一种多通换向阀和热泵机组的制作方法

文档序号:17827777发布日期:2019-06-05 22:47阅读:176来源:国知局
一种多通换向阀和热泵机组的制作方法

本实用新型属于空调技术领域,具体涉及一种多通换向阀和热泵机组。



背景技术:

目前水源/地源热泵机组以源水(来源包括地下水、江河水、冷却塔水以及采用地埋管方式冷却水)为主要能源,将源水的低品位能源变为满足冬季供暖、夏季供冷的高品位能源。大型螺杆式水源/地源热泵机组是大型建筑的主要空调机组,其与小型热泵机组可通过四通阀切换来实现制冷制热模式变换不同,其普遍采用外管路切换方式进行制冷、制热模式的转换。常见的大型螺杆式水源/地源热泵机组如图1所示,机组包括压缩机、冷凝器、蒸发器、节流机构、源水、负载水和水阀1~8。夏天制冷时将水阀1~4打开,将水阀5~8关闭;冬天制热时水阀1~4关闭,将水阀5~8打开。由此可见,系统需要大量水阀,造成系统复杂且造价高。

基于翅片涂层式固体吸附除湿换热器的新风空调系统,可以实现温度和湿度独立处理,无需冷凝除湿过程,较高蒸发温度有助于提高系统能效,且制热季节可以实现无水加湿功能。为了实现翅片涂层式固体吸附除湿材料的吸湿与解吸,同一个除湿换热器需在蒸发和冷凝过程之间切换;为了保证送风的连续性,新风流路和回风流路也需在两个除湿换热器间进行切换。新风在进入除湿换热器前和流出除湿换热器进入送风口之间,各有两个流路,即新风共有4个流路;同样的,回风也需要4个流路。由此可见,基于翅片涂层式固体吸附除湿换热器的新风空调系统风道一共有8个流路,通过这8个流路的通/断组合,实现新风和回风在不同除湿换热器间的切换。为了实现上述流路通/断组合,现有技术是使用8个风阀进行组合切换控制。由此可见,这类系统需要大量风阀,同样造成系统复杂且造价高的问题。

多个水阀或多个风阀组合控制,会导致控制复杂,系统故障率增大,可靠性降低。

由于现有技术中的大型螺杆式水源/地源热泵机组存在源水和负载水流路水阀多、控制复杂问题,以及基于翅片涂层式固体吸附除湿换热器的新风空调系统存在新风和回风流路风阀多,控制复杂等技术问题,因此本实用新型研究设计出一种多通换向阀和热泵机组。



技术实现要素:

因此,本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的热泵机组存在流路中控制阀门较多、控制复杂的缺陷,从而提供一种多通换向阀和热泵机组。

本实用新型提供一种多通换向阀,其包括壳体,所述壳体形成壳体腔,且所述壳体内部还设置有隔板、以将所述壳体腔分隔成壳体上腔和壳体下腔;

所述多通换向阀的位于壳体上腔上具有与所述壳体上腔内部连通的多个连通口、所述多通换向阀的位于壳体下腔上具有与所述壳体下腔内部连通的多个连通口。

优选地,

所述多通换向阀还包括阀片,所述阀片具有带驱动电机的旋转中心轴,设置于所述壳体内、且与所述隔板相交以将所述壳体腔分隔成四个腔,包括位于所述壳体上腔中的两个腔和位于所述壳体下腔中的两个腔。

优选地,

所述阀片与所述隔板相垂直地设置,且所述阀片具有旋转中心轴、使得所述阀片能够围绕所述旋转中心轴进行旋转,以将所述多通换向阀上的其中一个连通口与另外的连通口之间进行切换连通。

优选地,

所述多通换向阀还包括电磁铁A和电磁铁B,所述隔板的四周设置有能够容纳所述电磁铁A和所述电磁铁B卡设的卡槽,所述电磁铁A和所述电磁铁 B用于吸附所述阀片。

优选地,

多个所述连通口包括设置在所述壳体上且位于所述隔板上方且能与壳体上腔内部连通的第一上进口和第一上出口,多个所述连通口还包括设置在所述壳体上且位于所述隔板上方且能与壳体上腔内部连通的第二上进口和第二上出口;

多个所述连通口还包括设置在所述壳体上且位于所述隔板下方且能与壳体下腔内部连通的第一下进口和第一下出口,多个所述连通口还包括设置在所述壳体上且位于所述隔板下方且能与壳体下腔内部连通的第二下进口和第二下出口。

本实用新型还提供一种热泵机组,其包括:

制冷剂循环回路,在所述制冷剂循环回路上串联地设置有压缩机、冷凝器、蒸发器和节流装置;还包括能与冷凝器进行热交换的第一载冷管路、和能与蒸发器进行热交换的第二载冷管路;

还包括前任一项所述的多通换向阀,且所述多通换向阀设置于所述第一载冷管路和所述第二载冷管路之间,

且与所述壳体上腔内部连通的多个连通口能够与所述第一载冷管路的多个端一一对应连通、与所述壳体下腔内部连通的多个连通口能够与所述第二载冷管路的多个端一一对应连通、并且多个端之间能实现切换连通。

优选地,

还包括第一载冷源,所述第一载冷源能通过所述第一载冷管路与所述冷凝器进行热交换,所述第一载冷管路包括与所述冷凝器相连的第一端和第二端、以及与所述第一载冷源相连的第五端和第六端;

还包括第二载冷源,所述第二载冷源能通过所述第二载冷管路与所述蒸发器进行热交换,所述第二载冷管路包括与所述蒸发器相连的第三端和第四端、以及与所述第二载冷源相连的第七端和第八端;

所述第一端、所述第二端、所述第三端、所述第四端、所述第五端、所述第六端、所述第七端、所述第八端均能分别连通到所述多通换向阀的每个连通口中,并能实现每个端均能与另外至少一个端连通、并且多个端之间能实现切换连通。

