一种中央空调用分水阀和中央空调的制作方法

1.本发明涉及中央空调技术领域，尤其涉及一种中央空调用分水阀和中央空调。


背景技术：

2.随着城市化进程的加速，越来越多的城市出现了超级市场和购物中心，尤其是随着空气源热泵和地源热泵的推广，中央空调的使用大大增多。中央空调是一种由一台主机通过冷热水管接多个末端的方式来控制不同的房间的温度，以达到对室内空气进行调节为目的的一种空调系统。主要由室外主机、室内风机盘管及其连接的风道等组成，按其规格可分为大型中央空调、小型中央空调和家用中央空调三种。
3.如图1所示，现有的中央空调管道安装方案中，在空调风盘17的进水支管15上安装电动两通阀16控制向空调风盘17是否供水。例如制冷时，房屋内温度低于设定值1摄氏度时，关闭电动两通阀16，停止冷水供应，高于设定值2摄氏度时，电动两通阀16打开，重新供应冷水。房屋内会有3度的温度波动，人体的舒适感降低。同时，现有管道安装方案中，需要设置压差旁通阀19，来平衡主进水管13和主回水管14之间压差，满足热泵主机的水流量需求，增加了设备成本。
4.因此，需要针对上述缺陷开发一种中央空调用分水阀和中央空调。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种中央空调用分水阀，能够精准控制供给空调风盘冷水或者热水流量，控温精准；调整回水比例，热泵运行中总流量不变，无需频繁启停，节能减排。
6.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
7.本发明一种中央空调用分水阀，安装在空调风盘的进水支管上，包括机壳、进水口、出水口、旁通口、阀芯和驱动机构，所述阀芯竖直滑动在所述机壳的阀芯腔内，所述阀芯中部开设有水平贯通的通水孔，所述进水口设置在所述机壳侧壁上且连通所述通水孔，远离所述进水口的所述机壳侧壁上连通设置能够与所述通水孔连通的所述出水口和旁通口，所述出水口和旁通口根部通孔截面积相等且均小于所述通水孔；所述进水口和出水口串联在所述进水支管上，所述旁通口通过旁通支管连通到回水支管上；所述阀芯腔顶部设置有密闭分隔开的驱动腔，所述阀芯顶部设置探入所述驱动腔的顶杆，所述驱动机构设置在所述驱动腔上且能够竖直提升或者推下所述顶杆。
8.进一步的，所述机壳底部设置底端接口，所述底端接口上螺纹密封连接有底罩，所述底罩和所述阀芯底面围合成型底腔。
9.进一步的，所述机壳内壁在阀芯腔顶部设置有密封座，所述密封座密封支撑所述顶杆。
10.进一步的，所述阀芯上竖直开设有平衡孔，所述平衡孔底端连通所述底腔且顶端连通所述阀芯腔顶部。
11.进一步的，所述驱动机构包括提升齿轮、驱动齿轮和电机，所述顶杆顶部设置为螺
杆段，所述提升齿轮螺纹连接所述螺杆段，所述提升齿轮竖直限位在所述驱动腔底部，所述电机设置在所述驱动腔顶壁上且输出轴向下探入到所述驱动腔底部，所述驱动齿轮安装在所述输出轴上且与所述提升齿轮对开啮合。
12.进一步的，所述阀芯为圆柱体，相应的所述阀芯腔为圆柱腔，所述阀芯和阀芯腔之间设置有周向限位结构。
13.进一步的，所述周向限位结构包括配合滑动连接的滑槽和卡突，所述滑槽竖直开设在所述阀芯腔对应的所述机壳内侧壁上，所述卡突设置在所述阀芯外壁上。
14.进一步的，所述电机具体采用伺服电机，所述伺服电机的驱动器通过串口与中央空调控制器通信连接。
15.进一步的，所述旁通口位于所述出水口下方且与所述出水口周向相差90度。
16.本发明还公开一种中央空调，应用上述任一项所述的中央空调用分水阀在空调风盘供水端，且不再在主进水管和主回水管之间安装压差旁通阀。
17.与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
