CN110057144A - 一种膨胀阀组件、双向节流系统及空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种膨胀阀组件、双向节流系统及空调器，所述膨胀阀组件包括：串联的第一单向阀、第二单向阀、制热膨胀阀、第四单向阀、第三单向阀和制冷膨胀阀，通过本方案实现制热膨胀阀、制冷膨胀阀独立选型、独立运行，当所需制冷量和制热量差别较大时，可针对制冷和制热运行模式选择更加匹配的制冷膨胀阀和制热膨胀阀，从而实现制冷制热的更精准调节。

Description

一种膨胀阀组件、双向节流系统及空调器

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种膨胀阀组件、双向节流系统及空调器。

背景技术

常见的以膨胀阀作为节流部件的热泵机组，通常只有一个膨胀阀，但要同时满足制冷模式和制热模式对流路的节流需求；所以当机组制冷量和制热量差异较大时，单膨胀阀节流将无法同时兼顾制冷和制热效果，导致空调效果大幅折扣。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种膨胀阀组件，以期至少在一定程度上解决上述问题中的至少一个方面。

为解决上述问题，本发明提供一种膨胀阀组件，所述膨胀阀组件包括：串联的第一单向阀、第二单向阀、制热膨胀阀、第四单向阀、第三单向阀和制冷膨胀阀。

可选地，所述制冷膨胀阀和所述制热膨胀阀为热力膨胀阀或者电子膨胀阀。

根据实际需要进行灵活选择。

相对于现有技术，本发明所述的膨胀阀组件具有以下优势

本发明所述的膨胀阀组件，通过本方案实现制热膨胀阀、制冷膨胀阀独立选型、独立运行，当所需制冷量和制热量差别较大时，可针对制冷和制热运行模式选择更加匹配的制冷膨胀阀和制热膨胀阀，从而实现制冷制热的更精准调节。

一种双向节流系统，包括如上述的膨胀阀组件，还包括压缩机、室外换热器和室内换热器，各部件之间通过管路连接，所述室内换热器的一端连接在所述制冷膨胀阀和所述第三单向阀之间的管路上，所述室内换热器的另一端和所述压缩机连接，所述室外换热器的一端连接在所述制热膨胀阀和所述第四单向阀之间的管路上，所述室外换热器的另一端和所述压缩机连接。

可选地，还包括储液器，所述储液器的一端连接在第三单向阀和所述第四单向阀之间的管路上，所述储液器的另一端连接在所述第一单向阀和所述第二单向阀之间的管路上。

防止压缩机吸入液体制冷剂造成液击。

可选地，所述储液器连接在所述第一单向阀和所述第二单向阀之间的管路上还设置有干燥过滤器。

防止系统以及膨胀阀堵塞，确保管路系统畅通，提高系统的使用寿命。

可选地，还包括四通阀，所述四通阀的第一接口和所述室内换热器连接，所述四通阀的第二接口和所述压缩机的进气口连接，所述四通阀的第三接口和所述室外换热器连接，所述四通阀的第四接口和所述压缩机的出气口连接。

