[發(fā)明專利]經(jīng)由四通換向閥的熱氣旁通

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580030216.1
• 申請日: 2005-08-31
• 公開（公告）號: CN101084401A
• 公開（公告）日: 2007-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·利夫森;M·F·塔拉斯
• 申請（專利權(quán)）人: 開利公司
• 主分類號: F25B13/00
• 分類號: F25B13/00;F25B7/00;F25B41/00;F25B49/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曹若;劉華聯(lián)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可以在冷卻模式和供熱模式下工作的熱泵，在該熱泵中使用四通閥以便在冷卻模式和供熱模式之間進(jìn)行切換并提供旁通或卸載器的功能。

背景技術(shù)

制冷劑系統(tǒng)用于控制各種需進(jìn)行調(diào)節(jié)的室內(nèi)環(huán)境中的空氣的溫度和濕度。在以冷卻模式運(yùn)行的典型的制冷劑系統(tǒng)中，制冷劑在壓縮機(jī)中被壓縮并輸送到冷凝器(或者是在這種情況下輸送到室外熱交換器)。在冷凝器中，在外界環(huán)境空氣與制冷劑之間進(jìn)行熱交換。制冷劑從冷凝器輸送到膨脹裝置，在該膨脹裝置處制冷劑膨脹到低壓和低溫，并隨后流向蒸發(fā)器(或者是在這種情況下輸送到室內(nèi)熱交換器)。在蒸發(fā)器中，在制冷劑與室內(nèi)空氣之間進(jìn)行熱交換，以便對室內(nèi)空氣進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)制冷劑系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，蒸發(fā)器冷卻供應(yīng)到室內(nèi)環(huán)境中的空氣。

對于制冷劑系統(tǒng)的上述描述針對于以冷卻模式運(yùn)行。在供熱模式中，流經(jīng)該系統(tǒng)中的制冷劑基本上反向。室內(nèi)熱交換器變?yōu)槔淠鞑⑾蛐柽M(jìn)行調(diào)節(jié)的環(huán)境釋放熱量(在這種情況下對該環(huán)境進(jìn)行供熱)，并且室外熱交換器用作蒸發(fā)器并與室外相對較冷的空氣進(jìn)行熱交換。熱泵是通常所說的制冷劑逆向流經(jīng)制冷劑循環(huán)的系統(tǒng)，從而在供熱和冷卻模式下均可運(yùn)行。這通常是借助在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中設(shè)置四通換向閥(或等效裝置)來實(shí)現(xiàn)的，該閥位于壓縮機(jī)排氣端口的下游。當(dāng)該系統(tǒng)處于冷卻運(yùn)行或供熱運(yùn)行時(shí)，該四通換向閥分別選擇性地引導(dǎo)制冷劑流經(jīng)室內(nèi)或室外熱交換器。此外，如果膨脹裝置不能處理該逆向流動，可采用一對膨脹裝置來代替，每一膨脹裝置帶有一止回閥。

在制冷劑循環(huán)例如熱泵中控制輸出量(capacity)的另一方面是選擇性地降低輸出量的能力。所謂的“卸載器”閥或旁通閥用于使得被壓縮的制冷劑的至少一部分從壓縮機(jī)排氣口旁通返回壓縮機(jī)吸氣口。在本申請中術(shù)語“旁通”和“卸載”是含義相同的。

盡管旁通閥是重要的并且是廣泛應(yīng)用的輸出量控制部件，但是旁通閥需要包括單獨(dú)的閥和相關(guān)管路。所希望的是，省去單獨(dú)的閥和相關(guān)管路。

發(fā)明內(nèi)容

在本發(fā)明的所述實(shí)施例中，四通換向閥選擇性地控制制冷劑在冷卻模式下從壓縮機(jī)排氣口流向室外熱交換器或在供熱模式下從從壓縮機(jī)排氣口流向室內(nèi)熱交換器的流動。如上所述，在任一模式下制冷劑流經(jīng)整個(gè)循環(huán)，并返回壓縮機(jī)。返回壓縮機(jī)的該流動也流經(jīng)該四通閥。

本發(fā)明對于已知的基本熱泵流程進(jìn)行變型以便采用相同的四通閥選擇性地使得制冷劑從壓縮機(jī)排氣口旁通返回到吸氣口。在一個(gè)所述實(shí)施例中，四通閥包括帶有特別構(gòu)造成的柱塞的單個(gè)腔，以便選擇性地使得室內(nèi)或室外熱交換器連通到壓縮機(jī)的吸氣管路或排氣管路。通過使得柱塞元件選擇性地相對于四個(gè)通道進(jìn)行定位，使得來自壓縮機(jī)排氣口的制冷劑的至少一部分返回到壓縮機(jī)吸氣口。以這種方式，在不需要單獨(dú)的旁通閥的情況下即可使得旁通功能。

附圖說明

參照以下的描述和附圖，可更好地理解本發(fā)明的這些和其它的特征，在附圖中：

圖1是依據(jù)本發(fā)明的熱泵的示意圖；

圖2A是處于冷卻模式的四通閥；

圖2B是圖2A所示的處于供熱模式的四通閥；

圖3A是處于冷卻模式的四通閥，還進(jìn)行卸載；和????

圖3B是處于供熱模式的四通閥，還進(jìn)行卸載。

具體實(shí)施方式

圖1示出了熱泵式的制冷劑系統(tǒng)20，其設(shè)置有壓縮機(jī)22，該壓縮機(jī)具有將壓縮后的制冷劑供應(yīng)到四通閥26的排氣管路23。四通閥26選擇性地使得來自排氣管路23的制冷劑在冷卻模式時(shí)與室外熱交換器24連通，在供熱模式時(shí)與室內(nèi)熱交換器30連通。用于四通閥26的控制裝置在操作中按需要來定位四通閥26的柱塞32。在任一情況下，制冷劑從首次流經(jīng)熱交換器流向主膨脹裝置28。該制冷劑從主膨脹裝置流經(jīng)第二熱交換器并返回到四通閥26。該四通閥26引導(dǎo)制冷劑進(jìn)入通向返回壓縮機(jī)22的吸氣管路31。

這對于熱泵系統(tǒng)而言是是非常簡單的流程。應(yīng)當(dāng)理解，明顯更復(fù)雜的系統(tǒng)也是可行的，并且可設(shè)置有再熱回路、經(jīng)濟(jì)器回路、旁通繞過室外熱交換器24的旁通裝置，等等。還應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的啟示可應(yīng)用于這些熱泵系統(tǒng)中的任何一種系統(tǒng)中。

圖2A示出了當(dāng)熱泵20以冷卻模式運(yùn)行時(shí)四通閥26的細(xì)節(jié)。控制裝置34使得閥柱塞元件32在閥腔33內(nèi)移動。如圖所示，在閥柱塞元件32中的凹槽36定位成便于使得排氣管路23可選擇性地與通向室外熱交換器24的管路連通。同時(shí)，凹槽36引導(dǎo)來自熱交換器30的制冷劑通向吸氣管路31。當(dāng)熱泵的閥26如圖2A所示地定位時(shí)，熱泵20以冷卻模式運(yùn)行。