一种节流装置的制作方法

本发明涉及一种用于空气源热泵的节流装置，属于制冷技术领域。

背景技术：

本发明申请人在2014年12月10日获得授权、专利号为201110355046.1的发明专利提出了一种空调制冷设备，其系统组成如图4所示，该专利在实际应用时，可以作为一种能实现从室外空气中吸热，并连续供热化霜的空气源热泵。如图4所示，该空气源热泵至少有第一室外换热器4、第二室外换热器5两组室外换热器；当第一室外换热器4需化霜时，第一四通阀70切换；而第二四通阀80不切换，第二室外换热器5仍然正常工作，从室外空气中吸取热量，所吸取的热量一部份供给第一室外换热器4化霜，另一部份可通过加热器3继续供热。

同理，当第二室外换热器5需化霜时，第二四通阀80切换；而第一四通阀70不切换，第一室外换热器4仍然正常工作，从室外空气中吸取热量，所吸取的热量一部份供给第二室外换热器5化霜，另一部份可通过加热器3继续供热.

在工作过程中，加热器3一直处于冷凝压力下，没有冻结的风险；但这种系统与常规空气源热泵相比(如图5所示)，有第一室外换热器4、第二室外换热器5两组室外换热器，且第一室外换热器4、第二室外换热器5分别配有第一电子膨胀阀7、第二电子膨胀阀8两个电子膨胀阀；工作过程中，通过第一电子膨胀阀7、第二电子膨胀阀8来分别调控通过第一室外换热器4、第二室外换热器5的制冷剂流量，因为在调控过程中，两个电子膨胀阀会相互影响，因此，与图5所示的常规系统相比，控制器的调控要求会更复杂，机组达到稳定运行状态的时间会更长，特别是在机组化霜后，恢复正常运行时。

技术实现要素：

本发明的目的是针对一种能实现从室外空气中吸热，并可连续供热化霜的空气源热泵，提供了一种在运行过程中，用一个节流机构就能实现制热、制冷、室外换热器交替化霜等多种功能的节流工作，且结构简单的节流装置。

为了克服上述技术存在的问题，本发明解决技术问题的技术方案是：

一种节流装置，包括第一旁流管(56)、第二旁流管(57)、节流机构(6)、第一单向阀(23)、第二单向阀(24)、第三单向阀(25)、第四单向阀(26)，其特征是：该节流装置还包括第三旁流管(55)、第五单向阀(28)、常开电磁阀(7)；

所述第一单向阀(23)出口端与第一旁流管(56)相连，所述第一单向阀(23)入口端依次通过第五十八管道(58)、第二单向阀(24)入口端、第二单向阀(24)出口端与第二旁流管(57)相连；

所述第三单向阀(25)入口端与第二旁流管(57)相连，所述第三单向阀(25)出口端依次通过第四单向阀(26)出口端、第四单向阀(26)入口端与第一旁流管(56)相连；

所述节流机构(6)出口端与第五十八管道(58)相连，所述节流机构(6)入口端与所述第三单向阀(25)出口端和第四单向阀(26)出口端之间的管道相连；

所述常开电磁阀(7)一端与所述第三旁流管(55)相连，所述常开电磁阀(7)另一端通过第五十四管道(54)与所述第三单向阀(25)出口端和第四单向阀(26)出口端之间的管道相连；

所述第五单向阀(28)入口端与第五十八管道(58)相连，所述第五单向阀(28)出口端与所述第三旁流管(55)相连。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：

1.运行时，根据需要，用一个节流机构就能实现制热、制冷、室外换热器交替化霜等多种功能的节流工作；

2.工作更稳定、可靠；

3.结构简单，成本低廉；

4.本发明适用于工业和民用的空气源热泵，特别适用于低温环境的场合。

附图说明

图1是本发明节流装置结构示意图；

图2是本发明实施例1结构示意图；

图3是本发明实施例2至5结构示意图；

图4是现有技术结构示意图；

图5是现有技术结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明内容作进一步详细说明。

实施例1

如图1所示是本发明节流装置结构示意图，整个节流装置包括以下组成部分：第一旁流管56、第二旁流管57、节流机构6、第一单向阀23、第二单向阀24、第三单向阀25、第四单向阀26，还包括第三旁流管55、第五单向阀28、常开电磁阀7。

