本實用新型屬于空調(diào)領(lǐng)域，具體涉及一種高效四通閥，主要應(yīng)用于冷熱兩用空調(diào)中。

背景技術(shù)：

眾所周知，目前冷熱兩用空調(diào)最不可或缺的就是四通閥，通過改變制冷劑的流動通道改變制冷劑流向，從而轉(zhuǎn)換空調(diào)冷凝器和蒸發(fā)器的功用以實現(xiàn)空調(diào)的制冷和制熱切換。

雖然，現(xiàn)有的四通閥結(jié)構(gòu)簡單、工藝容易實現(xiàn)，且的確能實現(xiàn)空調(diào)制冷和制熱的自由切換，但是四通閥的存在同樣會導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)的性能損失，該性能損失包括高壓側(cè)制冷劑向低壓側(cè)的內(nèi)部泄漏損失、不規(guī)則流道產(chǎn)生的流動高壓高溫側(cè)向低壓低溫側(cè)及環(huán)境的傳熱損失三部分。其中，傳熱損失占四通閥總損失分量最大，據(jù)發(fā)明人統(tǒng)計，采用現(xiàn)有四通閥作為冷熱切換閥的時候，在制熱狀態(tài)下，壓縮機排出的高溫高壓冷媒（88℃）在經(jīng)過四通閥后（76℃），冷媒降低了12℃，此時，系統(tǒng)相當于在四通閥處溫度下降了13.64％，這樣會導(dǎo)致制熱量下降；而在制冷狀態(tài)下，蒸發(fā)器排出的低溫低壓冷媒（大約9℃）在經(jīng)過四通閥后（大約16℃），冷媒升高了7℃，此時，系統(tǒng)相當于在四通閥處溫度上升了77.8%，這樣會導(dǎo)致制冷量下降。

這是因為現(xiàn)有的四通閥通常采用金屬材質(zhì)的換向閥，而四通閥與空調(diào)的銅管連接緊湊、有交匯點，容易產(chǎn)生熱傳遞，且溫差越大、熱傳遞越快。但是也不能簡單地將四通閥改成塑料材質(zhì)，這是因為通常的四通閥在工作狀態(tài)下需要承受28kg壓力，并且塑料的四通閥與空調(diào)的銅管之間不容易實現(xiàn)焊接。

鑒于此，提供一種冷暖空調(diào)隔熱型四通閥是本發(fā)明所要研究的課題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種高效四通閥，其目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的四通閥由于熱量泄漏所導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)的性能損失等的問題。

為達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種高效四通閥，包括一四通換向閥和一先導(dǎo)閥，該四通換向閥具有一閥座，閥座內(nèi)部具有一腔室，在腔室中滑動設(shè)置有一閥芯，閥芯在腔室內(nèi)具有兩個停留位置，即制冷位置和制熱位置，所述閥座上連接有四個連接管，四個連接管分別與閥座內(nèi)部的腔室連通，所述先導(dǎo)閥作用在所述閥芯上，以驅(qū)使閥芯在制冷位置和制熱位置之間切換，在制冷位置上四個連接管中兩兩連通，在制熱位置上四個連接管中兩兩交換連通；

所述四個連接管在閥座上所設(shè)的位置相隔，使得這四個連接管在空間中形成非接觸布置，所述閥座為一導(dǎo)熱系數(shù)小于或者等于1瓦/米·度的隔熱型閥座，該隔熱型閥座在四個連接管相互之間形成隔熱橋，該隔熱橋切斷所述四個連接管彼此之間的熱傳遞路徑；

所述閥芯為一導(dǎo)熱系數(shù)小于或者等于1瓦/米·度的隔熱型閥芯，該閥芯將閥座內(nèi)的腔室隔離成兩條相互隔熱的內(nèi)部交換通道。

上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下：

1、上述方案中，所述的閥座外部還包裹有一金屬殼體，所述四個連接管與所述金屬殼體之間呈非接觸布置。

2、上述方案中，所述連接管上設(shè)有環(huán)形凹槽或者環(huán)形凸筋，對應(yīng)所述閥座上設(shè)有環(huán)形凸筋或者環(huán)形凹槽，所述連接管與所述閥座通過環(huán)形凹槽與環(huán)形凸筋的配合實現(xiàn)固定連接。

