适用于空调器液冷模块的自动换向装置及具有其的空调器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种适用于空调器液冷模块的自动换向装置及具有其的空调器，其具有内部空腔的主阀体(1)，且在所述主阀体(1)上设置有与该内部空腔相连通的多条管路，还包括设置有能允许多条管路中两两连通、并使得各管在不同的连通方式之间进行自动切换的切换装置，使得多条管路中的一条始终位于所述主阀体(1)的流体上游端、另一条始终位于所述主阀体(1)的流体下游端。通过本发明能够对流经自动换向装置的气流实现自动换向的功能，能够有效应用于空调器的液冷模块的部位，能够进一步使得液冷模块始终位于节流装置的上游，从而避免液冷模块被低温冷媒冷却至环境露点温度以下而导致液冷模块凝露并引发冷却部位产生凝露的情况发生。
【专利说明】
适用于空调器液冷模块的自动换向装置及具有其的空调器
技术领域
[0001]本发明属于空调技术领域，具体涉及一种适用于空调器液冷模块的自动换向装置及具有其的空调器。
【背景技术】
[0002]现有技术中的空调器需要专用的驱动控制器以驱动压缩机或电机的运行，当压缩机或电机运行时，驱动控制器的模块会产生热量，如果这部分热量不能及时散掉，会导致模块温度持续上升，造成模块损坏。目前空调器对驱动控制器(或称驱动板)的冷却方式有风冷和液冷两种，在选取冷却方式时主要考虑驱动板的冷负荷和整机的结构。风冷模块利用室外空气流进行冷却，冷却能力随着室外空气温度的变化而平缓变化，不易出现凝露，但冷却能力较低。液冷模块利用系统低温冷媒进行冷却，冷却能力随机组运行模式的变化而发生阶跃变化，冷却能力较大，但却因其冷却能力的变化特性而较易产生凝露。风冷式和液冷式都会因为室外环境因素而出现凝露，液冷式还会因为自身冷却能力的变化特性而比风冷式更容易产生凝露。
[0003]并且采用风冷散热时的散热效率有限，特别是在高温气候条件下，散热效果更差，造成驱动模块长期处于高温下工作，对模块可靠性有较大影响。因此目前许多空调器的外机驱动模块都采用了冷媒散热的方式(或称液冷式)进行散热，其散热效率较高，可靠性也更高。相对于多联机空调器而言，普通的整体式或分体式热栗型空调器，一般只有一个节流部件进行节流，其只能实现一种模式(制冷或制热)采用冷凝后节流前的冷媒进行散热，而另外一种模式(制热或制冷)只能用节流后的低温冷媒进行散热，这时会很容易产生凝露的问题。目前现有空调系统对上述液冷式电器盒的凝露问题的解决方案只有包海绵，这种从结构上改善的方法有效，但治标不治本，随着海绵的老化凝露问题又会重新出现。
[0004]由于现有技术中的空调器的冷却部位尤其是电器盒中的驱动板在冷却过程中易出现凝露的技术问题，因此本发明研究设计出一种适用于空调器液冷模块的自动换向装置及具有其的空调器。
【发明内容】
[0005]因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的空调器的冷却部件在冷却过程中易出现凝露的缺陷，从而提供一种适用于空调器液冷模块的自动换向装置及具有其的空调器。
[0006]本发明提供一种适用于空调器液冷模块的自动换向装置，其具有内部空腔的主阀体，且在所述主阀体上设置有与该内部空腔相连通的多条管路，还包括设置有能允许多条管路中的两两连通、并使得各管路在不同的连通方式之间进行自动切换的切换装置，使得多条管路中的一条始终位于所述主阀体的流体上游端、另一条始终位于所述主阀体的流体下游端。