18.本发明一种中央空调用分水阀，通过所述驱动机构驱动阀芯在阀芯腔内上下滑动，通水孔与出水口和旁通口的重叠过水截面积发生相对变化，进而调整通过出水口和旁通口的出水比例，相对于现有技术中，使用电动二通阀的通断控制冷水或者热水供应，能够精准控制供水量，室内温度波动小。同时，阀芯滑动过程中，进水口的进水量波动不大，只是出水口和旁通口的出水比例改变，热泵的工作流量基本保持不变。本发明中央空调用分水阀，能够精准控制供给空调风盘冷水或者热水流量，控温精准；调整回水比例，热泵运行中总流量不变，无需频繁启停，节能减排。
19.此外，通过合理设置出水口、旁通口和通水孔的截面大小，能够保证阀芯滑动时，出水口和旁通口的出水比例变化，实际使用效果好。通过在机壳底部设置可以拆卸的底罩，便于检修更换阀芯，通过密封座的设置，对顶杆进行辅助支撑，同时防止水向上串入到驱动腔。通过平衡孔的设置，连通底腔和阀芯腔顶部，能够降低阀芯上下滑动过程中的水阻力。通过电机驱动齿轮，螺纹带动顶杆升降的方式，能够获得较大的减速比，便于精准控制阀芯的高度位置；通过设置电机采用伺服电机，配合房屋内温度传感器，能够与中央空调控制器建立通信联系，能够做到闭环控制，大幅提高了温度控制精度。通过设置阀芯和阀芯腔为圆柱形状，便于加工成型，降低了加工成本；通过在阀芯和阀芯腔之间设置配合滑动连接的滑槽和卡突，能够防止阀芯相对于阀芯腔发生周向转动。通过周向错开设置的出水口和旁通口，引出端互不干涉，便于所示引出端连接管道，方便安装。
20.本发明中央空调，通过在各个房屋终端空调风盘供水端安装所述分水阀，支路流量几乎不在变化，因此在主进水管和主回水管中的总流量也不变化，也就是主进水管和主回水管直接不会产生较大的水压压差，也就没有必要在设置压差旁通阀进行保护，降低了设备成本；热泵的循环流量不变，无需因为负载变化而频繁启动停止。
附图说明
21.下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
22.图1为现有技术中中央空调管路连接示意图；
23.图2为本发明中央空调管路连接示意图；
24.图3为本发明中央空调用分水阀安装部位结构示意图；
25.图4为本发明中央空调用分水阀主视剖视结构示意图；
26.图5为图4中a-a部位剖视结构示意图。
27.附图标记说明：1、机壳；101、底端接口；102、密封座；103、滑槽；2、阀芯腔；3、驱动腔；4、底腔；5、底罩；6、进水口；7、出水口；8、旁通口；9、阀芯；901、通水孔；902、平衡孔；903、顶杆；904、卡突；10、提升齿轮；11、驱动齿轮；12、电机；13、主进水管；14、主回水管；15、进水支管；16、电动两通阀；17、空调风盘；18、回水支管；19、压差旁通阀；20、旁通支管。
具体实施方式
28.本发明的核心是提供一种中央空调用分水阀，能够精准控制供给空调风盘冷水或者热水流量，控温精准；调整回水比例，热泵运行中总流量不变，无需频繁启停，节能减排。
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
31.参考附图，图1为现有技术中中央空调管路连接示意图；图2为本发明中央空调管路连接示意图；图3为本发明中央空调用分水阀安装部位结构示意图；
32.图4为本发明中央空调用分水阀主视剖视结构示意图；图5为图4中a-a部位剖视结构示意图。
33.在一具体实施方式中，如图1～5所示，一种中央空调用分水阀，安装在空调风盘17的进水支管15上，包括机壳1、进水口6、出水口7、旁通口8、阀芯9和驱动机构。阀芯9竖直密封配合滑动在机壳1的阀芯腔2内，阀芯9中部开设有水平贯通的通水孔901，进水口6设置在机壳1侧壁上且连通通水孔901，远离进水口6的机壳1侧壁上连通设置能够与通水孔901连通的出水口7和旁通口8，出水口7和旁通口8根部通孔截面积相等且均小于通水孔901，出水口7和旁通口8上下排布设置，通水孔901的横截面最大不超过同时重叠出水口7和旁通口8的根部通孔。进水口6和出水口7串联在进水支管15上，旁通口8通过旁通支管20连通到同一个空调风盘17的回水支管18上。阀芯腔2顶部设置有密闭分隔开的驱动腔3，阀芯9顶部设置探入驱动腔3的顶杆903，所述驱动机构设置在驱动腔3上且能够竖直提升或者推下顶杆903，即带动阀芯9在阀芯腔2内上下滑动。