各组成部分的连接关系如下：第一单向阀23出口端与第一旁流管56相连，第一单向阀23入口端依次通过第五十八管道58、第二单向阀24入口端、第二单向阀24出口端与第二旁流管57相连；第三单向阀25入口端与第二旁流管57相连，第三单向阀25出口端依次通过第四单向阀26出口端、第四单向阀26入口端与第一旁流管56相连；节流机构6出口端与第五十八管道58相连，节流机构6入口端与第三单向阀25出口端和第四单向阀26出口端之间的管道相连；常开电磁阀7一端与第三旁流管55相连，常开电磁阀7另一端通过第五十四管道54与第三单向阀25出口端和第四单向阀26出口端之间的管道相连；第五单向阀28入口端与第五十八管道58相连，第五单向阀28出口端与第三旁流管55相连。

如图2所示是一种使用了图1所示节流装置，能实现从室外空气中吸热，并能连续供热化霜的空气源热泵，用于有供暖和制冷需求的场合。

整个设备包括以下组成部分：压缩机构1、第一四通阀70、第二四通阀80、第一室外换热器4、第二室外换热器5、用户换热器3、第七单向阀21、第八单向阀22、节流装置100。

该空气源热泵在运行过程中，可以实现供暖、从室外空气吸热交替化霜和制冷功能。

各功能下的工作流程分别如下所述。

(1)供暖功能

正常工作时，第一室外换热器4、第二室外换热器5都是热源侧换热器，作为蒸发器，从环境中吸收热量；用户侧换热器3作为冷凝器，为用户供暖。

节流机构6正常工作，用于节流，通常采用电子膨胀阀。常开电磁阀7开启，常闭电磁阀8关闭。

工作时，第一四通阀70高压节点71与第一四通阀70第一换向节点72相通，第一四通阀70第二换向节点74与第一四通阀70低压节点73相通。第二四通阀80高压节点81与第二四通阀80第一换向节点82相通，第二四通阀80第二换向节点84与第二四通阀80低压节点83相通。

其工作流程是：制冷剂从压缩机构1出口端排出后，进入第六十管道60被分成两路；第一路依次经过第六十管道60、第一四通阀70高压节点71、第一四通阀70第一换向节点72、第八单向阀22入口端、第八单向阀22出口端，进入第五十一管道51；

第二路依次经过第六十管道60、第五十九管道59、第二四通阀80高压节点81、第二四通阀80第一换向节点82、第七单向阀21入口端、第七单向阀21出口端，也进入第五十一管道51；

两路在第五十一管道51混合后，进入用户换热器3为用户供暖，在其中制冷剂气体放出热量后变成液体，制冷剂液体从用户换热器3出来后，再依次通过第三旁流管55、常开电磁阀7、第五十四管道54、节流机构6入口端，进入节流机构6被节流，节流之后的制冷剂从节流机构6出口端出来后，进入第五十八管道58后被分成两路；

第一路依次经过第二单向阀24入口端、第二单向阀24出口端、第二旁流管57、第二室外换热器5、第六十七管道67、第二四通阀80第二换向节点84、第二四通阀80低压节点83，进入第六十五管道65；

第二路依次经过第一单向阀23入口端、第一单向阀23出口端、第一旁流管56、第一室外换热器4、第六十四管道64、第一四通阀70第二换向节点74、第一四通阀70低压节点73，也进入第六十五管道65；两路在第六十五管道65混合后，回到压缩机构1入口端，进入压缩机构1被再次压缩，完成一次循环。

(2)从室外空气吸热交替化霜功能

在此功能下工作时，常开电磁阀7、常闭电磁阀8都关闭。节流机构6正常工作，用户换热器3不工作。两组室外换热器交替化霜。其工作过程分别如下.