3、上述方案中，所述的閥座和閥芯的導(dǎo)熱系數(shù)設(shè)置成小于或者等于1瓦/米?度，比如采用尼龍（PA）、聚四氟乙烯、膠木、電木、聚氯乙烯（PVC）、聚醚醚酮（PEEK）、聚苯并咪唑（PBI）、ABS塑料等等，均是可行的。

4、上述方案中，第一連接管用來接空調(diào)壓縮機排氣口，第三連接管用來接空調(diào)壓縮機吸氣口，第二連接管用來接冷凝器，第四連接管用來接蒸發(fā)器，事實上，在生產(chǎn)過程中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)需要調(diào)換各連接管與壓縮機、冷凝器以及蒸發(fā)器的連接關(guān)系，同時相應(yīng)地，調(diào)換先導(dǎo)閥的各先導(dǎo)管與四通閥的各連接管之間的連接關(guān)系。

本實用新型的工作原理及優(yōu)點如下：本實用新型將四個連接管在閥座上所設(shè)的位置相隔，使得這四個連接管在空間中形成非接觸布置；閥座為一導(dǎo)熱系數(shù)小于或者等于1瓦/米·度的隔熱型，使得四個連接管彼此之間形成隔熱橋，該處隔熱橋?qū)⑦B接管彼此之間的熱傳遞路徑阻斷；閥芯為一導(dǎo)熱系數(shù)小于或者等于1瓦/米·度的隔熱型閥芯，該閥芯將閥座內(nèi)的腔室隔離成兩條相互隔熱的內(nèi)部交換通道。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好，能夠阻止熱量損失，從而有效降低了冷媒在傳統(tǒng)四通閥處因熱傳遞而產(chǎn)生的能效損耗，提高了制冷量或制熱量，提高了空調(diào)的能效比。

能效比是在額定工況和規(guī)定條件下，空調(diào)進行制冷運行時實際制冷量與實際輸入功率之比。這是一個綜合性指標，反映了單位輸入功率在空調(diào)運行過程中轉(zhuǎn)換成的制冷量?？照{(diào)能效比越大，在制冷量相等時節(jié)省的電能就越多。提高能效比通常有以下兩條路徑：（一）提高壓縮機效率，要提高壓縮機效率由于受到目前壓縮機設(shè)計制造水平的限制，暫時不會有較大突破；（二）本行業(yè)內(nèi)常用的手段是通過增加冷凝器和換熱器的換熱面積來提高能效比，但是這往往需要付出資源消耗和增加成本的代價，比如在現(xiàn)在銅鋁材處在低價位的前提下，以制冷量為3500W的空調(diào)為例，每提高一個等級（0.2能效比）的能效需要增加有色金屬材料的消耗2.5公斤左右，合計人民幣約100元左右，由于市場競爭激烈，空調(diào)廠商為了維持價格優(yōu)勢，鮮少制造高能效比的空調(diào)。

按照GB12021.3-2010《房間空氣調(diào)節(jié)器能效限定值及能效等級》標準，現(xiàn)有的分體式空調(diào)，在制冷量小于或等于4500W的條件下，通常能效比3.2-3.6（3.2是三級能效比，3.4是二級能效比，3.6是一級能效比），如果要提高0.1個能效比，都需要付出很大的代價。

為例體現(xiàn)本實用新型的創(chuàng)造性，在此將本實用新型的冷暖空調(diào)隔熱型四通閥替代現(xiàn)有四通閥應(yīng)用在分體式空調(diào)器上，并按國家標準（GB/T7725-2004）進行能效比同比實驗，實際測得實驗數(shù)據(jù)見下表：

從上表實驗數(shù)據(jù)中可以看出：（一）在制冷狀態(tài)下，空調(diào)采用原有四通閥所測得的空調(diào)制冷量為3425W，而空調(diào)采用本實用新型四通閥所測得的制冷量為3609W，制冷量增加了184W；空調(diào)采用原有四通閥所測得的功耗為1092W, 而空調(diào)采用本實用新型四通閥所測得的能耗為1084W，能耗降低了8W；空調(diào)采用原有四通閥所測得的能效比EER為3.13，而空調(diào)采用本實用新型四通閥所測得的能效比EER為3.33，能效比增加了0.2，節(jié)能效率提高了6.39%；（二）在制熱狀態(tài)下，空調(diào)采用原有四通閥所測得的制熱量為3800W，而空調(diào)采用本實用新型四通閥所測得的空調(diào)制熱量為4009W，制熱量增加了209W，空調(diào)采用原有四通閥所測得的能耗為1166W，而空調(diào)采用本實用新型四通閥所測得的能耗為1162W，能耗降低了4W；空調(diào)采用原有四通閥所測得的能效比COP為3.25，而空調(diào)采用本實用新型四通閥所測得的能效比COP為3.45，能效比增加了0.2，節(jié)能效率提高了6.15%。然而，采用本實用新型的四通閥和原有四通閥相比，在批量生產(chǎn)的前提下，成本幾乎相同。

