專利名稱：一種流路切換閥及一種熱泵型空調(diào)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種熱泵型空調(diào)及該空調(diào)用的流路切換閥，具體地說是一種為提高換
熱效果而使熱泵型空調(diào)的室內(nèi)熱交換器或室外熱交換器內(nèi)的制冷劑介質(zhì)在制冷、制熱兩個 工況下均保持同一流動方向的熱泵型空調(diào)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的熱泵型空調(diào)如圖1所示，大都包括壓縮機(jī)1、室內(nèi)熱交換器7、室外熱 交換器5、膨脹機(jī)構(gòu)6及為切換制冷、制熱流路用的四通切換閥3，這些都是眾所周知的技 術(shù)。如圖所示，該四通切換閥有一個閥體31'及兩個端蓋33'，內(nèi)部的閥腔被兩個活塞部件 34'分隔成左端腔室、中間腔室、右端腔室共三個腔室，閥腔內(nèi)還有一個閥座36'及一個相對 閥座設(shè)置的滑閥35';另外四通切換閥還包括有一個導(dǎo)閥2，導(dǎo)閥2還包括一個線圈部件22， 導(dǎo)閥內(nèi)有一個固定的靜鐵芯21及可以活動的動鐵芯24，在線圈部件22通電、斷電兩種工 作狀態(tài)下四通切換閥分別有2個不同的流道，從而分別使熱泵型空調(diào)實(shí)現(xiàn)制冷、制熱或制 熱、制冷兩種工況。如圖l所示的使用方式，是在四通切換閥斷電時實(shí)現(xiàn)空調(diào)的制冷、而在 四通切換閥通電時實(shí)現(xiàn)空調(diào)的制熱的一種情況。在空調(diào)制冷工況下，四通切換閥不通電，這 時導(dǎo)閥中的e端與s端相通，d端與c端相通，由于d端是與四通切換閥的D端即高壓端連 通；同樣地與c端相連的右端腔室也為高壓端，而由于e端相通的s端為與低壓端相連通， 相應(yīng)地與e端相連通的左端腔室為低壓端，所以滑閥35'向左側(cè)移動使四通切換閥的E端 與S端連通，而C端與D端連通；這時空調(diào)的整個循環(huán)是這樣的從壓縮機(jī)排氣通過四通切 換閥的D端進(jìn)入閥腔38'經(jīng)C端通往室外熱交換器5，經(jīng)過室外熱交換器5的端口 52流經(jīng) 熱交換器5從端口 51流出，經(jīng)膨脹機(jī)構(gòu)6節(jié)流后變成液態(tài)制冷劑介質(zhì)從室內(nèi)熱交換器7的 72端口流入、在室內(nèi)熱交換器7蒸發(fā)再從熱交換器7的71端口流出經(jīng)四通切換閥的E端到 S端而流回壓縮機(jī)，從而完成一個循環(huán)；在制熱時四通切換閥通電，這時動鐵芯24在電磁力 作用下向靜鐵芯方向運(yùn)動，這時導(dǎo)閥的e端與d端相通，s端與c端相通，相應(yīng)地，四通切換 閥的D端與E端連通，C端與S端連通，這時空調(diào)的整個循環(huán)是這樣的從壓縮機(jī)的排氣端 流向四通切換閥的D端、經(jīng)四通切換閥的E端流出、通往室內(nèi)熱交換器7的71端口經(jīng)室內(nèi) 熱交換器7散熱后從室內(nèi)熱交換器7的另一端口 72流出、然后經(jīng)膨脹機(jī)構(gòu)6流經(jīng)室外熱交 換器5、從室外熱交換器5的51端口流入經(jīng)室外熱交換器蒸發(fā)從室外熱交換器5的52端口 流出、再經(jīng)四通切換閥的C端往四通切換閥的S端最終流回壓縮機(jī)，從而完成一個循環(huán)。