1)第一室外换热器4被化霜时，第二室外换热器5正常工作，从室外空气中吸热

此时，第二四通阀80不动作，仍维持供暖功能时的状态；

第一四通阀70切换，其四个节点间的连通关系如下：第一四通阀70高压节点71与第一四通阀70第二换向节点74相通，第一四通阀70第一换向节点72与第一四通阀70低压节点73相通.

其工作流程是：制冷剂从压缩机构1出口端排出后，依次经过第六十管道60、第一四通阀70高压节点71、第一四通阀70第二换向节点74、第六十四管道64、第一室外换热器4、第一旁流管56、第四单向阀26入口端、第四单向阀26出口端、节流机构6入口端、节流机构6出口端、第五十八管道58、第二单向阀24入口端、第二单向阀24出口端、第二旁流管57、第二室外换热器5、第六十七管道67、第二四通阀80第二换向节点84、第二四通阀80低压节点83，进入第六十五管道65；再回到压缩机构1入口端，进入压缩机构1被再次压缩，完成一次循环。

2)第二室外换热器5被化霜时，第一室外换热器4正常工作，从室外空气中吸热

此时，第一四通阀70不动作，仍维持供暖功能时的状态；

第二四通阀80切换，其四个节点间的连通关系如下：第二四通阀80高压节点81与第二四通阀80第二换向节点84相通，第二四通阀80第一换向节点82与第二四通阀80低压节点83相通。

其工作流程是：制冷剂从压缩机构1出口端排出后，依次经过第六十管道60、第五十九管道59、第二四通阀80高压节点81、第二四通阀80第二换向节点84、第六十七管道67、第二室外换热器5、第二旁流管57、第三单向阀25入口端、第三单向阀25出口端、节流机构6入口端、节流机构6出口端、第五十八管道58、第一单向阀23入口端、第一单向阀23出口端、第一旁流管56、第一室外换热器4、第六十四管道64、第一四通阀70第二换向节点74、第一四通阀70低压节点73，进入第六十五管道65；再回到压缩机构1入口端，进入压缩机构1被再次压缩，完成一次循环。

(3)制冷功能

正常工作时，第一室外换热器4、第二室外换热器5都是热源侧换热器，作为冷凝器，向环境中散发制冷产生的冷凝热；用户侧换热器3作为蒸发器，为用户制冷。

节流机构6正常工作，用于节流。常开电磁阀7关闭，常闭电磁阀8开启。

工作时，第一四通阀70高压节点71与第一四通阀70第二换向节点74相通，第一四通阀70第一换向节点72与第一四通阀70低压节点73相通。第二四通阀80高压节点81与第二四通阀80第二换向节点84相通，第二四通阀80第一换向节点82与第二四通阀80低压节点83相通。

其工作流程是：制冷剂从压缩机构1出口端排出后，进入第六十管道60被分成两路；第一路依次经过第六十管道60、第一四通阀70高压节点71、第一四通阀70第二换向节点74、第六十四管道64、第一室外换热器4、第一旁流管56、第四单向阀26入口端、第四单向阀26出口端，进入节流机构6入口端管道；

第二路依次经过第六十管道60、第五十九管道59、第二四通阀80高压节点81、第二四通阀80第二换向节点84、第六十七管道67、第二室外换热器5、第二旁流管57、第三单向阀25入口端、第三单向阀25出口端，也进入节流机构6入口端管道；两路在节流机构6入口端管道混合后，再进入节流机构6被节流成低温低压气液两相混合物，其从节流机构6出口端管道出来后，依次经过第五十八管道58、第五单向阀28入口端、第五单向阀28出口端、第三旁流管55、用户换热器3、第五十一管道51、常闭电磁阀8、第二四通阀80第一换向节点82、第二四通阀80低压节点83、第六十五管道65，回到压缩机构1入口端，进入压缩机构1被再次压缩，完成一次循环。

实施例2

通过在图1所示方案中增加一个第六单向阀29可以对图1所示的节流装置作进一步改进；如图3所示，第六单向阀29在系统中的连接关系如下：第六单向阀29入口端通过常开电磁阀7与第三旁流管55相连，第六单向阀29出口端与第五十四管道54相连。

