掌桥专利:专业的专利平台
掌桥专利
首页

冷媒分配装置、换热器及空调器

文献发布时间:2023-06-19 15:47:50



技术领域

本申请涉及空气调节技术领域,例如涉及一种冷媒分配装置、换热器及空调器。

背景技术

目前,具有制冷制热的空调器,需要通过切换冷媒流动的方向切换制冷制热功能。在这种情况下,例如对于在制冷模式下起到冷凝器作用的室外换热器来说,在制热模式下要起到蒸发器的作用。室外换热器在作为冷凝器使用时,多个换热支路为串联连接状态,以提高冷媒的过冷度。而室外换热器作为蒸发器使用时,多个换热支路仍为串联连接的状态,液态冷媒在换热器中分布不均匀,不利于液态冷媒在室外换热器中均匀充分地蒸发,空调器的制热效率会受到影响。

相关技术中,考虑将换热器的换热支路设置为串联并联可切换的形式,使换热器在作为蒸发器时多支路作为冷凝器时少支路。例如,公开号为WO2018078809A1的专利申请公开了一种制冷循环装置,其中,制冷循环装置具备供非共沸混合制冷剂循环的制冷剂回路,制冷剂回路包括压缩机、第1热交换器、第2热交换器、膨胀阀以及多路阀,多路阀具有第1状态和第2状态,在第1状态下非共沸混合制冷剂按照第1热交换器、膨胀阀、第2热交换器的顺序流动,在第2状态下非共沸混合制冷剂按照第2热交换器、膨胀阀、第1热交换器的顺序流动,第1热交换器包括:多个制冷剂流路;以及流路切换装置,其在制冷剂串联地流动的串联状态与制冷剂并行地流动的并联状态之间切换多个制冷剂流路的连接,制冷循环装置还具备控制装置,控制装置在多路阀处于第2状态时,在串联状态与并联状态之间切换流路切换装置。

在实现本公开实施例的过程中,发现相关技术中至少存在如下问题:

流路切换装置从上至下分为四个腔体,在第一状态下,第一第二腔体连通,第三第四腔体连通,第一热交换器和第二热交换器为并联连接状态;在第二状态下,第二腔体第三腔体连通,第一热交换器和第二热交换器为串联连接状态。受限于其结构,流路切换装置仅能切换两个换热器之间的串并联关系,对于空调制热能力提升有限。

发明内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解,下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述,也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围,而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供一种冷媒分配装置、换热器及空调器,以解决如何更好地切换多个换热支路之间的串并联关系以进一步提高空调器的制冷制热效率。

本公开实施例提供一种冷媒分配装置,包括管体,活动部件和驱动部件,其中,管体,开设有冷媒进出口,内部为冷媒分配空间,侧壁沿管体长度方向开设有2n+1个支路管口,其中n为大于或等于1的自然数,所述支路管口用于连接换热支路;活动部件,滑动设置于所述冷媒分配空间,所述活动部件包括n个U形管,所述活动部件位于第一位置时,第n个所述U形管的两个管口连接所述管体的第2n个和第2n+1个支路管口;所述活动部件位于第二位置时,U形管的管口避让支路管口,以使所述2n+1个支路管口为并联连接状态;驱动部件,设置于所述管体内,用于驱动所述活动部件在第一位置和第二位置之间滑动。

在一些实施例中,所述管体的第一侧壁为平面,所述2n+1个支路管口开设于所述第一侧壁,所述n个U形管的管口朝向所述第一侧壁。

在一些实施例中,所述活动部件还包括滑块,固定于所述n个U形管的外壁,且形状对应于所述管体的截面;其中,所述滑块具有镂空,以使冷媒穿过所述滑块在所述冷媒分配空间内流动。

在一些实施例中,所述冷媒分配装置还包括第一记忆合金弹簧,设置于所述滑块与所述U形管之间,所述第一记忆合金弹簧在高温下伸展。

在一些实施例中,所述滑块的数量为多个,多个所述滑块间隔设置。

在一些实施例中,所述活动部件还包括连接件,用于连接所述n个U形管,以使所述n个U形管同步滑动。

在一些实施例中,所述驱动部件包括第二记忆合金弹簧,第一端固定于所述管体的内壁,第二端连接于所述活动部件,所述第二记忆合金弹簧为双程记忆合金弹簧,所述冷媒分配内的冷媒为高温冷媒时,所述双程记忆合金弹簧处于第一状态,所述冷媒分配装置内的冷媒为低温冷媒时,所述双程记忆合金处于第二状态,通过所述双程记忆合金弹簧第一状态和第二状态的变化驱动所述活动部件在所述冷媒分配空间内滑动。

在一些实施例中,所述双程记忆合金弹簧在第一状态下为伸展状态,在第二状态下为收缩状态。

在一些实施例中,所述双程记忆合金弹簧的伸展温度在50-100℃之间,收缩温度在0-10℃之间。

在一些实施例中,所述驱动部件包括伸缩弹簧,第一端固定于所述管体的内壁,第二端连接于所述活动部件,所述伸缩弹簧在通电时处于收缩状态,在断电时处于伸展状态,通过对所述伸缩弹簧通电和断电驱动所述活动部件在所述冷媒分配空间内滑动。