优选地,

所述第一载冷管路包括分别与所述冷凝器相连的冷凝进口载冷管路和冷凝出口载冷管路,所述冷凝进口载冷管路与所述冷凝出口载冷管路相连接于所述冷凝器内部、以与所述制冷剂循环回路之间进行热交换;且所述冷凝进口载冷管路的与所述多通换向阀相连接的一端为所述第一端,所述冷凝出口载冷管路的与所述多通换向阀相连接的一端为所述第二端;

和/或,所述第二载冷管路包括分别与所述蒸发器相连的蒸发进口载冷管路和蒸发出口载冷管路,所述蒸发进口载冷管路与所述蒸发出口载冷管路相连接于所述蒸发器内部、以与所述制冷剂循环回路之间进行热交换;且所述蒸发进口载冷管路的与所述多通换向阀相连接的一端为所述第三端,所述蒸发出口载冷管路的与所述多通换向阀相连接的一端为所述第四端。

优选地,

所述第一载冷管路还包括分别与所述第一载冷源相连的第一载冷出口管路和第一载冷进口管路,所述第一载冷出口管路的与所述多通换向阀相连接的一端为所述第五端,所述第一载冷进口管路的与所述多通换向阀相连接的一端为第六端;

和/或,所述第二载冷管路还包括分别与所述第二载冷源相连的第二载冷出口管路和第二载冷进口管路,所述第二载冷出口管路的与所述多通换向阀相连接的一端为所述第七端,所述第二载冷进口管路的与所述多通换向阀相连接的一端为所述第八端。

优选地,

当所述多通换向阀的多个所述连通口包括第一上进口和第一上出口、第二上进口和第二上出口、第一下进口和第一下出口、第二下进口和第二下出口时:

所述第一上进口与所述第五端相连,所述第一上出口与所述第一端相连;

所述第二上进口与所述第七端相连,所述第二上出口与所述第三端相连;

所述第一下进口与所述第二端相连,所述第一下出口与所述第六端相连;

所述第二下进口与所述第四端相连,所述第二下出口与所述第八端相连。

优选地,

所述热泵机组为水源或地源热泵机组,且所述第一载冷源为源水,所述第二载冷源为负载水,且所述多通换向阀上的所述第一上进口为第一上进水口,所述第一上出口为第一上出水口,所述第二上进口为第二上进水口,所述第二上出口为第二上出水口;所述多通换向阀上的所述第一下进口为第一下进水口,所述第一下出口为第一下出水口,所述第二下进口为第二下进水口,所述第二下出口为第二下出水口。

优选地,

当室内制冷时,所述阀片旋转至第一状态位置,所述第一上进水口与所述源水相连,所述多通换向阀中所述第一上进水口与所述第一上出水口连通,且所述第一上出水口与所述蒸发器的进口相连,所述第一下进水口与所述蒸发器的出口相连,所述多通换向阀中所述第一下进水口与所述第一下出水口连通,所述第一下出水口与所述源水相连;

同时,所述第二上进水口与所述负载水相连,所述多通换向阀中所述第二上进水口与所述第二上出水口连通,所述第二上出水口与所述冷凝器的进口相连,所述第二下进水口与所述冷凝器的出口相连,所述多通换向阀中所述第二下进水口与所述第二下出水口连通,所述第二下出水口与所述负载水相连。

优选地,

当室内制热时,所述阀片旋转至第二状态位置,所述第一上进水口与所述源水相连,所述多通换向阀中所述第一上进水口与所述第二上出水口连通,所述第二上出水口与所述冷凝器的进口相连,所述第二下进水口与所述冷凝器的出口相连,所述多通换向阀中所述第二下进水口与所述第一下出水口连通,所述第一下出风口与所述源水相连;

同时,所述第二上进水口与所述负载水相连,所述多通换向阀中所述第二上进水口与所述第一上出水口连通,所述第一上出水口与所述蒸发器的进口相连,所述第一下进水口与所述蒸发器的出口相连,所述多通换向阀中所述第一下进水口与所述第二下出水口连通,所述第二下出水口与所述负载水相连。

优选地,

所述热泵机组为空气源热泵机组,且所述第一载冷源为室内回风,所述第二载冷源为室外新风,且所述多通换向阀上的所述第一上进口为第一上进风口,所述第一上出口为第一上出风口,所述第二上进口为第二上进风口,所述第二上出口为第二上出风口;所述多通换向阀上的所述第一下进口为第一下进风口,所述第一下出口为第一下出风口,所述第二下进口为第二下进风口,所述第二下出口为第二下出风口。

优选地,

当室内制冷时,所述阀片旋转至第一状态位置,所述第一上进风口与所述室外新风相连,所述多通换向阀中所述第一上进风口与所述第一上出风口连通,且所述第一上出风口与所述蒸发器的进口相连,所述第一下进风口与所述蒸发器的出口相连,所述多通换向阀中所述第一下进风口与所述第一下出风口连通,所述第一下出风口与室内送风口相连;

同时,所述第二上进风口与所述室内回风相连,所述多通换向阀中所述第二上进风口与所述第二上出风口连通,所述第二上出风口与所述冷凝器的进口相连,所述第二下进风口与所述冷凝器的出口相连,所述多通换向阀中所述第二下进风口与所述第二下出风口连通,所述第二下出风口与室外排风口相连。

优选地,

当室内制热时,所述阀片旋转至第二状态位置,所述第一上进风口与所述室外新风相连,所述多通换向阀中所述第一上进风口与所述第二上出风口连通,所述第二上出风口与所述冷凝器的进口相连,所述第二下进风口与所述冷凝器的出口相连,所述多通换向阀中所述第二下进风口与所述第一下出风口连通,所述第一下出风口与室内送风口相连;

同时还有,所述第二上进风口与所述室内回风相连,所述多通换向阀中所述第二上进风口与所述第一上出风口连通,所述第一上出风口与所述蒸发器的进口相连,所述第一下进风口与所述蒸发器的出口相连,所述多通换向阀中所述第一下进风口与所述第二下出风口连通,所述第二下出风口与室外排风口相连。

优选地,

所述冷凝器和/或所述蒸发器包括固体除湿涂层,当所述固体除湿涂层内水蒸气分压力小于流经气体的水蒸气分压力时,除湿涂层吸附气流中的水分;当固体除湿涂层内水蒸气分压力大于流经气体的水蒸气分压力时,除湿涂层往气流中释放水分。

