专利名称：用于空调系统中四通阀的增容装置以及空调系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及空调技术领域，尤其涉及一种用于空调系统中四通阀的增容装置以及设置有该增容装置的空调系统。
背景技术：
空调系统在人类现代生活中承担着非常重要的角色，在诸如エ厂、商场、办公场所、居室等众多环境下都布置着各种类型的空调系统。然而，由于时代进步和科技水平的发展，特别是人们在生活消费、商业活动以及生产制造等方面不断升级形成规模化，涌现出相当多的高标准、大功率、高热密度负载的应用环境，这样就对现有空调系统的制冷容量提出了更高的要求。就现有的空调系统而言，以上问题尤其体现在该空调系统中四通阀的流通容量在实际使用时是受到限制的，由此将会带来很多困扰。例如，对于使用制冷剂R134a的某一空 调系统而言，现在市场上可以商业购买到的大容量四通阀的最大容量仅是140吨，当需要开发超过该最大容量的空调系统时，就必须重新设计并制造与之相配的新型四通阀。然而，如果实现该新型四通阀的最終成功应用，则需要经历设计、测试、认证、制造等一系列过程，其结果不仅费时、费力，而且投入成本可观。此外，由于新产品的成熟度通常难以有效控制，因此在后期的安装、维护服务等方面也会出现许多的问题。在公开号为CN 101，236，027A的中国发明专利申请中，它公开了一种多功能风冷冷热水机组，在该机组的压缩机(I)进出口处连接有四通换向阀(2)。此外，在公开号为CN101,055, 116A的中国发明专利申请中也披露了ー种包括四通阀(3)的复合冷凝/蒸发四功能热水热泵空调装置。然而，采用这些专利申请中涉及的四通换向阀或四通阀都不能解决以上问题。
实用新型内容根据本实用新型的ー个方面，它提供了用于空调系统中四通阀的增容装置，从而可以有效解决现有技术中存在的上述问题以及其他方面的问题。在该空调系统中，所述四通阀具有第一接ロ、第二接ロ、第三接口和第四接ロ，其中第一接ロ通过第一管路与空调系统中压缩机的输出端相连通，第二接ロ通过第二管路与所述压缩机的输入端相连通，第三接ロ通过第三管路与空调系统中的第一热交換器相连通，第四接ロ通过第四管路与空调系统中的第二热交換器相连通，上述增容装置包括第一旁通管路和第一阀，其中第一旁通管路串接于第三管路和第二管路之间，第一阀设于第一旁通管路中并且具有打开位置和关闭位置，空调系统中的制冷剂在该空调系统处于制冷模式时在第一阀的打开位置处通过第一旁通管路，而在该空调系统处于制热模式时在第一阀的关闭位置处被阻止通过第一旁通管路；和/或第二旁通管路和第二阀，其中第二旁通管路串接于第四管路和第二管路之间，第ニ阀设于第二旁通管路中并且具有打开位置和关闭位置，空调系统中的制冷剂在该空调系统处于制热模式时在第二阀的打开位置处通过第二旁通管路，而在该空调系统处于制冷模式时在第二阀的关闭位置处被阻止通过第二旁通管路。在根据本实用新型的上述增容装置的一个实施方式中，可选地，所述第一阀是电磁阀或电动球阀。在根据本实用新型的上述增容装置的一个实施方式中，可选地，所述第二阀是电磁阀或电动球阀。在根据本实用新型的上述增容装置的一个实施方式中， 可选地，所述第一热交换器是壳管式热交换器、套管式热交换器或板式热交换器在根据本实用新型的上述增容装置的一个实施方式中，可选地，所述第二热交换器是翅片式热交換器或微通道热交換器。在根据本实用新型的上述增容装置的一个实施方式中，可选地，所述压缩机是螺杆式压缩机、涡轮式压缩机、往复式压缩机或转子式压缩机。更进一歩地，根据本实用新型的另ー个方面，它还提供了ー种空调系统，在该空调系统中设置有如以上所述的用于空调系统中四通阀的增容装置。ー种空调系统，其特征在于，所述空调系统中设置有如以上任一项所述用于空调系统中四通阀的增容装置。在根据本实用新型的上述空调系统的一个实施方式中，可选地，所述空调系统还包括布置于所述第一管路中的油分离器。在根据本实用新型的上述空调系统的一个实施方式中，可选地，所述空调系统还包括布置于所述第二管路中的气液分离器。在根据本实用新型的上述空调系统的一个实施方式中，可选地，所述空调系统还包括布置于所述第一热交換器和第二热交換器之间的储液器。在根据本实用新型的上述空调系统的一个实施方式中，可选地，所述空调系统还包括布置于所述第一热交換器和第二热交換器之间的干燥过滤器。