用于具有可逆流體流的蒸汽壓縮系統(tǒng)的膨脹閥的制作方法
【專(zhuān)利摘要】公開(kāi)了一種用于蒸汽壓縮系統(tǒng)(1)的膨脹閥(16)和蒸汽壓縮系統(tǒng)(1)。膨脹閥(16)包括第一閥構(gòu)件(17)、第二閥構(gòu)件(20)和第三閥構(gòu)件(21)，所述閥構(gòu)件(17、20、21)被布置成使得能夠進(jìn)行至少在第一閥構(gòu)件(17)與第二閥構(gòu)件(20)之間和在第一閥構(gòu)件(17)與第三閥構(gòu)件(21)之間的相對(duì)移動(dòng)。所述膨脹閥(16)能夠在其中膨脹閥(16)的開(kāi)度由第一閥構(gòu)件(17)和第二閥構(gòu)件(20)的相對(duì)位置確定的第一狀態(tài)與其中膨脹閥(16)的開(kāi)度由第一閥構(gòu)件(17)與第三閥構(gòu)件(21)的相對(duì)位置確定的第二狀態(tài)之間切換。膨脹閥(16)響應(yīng)于通過(guò)膨脹閥(16)的流體流的方向變化而在第一狀態(tài)與第二狀態(tài)之間自動(dòng)移動(dòng)。膨脹閥(16)適合于用在能夠選擇性地在空調(diào)模式或熱泵模式下操作的蒸汽壓縮系統(tǒng)(1)中，并因此使制冷劑流反向是需要的。膨脹閥(16)自動(dòng)地確保膨脹后的制冷劑被供應(yīng)給相關(guān)的熱交換器(3、4)，因此確保蒸汽壓縮系統(tǒng)在空調(diào)模式以及熱泵模式中正確運(yùn)行。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于具有可逆流體流的蒸汽壓縮系統(tǒng)的膨脹閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于諸如制冷系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)或熱泵的蒸汽壓縮系統(tǒng)的膨脹閥。本發(fā)明的膨脹閥能夠在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間切換，并且適于用在其中流體介質(zhì)的流動(dòng)可以被反向的蒸汽壓縮系統(tǒng)(例如，能夠在空調(diào)模式(空氣調(diào)節(jié)模式)與熱泵模式之間切換的蒸汽壓縮系統(tǒng))中。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種包括這種膨脹閥的蒸汽壓縮系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]諸如制冷系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)或熱泵的蒸汽壓縮系統(tǒng)通常包括沿著制冷劑路徑布置的壓縮機(jī)、冷凝器、例如膨脹閥形式的膨脹裝置、和蒸發(fā)器。制冷劑在制冷劑路徑中循環(huán)并被交替壓縮和膨脹。在冷凝器和蒸發(fā)器中發(fā)生熱交換，并從而可以給諸如房間或制冷室或箱的封閉體積提供冷卻或加熱。
[0003]在一些情況下，期望蒸汽壓縮系統(tǒng)能夠選擇性地操作作為空調(diào)系統(tǒng)或熱泵。因此，可以使用同一蒸汽壓縮系統(tǒng)，在溫暖或炎熱的季節(jié)期間對(duì)封閉體積提供冷卻，和在寒冷的季節(jié)為封閉體積提供加熱。這種蒸汽壓縮系統(tǒng)包括兩個(gè)熱交換器，所述兩個(gè)熱交換器兩者都能夠依賴(lài)于針對(duì)于蒸汽壓縮系統(tǒng)所選擇的模式而作為蒸發(fā)器和冷凝器操作。一個(gè)熱交換器被布置成與存在于封閉體積中的空氣交換熱量，而另一個(gè)熱交換器被布置成與外部空氣交換熱量。
[0004]因此，當(dāng)期望室內(nèi)溫度低于室外溫度時(shí)，被布置成與封閉體積中的空氣交換熱量的熱交換器作為蒸發(fā)器操作，被布置成與外部空氣交換熱量的熱交換器作為冷凝器操作。由此，蒸汽壓縮系統(tǒng)作為空調(diào)系統(tǒng)操作，并且為封閉體積提供冷卻。類(lèi)似地，當(dāng)期望室內(nèi)溫度高于室外溫度時(shí)，蒸汽壓縮系統(tǒng)中的流體流被反向，被布置成與封閉體積中的空氣交換熱量的熱交換器作為冷凝器操作，被布置成與外部空氣交換熱量的熱交換器作為蒸發(fā)器操作。因此，蒸汽壓縮系統(tǒng)作為熱泵操作，并且為封閉體積提供加熱。
[0005]為了允許蒸汽壓縮系統(tǒng)選擇性地作為空調(diào)系統(tǒng)或熱泵操作，必須將蒸汽壓縮系統(tǒng)設(shè)計(jì)成使得，當(dāng)兩個(gè)熱交換器作為蒸發(fā)器操作時(shí)膨脹后的制冷劑可以被選擇性地供應(yīng)給所述兩個(gè)熱交換器，并且使得當(dāng)兩個(gè)熱交換器作為冷凝器操作時(shí)允許制冷劑從所述兩個(gè)熱交換器基本上不受限制地流走。
[0006]在一些現(xiàn)有技術(shù)的蒸汽壓縮系統(tǒng)中，這已經(jīng)通過(guò)提供兩個(gè)膨脹裝置(每一個(gè)用于一個(gè)熱交換器)來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而確保當(dāng)相應(yīng)的熱交換器正作為冷凝器操作時(shí)允許基本上不受限制的制冷劑流(例如借助于旁通流動(dòng)路徑)通過(guò)膨脹裝置。
[0007]在替代的現(xiàn)有技術(shù)壓縮系統(tǒng)中，可逆恒溫膨脹閥(TXV)已經(jīng)設(shè)置在兩個(gè)熱交換器之間，該可逆恒溫膨脹閥能夠?qū)⑴蛎浐蟮闹评鋭┕?yīng)給熱交換器中的每一個(gè)。然而，恒溫膨脹閥應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地基于離開(kāi)蒸發(fā)器的制冷劑的過(guò)熱被控制。然而，由于兩個(gè)熱交換器都可以依賴(lài)于蒸汽壓縮系統(tǒng)的已選擇的模式而作為蒸發(fā)器操作，因此不能在始終提供離開(kāi)蒸發(fā)器的制冷劑的過(guò)熱的位置為恒溫膨脹閥布置傳感器或測(cè)溫儀。因此，在這些現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中，傳感器或測(cè)溫儀布置在提供過(guò)熱的合理測(cè)量的非優(yōu)化位置處，而不管蒸汽壓縮系統(tǒng)的模式。因此，所述恒溫膨脹閥被以非優(yōu)化的方式控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)目的是提供一種用于可逆流動(dòng)的蒸汽壓縮系統(tǒng)的膨脹閥，該膨脹閥易于以精確的方式控制。
[0009]本發(fā)明實(shí)施例的另一目的是提供一種使用少于現(xiàn)有技術(shù)蒸汽壓縮系統(tǒng)的部件、允許反向流體流的蒸汽壓縮系統(tǒng)。
[0010]本發(fā)明實(shí)施例的又一目的是提供一種允許反向流體流同時(shí)保持蒸汽壓縮系統(tǒng)的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)的蒸汽壓縮系統(tǒng)。