优选地,

所述冷凝器和所述蒸发器均具有翅片,且在所述冷凝器和所述蒸发器的翅片表面均设置有所述固体除湿涂层。

本实用新型提供的一种热泵机组具有如下有益效果:

1.本实用新型通过在热泵机组中使用一种阀片旋转式多通换向阀,替换原有的8个水阀,实现大型螺杆式水源/地源热泵机组源水和负载水在冷凝器和蒸发器的切换,达到夏季制冷和冬季制热功能,结构简单,拆装方便,解决大型螺杆式水源/地源热泵机组源水和负载水流路水阀多、控制复杂问题;解决基于翅片涂层式固体吸附除湿换热器的新风空调系统在新风和回风流路风阀多,控制复杂问题;

2.本实用新型还通过设置除湿涂层,基于翅片涂层式固体吸附除湿换热器的新风空调系统的新风(送风)和回风(排风)在除湿蒸发器和除湿冷凝器间的切换,可实现系统新风制冷除湿、制热加湿等功能,提高送风舒适性。

附图说明

图1是现有技术中水路切换型大型螺杆式水源/地源热泵机组的结构示意图;

图2a是本实用新型的热泵机组中的多通换向阀的正面结构示意图;

图2b是图2a的俯视结构示意图;

图2c是图2a的A-A截面当阀片位于第一状态位置时的结构示意图;

图2d是图2a的A-A截面当阀片位于第二状态位置时的结构示意图;

图2e是图2a的B-B截面当阀片位于第一状态位置时的结构示意图;

图2f是图2a的B-B截面当阀片位于第二状态位置时的结构示意图;

图2g是图2a的C-C截面的结构示意图;

图3a是本实用新型的热泵机组中的多通换向阀的阀片的正面结构示意图;

图3b是本实用新型的热泵机组中的多通换向阀的电磁铁A的正面结构示意图;

图3c是本实用新型的热泵机组中的多通换向阀的电磁铁A的正面结构示意图;

图4为本实用新型的热泵机组为水源/地源热泵机组时且制冷时的运行结构示意图;

图5为本实用新型的热泵机组为水源/地源热泵机组时且制热时的运行结构示意图;

图6为本实用新型的热泵机组为空气源热泵机组时且制冷时的运行结构示意图;

图7为本实用新型的热泵机组为空气源热泵机组时且制热时的运行结构示意图;

图中附图标记表示为:

1、压缩机;2、冷凝器;3、蒸发器;4、节流装置;5、第一载冷源;51、源水;52、室内回风口;53、室内送风口;6、第一载冷管路;61、冷凝进口载冷管路;62、冷凝出口载冷管路;63、第一载冷出口管路;64、第一载冷进口管路;7、第二载冷源;71、负载水;72、室外新风入口;73、室外排风口; 8、第二载冷管路;81、蒸发进口载冷管路;82、蒸发出口载冷管路;83、第二载冷出口管路;84、第二载冷进口管路;9、多通换向阀;90、壳体;91、隔板;92、阀片;921、上阀片;922、下阀片;920、旋转中心轴;93、电磁铁A;94、电磁铁B;11、第一端;12、第二端;13、第三端;14、第四端; 15、第五端;16、第六端;17、第七端;18、第八端;101、第一上进口;102、第一上出口;103、第二上进口;104、第二上出口;105、第一下进口;106、第一下出口;107、第二下进口;108、第二下出口;20、四通阀。

具体实施方式

如图1-7所示,本实用新型提供一种多通换向阀9,其包括壳体,所述壳体形成壳体腔,且所述壳体内部还设置有隔板91、以将所述壳体腔分隔成壳体上腔和壳体下腔;

所述多通换向阀9的位于壳体上腔上具有与所述壳体上腔内部连通的多个连通口、所述多通换向阀9的位于壳体下腔上具有与所述壳体下腔内部连通的多个连通口。

本实用新型通过在热泵机组中使用一种阀片旋转式多通换向阀,替换原有的8个水阀,能够实现大型螺杆式水源/地源热泵机组源水和负载水在冷凝器和蒸发器的切换,达到夏季制冷和冬季制热功能,结构简单,拆装方便,解决大型螺杆式水源/地源热泵机组源水和负载水流路水阀多、控制复杂问题;解决基于翅片涂层式固体吸附除湿换热器的新风空调系统在新风和回风流路风阀多,控制复杂问题。

优选地,

所述多通换向阀9为八通阀,所述八通阀包括壳体以及所述壳体所形成的壳体腔,且所述壳体内部还设置有隔板91、以将所述壳体腔分隔成壳体上腔和壳体下腔。阀的壳体为中空圆柱体,中部用隔板将其分隔为上下腔。隔板结构如图2g中C-C截面图所示,隔板中间有一小孔,阀片转轴从该小孔穿过并垂直于壳体下底盖和上顶盖。

优选地,

所述多通换向阀9还包括阀片92,所述阀片92具有带驱动电机的旋转中心轴,设置于所述壳体内、且与所述隔板91相交以将所述壳体腔分隔成四个腔,包括位于所述壳体上腔中的两个腔和位于所述壳体下腔中的两个腔。在壳体内部有一个方形阀片,阀片转轴位于阀片中间,并与壳体下底盖和上顶盖垂直。阀片转轴上端伸出上顶盖,并通过联轴器与阀片转轴电机相连,阀片转轴电机转动时,可以带动阀片顺时针旋转或者逆时针旋转。壳体内部的电磁铁A 和电磁铁B呈垂直相交形式分布,从壳体下底盖一直延伸到上顶盖,并伸出上顶盖。