[0007]优选地，多条所述管路包括设置在所述主阀体的一侧面上的第一换热器连接管和设置在另一侧面上的三条管路，三条所述管路包括第二换热器连接管、液冷盘管入口连接管和液冷盘管出口连接管。
[0008]优选地，第一模式为:所述第一换热器连接管和所述液冷盘管入口连接管之间导通、所述第二换热器连接管和所述液冷盘管出口连接管导通；
[0009]第二模式为:所述第一换热器连接管和所述液冷盘管出口连接管之间导通、所述第二换热器连接管与所述液冷盘管入口连接管之间导通；
[0010]通过所述切换装置利用进出口压力差在该二种模式之间进行自动地切换，使得所述液冷盘管出口连接管始终位于所述主阀体的上游端、且所述液冷盘管入口连接管始终位于所述主阀体的下游端。
[0011]优选地，所述切换装置包括设置在所述内部空腔中的第一活塞和第二活塞以及连接设置于该两个活塞之间的导杆，使得所述第一活塞、第二活塞和导杆一体运动。
[0012]优选地，所述切换装置还包括设置在所述导杆上能随所述导杆一起运动的换向通道，所述换向通道能使所述第二换热器连接管与所述液冷盘管入口连接管之间导通、或使所述第二换热器连接管与所述液冷盘管出口连接管之间导通。
[0013]优选地，所述主阀体包括设置在其一侧端面上的第一端盖、以及设置于另一侧端面上的第二端盖，所述第一活塞相对于第二活塞靠近所述第一端盖并与所述第一端盖和所述主阀体的侧壁之间共同形成第一活塞腔，所述第二活塞相对于所述第一活塞靠近所述第二端盖并与所述第二端盖和所述主阀体的侧壁之间共同形成第二活塞腔。
[0014]优选地，所述第二换热器连接管与所述第一活塞腔还通过第一旁通连接管相连通、所述第一换热器连接管与所述第二活塞腔之间还通过第二旁通连接管相连通。
[0015]优选地，所述第一旁通连接管和/或所述第二旁通连接管为毛细管。
[0016]本发明还提供一种空调器，其包括前述的自动换向装置，还包括液冷模块和节流装置，所述节流装置设置于始终位于所述主阀体上游端的管路上，所述液冷模块设置于始终位于所述主阀体下游端与所述节流装置之间的管路上。
[0017]优选地，所述液冷模块的冷却部位为空调电器盒的驱动板，所述节流装置为电子膨胀阀。
[0018]本发明提供的一种适用于空调器液冷模块的自动换向装置及具有其的空调器具有如下有益效果:
[0019]通过本发明的适用于空调器液冷模块的自动换向装置，能够对流经自动换向装置的气流实现自动换向的功能，能够有效应用于空调器的液冷模块的部位，能够进一步使得液冷模块始终位于节流装置的上游，从而避免液冷模块被低温冷媒冷却至环境露点温度以下导致液冷模块凝露并引发冷却部位产生凝露的情况的发生，有效且彻底地解决了凝露的技术问题。
【附图说明】
[0020]图1是本发明的适用于空调器液冷模块的自动换向装置的结构示意图；
[0021]图2是本发明的适用于空调器液冷模块的自动换向装置的第一换热器连接管位于高压端时的流体流向示意图；
[0022]图3是本发明的适用于空调器液冷模块的自动换向装置的第二换热器连接管位于高压端时的流体流向示意图；
[0023]图4是本发明的适用于空调器液冷模块的自动换向装置的自动换向原理示意图；
[0024]图5是使用本发明自动换向装置前后制冷和制热模式下进入空调器液冷模块的冷媒的温度对比示意图:
[0025]其中，5(a)为改进前制冷模式下的结构温度分布图，5(b)为改进前制热模式下的结构温度分布图，5(c)为改进后制冷模式下的结构温度分布图，5(d)为改进后制热模式下的结构温度分布图。
[0026]图中附图标记表示为:
[0027]I 一主阀体，2—滑阀腔，3—导杆，4_1 一第一活塞，4_2—第二活塞，5_1—第一活塞腔，5-2 一第二活塞腔，6-1 一第一端盖，6-2 一第二端盖，7-1 一第一芳通连接管，7-2 一第二旁通连接管，8—电子膨胀阀，9 一第一换热器连接管，10—换向通道，11 一液冷盘管入口连接管，12—液冷盘管出口连接管，13—第二换热器连接管。
【具体实施方式】
[0028]如图1-3所示，本发明提供一种适用于空调器液冷模块的自动换向装置，其具有内部空腔(或称密闭容积腔)的主阀体I，且在所述主阀体I上设置有与该内部空腔相连通的多条管路，还包括设置有能允许多条管路中的两两连通、并(利用管路中的流体压力，尤其主要是液体压力)使得各管路在不同的连通方式之间进行自动切换的切换装置，使得多条管路中的一条始终位于所述主阀体I的流体上游端、另一条始终位于所述主阀体I的流体下游端。
[0029]通过本发明的适用于空调器液冷模块的自动换向装置，能够对流经自动换向装置的流体实现自动换向的功能，能够有效应用于空调器的液冷模块的部位，能够进一步使得液冷模块始终位于节流装置的上游，从而避免了使用压力温度较低换热温差过大的冷媒进行制冷、液冷模块被低温冷媒冷却至环境露点温度以下导致液冷模块凝露并引发冷却部位产生凝露的情况的发生，有效且彻底地解决了凝露的技术问题。
[0030]优选地，多根所述气流管包括设置在所述主阀体I的一侧面上的第一换热器连接管9和设置在另一侧面上的三条管路，三条所述管路包括第二换热器连接管13、液冷盘管入口连接管11和液冷盘管出口连接管12。这是本发明的自动换向装置的四条管路的优选设置位置和设置方式，以及管路各自的具体名称及连接端结构，能够将自动换向装置连接于第一、第二换热器以及液冷盘管之间，对液冷盘管处的模块起到降温制冷的作用，利用所连接的冷却模块对冷却部位(优选为电器盒上的驱动板)进行有效且稳定的散热而不会让冷却部位有凝露风险。
[0031 ]优选地，第一模式为:所述第一换热器连接管9和所述液冷盘管入口连接管11之间导通、所述第二换热器连接管13和所述液冷盘管出口连接管12导通；
[0032]第二模式为:所述第一换热器连接管9和所述液冷盘管出口连接管12之间导通、所述第二换热器连接管13与所述液冷盘管入口连接管11之间导通；
[0033]通过所述切换装置利用气流管中的气体压力在该二种模式之间进行自动地切换，使得所述液冷盘管出口连接管12始终位于所述主阀体I的气流上游端、且所述液冷盘管入口连接管11始终位于所述主阀体I的气流下游端。这是本发明的自动换向装置的具体两种连接模式，并且通过切换装置中气流管中的气体压力来有效地实现液冷盘管出口连接管始终位于主阀体的气流上游端的效果，尤其是保证位于液冷盘管入口连接管和出口连接管间的液冷模块始终位于液冷盘管出口的上游端，即气流始终从液冷模块流向液冷盘管出口，为液冷模块始终处于空调系统的节流装置的上游端以防止凝露的发生提供了安装条件。
[0034]优选地，所述切换装置包括设置在所述内部空腔中的第一活塞4-1和第二活塞4-2以及连接设置于该两个活塞之间的导杆3，使得所述第一活塞4-1、第二活塞4-2和导杆3—体运动。这是本发明的切换装置的主要运动结构部件，通过该一体运动的结构部件为实现换向作用提供了必要的结构条件。
[0035]优选地，所述切换装置还包括设置在所述导杆3上能随所述导杆3—起运动的换向通道10，所述换向通道10能使所述第二换热器连接管13与所述液冷盘管入口连接管11之间导通、或使所述第二换热器连接管13与所述液冷盘管出口连接管12之间导通。通过在导杆上设置的换向通道使得上述连接管之间的连通方式产生变换，能够有效地在上述第一模式和第二模式之间进行切换。