[0011]根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供了一種用于蒸汽壓縮系統(tǒng)的膨脹閥，所述膨脹閥包括第一閥構(gòu)件、第二閥構(gòu)件和第三閥構(gòu)件，所述閥構(gòu)件被布置成使得能夠進(jìn)行至少第一閥構(gòu)件與第二閥構(gòu)件之間的相對(duì)移動(dòng)和第一閥構(gòu)件與第三閥構(gòu)件之間的相對(duì)移動(dòng)，所述膨脹閥能夠在其中膨脹閥的開(kāi)度由第一閥構(gòu)件和第二閥構(gòu)件的相對(duì)位置確定的第一狀態(tài)與其中膨脹閥的開(kāi)度由第一閥構(gòu)件與第三閥構(gòu)件的相對(duì)位置確定的第二狀態(tài)之間切換，其中膨脹閥響應(yīng)于通過(guò)膨脹閥的流體流的方向變化而在第一狀態(tài)與第二狀態(tài)之間自動(dòng)地移動(dòng)。
[0012]在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語(yǔ)“蒸汽壓縮系統(tǒng)”應(yīng)該被解釋為表示諸如制冷劑的流體介質(zhì)流在其中循環(huán)并且被交替壓縮和膨脹從而提供體積的制冷或加熱的任何系統(tǒng)。因此，蒸汽壓縮系統(tǒng)可以是制冷系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、熱泵等。蒸汽壓縮系統(tǒng)因此包括沿著制冷劑路徑布置的壓縮機(jī)、例如膨脹閥形式的膨脹裝置和兩個(gè)熱交換器，一個(gè)作為冷凝器操作，另一個(gè)作為蒸發(fā)器操作。
[0013]當(dāng)布置在蒸汽壓縮系統(tǒng)中時(shí)，膨脹閥在制冷劑路徑中緊鄰相對(duì)于蒸發(fā)器的上游布置。因此，膨脹閥使制冷劑膨脹并控制膨脹后的制冷劑到蒸發(fā)器的供應(yīng)。
[0014]應(yīng)該注意的是，即使本發(fā)明的膨脹閥非常適于用作蒸汽壓縮系統(tǒng)中的膨脹裝置，但是也不能排除所述膨脹閥用于其它系統(tǒng)。例如，本發(fā)明的膨脹閥可以用在吸收制冷系統(tǒng)中，在所述吸收制冷系統(tǒng)中，制冷劑沒(méi)有被機(jī)械壓縮。蒸發(fā)后的氣態(tài)制冷劑被溶解在液體中并泵送到再生器中，在所述再生器中，由于制冷劑與液體之間的不同沸點(diǎn)，制冷劑與液體熱分離。氣態(tài)制冷劑在冷凝器中被液化并通過(guò)諸如本發(fā)明的膨脹閥的節(jié)流裝置膨脹到較低壓力。
[0015]膨脹閥包括第一閥構(gòu)件、第二閥構(gòu)件和第三閥構(gòu)件。閥構(gòu)件被布置成使得可以進(jìn)行第一閥構(gòu)件和第二閥構(gòu)件之間的相對(duì)移動(dòng)。此外，可以進(jìn)行第一閥構(gòu)件和第三閥構(gòu)件之間的相對(duì)移動(dòng)。第二閥構(gòu)件和第三閥構(gòu)件可以被布置成相對(duì)于彼此大致固定?？蛇x地，第二閥構(gòu)件與第三閥構(gòu)件之間的相對(duì)移動(dòng)也是可以的?？梢酝ㄟ^(guò)允許第一閥構(gòu)件移動(dòng)同時(shí)第二閥構(gòu)件和/或第三閥構(gòu)件相對(duì)于膨脹閥的其余部分是固定的，來(lái)實(shí)現(xiàn)閥構(gòu)件的相對(duì)移動(dòng)性。作為可選方案，可以允許第二閥構(gòu)件和第三閥構(gòu)件移動(dòng)，同時(shí)第一閥構(gòu)件被布置成相對(duì)于膨脹閥的其余部分大致固定。作為另一種可選方案，可以允許所有三個(gè)閥構(gòu)件相對(duì)于膨脹閥的其余部分移動(dòng)并相對(duì)于彼此移動(dòng)。
[0016]膨脹閥能夠在第一狀態(tài)與第二狀態(tài)之間切換。在第一狀態(tài)中，膨脹閥的開(kāi)度由第一閥構(gòu)件和第二閥構(gòu)件的相對(duì)位置確定。在第二狀態(tài)中，膨脹閥的開(kāi)度由第一閥構(gòu)件和第三閥構(gòu)件的相對(duì)位置確定。因此，當(dāng)膨脹閥處于第一狀態(tài)中時(shí)，在第一閥構(gòu)件和第二閥構(gòu)件的相對(duì)位置改變時(shí)，可以改變膨脹閥的開(kāi)度，并因此改變通過(guò)膨脹閥的制冷劑的質(zhì)量流量。類(lèi)似地，當(dāng)膨脹閥處于第二狀態(tài)中時(shí)，在第一閥構(gòu)件和第三閥構(gòu)件的相對(duì)位置改變時(shí)，可以改變膨脹閥的開(kāi)度，并因此改變通過(guò)膨脹閥的制冷劑的質(zhì)量流量。
[0017]膨脹閥響應(yīng)于通過(guò)膨脹閥的流體流的方向變化在第一狀態(tài)與第二狀態(tài)之間自動(dòng)地移動(dòng)。因此，當(dāng)通過(guò)膨脹閥的流體流在第一方向上時(shí)，膨脹閥將處于第一狀態(tài)，即，膨脹閥的開(kāi)度由第一閥構(gòu)件和第二閥構(gòu)件的相對(duì)位置確定。如果通過(guò)膨脹閥的流體流被反向，則膨脹閥自動(dòng)移動(dòng)到第二狀態(tài)，并且膨脹閥的開(kāi)度因此由第一閥構(gòu)件和第三閥構(gòu)件的相對(duì)位
置確定。
[0018]因此，本發(fā)明的膨脹閥非常適于在其中流體流可逆的蒸汽壓縮系統(tǒng)(例如，可選擇性地在空調(diào)模式或熱泵模式中操作的蒸汽壓縮系統(tǒng))中使用。如上所述，這種蒸汽壓縮系統(tǒng)通常包括兩個(gè)熱交換器，該兩個(gè)熱交換器每一個(gè)都能夠依賴(lài)于蒸汽壓縮系統(tǒng)的操作模式作為冷凝器或作為蒸發(fā)器操作。本發(fā)明的膨脹閥可以布置在蒸汽壓縮系統(tǒng)中，使得當(dāng)通過(guò)膨脹閥的流體流在第一方向上時(shí)，膨脹閥處于第一狀態(tài)，并且膨脹后的制冷劑通過(guò)膨脹閥被輸送到第一熱交換器。類(lèi)似地，當(dāng)通過(guò)膨脹閥的流體流在相反的第二方向上時(shí)，膨脹閥處于第二狀態(tài)，并且膨脹后的制冷劑通過(guò)膨脹閥被輸送到第二熱交換器。因此，當(dāng)通過(guò)膨脹閥的流體流被反向時(shí)，熱交換器“切換角色”。此外，這種切換響應(yīng)于通過(guò)膨脹閥的流體流的方向變化而自動(dòng)地執(zhí)行。因此，能夠確保膨脹閥始終根據(jù)蒸汽壓縮系統(tǒng)的選定模式操作，而不需要對(duì)膨脹閥的復(fù)雜控制。