在根据本实用新型的上述空调系统的一个实施方式中，可选地，所述空调系统还包括布置于所述第一热交換器和第二热交換器之间的经济器，所述经济器与所述压缩机上的中间补气接ロ相连通。与现有技术相比，采用本用于空调系统中四通阀的增容装置，能够非常有效地突破四通阀固有的最大容量限制，方便、可靠地将现有的四通阀直接应用在超过其最大容量的具有更大流通量要求的场合，而不必专门开发、制造满足更大流量要求的新型四通阀。上述增容装置具有结构简单、配置灵活、制造成本低并且安装便捷等众多优点。当应用需要时，通过在空调系统中布置该增容装置，就可以充分利用现有技术中已经相当成熟的四通阀产品以及现行配套的制造、安装、维护服务，从而更有利于保证空调系统的长期、稳定、高效运行。
以下将结合附图和实施例，对本实用新型的技术方案作进ー步的详细描述。图I是本实用新型的空调系统一个实施例的组成结构示意图，其中布置了用于空调系统中四通阀的增容装置。
具体实施方式
首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本空调系统以及其中用于空调系统中四通阀的增容装置的设计原理、特点以及优点，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本实用新型形成任何的限制。此外，在本文所提及的各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在附图中的任意单个技术特征，仍然可以在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意的组合，从而获得可能未在本文中直接提及的本实用新型的更多其他实施例。图I是本空调系统一个实施例的组成结构示意图，在图中以示意方式显示出了该空调系统所包括的众多组成部件以及它们之间的连接、布置关系等，其中尤其图示出了布置在该空调系统中用来提升四通阀流通量处理能力的增容装置，以下将通过该图来对以上这些内容进行具体说明。如图I所示，在上述实施例中，该空调系统主要包括压缩机I、气液分离器2、油分离器3、四通阀4、第一热交換器7、第二热交換器8、储液器9、经济器10、干燥过滤器11、电子膨胀阀12、电子膨胀阀13以及止回阀14、15、16和17。·[0026]在该空调系统中，四通阀4是被设置用来控制和切换制冷剂(如采用R134a等)循环流向的关键部件之一，它具有四个连接接ロ，即在图I中进行标示的第一接ロ 41、第二接ロ 42、第三接ロ 43和第四接ロ 44。其中，第一接ロ 41属于永久性的输入接ロ(请參阅图I中箭头C所表示出的制冷剂输入流向)，它通过第一管路411与压缩机I的输出端111相连通，以便由此来接收从该输出端111输送出的制冷剂流体，此时的制冷剂流体由于受到压缩机I施加的压缩处理而处于高压状态。当然，为了消除可能混杂在该高压制冷剂流中的油成分，还可以在本实施例的第一管路411中增设油分离器3，即将该分离器3布置在四通阀4的第一接ロ 41和压缩机I的输出端111之间，从而能够有效避免由于这类油成分不期望地进入到空调系统的后续工作环节中而造成器件受损、能效降低。与以上第一接ロ 41相对应，四通阀4的第二接ロ 42属于永久性的输出接ロ(请參阅图I中箭头D所表示出的制冷剂输出流向)，它经由第二管路421与压缩机I的输入端112保持连通，从而使得空调系统中受热蒸发后处于低压状态的制冷剂流体能够从通过第ニ接ロ 42进入第二管路421，然后回流到压缩机I中重新进行压縮。如图I所示，在上述的第二管路421中还布置了气液分离器2，设置此类气液分离装置的目的在于尽可能地将气、液体分离以避免压缩机受到液体的冲击，从而更好地保证整个空调系统的运行可靠性。在图I所示实施例中，通过第三管路431来连接第三接ロ 43和第一热交換器7形成流体流动通路，并且通过第四管路441来连通第四接ロ 44和第二热交換器8。在四通阀4中，它的第三接ロ 43和第四接ロ 44都不是永久性的单一流向接ロ。根据空调系统所处的不同工作模式，第三接ロ 43既可能用作输入接ロ，也可能用作输出接ロ。同样地，第四接ロ 44也能够作为输入接ロ或者作为输出接ロ投入使用。在四通阀4实际工作吋，通过其内部换向来将第三接ロ 43和第四接ロ 44的其中ー个用作输入接ロ，另ー个用作输出接ロ，这在图I中分别以彼此反向的实线箭头A、虚线箭头B进行了明确表示。更准确地讲，图I中的实线箭头A方向和虚线箭头B各自所示方向实际上分別代表的是在该空调系统处于制热模式和制冷模式下彼此相异的制冷剂工作循环流向，前者所对应的就是制冷剂流体将从第四接ロ 44流入四通阀4、然而从第三接ロ 43流出四通阀4，而后者所对应的则与之相反，即后者是从第三接ロ 43流入四通阀4、然而从第四接ロ 44流出四通阀