通过控制四通阀四个接口的联通情况，进而控制系统制冷模式下和制热模式下的制冷剂不同的循环路线。

可选地，还包括气液分离器，所述气液分离器设置在所述四通阀的第二接口和所述压缩机的进气口连接的管路上。

气液分离器能够防止压缩机的进气口吸进液态冷媒产生液击损坏压缩机，进一步保护压缩机。

可选地，所述室内换热器的外侧设置有风机。

风机把室内换热器周围的冷空气或者热空气吹向室内，实行强制对流，使室内温度降低或者升高，达到快速调节空气温度的目的。

可选地，所述四通阀通过变向切换，控制所述系统以制冷模式或制热模式运行。

系统通过四通阀改变制冷剂在系统管路内的流向来实现制冷、制热之间的相互转换。

可选地，所述系统以所述制冷模式运行时，所述四通换向阀的第四接口与所述四通换向阀的第三接口连通，所述四通换向阀的第一接口与所述四通换向阀的第二接口连通。

实现系统在制冷模式下制冷剂的路线循环。

可选地，所述系统以所述制热模式运行时，所述四通换向阀的第一接口与所述四通换向阀的第四接口连通，所述四通换向阀的第三接口与所述四通换向阀的第二接口连通。

实现系统在制热模式下制冷剂的路线循环。

相对于现有技术，本发明所述的双向节流系统具有以下优势：

本发明所述的双向节流系统，当制冷和制热模式不同，系统运行制冷剂循环方向不同，单独针对制冷、制热匹配更加适合的制冷膨胀阀和制热膨胀阀，以实现更加精准的控制。

一种空调器，包括如上述的双向节流系统。

所述空调器与所述双向节流系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

图1为本发明所述的膨胀阀组件的结构示意图；

图2为本发明所述的双向节流系统结构示意图；

图3为本发明所述的双向节流系统在制冷模式下的制冷剂循环示意图；

图4为本发明所述的双向节流系统在制热模式下的制冷剂循环示意图。

附图标记说明：

1、第一单向阀，2、第二单向阀，3、制热膨胀阀，4、第四单向阀，5、第三单向阀，6、制冷膨胀阀，7、压缩机，71、进气口，72、出气口，8、室外换热器，9、室内换热器，10、风机，11、储液器，12、干燥过滤器，13、四通阀，131、第一接口，132、第二接口，133、第三接口，134、第四接口，14、气液分离器。

具体实施方式

在采用热泵型空调器在冬季制热和夏季供冷是一种节能的空调方式，目前常见的热泵型空调，根据冷凝器冷却方式分为风冷热泵空调和空调器，其中对于制冷制热工况稳定、冷暖能力相对较小的小型热泵机组基本以毛细管节流的风冷热泵为主，而对于制冷量、制热量差异较大的中大型机组，基本上以膨胀阀节流的水冷热泵机组为主。

膨胀阀选择一般情况下按照蒸发器负荷是否波动大(波动小按照130％蒸发器负荷配置，波动大按照170％蒸发器负荷配置。)这也充分说明负荷的波动对膨胀阀的选择影响很大，当制冷量、制热量差别较大时，如果按制热量选择了膨胀阀，则此膨胀阀在运行制冷时可能因为过大会造成吸气带液、机组容易液击；如果按照制冷量选择了膨胀阀，则在运行制热时可能又会因为相对过小造成吸气过热度大，蒸发器的换热面积不能得到有效的利用，压缩机吸气过热度大导致排气一定的升高等。总而言之，在选择膨胀阀时是按照制冷去选还是按照制热去选，需要考虑的很精细，往往选择的膨胀阀同时兼顾制热和制冷效果，在制冷量制热量差别很大的情况下，是十分困难的。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

如图1所示，一种膨胀阀组件，所述膨胀阀组件由第一单向阀1、第二单向阀2、制热膨胀阀3、第四单向阀4、第三单向阀5和制冷膨胀阀6相互首尾顺次串联组成。

在制冷模式下运行时，制冷剂流经第四单向阀4、第一单向阀1和制冷膨胀阀6，并供给到室内换热器9，制冷剂被第三单向阀5和第二单向阀2反向截止。在制热模式下运行时，制冷剂流经第三单向阀5、第二单向阀2和制热膨胀阀3，并供给到室外换热器8，制冷剂被第四单向阀4和第一单向阀1反向截止。所述制冷膨胀阀6和所述制热膨胀阀3为热力膨胀阀或者电子膨胀阀，组合结构不变。

电子膨胀阀或者热力膨胀阀根据吸气过热度来进行控制，压缩机7的进气管上设有进气温度传感器和压力传感器，分别用于感测进气温度和进气压力，控制器根据感测到的进气温度和进气压力来计算实际过热度，并与设定的过热度进行比较，进行PID运算以调节和控制电子膨胀阀或者热力膨胀阀的阀口开度，从而使进气过热度始终控制在一定范围内，对于采用干式蒸发器的空调系统而言，一般设定的过热度范围为4～10℃之间。电子膨胀阀或者热力膨胀阀采用进气过热度控制，调节范围宽，精准度高，可适用于具有定容量和变容量压缩机的空调系统，可以在最低环境温度为-30℃的工况下实现正常的制热运行。

本方案通过一种膨胀阀组件，实现制热膨胀阀、制冷膨胀阀独立选型、独立运行，当所需制冷量和制热量差别较大时，可针对制冷和制热运行模式选择更加匹配的制冷膨胀阀和制热膨胀阀，从而实现制冷制热的更精准调节。