[0019]膨脹閥可以具有當(dāng)膨脹閥處于第一狀態(tài)時(shí)的大致固定的第一開(kāi)度和當(dāng)膨脹閥處于第二狀態(tài)時(shí)的大致固定的第二開(kāi)度，且第二開(kāi)度不同于第一開(kāi)度。根據(jù)該實(shí)施例，當(dāng)膨脹閥處于第一狀態(tài)或第二狀態(tài)時(shí)，膨脹閥的開(kāi)度不受控制。然而，由于第二開(kāi)度不同于第一開(kāi)度，因此當(dāng)通過(guò)膨脹閥的流體流的方向改變時(shí)，膨脹閥的開(kāi)度急劇地改變，并且膨脹閥因此從第一狀態(tài)移動(dòng)到第二狀態(tài)或從第二狀態(tài)移動(dòng)到第一狀態(tài)。因此，當(dāng)通過(guò)膨脹閥的流體流在第一方向上時(shí)，膨脹閥以一個(gè)大致固定的開(kāi)度操作，而當(dāng)通過(guò)膨脹閥的流體流在另一個(gè)反向的方向上時(shí)，膨脹閥以另一個(gè)大致固定的開(kāi)度操作。
[0020]作為可選方案，一個(gè)或多個(gè)閥部分可以響應(yīng)于橫跨過(guò)膨脹閥的差壓的變化而自動(dòng)移動(dòng)，且膨脹閥的開(kāi)度因此響應(yīng)于橫跨過(guò)膨脹閥的差壓的變化自動(dòng)改變。根據(jù)該實(shí)施例，當(dāng)膨脹閥分別處于第一狀態(tài)或第二狀態(tài)時(shí)，膨脹閥的開(kāi)度受到控制。此外，膨脹閥的開(kāi)度響應(yīng)于橫跨過(guò)膨脹閥的差壓的變化自動(dòng)改變。因此，當(dāng)橫跨過(guò)膨脹閥的差壓改變時(shí)，一個(gè)或多個(gè)閥部分，優(yōu)選地閥構(gòu)件中的一個(gè)或多個(gè)自動(dòng)地移動(dòng)。因此，第一閥構(gòu)件與第二閥構(gòu)件之間的相對(duì)位置、和/或第一閥構(gòu)件與第三閥構(gòu)件之間的相對(duì)位置被改變。由于膨脹閥的開(kāi)度依賴(lài)于膨脹閥處于第一狀態(tài)或第二狀態(tài)，由第一閥構(gòu)件和第二閥構(gòu)件的相對(duì)位置或第一閥構(gòu)件和第三閥構(gòu)件的相對(duì)位置確定，因此當(dāng)橫跨過(guò)膨脹閥的差壓變化時(shí)，膨脹閥的開(kāi)度也自動(dòng)地改變。
[0021]因此，根據(jù)本實(shí)施例，膨脹閥的開(kāi)度被自動(dòng)調(diào)節(jié)以對(duì)應(yīng)于當(dāng)前橫跨過(guò)膨脹閥產(chǎn)生的差壓。這允許膨脹閥在低差壓下以一個(gè)開(kāi)度操作而在高差壓下以另一個(gè)開(kāi)度操作。這例如當(dāng)膨脹閥布置在包括能夠以?xún)蓚€(gè)不同容量水平操作的壓縮機(jī)的蒸汽壓縮系統(tǒng)中時(shí)是期望的。兩個(gè)不同容量水平導(dǎo)致橫跨過(guò)膨脹閥的兩個(gè)不同差壓水平。當(dāng)壓縮機(jī)容量改變時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例的膨脹閥的開(kāi)度被自動(dòng)地改變，從而允許蒸汽壓縮系統(tǒng)在兩個(gè)壓縮機(jī)容量水平下以最優(yōu)方式操作。此外，由于膨脹閥的開(kāi)度響應(yīng)于差壓的變化自動(dòng)改變，因此在不需要對(duì)膨脹閥的復(fù)雜控制(例如，用于控制恒溫膨脹閥的所述類(lèi)型的控制)的情況下獲得開(kāi)度的調(diào)節(jié)。因此，可以以低成本獲得膨脹閥的接近最優(yōu)的操作。
[0022]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，膨脹閥的開(kāi)度可以響應(yīng)于橫跨過(guò)膨脹閥的差壓的增大而減小，和膨脹閥的開(kāi)度可以響應(yīng)于橫跨過(guò)膨脹閥的差壓的減小而增大。根據(jù)該實(shí)施例，膨脹閥的開(kāi)度在低差壓相對(duì)大，對(duì)應(yīng)于低壓縮機(jī)容量，而在聞差壓較小，對(duì)應(yīng)于聞壓縮機(jī)容量。在聞差壓通過(guò)給定尺寸的節(jié)流孔的流體流量高于低差壓通過(guò)給定尺寸的節(jié)流孔的流體流量。因此，期望在高差壓具有較小開(kāi)度，從而減小高差壓下的流體流量并在所有差壓水平下獲得到蒸發(fā)器的最優(yōu)制冷劑供應(yīng)。此外，在使用兩級(jí)壓縮機(jī)的情況中，在低容量并且由此在低壓差下所需要的開(kāi)度比在高容量并且由此在高壓差下所需要的開(kāi)度更大。
[0023]第一閥構(gòu)件和第二閥構(gòu)件可以組合形成第一膨脹閥，并且第一閥構(gòu)件和第三閥構(gòu)件可以組合形成第二膨脹閥。根據(jù)該實(shí)施例，膨脹閥限定兩個(gè)單獨(dú)的膨脹閥，一個(gè)由第一閥構(gòu)件和第二閥構(gòu)件形成，另一個(gè)由第一閥構(gòu)件和第三閥構(gòu)件形成。因此，根據(jù)本實(shí)施例，膨脹閥是雙閥。當(dāng)膨脹閥處于第一狀態(tài)時(shí)，膨脹閥的開(kāi)度通過(guò)由第一閥構(gòu)件和第二閥構(gòu)件形成的膨脹閥確定，而當(dāng)膨脹閥處于第二狀態(tài)時(shí)，膨脹閥的開(kāi)度通過(guò)由第一閥構(gòu)件和第三閥構(gòu)件形成的膨脹閥確定。對(duì)于膨脹閥中的每一個(gè)，閥座可以形成在一個(gè)閥構(gòu)件上，并且閥元件可以形成在另一個(gè)閥構(gòu)件上。當(dāng)閥構(gòu)件相對(duì)于彼此移動(dòng)時(shí)，閥座和閥元件也相對(duì)于彼此移動(dòng)，從而改變膨脹閥的開(kāi)度。
[0024]膨脹閥還可以包括偏壓裝置，所述偏壓裝置被布置成在第一閥構(gòu)件和第二閥構(gòu)件彼此遠(yuǎn)離的方向上機(jī)械偏壓第一閥構(gòu)件和第二閥構(gòu)件、和/或在第一閥構(gòu)件和第三閥構(gòu)件彼此遠(yuǎn)離的方向上機(jī)械偏壓第一閥構(gòu)件和第三閥構(gòu)件。偏壓裝置可以為機(jī)械偏壓裝置的形式，例如被布置成推動(dòng)相關(guān)閥構(gòu)件彼此遠(yuǎn)離的一個(gè)或多個(gè)可壓縮彈簧，或由彈性材料制成的構(gòu)件、或任何其它適當(dāng)類(lèi)型的機(jī)械偏壓裝置。作為可選的方案，偏壓裝置可以是被布置成推動(dòng)相關(guān)閥構(gòu)件彼此遠(yuǎn)離的磁性偏壓裝置。在任何情況下，根據(jù)本實(shí)施例，相關(guān)閥構(gòu)件當(dāng)朝向彼此移動(dòng)時(shí)克服偏壓裝置的偏壓力移動(dòng)。如上所述地，在閥構(gòu)件響應(yīng)于橫跨過(guò)膨脹閥的差壓變化而自動(dòng)移動(dòng)的情況下，可以選擇和/或調(diào)節(jié)偏壓裝置使得，在膨脹閥的正常操作期間響應(yīng)于橫跨過(guò)膨脹閥的差壓的變化獲得閥構(gòu)件的期望相對(duì)移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)以期望的方式改變膨脹閥的開(kāi)度。