34.具体而言，如图4所示，出水口7和旁通口8根部通孔均为1厘米且两孔之间中心距为1.5厘米，通水孔901截面的宽度为1厘米高度为2厘米。
35.通过所述驱动机构驱动阀芯9在阀芯腔2内上下滑动，通水孔901与出水口7和旁通口8的重叠过水截面积发生相对变化，进而调整通过出水口7和旁通口8的出水比例，相对于现有技术中，使用电动二通阀16的通断控制冷水或者热水供应，能够精准控制供水量，室内温度波动小。同时，阀芯9滑动过程中，进水口6的进水量波动不大，只是出水口7和旁通口8
的出水比例改变，热泵的工作流量基本保持不变。本发明中央空调用分水阀，能够精准控制供给空调风盘冷水或者热水流量，控温精准；调整回水比例，热泵运行中总流量不变，无需频繁启停，节能减排。此外，通过合理设置出水口7、旁通口8和通水孔901的截面大小，能够保证阀芯9滑动时，出水口7和旁通口8的出水比例变化，实际使用效果好。
36.在本发明的一具体实施方式中，如图4所示，机壳1底部设置底端接口101，底端接口101上螺纹密封连接有底罩5，底罩5和阀芯9底面围合成型底腔4。
37.具体而言，如图4所示，机壳1内壁在阀芯腔2顶部设置有密封座102，密封座102密封支撑顶杆903的光轴段。
38.具体而言，如图4所示，阀芯9上竖直开设有贯通的平衡孔902，平衡孔902底端连通底腔4且顶端连通阀芯腔2顶部。
39.通过在机壳1底部设置可以拆卸的底罩5，便于检修更换阀芯9，通过密封座102的设置，对顶杆903进行辅助支撑，同时防止水向上串入到驱动腔3。通过平衡孔902的设置，连通底腔4和阀芯腔2顶部，能够降低阀芯9上下滑动过程中的水阻力。
40.在本发明的一具体实施方式中，如图4所示，所述驱动机构包括提升齿轮10、驱动齿轮11和电机12，顶杆903顶部设置为螺杆段，提升齿轮10中孔为螺纹孔且螺纹连接所述螺杆段。提升齿轮10通过壳体上挡板阻挡，竖直轴向限位在驱动腔3底部。电机12设置在驱动腔3顶壁上且输出轴向下探入到驱动腔3底部，驱动齿轮11安装在所述输出轴端部且与提升齿轮10对开啮合。具体而言，驱动齿轮11与提升齿轮10的齿数比为1:3。
41.显而易见的，所述驱动机构也可以采用电动推杆或者液压缸，所述电动推杆或者液压缸的活塞杆连接顶杆903，并驱动顶杆903上下移动。也能够起到驱动阀芯9上下滑动的目的。类似的结构变形方式，均落入本发明的保护范围之中。
42.具体而言，如图4所示，电机12具体采用伺服电机，所述伺服电机的驱动器通过串口与中央空调控制器通信连接。阀芯9的高度位置控制精度，做到300～400步控制为宜。
43.通过电机驱动齿轮，螺纹带动顶杆903升降的方式，能够获得较大的减速比，便于精准控制阀芯9的高度位置；通过设置电机12采用伺服电机，配合房屋内温度传感器，能够与中央空调控制器建立通信联系，能够做到闭环控制，大幅提高了温度控制精度。
44.在本发明的一具体实施方式中，如图4和图5所示，阀芯9为圆柱体，相应的阀芯腔2为圆柱腔，阀芯9和阀芯腔2之间设置有周向限位结构。
45.具体而言，如图5所示，所述周向限位结构包括配合滑动连接的滑槽103和卡突904，滑槽103竖直开设在阀芯腔2对应的机壳1内侧壁上，卡突904设置在阀芯9外壁上。
46.通过设置阀芯9和阀芯腔2为圆柱形状，便于加工成型，降低了加工成本；通过在阀芯9和阀芯腔2之间设置配合滑动连接的滑槽103和卡突904，能够防止阀芯9相对于阀芯腔2发生周向转动。
47.具体而言，在阀芯9和阀芯腔2均为圆柱形的情况下，设置旁通口8位于出水口7下方且与出水口7周向相差90度。显而易见的，旁通口8可以在出水口7的正下方如图4所示，也可以周向相差设定的角度。相对应的通水孔901的出水口端设置为喇叭口形状能够覆盖错位的出水口7和旁通口8。