如图2所示，一种双向节流系统，包括如上述的膨胀阀组件，膨胀阀组件通过三通阀和双向节流系统的其他部件进行连接。还包括压缩机7、室外换热器8和室内换热器9，各部件之间通过管路连接，液态制冷剂在管路中循环。所述室外换热器8在所述双向节流系统在制热模式下运行时用作蒸发器，在所述双向节流系统制冷模式下运行时用作冷凝器，所述室内换热器9在所述双向节流系统在制冷模式下运行时用作蒸发器，在所述双向节流系统在制热模式下运行时用作冷凝器。室内换热器9和室外换热器8可以是板式热交换器、壳管式热交换器或套管式热交换器。所述室内换热器9的一端连接在所述制冷膨胀阀6和所述第三单向阀5之间的管路上，具体的，所述室内换热器9的一端通过T型三通连接在所述制冷膨胀阀6和所述第三单向阀5之间的管路上，所述室内换热器9的另一端和所述压缩机7连接，所述室外换热器8的一端连接在所述制热膨胀阀3和所述第四单向阀4之间的管路上，具体的，所述室外换热器8的一端通过T型三通连接在所述制热膨胀阀3和所述第四单向阀4之间的管路上，所述室外换热器8的另一端和所述压缩机7连接，通过设置膨胀阀组件从而实现系统在制冷模式或者制热模式下制冷剂分别以不同的路线进行循环运行，从而可针对制冷和制热运行模式选择更加匹配的制冷膨胀阀和制热膨胀阀，从而实现制冷制热的更精准调节。

还包括储液器11，所述储液器11的一端连接在第三单向阀5和所述第四单向阀4之间的管路上，具体的，所述储液器11的一端通过T型三通连接在第三单向阀5和所述第四单向阀4之间的管路上，所述储液器11的另一端连接在所述第一单向阀1和所述第二单向阀2之间的管路上，具体的，所述储液器11的另一端通过T型三通连接在所述第一单向阀1和所述第二单向阀2之间的管路上，储液器11能够贮存制冷剂并向室内换热器或者室外换热器不间断供应制冷剂，在空调系统运转中，无法保证制冷剂能全部完全汽化；也就是从蒸发器出来的制冷剂会有液态的制冷剂进入储液器内，由于没有汽化的液体制冷剂因本身比气体重，会直接落放储液器筒底，汽化的制冷剂则由储液器的出口进入压缩机内，从而防止了压缩机吸入液体制冷剂造成液击。另外，在其他实施例中，根据实际使用需要，容量较大的空调系统需要设置储液器，制冷量小于30KW的空调系统可以不设置储液器，不设置储液器的空调系统的气液分离器的容积需设计成稍大些。

所述储液器11连接在所述第一单向阀1和所述第二单向阀2之间的管路上还设置有干燥过滤器12，干燥过滤器12用来收集制冷系统和制冷剂中的固体杂质，防止系统以及膨胀阀堵塞，确保管路系统畅通，提高系统的使用寿命。

还包括四通阀13，所述四通阀13的第一接口131和所述室内换热器9连接，所述四通阀13的第二接口132和所述压缩机7的进气口71连接，所述四通阀13的第三接口133和所述室外换热器8连接，所述四通阀13的第四接口134和所述压缩机7的出气口72连接，通过控制四通阀13四个接口的联通情况，进而控制系统制冷模式下和制热模式下的制冷剂不同的循环路线。

还包括气液分离器14，所述气液分离器14设置在所述四通阀13的第二接口132和所述压缩机7的进气口71连接的管路上，气液分离器14能够防止压缩机7的进气口吸进液态冷媒产生液击损坏压缩机7，进一步保护压缩机7。

所述室内换热器9的外侧设置有风机10，风机10把室内换热器周围的冷空气或者热空气吹向室内，实行强制对流，使室内温度降低或者升高，达到快速调节空气温度的目的。

所述四通阀13通过变向切换，控制所述系统以制冷模式或制热模式运行，系统通过四通阀改变制冷剂在系统管路内的流向来实现制冷、制热之间的相互转换。

所述系统以所述制冷模式运行时，所述四通换向阀13的第四接口134与所述四通换向阀13的第三接口133连通，所述四通换向阀13的第一接口131与所述四通换向阀13的第二接口132连通，实现系统在制冷模式下制冷剂的路线循环。

所述系统以所述制热模式运行时，所述四通换向阀13的第一接口131与所述四通换向阀11的第四接口134连通，所述四通换向阀13的第三接口133与所述四通换向阀11的第二接口132连通，实现系统在制热模式下制冷剂的路线循环。

如图4所示，当系统在制热模式运行时，制冷剂在压缩机7的作用下变成高温高压的气体流经四通阀13的第四接口134和第一接口131进入室内换热器9，冷凝放热加热室内空气，自身则被冷却为中温高压的液体，流出室内换热器9，同时通过第三单向阀5进入储液器11，进而进入干燥过滤器12，进而通过第二单向阀2进入制热膨胀阀3，变为低温低压的液体进入室外换热器8，通过在室外换热器8中蒸发吸热自身变为中温低压的气体，进而先后经过四通阀13的第三接口133和第二接口132、气液分离器14进入压缩机7，以此循环，完成对室内的制热功能。