在一些实施例中,所述活动部件还包括隔片,设置于所述活动部件且靠近所述管体的第二端,所述隔片的外圈线性对接于所述管体的内壁,以将所述冷媒分配空间分隔为冷媒流动空间和驱动空间,所述冷媒进出口开设于所述管体的第一端,所述管体的第二端封闭,以使所述驱动空间成为独立密闭的空间;所述驱动部件包括驱动管,第一端与所述驱动空间连通,通过所述驱动管改变所述驱动空间的压力,以使所述冷媒流动空间与所述驱动空间形成压力差,从而驱动所述活动部件滑动。

在一些实施例中,所述驱动部件还包括换向阀,设置于所述驱动管的第二端,具有向所述驱动空间提供低压冷媒的第一导通状态和向所述驱动空间提供高压冷媒的第二导通状态。

在一些实施例中,所述换热器包括两个如权利要求1至12任一项所述的冷媒分配装置和多个换热支路,其中,两个所述冷媒分配装置分别为第一冷媒分配装置和第二冷媒分配装置,多个换热支路,多个换热支路的第一端分别对应连接于所述第一冷媒分配装置的第1个至第2n+1个支路管口,相应地,第二端分别对应连接于第二冷媒分配装置的第2n+1个至第1个支路管口。

在一些实施例中,所述空调器包括冷媒循环回路,由压缩机、室外换热器、节流装置和室内换热器通过冷媒管路依次连接形成;其中,所述室外换热器和/或室内换热器为上述的换热器。

在一些实施例中,所述空调器还包括四通阀,具有A口、B口、C口和D口,,A口连通压缩机的排气口,C口连通压缩机的吸气口,B口连通室外换热器,D口连通室内换热器。四通阀在第一状态下,导通A口和D口,导通B口和C口;四通阀在第二状态下,导通A口和B口,导通C口和D口;其中,在所述换热器的冷媒分配装置包括驱动管时,驱动管连通四通阀的B口或D口。

在一些实施例中,所述室外换热器为上述的换热器,当所述室外换热器的第一冷媒分配装置的驱动部件包括驱动管,且所述驱动管的第二端设置有换向阀时,所述换向阀在第一状状态下连通所述节流装置至所述压缩机之间的低压管路,所述换向阀在第二状态下连通所述压缩机至所述节流装置之间的高压管路。

本公开实施例提供的冷媒分配装置、换热器及空调器,可以实现以下技术效果:

1、本公开实施例提供的冷媒分配装置,通过活动部件的滑动,可以改变支路管口的串并联连接关系,从而使改变连接于支路管口的换热支路的串并联连接关系,以使换热器在作为蒸发器时多个换热支路并联连接,作为冷凝器时多个换热支路串联连接,从而提高空调器的制冷制热能力;

2、活动部件设置有多个U形管,管体侧壁开设有多个支路管口,冷媒分配装置可以连接的换热支路的数量不受限制,可以使换热器在作为蒸发器和作为冷凝时均能获得较高的换热能力;

3、活动部件在冷媒分配装置内移动的距离较小,可以小至一个U形管的直径,易于驱动。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的,不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明,这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件,附图不构成比例限制,并且其中:

图1是本公开实施例提供的一个空调器运行制冷模式的结构示意图;

图2是本公开实施例提供的一个空调器运行制热模式的结构示意图;

图3是本公开实施例提供的一个换热器作为冷凝器时的结构示意图;

图4是本公开实施例提供的一个换热器作为蒸发器时的结构示意图;

图5是本公开实施例提供的另一个换热器作为冷凝器时的结构示意图;

图6是本公开实施例提供的另一个换热器作为蒸发器时的结构示意图;

图7是本公开实施例提供的另一个换热器作为冷凝器时的结构示意图;

图8是本公开实施例提供的另一个换热器作为蒸发器时的结构示意图;

图9是本公开实施例提供的一个冷媒分配装置的结构示意图;

图10是本公开实施例提供的一个冷媒分配装置的活动部件处于第一位置时的结构示意图;

图11是本公开实施例提供的一个冷媒分配装置的活动部件处于第二位置时的结构示意图;

图12是本公开实施例提供的另一个冷媒分配装置的活动部件处于第一位置时的结构示意图;

图13是本公开实施例提供的另一个冷媒分配装置的活动部件处于第一位置时的结构示意图;

图14是本公开实施例提供的另一个冷媒分配装置的活动部件处于第二位置时的结构示意图;

图15是本公开实施例提供的另一个冷媒分配装置的活动部件处于第一位置时的结构示意图;

图16是本公开实施例提供的另一个冷媒分配装置的活动部件处于第二位置时的结构示意图;

图17是本公开实施例提供的另一个冷媒分配装置的活动部件处于第一位置时的结构示意图;

图18是本公开实施例提供的另一个冷媒分配装置的活动部件处于第二位置时的结构示意图。

附图标记:

110:管体;111:冷媒进出口;112:冷媒分配空间;120:活动部件;121:U形管;122:滑块;123:第一记忆合金弹簧;124:连接件;125:隔板;126:冷媒流动空间;127:驱动空间;130:驱动部件;131:第二记忆合金弹簧;132:伸缩弹簧;133:驱动管;140:限位块;141:第一限位块;142:第二限位块;

210:第一冷媒分配装置;220:第二冷媒分配装置;230:换热支路;

310:压缩机;320:室外换热器;330:节流装置;340:室内换热器;350:四通阀;351:A口;352:B口;353:C口;354:D口。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容,下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述,所附附图仅供参考说明之用,并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中,为方便解释起见,通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而,在没有这些细节的情况下,一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下,为简化附图,熟知的结构和装置可以简化展示。