优选地,

所述阀片92与所述隔板91相垂直地设置,且所述阀片92具有带驱动电机的旋转中心轴920、使得所述阀片92能够围绕所述旋转中心轴进行旋转,以将所述多通换向阀上的其中一个连通口与另外的连通口之间进行切换连通。电磁铁A和电磁铁B伸出上顶盖部分为接线端子,通过接线端子让电磁铁A或电磁铁B通电。如图2c、2e阀片状态1所示,阀片呈水平状,电磁铁A通电后具有磁性力,磁性力将阀片(材料为钢等磁铁可吸附的材料)吸附在电磁铁 A上,防止流体运行过程改变阀片角度。同理,如图2d、2f阀片状态2所示,阀片呈竖直状,电磁铁B通电后具有磁性力,磁性力将阀片吸附在电磁铁B 上,防止流体运行过程改变阀片角度。阀片、电磁铁A和电磁铁B的结构示意图如图3a-3c所示,阀片分上下阀片,中间有空隙分开,该空隙高度与隔板厚度相当,以便阀片转动时仍能与隔板保持接合状态,壳体的上腔和下腔能被阀片分成上腔1、上腔2、下腔1和下腔2等四个独立的腔体。

优选地,

所述多通换向阀9还包括电磁铁A93和电磁铁B94,所述隔板91的四周设置有能够容纳所述电磁铁A93和所述电磁铁B94卡设的卡槽,所述电磁铁A 和所述电磁铁B用于吸附所述阀片,提高腔体的密封性。所述电磁铁A93和所述电磁铁B94不能同时得电,当阀片92转动到与电磁铁A93接触时,电磁铁A93得电并具有磁性,吸附阀片92;当阀片92转动到与电磁铁B94接触时,电磁铁B94得电并具有磁性,吸附阀片92。(说明:电磁铁A和B的作用是吸附阀片,增加腔体密闭性,阀片由其顶部的电机驱动而转动)。隔板四周均匀分布四个方形孔,电磁铁A和电磁铁B从这四个方形孔穿过。电磁铁A和电磁铁B的结构示意图如图3a-3c所示,阀片分上下阀片,中间有空隙分开,该空隙高度与隔板厚度相当,以便阀片转动时仍能与隔板保持接合状态,壳体的上腔和下腔能被阀片分成上腔1、上腔2、下腔1和下腔2等四个独立的腔体。

优选地,

多个所述连通口包括设置在所述壳体上且位于所述隔板上方且能与壳体上腔内部连通的第一上进口和第一上出口,多个所述连通口还包括设置在所述壳体上且位于所述隔板上方且能与壳体上腔内部连通的第二上进口和第二上出口;

多个所述连通口还包括设置在所述壳体上且位于所述隔板下方且能与壳体下腔内部连通的第一下进口和第一下出口,多个所述连通口还包括设置在所述壳体上且位于所述隔板下方且能与壳体下腔内部连通的第二下进口和第二下出口。

这是本实用新型的多通换向阀的多个连通口的优选结构形式,即在壳体隔板上部设置的4个连通口能够分别与壳体上腔的两个腔进行连通,在壳体隔板下部设置的4个连通口能够分别与壳体下腔的两个腔进行连通。

在阀片第一状态时,如图2c中A-A截面阀片状态1所示,一路流体从第一上进口101进入壳体上腔一,从第一上出口102流出上腔一,另一路流体从第二上进口103进入壳体上腔二,从第二上出口104中流出壳体上腔二;如图 2e中B-B截面阀片第一状态所示,一路流体从第一下进口105进入壳体下腔一,从第一下出口106流出壳体下腔一,另一路流体从第二下进口107进入壳体下腔二,从第二下出口108中流出壳体下腔二。在阀片第二状态时,如图2d 中A-A截面阀片第二状态所示,一路流体从第一上进口101进入壳体上腔一,从第二上出口104流出壳体上腔一,另一路流体从第二上进口103进入壳体上腔二,从第一上出口102中流出壳体上腔二;如图2f中B-B截面阀片第二状态所示,一路流体从第一下进口105进入壳体下腔一,从第二下出口108流出壳体下腔一,另一路流体从第二下进口107进入壳体下腔二,从第一下出口106 中流出壳体下腔二。上腔体内,两股流体通过不同腔体,不会出现混合现象;相同的,下腔体内,两股流体分别通过不同腔体,也不会出现混合现象。通过阀片转轴电机切换阀片的状态,即可同时改变上腔和下腔的流体流向。

本实用新型还提供一种热泵机组,其包括:

制冷剂循环回路,在所述制冷剂循环回路上串联地设置有压缩机1、冷凝器2、蒸发器3和节流装置4;还包括能与冷凝器2进行热交换的第一载冷管路6、和能与蒸发器3进行热交换的第二载冷管路8;

还包括前任一项所述的多通换向阀9,且所述多通换向阀9设置于所述第一载冷管路6和所述第二载冷管路8之间,

且与所述壳体上腔内部连通的多个连通口能够与所述第一载冷管路6的多个端一一对应连通、与所述壳体下腔内部连通的多个连通口能够与所述第二载冷管路8的多个端一一对应连通、并且多个端之间能实现切换连通。

本实用新型通过在热泵机组中使用一种阀片旋转式多通换向阀,替换原有的8个水阀,实现大型螺杆式水源/地源热泵机组源水和负载水在冷凝器和蒸发器的切换,达到夏季制冷和冬季制热功能,结构简单,拆装方便,解决大型螺杆式水源/地源热泵机组源水和负载水流路水阀多、控制复杂问题;解决基于翅片涂层式固体吸附除湿换热器的新风空调系统在新风和回风流路风阀多,控制复杂问题。

优选地,

还包括第一载冷源5,所述第一载冷源5能通过所述第一载冷管路6与所述冷凝器2进行热交换,所述第一载冷管路6包括与所述冷凝器2相连的第一端11和第二端12、以及与所述第一载冷源5相连的第五端15和第六端16;

还包括第二载冷源7,所述第二载冷源7能通过所述第二载冷管路8与所述蒸发器3进行热交换,所述第二载冷管路8包括与所述蒸发器3相连的第三端13和第四端14、以及与所述第二载冷源7相连的第七端17和第八端18;

所述第一端11、所述第二端12、所述第三端13、所述第四端14、所述第五端15、所述第六端16、所述第七端17、所述第八端18均能分别连通到所述多通换向阀9的每个连通口中,并能实现每个端均能与另外至少一个端连通、并且多个端之间能实现切换连通。