[0025]第二閥構(gòu)件和第三閥構(gòu)件可以每個(gè)限定流體通道，并且第一閥構(gòu)件可以包括第一突出元件和第二突出元件，所述第一突出元件被布置成當(dāng)膨脹閥處于第一狀態(tài)時(shí)位于第二閥構(gòu)件的流體通道中，所述第二突出元件被布置成當(dāng)膨脹閥處于第二狀態(tài)時(shí)位于第三閥構(gòu)件的流體通道中。根據(jù)該實(shí)施例，第二閥構(gòu)件和第三閥構(gòu)件的流體通道可以每個(gè)形成閥座，而第一閥構(gòu)件的突出元件可以每個(gè)形成閥元件，并且閥座和閥元件可以成對(duì)地形成膨脹閥。
[0026]第一突出元件和/或第二突出元件可以具有提供膨脹閥的開(kāi)度的幾何構(gòu)型，所述膨脹閥的開(kāi)度是第一閥構(gòu)件和第二閥構(gòu)件和/或第三閥構(gòu)件的相對(duì)位置的已知函數(shù)。根據(jù)該實(shí)施例，第一閥構(gòu)件和第二和/或第三閥構(gòu)件的給定相對(duì)位置導(dǎo)致膨脹閥的很好地限定的并且已知的開(kāi)度。因此，可以以精確的方式容易地執(zhí)行膨脹閥的控制。
[0027]可選地或此外，第一突出元件和/或第二突出元件可以具有大致圓錐形形狀。根據(jù)該實(shí)施例，當(dāng)突出元件進(jìn)一步移動(dòng)到相對(duì)應(yīng)的流體通道中時(shí)，膨脹閥的開(kāi)度逐漸減小。類(lèi)似地，當(dāng)突出元件相對(duì)于相對(duì)應(yīng)的流體通道進(jìn)一步向外移動(dòng)時(shí)，膨脹閥的開(kāi)度增大。
[0028]可選地或此外，第一突出元件和/或第二突出元件可以設(shè)有一個(gè)或多個(gè)溝槽，且至少一個(gè)溝槽限定了沿著突出元件的縱向方向變化的尺寸。由于至少一個(gè)溝槽限定沿著突出元件的縱向方向變化的尺寸，因此相應(yīng)的流體通道的被突出元件阻擋的部分由突出元件沿著縱向方向相對(duì)于流體通道的位置確定。這是有利的實(shí)施例，因?yàn)樘峁┚哂懈呔鹊倪@種溝槽相對(duì)容易，并因此高精度地確定了閥構(gòu)件的相對(duì)位置與膨脹閥的開(kāi)度之間的對(duì)應(yīng)性。變化的尺寸可以例如是溝槽的深度或?qū)挾取?br> [0029]第二突出元件可以被布置成當(dāng)膨脹閥處于第一狀態(tài)時(shí)位于第三閥構(gòu)件的流體通道外面、和/或第一突出元件可以被布置成當(dāng)膨脹閥處于第二狀態(tài)時(shí)位于第二閥構(gòu)件的流體通道外面。當(dāng)突出元件布置在相應(yīng)流體通道外面時(shí)，流體被允許基本上不受限制地流過(guò)流體通道。因此，根據(jù)該實(shí)施例，當(dāng)膨脹閥處于第一狀態(tài)時(shí)，流體被允許基本上不受限制地流過(guò)第三閥構(gòu)件的流體通道，同時(shí)第二閥構(gòu)件的流體通道和第一突出元件組合控制通過(guò)膨脹閥的流體流并確保制冷劑被膨脹。可選地或此外，當(dāng)膨脹閥處于第二狀態(tài)時(shí)，流體被允許基本上不受限制地流過(guò)第二閥構(gòu)件的流體通道，同時(shí)第三閥構(gòu)件的流體通道和第二突出元件組合控制通過(guò)膨脹閥的流體流并確保制冷劑被膨脹。
[0030]作為可選方案，第一閥構(gòu)件可以設(shè)有第一流體通道和第二流體通道，而第二閥構(gòu)件和第三閥構(gòu)件可以每個(gè)設(shè)有突出元件，類(lèi)似于上述情況，每個(gè)突出元件都適于布置在第一閥構(gòu)件的流體通道中。作為另一種可選方案，第一閥構(gòu)件可以設(shè)有流體通道和突出元件，而第二 /第三閥構(gòu)件設(shè)有突出元件，并且第三/第二閥構(gòu)件設(shè)有流體通道。在這種情況下，類(lèi)似于上述情況，第二 /第三閥的突出元件適于布置在第一閥構(gòu)件的流體開(kāi)口中，而第一閥構(gòu)件的突出元件適于布置在第三/第二閥構(gòu)件的流體通道中。
[0031]根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供了一種蒸汽壓縮系統(tǒng)，所述蒸汽壓縮系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、第一熱交換器、第二熱交換器和根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的膨脹閥，壓縮機(jī)、第一熱交換器、膨脹閥和第二熱交換器沿著制冷劑路徑布置。
[0032]應(yīng)該注意的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易認(rèn)識(shí)到，結(jié)合本發(fā)明第一方面所描述的任何特征也可以與本發(fā)明的第二方面結(jié)合，反之亦然。
[0033]當(dāng)膨脹閥處于第一狀態(tài)時(shí)，第一熱交換器可以作為蒸發(fā)器操作，而第二熱交換器作為冷凝器操作；當(dāng)膨脹閥處于第二狀態(tài)時(shí)，第一熱交換器可以作為冷凝器操作，而第二熱交換器作為蒸發(fā)器操作。根據(jù)該實(shí)施例，當(dāng)膨脹閥在第一狀態(tài)與第二狀態(tài)之間被切換時(shí)，兩個(gè)熱交換器“切換角色”。因此，蒸汽壓縮系統(tǒng)是能夠選擇性地在空調(diào)模式或熱泵模式下操作的所述類(lèi)型的蒸汽壓縮系統(tǒng)，并且膨脹閥適于依賴(lài)于被選擇的模式將膨脹后的制冷劑輸送到所述兩個(gè)熱交換器。因此，蒸汽壓縮系統(tǒng)能夠在不需要兩個(gè)單獨(dú)的膨脹閥的情況下選擇性地在空調(diào)模式或熱泵模式下操作，并同時(shí)保持蒸汽壓縮系統(tǒng)的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)。
[0034]因此，膨脹閥可以被布置成當(dāng)膨脹閥處于第一狀態(tài)時(shí)將膨脹后的制冷劑供應(yīng)給第一熱交換器和當(dāng)膨脹閥處于第二狀態(tài)時(shí)將膨脹后的制冷劑供應(yīng)給第二熱交換器。
[0035]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，至少第一熱交換器、第二熱交換器和膨脹閥可以被布置成緊湊的單元。將熱交換器在緊湊的單元中靠近彼此布置允許膨脹閥被布置成使得所述膨脹閥能夠直接將膨脹后的制冷劑供應(yīng)給所述兩個(gè)熱交換器?！緦?zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0036]以下參照附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明，在附圖中:
[0037]圖la_3b是各種現(xiàn)有技術(shù)蒸汽壓縮系統(tǒng)的概略視圖；
[0038]圖4a和4b是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的蒸汽壓縮系統(tǒng)的概略視圖；