本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。

本公开实施例中,术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”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。这些术语主要是为了更好地描述本公开实施例及其实施例,并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位,或以特定方位进行构造和操作。并且,上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外,还可能用于表示其他含义,例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解这些术语在本公开实施例中的具体含义。

另外,术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如,“连接”可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施例中的具体含义。

除非另有说明,术语“多个”表示两个或两个以上。

本公开实施例中,字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如,A/B表示:A或B。

术语“和/或”是一种描述对象的关联关系,表示可以存在三种关系。例如,A和/或B,表示:A或B,或,A和B这三种关系。

需要说明的是,在不冲突的情况下,本公开实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

一般的,空调器通过切换冷媒流向实现制热功能和制冷功能的切换。空调器的室外换热器在制冷模式下作为冷凝器,在制热模式下作为蒸发器。空调器的室内换热器在制冷模式下作为蒸发器,在制热模式下作为冷凝器。以室外换热器为例,在制冷模式下,经压缩机排出的高温冷媒在室外换热器中与外界环境进行大量热量交换,从而冷凝为液态冷媒。室外换热器的管道行程较长,有利于冷媒充分冷凝为液态并获得对制冷有益的过冷度。为了提高冷媒在室外换热器中的行程,除了将室外器的多个换热支路设置为串联的形式,有的室外换热器还设置单独的过冷段。在空调器切换为制热模式后,室外换热器作为蒸发器使用,液态冷媒在室外换热器中吸热蒸发。在这种情况下,由于室外换热器管路比较长,液态冷媒在室外化热器中分配不均匀。在室外环境温度比较低的环境下,室外换热器有可能局部结霜,进一步影响室外换热器的吸热蒸发效果。因此,当室外换热器作为冷凝器能取得较好的冷凝效果时,在作为蒸发器使用时不容易取得好的蒸发效果。

结合图1-18所示,本公开实施例提供一种冷媒分配装置,包括管体110、活动部件120和驱动部件130,其中,管体110开设有冷媒进出口111,内部为冷媒分配空间112,侧壁沿管体110长度方向开设有多个支路管口,支路管口用于连接换热支路230;活动部件120,滑动设置于冷媒分配空间112,活动部件120包括多个U形管,活动部件120位于第一位置时,U形管的管口对接于相邻的两个支路管口;活动部件120位于第二位置时,U形管的管口避让支路管口,以使多个支路管口为并联连接状态;驱动部件130,设置于管体110内,用于驱动活动部件120在第一位置和第二位置之间滑动。

在本公开实施例中,冷媒分配装置用于在多个换热支路230之间分配冷媒。管体110开设有冷媒进出口111,用于将换热器连接于空调器的冷媒循环回路。也即,冷媒分配装置的冷媒进出口111为换热器的冷媒进出口111。管体110内部为冷媒分配空间112,侧壁开设有支路管口。冷媒经冷媒进出口111进入冷媒空间,然后从支路管口进入换热器的各个换热支路230;或者,换热支路230中的冷媒从支路管口进入冷媒分配空间112,然后经冷媒进出口111离开冷媒分配装置。

活动部件120包括多个U形管,活动部件120在管体110内沿管体110长度方向滑动,从而改变U形管与支路管口的对接状态。结合图9、图10所示,活动部件120在第一位置时,U形管连通相邻的支路管口。具体地,U形管的两个管口盖合于相邻的一对支路管口,隔绝支路管口和冷媒分配空间112的连通状态的同时使连接于相邻的一对支路管口的两个换热支路230串联连接,使相邻的一对换热支路230形成串联换热支路230。需要说明的时,在活动部件120处于第一位置时,至少有一个支路管口不被活动部件120遮挡,直接连通管体110的冷媒分配空间112,以使冷媒可以进入串联连接的换热支路230中;结合图3、图5、图7所示,在多个换热支路230的另一端可以设置同样的冷媒分配装置,并使冷媒分配装置的活动部件120同样位于第一位置,活动部件120的U形管串联连接相邻的一对串联换热支路230,以使冷媒可以通过直接连通管体110冷媒分配空间112的管口进入换热支路230中,并依次流经串联连接的多个换热支路230。结合图11、图12所示,活动部件120在第二位置时,U形管的管口扣于管体110的内壁,且与支路管口不重合,这样多个支路管口直接连通冷媒分配空间112,从而使连接于多个支路管口的支路并联连接。需要说明的时,活动部件处于第一位置时其位置是唯一的,活动部件处于第二位置时,只需避让支路管口即可,因此其位置不唯一。正如图11、图12所示的,活动部件处于第二位置,可以向上偏离第一位置,也可以向下偏离第一位置,具体偏离方向根据驱动部件的具体驱动形式而定。驱动部件130用于驱动活动部件120在第一位置和第二位置件滑动,从而切换多个支路管口的串并联连接状态。

使用本公开实施例提供的冷媒分配装置,通过活动部件120的滑动,可以改变支路管口的串并联连接关系,从而使改变连接于支路管口的换热支路230的串并联连接关系,以使换热器在作为蒸发器时多个换热支路230并联连接,作为冷凝器时多个换热支路230串联连接,从而提高空调器的制冷制热能力。活动部件120设置有多个U形管,管体110侧壁开设有多个支路管口,冷媒分配装置可以连接的换热支路230的数量不受限制,可以使换热器在作为蒸发器和作为冷凝时均能获得较高的换热能力。