这是本实用新型的第一载冷管路的四个端和第二载冷管路的四个端分别与本实用新型的多通换向阀(优选八通阀)的连接形式,本实用新型通过在热泵机组中使用一种阀片旋转式多通换向阀,替换原有的8个水阀,实现大型螺杆式水源/地源热泵机组源水和负载水在冷凝器和蒸发器的切换,达到夏季制冷和冬季制热功能,结构简单,拆装方便,解决大型螺杆式水源/地源热泵机组源水和负载水流路水阀多、控制复杂问题;解决基于翅片涂层式固体吸附除湿换热器的新风空调系统在新风和回风流路风阀多,控制复杂问题。

优选地,

所述第一载冷管路6包括分别与所述冷凝器2相连的冷凝进口载冷管路61 和冷凝出口载冷管路62,所述冷凝进口载冷管路61与所述冷凝出口载冷管路 62相连接于所述冷凝器2内部、以与所述制冷剂循环回路之间进行热交换;且所述冷凝进口载冷管路61的与所述多通换向阀相连接的一端为所述第一端11,所述冷凝出口载冷管路62的与所述多通换向阀相连接的一端为所述第二端12;

和/或,所述第二载冷管路8包括分别与所述蒸发器3相连的蒸发进口载冷管路81和蒸发出口载冷管路82,所述蒸发进口载冷管路81与所述蒸发出口载冷管路82相连接于所述蒸发器3内部、以与所述制冷剂循环回路之间进行热交换;且所述蒸发进口载冷管路81的与所述多通换向阀相连接的一端为所述第三端13,所述蒸发出口载冷管路82的与所述多通换向阀相连接的一端为所述第四端14。

这是本实用新型的两个载冷管路以及第一端、第二端、第三端和第四端的具体结构形式和具体位置,本实用新型主要就是研究出一种上下腔结构、上下腔各有4个接口、通过腔内阀片旋转实现通道换向的阀片旋转式多通换向阀。常用的三通阀和四通阀需要通过阀芯旋转或者滑块移动来实现换向,本实用新型的通过阀片转动来实现换向,而且三通阀和四通阀管内径都比较小,管道内流体通常是制冷剂,阀体耐压性需要更大,导致制造成本更高。本实用新型的管道管径比较大,管道内流体是水或者空气,阀体耐压要求很小,因此制造成本更小。大型螺杆式水源/地源热泵机组和基于翅片涂层式固体吸附除湿换热器的新风空调系统均有四个流路需要同时换向,假如使用三通阀或者四通阀,需要使用多个阀,系统流路会变得更复杂,总成本更高。而使用本实用新型只要一个阀,系统变得更简单,总成本得以降低。

使用一种阀片旋转式多通换向阀,替换原有的8个风阀,实现基于翅片涂层式固体吸附除湿换热器的新风空调系统的新风(送风)和回风(排风)在除湿蒸发器和除湿冷凝器间的切换,可实现系统新风制冷除湿、制热加湿等功能,提高送风舒适性。

优选地,

所述第一载冷管路6还包括分别与所述第一载冷源5相连的第一载冷出口管路63和第一载冷进口管路64,所述第一载冷出口管路63的与所述多通换向阀相连接的一端为所述第五端15,所述第一载冷进口管路64的与所述多通换向阀相连接的一端为第六端16;

和/或,所述第二载冷管路8还包括分别与所述第二载冷源7相连的第二载冷出口管路83和第二载冷进口管路84,所述第二载冷出口管路83的与所述多通换向阀相连接的一端为所述第七端17,所述第二载冷进口管路84的与所述多通换向阀相连接的一端为所述第八端18。

这是本实用新型的两个载冷管路以及第五端、第六端、第七端和第八端的具体结构形式和具体位置,本实用新型研究出一种上下腔结构、上下腔各有4 个接口、通过腔内阀片旋转实现通道换向的阀片旋转式多通换向阀。常用的三通阀和四通阀需要通过阀芯旋转或者滑块移动来实现换向,本实用新型的通过阀片转动来实现换向,而且三通阀和四通阀管内径都比较小,管道内流体通常是制冷剂,阀体耐压性需要更大,导致制造成本更高。本实用新型的管道管径比较大,管道内流体是水或者空气,阀体耐压要求很小,因此制造成本更小。大型螺杆式水源/地源热泵机组和基于翅片涂层式固体吸附除湿换热器的新风空调系统均有四个流路需要同时换向,假如使用三通阀或者四通阀,需要使用多个阀,系统流路会变得更复杂,总成本更高。而使用本实用新型只要一个阀,系统变得更简单,总成本得以降低。

优选地,

多通换向阀在所述壳体上且位于所述隔板上方的位置设置有能与壳体内部连通的第一上进口101和第一上出口102,所述第一上进口101与所述第五端15相连,所述第一上出口102与所述第一端11相连;

多通换向阀在所述壳体上且位于所述隔板上方的位置设置有能与壳体内部连通的第二上进口103和第二上出口104,所述第二上进口103与所述第七端17相连,所述第二上出口104与所述第三端13相连;

多通换向阀在所述壳体上且位于所述隔板下方的位置设置有能与壳体内部连通的第一下进口105和第一下出口106,所述第一下进口105与所述第二端12相连,所述第一下出口106与所述第六端16相连;

多通换向阀在所述壳体上且位于所述隔板下方的位置设置有能与壳体内部连通的第二下进口107和第二下出口108,所述第二下进口107与所述第四端14相连,所述第二下出口108与所述第八端18相连。