增加第六单向阀29的好处是：图2所示方案当在制冷功能下工作时，常开电磁阀7可以不工作，即不通电，仍然保持开启状态；故可以改善常开电磁阀7的工作环境，避免在制冷功能下运行时，其长时间通电。

增加第六单向阀29后，常开电磁阀7仅仅在冬季第一室外换热器4、第二室外换热器5交替化霜时，才短时间通电，而在制冷和制热功能下工作时，都不通电，不工作，故可以降低常开电磁阀7的故障率，提高其使用寿命。

实施例2所述方案适应于本发明所有实施例的所有方案。

实施例3

通过在图1所示方案中增加一根旁流毛细管可以对图1所示的节流装置作进一步改进；旁流毛细管在系统中的连接关系如下：旁流毛细管一端与常开电磁阀7一端相连，旁流毛细管另一端与常开电磁阀7另一端相连。

增加旁流毛细管的好处是：在从室外空气吸热交替化霜功能下工作时，可以实现连续供热化霜。实际应用时，通过合理的选择毛细管长度，通径，可以对交替化霜的时间进行控制，即可以调配用于化霜的热量和同时供热的量；毛细管长度一般通过理论计算后，再通过实验验证。

在实施例1图2所示方案中增加旁流毛细管后，其制冷功能和制热功能下的工作流程与实施例1相同，其在室外空气吸热交替化霜功能下的工作流程不同，具体如下。

在室外空气吸热交替化霜功能下工作时，常开电磁阀7、常闭电磁阀8都关闭。节流机构6正常工作；两组室外换热器交替化霜，同时，用户换热器3也工作。其工作过程分别如下。

1)第一室外换热器4被化霜时，第二室外换热器5正常工作，从室外空气中吸热

此时，第二四通阀80不动作，仍维持供暖功能时的状态；

第一四通阀70切换，其四个节点间的连通关系如下：第一四通阀70高压节点71与第一四通阀70第二换向节点74相通，第一四通阀70第一换向节点72与第一四通阀70低压节点73相通。

其工作流程是：制冷剂从压缩机构1出口端排出后，进入第六十管道60被分成两路；第一路依次经过第六十管道60、第一四通阀70高压节点71、第一四通阀70第二换向节点74、第六十四管道64、第一室外换热器4、第一旁流管56、第四单向阀26入口端、第四单向阀26出口端，进入节流机构6入口端管道；

第二路依次经过第六十管道60、第五十九管道59、第二四通阀80高压节点81、第二四通阀80第一换向节点82、第七单向阀21入口端、第七单向阀21出口端、第五十一管道51、用户换热器3、第三旁流管55、旁流毛细管、第五十四管道54，也进入节流机构6入口端管道；与第一路制冷剂在节流机构6入口端管道混合后，再进入节流机构6被节流成低温低压气液两相混合物，其从节流机构6出口端管道出来后，依次经过第五十八管道58、第二单向阀24入口端、第二单向阀24出口端、第二旁流管57、第二室外换热器5、第六十七管道67、第二四通阀80第二换向节点84、第二四通阀80低压节点83，进入第六十五管道65；再回到压缩机构1入口端，进入压缩机构1被再次压缩，完成一次循环。

2)第二室外换热器5被化霜时，第一室外换热器4正常工作，从室外空气中吸热

此时，第一四通阀70不动作，仍维持供暖功能时的状态；

第二四通阀80切换，其四个节点间的连通关系如下：第二四通阀80高压节点81与第二四通阀80第二换向节点84相通，第二四通阀80第一换向节点82与第二四通阀80低压节点83相通。

其工作流程是：制冷剂从压缩机构1出口端排出后，进入第六十管道60被分成两路；第一路依次经过第六十管道60、第一四通阀70高压节点71、第一四通阀70第一换向节点72、第八单向阀22入口端、第八单向阀22出口端、第五十一管道51，进入用户换热器3为用户供暖，在其中制冷剂气体放出热量后变成液体，制冷剂液体从用户换热器3出来后，再依次经过第三旁流管55、旁流毛细管、第五十四管道54，进入节流机构6入口端管道；