可选地,活动部件120包括n个U形管,管体110开设有2n+1个支路管口,活动部件120位于第一位置时,第n个U形管的两个管口导通第2n和第2n+1个支路管口。

n为大于等1的自然数。结合图3-图8所示,以n为2,冷媒分配装置竖向设置、两个冷媒分配装置配合实现多个换热支路230的串并联切换为例进行介绍。n为2,管体110开设有5个支路管口。第一冷媒分配装置210从上至下依次为第一支路管口至第五支路管口,第一冷媒分配装置210的滑动部件从上至下依次为第一U形管和第二U形管。第二冷媒分配装置220与第二冷媒分配装置220上下相反,从下至上依次为第一支路管口至第五支路管口,第二冷媒分配装置220的活动部件120从下至上依次为第一U形管和第二U形管。换热支路230从上至下依次为第一换热支路至第五换热支路,第一换热支路的第一端连接于第一冷媒分配装置210的第一支路管口,第二端连接于第二冷媒分配装置220的第五支路管口;第二换热支路的第一端连接于第一冷媒分配装置210的第二支路管口,第二端连接于第二冷媒分配装置220的第四支路管口,第三换热支路的第一端连接于第一冷媒分配装置210的第三支路管口,第二端连接于第二冷媒分配装置220的第三支路管口,第四换热支路的第一端连接于第一冷媒分配装置210的第四支路管口,第二端连接于第二冷媒分配装置220的第二支路管口,第五换热支路的第一端连接于第一冷媒分配装置210的第五支路管口,第二端连接于第二冷媒分配装置220的第一支路管口。

换热器作为蒸发器使用时,需要多个换热支路230串联连接。第一冷媒分配装置210的活动部件120位于第一位置,第一U形管连通第二支路管口和第三支路管口,第二U形管连通第四支路管口和第五支路管口。第二冷媒分配装置220的活动部件120位于第一位置,第一U形管连通第二冷媒分配装置220的第二支路管口和第三支路管口,第二冷媒分配装置220的第二U形管连通第二冷媒分配装置220的第四支路管口和第五支路管口。气态冷媒经第一冷媒分配装置210的冷媒进出口111进入第一冷媒分配装置210的冷媒分配空间112,然后从第一冷媒分配装置210的第一支路管口进入第一换热支路中、经过第二冷媒分配装置220的第二U形管进入第二换热支路、经第一冷媒分配装置210的第一U形管进入第三换热支路、经第二冷媒分配装置220的第二U形管进入第四换热支路、经第一冷媒分配装置210的第二U形管进入第五换热支路中、经第二冷媒分配装置220的第一支路管口进入第二冷媒分配装置220的冷媒分配空间112、从第二冷媒分配装置220的冷媒进出口111离开第二冷媒分配装置220,如此依次流经多个换热支路230。

换热器作为冷凝器使用时,需要多个换热支路230并联连接。第一冷媒分配装置210的活动部件120位于第二位置,多个换热支路230的第一端均直接连通第一冷媒分配装置210的冷媒分配空间112。第二冷媒分配装置220的活动部件120位于第二位置,多个换热支路230的第二端均直接连通第二冷媒分配装置220的冷媒分配空间112。多个换热支路230并联连接。液态冷媒经第二冷媒分配装置220的冷媒进出口111进入第二冷媒分配装置220的冷媒分配空间112,然后分为五路,分别流经五个换热支路230进入第一冷媒分配装置210的冷媒分配空间112,然后经第一冷媒分配装置210的冷媒进出口111离开第一冷媒分配装置210。

本实施例提供的冷媒分配装置可以连接的换热支路230的数量不受限制,活动部件120在冷媒分配装置内移动的距离较小,可以小至一个U形管的直径,易于驱动。

可选地,冷媒分配装置还包括限位块140,限位块140包括第一限位块141和第二限位块142,第一限位块141和第二限位块142限制活动部件120在第一位置和第二位置之间滑动。

设置有限位块140可以对活动部件120的运动进行限位,防止其超出预设运行形成。此外,第一限位块141和第二限位块142还起到定位作用,具体地,活动部件120的第一端抵接于第一限位块141时处于第一位置,活动部件120的第二端抵接于第二限位块142时处于第二位置。这样的设置形式可以使活动部件120的运动更加清晰。

可选地,管体110的第一侧壁为平面,多个支路管口开设于第一侧壁,多个U形管的管口朝向第一侧壁。

管体110的第一侧壁为平面,方便支路管口的开设。多个U形管的管口朝向第一侧壁,U形管的管口也为平面,管体110的第一侧壁为平面,排除了管体110的截面为圆形的情形。这样,活动部件120沿管体110长度方向滑动时,不容易发生转动。这样的设置形式不仅使冷媒分配装置易于加工,而且避免了活动部件120在管体110内转动的情形,提高了冷媒分配装置工作的稳定性。

可选地,活动部件120还包括滑块122,固定于多个U形管的外壁,且形状对应于管体110的截面;其中,滑块122具有镂空,以使冷媒穿过滑块122在冷媒分配空间112内流动。

活动部件120的滑块122的截面形状对应于管体110的截面,这样,进一步确保了活动部件120不会在管体110内发生转动,提高了冷媒分配装置的工作稳定性。滑块122具有镂空,冷媒可以穿过滑块122自由流动。这样,在换热器作为冷凝器时,冷媒可以在冷媒分配空间112内完成分流或汇集。可选地,冷媒分配装置竖向设置。这样,冷媒在冷媒分配空间112竖向流动。滑块122横向设置,且具有镂空,可以降低冷媒的流速,从而降低冷媒流动发出的噪音。

