管路阀门组件及制冷空调系统的制作方法

文档序号:14935200发布日期:2018-07-13 19:09阅读:150来源:国知局

本实用新型涉及制冷空调技术领域,具体而言,涉及一种管路阀门组件及具有该管路阀门组件的几种制冷空调系统。



背景技术:

在制冷空调系统中经常需要利用各种阀门来控制和组织制冷剂的流向,这些阀门包括单向阀、三通阀、四通阀、角阀、截止阀、电磁阀等。

在实现两个制冷剂流路选通一个制冷剂流路(即二选一)的控制时,目前较常见的做法是采用一个三通阀。设三通阀的3个阀口分别是A、B、C,其控制端有两种状态:当三通阀的控制端处于其中一种状态时,制冷剂可以从A流向C;当三通阀的控制端处于另一种状态时,制冷剂可以从B流向C。

在实现两个制冷剂流路选通一个制冷剂流路(即二选一)的控制时,目前较常见的另一种做法是采用一个四通阀。设四通阀的4个阀口分别是A、B、C、D,其控制端有两种状态,将其中一个阀口封闭起来,这时四通阀即相当于一个三通阀,可以起到和上述三通阀相同的作用。例如将D封闭时:当四通阀的控制端处于其中一种状态时,制冷剂可以从A流向C;当三通阀的控制端处于另一种状态时,制冷剂可以从B流向C。无论是三通阀,还是四通阀,其成本均较高。当空调系统较复杂,制冷剂需要经过多个路径选择时,采用多个三通阀或四通阀会使系统的成本大大增加。从降低成本的目的考虑,需要一种可以取代三通阀或四通阀的替代方案。



技术实现要素:

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一

为此,本实用新型的第一方面提出了一种管路阀门组件。

本实用新型的第二方面提出了一种制冷空调系统。

本实用新型的第三方面提出了另一种制冷空调系统。

本实用新型的第四方面提出了再一种制冷空调系统。

本实用新型的第五方面提出了又一种制冷空调系统。

有鉴于此,根据本实用新型的第一方面,提供了一种管路阀门组件,用于制冷空调系统,管路阀门组件包括:第一进口管,其一端的第一接口接入制冷空调系统中;单向阀,其入口端与第一进口管的另一端相连通;第二进口管,其一端的第二接口接入制冷空调系统中,第二接口处的压力大于第一接口处的压力;开关阀,其一端与第二进口管的另一端相连通;三通管,其第一端与单向阀的出口端相连通,其第二端与开关阀的另一端相连通,其第三端的第三接口接入制冷空调系统中;在第一接口处的压力大于第三接口处的压力时,单向阀导通以将第一接口和第三接口连通。

本实用新型提供的管路阀门组件结构紧凑,成本低廉,用在制冷空调系统中主要起制冷剂流路的选通作用。管路阀门组件设置有三个接口,通过在第一接口和第三接口之间设置单向阀,在第二接口和第三接口之间设置开关阀,并将单向阀限定为在第一接口处的压力大于第三接口处的压力时导通,制冷剂从第一接口流向第三接口,且第二接口处的压力大于第一接口处的压力,即第二接口和制冷空调系统的高压处连接,第一接口和制冷空调系统的低压处连接,这里的高压和低压是相对的。当开关阀开启时,第二接口与第三接口相连通,两处压力相等,使得第一接口的压力小于第三接口,单向阀截止;当开关阀关闭时,单向阀导通,从而仅利用一个单向阀和一个开关阀就实现了三通阀的功能。此外,由于单向阀和开关阀的成本都较低,由其构成的管路阀门组件的成本低于单独一个三通阀或四通阀的成本,因此将本实用新型提供的管路阀门组件应用于包含制冷剂的制冷空调系统时,可以在实现制冷剂流路选通的同时,达到降低制冷空调系统的成本的目的。

另外,根据本实用新型提供的上述技术方案中的管路阀门组件,还可以具有如下附加技术特征:

在上述技术方案中,优选地,开关阀为球阀、角阀、针阀、电磁阀和电动阀中的任一种。

在该技术方案中,开关阀可以是多种形式的阀门,例如球阀、角阀、针阀、电磁阀、电动阀等,只要能实现开闭功能即可。其中可优选电磁阀,以方便实现自动控制。

根据本实用新型的第二方面,提供了一种制冷空调系统,包括:压缩机,压缩机具有压缩机进气口和压缩机排气口,压缩机包括:第一气缸和第二气缸,第一气缸具有第一吸气口和第一排气口,第二气缸具有第二吸气口和第二排气口,第二气缸包括滑片腔;以及如上述任一技术方案所述的管路阀门组件;其中压缩机进气口分别与第一吸气口和第二吸气口相连,第一接口与压缩机进气口相连,第二接口与压缩机排气口相连,第三接口与滑片腔相连,第一排气口和第二排气口与压缩机排气口相连。