在這種情況下，室內(nèi)熱交換器、室外熱交換器都要實(shí)現(xiàn)雙向流動，即在制冷時要從 這一端口流進(jìn)、從另一端口流出，而在制熱時則相反，如圖1室內(nèi)熱交換器7在制熱時從71 端口流進(jìn)從72端口流出，制冷時從72端口流進(jìn)從71端口流出；而室外熱交換器5也一樣； 因此需要熱交換器同時滿足兩種流動方向來設(shè)計，這樣傳熱效果就無法達(dá)到最佳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務(wù)是克服現(xiàn)有技術(shù)中針對熱泵型空調(diào)中熱交換器需要滿足兩種相反的流動方向從而對熱交換器帶來的傳熱效果的影響，提供一種能使熱交換器在制冷、制熱兩種工況下能使至少其中一個熱交換器內(nèi)實(shí)現(xiàn)一個流動方向的流路切換閥，為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案 —種空調(diào)用流路切換閥，其包括一個與壓縮機(jī)排氣端連接的高壓連接端口 (D)、與壓縮機(jī)吸氣端連接的低壓連接端口 (S)，其特征是該流路切換閥還包括有與室外熱交換器的進(jìn)口、出口直接或間接連接的兩個端口 (CI、C0)及與室內(nèi)熱交換器的進(jìn)、出口直接或間接連接的兩個端口 (EI、E0)。 優(yōu)選地，所述流路切換閥有一個閥腔，所述閥腔內(nèi)有一個閥座，閥座上有5個通孔，分別連通(EI、 C0、 S、E0、 CI) 5個端口的接管，(EI、C0、 S、E0、CI) 5個端口的接管與閥體、閥座通過焊接密封固定。 優(yōu)選地，所述流路切換閥還包括有一個可以在閥腔內(nèi)的拖動部件帶動下左右滑動以切換流路流動方向的滑閥，該滑閥內(nèi)設(shè)置有兩個流道，每個流道分別連通(EI 、 C0、 S、 E0、CI)5個端口中的其中2個端口。 優(yōu)選地，所述流路切換閥的閥腔被分隔成左端腔室、中間腔室、右端腔室三個腔室。
優(yōu)選地，所述流路切換閥還包括一個導(dǎo)閥，該導(dǎo)閥包括一個電磁線圈部件，導(dǎo)閥還包括3個切換流路用的導(dǎo)管(e、s、c)，所述三個導(dǎo)管(e、s、c)分別與流路切換閥的左端腔室、低壓連接端口 (S)、右端腔室相連通。 優(yōu)選地，所述導(dǎo)閥還包括一個切換流路用導(dǎo)管(d)，該導(dǎo)管(d)與流路切換閥的高壓連接端口 (D)相連通。 優(yōu)選地，所述流路切換閥在兩種工作狀態(tài)下分別有3個流道，這兩種工作狀態(tài)下的3個流道互不相同。 同時本發(fā)明還提供一種采用上述流路切換閥后使制冷、制熱兩種工況下熱交換器內(nèi)能保持一個流動方向的熱泵型空調(diào) —種熱泵型空調(diào)，包括壓縮機(jī)，室外熱交換器及室內(nèi)熱交換器，其特征是該空調(diào)使用了上述任一權(quán)利要求所述的流路切換閥，使室內(nèi)熱交換器、室外熱交換器在制冷、制熱兩個狀態(tài)下從同一端流入，從另一端流出，在制冷、制熱兩個狀態(tài)下室內(nèi)熱交換器、室外熱交換器內(nèi)的制冷劑介質(zhì)的流動方向一致。 這樣，熱泵型空調(diào)的熱交換器就可以按照一個流動方向進(jìn)行設(shè)計，這樣熱交換器的設(shè)計可以達(dá)到最優(yōu)化，從而提高傳熱效率并進(jìn)一步提高熱泵型空調(diào)的能效比，達(dá)到節(jié)能增效的目的。