由此可見，兩者相比，在并未付出多少經(jīng)濟代價的前提下，獲得了一個能效等級的提升，而本行業(yè)沿用原有的四通閥至少有15年以上的歷史，卻從未對此做過任何改進，使用本實用新型的四通閥，取得這樣的效果對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是意料不到的，因此本實用新型的四通閥具有突出的實質(zhì)性特點和顯著的技術(shù)進步，充分體現(xiàn)了創(chuàng)造性。

從節(jié)能減排和社會效應(yīng)來看，假設(shè)，以2015年空調(diào)行業(yè)銷售量4650萬臺空調(diào)為例，平均按1.5匹（3500W制冷量）的空調(diào)來算，工作100天，每天工作10小時，節(jié)約用電31.4億度（千瓦時），以每度電0.5元計算，折合人民幣為15.698億元。假設(shè)，在采用傳統(tǒng)四通閥的基礎(chǔ)上，要通過加大蒸發(fā)器和冷凝器的方式來提高一個能效等級（0.2），以每臺空調(diào)增加有色金屬2.5公斤計算，需要消耗有色金屬11.625萬噸。

另外，在高溫制冷（在國家標準GB/T7725-2004所規(guī)定的T3工況）時，由于采用了本實用新型的四通閥，使得空調(diào)的吸排氣溫度都明顯低于原有吸排氣溫度，可以有效地避免壓縮機保護性停機。

附圖說明

在此描述的附圖僅用于解釋目的，而不意圖以任何方式來限制本申請公開的范圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用于幫助對本申請的理解，并不是具體限定本申請各部件的形狀和比例尺寸。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本申請的教導(dǎo)下，可以根據(jù)具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來實施本申請。在附圖中：

附圖1為本實用新型實施例1中四通換向閥制冷狀態(tài)的剖視圖；

附圖2為本實用新型實施例1中四通換向閥制熱狀態(tài)的剖視圖；

附圖3為本實用新型實施例1中制冷狀態(tài)時先導(dǎo)閥的剖視圖；

附圖4為本實用新型實施例1中制冷狀態(tài)時先導(dǎo)閥的剖視圖。

以上附圖中：1、殼體；10、第一氣室；11、第二氣室；2、閥座；3、閥芯；30、凹槽；4、氣缸；5、第一連接管；50、第一通氣口；6、第二連接管；7、第三連接管；70、第二通氣口；8、第四連接管；A、第一端口；B、第二端口、9、先導(dǎo)閥；90、第一先導(dǎo)管；91、第二先導(dǎo)管；92、第三先導(dǎo)管；93、第四先導(dǎo)管；94、鐵芯；95、線圈；96、復(fù)位彈簧。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述：

實施例1：一種高效四通閥

參見附圖1-4，所述四通閥包括一四通換向閥和一先導(dǎo)閥9，所述四通換向閥包括一閥座2，該閥座2內(nèi)部具有一腔室。在腔室中滑動設(shè)置有一閥芯3，閥芯3在腔室中具有兩個停留位置，即制熱位置和制冷位置；所述閥座2上連接有四個連接管，該四個連接管固定在所述閥座2上，四個連接管分別與閥座2內(nèi)部的腔室連通，四個連接管在閥座2上所設(shè)的位置相隔，使得這四個連接管在空間中形成非接觸布置。所述先導(dǎo)閥9作用在閥芯3上，以驅(qū)使閥芯3在制冷位置和制熱位置之間切換，在制冷位置上四個連接管中兩兩連通，在制熱位置上四個連接管中兩兩交換連通。本實施例中，該四個連接管分別為第一連接管5、第二連接管6、第三連接管7以及第四連接管8，第一連接管5連接壓縮機排氣口，第二連接管6連接蒸發(fā)器，第三連接管7連接壓縮機吸氣口，第四連接管8連接冷凝器。