本实用新型提供的制冷空调系统包括压缩机和上述管路阀门组件,且压缩机具有两个气缸,分别为第一气缸和第二气缸,第一气缸为普通气缸,第一排气口与压缩机排气口相连,以排放压缩后的气体;第二气缸为可卸载气缸,其内设置滑片腔,并与第三接口相连通,其第二吸气口与压缩机进气口相连通,即与第一接口相连通,压缩机排气口与第二接口相连通。当开关阀开启时,单向阀截止,第三接口与第一接口导通,使滑片腔与压缩机进气口相连通,即第二气缸的滑片腔与第二吸气口相连通,使第二气缸失效,仅第一气缸运行;当开关阀关闭时,单向阀导通,第三接口与第二接口导通,使滑片腔与压缩机排气口导通,即第二气缸的滑片腔压力高于第二吸气口压力,第二气缸和第一气缸同时运行,实现双缸运行模式。通过采用以上管路阀门组件及该连接方式,可在实现压缩机的双缸变容量运行的同时,达到降低制冷空调系统的成本的目的。

根据本实用新型的第三方面,提供了一种制冷空调系统,包括:压缩机,压缩机具有压缩机进气口和压缩机排气口,压缩机包括一个气缸,气缸具有吸气口、排气口、卸载孔、柱塞腔,在柱塞腔内设置有柱塞,柱塞腔被构造成当柱塞腔通低压时,卸载孔打开,以使部分制冷剂返回压缩机进气口;以及如上述任一技术方案所述的管路阀门组件;其中压缩机进气口分别与气缸的吸气口以及第一接口相连,第二接口与压缩机排气口相连,第三接口与柱塞腔相连。

本实用新型提供的制冷空调系统包括压缩机和上述管路阀门组件,且压缩机具有一个气缸,气缸的吸气口同时与压缩机进气口和第一接口相连,气缸的排气口经压缩机排气口与第二接口相连,气缸的柱塞腔与第三接口相连。当管路阀门组件的开关阀关闭时,单向阀导通,第三接口与第一接口导通,柱塞腔内的压力等于压缩机的吸气压力,柱塞在重力作用下落下,卸载孔打开,压缩腔内的气体从卸载孔旁通回压缩机的吸气口,此时相当于气缸只有部分容积参与压缩;当开关阀开启时,单向阀截至,第三接口与第二接口导通,柱塞腔内的压力等于压缩机的排气压力,柱塞在高压作用下克服重力上升,从而封堵卸载孔,压缩腔内的气体不能从卸载孔处旁通,此时气缸的全部容积均参与压缩。通过控制开关阀的开闭,可改变柱塞腔内的压力,进而实现部分气缸或全部气缸参与压缩的变容量运行。通过采用以上管路阀门组件及该连接方式,可在实现压缩机的单缸变容量运行的同时,达到降低制冷空调系统的成本的目的。

根据本实用新型的第四方面,提供了一种制冷空调系统,包括:压缩机,压缩机具有压缩机进气口和压缩机排气口,压缩机包括:第一气缸和第二气缸,第一气缸具有第一吸气口和第一排气口,第二气缸具有第二吸气口和第二排气口;闪蒸器,闪蒸器具有第一通口、第二通口和第三通口,第一通口与制冷空调系统的室内换热器相连,第二通口与制冷空调系统的室外换热器相连;以及如上述任一技术方案所述的管路阀门组件;其中压缩机进气口与第一吸气口和第一接口相连,第二接口与闪蒸器的第三通口相连,第三接口与第二吸气口相连,第一排气口和第二排气口与压缩机排气口相连。

本实用新型提供的制冷空调系统包括压缩机、中间压力的闪蒸器和上述管路阀门组件,其中,闪蒸器分为液相区和气相区,可以令中间压力的制冷剂闪发形成中间压力的制冷剂蒸汽。压缩机具有两个气缸,分别为第一气缸和第二气缸,第一气缸的第一吸气口与压缩机进气口及第一接口相连,第二气缸的第二吸气口与第三接口相连,第一排气口和第二排气口均与压缩机排气口相连,第二接口通过闪蒸器的第三通口与其气相区相连通。此时,无论开关阀处于何种状态,第一气缸都可保持正常压缩,若开启开关阀,则单向阀截至,第三接口与第二接口导通,第二吸气口与闪蒸器的第三通口相连,第一气缸和第二气缸具有不同的吸气压力,不同的增压比,实现了双缸独立压缩;若关闭开关阀,则单向阀导通,第三接口与第一接口导通,第二吸气口与压缩机进气口相连通,第一气缸与第二气缸的吸气压力相同,增压比相同,实现了压缩机的双缸并联运行模式。通过采用以上管路阀门组件及该连接方式,可在实现压缩机的独立压缩与双缸运行模式之间的切换的同时,达到降低制冷空调系统的成本的目的。

根据本实用新型的第五方面,提供了一种制冷空调系统,包括:压缩机,压缩机具有压缩机进气口和压缩机排气口,压缩机包括:第一气缸和第二气缸,第一气缸具有第一吸气口和第一排气口,第二气缸具有第二吸气口和第二排气口;闪蒸器,闪蒸器具有第一通口、第二通口和第三通口,第一通口与制冷空调系统的室内换热器相连,第二通口与制冷空调系统的室外换热器相连;以及如上述任一技术方案所述的管路阀门组件;其中压缩机进气口与第一吸气口和第一接口相连,第二接口与闪蒸器的第三通口相连,第三接口分别与第二吸气口、第一排气口相连,第二排气口与压缩机排气口相连。