这是本实用新型的多通换向阀的八个连通口与八个端之间的优选连接方式,在阀片第一状态时,如图2c中A-A截面阀片状态1所示,一路流体从第一上进口101进入壳体上腔一,从第一上出口102流出上腔一,另一路流体从第二上进口103进入壳体上腔二,从第二上出口104中流出壳体上腔二;如图2e中B-B截面阀片第一状态所示,一路流体从第一下进口105进入壳体下腔一,从第一下出口106流出壳体下腔一,另一路流体从第二下进口107进入壳体下腔二,从第二下出口108中流出壳体下腔二。在阀片第二状态时,如图2d 中A-A截面阀片第二状态所示,一路流体从第一上进口101进入壳体上腔一,从第二上出口104流出壳体上腔一,另一路流体从第二上进口103进入壳体上腔二,从第一上出口102中流出壳体上腔二;如图2f中B-B截面阀片第二状态所示,一路流体从第一下进口105进入壳体下腔一,从第二下出口108流出壳体下腔一,另一路流体从第二下进口107进入壳体下腔二,从第一下出口106 中流出壳体下腔二。上腔体内,两股流体通过不同腔体,不会出现混合现象;相同的,下腔体内,两股流体分别通过不同腔体,也不会出现混合现象。通过阀片转轴电机切换阀片的状态,即可同时改变上腔和下腔的流体流向。

优选地,

实施例1如图4-5所示,所述热泵机组为水源或地源热泵机组,且所述第一载冷源5为源水,所述第二载冷源7为负载水,且所述多通换向阀9上的所述第一上进口101为第一上进水口,所述第一上出口102为第一上出水口,所述第二上进口103为第二上进水口,所述第二上出口104为第二上出水口;所述多通换向阀9上的所述第一下进口105为第一下进水口,所述第一下出口106 为第一下出水口,所述第二下进口107为第二下进水口,所述第二下出口108 为第二下出水口。

这是本实用新型的热泵机组的优选第一种结构形式,即为水源或地源热泵机组,所述第一载冷源5为源水,所述第二载冷源7为负载水,能够通过源水中吸收热量或冷量,并将其用来加热负载水或降温负载水,以获取供人们需要的温度的负载水。

优选地,

当室内制冷时,所述阀片92旋转至第一状态位置,所述第一上进水口与所述源水相连,所述多通换向阀9中所述第一上进水口与所述第一上出水口连通,且所述第一上出水口与所述蒸发器3的进口相连,所述第一下进水口与所述蒸发器3的出口相连,所述多通换向阀9中所述第一下进水口与所述第一下出水口连通,所述第一下出水口与所述源水相连;

同时还有,所述第二上进水口与所述负载水相连,所述多通换向阀9中所述第二上进水口与所述第二上出水口连通,所述第二上出水口与所述冷凝器2 的进口相连,所述第二下进水口与所述冷凝器2的出口相连,所述多通换向阀 9中所述第二下进水口与所述第二下出水口连通,所述第二下出水口与所述负载水相连。

优选地,

当室内制热时,所述阀片92旋转至第二状态位置,所述第一上进水口与所述源水相连,所述多通换向阀9所述第一上进水口与所述第二上出水口连通,所述第二上出水口与所述冷凝器2的进口相连,所述第二下进水口与所述冷凝器2的出口相连,所述多通换向阀9中所述第二下进水口与所述第一下出水口连通,所述第一下出风口与所述源水相连;

同时还有,所述第二上进水口与所述负载水相连,所述多通换向阀9中所述第二上进水口与所述第一上出水口连通,所述第一上出水口与所述蒸发器3 的进口相连,所述第一下进水口与所述蒸发器3的出口相连,所述多通换向阀 9中所述第一下进水口与所述第二下出水口连通,所述第二下出水口与所述负载水相连。

下面将对应用该阀片旋转式多通换向阀的大型螺杆式水源/地源热泵机组 (简称实施例1)和基于翅片涂层式固体吸附除湿换热器的新风空调系统(简称实施例2)的运行情况进行详细描述。

(1)实施例1

图4是实施例1在制冷季节的运行示意图,其中本实用新型的阀片旋转式多通换向阀处于阀片状态1。制冷剂循环流路包含压缩机、冷凝器、蒸发和电子膨胀阀(或其他节流机构)。压缩机排气口的高压高温气体冷凝器,制冷剂在冷凝器内释放热量后被冷凝成高压过冷液体,再进入电子膨胀阀进行节流降压降温。降压降温后的制冷剂以低压气液两相状态进入蒸发器,气液两相制冷剂在蒸发器吸热后变成低压饱和气态制冷剂,然后经压缩机吸气口进入压缩机,再经压缩机压缩后变成高温高压气体从排气口排出,完成制冷剂流路循环。常温源水(来源包括地下水、江河水、冷却塔水以及采用地埋管方式冷却水)从第一上进口101进入多通换向阀上腔一,从第一上出口102流出上腔一后进入冷凝器水路进口,从冷凝器水路出口出来的高温源水从第一下进口105进入下腔一,从第一下出口106流出多通换向阀后回到源水,变为常温源水,完成源水流路循环。常温负载水(连接空调末端)从第二上进口103进入多通换向阀上腔二,从第二上出口104流出上腔二后进入蒸发器水路进口,从蒸发器水路出口出来的低温负载水从第二下进口107进入下腔二,从第二下出口108流出多通换向阀后回到负载水,负载水经过空调末端换热后变为常温负载水,完成负载水流路循环。

图5是实施例1在制热季节的运行示意图,其中本实用新型的阀片旋转式多通换向阀处于阀片第二状态,制冷剂循环流路运行状态不变,通过多通换向阀阀片状态由第一状态变为第二状态,实现负载水由降温变为升温功能。常温源水从第一上进口101进入多通换向阀上腔一,从第二上出口104流出上腔一后进入蒸发器水路进口,从蒸发器水路出口出来的低温源水从第二下进口107 进入下腔二,从第一下出口106流出多通换向阀后回到源水,变为常温源水,完成源水流路循环。常温负载水(连接空调末端)从第二上进口103进入多通换向阀上腔二,从第一上出口102流出上腔二后进入冷凝器水路进口,从冷凝器水路出口出来的高温负载水从第一下进口105进入下腔一,从第二下出口 108流出多通换向阀后回到负载水,负载水经过空调末端换热后变为常温负载水,完成负载水流路循环。

(2)实施例2

实施例2如图6-7所示,优选地,

所述热泵机组为空气源热泵机组,且所述第一载冷源5为室内回风,所述第二载冷源7为室外新风,且所述多通换向阀9上的所述第一上进口101为第一上进风口,所述第一上出口102为第一上出风口,所述第二上进口103为第二上进风口,所述第二上出口104为第二上出风口;所述多通换向阀9上的所述第一下进口105为第一下进风口,所述第一下出口106为第一下出风口,所述第二下进口107为第二下进风口,所述第二下出口108为第二下出风口。