[0036]优选地，所述主阀体I包括棱柱形筒体或圆柱形筒体结构以及设置在其一侧端面上的第一端盖6-1、以及设置于另一侧端面上的第二端盖6-2，通过所述筒体结构1-1、第一端盖6-1和第二端盖6-2围成所述内部空腔，所述第一活塞4-1相对于第二活塞4-2靠近所述第一端盖6-1并与所述第一端盖6-1和所述主阀体I的侧壁之间共同形成第一活塞腔5-1，所述第二活塞4-2相对于所述第一活塞4-1靠近所述第二端盖6-2并与所述第二端盖6-2和所述主阀体I的侧壁之间共同形成第二活塞腔5-2。这是本发明的自动换向装置的主阀体的形成两个活塞腔(第一活塞腔和第二活塞腔)的优选结构和实施方式，能够通过活塞腔中的压力的差异变化对活塞和导杆起到推动运动的作用，从而实现切换各个通道之间换向接通的作用。
[0037]优选地，所述第二换热器连接管13与所述第一活塞腔5-1还通过第一旁通连接管7-1相连通、所述第一换热器连接管9与所述第二活塞腔5-2之间还通过第二旁通连接管7-2相连通。通过第一旁通连接管和第二旁通连接管的设置，能够将第二换热器连接管中的压力通过第一旁通连接管引入到第一活塞腔中，将第一换热器连接管中的压力通过第二旁通连接管引入到第二活塞腔中，从而在第一和第二活塞腔中形成压力差，进而推动两个活塞带动中间的导杆进行移动，最终实现带动换向通道接通下面两个连接管，封闭另一个连接管、将该另一个连接管与上面的连接管相接通，实现自动换向的作用效果。
[0038]优选地，所述第一旁通连接管7-1和/或所述第二旁通连接管7-2为(先导)毛细管。这是两个旁通连接管的优选结构形式，通过毛细管的结构形式能够将第一换热器连接管和第二换热器连接管中的压力引入到第一活塞腔和第二活塞腔中，并且不至于引入流量过多的气体而影响原有装置的性能，从而实现通过压力差(尤其是液体压差)实现自动换向的作用和效果。
[0039]本发明还提供一种空调器，其包括前述的自动换向装置，还包括液冷模块和节流装置，所述节流装置8设置于始终位于所述主阀体I上游端的管路上，所述液冷模块设置于始终位于所述主阀体I下游端与所述节流装置之间的管路上。通过本发明的空调器，采用前述的适用于空调器液冷模块的自动换向装置，能够对流经自动换向装置的气流实现自动换向的功能，能够有效应用于空调器的液冷模块的部位，进一步使得液冷模块始终位于节流装置的上游，从而避免了使用压力温度较低换热温差过大的冷媒进行制冷、避免液冷模块被低温冷媒冷却至环境露点温度以下导致液冷模块凝露并引发冷却部位产生凝露的情况的发生，从而彻底地解决了凝露的技术问题。
[0040]优选地，所述液冷模块的冷却部位为空调电器盒的驱动板，所述膨胀阀为电子膨胀阀。这是本发明的液冷模块的优选种类和结构，以及节流装置的优选种类和结构，通过上述的结构形式能够对空调驱动板(或称电器盒)起到有效的降温冷却的作用，并且还使得空调驱动板始终位于节流装置的上游，有效地防止了有可能会因为节流装置的影响而导致冷媒温度压力较低而在驱动板位置制冷时由于温差较大、避免液冷模块被低温冷媒冷却至环境露点温度以下导致液冷模块凝露并引发冷却部位产生凝露的情况，提高了驱动板的结构强度和使用寿命。
[0041]下面介绍一下本发明的工作原理和优选实施例
[0042]本发明整个装置的主要部件是主阀体I，主阀体I内部正中间有一个由第一活塞4-