[0039]圖5-11示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的膨脹閥；以及
[0040]圖12-18示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的膨脹閥。
【具體實(shí)施方式】
[0041]圖1a和Ib是第一現(xiàn)有技術(shù)蒸汽壓縮系統(tǒng)I的概略視圖。蒸汽壓縮系統(tǒng)I包括壓縮機(jī)2、第一熱交換器3和第二熱交換器4?？赡婧銣嘏蛎涢y5布置在熱交換器3，4之間，使得恒溫膨脹閥5能夠依賴(lài)于蒸汽壓縮系統(tǒng)I中的流體流的方向?qū)⑴蛎浐蟮闹评鋭┕?yīng)給所述兩個(gè)熱交換器3、4。四通閥6可操作以控制蒸汽壓縮系統(tǒng)I中的流體流的方向。
[0042]因此，當(dāng)四通閥6在如圖1a所示的第一位置時(shí)，制冷劑被壓縮機(jī)2壓縮。壓縮后的制冷劑被供應(yīng)給第二熱交換器4，其中所述第二熱交換器在這種情況下作為冷凝器操作。因此，制冷劑在第二熱交換器4中被至少部分地冷凝，且離開(kāi)第二熱交換器4的制冷劑至少部分地處于液態(tài)。制冷劑然后被供應(yīng)給可逆恒溫膨脹閥5，在所述可逆恒溫膨脹閥5中，所述制冷劑在被供應(yīng)給第一熱交換器3之前被膨脹,其中在這種情況下第一熱交換器3作為蒸發(fā)器操作。因此，制冷劑在第一熱交換器3中被至少部分地蒸發(fā)，且離開(kāi)第一熱交換器3的制冷劑處于大致氣態(tài)。最后，制冷劑被供應(yīng)給壓縮機(jī)2，并且重復(fù)該循環(huán)。
[0043]類(lèi)似地，當(dāng)四通閥6處于如圖1b所示的第二位置時(shí)，蒸汽壓縮系統(tǒng)中的流體流被反向。因此，由壓縮機(jī)2輸送的制冷劑被供應(yīng)給在這種情況下作為冷凝器操作的第一熱交換器3，并且由可逆恒溫膨脹閥5輸送的制冷劑被供應(yīng)給在這種情況下作為蒸發(fā)器操作的第二熱交換器4。
[0044]當(dāng)恒溫膨脹閥在蒸汽壓縮系統(tǒng)I中在將制冷劑供應(yīng)到蒸發(fā)器之前用于膨脹制冷劑時(shí)，期望操作恒溫膨脹閥使得能夠獲得離開(kāi)蒸發(fā)器的制冷劑的最小過(guò)熱。過(guò)熱或過(guò)熱度被定義為離開(kāi)蒸發(fā)器的制冷劑的溫度與離開(kāi)蒸發(fā)器的制冷劑的露點(diǎn)之間的差值。因此，高過(guò)熱表明所有制冷劑在蒸發(fā)器中被蒸發(fā)，并且能量已經(jīng)被用來(lái)加熱蒸發(fā)的氣態(tài)制冷劑。因此，在這種情況下蒸發(fā)器的潛在制冷能力沒(méi)有被以最優(yōu)的方式利用。另一方面，為零的過(guò)熱表明液體制冷劑可能正在通過(guò)蒸發(fā)器并進(jìn)入吸入管線。吸入管線中的液體制冷劑會(huì)引入液體制冷劑到達(dá)壓縮機(jī)2的風(fēng)險(xiǎn)。這可能會(huì)對(duì)壓縮機(jī)2產(chǎn)生損害，因此是不期望的。因此，通常試圖以獲得低過(guò)熱但為正過(guò)熱的方式操作恒溫膨脹閥。為此目的，離開(kāi)蒸發(fā)器的制冷劑的過(guò)熱通常被監(jiān)測(cè)并用作恒溫膨脹閥的控制參數(shù)。通常通過(guò)布置在相對(duì)于蒸發(fā)器的緊臨下游處的一個(gè)或多個(gè)傳感器測(cè)量過(guò)熱。
[0045]如上所述，在圖1a和Ib的蒸汽壓縮系統(tǒng)I中，第一熱交換器3以及第二熱交換器4可以依賴(lài)于四通閥6的位置作為蒸發(fā)器操作。因此，可逆恒溫膨脹閥5基于由布置在四通閥6與壓縮機(jī)2之間的制冷劑路徑中的一個(gè)或多個(gè)傳感器7所執(zhí)行的過(guò)熱測(cè)量操作。因此，由(一個(gè)或多個(gè))傳感器7執(zhí)行的測(cè)量表示在吸入管線中流動(dòng)的制冷劑的過(guò)熱，而不管第一熱交換器3或第二熱交換器4作為蒸發(fā)器操作。然而，這樣的結(jié)果是(一個(gè)或多個(gè))傳感器被布置成相對(duì)遠(yuǎn)離蒸發(fā)器的出口，并且因此獲得的過(guò)熱值不能以精確的方式反映留離開(kāi)蒸發(fā)器的制冷劑的過(guò)熱。因此，可逆恒溫膨脹閥5的控制不是非常精確，并且蒸汽壓縮系統(tǒng)I沒(méi)有以最優(yōu)方式控制，這是因?yàn)橛?一個(gè)或多個(gè))傳感器7測(cè)量的過(guò)熱受來(lái)自四通閥6的熱通量影響。
[0046]圖2a和2b是第二現(xiàn)有技術(shù)蒸汽壓縮系統(tǒng)I的概略視圖。圖2a和2b的蒸汽壓縮系統(tǒng)I與圖1a和Ib的蒸汽壓縮系統(tǒng)I非常相似，并且因此這里不進(jìn)行詳細(xì)描述。與圖1a和Ib的蒸汽壓縮系統(tǒng)相反，圖2a和2b的蒸汽壓縮系統(tǒng)I不包括可逆恒溫膨脹閥5。代替地，圖2a和2b的蒸汽壓縮系統(tǒng)I包括被布置成將膨脹后的制冷劑供應(yīng)給第一熱交換器3的固定節(jié)流孔膨脹閥9和被布置成將膨脹后的制冷劑供應(yīng)給第二熱交換器4的恒溫膨脹閥
10。當(dāng)?shù)诙峤粨Q器4作為蒸發(fā)器操作時(shí)，基于由(一個(gè)或多個(gè))傳感器7執(zhí)行的測(cè)量控制恒溫膨脹閥10的開(kāi)度，以獲得最優(yōu)的過(guò)熱值。固定節(jié)流孔膨脹閥9不被控制。
[0047]由于圖2a和2b的蒸汽壓縮系統(tǒng)I包括兩個(gè)膨脹閥9、10，每一個(gè)用于一個(gè)熱交換器3、4，因此與圖1a和Ib的蒸汽壓縮系統(tǒng)I相比，增加了蒸汽壓縮系統(tǒng)I的部件數(shù)目。這增加了蒸汽壓縮系統(tǒng)I的制造成本和復(fù)雜性。由于固定節(jié)流孔膨脹閥通常比恒溫膨脹閥便宜，因此使用固定節(jié)流孔閥9將膨脹后的制冷劑供應(yīng)給第一熱交換器3稍微降低了成本。然而，這樣的結(jié)果是當(dāng)?shù)谝粺峤粨Q器3作為蒸發(fā)器操作時(shí)不能控制到第二熱交換器3的制冷劑的供給。
[0048]可能有利的是，圖2a和2b的蒸汽壓縮系統(tǒng)I當(dāng)?shù)诙峤粨Q器4作為蒸發(fā)器操作時(shí)在空調(diào)模式下操作(即，圖2b所示的情況)和當(dāng)?shù)谝粺峤粨Q器3作為蒸發(fā)器操作時(shí)在熱泵模式下操作(即，圖2a所示的情況)。這是因?yàn)橥ǔＥc當(dāng)蒸汽壓縮系統(tǒng)I在熱泵模式下操作時(shí)相比，當(dāng)蒸汽壓縮系統(tǒng)I在空調(diào)模式下操作時(shí)，充分利用蒸發(fā)器的潛在制冷能力是更加重要的。
[0049]圖3a和3b是第三現(xiàn)有技術(shù)蒸汽壓縮系統(tǒng)I的概略視圖。圖3a和3b的蒸汽壓縮系統(tǒng)I與圖2a和2b的蒸汽壓縮系統(tǒng)I非常類(lèi)似，并且因此這里不進(jìn)行詳細(xì)描述。然而，在圖3a和3b的蒸汽壓縮系統(tǒng)I中，另外的恒溫膨脹閥13被布置成當(dāng)?shù)谝粺峤粨Q器3作為蒸發(fā)器操作時(shí)將膨脹后的制冷劑供應(yīng)給第一熱交換器3。根據(jù)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)傳感器14獲得的測(cè)量的過(guò)熱控制恒溫膨脹閥13。