圖1 :現(xiàn)有技術(shù)中一種熱泵型空調(diào)及一種四通切換閥的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2 :本發(fā)明的流路切換閥的一種實(shí)施方式及其在熱泵型空調(diào)中的一種連接結(jié)構(gòu)
示意圖； 圖3 :圖2所示的流路切換閥及熱泵型空調(diào)在制熱時的流路狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖，具體說明本發(fā)明的實(shí)施方式，四通切換閥與熱泵型空調(diào)由于是一種大家眾所公知的技術(shù)，因此這里不再復(fù)述與現(xiàn)有技術(shù)相同的其它部件及控制方法，只是具體介紹與現(xiàn)有技術(shù)不同之處。 如圖2所示，圖2所示為一種流路切換閥3，及使用該流路切換閥后的一種熱泵型空調(diào)，圖3則為圖2的空調(diào)在流路切換閥通電后的工作示意圖。該流路切換閥3包括一個閥體31及密封固定在閥體31兩端的兩個端蓋33從而形成一個閥腔，閥腔內(nèi)由兩個活塞部件34將閥腔分隔左端腔室39、中間腔室38、右端腔室39'，中間腔室38內(nèi)設(shè)置有一個閥座36，與閥座相對設(shè)置有一個滑閥35及連接兩個活塞部件34并帶動滑閥35在閥腔內(nèi)滑動的拖動部件32，閥體31設(shè)置有一個高壓端口 D，該一端口焊接固定有高壓接管與從壓縮機(jī)排氣管過來的接管相連接，另外還設(shè)置有多個連接端口 EI、C0、S、E0、CI，端口 EI、C0、S、E0、CI同時焊接有多個相應(yīng)的接管與空調(diào)的接管相連接，這些端口 EI、C0、S、E0、CI分別通往室內(nèi)熱交換器7的進(jìn)口端71、室外熱交換器5的出口端51、壓縮機(jī)吸氣端、室內(nèi)熱交換器7的出口端72、室外熱交換器5的進(jìn)口端52。另外流路切換閥還包括有一個導(dǎo)閥2，導(dǎo)閥2包括一個線圈部件22，導(dǎo)閥內(nèi)有一個固定的靜鐵芯21及可以活動的動鐵芯24，在線圈部件22通電、斷電兩種工作狀態(tài)下導(dǎo)閥的流路發(fā)生變化，從而使流路切換閥的流道也發(fā)生變化，從而分別使熱泵型空調(diào)實(shí)現(xiàn)制冷、制熱或制熱、制冷兩種工況。導(dǎo)閥的3個導(dǎo)管e、s、c分別與流路切換閥的左端腔室39、 S端口、右端腔室39'相連通，這樣由于S端口為與壓縮機(jī)吸氣端連接的低壓端，這樣左端腔室39、與右端腔室39'之間就會產(chǎn)生壓力差，從而使流路切換閥在通電、不通電兩種工作狀態(tài)下因左端腔室39與右端腔室39'之間的壓力差而使兩個活塞部件34通過拖動部件32帶動滑閥35滑動，從而實(shí)現(xiàn)流路的切換；為了使流路的切換更加可靠，還可以在導(dǎo)閥上增加一個d導(dǎo)管，這樣導(dǎo)閥的4個導(dǎo)管d、 e、 s、 c分別與流路切換閥的D端口、左端腔室39、S端口、右端腔室39'相連通，這樣由于D端口為與壓縮機(jī)排氣端相連通的高壓端，這樣左端腔室39與右端腔室39'的這兩端就分別是一個高壓端與一個低壓端，這樣這兩端之間的壓力差就會更大，因此流路切換閥的切換就會更加可靠。
