[發明專利]熱力膨脹閥和具有該熱力膨脹閥的熱泵系統

有效

• 申請號: 201410377942.1
• 申請日: 2014-08-01
• 公開（公告）號: CN105466088B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 呂剛明;陳雨忠;劉長青
• 申請（專利權）人: 浙江三花制冷集團有限公司
• 主分類號: F25B41/06
• 分類號: F25B41/06
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 艾春慧;吳貴明

本發明提供一種熱力膨脹閥和具有該熱力膨脹閥的熱泵系統。熱力膨脹閥包括：閥體，包括動力頭、進口端、出口端、第一閥腔、第二閥腔和傳動孔，第一閥腔和傳動孔均位于動力頭和第二閥腔之間、彼此隔離地設置在閥體內部，傳動孔位于第一閥腔外側，進口端與第一閥腔連通，出口端與第二閥腔連通，出口端與第一閥腔通過單向閥口連通，第一閥腔與第二閥腔通過節流閥口連通；主閥芯，設置于第二閥腔內并與動力頭驅動連接，主閥芯的閥頭與節流閥口配合；傳動桿，與傳動孔滑動配合實現主閥芯與動力頭驅動連接；單向閥芯，設置于第一閥腔內，單向閥芯的閥頭與單向閥口配合。本發明在不增加閥體的體積的情況下設置旁通結構，使熱力膨脹閥的結構更加合理。

技術領域

本發明涉及空氣調節設備領域，更具體地，涉及一種熱力膨脹閥和具有該熱力膨脹閥的熱泵系統。

背景技術

熱泵系統在夏天時能夠制冷，冬天時能夠制熱，靠的是四通換向閥的換向來切換制冷劑的流向，而節流降壓用的是熱力膨脹閥，使用單一熱力膨脹閥來節流降壓就會出現制冷時可以自動調節制冷劑流量，制熱時閥會切斷制冷劑回路。所以在最初開始時，為了防止熱力膨脹閥切斷制冷回路，在系統管路中加裝一個單向閥與熱力膨脹閥并聯。經過不斷的改進，目前出現了把單向閥設計到熱力膨脹閥閥體內部的內置單向閥的熱力膨脹閥。內置單向閥的熱力膨脹閥在閥口的一側設計加裝一旁通道，通道內為一密封墊或一密封塊。當制冷時，正向的高壓冷凝壓力把鋼球或密封塊推向旁通孔關死閥口，靠閥芯的動作來調節流量；制熱時，反向的高壓冷凝壓力把單向閥口處的鋼球或密封塊頂開，從而打開制冷劑通道。減少了泄漏點，也降低了成本。

圖1是現有技術中采用內置單向閥的熱力膨脹閥的熱泵系統制冷時的流程示意圖。圖2是圖1所示的熱泵系統制熱時的流程示意圖。如圖1和圖2所示，在熱泵系統中，壓縮機10’的進口和出口分別與四通換向閥20’的第一端口和第二端口連通；室內機30’的第一端與四通換向閥20’的第三端口連通，室內機的第二端通過兩個內置單向閥的熱力膨脹閥50’和室外機40’的第一端連通，室外機40’的第二端與四通換向閥20’的第四端口連通。

如圖1所示，在制冷狀態下，四通換向閥20’的第一端口和第三端口連通，而第二端口和第四端口連通。從壓縮機10’流出的制冷劑先后流經四通換向閥20’、室外機40’、內置單向閥的熱力膨脹閥50’、室內機30’、四通換向閥20’回到壓縮機10’形成制冷循環。

如圖2所示，在制熱狀態下，四通換向閥20’的第一端口和第四端口連通，而第二端口和第三端口連通。從壓縮機10’流出的制冷劑先后流經四通換向閥20’、室內機30’、內置單向閥的熱力膨脹閥50’、室外機40’、四通換向閥20’回到壓縮機10’形成制熱循環。

圖3是現有技術的內置單向閥的熱力膨脹閥處于制冷狀態下的剖視結構示意圖。圖4是圖3所示的內置單向閥的熱力膨脹閥處于制熱狀態下的剖視結構示意圖。在圖3和圖4中，1’是熱力膨脹閥進口端、2’是熱力膨脹閥與閥口并聯的旁通流道、3’是旁通流道中設置的閥口、4’是開閉旁通流道閥門的閥芯、5’是旁通導向密封塞、6’是密封圈、7’是熱力膨脹閥自動調節制冷劑流量的閥芯、8’是熱力膨脹閥與旁通流道并聯的調節制冷劑流量的閥口、9’是膨脹閥調節內腔。

如圖3所示，當制冷系統工作在制冷狀態時，常溫高壓的制冷劑從熱力膨脹閥進口端1’流入閥內，流向閥口8’及旁通流道2’，由于旁通流道閥口3’截面積前大后小，在制冷劑高壓的作用下，閥芯4’自動將閥口3’關閉，常溫高壓制冷劑全部從閥口8’流出，節流降壓后變成常溫低壓的制冷劑通過調節內腔9’流出閥出口端，相當于一般的熱力膨脹閥的流量調節作用。

如圖4所示，當系統工作在制熱狀態時，高溫高壓的制冷劑一方面從熱力膨脹閥調節內腔9’處的出口端進入閥內，在制冷劑高壓的作用下，對旁通閥門的閥芯4’產生作用力，促使閥芯4’向左運動，從而打開旁通閥門，制冷劑從閥門3’流入旁通道2’再流入閥進口端1’最后流出閥體，從而保證制冷劑流道暢通。其中，閥芯7’不管是趨于關閉還是打開，節流口截面積遠遠小于旁通截面積，可以忽略。