所述第一連接管5、第二連接管6、第三連接管7以及第四連接管8上均設(shè)有環(huán)形凹槽，對應(yīng)所述閥座2上設(shè)有環(huán)形凸筋，該四個連接管與閥座2通過環(huán)形凹槽與環(huán)形凸筋的配合實現(xiàn)固定連接。

所述密閉腔體內(nèi)部具有一氣缸，閥芯3設(shè)在氣缸4上，在閥芯3朝向三個通孔的一側(cè)面上設(shè)有一凹槽30，所述閥芯3滑動設(shè)置在密封腔體軸向上，將密閉腔室分隔成第一氣室10和第二氣室11。本實施例中，所述先導(dǎo)閥9包括一先導(dǎo)閥體、一先導(dǎo)閥芯、第一先導(dǎo)管90、第二先導(dǎo)管91、第三先導(dǎo)管92、第四先導(dǎo)管93、鐵芯94、線圈95以及復(fù)位彈簧96。其中第一先導(dǎo)管90連接第一連接管5上的第一通氣口50，第二先導(dǎo)管91連接第二端口B，第三先導(dǎo)管92連接第三連接管7上的第二通氣口70，第四先導(dǎo)管93連接蒸發(fā)器。

參見附圖1、3，在制冷狀態(tài)下，線圈95不通電的時候,復(fù)位彈簧96復(fù)位，鐵芯94位于下方，壓縮機啟動后，第一先導(dǎo)管90和第四先導(dǎo)管12連通，此時，第一先導(dǎo)管90、第四先導(dǎo)管93以及第一端口A導(dǎo)通，此時，四通換向閥中的第二氣室11中是高壓氣體，同時第二通氣口70、第三先導(dǎo)管92、第二先導(dǎo)管91、以及第二端口B導(dǎo)通，此時，四通換向閥中的第一氣室10中是相對較低壓的氣體，于是，四通換向閥的第一氣室10與第二氣室11間形成壓力差，推動閥芯3向下運動，從而使得第二連接管6和第三連接管7導(dǎo)通，第一連接管5和第四連接管8導(dǎo)通，完成整個制冷切換。

所述閥座2為一導(dǎo)熱系數(shù)小于或者等于1瓦/米·度的隔熱型閥座，該隔熱型閥座在四個連接管相互之間形成隔熱橋，該隔熱橋切斷所述四個連接管彼此之間的熱傳遞路徑。

所述閥芯3為一導(dǎo)熱系數(shù)小于或者等于1瓦/米·度的隔熱型閥芯，該閥芯3將閥座2內(nèi)的腔室隔離成兩條相互隔熱的內(nèi)部交換通道。本實施例中，閥座2采用尼龍66制成的隔熱型閥座，閥芯3采用尼龍66制成的隔熱型閥芯，能夠有效起到隔熱效果。

參見附圖2、4，在制熱狀態(tài)下，線圈95通電的時候，復(fù)位彈簧96產(chǎn)生吸力，使得鐵芯94向上運動，帶動輔滑芯向上運動，第一先導(dǎo)管90和第二先導(dǎo)管91以及第二端口B導(dǎo)通，四通換向閥第一氣室10中是高壓氣體，同時第二通氣口70、第三先導(dǎo)管92、第四先導(dǎo)管93以及第一通氣口A導(dǎo)通，四通閥第二氣室11內(nèi)形成低壓，推動中間閥芯3向上運動，使得第一連接管5和第二連接管6導(dǎo)通，第三連接管7和第四連接管8導(dǎo)通，電磁鐵線圈95保持通電狀態(tài)，完成整個制熱切換。

為了提高四通換向閥的承壓性，在所述閥座2外部還包裹有一金屬殼體1。

本實施例將四個連接管在閥座2上所設(shè)的位置相隔，使得這四個連接管在空間中形成非接觸布置；閥座2為一導(dǎo)熱系數(shù)小于或者等于1瓦/米·度的隔熱型，使得四個連接管彼此之間形成隔熱橋，該處隔熱橋?qū)⑦B接管彼此之間的熱傳遞路徑阻斷；閥芯3為一導(dǎo)熱系數(shù)小于或者等于1瓦/米·度的隔熱型閥芯，該閥芯3將閥座2內(nèi)的腔室隔離成兩條相互隔熱的內(nèi)部交換通道。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好，能夠阻止熱量損失，從而有效降低了冷媒在傳統(tǒng)四通閥處因熱傳遞而產(chǎn)生的能效損耗，提高了制冷量或制熱量，提高了空調(diào)的能效比。

