体，通过毛细管10和制热毛细管11节流后再到室外冷凝器13换热，变成低温低压的气体，再经过四通阀8至气液分离器2回到压缩机1中。在此循环中，冷媒经过四通阀均是沿图4中虚线部分流过。

3、制冷：四通阀改进的三通阀6关闭，四通阀8关闭。压缩机1运行排出的高温高压气体通过四通阀改制的三通阀6中的C管进入四通阀8，再进入室外冷凝器13中冷却，通过第二单向阀12和毛细管10节流后进入室内蒸发器21进行换热，变成低温低压的气体，再经过四通阀8和气液分离器2回到压缩机1中。在此循环中，冷媒四通阀均是沿图4中实线部分流过。

4、制热：四通阀改制的三通阀关闭6，四通阀8开启。压缩机1排出的高温高压气体经四通阀改制的三通阀6中的C管进入四通阀8，再进入室内蒸发器21中进行换热，换热后的冷媒变成中温高压液体，通过毛细管10和制热毛细管11节流后再到室外冷凝器13换热，变成低温低压的气体，再经过四通阀8至气液分离器2回到压缩机1中。在此循环中，制冷剂经过四通阀8是沿图4中虚线部分流过。

四通阀改制的三通阀6的工作原理：

1、参见图3-1，不制热水工况D管和C管连通，E管被关闭：电磁线圈6-1断电，先导滑阀6-3在弹簧6-2的作用下右移，毛细管d和毛细管c导通，高压冷媒到四通阀改制的三通阀6的左边活塞腔6-4，同时毛细管e和毛细管s导通，四通阀改制的三通阀6的右边活塞腔6-4`与压机低压侧导通，左右腔室压力差推动主滑阀6-7右移，于是D管和C导通，E管被切断，冷媒不能从E管进入冷媒进管16-1，不能制热水，冷媒可以从C管流至四通阀8。

2、参见图3-2，制热水工况D管和E管连通，C关闭：电磁线圈6-1上电，先导滑阀6-3在电磁线圈6-1产生的磁力作用下左移，毛细管d和毛细管e导通，高压冷媒流到四通阀改制的三通阀6的右边活塞腔6-4`，同时毛细管c和毛细管s导通，四通阀改制的三通阀6左边活塞腔6-4与压缩机低压侧导通，左右腔室压力差推动主滑阀6-7左移，于是D管和E导通，C管被切断，冷媒可以经E管流至冷媒进管16-1，实现制热水。

由此可见，本实用新型将现有的四通阀巧妙改进，使其能够成为电磁三通阀使用，并应用在空调器和热水空调系统中，成本大为降低，使用可靠，换向性能得以提高，提高了空调系统运行的可靠性。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。凡未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种利用空调四通阀改进的三通阀，包括电磁线圈、先导滑阀、弹簧、毛细管c、毛细管d、毛细管e、毛细管s、阀体、活塞腔、左、右活塞、主滑阀、C管、E管及D管，所述D管为冷媒进管，其特征在于：所述毛细管s的出口端是与空调压缩机吸气管的连接端，冷媒出管仅有C管和E管。

2.一种利用空调四通阀改进的三通阀，包括电磁线圈、先导滑阀、弹簧、毛细管c、毛细管d、毛细管e、毛细管s、阀体、活塞腔、左、右活塞、主滑阀、C管、E管、D管及管S，所述D管为冷媒进管，其特征在于：所述毛细管s的出口端是与空调压缩机吸气管的连接端，冷媒出管仅有C管和E管，将所述S管去掉，所述管S与四通阀体的管根部位是封闭的，且是所述阀体的一部分。

3.一种利用空调四通阀改进的三通阀，包括电磁线圈、先导滑阀、弹簧、毛细管c、毛细管d、毛细管e、毛细管s、阀体、活塞腔、左、右活塞、主滑阀、C管、E管、D管及管S，所述D管为冷媒进管，其特征在于：所述毛细管s的出口端是与空调压缩机吸气管的连接端，冷媒出管仅有C管和E管，将所述S管封闭。

4.根据权利要求3所述的一种利用空调四通阀改进的三通阀，其特征在于：所述S管采用焊接封闭，或通过盖体与S管端头采用螺纹连接密封封闭。

5.一种使用权利要求1或2或3利用空调四通阀改进的三通阀的热水空调系统，所述热水空调系统包括压缩机、四通阀、冷凝器、蒸发器、热水器模块、多个单向阀、毛细管、四通阀改进的三通阀、冷媒管路形成循环回路，其特征在于：所述四通阀改进的三通阀中的D管与所述压缩机的排气管连接，所述四通阀改进的三通阀中的E管连接在所述热水器模块的冷媒进管上，所述四通阀改进的三通阀中的C管连接在所述热水器模块的冷媒出管上，所述四通阀改进的三通阀中的毛细管s的出口端与所述压缩机吸气管连接。

6.根据权利要求5所述的热水空调系统，其特征在于：在所述压缩机与所述四通阀改进的三通阀之间的排气管上装有温度传感器。

7.根据权利要求5所述的热水空调系统，其特征在于：在所述冷凝器和所述蒸发器中部均设有温度传感器。

8.根据权利要求5所述的热水空调系统，其特征在于：在所述四通阀与所述四通阀改进的三通阀之间的排气管上设有高压开关，在所述四通阀与所述压缩机之间的吸气管上设有低压开关。

9.根据权利要求5所述的热水空调系统，其特征在于：在所述冷凝器与所述蒸发器之间的冷媒管路上设有第二单向阀、制热毛细管及毛细管，所述第二单向阀与所述制热毛细管为并联，并联的所述第二单向阀和所述制热毛细管与毛细管串联，或者，用电子膨胀阀替代所述制热毛细管，制冷状态时，所述第二单向阀为导通的。

10.一种空调器，其特征在于：包括有权利要求1-3中任意一项权利要求所述的一种利用空调四通阀改进的三通阀。

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