可选地,滑块122的数量为多个,多个滑块122间隔设置。

多个滑块122可以对U形管进行更好的支撑,使U形管的管口更紧密地压紧在支管的侧壁。

可选地,滑块122固定于U形管的折弯处。

U形管的折弯处距离管体110与第一侧壁相对的侧壁比较近,滑块122固定于U形管的折弯处,可以减小滑块122的体积,从而降低冷媒分配装置的生产成本。此外,滑块122固定于折弯处,U形管的两个管口受力均匀,可以更好地与开设于第一侧壁的支路管口相对接。

可选地,冷媒分配装置还包括第一记忆合金弹簧123,设置于滑块122与U形管之间,第一记忆合金弹簧123在高温下伸展。

换热器作为冷凝器使用时,换热器内部冷媒温度较高,冷媒分配空间112的冷媒温度也较高。第一记忆合金弹簧123温度升高,处于伸展状态,从而将活动部件120的U形管压紧在第一侧壁,以使U形管的管口与第一侧壁的支路管口无缝对接。换热器作为蒸发器使用时,换热器内部温度较低,冷媒分配空间112的冷媒温度较低。第一记忆合金弹簧123温度降低,处于收缩状态,这样可以减小活动部件120与管体110内部的摩擦力,从而驱动部件可以顺畅地将活动部件120从第一位置驱动至第二位置。

单程记忆合金弹簧在低温下可以进行塑形变形,在高温下恢复至初始形状作为弹簧使用。双程记忆合金弹簧在低温下和高温下长度不同,均能产生一定的弹性变形以作为弹簧使用。第一记忆合金弹簧123可以是单程记忆合金弹簧,也可以是双程记忆合金弹簧。

可选地,第一记忆合金弹簧123的材质为钛镍记忆合金。钛镍记忆合金伸展的温度在65℃-85℃,与换热器作为冷凝器使用时候的温度比较接近,用在冷媒分配装置可以取得较好的效果。

可选地,活动部件120还包括连接件124,用于连接多个U形管,以使多个U形管同步滑动。

活动部件120设置有连接件124以连接多个U形管,多个U形管成为一个整体,驱动其中一个U形管,所有U形管同步运动。

结合图13、图14所示,可选地,驱动部件130包括第二记忆合金弹簧131,第一端固定于管体110的内壁,第二端连接于活动部件120,第二记忆合金弹簧131为双程记忆合金弹簧,冷媒分配内的冷媒为高温冷媒时,双程记忆合金弹簧处于第一状态,冷媒分配装置内的冷媒为低温冷媒时,双程记忆合金处于第二状态,通过双程记忆合金弹簧第一状态和第二状态的变化驱动活动部件120在冷媒分配空间112内滑动。

高温冷媒和低温冷媒是相对而言的。对于换热器,在作为蒸发器时换热器及冷媒分配装置内的冷媒为低温冷媒,在作为冷凝器时换热器及冷媒分配装置内的冷媒为高温冷媒。一般而言,换热器作为冷凝器时高温冷媒的温度在50℃-100℃之间,在作为蒸发器使用时温度在0℃-10℃之间。第二记忆合金弹簧131在加热时恢复高温相形状,冷却时恢复低温相形状,并在高温相和低温箱的转变过程中通过长度的变化提供较大的驱动力。使用双程记忆合金弹簧驱动活动部件120滑动,首先驱动部件130位于管体110内部,不需要连接电控线路,有利于冷媒分配装置保持良好的密封性,降低冷媒分配装置的加工成本;其次,利用冷媒的温度不同驱动活动部件120在管体110内滑动,冷媒分配装置的活动部件120可以自动滑动,不需要信息采集元件也不需要额外的驱动部件130,结构简单,使用方便,可靠性高。与设置电动驱动部件的形式相比,极大地简化了冷媒分配装置的结构,简化了冷媒循环系统的控制逻辑,降低了冷媒分配装置的生产成本,提高了冷媒分配装置的工作可靠性。

可选地,第二记忆合金弹簧131在第一状态下为伸展状态,在第二状态下为收缩状态。

换热器作为蒸发器时,多个换热支路230为串联连接状态,活动部件120处于第一位置。换热器作为冷凝器时,多个换热支路230为并联连接状态,活动部件120处于第二位置。换热器从蒸发器切换为冷凝器时,第二记忆合金弹簧131的温度降低,从收缩状态向伸展状态转变,在这个过程中驱动活动部件120从第二位置移动至第一位置,以使多个换热支路230从并联连通状态切换为串联连通状态。换热器从冷凝器切换为蒸发器时,第二记忆合金的温度升高,从伸展状态向收缩状态转变,在这个过程中驱动活动部件120从第二位置移动至第一位置,以使多个换热支路230从串联连通状态切换为并联连通状态。

可选地,第二记忆合金弹簧131的伸展温度在50℃-120℃之间,收缩温度在-10℃-15℃摄氏度。

这样,双程记忆合金弹簧处于低温相状态和高温相状态的温度与换热器作为蒸发器时和作为蒸发器时的温度比较匹配,第二记忆合金弹簧131可以更好地驱动活动部件120活动。

结合图15、图16所示,可选地,驱动部件130包括伸缩弹簧132,第一端固定于管体110的内壁,第二端连接于活动部件120,伸缩弹簧132在通电时处于收缩状态,活动部件120在第二位置;伸缩弹簧在断电时处于伸展状态,活动部件120在第一位置。通过对伸缩弹簧132通电和断电驱动活动部件120在冷媒分配空间112内滑动。