本实用新型提供的制冷空调系统包括压缩机、中间压力的闪蒸器和上述管路阀门组件,其中,闪蒸器分为液相区和气相区,可以令中间压力的制冷剂闪发形成中间压力的制冷剂蒸汽。压缩机具有两个气缸,分别为第一气缸和第二气缸,第一气缸的第一吸气口与压缩机进气口及第一接口相连,第二气缸的第二吸气口与第一排气口及第三接口相连,第二排气口与压缩机排气口相连,第二接口通过闪蒸器的第三通口与其气相区相连通。此时,若开启开关阀,则单向阀截至,第三接口与第二接口导通,第一排气口与第二吸气口同时与闪蒸器的第三通口相连,从压缩机进气口进入的气体先进入第一气缸,压缩至中间压力后依次经第一排气口和第二吸气口进入第二气缸,同时闪蒸器内的气体也经第二吸气口进入第二气缸,实现了两级压缩中间喷气的运行模式;若关闭开关阀,则单向阀导通,第三接口与第一接口导通,第一排气口与第二吸气口同时与压缩机进气口相连通,使得第一吸气口与第一排气口的压力相等,第一气缸失效,第二气缸独立运行,实现了单缸运行模式。通过采用以上管路阀门组件及该连接方式,可在实现压缩机的两级压缩中间喷气与单缸运行模式之间的切换的同时,达到降低制冷空调系统的成本的目的。

在上述任一技术方案中,优选地,第一通口与室内换热器之间设置有第一节流元件,第二通口与室外换热器之间设置有第二节流元件。

在该技术方案中,闪蒸器的第一通口和第二通口分别与第一节流元件和第二节流元件相连,即节流过程分为了两次,闪蒸器可将两次节流之间产生的中间压力的制冷剂闪发形成中间压力的制冷剂蒸汽,将该制冷剂蒸汽通入压缩机中进行压缩,可以减少压缩机的功耗,提高系统的制冷效率。

在上述任一技术方案中,优选地,还包括:四通阀,四通阀具有第一阀口、第二阀口、第三阀口、第四阀口,第一阀口与压缩机排气口相连,第二阀口与制冷空调系统的室外换热器相连,第三阀口与压缩机进气口相连,第四阀口与制冷空调系统的室内换热器相连;其中第一阀口与第二阀口和第四阀口中的一个连通,第三阀口与第二阀口和第四阀口中的另一个连通。

在该技术方案中,通过设置四通阀,制冷空调系统中的各结构不再形成固定循环,与压缩机排气口相连的第一阀口可从与室外换热器相连的第二阀口和与室内换热器相连的第四阀口中择一连通,其中未与第一阀口相连的一个则和与压缩机进气口相连的第三阀口连通,可改变制冷空调系统内的循环方向,从而切换制冷模式和制热模式,在一个制冷空调系统中实现两种调温模式。具体地,当第一阀口与第二阀口连通,第三阀口与第四阀口连通时,为制冷模式,当第一阀口与第四阀口连通,第三阀口与第二阀口连通时,为制热模式。

在上述任一技术方案中,优选地,还包括:气液分离器,气液分离器的进口与第三阀口相连,气液分离器的出口与压缩机进气口相连。

在该技术方案中,在压缩机进气口与第三阀口之间设置气液分离器,可将低压的制冷剂进行气液分离,并将分离得到的气相制冷剂通入压缩机中,缓解了液相制冷剂对压缩机的损坏。

在上述任一技术方案中,优选地,第一气缸和第二气缸安装在同一根曲轴上,压缩机还包括:电机,电机带动曲轴转动。

在该技术方案中,电机带动曲轴转动,进而带动安装在曲轴上的第一气缸和第二气缸同步转动压缩,可减少电机设置数量,既降低成本,又减少了空间占用。

在上述任一技术方案中,优选地,室外换热器处设置有室外风扇,室内换热器处设置有室内风扇。

在该技术方案中,通过在室外换热器和室内换热器处分别设置室外风扇和室内风扇,可实现强迫对流以强化两换热器的换热效果,提升系统效率。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1是本实用新型的一个实施例中管路阀门组件的结构示意图;

图2是本实用新型的一个实施例中制冷空调系统的结构示意图;

图3是本实用新型的另一个实施例中制冷空调系统的结构示意图;

图4是本实用新型的再一个实施例中制冷空调系统的结构示意图;

图5是本实用新型的又一个实施例中制冷空调系统的结构示意图。

其中,图1至图5中附图标记与部件名称之间的对应关系为:

1制冷空调系统,10管路阀门组件,102第一进口管,104第一接口,106单向阀,108第二进口管,110第二接口,112开关阀,114三通管,116第三接口,20室外换热器,22室外风扇,30节流元件,32第一节流元件,34第二节流元件,40室内换热器,42室内风扇,50气液分离器,60压缩机,62压缩机排气口,64第一气缸,642第一吸气口,644第一排气口,646柱塞腔,66第二气缸,662第二吸气口,664第二排气口,666滑片腔,68电机,70四通阀,72第一阀口,74第二阀口,76第三阀口,78第四阀口,80闪蒸器,82第一通口,84第二通口,86第三通口。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型,但是,本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图5描述根据本实用新型一些实施例所述的管路阀门组件10及制冷空调系统1。