4。关于以上内容，将在后文中进ー步详细描述。在上述实施例中，还设置了第一旁通管路51、第二旁 通管路61、第一阀52和第二阀62。就本实用新型的用于空调系统中四通阀的增容装置而言，所述增容装置可以是仅包括第一旁通管路51和第一阀52，也可以是仅包括第二旁通管路61和第二阀62，当然还可以是前面两种情形的组合。无论采用何种配置方式，应用所述增容装置都能够达到提升空调系统中四通阀容量的目的。当然，如果在上述增容装置中同时配置第一旁通管路51、第一阀52以及第二旁通管路61、第二阀62，就能够获得更佳、更全面的技术效果。具体而言，请參阅图1，第一旁通管路51是被设置成串接在第三管路431和第二管路421之间，以便相对于图I中由箭头A、B所图示出的制冷剂工作流的主循环通道，通过该第一旁通管路51来辅助提供制冷剂工作流的旁通通道。如此，相当于有效地扩大了四通阀4原先固有的管径和流通面积，増加了其単位时间内的流体通过量。也就是说，通过特别设置上述的第一旁通管路51就可以突破四通阀4固有的最大流通容量限制，从而基于它现有的物理构造而能够显著地提升其在实际应用时的流量通过能力。毫无疑问，这对于充分利用现有的成熟四通阀产品是非常有益的，不仅有助于彻底消除由于四通阀新产品设计开发、测试认证及生产制造等方面带来的成本投入大、周期过长、产品成熟度较低等问题，而且也意味着可以直接将结构相对紧凑、价格相对便宜的现有四通阀应用到有着更大流通量要求的场合，从而不必占用更大的安装空间、耗费更多的成本投入就能够满足四通阀更高的容量应用需求。同时，在某些情形下(例如，需要对已经安装在用的空调系统进行增容改造时)，采用以上方式显然将会更加灵活、方便。对于第一旁通管路51而言，还需要在其中设置第一阀52来进行管路通断控制。可选地，第一阀52采用电磁阀、电动球阀或者任何适用的其他通断控制部件。第一阀52本身具有打开位置和关闭位置，根据空调系统的实际エ况需要，在这样的打开位置或关闭位置处相应地允许或阻止制冷剂通过第一旁通管路51。例如，如图I所示，当空调系统处于制冷模式时，经压缩机I压缩处理后的高压制冷剂流体首先进入油分离器3，然后沿着图I中箭头C所示方向经第一管路411流入四通阀4的第一接ロ 41。随后，上述制冷剂流体从四通阀4的第四接ロ 44流出，并且沿着图I中虚线箭头B所示方向进入第二热交換器8。在当前制冷模式下，第二热交換器8被用作冷凝器以便与上述制冷剂流体完成换热，它可以采用翅片式热交換器或者其他的任何ー种适用装置。然后，被冷凝处理后的高压液态制冷剂继续沿着虚线箭头B所示方向进行流动，它将在依次流经止回阀15、干燥过滤器11、经济器10、电子膨胀阀12、止回阀16以及储液器9之后,进入第一热交换器7。在以上流动过程中，通过干燥过滤器11来收集、去除制冷剂流体中的水分和其他固体杂质，从而促使系统畅通，保证整个空调系统正常、高效地运行。此外，分流出小部分制冷剂(副路)通过电子膨胀阀13来进行膨胀降压，转变成低压低温的制冷剂后进入经济器10中并与主路上流入经济器10的制冷剂进行换热，以便进一步提高流入经济器10的主路上的液态制冷剂的过冷度，从而有利于提闻空调系统的能力与能效等级(例如，可以将能效等级从3级提高到2级)。这样，主路上经过经济器处理后已稳定下来的过冷的制冷剂通过电子膨胀阀12进行膨胀降压处理，而副路上经过换热后呈气态的制冷剂则通过经济器10和压缩机I的中间补气接ロ 113之间的连通管线直接进入压缩机I中重新进行压缩，该制冷剂流向在图I中被显示为箭头H所示方向。在制冷模式下，第一热交換器7被用作蒸发器来对流入的制冷剂流体进行蒸发换热处理。可选地，该第一热交換器7可以采用壳管式热交換器、套管式热交換器、板式热交换器或者其他的任何一种适用装置。