伸缩弹簧132在通电时,弹簧中的环形电流方向相同,各个线圈之间产生驱动彼此靠近的吸引力。伸缩弹簧132通电,弹簧的长度减小,伸缩弹簧132断电,弹簧的恢复原长度。在弹簧长度变化的过程中产生驱动力驱动活动部件120滑动。这样的设置形式,弹簧仅需要连接供电线路,驱动部件130整体的结构简单,驱动形式可靠。

可选地,活动部件120还包括隔片,设置于活动部件120且靠近管体110的第二端,隔片的外圈线性对接于管体110的内壁,以将冷媒分配空间112分隔为冷媒流动空间126和驱动空间127。

隔片将冷媒驱动空间127分隔为冷媒流动空间126和驱动空间127。活动部件120在冷媒分配空间112内滑动时,隔片也随活动部件120滑动,因此,冷媒流动空间126的大小和驱动空间127的大小具有此消彼长的变化关系。设置有隔片,冷媒流动空间126和驱动空间127是隔绝的,也即,冷媒流动空间126的冷媒不能进入驱动空间127内。这样,驱动部件130设置于驱动空间127,可以避免驱动部件130被冷媒浸润或腐蚀,可以避免冷媒对驱动部件130带来的不利影响。例如,当驱动部件130包括伸缩弹簧132时,伸缩弹簧132位于驱动空间127,通过隔板125驱动活动部件120滑动。伸缩弹簧132不与冷媒接触,可以避免冷媒腐蚀伸缩弹簧132或伸缩弹簧132的连接电路。

结合图17、图18所示,可选地,冷媒进出口111开设于管体110的第一端,管体110的第二端封闭,以使驱动空间127成为独立密闭的空间;驱动部件还包括驱动管133,第一端与驱动空间127连通,通过驱动管133改变驱动空间127的压力,以使冷媒流动空间126与驱动空间127形成压力差,从而驱动活动部件120滑动。

设置有驱动管133,可以改变驱动空间127的压力,从而改变驱动空间127与冷媒分配空间112的压力差。隔片在两端压力差的作用下移动,从而带动活动部件120在第一位置和第二位置间滑动。通过驱动管133打入压力气体或液压油等压力传递工质,改变冷媒驱动空间127的压力,从而驱动活动部件120滑动。

可选地,冷媒分配装置还包括换向阀,设置于驱动管133的第二端,具有向驱动空间提供低压冷媒的第一导通状态和向驱动空间提供高压冷媒的第二导通状态。

换热器作为蒸发器使用时,换热支路230内部及冷媒分配装置内部的压力在0.8MPa左右;换热器作为冷凝器使用时,换热支路230内部及冷媒分配装置内部的压力在2MPa-2.4MPa之间。冷媒循环系统的压缩机310两端存在高低压力差。设置有换向阀,可以切换利用换热器在制冷制热模式下的压力不同这一性质可以驱动活动部件120滑动。在冷媒循环系统中,按照冷媒流动方向,压缩机310的排气至节流装置330之间的冷媒为高压冷媒,节流装置330至压缩机310的吸气之间的冷媒为低压冷媒。换向阀在第一导通状态下使驱动管133连通节流装置330至压缩机310的吸气端之间的冷媒管道,在第二导通状态下使驱动管133连通压缩机310的排气至节流装置330之间的冷媒管道。

换热器作为冷凝器使用时,冷媒流动空间126内为高压冷媒,驱动空间127内为低压冷媒,隔片在压力差的作用下向驱动空间127方向滑动,从而带动活动部件120从第二位置移动至第一位置,进一步使多个换热支路230成为串联连接的形式;换热器作为蒸发器使用时,冷媒流动空间126内为低压冷媒,驱动空间127内为高压冷媒,隔片在压力差的作用下向冷媒流动空间126方向滑动,从而带动活动部件120从第一位置移动至第二位置,进一步使多个换热支路230成为并联连接的形式。

设置有驱动管133和换向阀,可以利用冷媒循环系统自身的高低压压力差驱动活动部件120滑动,驱动力比较大。采用这种形式,简化了活动部件120的驱动。

可选地,驱动管133连通四通阀350的B口352或D口354。

结合图1、图2所示,四通阀350具有A口351、B口352、C口353和D口354,A口351连通压缩机310的排气口,C353口连通压缩机310的吸气口,B口352连通室外换热器320,D口354连通室内换热器340。四通阀350在第一状态下,导通A口351和D口354,导通B口352和C口353;四通阀350在第二状态下,导通A口351和B口352,导通C口353和D口354。四通阀350在第一状态时,B口352为低压冷媒,D口354为高压冷媒;四通阀350在第二状态时,B口352为高压冷媒,D口354为低压冷媒。

以四通阀350处于第一状态、空调器运行制冷模式为例进行说明。换热器作为冷凝器(室外换热器320)时,冷媒流动空间126为高压冷媒,冷媒分配装置的驱动管133连通B口,从而使驱动空间127内为低压冷媒。活动部件120的隔板125在冷媒高低压力差的作用下向驱动空间127方向滑动,从而使活动部件120移动至第一位置或保持在第一位置。换热器作为蒸发器(室内换热器340)时,冷媒流动空间126为低压冷媒,冷媒分配装置的驱动管133连通D口,从而使驱动空间127内为高压冷媒。活动部件120的隔板125在冷媒高低压力差的作用下向冷媒流动空间126方向滑动,从而使活动部件120移动至第二位置或保持在第二位置。