如图3所示，当系统在制冷模式下运行时，制冷剂在压缩机7的作用下变成高温高压的气体经过四通阀13的第四接口134和第三接口133进入室外换热器8，冷凝放热被室外换热器8周围的液态水吸收，自身则被冷却为中温高压的液体，流出室外换热器8，同时通过第四单向阀4进入储液器11，进而进入干燥过滤器12，进而通过第一单向阀1进入制冷膨胀阀6，变为低温低压的液体进入室内换热器9，通过在室内换热器9中蒸发吸热自身变为中温低压的气体，进而先后通过四通阀13的第一接口131、第二接口132、气液分离器14进入压缩机7，以此循环，完成对室内的制冷功能。

上述制冷膨胀和制热膨胀阀，相互独立，互不干扰，选型时，制冷热力膨胀阀按制冷模式下室内蒸发温度，室外冷凝温度、所需制冷量、膨胀阀进出口压力差进行选型；制热膨胀阀按制热模式下室内冷凝温度、室外蒸发温度、所需制热量、膨胀阀进出口压力差进行选型，单独针对系统在制冷、制热模式运行情况下下匹配更加适合的制冷膨胀阀和制热膨胀阀，以实现更加精准的控制。

一种空调器，包括如上述的双向节流系统。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (12)

1.一种膨胀阀组件，其特征在于，所述膨胀阀组件包括：串联的第一单向阀(1)、第二单向阀(2)、制热膨胀阀(3)、第四单向阀(4)、第三单向阀(5)和制冷膨胀阀(6)。

2.根据权利要求1所述的膨胀阀组件，其特征在于，所述制冷膨胀阀(6)和所述制热膨胀阀(3)为热力膨胀阀或者电子膨胀阀。

3.一种双向节流系统，其特征在于，包括如上述权利要求1-2中任一项所述的膨胀阀组件，还包括压缩机(7)、室外换热器(8)和室内换热器(9)，各部件之间通过管路连接，所述室内换热器(9)的一端连接在所述制冷膨胀阀(6)和所述第三单向阀(5)之间的管路上，所述室内换热器(9)的另一端和所述压缩机(7)连接，所述室外换热器(8)的一端连接在所述制热膨胀阀(3)和所述第四单向阀(4)之间的管路上，所述室外换热器(8)的另一端和所述压缩机(7)连接。

4.根据权利要求3所述的双向节流系统，其特征在于，还包括储液器(11)，所述储液器(11)的一端连接在第三单向阀(5)和所述第四单向阀(4)之间的管路上，所述储液器(11)的另一端连接在所述第一单向阀(1)和所述第二单向阀(2)之间的管路上。

5.根据权利要求4所述的双向节流系统，其特征在于，所述储液器(11)连接在所述第一单向阀(1)和所述第二单向阀(2)之间的管路上还设置有干燥过滤器(12)。

6.根据权利要求3所述的双向节流系统，其特征在于，还包括四通阀(13)，所述四通阀(13)的第一接口(131)和所述室内换热器(9)连接，所述四通阀(13)的第二接口(132)和所述压缩机(7)的进气口(71)连接，所述四通阀(13)的第三接口(133)和所述室外换热器(8)连接，所述四通阀(13)的第四接口(134)和所述压缩机(7)的出气口(72)连接。

7.根据权利要求6所述的双向节流系统，其特征在于，还包括气液分离器(14)，所述气液分离器(14)设置在所述四通阀(13)的第二接口(132)和所述压缩机(7)的进气口(71)连接的管路上。

8.根据权利要求3所述的双向节流系统，其特征在于，所述室内换热器(9)的外侧设置有风机(10)。

9.根据权利要求6所述的双向节流系统，其特征在于，所述四通阀(13)通过变向切换，控制所述系统以制冷模式或制热模式运行。

10.根据权利要求9所述的双向节流系统，其特征在于，所述系统以所述制冷模式运行时，所述四通换向阀(13)的第四接口(134)与所述四通换向阀(13)的第三接口(133)连通，所述四通换向阀(13)的第一接口(131)与所述四通换向阀(13)的第二接口(132)连通。

11.根据权利要求9所述的双向节流系统，其特征在于，所述系统以所述制热模式运行时，所述四通换向阀(13)的第一接口(131)与所述四通换向阀(11)的第四接口(134)连通，所述四通换向阀(13)的第三接口(133)与所述四通换向阀(11)的第二接口(132)连通。

12.一种空调器，其特征在于，包括如上述权利要求3-11中任一项所述的双向节流系统。