第二路依次经过第六十管道60、第五十九管道59、第二四通阀80高压节点81、第二四通阀80第二换向节点84、第六十七管道67、第二室外换热器5、第二旁流管57、第三单向阀25入口端、第三单向阀25出口端，也进入节流机构6入口端管道；

与第一路制冷剂在节流机构6入口端管道混合后，再进入节流机构6被节流成低温低压气液两相混合物，其从节流机构6出口端管道出来后，依次经过第五十八管道58、第一单向阀23入口端、第一单向阀23出口端、第一旁流管56、第一室外换热器4、第六十四管道64、第一四通阀70第二换向节点74、第一四通阀70低压节点73，进入第六十五管道65；再回到压缩机构1入口端，进入压缩机构1被再次压缩，完成一次循环。

实施例3所述方案适应于本发明所有实施例的所有方案。

实施例4

如图3所示，通过在图1所示方案中增加一个贮液器11可以对图1所示的节流装置作进一步改进；贮液器11在系统中的连接关系如下：

贮液器11入口端与第三单向阀25出口端和第四单向阀26出口端之间的管道相连；贮液器11出口端与节流机构6入口端的管道相连。

对于较大的热泵机组，贮液器11的存在可以很好地调配热泵系统运行过程中的制冷剂循环流量。

实施例4所述方案适应于本发明所有实施例的所有方案。

实施例5

如图3所示，通过在图1所示方案中增加一个经济器10可以对图1所示的节流装置作进一步改进；经济器10在系统中的连接关系如下。

1)经济器10高压侧入口端与第三单向阀25出口端和第四单向阀26出口端之间的管道相连；经济器10高压侧出口端与节流机构6入口端的管道相连；辅助节流机构9入口端与经济器10高压侧入口端管道或经济器10高压侧出口端管道相连，辅助节流机构9出口端依次通过经济器10低压侧入口端、经济器10低压侧出口端与压缩机构1的中间补气口相连。

2)当图1所示的节流装置中同时也增加了贮液器11时，经济器10安装在节流机构6入口端与贮液器11出口端之间的管道上；故经济器10在系统中的连接关系如下：

经济器10高压侧入口端与贮液器11出口端相连；经济器10高压侧出口端与节流机构6入口端的管道相连；辅助节流机构9入口端与经济器10高压侧入口端管道或经济器10高压侧出口端管道相连，辅助节流机构9出口端依次通过经济器10低压侧入口端、经济器10低压侧出口端与压缩机构1的中间补气口相连。

在工作过程中，经济器的作用是利用中间压力制冷剂对进入节流机构6的高压液体制冷剂过冷，并实现补气增焓。

对于低环境温度的严寒和寒冷地区而言，使用经济器补气增焓，可以改善热泵的性能。

实施例5所述方案也适应于本发明所有实施例的所有方案。

本发明上述所有实施例的方案中，所述第一单向阀23、第二单向阀24、第三单向阀25、第四单向阀26、第五单向阀28、第六单向阀29、第七单向阀21、第八单向阀22中的任意一个都能够采用电磁阀、具有关断功能的节流机构(例如：电子膨胀阀)或流量调节机构中的任意一种替代。单向阀阀体外壳材质是铜的，黄铜或紫铜。

常开电磁阀7、常闭电磁阀8阀体外壳材质也是铜的，黄铜或紫铜。

本发明上述所有实施例的方案中，节流机构6和辅助节流机构9能够采用以下节流构件中的任意一种：

1)电子膨胀阀，其品牌可以是三花、盾安、日本宫鹭、丹佛斯、卡乐、艾默生等中的任意一种；

2)热力膨胀阀；其品牌也可以是三花、盾安、日本宫鹭、丹佛斯、卡乐、艾默生等中的任意一种；可以采用单向热力膨胀阀；

3)其它的节流构件，或阀组，都可以是单向流动。

经济器可以采用容积式换热器、板式换热器、壳管式换热器或套管式换热器中的任意一种，其材质为铜、铜合金或不锈钢；或钛金属。