四通阀350切换至第二状态,空调器运行制热模式。换热器作为蒸发器(室外换热器320),冷媒流动的冷媒成为低压冷媒,B口的冷媒成为高压冷媒。冷媒分配装置的隔板125在压力差的作用下带动活动部件120从第一位置移动至第二位置,从而使多个换热支路230并联连接。同样的,换热器作为冷凝器(室内换热器340),冷媒流动空间126的冷媒成为高压冷媒,D口的冷媒成为低压冷媒,活动部件120的隔板125在冷媒高低压力差的作用下向驱动空间127方向滑动,从而使活动部件120从第二位置移动至第一位置,从而使多个换热支路230串联连接。

采用这样的设置形式,不需要额外的驱动部件130和传感器,在四通阀350进行换向的同时,利用冷媒高低压力差实现对于活动部件120的驱动,使换热器的多个换热支路230的串并联关系与其分工相匹配,简化了空调器的控制逻辑,简化了冷媒分配装置的结构,提高了换热器的换热效率。

需要说明的是,冷媒分配装置可以同时设置第二记忆合金弹簧131、伸缩弹簧132和驱动管133中的两个或全部。伸缩弹簧可以设置于驱动空间,第二记忆合金弹簧131可以设置于冷媒分配空间,具体地,参照图1-18中的上下方向,设置于活动部件120的上方,底端连接于活动部件,顶端连接于管体110的侧壁或顶部。两种或三种驱动形式,各个活动部件可以分摊驱动活动部件120件所需的力,从而更好地驱动活动部件120在管体110内滑动。

结合图1-18所示,本公开实施例提供一种换热器,包括两个上述的冷媒分配装置和换热支路230,两个冷媒分配装置分别为第一冷媒分配装置210和第二冷媒分配装置220,换热支路为多个,多个换热支路的第一端分别对应连接于第一冷媒分配装置的第1个至第2n+1个支路管口,相应地,第二端分别对应连接于第二冷媒分配装置的第2n+1个至第1个支路管口。也即换热支路230的第一端连接于第一冷媒分配装置210的第a个支路管口,第二端连接于第二冷媒分配装置220的第(2n+2-a)个支路管口;其中,换热支路230的数量为多个,多个换热支路230与第一冷媒分配装置210的多个支路管口和第二冷媒分配装置220的多个支路管口一一对应。

以n为2,冷媒分配装置竖向设置、两个冷媒分配装置配合实现多个换热支路230的串并联切换为例进行介绍。n为2,管体110开设有5个支路管口。第一冷媒分配装置210从上至下依次为第一支路管口至第五支路管口,第一冷媒分配装置210的滑动部件从上至下依次为第一U形管和第二U形管。第二冷媒分配装置220与第二冷媒分配装置220上下相反,从下至上依次为第一支路管口至第五支路管口,第二冷媒分配装置220的活动部件120从下至上依次为第一U形管和第二U形管。换热支路230从上至下依次为第一换热支路至第五换热支路,第一换热支路的第一端连接于第一冷媒分配装置210的第一支路管口,第二端连接于第二冷媒分配装置220的第五支路管口;第二换热支路的第一端连接于第一冷媒分配装置210的第二支路管口,第二端连接于第二冷媒分配装置220的第四支路管口……,第五换热支路的第一端连接于第一冷媒分配装置210的第五支路管口,第二端连接于第二冷媒分配装置220的第一支路管口。

换热器作为蒸发器使用时,需要多个换热支路230串联连接。第一冷媒分配装置210的活动部件120位于第一位置,第一U形管连通第二支路管口和第三支路管,第二U形管连通第四支路管口和第五支路管口。第二冷媒分配装置220的活动部件120位于第一位置,第一U形管连通第二冷媒分配装置220的第二支路管口和第三支路管口,第二冷媒分配装置220的第二U形管连通第二冷媒分配装置220的第四支路管口和第五支路管口。气态冷媒经过从第一冷媒分配装置210的冷媒进出口111进入第一冷媒分配装置210的冷媒分配空间112,然后从第一冷媒分配装置210的第一支路管口进入第一换热支路中、经过第二冷媒分配装置220的第二U形管进入第二换热支路、经第一冷媒分配装置210的第一U形管进入第三换热支路、经第二冷媒分配装置220的第二U形管进入第四换热支路、经第一冷媒分配装置210的第二U形管进入第五换热支路中、经第二冷媒分配装置220的第一支路管口进入第二冷媒分配装置220的冷媒分配空间112、从第二冷媒分配装置220的冷媒进出口111离开第二冷媒分配装置220,如此依次流经多个换热支路230。

换热器作为冷凝器使用时,需要多个换热支路230并联连接。第一冷媒分配装置210的活动部件120位于第二位置,多个换热支路230的第一端均直接连通第一冷媒分配装置210的冷媒分配空间112。第二冷媒分配装置220的活动部件120位于第二位置,多个换热支路230的第二端均直接连通第二冷媒分配装置220的冷媒分配空间112。多个换热支路230并联连接。液态冷媒经第二冷媒分配装置220的冷媒进出口111进入第二冷媒分配装置220的冷媒分配空间112,然后分为五路,分别流经五个换热支路230进入第一冷媒分配装置210的冷媒分配空间112,然后经第一冷媒分配装置210的冷媒进出口111离开第一冷媒分配装置210。