如图1所示,本实用新型第一方面的实施例提供了一种管路阀门组件10,用于制冷空调系统1,包括第一进口管102、第二进口管108、三通管114、单向阀106和开关阀112,第一进口管102一端的第一接口104、第二进口管108一端的第二接口110接入制冷空调系统1中,第二接口110处的压力大于第一接口104处的压力;单向阀106的入口端与第一进口管102的另一端相连通;开关阀112的一端与第二进口管108的另一端相连通;三通管114的第一端与单向阀106的出口端相连通,其第二端与开关阀112的另一端相连通,其第三端的第三接口116接入制冷空调系统1中;在第一接口104处的压力大于第三接口116处的压力时,单向阀106导通以将第一接口104和第三接口116连通。

本实用新型提供的管路阀门组件10结构紧凑,成本低廉,用在制冷空调系统中主要起制冷剂流路的选通作用。管路阀门组件10设置有三个接口,通过在第一接口104和第三接口116之间设置单向阀106,在第二接口110和第三接口116之间设置开关阀112,并将单向阀106限定为在第一接口104处的压力大于第三接口116处的压力时导通,制冷剂从第一接口104流向第三接口116,且第二接口110处的压力大于第一接口104处的压力,即第二接口110和制冷空调系统1的高压处连接,第一接口104和制冷空调系统1的低压处连接,这里的高压和低压是相对的。当开关阀112开启时,第二接口110与第三接口116相连通,两处压力相等,使得第一接口104的压力小于第三接口116,单向阀106截止;当开关阀112关闭时,单向阀106导通,从而仅利用一个单向阀106和一个开关阀112就实现了三通阀的功能。此外,由于单向阀106和开关阀112的成本都较低,由其构成的管路阀门组件10的成本低于单独一个三通阀或四通阀70的成本,因此将本实用新型提供的管路阀门组件10应用于包含制冷剂的制冷空调系统时,可以在实现制冷剂流路选通的同时,达到降低制冷空调系统的成本的目的。

管路阀门组件10应用于制冷空调系统1时的工作特点是:当开关阀112关闭时,第一接口104处的低压制冷剂克服单向阀106的阻力,制冷剂可以通过单向阀106流到第三接口116;当开关阀112打开时,第二接口110处的高压制冷剂将通过开关阀112流到第三接口116,由于此时第三接口116处的压力高于第一接口104处的压力,单向阀106将截止。可见管路阀门组件10仅通过一个开关阀112状态的切换,便实现了常规需要三通阀才能实现的功能:当开关阀112打开时,第二接口110和第三接口116连通;当开关阀112关闭时,第一接口104和第三接口116连通。

具体地,通过将管路阀门组件10应用到如图2所示的制冷空调系统1中,可以实现双缸二级变容量运行控制的功能;将管路阀门组件10应用到如图3所示的制冷空调系统1中,可以实现单缸二级变容量运行控制的功能;将管路阀门组件10应用到如图4所示的制冷空调系统1中,可以实现独立压缩与双缸运行模式切换的功能;将管路阀门组件10应用到如图5所示的制冷空调系统1中,可以实现单缸运行与两级压缩运行模式切换的功能。

在以上功能描述中,术语“双缸二级变容量”是指压缩机具有两个压缩气缸,当压缩机的全部气缸均参与压缩时为全容量,当压缩机仅其中一个气缸参与压缩时为部分容量(另一个气缸不能单独工作),从而使得压缩机具有两档可变的制冷能力。

术语“单缸二级变容量”是指压缩机具有一个压缩气缸,当气缸的全部容积参与压缩时为全容量运行,当对气缸进行卸载,使其只有部分容积参与压缩时为部分容量运行,从而使得压缩机具有两档可变的制冷能力。

术语“独立压缩”是指压缩机具有两个气缸或两个压缩腔,其中第一个气缸或压缩腔从低压吸气,第二个气缸或压缩腔从某个中间压力吸气,两个压缩腔分别排气,排气在压缩机壳体内混合后共同排出压缩机壳体外。

术语“双缸运行”是指压缩机具有两个气缸或两个压缩腔,两个气缸或压缩腔分别吸入大致相同压力的气体,共同排气至压缩机壳体内,排气在压缩机壳体内混合后再共同排出压缩机壳体外。

术语“单缸运行”是指压缩机具有两个气缸或两个压缩腔,当压缩机仅其中一个气缸或压缩腔参与压缩时为单缸运行。

术语“两级压缩”是指压缩机具有两个气缸或两个压缩腔,其中第一个气缸或压缩腔从低压吸气,第一个气缸或压缩腔的排气和某个中间压力的气体混合后被第二个气缸或压缩腔吸入,在第二气缸或压缩腔中进行二次压缩后排出压缩机壳体外。