[0050]因此，在圖3a和3b的蒸汽壓縮系統(tǒng)I中，可以控制到兩個(gè)熱交換器的制冷劑的供給，以獲得最小過(guò)熱，而不管蒸汽壓縮系統(tǒng)I中的流體流的方向。然而，圖3a和3b的蒸汽壓縮系統(tǒng)I的制造成本高于圖2a和2b的蒸汽壓縮系統(tǒng)I的制造成本。
[0051]圖4a和4b是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的蒸汽壓縮系統(tǒng)I的概略視圖。蒸汽壓縮系統(tǒng)I包括壓縮機(jī)2、第一熱交換器3和第二熱交換器4。四通閥6被布置成以參照?qǐng)D1a和Ib的上述方式控制蒸汽壓縮系統(tǒng)I的流體流的方向。
[0052]膨脹閥16布置在第一熱交換器3與第二熱交換器4之間的制冷劑路徑中。因此，膨脹閥16適于依賴(lài)于蒸汽壓縮系統(tǒng)I中的流體流的方向?qū)⑴蛎浐蟮闹评鋭┕?yīng)給第一熱交換器3以及第二熱交換器4。膨脹閥16是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述類(lèi)型的膨脹閥，并且可以例如是圖5-11所示的膨脹閥16或圖12-18所示的膨脹閥16。因此，膨脹閥16能夠在其中膨脹閥16的開(kāi)度由第一閥構(gòu)件與第二閥構(gòu)件之間的相對(duì)位置確定的第一狀態(tài)與其中膨脹閥16的開(kāi)度由第一閥構(gòu)件與第三閥構(gòu)件之間的相對(duì)位置確定的第二狀態(tài)之間切換。膨脹閥16響應(yīng)于通過(guò)膨脹閥16的流體流的方向變化在第一狀態(tài)與第二狀態(tài)之間自動(dòng)地移動(dòng)。
[0053]因此，如果蒸汽壓縮系統(tǒng)I中的流體流的方向使得第一熱交換器3作為蒸發(fā)器操作(即，圖4a所示的情況)，則膨脹閥16自動(dòng)處于其中制冷劑被膨脹并供應(yīng)給第一熱交換器3的狀態(tài)。類(lèi)似地，如果蒸汽壓縮系統(tǒng)I中的流體流的方向使得第二熱交換器4作為蒸發(fā)器操作(即，圖4b所示的情況)，則膨脹閥16自動(dòng)處于其中制冷劑被膨脹并供應(yīng)給第二熱交換器4的狀態(tài)。因此，可以?xún)H使用一個(gè)膨脹閥16將膨脹后的制冷劑供應(yīng)給兩個(gè)熱交換器3、4，并且始終確保膨脹閥16處于正確狀態(tài)中。
[0054]此外，膨脹閥16可以有利地是其中響應(yīng)于橫跨過(guò)膨脹閥16的差壓的變化而自動(dòng)改變開(kāi)度類(lèi)型的膨脹閥。在這種情況下，控制膨脹閥16的開(kāi)度，用于獲得作為蒸發(fā)器操作的熱交換器3、4的潛在制冷能力的最優(yōu)使用，而不需要獲得離開(kāi)蒸發(fā)器的制冷劑的過(guò)熱的測(cè)量。因此，避免了上文參照?qǐng)D1所述的關(guān)于(一個(gè)或多個(gè))傳感器7的位置的缺點(diǎn)。
[0055]從圖4a和4b清楚本發(fā)明的膨脹閥16提供與圖la_3b所示的現(xiàn)有技術(shù)蒸汽壓縮系統(tǒng)I相比更加簡(jiǎn)單并且具有更少部件的蒸汽壓縮系統(tǒng)I。
[0056]圖5是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的用于膨脹閥的第一閥構(gòu)件17的側(cè)視圖。第一閥構(gòu)件17的端部18限定大致圓錐形形狀。然而，端部18的最外末端為大致圓柱形。
[0057]圖6是沿圖5中示出的線H-H截得的圖8的第一閥構(gòu)件17的橫截面視圖。端部18的圓錐形形狀清楚可見(jiàn)。
[0058]圖7是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的膨脹閥16的橫截面視圖。圖5和圖6的第一閥構(gòu)件17可移動(dòng)地布置在圓筒形管19的內(nèi)部。第二閥構(gòu)件20和第三閥構(gòu)件21也布置在圓筒形管19的內(nèi)部。第二閥構(gòu)件20和第三閥構(gòu)件21相對(duì)于圓筒形管19不可移動(dòng)。
[0059]第二閥構(gòu)件20限定第一流體通道22，而第三閥構(gòu)件21限定第二流體通道23。第一閥構(gòu)件17的端部18布置成靠近流體通道22、23。
[0060]兩個(gè)可壓縮彈簧24分別布置在第一閥構(gòu)件17和第二閥構(gòu)件20之間和第一閥構(gòu)件17與第三閥構(gòu)件21之間?？蓧嚎s彈簧24在遠(yuǎn)離第二閥構(gòu)件20的方向和在遠(yuǎn)離第三閥構(gòu)件21的方向上偏壓第一閥構(gòu)件17。在圖7中，膨脹閥16被顯示處于其中沒(méi)有流體流通過(guò)膨脹閥16的靜止位置。因此，可壓縮彈簧24的彈力被抵消，并且第一閥構(gòu)件17布置在與第二閥構(gòu)件20和第三閥構(gòu)件21大致相等的距離處。
[0061]圖8是圖7的膨脹閥16的橫截面視圖。在圖8中，流體流已經(jīng)沿著如由箭頭25所示的從第二閥構(gòu)件20朝向第三閥構(gòu)件21的方向被引入膨脹閥16中。因此，橫跨過(guò)膨脹閥16的差壓已經(jīng)被引入，且第二閥構(gòu)件20處的壓力高于第三閥構(gòu)件21處的壓力。這使得第一閥構(gòu)件17克服布置在第一閥構(gòu)件17與第三閥構(gòu)件21之間的可壓縮彈簧24b的彈力沿著朝向第三閥構(gòu)件21的方向移動(dòng)。因此，一個(gè)端部18b的圓柱形部分已經(jīng)移動(dòng)到第三閥構(gòu)件21的流體通道23中，同時(shí)另一個(gè)端部18a已經(jīng)移動(dòng)遠(yuǎn)離第二閥構(gòu)件20。因此，端部18b的圓柱形部分阻擋第三閥構(gòu)件21的流體通道23的一部分。因此，通過(guò)流體通道23的流體流受到限制，并且膨脹閥16的開(kāi)度由流體通道23和部18b相結(jié)合地限定。
[0062]橫跨過(guò)膨脹閥16的差壓的小變化將導(dǎo)致第一閥構(gòu)件17的小移動(dòng)。因此，端部18b將在流體通道23內(nèi)部進(jìn)行小移動(dòng)。然而，由于布置在流體通道23中的端部18b的一部分是圓柱形部分，因此這樣的小移動(dòng)不會(huì)導(dǎo)致膨脹閥16的開(kāi)度變化。[0063]圖9是圖7和圖8的膨脹閥16的橫截面視圖。在圖9中，與圖8中所示的情況相比較，橫跨過(guò)膨脹閥16的差壓已經(jīng)增大。因此，第一閥構(gòu)件17已經(jīng)進(jìn)一步朝向第三閥構(gòu)件21移動(dòng)，并且端部18b的圓錐形部分布置在流體通道23中。因此，流體通道23的更大部分被端部18b阻擋，即，膨脹閥16的開(kāi)度已經(jīng)被減小。