接下来，经蒸发后处于低压的制冷剂流体中的一部分是沿着虚线箭头B所示方向通过第三管路431进入四通阀4的第三接ロ 43，然后从四通阀4的第二接ロ 42流出并沿着箭头D所示方向流入第二管路421，再沿着箭头G所示方向流入气液分离器2进行气、液流体两相分离处理，随后回流到压缩机I完成制冷模式下的制冷剂工作循环。蒸发后低压制冷剂流体中的另一部分则流入第一旁通管路51，而第一阀52在当前制冷模式下是处于打开位置的。如此，该部分的低压制冷剂流体就将沿着箭头F所示方向流过第一旁通管路51，然后也沿着箭头G所示方向流入气液分离器2，并且回流到压缩机I。显然，经由第一旁通管路51和第一阀52分流通过的这部分制冷剂流体确实增强了空 调系统的整体冗余能力，也就相当于提高了四通阀4实际能够承受的流体处理量，从而可以将现有的四通阀应用到超过其容量上限的具有更高流通量要求的场合。在空调系统的制热模式下，由于第一阀52处于关闭位置，所以阻止了制冷剂流过第一旁通管路51。请再參阅图1，与以上那些关于第一旁通管路51和第一阀52的描述内容相类似地，就第二旁通管路61和第二阀62而言,前者被设置串接在第四管路441和第二管路421之间，而后者是被布置在该第二旁通管路61中用来进行管路通断控制，该第二阀62可以具体采用电磁阀、电动球阀或者任何适用的其他通断控制部件。根据空调系统的实际エ况需要，通过使第二阀62处于其打开位置或关闭位置，从而相应地允许或阻止制冷剂通过第二旁通管路61。以下将通过图I中各箭头所示方向来进ー步说明第二旁通管路61和第二阀62在本空调系统中的工作过程，以便能够更全面地理解上述用于空调系统中四通阀的增容装置的设计原理、特点和优势。在空调系统处于制热模式吋，制冷剂流体先在压缩机I中进行压縮，然后被输送到油分离器3进行脱油处理，之后按照图I中箭头C所示方向经第一管路411流入四通阀4的第一接ロ 41，接着从第三接ロ 43流出，并且沿着图I中箭头A所示方向进入第一热交换器7，该第一热交換器7在此时是用作冷凝器来同上述制冷剂流完成换热处理。接下来，经冷凝的高压液态制冷剂将沿着箭头A所示方向继续流动，并且依次流经储液器9、止回阀17、干燥过滤器11、经济器10、电子膨胀阀12、止回阀14之后进入第二热交換器8。关于干燥过滤器11、经济器10及电子膨胀阀13、电子膨胀阀12等部件的具体工作情形请參考前述内容，在此不做重复性描述。在当前制热模式下，第二热交換器8被用作蒸发器以便对流入的制冷剂流体进行蒸发换热处理。经蒸发后的一部分低压制冷剂流体沿着虚线箭头A所示方向通过第四管路441进入四通阀4的第四接ロ 44，随后从第二接ロ 42流出并沿着箭头D所示方向流入第二管路421，之后沿着箭头G所示方向流入气液分离器2，接着回流到压缩机I完成制热模式下的制冷剂工作循环。此外，由于第二阀62在当前制热模式下处于其打开位置，因此经蒸发后的另一部分低压制冷剂流体将会沿着箭头E所示方向流过第二旁通管路61，并将继续沿着箭头G所示方向流入气液分离器2并回流到压缩机I。如此，经由第二旁通管路61和第二阀62分流通过的这部分制冷剂流体也能够增强空调系统的整体冗余能力，使得在超出现有四通阀容量上限、需要更大流量的应用场合下可以继续安全、可靠地使用这些现有的四通阀。由于第二阀62在空调系统的制冷模式下处于关闭位置，因此阻止了制冷剂流过第二旁通管路61。应当理解，以上仅是通过图I中的示例大致阐释了本用于空调系统中四通阀的增容装置以及该空调系统的情况。然而，根据实际情形还可以对它们进行更多的修改或调整。举例而言，虽然在图I中显示出布置了诸如气液分离器2、油分离器3、储液器9、经济器10、干燥过滤器11、电子膨胀阀13以及止回阀14、15、16和17等众多部件，但是在具体应用时显然可以对这些部件的配置情况进行调整，例如可以在某些实施方式中不必设置这些部件中的ー个或多个。再举例而言，在一些未示出的实施方式中，还可以基于客户要求或使用现场需要，在前述空调系统中再増加一些其他部件或装置，例如将这个/这些部件或装置布置在第一旁通管路51和/或第二旁通管路61中。此外，前述的压缩机I可以选用螺杆式压缩机，也可以选用涡轮式压缩机、往复式压缩机或者转子式压缩机。另外，前述的第一阀52和第二阀62可以选用相同型号的阀件，也可以选用不同型号的阀件。以上列举了若干具体实施方式