在本实用新型的一个实施例中,优选地,开关阀112为球阀、角阀、针阀、电磁阀和电动阀中的任一种。

在该实施例中,开关阀112可以是多种形式的阀门,例如球阀、角阀、针阀、电磁阀、电动阀等,只要能实现开闭功能即可。其中可优选电磁阀,以方便实现自动控制。

如图1和图2所示,本实用新型第二方面的实施例提供了一种可实现双缸二级变容量运行的制冷空调系统,包括如第一方面的实施例所述的管路阀门组件10,压缩机60,气液分离器50,四通阀70,室外换热器20,室外风扇22,节流元件30,室内换热器40,室内风扇42。压缩机60具有压缩机进气口(图中未示出)和压缩机排气口62,压缩机60包括电机68,第一气缸64和第二气缸66,第一气缸64具有第一吸气口642和第一排气口644,第二气缸66具有第二吸气口662和第二排气口664,第二气缸66包括滑片腔666,其中,压缩机进气口分别与第一吸气口642和第二吸气口662相连,管路阀门组件10的第一接口104与压缩机进气口相连,管路阀门组件10的第二接口110与压缩机排气口62相连,管路阀门组件10的第三接口116与滑片腔666相连,即滑片腔666通过管路阀门组件10,分别与四通阀70的第三阀口76和第一阀口72相连,第一排气口644和第二排气口664与压缩机排气口62相连。电机68、第一气缸64和第二气缸66安装在同一根曲轴上,由电机68带动第一气缸64和第二气缸66共同旋转。第二气缸66和第一气缸64的区别在于:第一气缸64只要是电机68在旋转时其始终都能参与压缩;第二气缸66只有在滑片腔666通高压时其才能正常压缩,当第二气缸66的滑片腔666通低压时其不能参与压缩,相当于卸载状态。如图2所示的制冷空调系统1,在所述管路阀门组件10的控制下,可以实现单缸和双缸的变容量运行。具体如下:

a.双缸运行

如图1和图2所示,当管路阀门组件10中的开关阀112导通时,在压缩机60运行时产生的排气压力作用下单向阀106将截止,第二气缸66的滑片腔666将和压缩机排气口62相通,滑片腔666内的压力约等于压缩机60的排气压力(高压),第二气缸66将参与压缩,压缩机60工作于双缸运行状态。此时在压缩机60内,制冷剂分别从第一吸气口642和第二吸气口662进入第一气缸64和第二气缸66,在两个气缸中压缩后,分别从第一排气口644和第二排气孔664排入压缩机60的壳体内部。排气在压缩机壳体内混合,然后从压缩机排气口62排出压缩机60。排出压缩机60的制冷剂依次经过四通阀70的第一阀口72、四通阀70的第二阀口74、室外换热器20、节流元件30、室内换热器40、四通阀70的第四阀口78、四通阀70的第三阀口76、气液分离器50,返回压缩机的第一吸气口642和第二吸气口662,形成完整的制冷循环。在制热循环时,制冷剂在压缩机60外的循环路径则是:压缩机排气口62→四通阀70的第四阀口78→室内换热器40→节流元件30→室外换热器20→四通阀70的第二阀口74→四通阀70的第三阀口76→气液分离器50→压缩机的第一吸气口642和第二吸气口662。

b.单缸运行

如图1和图2所示,当管路阀门组件10中的开关阀112关闭时,单向阀106将导通,第二气缸66的滑片腔666将和四通阀70的第三阀口76以及压缩机60的第一吸气口642相通,滑片腔666内的压力约等于压缩机60的吸气压力(低压),第二气缸66将不能正常压缩,即第二气缸66被卸载,压缩机60工作于单缸运行状态。此时在压缩机60内,制冷剂从第一吸气口642进入第一气缸64,在第一气缸64中压缩后,从第一排气口644排入压缩机60的壳体内,进而从压缩机排气口62排出压缩机60。排出压缩机60的制冷剂依次经过四通阀70的第一阀口72、四通阀70的第二阀口74、室外换热器20、节流元件30、室内换热器40、四通阀70的第四阀口78、四通阀70的第三阀口76、气液分离器50,返回压缩机的第一吸气口642,形成完整的制冷循环。在制热循环时,制冷剂在压缩机外的循环路径则是:压缩机排气口62→四通阀70的第一阀口72→四通阀70的第四阀口78→室内换热器40→节流元件30→室外换热器20→四通阀70的第二阀口74→四通阀70的第三阀口76→气液分离器50→压缩机60的第一吸气口642。

如图1和图3所示,本实用新型第三方面的实施例提供了一种可实现单缸变容量运行的制冷空调系统1,包括如第一方面的实施例所述的管路阀门组件10,压缩机60,气液分离器50,四通阀70,室外换热器20,室外风扇22,节流元件30,室内换热器40,室内风扇42。压缩机60具有压缩机进气口(图中未示出)和压缩机排气口62,压缩机60包括电机68和第一气缸64,第一气缸64具有第一吸气口642、第一排气口644、卸载孔(图中未示出)、柱塞腔646,在柱塞腔646内设置有柱塞,当柱塞腔646通低压时,柱塞腔646内的柱塞在重力作用下落下,卸载孔打开,压缩腔内的气体将从卸载孔处旁通回压缩机进气口,此时相当于第一气缸64只有部分容积参与压缩;当柱塞腔646通高压时,柱塞腔646内的柱塞在高压压力作用下上升,堵住卸载孔,压缩腔内的气体不能从卸载孔处旁通,此时第一气缸64的全部均容积参与压缩。因此通过控制柱塞腔646通高压还是低压,可以实现部分气缸或全部气缸参与压缩的变容量运行。其中,压缩机进气口分别与第一吸气口642以及管路阀门组件10的第一接口104相连,管路阀门组件10的第二接口110与压缩机排气口62相连,管路阀门组件10的第三接口116与柱塞腔646相连。电机68和第一气缸64安装在同一根曲轴上,由电机68带动第一气缸64旋转。如图3所示的制冷空调系统,在所述管路阀门组件10的控制下,实现单缸变容量运行时的系统流程如下:

a.单缸全容量运行

如图1和图3所示,当管路阀门组件10中的开关阀112导通时,在压缩机60运行时产生的排气压力作用下单向阀106将截止,第一气缸64的柱塞腔646将和压缩机排气口62相通,柱塞腔646内的压力约等于压缩机60的排气压力(高压),第一气缸64内的气体不能从柱塞腔646处旁通,压缩机60工作于单缸全容量运行状态。此时在压缩机60内,制冷剂从第一吸气口642进入第一气缸64,在气缸中压缩后,从第一排气口644排入压缩机60的壳体内部,再从压缩机排气口62排出压缩机60。排出压缩机60的制冷剂依次经过四通阀70的第一阀口72、四通阀70的第二阀口74、室外换热器20、节流元件30、室内换热器40、四通阀70的第四阀口78、四通阀70的第三阀口76、气液分离器50,返回压缩机的第一吸气口642,形成完整的制冷循环。在制热循环时,制冷剂在压缩机外的循环路径则是:压缩机的第一吸气口642→压缩机排气口62→四通阀70的第一阀口72→四通阀70的第四阀口78→室内换热器40→节流元件30→室外换热器20→四通阀70的第二阀口74→四通阀70的第三阀口76→气液分离器50→压缩机的第一吸气口642。

b.单缸部分容量运行

如图1和图3所示,当管路阀门组件10中的开关阀112关闭时,单向阀106将导通,第一气缸64的柱塞腔646将和四通阀70的第三阀口76以及压缩机60的第一吸气口642相通,柱塞腔646内的压力约等于压缩机60的吸气压力(低压),柱塞腔646内的柱塞孔打开,第一气缸64内的气体将从柱塞腔646处旁通回压缩机进气口,相当于第一气缸64被卸载,压缩机60工作于单缸部分容量运行状态。此时在压缩机60内,制冷剂从第一吸气口642进入第一气缸64,在第一气缸64中压缩后,从柱塞腔646处排入压缩机60的壳体内,进而从压缩机排气口62排出压缩机60。排出压缩机60的制冷剂依次经过四通阀70的第一阀口72、四通阀70的第二阀口74、室外换热器20、节流元件30、室内换热器40、四通阀70的第四阀口78、四通阀70的第三阀口76、气液分离器50,返回压缩机的第一吸气口642,形成完整的制冷循环。在制热循环时,制冷剂循环路径则是:压缩机60的第一吸气口642→柱塞腔646→压缩机排气口62→四通阀70的第一阀口72→四通阀70的第四阀口78→室内换热器40→节流元件30→室外换热器20→四通阀70的第二阀口74→四通阀70的第三阀口76→气液分离器50→压缩机60的第一吸气口642。

如图1和图4所示,本实用新型第四方面的实施例提供了一种可在独立压缩与双缸运行模式之间切换的制冷空调系统1,包括如第一方面的实施例所述管路阀门组件10、压缩机60、气液分离器50、四通阀70、室外换热器20、室外风扇22、第二节流元件34、室内换热器40、室内风扇42、第一节流元件32、闪蒸器80。压缩机60具有压缩机进气口(图中未示出)和压缩机排气口62,压缩机60包括电机68、第一气缸64和第二气缸66,第二气缸66的压缩容积小于第一气缸64,第一气缸64具有第一吸气口642和第一排气口644,第二气缸66具有第二吸气口662和第二排气口664。电机68、第一气缸64和第二气缸66安装在同一根曲轴上,由电机68带动第一气缸64和第二气缸66共同旋转。闪蒸器80具有液态接口第一通口82、第二通口84,还具有气态出口第三通口86,第一通口82与室内换热器40相连,第二通口84与室外换热器20相连。其中,管路阀门组件10的开关阀112和闪蒸器80的第三通口86相连接;管路阀门组件10的三通管114和第二气缸66的第二吸气口662相连接;管路阀门组件10的单向阀106和气液分离器50以及第一气缸64的第一吸气口642相连接。如图4所示的制冷空调系统,在所述管路阀门组件10的控制下,可以实现独立压缩与双缸运行模式之间的切换。具体如下:

a.独立压缩

如图1和图4所示,当管路阀门组件10中的开关阀112导通时,第二气缸66的第二吸气口662将和闪蒸器80的第三通口86相通。由于闪蒸器80中的气相空间压力为介于排气压力和吸气压力之间的中间压力,因此第二气缸66的第二吸气口662处的压力为中间压力状态。而第一气缸64的第一吸气口642处的压力为低压状态,单向阀106两端的压力差与单向阀的导通方向相反,单向阀106保持关闭状态。此时压缩机60的运行模式是:第一气缸64的第一吸气口642吸入低压制冷剂,经压缩后从第一排气口644排出第一气缸64;第二气缸66从第二吸气口662吸入中间压力的制冷剂,经压缩后从第二排气孔664排出第二气缸66;两个气缸的排气混合后从压缩机排气口62排出压缩机60。由于在这种运行模式下,两个气缸分别吸入不同压力的气体,共同向高压侧排气,第二气缸66的增压比小于第一气缸64的增压比,因此这种运行模式属于独立压缩运行模式,且可以分别工作于制冷和制热两种状态。