[0064]由于端部18b的圓錐形部分布置在流體通道中，因此橫跨過(guò)膨脹閥16的差壓的變化，并因此第一閥構(gòu)件17相對(duì)于第三閥構(gòu)件21的移動(dòng)，導(dǎo)致膨脹閥16的開(kāi)度的變化。因此，在圖9所示的情況下，膨脹閥16的開(kāi)度響應(yīng)于橫跨過(guò)膨脹閥16的差壓的變化而自動(dòng)改變。
[0065]圖10是圖7-9的膨脹閥16的橫截面視圖。在圖10中，與圖8和圖9中所示的情況相比，通過(guò)膨脹閥16的流體流已經(jīng)反向。因此，在圖10中，制冷劑沿如由箭頭25所示的從第三閥構(gòu)件21朝向第二閥構(gòu)件20的方向流過(guò)膨脹閥16。類(lèi)似于圖8所示的情況，因此引入了橫跨過(guò)膨脹閥16的差壓。然而，在這種情況中，第三閥構(gòu)件21處的壓力高于第二閥構(gòu)件20處的壓力。這使得第一閥構(gòu)件17克服布置在第一閥構(gòu)件17與第二閥構(gòu)件20之間的可壓縮彈簧24a的彈力在朝向第二閥構(gòu)件20的方向上移動(dòng)。因此，類(lèi)似于圖8所示的情況，端部18a的圓柱形部分已經(jīng)被定位在第二閥構(gòu)件20的流體通道22中。因此，膨脹閥16的開(kāi)度在這種情況下由流體通道22和端部18a相結(jié)合地確定。
[0066]圖11是圖7-10的膨脹閥16的橫截面視圖。在圖11中，與圖10所示的情況相比，橫跨過(guò)膨脹閥16的差壓已經(jīng)增大。因此，類(lèi)似于圖9所示的情況，端部18a的圓錐形部分已經(jīng)移動(dòng)到流體通道22中。
[0067]從圖7-11和以上描述清楚，通過(guò)膨脹閥16的流體流的方向變化自動(dòng)使得膨脹閥16在其中膨脹閥16的開(kāi)度由第一閥構(gòu)件17和第二閥構(gòu)件20的相對(duì)位置確定的狀態(tài)與其中膨脹閥16的開(kāi)度由第一閥構(gòu)件17和第三閥構(gòu)件21的相對(duì)位置確定的狀態(tài)之間切換。
[0068]圖12是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的用于膨脹閥的第一閥構(gòu)件17的側(cè)視圖。第一閥構(gòu)件17的每一端部18都設(shè)有溝槽26。這將在下文進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0069]圖13是沿圖12中的線H-H截得的圖12的第一閥構(gòu)件17的橫截面視圖。在圖13中，可以看到溝槽26沿著第一閥構(gòu)件17的縱向方向成錐形或逐漸縮小。因此，溝槽26在靠近第一閥構(gòu)件17的末端的位置處最深。
[0070]圖14是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的膨脹閥16的橫截面視圖。圖14的膨脹閥16與圖7-11的膨脹閥16類(lèi)似，因此在這里不進(jìn)行詳細(xì)描述。在圖14的膨脹閥16中，布置在圓筒形管19內(nèi)部中的第一閥構(gòu)件17是圖12和13所示類(lèi)型的閥構(gòu)件。
[0071]在圖14中，類(lèi)似于圖7所示的情況，膨脹閥16被顯示處于其中沒(méi)有流體流通過(guò)膨脹閥16的靜止位置。因此，可壓縮彈簧24的彈力被抵消，并且第一閥構(gòu)件17布置在與第二閥構(gòu)件20和第三閥構(gòu)件21大致相等的距離處。
[0072]圖15是圖14的膨脹閥16的橫截面視圖。在圖15中，類(lèi)似于圖8所示的情況，流體流已經(jīng)沿著如由箭頭25所示的從第二閥構(gòu)件20朝向第三閥構(gòu)件21的方向被引入膨脹閥16中。因此，類(lèi)似于上文所述，已經(jīng)引入橫跨過(guò)膨脹閥16的差壓，從而使第一閥構(gòu)件17克服可壓縮彈簧24b的彈力在朝向第三閥構(gòu)件21的方向上移動(dòng)。因此，端部18b已經(jīng)被引入到第三閥構(gòu)件21的流體通道23中，并且通過(guò)流體通道23的流體流已經(jīng)被限制。通過(guò)流體通道23的流體流，并因此膨脹閥16的開(kāi)度由流體通道23的位置處的溝槽26b的尺寸限定。如上所述，橫跨過(guò)膨脹閥16的差壓的變化導(dǎo)致第一閥構(gòu)件17移動(dòng)。由于溝槽26b沿著第一閥構(gòu)件17的移動(dòng)方向成錐形或逐漸縮小，因此這種移動(dòng)導(dǎo)致膨脹閥16的開(kāi)度變化。
[0073]圖16是圖14和圖15的膨脹閥16的橫截面視圖。在圖16中，與圖15中所示的情況相比，橫跨過(guò)膨脹閥16的差壓已經(jīng)增大，從而使端部18b進(jìn)一步移動(dòng)到流體通道23中。從圖16清楚，溝槽26b當(dāng)前相對(duì)于流體通道23被定位成使得與圖15所示的情況相比膨脹閥16的開(kāi)度被減小。
[0074]圖17是圖14-16的膨脹閥16的橫截面視圖。在圖17中，通過(guò)膨脹閥16的流體流已經(jīng)反向，使得流體在如由箭頭25所示的從第三閥構(gòu)件21朝向第二閥構(gòu)件20的方向上流動(dòng)。因此，第一閥構(gòu)件17已經(jīng)克服布置在第一閥構(gòu)件17與第二閥構(gòu)件20之間的可壓縮彈簧24a的彈力朝向第二閥構(gòu)件20移動(dòng)。這已經(jīng)使得端部18a的一部分被引入到第二閥構(gòu)件20的流體通道22中。類(lèi)似于以上參照?qǐng)D15所示的情況，通過(guò)膨脹閥16的流體流因此受到限制，所述流體流并因此膨脹閥16的開(kāi)度由此由溝槽26a和流體通道22的相對(duì)位置限定。
[0075]圖18是圖14-17的膨脹閥16的橫截面視圖。在圖18中，與圖17所示的情況相t匕，橫跨過(guò)膨脹閥16的差壓已經(jīng)增大，從而使端部18a進(jìn)一步移動(dòng)到流體通道22中，并進(jìn)一步減小膨脹閥16的開(kāi)度。
[0076]從圖14-18和以上描述清楚，通過(guò)膨脹閥16的流體流的方向變化自動(dòng)使得膨脹閥16在其中膨脹閥16的開(kāi)度由第一閥構(gòu)件17和第二閥構(gòu)件20的相對(duì)位置確定的狀態(tài)與其中膨脹閥16的開(kāi)度由第一閥構(gòu)件17和第三閥構(gòu)件21的相對(duì)位置確定的狀態(tài)之間切換。
[0077]有利的是，由于設(shè)置在第一閥構(gòu)件的端部18處的錐形溝槽26，膨脹閥16的開(kāi)度響應(yīng)于橫跨過(guò)膨脹閥的差壓的變化而自動(dòng)改變，這是因?yàn)檫@種溝槽可以以高精度設(shè)置。因此，可以以精確的方式容易地控制膨脹閥16的開(kāi)度。
【權(quán)利要求】