針對上述實施例，本發(fā)明可能產(chǎn)生的變化描述如下：

1、以上實施例中，所述的閥座2和閥芯3的導(dǎo)熱系數(shù)設(shè)置成小于或者等于1瓦/米?度，均采用尼龍66制成閥座和閥芯，事實上，閥座2和閥芯3還可以采用導(dǎo)熱系數(shù)設(shè)置成小于或者等于1瓦/米?度的其它材料制成，比如采用聚四氟乙烯、膠木、電木、聚氯乙烯（PVC）、聚醚醚酮（PEEK）、聚苯并咪唑（PBI）、ABS塑料等等，均是可行的。

2、以上實施例中，第一連接管5用來接空調(diào)壓縮機排氣口，第三連接管7用來接空調(diào)壓縮機吸氣口，第二連接管6用來接冷凝器，第四連接管8用來接蒸發(fā)器，事實上，在生產(chǎn)過程中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)需要調(diào)換各連接管與壓縮機、冷凝器以及蒸發(fā)器的連接關(guān)系，同時相應(yīng)地，需要調(diào)換先導(dǎo)閥9的各先導(dǎo)管與四通換向閥的各連接管之間的連接關(guān)系。

3、以上實施例中，為了提高四通換向閥的承壓性，在所述閥座2外部還包裹有一金屬殼體1，所述的四個連接管與該金屬殼體1之間呈非接觸布置。事實上，如果以上閥座2材料的承壓能力足夠的話，不設(shè)置金屬殼體也是可行的。

4、以上實施例中，四個連接管和閥座2通過連接管上的環(huán)形凹槽和閥座2上的環(huán)形凸筋的配合實現(xiàn)固定連接，事實上，連接管上設(shè)有環(huán)形凸筋，對應(yīng)閥座2上設(shè)有環(huán)形凹槽，同樣也是可行的。另外，四個連接管的頭部還可以采用一接頭通過注塑方式嵌入閥座2體內(nèi)，四個連接管的管體延伸至閥座2體外，諸如此類的連接均是可行的。

需要說明的是，上述方案中，所述“上”“下”參考本實用新型圖1的方向來描述的，其“前”、“后”、“左”以及“右”都是相對的，以圖 1所示方向作為參考。

需要說明的是，當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本申請的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本申請的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在于限制本申請。本文所使用的術(shù)語“和／或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。

需要說明的是，在本申請的描述中，在本申請的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

使用術(shù)語“包含”或“包括”來描述這里的元件、成分、部件或步驟的組合也想到了基本由這些元件、成分、部件或步驟構(gòu)成的實施方式。這里通過使用術(shù)語“可以”，旨在說明“可以”包括的所描述的任何屬性都是可選的。

多個元件、成分、部件或步驟能夠由單個集成元件、成分、部件或步驟來提供。另選地，單個集成元件、成分、部件或步驟可以被分成分離的多個元件、成分、部件或步驟。用來描述元件、成分、部件或步驟的公開“一”或“一個”并不說為了排除其他的元件、成分、部件或步驟。

應(yīng)該理解，以上描述是為了進行圖示說明而不是為了進行限制。通過閱讀上述描述，在所提供的示例之外的許多實施方式和許多應(yīng)用對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說都將是顯而易見的。因此，本教導(dǎo)的范圍不應(yīng)該參照上述描述來確定，而是應(yīng)該參照前述權(quán)利要求以及這些權(quán)利要求所擁有的等價物的全部范圍來確定。出于全面之目的，所有文章和參考包括專利申請和公告的公開都通過參考結(jié)合在本文中。在前述權(quán)利要求中省略這里公開的主題的任何方面并不是為了放棄該主體內(nèi)容，也不應(yīng)該認為申請人沒有將該主題考慮為所公開的申請主題的一部分。

上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本申請的可行性實施方式的具體說明，它們并非用以限制本申請的保護范圍，凡未脫離本申請技藝精神所作的等效實施方式或變更均應(yīng)包含在本申請的保護范圍之內(nèi)。