48.通过周向错开设置的出水口7和旁通口8，引出端互不干涉，便于所示引出端连接管道，方便安装。
49.本发明中央空调用分水阀使用过程中，进水支管15引流主进水管13的冷水或者热水从进水口6进入，通过通水孔901，再在另一侧分别通过出水口7和旁通口8流出。经过出水口7的冷水或者热水继续流入到空调风盘17，风机对盘管进行吹风，对房屋进行温度控制。经过旁通口8的冷水或者热水，通过旁通支管2和回水支管18，回流到主回水管14，准备下一次的循环流动。制冷时，当检测到房屋内温度升高，中央空调控制器控制电机12反转，驱动齿轮11驱动提升齿轮10正转，提升齿轮10带动顶杆903上移，阀芯9在阀芯腔2内向上滑动。通水孔901与出水口7根部通孔重叠面积增大，与旁通口8重叠面积减小，进而增大了冷水进入空调风盘17的流量，房屋内温度降低。相应的，房屋内温度低于设定温度时，本发明分水阀的动作过程相反。
50.本发明中央空调用分水阀，通过所述驱动机构驱动阀芯9在阀芯腔2内上下滑动，通水孔901与出水口7和旁通口8的重叠过水截面积发生相对变化，进而调整通过出水口7和旁通口8的出水比例，相对于现有技术中，使用电动二通阀16的通断控制冷水或者热水供应，能够精准控制供水量，室内温度波动小。同时，阀芯9滑动过程中，进水口6的进水量波动不大，只是出水口7和旁通口8的出水比例改变，热泵的工作流量基本保持不变。本发明中央空调用分水阀，能够精准控制供给空调风盘冷水或者热水流量，控温精准；调整回水比例，热泵运行中总流量不变，无需频繁启停，节能减排。此外，通过合理设置出水口7、旁通口8和通水孔901的截面大小，能够保证阀芯9滑动时，出水口7和旁通口8的出水比例变化，实际使用效果好。通过在机壳1底部设置可以拆卸的底罩5，便于检修更换阀芯9，通过密封座102的设置，对顶杆903进行辅助支撑，同时防止水向上串入到驱动腔3。通过平衡孔902的设置，连通底腔4和阀芯腔2顶部，能够降低阀芯9上下滑动过程中的水阻力。通过电机驱动齿轮，螺纹带动顶杆903升降的方式，能够获得较大的减速比，便于精准控制阀芯9的高度位置；通过设置电机12采用伺服电机，配合房屋内温度传感器，能够与中央空调控制器建立通信联系，能够做到闭环控制，大幅提高了温度控制精度。通过设置阀芯9和阀芯腔2为圆柱形状，便于加工成型，降低了加工成本；通过在阀芯9和阀芯腔2之间设置配合滑动连接的滑槽103和卡突904，能够防止阀芯9相对于阀芯腔2发生周向转动。通过周向错开设置的出水口7和旁通口8，引出端互不干涉，便于所示引出端连接管道，方便安装。
51.本发明还公开了一种中央空调，如图2和图3所示，应用上述任一项具体实施方式中的中央空调用分水阀在空调风盘17供水端，所述分水阀分配冷水或者热水进入到空调风盘17或者直接回流的比例。本发明中央空调，不再在主进水管13和主回水管14之间安装压差旁通阀19。
52.通过在各个房屋终端空调风盘17供水端安装所述分水阀，支路流量几乎不在变化，因此在主进水管13和主回水管14中的总流量也不变化，也就是主进水管13和主回水管14直接不会产生较大的水压压差，也就没有必要在设置压差旁通阀19进行保护，降低了设备成本；热泵的循环流量不变，无需因为负载变化而频繁启动停止。
53.需要说明的是，因为中央空调的冷水或者热水的循环管路均设置有保温层，因此即使部分冷水或者热水没有通过空调风盘17就直接回流，并不会产生大的冷量或者热能损失，相对于热泵的启停造成的电能损失，微不足道。申请人和安装本发明中央空调的大厦物业单位合作运营，对节能减排产生的收益进行分成，取得了双赢的效果。因此，本发明具有重大的推广使用价值。
54.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
55.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。