这是本实用新型的热泵机组的优选第一种结构形式,即为空气源热泵机组,所述第一载冷源5为室内回风,所述第二载冷源7为室外新风,能够通过室内回风和室外新风中吸收热量或冷量,并将其用来加热室内新风或降温室内新风、或将室外新风经换热后吹到室内,以获取供人们需要的温度的空气。

优选地,

当室内制冷时,所述阀片92旋转至第一状态位置,所述第一上进风口与所述室外新风相连,所述多通换向阀9中所述第一上进风口与所述第一上出风口连通,且所述第一上出风口与所述蒸发器3的进口相连,所述第一下进风口与所述蒸发器3的出口相连,所述多通换向阀9中所述第一下进风口与所述第一下出风口连通,所述第一下出风口与室内送风口相连;

同时还有,所述第二上进风口与所述室内回风相连,所述多通换向阀9中所述第二上进风口与所述第二上出风口连通,所述第二上出风口与所述冷凝器 2的进口相连,所述第二下进风口与所述冷凝器2的出口相连,所述多通换向阀9中所述第二下进风口与所述第二下出风口连通,所述第二下出风口与室外排风口相连。

优选地,

当室内制热时,所述阀片92旋转至第二状态位置,所述第一上进风口与所述室外新风相连,所述多通换向阀9中所述第一上进风口与所述第二上出风口连通,所述第二上出风口与所述冷凝器2的进口相连,所述第二下进风口与所述冷凝器2的出口相连,所述多通换向阀9中所述第二下进风口与所述第一下出风口连通,所述第一下出风口与室内送风口相连;

同时还有,所述第二上进风口与所述室内回风相连,所述多通换向阀9中所述第二上进风口与所述第一上出风口连通,所述第一上出风口与所述蒸发器 3的进口相连,所述第一下进风口与所述蒸发器3的出口相连,所述多通换向阀9中所述第一下进风口与所述第二下出风口连通,所述第二下出风口与室外排风口相连。优选地,所述阀片的所述第一状态位置与所述第二状态位置之间相差90°旋转角。

图6和图7是本实用新型的阀片旋转式多通换向阀分别处于阀片第一状态和第二状态时,基于翅片涂层式固体吸附除湿换热器的新风空调系统运行示意图。该系统制冷剂循环流路包括一个压缩机、一个制冷剂四通换向阀、一个电子膨胀阀、第一除湿换热器(即冷凝器2)和第二除湿换热器(即蒸发器32)。第一除湿换热器和第二除湿换热器的翅片表面均布有固体除湿涂层,当除湿涂层内水蒸气分压力小于流经气体的水蒸气分压力时,除湿涂层吸附气流中的水分,达到干燥气流的作用;当除湿涂层内水蒸气分压力大于流经气体的水蒸气分压力时,除湿涂层往气流中的释放水分,对气流起加湿作用,除湿涂层本身实现再生。如图6和图7所示,与常规热泵循环相同,当制冷剂四通换向阀处于制冷模式(D-C连通且S-E连通)除湿换热器作为冷凝器,除湿换热器用作蒸发器;当制冷剂四通换向阀处于制热模式(D-E连通且S-C连通)第一除湿换热器作为蒸发器,第二除湿换热器用作冷凝器。除湿换热器作为蒸发器时,可对流经其表面的气流进行降温降湿;除湿换热器作为冷凝器时,可对流经其表面的气流进行加热加湿。该系统的优点是可以实现温湿度独立处理,无需冷凝除湿过程,提高蒸发温度,提高系统能效,且制热季节可以实现无水加湿功能。

该系统为了实现除湿换热器翅片涂层固体吸附除湿材料的再生,需要在制冷季节让四通换向阀处于制热模式,在制热季节让四通换向阀处于制冷模式。制冷季节且制冷剂四通换向阀处于制冷模式(D-C连通且S-E连通),和制热季节且制冷剂四通换向阀处于制热模式(D-E连通且S-C连通),多通换向阀处于阀片第一状态,新风分别实现制冷除湿和制热加湿功能。制冷季节且制冷剂四通换向阀处于制冷模式(D-E连通且S-C连通),和制热季节且制冷剂四通换向阀处于制热模式(D-C连通且S-E连通),多通换向阀处于阀片第二状态,新风分别实现制冷除湿和制热加湿功能。这样即使制冷剂四通换向阀切换第一除湿换热器和第二除湿换热器的功能,仍能保证制冷季节持续输出降温除湿后的新风和制热季节持续输出升温加湿后的新风。

如图6所示和图7所示,新风(送风)和回风(排风)两个空气流路,包括一个室内回风口、一个室外新风入口、一个多通换向阀、一个室内送风口、一个室外排风口。此外,每个空气流路均需配置一台风机,以驱动空气在流路内流动,因风机配置在流路的不同位置均可实现相同功能,因此图6和图7没有将风机标识出来。

优选地,

所述冷凝器2和/或所述蒸发器3包括除湿涂层,当所述除湿涂层内水蒸气分压力小于流经气体的水蒸气分压力时,除湿涂层吸附气流中的水分,达到干燥气流的作用;当除湿涂层内水蒸气分压力大于流经气体的水蒸气分压力时,除湿涂层往气流中释放水分,对气流起加湿作用,除湿涂层本身实现再生。

优选地,

所述冷凝器2和所述蒸发器3均具有翅片,且在所述冷凝器2和所述蒸发器3的翅片表面均设置有所述固体除湿涂层。

本实用新型使用一种阀片旋转式多通换向阀,替换原有的8个风阀,实现基于翅片涂层式固体吸附除湿换热器的新风空调系统的新风(送风)和回风(排风)在除湿蒸发器和除湿冷凝器间的切换,可实现系统新风制冷除湿、制热加湿等功能,提高送风舒适性。

