[发明专利]热力膨胀阀和具有该热力膨胀阀的热泵系统

说明书

本发明提供一种热力膨胀阀和具有该热力膨胀阀的热泵系统。热力膨胀阀包括：阀体，包括动力头、进口端、出口端、第一阀腔、第二阀腔和传动孔，第一阀腔和传动孔均位于动力头和第二阀腔之间、彼此隔离地设置在阀体内部，传动孔位于第一阀腔外侧，进口端与第一阀腔连通，出口端与第二阀腔连通，出口端与第一阀腔通过单向阀口连通，第一阀腔与第二阀腔通过节流阀口连通；主阀芯，设置于第二阀腔内并与动力头驱动连接，主阀芯的阀头与节流阀口配合；传动杆，与传动孔滑动配合实现主阀芯与动力头驱动连接；单向阀芯，设置于第一阀腔内，单向阀芯的阀头与单向阀口配合。本发明在不增加阀体的体积的情况下设置旁通结构，使热力膨胀阀的结构更加合理。

技术领域

本发明涉及空气调节设备领域，更具体地，涉及一种热力膨胀阀和具有该热力膨胀阀的热泵系统。

背景技术

热泵系统在夏天时能够制冷，冬天时能够制热，靠的是四通换向阀的换向来切换制冷剂的流向，而节流降压用的是热力膨胀阀，使用单一热力膨胀阀来节流降压就会出现制冷时可以自动调节制冷剂流量，制热时阀会切断制冷剂回路。所以在最初开始时，为了防止热力膨胀阀切断制冷回路，在系统管路中加装一个单向阀与热力膨胀阀并联。经过不断的改进，目前出现了把单向阀设计到热力膨胀阀阀体内部的内置单向阀的热力膨胀阀。内置单向阀的热力膨胀阀在阀口的一侧设计加装一旁通道，通道内为一密封垫或一密封块。当制冷时，正向的高压冷凝压力把钢球或密封块推向旁通孔关死阀口，靠阀芯的动作来调节流量；制热时，反向的高压冷凝压力把单向阀口处的钢球或密封块顶开，从而打开制冷剂通道。减少了泄漏点，也降低了成本。

图1是现有技术中采用内置单向阀的热力膨胀阀的热泵系统制冷时的流程示意图。图2是图1所示的热泵系统制热时的流程示意图。如图1和图2所示，在热泵系统中，压缩机10’的进口和出口分别与四通换向阀20’的第一端口和第二端口连通；室内机30’的第一端与四通换向阀20’的第三端口连通，室内机的第二端通过两个内置单向阀的热力膨胀阀50’和室外机40’的第一端连通，室外机40’的第二端与四通换向阀20’的第四端口连通。

如图1所示，在制冷状态下，四通换向阀20’的第一端口和第三端口连通，而第二端口和第四端口连通。从压缩机10’流出的制冷剂先后流经四通换向阀20’、室外机40’、内置单向阀的热力膨胀阀50’、室内机30’、四通换向阀20’回到压缩机10’形成制冷循环。

如图2所示，在制热状态下，四通换向阀20’的第一端口和第四端口连通，而第二端口和第三端口连通。从压缩机10’流出的制冷剂先后流经四通换向阀20’、室内机30’、内置单向阀的热力膨胀阀50’、室外机40’、四通换向阀20’回到压缩机10’形成制热循环。

图3是现有技术的内置单向阀的热力膨胀阀处于制冷状态下的剖视结构示意图。图4是图3所示的内置单向阀的热力膨胀阀处于制热状态下的剖视结构示意图。在图3和图4中，1’是热力膨胀阀进口端、2’是热力膨胀阀与阀口并联的旁通流道、3’是旁通流道中设置的阀口、4’是开闭旁通流道阀门的阀芯、5’是旁通导向密封塞、6’是密封圈、7’是热力膨胀阀自动调节制冷剂流量的阀芯、8’是热力膨胀阀与旁通流道并联的调节制冷剂流量的阀口、9’是膨胀阀调节内腔。

如图3所示，当制冷系统工作在制冷状态时，常温高压的制冷剂从热力膨胀阀进口端1’流入阀内，流向阀口8’及旁通流道2’，由于旁通流道阀口3’截面积前大后小，在制冷剂高压的作用下，阀芯4’自动将阀口3’关闭，常温高压制冷剂全部从阀口8’流出，节流降压后变成常温低压的制冷剂通过调节内腔9’流出阀出口端，相当于一般的热力膨胀阀的流量调节作用。

如图4所示，当系统工作在制热状态时，高温高压的制冷剂一方面从热力膨胀阀调节内腔9’处的出口端进入阀内，在制冷剂高压的作用下，对旁通阀门的阀芯4’产生作用力，促使阀芯4’向左运动，从而打开旁通阀门，制冷剂从阀门3’流入旁通道2’再流入阀进口端1’最后流出阀体，从而保证制冷剂流道畅通。其中，阀芯7’不管是趋于关闭还是打开，节流口截面积远远小于旁通截面积，可以忽略。