1、第二活塞4-2、导杆3和换向通道10组成的换向单元，换向单元与主阀体外壁共同包围形成了一个滑阀腔2。滑阀腔2与第一换热器连接管9永久连通，导杆所处的滑阀腔2相通，用于连接第一换热器连接管9和液冷盘管入口连接管11。滑阀腔2的一边是第一活塞腔5-1，第一活塞腔5-1由第一活塞4-1、第一端盖6-1和主阀体I外壁共同包围形成，用于感受来自第二换热器连接管12的流体的压力。滑阀腔2的另一边是第二活塞腔5-2，第二活塞腔5-2由第二活塞4-2、第二端盖6-2和主阀体I外壁共同包围形成，用于感受来自第一换热器连接管9的流体的压力。主阀体I周围有四根连接管和两根先导毛细管，上方是第一换热器连接管9，下方的三根连接管从左到右依次连接节流装置8(优选电子膨胀阀)、第二换热器连接管13、液冷盘管入口连接管11，节流装置8(优选电子膨胀阀)还有一根管是连接到液冷盘管出口连接管12，连接第一活塞腔5-1和第二换热器连接管12的是第一旁通连接管7-1(优选为先导毛细管)，连接第二活塞腔5-2和第一换热器连接管9的是第二旁通连接管7-2(优选为先导毛细管)。
[0043]自动换向的原理为，当来自第一和第二换热器的流体存在压差时，这个压差会反映在第一活塞腔5-1和第二活塞腔5-2上，当这两个活塞腔的压差达到换向单元的动作压差时，换向单元会朝压力较低的那个活塞腔移动，从而完成换向。
[0044]具体实现过程为，当高压力流体从第一换热器连接管9来时，大部分高压流体会进入滑阀腔2，少量高压流体会从第二旁通连接管7_2(优选为先导毛细管)进入到第二活塞腔5-2，造成第二活塞腔5-2的高压，此时第二活塞腔5-2为高压而第一活塞腔5-1为普通压力，因此换向单元会向第一活塞腔5-1移动到达靠近第一端盖6-1的位置，移动到位后，第一换热器连接管9将会与液冷盘管入口连接管11连通，第二换热器连接管13将会与节流装置8(优选电子膨胀阀)连通。这时，流至滑阀腔2的高压流体将流向液冷盘管入口连接管11，再流向接入的液冷盘管，再流回液冷盘管出口连接管12，进入到节流装置8(优选电子膨胀阀)，经节流装置8(优选电子膨胀阀)节流成低压流体之后，经过过换向通道10流到第二换热器连接管。
[0045]当高压力流体从第二换热器连接管13来时，大部分高压流体会进入滑阀腔2，少量高压流体会从第一旁通连接管7-1(优选为先导毛细管)进入到第一活塞腔5-1，造成第一活塞腔5-1的高压，此时第一活塞腔5-1为高压而第二活塞腔5-2为普通压力，因此换向单元会向第二活塞腔5-2移动到达靠近第二端盖6-2的位置，移动到位后，第一换热器连接管9将会与节流装置8(优选电子膨胀阀)连通，第二换热器连接管13将会与液冷盘管入口连接管11连通。这时来自第二换热器连接管13将通过换向通道10流到液冷盘管入口连接管11，再流向接入的液冷盘管，再流回液冷盘管出口连接管12，进入到节流装置8(优选电子膨胀阀)，经节流装置8(优选电子膨胀阀)节流成低压流体之后流入滑阀腔2，再流向第一换热器连接管9。大部分低压流体会从第一换热器连接管9流出，少量高压流体会从第二旁通连接管7-2(优选为先导毛细管)进入到第二活塞腔5-2，造成第二活塞腔5-2的低压。此时第二活塞腔5-2为低压而第一活塞腔5-1仍为高压，因此换向单元依然保持原来靠近第二端盖6-2的位置不变。至此，高压力流体从第二换热器连接管13来时的整个自动换向过程完成。
[0046]本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