如圖所示，流路切換閥的滑閥35內(nèi)有兩個流通腔，其與閥座36及閥體31之間分別形成2個流道，流路切換閥的高壓端口 D通過閥腔形成另外一個流道，這樣該流路切換閥內(nèi)共形成3個流道；這3個流道在導(dǎo)閥2通電、斷電兩種狀態(tài)下會發(fā)生變化即互不相同，如圖2所示為流路切換閥不通電的工作狀態(tài)高壓端口 D與端口 CI形成一個流道，端口 EI與端口 C0、端口 S與端口 E0分別形成2個流道，這樣流路切換閥內(nèi)共有3個流道；而在通電時，如圖3所示，高壓端口 D與端口 EI形成一個流道，端口 S與端口 C0、端口 CI與端口 E0分別形成2個流道，這樣流路切換閥內(nèi)也有3個流道，這時該3個流道與不通電時的3個流道不相同，這樣共有2種流路流動模式從而形成兩種工作狀態(tài)。這樣通過導(dǎo)閥2的電磁線圈部件22的通電、斷電，就實(shí)現(xiàn)了流路切換閥實(shí)現(xiàn)流路切換的目的。 這樣，在熱泵型空調(diào)制冷、制熱時，可以分別選用這2種流路流動模式的一種即任意選用流路切換閥通電或不通電作為制冷，相應(yīng)地選用流路切換閥不通電或通電作為制熱。圖2、圖3是將流路切換閥通電時作為制熱、不通電時作為制冷的一種情況壓縮機(jī)l的排氣口與流路切換閥的D端口相連通，EI端口與室內(nèi)熱交換器7的71端口通過一個控制閥4及膨脹機(jī)構(gòu)61相連通，端口 C0與室外熱交換器的51端口相連通，S端口與壓縮機(jī)的吸氣端口相連通，E0端口與室內(nèi)熱交換器7的72端口相連通，CI端口與室外熱交換器的52端口通過一個控制閥4'及膨脹機(jī)構(gòu)62相連通。如圖2所示，在空調(diào)制冷時，導(dǎo)閥2的電磁線圈部件不通電，這時導(dǎo)閥中的d端口與c端口連通，s端口與e端口連通，這樣流路切換閥的左端腔室39為一個低壓腔室，而與導(dǎo)閥的c端口連通的右端腔室39'為高壓腔室，這樣滑閥在兩端腔室的壓力差的作用下保持在左端側(cè)，高壓端口 D與端口 CI形成一個流道，端口 EI與端口 C0、端口 S與端口 EO分別形成2個流道，這時控制閥4'打開而控制閥4關(guān)閉，這時從壓縮機(jī)排氣口排出的制冷劑介質(zhì)通過高壓端口 D經(jīng)端口 CI、通過控制閥4'從室外熱交換器5的52端口經(jīng)過室外熱交換器冷凝后，從室外熱交換器的另一個端口 51流往流路切換閥的CO端口經(jīng)流路切換閥的EI端口 、再經(jīng)膨脹機(jī)構(gòu)61節(jié)流后變成低溫低壓的制冷劑介質(zhì)經(jīng)室內(nèi)熱交換器7的71端口流入室內(nèi)熱交換器7，在室內(nèi)熱交換器7內(nèi)蒸發(fā)吸收熱量，變成低溫低壓的氣體制冷劑介質(zhì)從室內(nèi)熱交換器7的72端口流往流路切換閥的E0端口再經(jīng)S端口回到壓縮機(jī)的吸氣端，從而完成一個循環(huán)。 而在制熱時，如圖3所示，導(dǎo)閥2的電磁線圈部件通電，這時導(dǎo)閥中的d導(dǎo)管與e導(dǎo)管連通，s導(dǎo)管與c導(dǎo)管連通，這樣流路切換閥的左端腔室39為一個高壓腔室，而與導(dǎo)閥的c端口連通的右端腔室39'為低壓腔室，這樣滑閥35在兩端腔室的壓力差的作用下保持在右端側(cè)，高壓端口 D與端口 EI形成一個流道，端口 S與端口 C0、端口 CI與端口 EO分別形成2個流道，這時控制閥4打開而控制閥4'關(guān)閉，這時從壓縮機(jī)排氣口排出的制冷劑介質(zhì)通過高壓端口 D經(jīng)端口 EI、通過控制閥4、室內(nèi)熱交換器7的71端口經(jīng)過室內(nèi)熱交換器冷凝后，從室內(nèi)熱交換器的另一個端口 