在独立压缩运行模式下,且处于制冷运行状态时,制冷剂的循环路径是:排出压缩机60的制冷剂依次经过四通阀70的第一阀口72、四通阀70的第二阀口74、室外换热器20、第二节流元件34,进入闪蒸器80;在闪蒸器80中,闪发出来的中间压力的制冷剂分为两相,其中液相经过第一节流元件32二次节流后,进入室内换热器40,在室内换热器40中完成蒸发制冷后,经四通阀70的第四阀口78、四通阀70的第三阀口76、气液分离器50,返回第一气缸64的第一吸气口642;气相则由闪蒸器80的第三通口86,经过所述管路阀门组件10中的开关阀112,返回第二气缸66的第二吸气口662。

在独立压缩运行模式下,且处于制热运行状态时,制冷剂的循环路径是:排出压缩机60的制冷剂依次经过四通阀70的第一阀口72、四通阀70的第四阀口78,进入室内换热器40;在室内换热器40中冷凝放热后,经第一节流元件32,进入闪蒸器80;在闪蒸器80中,闪发出来的中间压力的制冷剂分为两相,其中液相经过第二节流元件34二次节流后,依次经过室外换热器20、四通阀70的第二阀口74、四通阀70的第三阀口76、气液分离器50,返回第一气缸64的第一吸气口642;气相则由闪蒸器80的第三通口86,经过所述管路阀门组件10中的开关阀112,返回第二气缸66的第二吸气口662。

b.双缸并联

如图1和图4所示,当管路阀门组件10中的开关阀112关闭时,单向阀106将导通,第一气缸64的第一吸气口642和第二气缸66的第二吸气口662均和气液分离器50的出口相连,即第一吸气口642和第二吸气口662处的吸气状态均为低压。此时压缩机60的运行模式是:第一气缸64的第一吸气口642吸入低压制冷剂,经压缩后从第一排气口644排出第一气缸64;第二气缸66从第二吸气口662吸入低压的制冷剂,经压缩后从第二排气孔664排出第二气缸66;两个气缸的排气混合后从压缩机排气口62排出压缩机60。由于在这种运行模式下,两个气缸分别吸入大致相同压力的气体,共同向高压侧排气,两个气缸的增压比几乎相等,因此这种运行模式属于双缸并联运行的运行模式,且可以分别工作于制冷和制热两种状态。

在双缸并联运行模式下,且处于制冷运行状态时,制冷剂的循环路径是:排出压缩机60的制冷剂依次经过四通阀70的第一阀口72、四通阀70的第二阀口74、室外换热器20、第二节流元件34,进入闪蒸器80;在闪蒸器80中,闪发出来的中间压力的制冷剂分为两相,其中气相由于第三通口86被开关阀112阻断而不能流动;液相则经过第一节流元件32二次节流后,进入室内换热器40,在室内换热器40中完成蒸发制冷后,经四通阀70的第四阀口78、四通阀70的第三阀口76、气液分离器50,返回第一气缸64的第一吸气口642,并经过单向阀106,返回第二气缸66的第二吸气口662。

在双缸并联运行模式下,且处于制热运行状态时,制冷剂的循环路径是:排出压缩机60的制冷剂依次经过四通阀70的第一阀口72、四通阀70的第四阀口78,进入室内换热器40;在室内换热器40中冷凝放热后,经第一节流元件32,进入闪蒸器80;在闪蒸器80中,闪发出来的中间压力的制冷剂分为两相,其中气相由于第三通口86被开关阀112阻断而不能流动;液相则液相经过第二节流元件34二次节流后,依次经过室外换热器20、四通阀70的第二阀口74、四通阀70的第三阀口76、气液分离器50,返回第一气缸64的第一吸气口642,并经过单向阀106,返回第二气缸66的第二吸气口662。

如图1和图5所示,本实用新型第五方面的实施例提供了一种可在两级压缩中间喷气与单缸运行模式之间切换的制冷空调系统1,包括如第一方面的实施例所述的管路阀门组件10、压缩机60、气液分离器50、四通阀70、室外换热器20、室外风扇22、第二节流元件34、室内换热器40、室内风扇42、第一节流元件32、闪蒸器80。压缩机60具有压缩机进气口(图中未示出)和压缩机排气口62,压缩机60包括电机68、第一气缸64和第二气缸66,第一气缸64具有第一吸气口642和第一排气口644,第二气缸66具有第二吸气口662和第二排气口664。电机68、第一气缸64和第二气缸66安装在同一根曲轴上,由电机68带动第一气缸64和第二气缸66共同旋转。闪蒸器80具有液态接口第一通口82、第二通口84,还具有气态出口第三通口86,第一通口82与室内换热器40相连,第二通口84与室外换热器20相连。其中,管路阀门组件10的开关阀112和闪蒸器80的第三通口86相连接;管路阀门组件10的三通管114和第二气缸66的第二吸气口662、第一气缸64的第一排气口644相连接;管路阀门组件10的单向阀106和气液分离器50以及第一气缸64的第一吸气口642相连接。如图5所示的制冷空调系统1,在所述管路阀门组件10的控制下,可以实现两级压缩中间喷气运行模式与单缸运行模式之间的切换。具体如下:

a.两级压缩中间喷气

如图1和图5所示,当管路阀门组件10中的开关阀112导通时,第二气缸66的第二吸气口662将和闪蒸器80的第三通口86相通。由于闪蒸器80中的气相空间压力为介于排气压力和吸气压力之间的中间压力,因此第二气缸66的第二吸气口662处的压力为中间压力状态。而第一气缸64的第一吸气口642处的压力为低压状态,单向阀106两端的压力差与单向阀106的导通方向相反,单向阀106保持关闭状态。此时压缩机60的运行模式是:第一气缸64的第一吸气口642从气液分离器50的出口吸入低压制冷剂,经压缩后从第一排气口644排出第一气缸64,和中间压力的气体混合后,由第二气缸66的第二吸气口662进入第二气缸66,经二次压缩后从第二排气孔664排出到压缩机60的壳体内,再从压缩机排气口62排出压缩机60。由于在这种运行模式下,第一气缸64吸入的是低压气体,第二气缸66吸入的是第一气缸64的排气和中间压力气体混合后的气体,气体先后经过两次升压,因此这种运行模式属于两级压缩中间喷气运行模式,且可以分别工作于制冷和制热两种状态。

在两级压缩中间喷气运行模式下,且处于制冷运行状态时,制冷剂的循环路径是:排出压缩机60的制冷剂依次经过四通阀70的第一阀口72、四通阀70的第二阀口74、室外换热器20、第二节流元件34,进入闪蒸器80;在闪蒸器80中,闪发出来的中间压力的制冷剂分为两相,其中液相经过第一节流元件32二次节流后,进入室内换热器40,在室内换热器40中完成蒸发制冷后,经四通阀70的第四阀口78、四通阀70的第三阀口76、气液分离器50,返回第一气缸64的第一吸气口642;气相则由闪蒸器80的第三通口86,经过所述管路阀门组件10中的开关阀112,返回第二气缸66的第二吸气口662。

在两级压缩中间喷气运行模式下,且处于制热运行状态时,制冷剂的循环路径是:排出压缩机60的制冷剂依次经过四通阀70的第一阀口72、四通阀70的第四阀口78,进入室内换热器40;在室内换热器40中冷凝放热后,经第一节流元件32,进入闪蒸器80;在闪蒸器80中,闪发出来的中间压力的制冷剂分为两相,其中液相经过第二节流元件34二次节流后,依次经过室外换热器20、四通阀70的第二阀口74、四通阀70的第三阀口76、气液分离器50,返回第一气缸64的第一吸气口642;气相则由闪蒸器80的第三通口86,经过所述管路阀门组件10中的开关阀112,返回第二气缸66的第二吸气口662。

b.单缸运行

如图1和图5所示,当管路阀门组件10中的开关阀112关闭时,单向阀106将导通,第一气缸64的第一吸气口642和第一排气口644相连,即第一气缸64的吸气口和排气口压力相同,第一气缸64不能压缩气体,处于空转的运行状态。此时仅有第二气缸66能够正常压缩气体,气液分离器50中的低压制冷剂气体,经所述管路阀门组件10中的单向阀106、第二气缸66的第二吸气口662进入第二气缸66,在第二气缸66中压缩后从第二排气孔664排入到压缩机60的壳体内,再从压缩机排气口62排出压缩机60。由于在这种运行模式下,第一气缸64空转,仅第二气缸66工作,因此这种运行模式属于单缸运行模式,且可以分别工作于制冷和制热两种状态。

在单缸运行模式下,且处于制冷运行状态时,制冷剂的循环路径是:排出压缩机60的制冷剂依次经过四通阀70的第一阀口72、四通阀70的第二阀口74、室外换热器20、第二节流元件34,进入闪蒸器80;在闪蒸器80中,闪发出来的中间压力的制冷剂分为两相,其中气相由于第三通口86被开关阀112阻断而不能流动;液相则经过第一节流元件32二次节流后,进入室内换热器40,在室内换热器40中完成蒸发制冷后,经四通阀70的第四阀口78、四通阀70的第三阀口76、气液分离器50、所述管路阀门组件10的单向阀106,返回第二气缸66的第二吸气口662。

在单缸运行模式下,且处于制热运行状态时,制冷剂的循环路径是:排出压缩机60的制冷剂依次经过四通阀70的第一阀口72、四通阀70的第四阀口78,进入室内换热器40;在室内换热器40中冷凝放热后,经第一节流元件32,进入闪蒸器80;在闪蒸器80中,闪发出来的中间压力的制冷剂分为两相,其中气相由于第三通口86被开关阀112阻断而不能流动;液相则经过第二节流元件34二次节流后,依次经过室外换热器20、四通阀70的第二阀口74、四通阀70的第三阀口76、气液分离器50、所述管路阀门组件10的单向阀106,返回第二气缸66的第二吸气口662。

综上所述,本实用新型提供的管路阀门组件10具有结构紧凑、功能明确、成本低廉的特点,可作为一个单独的零部件提供。用在上述几种不同的制冷空调系统1中以分别实现单双缸变容量运行控制、单缸变容量运行、独立压缩与双缸运行模式切换、两级压缩中间喷气与单缸运行模式切换等功能,其安装位置明确,管路连接方式清楚,凡是采用类似连接方式的方案均落在本实用新型的保护范围内。

在本实用新型中,术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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