1.一種于蒸汽壓縮系統(tǒng)⑴的膨脹閥(16)，所述膨脹閥(16)包括第一閥構(gòu)件(17)、第二閥構(gòu)件(20)和第三閥構(gòu)件(21)，所述第一至第三閥構(gòu)件(17、20、21)被布置成使得能夠至少進(jìn)行第一閥構(gòu)件(17)與第二閥構(gòu)件(20)之間的相對(duì)移動(dòng)和第一閥構(gòu)件(17)與第三閥構(gòu)件(21)之間的相對(duì)移動(dòng)，所述膨脹閥(16)能夠在其中膨脹閥(16)的開(kāi)度由第一閥構(gòu)件(17)和第二閥構(gòu)件(20)的相對(duì)位置確定的第一狀態(tài)與其中膨脹閥(16)的開(kāi)度由第一閥構(gòu)件(17)與第三閥構(gòu)件(21)的相對(duì)位置確定的第二狀態(tài)之間切換，其中膨脹閥(16)響應(yīng)于通過(guò)膨脹閥(16)的流體流的方向的變化而在第一狀態(tài)與第二狀態(tài)之間自動(dòng)地移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹閥(16)，其中，膨脹閥(16)具有當(dāng)膨脹閥(16)處于第一狀態(tài)時(shí)的大致固定的第一開(kāi)度和當(dāng)膨脹閥(16)處于第二狀態(tài)時(shí)的大致固定的第二開(kāi)度，所述第二開(kāi)度與第一開(kāi)度不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹閥(16)，其中，一個(gè)或更多個(gè)閥部分響應(yīng)于橫跨過(guò)膨脹閥(16)的差壓的變化自動(dòng)地移動(dòng)，膨脹閥(16)的開(kāi)度因此響應(yīng)于橫跨過(guò)膨脹閥(16)的差壓的變化自動(dòng)地改變。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的膨脹閥(16)，其中，膨脹閥(16)的開(kāi)度響應(yīng)于橫跨過(guò)膨脹閥(16)的差壓的增大而減小，而膨脹閥(16)的開(kāi)度響應(yīng)于橫跨過(guò)膨脹閥(16)的差壓的減小而增大。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的膨脹閥(16)，其中，第一閥構(gòu)件(17)和第二閥構(gòu)件(20)組合形成第一膨脹閥，并且其中第一閥構(gòu)件(17)和第三閥構(gòu)件(21)組合形成第二膨脹閥。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的膨脹閥(16)，還包括偏壓裝置(24)，所述偏壓裝置被布置成在第一閥構(gòu)件(17)和第二閥構(gòu)件(20)彼此遠(yuǎn)離的方向上機(jī)械偏壓第一閥構(gòu)件`(17)和第二閥構(gòu)件(20)，和/或在第一閥構(gòu)件(17)和第三閥構(gòu)件(21)彼此遠(yuǎn)離的方向上機(jī)械偏壓第一閥構(gòu)件(17)和第三閥構(gòu)件(21)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的膨脹閥(16)，其中，第二閥構(gòu)件(20)和第三閥構(gòu)件(21)每一個(gè)限定了流體通道(22、23)，并且其中第一閥構(gòu)件(17)包括第一突出元件(18a)和第二突出元件(18b)，所述第一突出元件被布置成當(dāng)膨脹閥(16)處于第一狀態(tài)時(shí)位于第二閥構(gòu)件(20)的流體通道(22)中，所述第二突出元件被布置成當(dāng)膨脹閥(16)處于第二狀態(tài)時(shí)位于第三閥構(gòu)件(21)的流體通道(23)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的膨脹閥(16)，其中，第一突出元件(18a)和/或第二突出元件(18b)具有提供膨脹閥(16)的開(kāi)度的幾何構(gòu)型，所述膨脹閥(16)的開(kāi)度是第一閥構(gòu)件817)和第二閥構(gòu)件(20)和/或第三閥構(gòu)件(21)的相對(duì)位置的已知函數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的膨脹閥(16)，其中，第一突出元件(18a)和/或第二突出元件(18b)具有大致圓錐形形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9中任一項(xiàng)所述的膨脹閥(16)，其中，第一突出元件(18a)和/或第二突出元件(18b)設(shè)有一個(gè)或更多個(gè)溝槽(26)，至少一個(gè)溝槽(26)限定沿著突出元件(18)的縱向方向變化的尺寸。
11.根據(jù)權(quán)利要求7-10中任一項(xiàng)所述的膨脹閥(16)，其中，第二突出元件(18b)被布置成當(dāng)膨脹閥(16)處于第一狀態(tài)時(shí)位于第三閥構(gòu)件(21)的流體通道(23)外面，和/或第一突出元件(18a)被布置成當(dāng)膨脹閥(16)處于第二狀態(tài)時(shí)位于第二閥構(gòu)件(20)的流體通道(22)外面。
12.一種蒸汽壓縮系統(tǒng)(I)，包括壓縮機(jī)(2)、第一熱交換器(3)、第二熱交換器(4)和根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的膨脹閥(16)，所述壓縮機(jī)(2)、第一熱交換器(3)、膨脹閥(16)和第二熱交換器(4)沿著制冷劑路徑布置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的蒸汽壓縮系統(tǒng)(I)，其中，當(dāng)膨脹閥(16)處于第一狀態(tài)時(shí)，第一熱交換器(3)作為蒸發(fā)器操作，第二熱交換器(4)作為冷凝器操作，并且其中當(dāng)膨脹閥(16)處于第二狀態(tài)時(shí)，第一熱交換器(3)作為冷凝器操作，第二熱交換器(4)作為蒸發(fā)器操作。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的蒸汽壓縮系統(tǒng)(I)，其中，膨脹閥(16)被布置成當(dāng)膨脹閥(16)處于第一狀態(tài)時(shí)將膨脹后的制冷劑供應(yīng)給第一熱交換器(3)，而當(dāng)膨脹閥(16)處于第二狀態(tài)時(shí)將膨脹后的制冷劑供應(yīng)給第二熱交換器(4)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12-1 4中任一項(xiàng)所述的蒸汽壓縮系統(tǒng)(I)，其中，至少第一熱交換器(3)、第二熱交換器(4)和膨脹閥(16)被布置成緊湊的單元。
【文檔編號(hào)】F25B41/06GK103429973SQ201280012425
【公開(kāi)日】2013年12月4日 申請(qǐng)日期:2012年3月8日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月9日
【發(fā)明者】佐治·福塞爾, 克勞斯·賽博 申請(qǐng)人:丹佛斯公司