[0047]以上所述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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.适用于空调器液冷模块的自动换向装置，其特征在于:具有内部空腔的主阀体(I)，且在所述主阀体(I)上设置有与该内部空腔相连通的多条管路，还包括设置有能允许多条管路中的两两连通、并使得各管路在不同的连通方式之间进行自动切换的切换装置，使得多条管路中的一条始终位于所述主阀体(I)的流体上游端、另一条始终位于所述主阀体(I)的流体下游端。2.根据权利要求1所述的自动换向装置，其特征在于:多条所述管路包括设置在所述主阀体(I)的一侧面上的第一换热器连接管(9)和设置在另一侧面上的三条管路，三根所述管包括第二换热器连接管(13)、液冷盘管入口连接管(11)和液冷盘管出口连接管(12)。3.根据权利要求2所述的自动换向装置，其特征在于:第一模式为:所述第一换热器连接管(9)和所述液冷盘管入口连接管(11)之间导通、所述第二换热器连接管(13)和所述液冷盘管出口连接管(12)导通； 第二模式为:所述第一换热器连接管(9)和所述液冷盘管出口连接管(12)之间导通、所述第二换热器连接管(13)与所述液冷盘管入口连接管(11)之间导通； 通过所述切换装置利用进出口压力差在该二种模式之间进行自动地切换，使得所述液冷盘管出口连接管(12)始终位于所述主阀体(I)的流体上游端、且所述液冷盘管入口连接管(11)始终位于所述主阀体(I)的流体下游端。4.根据权利要求1-3之一所述的自动换向装置，其特征在于:所述切换装置包括设置在所述内部空腔中的第一活塞(4-1)和第二活塞(4-2)以及连接设置于该两个活塞之间的导杆(3)，使得所述第一活塞(4-1)、第二活塞(4-2)和导杆(3)—体运动。5.根据权利要求4所述的自动换向装置，其特征在于:所述切换装置还包括设置在所述导杆(3)上能随所述导杆(3)—起运动的换向通道(10)，所述换向通道(10)能使所述第二换热器连接管(13)与所述液冷盘管入口连接管(11)之间导通、或使所述第二换热器连接管(13)与所述液冷盘管出口连接管(12)之间导通。6.根据权利要求4-5之一所述的自动换向装置，其特征在于:所述主阀体(I)包括设置在其一侧端面上的第一端盖(6-1 )、以及设置于另一侧端面上的第二端盖(6-2)，所述第一活塞(4-1)相对于第二活塞(4-2)靠近所述第一端盖(6-1)并与所述第一端盖(6-1)和所述主阀体(I)的侧壁之间共同形成第一活塞腔(5-1)，所述第二活塞(4-2)相对于所述第一活塞(4-1)靠近所述第二端盖(6-2)并与所述第二端盖(6-2)和所述主阀体(I)的侧壁之间共同形成第二活塞腔(5-2)。7.根据权利要求6所述的自动换向装置，其特征在于:所述第二换热器连接管(13)与所述第一活塞腔(5-1)还通过第一旁通连接管(7-1)相连通、所述第一换热器连接管(9)与所述第二活塞腔(5-2)之间还通过第二旁通连接管(7-2)相连通。8.根据权利要求7所述的自动换向装置，其特征在于:所述第一旁通连接管(7-1)和/或所述第二旁通连接管(7-2)为毛细管。9.一种空调器，其特征在于:包括权利要求1-8之一所述的自动换向装置，还包括液冷模块和节流装置(8)，所述节流装置(8)设置于始终位于所述主阀体(I)上游端的管路上，所述液冷模块设置于始终位于所述主阀体(I)下游端与所述节流装置(8)之间的管路上。10.根据权利要求9所述的空调器，其特征在于:所述液冷模块的冷却部位为空调电器盒的驱动板，所述节流装置(8)为电子膨胀阀。
【文档编号】F24F13/22GK106016506SQ201610459871
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月20日
【发明人】玉格, 魏忠梅, 林伟雪, 苏起钦, 钱成
【申请人】珠海格力电器股份有限公司