使用本公开实施例提供的冷媒分配装置,通过活动部件120的滑动,可以改变支路管口的串并联连接关系,从而使改变连接于支路管口的换热支路230的串并联连接关系,以使换热器在作为蒸发器时多个换热支路230并联连接,作为冷凝器时多个换热支路230串联连接,从而提高空调器的制冷制热能力,活动部件120设置有多个U形管,管体110侧壁开设有多个支路管口,冷媒分配装置可以连接的换热支路230的数量不受限制,可以使换热器在作为蒸发器和作为冷凝时均能获得较高的换热能力;活动部件120在冷媒分配装置内移动的距离较小,可以小至一个U形管的直径,易于驱动。

结合图1-18所示,本公开实施例提供一种空调器,包括上述的换热器。

使用本公开实施例提供的空调器,换热器的多个换热支路230的串并联连接关系可以在制冷制热工况下切换,使换热器在作为蒸发器时多支路,作为冷凝器时少支路,提高了空调器制冷制热效率。

可选地,空调器还包括冷媒循环回路和四通阀350,冷媒循环回路由压缩机310、室外换热器320、节流装置330和室内换热器340通过冷媒管路依次连接形成;四通阀350具有A口、B口、C口和D口,,A口连通压缩机310的排气口,C口连通压缩机310的吸气口,B口连通室外换热器320,D口连通室内换热器340。四通阀350在第一状态下,导通A口和D口,导通B口和C口;四通阀350在第二状态下,导通A口和B口,导通C口和D口;其中,在换热器的冷媒分配装置包括驱动管133时,驱动管133连通四通阀350的B口或D口。

换热器作为蒸发器使用时,换热支路230内部及冷媒分配装置内部的压力在0.8MPa左右;换热器作为冷凝器使用时,换热支路230内部及冷媒分配装置内部的压力在2MPa-2.4MPa之间。冷媒循环系统的压缩机310两端存在高低压力差。可以利用这一性质改变空调器的换热器的多个换热支路230之间的串并联连接关系。

以四通阀350处于第一状态、空调器运行制冷模式为例进行说明。换热器作为冷凝器(室外换热器320)时,冷媒流动空间126为高压冷媒,冷媒分配装置的驱动管133连通B口,从而使驱动空间127内为低压冷媒。活动部件120的隔板125在冷媒高低压力差的作用下向驱动空间127方向滑动,从而使活动部件120移动至第一位置或保持在第一位置。换热器作为蒸发器(室内换热器340)时,冷媒流动空间126为低压冷媒,冷媒分配装置的驱动管133连通D口,从而使驱动空间127内为高压冷媒。活动部件120的隔板125在冷媒高低压力差的作用下向冷媒流动空间126方向滑动,从而使活动部件120移动至第二位置或保持在第二位置。

四通阀350切换至第二状态,空调器运行制热模式。换热器作为蒸发器(室外换热器320),冷媒流动的冷媒成为低压冷媒,B口的冷媒成为高压冷媒。冷媒分配装置的隔板125在压力差的作用下带动活动部件120从第一位置移动至第二位置,从而使多个换热支路230并联连接。同样的,换热器作为冷凝器(室内换热器340),冷媒流动空间126的冷媒成为高压冷媒,D口的冷媒成为低压冷媒,活动部件120的隔板125在冷媒高低压力差的作用下向驱动空间127方向滑动,从而使活动部件120从第二位置移动至第一位置,从而使多个换热支路230串联连接。

采用这样的设置形式,不需要额外的驱动部件130和传感器,在四通阀350进行换向的同时,利用冷媒高低压力差实现对于活动部件120的驱动,使换热器的多个换热支路230的串并联关系与其分工相匹配,简化了空调器的控制逻辑,简化了冷媒分配装置的结构,提高了换热器的换热效率。

可选地,当室外换热器320的第一冷媒分配装置210的驱动部件包括驱动管133,且驱动管133的第二端设置有换向阀时,换向阀在第一状状态下连通节流装置330至压缩机310之间的低压管路,换向阀在第二状态下连通压缩机310至节流装置330之间的高压管路。

设置有换向阀,可以切换利用换热器在制冷制热模式下的压力不同这一性质可以驱动活动部件120滑动。在冷媒循环系统中,按照冷媒流动方向,压缩机310的排气至节流装置330之间的冷媒为高压冷媒,节流装置330至压缩机310的吸气之间的冷媒为低压冷媒。换向阀在第一状态下使驱动管133连通节流装置330至压缩机310的吸气端之间的冷媒管道,在第二状态下使驱动管133连通压缩机310的排气至节流装置330之间的冷媒管道。

换热器作为冷凝器使用时,冷媒流动空间126内为高压冷媒,驱动空间127内为低压冷媒,隔片在压力差的作用下向驱动空间127方向滑动,从而带动活动部件120从第二位置移动至第一位置,进一步使多个换热支路230成为串联连接的形式;换热器作为蒸发器使用时,冷媒流动空间126内为低压冷媒,驱动空间127内为高压冷媒,隔片在压力差的作用下向冷媒流动空间126方向滑动,从而带动活动部件120从第一位置移动至第二位置,进一步使多个换热支路230成为并联连接的形式。

设置有驱动管133和换向阀,可以利用冷媒循环系统自身的高低压压力差驱动活动部件120滑动,驱动力比较大。采用这种形式,简化了活动部件120的驱动。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例,以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求,否则单独的部件和功能是可选的,并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开的实施例并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

技术分类

06120114585749