72流往流路切換閥的EO端口經(jīng)流路切換閥的CI端口、再經(jīng)膨脹機(jī)構(gòu)62節(jié)流后變成低溫低壓的制冷劑介質(zhì)經(jīng)室外熱交換器5的52端口流入室外熱交換器5，在室內(nèi)熱交換器5內(nèi)蒸發(fā)吸收熱量，變成低溫低壓的制冷劑介質(zhì)從室外熱交換器5的51端口流往流路切換閥的CO端口再經(jīng)S端口回到壓縮機(jī)的吸氣端，從而完成一個循環(huán)。這樣就實(shí)現(xiàn)在在制冷時室內(nèi)降溫而在制熱時室內(nèi)升溫的目的。
因此，不管在制冷或制熱時，室內(nèi)熱交換器7、室外熱交換器5都能實(shí)現(xiàn)從同一端口流入，從另外一個端口流出，即實(shí)現(xiàn)了熱交換器的單向流動，即室內(nèi)熱交換器7從端口 71流入、端口 72流出；而室外熱交換器5從端口 52流入、端口 51流出。這樣在熱交換器設(shè)計時就可以按照單向流動設(shè)計。由于室內(nèi)熱交換器、室外熱交換器均采用一種制冷劑介質(zhì)的流動方向，這樣室內(nèi)熱交換器、室外熱交換器的設(shè)計就完全可以按照一種流動方向進(jìn)行，如進(jìn)口側(cè)的流體的分流、熱交換器的散熱片的方向、散熱用風(fēng)機(jī)與熱交換器的風(fēng)向夾角等，均可以達(dá)到最佳，從而提高熱交換器的換熱效果，從而提高系統(tǒng)能效比；同時由于該系統(tǒng)中采用了兩個節(jié)流機(jī)構(gòu)，也避免了節(jié)流機(jī)構(gòu)需要雙向流動并節(jié)流的問題，也可以相應(yīng)地提高系統(tǒng)的能效比。而控制閥4、4'可以優(yōu)先選用一種較大口徑的雙穩(wěn)態(tài)電磁閥，另外還可以采用壓力控制閥來進(jìn)行開關(guān)控制，也可以選用電磁閥；另外一種方式則可以是一種帶節(jié)流功能的電磁閥來替代圖2、圖3中的控制閥4和膨脹機(jī)構(gòu)61及控制閥4'和膨脹機(jī)構(gòu)62，在通電時，電磁閥是全開的，而在不通電時，電磁閥關(guān)閉但并不是全閉而是實(shí)現(xiàn)節(jié)流功能，這樣可以減少零部件及管路連接。另外，在圖中，高壓端口D設(shè)置在靠近右端腔室側(cè)即使高壓端口 D與CI端口流動距離相對較近；而在制熱時間相對較長的地區(qū)的熱泵型空調(diào)中，則高壓端口 D最好設(shè)置在靠近左端腔室側(cè)即使高壓端口 D與EI端口流動距離相對較近的一側(cè)。
綜上所述，本發(fā)明通過一種多通道的流路切換閥并通過在空調(diào)中設(shè)置該流路切換閥，可以使熱泵型空調(diào)的熱交換器實(shí)現(xiàn)在制冷、制熱兩種工況下的單向流動，從而改進(jìn)熱交換器的設(shè)計、空調(diào)的設(shè)計從而提高換熱效果，從而提高系統(tǒng)的綜合能效比。
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以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，而并不是對本發(fā)明的應(yīng)用的限制，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種空調(diào)用流路切換閥，其包括一個與壓縮機(jī)排氣端連接的高壓連接端口(D)、與壓縮機(jī)吸氣端連接的低壓連接端口(S)，其特征是該流路切換閥還包括有與室外熱交換器的進(jìn)口、出口直接或間接連接的兩個端口(CI、CO)及與室內(nèi)熱交換器的進(jìn)、出口直接或間接連接的兩個端口(EI、EO)。