来详细阐明本实用新型的用于空调系统中四通阀的增容装置以及设置有所述增容装置的空调系统，这些个例仅供说明本实用新型的原理及其实施方式之用，而非对本实用新型的限制，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，本领域技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，所有等同的技术方案均应属于本实用新型的范畴并为本实用新型的各项权利要求所限定。
权利要求1.一种用于空调系统中四通阀的增容装置，所述四通阀具有第一接ロ、第二接ロ、第三接口和第四接ロ，其中第一接ロ通过第一管路与空调系统中压缩机的输出端相连通，第二接ロ通过第二管路与所述压缩机的输入端相连通，第三接ロ通过第三管路与空调系统中的第一热交換器相连通，第四接ロ通过第四管路与空调系统中的第二热交換器相连通，其特征在于，所述增容装置包括 第一旁通管路和第一阀，其中第一旁通管路串接于第三管路和第二管路之间，第一阀设于第一旁通管路中并且具有打开位置和关闭位置，空调系统中的制冷剂在该空调系统处于制冷模式时在第一阀的打开位置处通过第一旁通管路，而在该空调系统处于制热模式时在第一阀的关闭位置处被阻止通过第一旁通管路；和/或 第二旁通管路和第二阀，其中第二旁通管路串接于第四管路和第二管路之间，第二阀设于第二旁通管路中并且具有打开位置和关闭位置，空调系统中的制冷剂在该空调系统处于制热模式时在第二阀的打开位置处通过第二旁通管路，而在该空调系统处于制冷模式时在第二阀的关闭位置处被阻止通过第二旁通管路。
2.根据权利要求I所述的增容装置，其特征在于，所述第一阀是电磁阀或电动球阀。
3.根据权利要求I所述的增容装置，其特征在于，所述第二阀是电磁阀或电动球阀。
4.根据权利要求1、2或3所述的增容装置，其特征在于，所述第一热交換器是壳管式热交換器、套管式热交換器或板式热交換器。
5.根据权利要求I、2或3所述的增容装置，其特征在于，所述第二热交換器是翅片式热交換器或微通道热交換器。
6.根据权利要求1、2或3所述的增容装置，其特征在于，所述压缩机是螺杆式压缩机、涡轮式压缩机、往复式压缩机或转子式压缩机。
7.—种空调系统，其特征在于，所述空调系统中设置有如权利要求1-6中任一项所述用于空调系统中四通阀的增容装置。
8.根据权利要求7所述的空调系统，其特征在干，所述空调系统还包括布置于所述第一管路中的油分离器。
9.根据权利要求7所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括布置于所述第ニ管路中的气液分离器。
10.根据权利要求7、8或9所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括布置于所述第一热交換器和第二热交換器之间的储液器。
11.根据权利要求7、8或9所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括布置于所述第一热交換器和第二热交換器之间的干燥过滤器。
12.根据权利要求7、8或9所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括布置于所述第一热交換器和第二热交換器之间的经济器，所述经济器与所述压缩机上的中间补气接ロ相连通。
专利摘要本实用新型涉及用于空调系统中四通阀的增容装置及空调系统，该四通阀具有经第一管路与压缩机输出端相连的第一接口、经第二管路与压缩机输入端相连的第二接口、经第三管路与第一热交换器相连的第三接口、经第四管路与第二热交换器相连的第四接口，该增容装置包括串接于第三和第二管路之间的第一旁通管路以及设于其中具有打开和关闭位置的第一阀，制冷剂在制冷模式时在打开位置处通过第一旁通管路，在制热模式时在关闭位置处被阻止通过第一旁通管路；和/或，串接于第四和第二管路之间的第二旁通管路以及设于其中具有打开和关闭位置的第二阀，制冷剂在制热模式时在打开位置处通过第二旁通管路，在制冷模式时在关闭位置处被阻止通过第二旁通管路。
文档编号F25B41/04GK202484358SQ201120539529
公开日2012年10月10日 申请日期2011年12月21日 优先权日2011年12月21日
发明者李海军, 高攀 申请人:开利公司