下面将对这两种风阀状态的系统运行情况做详细说明。

多通换向阀处于阀片第一状态

如图6所示,在系统制冷剂四通换向阀处于制冷季节的制冷模式和制热季节的制热模式时,多通换向阀处于阀片状态1,室内送风口分别送冷风和热风,系统具体运行情况如下:

制冷季节的制冷模式

制冷剂循环流路上,制冷剂四通换向阀D-C连通且S-E连通,第一除湿换热器作为冷凝器,第二除湿换热器用作蒸发器。压缩机排气口的高压高温气体经四通换向阀D-C后进入第一除湿换热器(冷凝器),制冷剂在第一除湿换热器(冷凝器)内释放热量,帮助第一除湿换热器翅片表面除湿涂层释放水分实现再生,制冷剂则被冷凝成高压过冷液体,再进入电子膨胀阀进行节流降压降温。降压降温后的制冷剂以低压气液两相状态进入第二除湿换热器(蒸发器),第二除湿换热器翅片表面除湿涂层因吸附水分而产生吸附热,气液两相制冷剂在第二除湿换热器(蒸发器)内吸收这部分吸附热以及气流中的显热,维持除湿涂层吸附水分能力以及降低气流温度,而低压两相制冷剂则变成低压饱和气态制冷剂,然后经四通换向阀S-E后进入压缩机吸气口,再经压缩机压缩后变成高温高压气体从排气口排出,完成制冷剂流路循环。

空气流路上,室外新风经室外新风入口72进入新风(送风)流路,并经第七端17、第一上进口101进入上腔一,后经第三端13、第一上出口102流经第二除湿换热器(蒸发器),新风被降温降湿。经除湿换热器(蒸发器)降温降湿的新风,已达到送风条件,从多通换向阀第四端14、第一下进口105 进入下腔一,并从第八端18、第一下出口106出来后被送到室内送风口,为室内引入低温低湿的新风,实现了制冷除湿功能。

室内回风经室内回风口52进入回风(排风)流路,经第五端15、第二上进口103进入上腔二,并从第一端11、第二上出口104流出后流经第一除湿换热器(冷凝器),带走第一除湿换热器(冷凝器)翅片表面涂层再生时释放的水分和制冷剂冷凝时释放的热量,帮助第一除湿换热器(冷凝器)降温和其翅片表面固体吸附除湿材料再生,气流自身温度和湿度增大,从第一除湿换热器 (冷凝器)出来的气流经第二端12、第二下进口107进入下腔二,并从第二下出口108、第六端16流出后进入室外排风口73,被排放到室外。

1-2)制热季节的制热模式

制冷剂循环流路上,制冷剂四通换向阀D-E连通且S-C连通,第一除湿换热器作为蒸发器,对流经其表面的气流起到降温除湿功能;第二除湿换热器用作冷凝器,对流经其表面的气流起到加热加湿功能。

空气流路上,室外新风经室外新风入口72进入新风(送风)流路,并经第七端17、第一上进口101进入上腔一,后经第一上出口102、第一端11流经第一除湿换热器(冷凝器),新风被加热加湿。经第二除湿换热器(冷凝器) 升温加湿的新风,已达到送风条件,从第二端12、多通换向阀第一下进口105 进入下腔一,并从第一下出口106出来后被送到室内送风口53,为室内引入高温中湿的新风,实现了制热和无水加湿功能。

室内回风经室内回风口52进入回风(排风)流路,经第五端15、第二上进口103进入上腔二,并从第二上出口104流出后流经第一除湿换热器(蒸发器),回风被降温降湿。从第一除湿换热器(蒸发器)出来的气流经第四端14、第二下进口107进入下腔二,并从第二下出口108流出后进入室外排风口73,被排放到室外。

多通换向阀处于阀片第二状态

如图7所示,在系统制冷剂四通换向阀处于制冷季节的制热模式和制热季节的制冷模式时,多通换向阀处于阀片第二状态,室内送风口分别送冷风和热风,系统具体运行情况如下:

制冷季节的制热模式

该模式下,制冷剂四通换向阀D-E连通且S-C连通,第一除湿换热器作为蒸发器,对气流起到降温除湿功能;第二除湿换热器用作冷凝器,对气流起到加热加湿功能。

空气流路上,室外新风经室外新风入口72进入新风(送风)流路,并经第七端17、第一上进口101进入上腔一,后经第二上出口104、第一端11流经第一除湿换热器(蒸发器),新风被降温和除湿。经第一除湿换热器(蒸发器)降温除湿的新风,已达到送风条件,从第二端12、多通换向阀第二下进口 107进入下腔二,并从第一下出口106、第八端18出来后被送到室内送风口53,为室内引入低温低湿的新风,实现制冷除湿功能。

室内回风经室内回风口52进入回风(排风)流路,经第五端15、第二上进口103进入上腔二,并从第一上出口102流出后流经第二除湿换热器(冷凝器),回风被加热加湿。从第二除湿换热器(冷凝器)出来的回风经下第四端 14、第一下进口105进入下腔一,并从第二下出口108、第六端16流出后进入室外排风口73,被排放到室外。

2-2)制热季节的制冷状态

该模式下,制冷剂四通换向阀D-C连通且S-E连通,第一除湿换热器作为冷凝器,对气流起到加热加湿功能;第二除湿换热器用作蒸发器,对气流起到降温除湿功能。

室外新风经室外新风入口72进入新风(送风)流路,并经第七端17、第一上进口101进入上腔一,后经第二上出口104、第三端13流经第二除湿换热器(冷凝器),新风被加热加湿。经第二除湿换热器(冷凝器)加热加湿的新风,已达到送风条件,从第四端14、多通换向阀第二下进口107进入下腔二,并从第一下出口106、第八端18出来后被送到室内送风口53,为室内引入高温中湿的新风,实现制热和无水加湿功能。

室内回风经室内回风口52进入回风(排风)流路,经第五端15、第二上进口103进入上腔二,并从第一上出口102、第一端11流出后流经第一除湿换热器(蒸发器),回风被降温降湿。从第一除湿换热器(蒸发器)出来的回风经第二端12、第一下进口105进入下腔一,并从第二下出口108、第六端16 流出后进入室外排风口73,被排放到室外。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

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