2. 如權(quán)利要求1所述的流路切換閥，其特征是所述流路切換閥有一個閥腔，所述閥腔 內(nèi)有一個閥座，閥座上有5個通孔，分別連通(EI、 C0、 S、 E0、 CI) 5個端口的接管。
3. 如權(quán)利要求2所述的流路切換閥，其特征是所述流路切換閥還包括有一個可以在閥 腔內(nèi)的拖動部件帶動下左右滑動以切換流路流動方向的滑閥，該滑閥內(nèi)設(shè)置有兩個流道， 分別連通(EI、C0、S、E0、CI)5個端口中的其中2個端口。
4. 如權(quán)利要求2所述的流路切換閥，其特征是所述流路切換閥的閥腔被分隔成左端腔 室、中間腔室、右端腔室三個腔室。
5. 如權(quán)利要求4所述的流路切換閥，其特征是還包括一個導(dǎo)閥，該導(dǎo)閥包括一個電磁 線圈部件，導(dǎo)閥還包括3個切換流路用的導(dǎo)管(e、s、c)，所述三個導(dǎo)管(e、s、c)分別與流路 切換閥的左端腔室、低壓連接端口 (S)、右端腔室相連通。
6. 如權(quán)利要求5所述的流路切換閥，其特征是所述導(dǎo)閥還包括一個切換流路用導(dǎo)管 (d)，該導(dǎo)管(d)與流路切換閥的高壓連接端口 (D)相連通。
7. 如權(quán)利要求1 6所述的任一流路切換閥，其特征是所述流路切換閥在兩種工作狀 態(tài)下分別有3個流道。
8. —種熱泵型空調(diào)，包括壓縮機(jī)，室外熱交換器及室內(nèi)熱交換器，其特征是該空調(diào)使用 了上述任一權(quán)利要求所述的流路切換閥，使室內(nèi)熱交換器、室外熱交換器在制冷、制熱兩個 狀態(tài)下從同一端流入，從另一端流出，在制冷、制熱兩個狀態(tài)下室內(nèi)熱交換器、室外熱交換 器內(nèi)的制冷劑介質(zhì)的流動方向 一致。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種新的流路切換閥，其包括一個與壓縮機(jī)排氣端連接的高壓連接端口(D)、與壓縮機(jī)吸氣端連接的低壓連接端口(S)，其特征是該流路切換閥還包括有與室外熱交換器的進(jìn)口、出口直接或間接連接的兩個端口(CI、CO)及與室內(nèi)熱交換器的進(jìn)、出口直接或間接連接的兩個端口(EI、EO)，流路切換閥在兩種工作狀態(tài)下分別有3個流道。本發(fā)明同時還提供一種熱泵型空調(diào)，該空調(diào)使室內(nèi)熱交換器、室外熱交換器在制冷、制熱兩個狀態(tài)下從同一端流入，從另一端流出，在制冷、制熱兩個工作狀態(tài)下熱交換器內(nèi)的制冷劑介質(zhì)的流動方向一致，這樣熱交換器進(jìn)口側(cè)的流體的分流、熱交換器的散熱片的方向、散熱用風(fēng)機(jī)與熱交換器的風(fēng)向夾角等，均可以達(dá)到最佳，從而提高熱交換器的換熱效果，從而提高空調(diào)的能效比。
文檔編號F25B30/02GK101762129SQ20081018507
公開日2010年6月30日 申請日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
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