CN106641335A - 一种三通换向阀、制冷系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种三通换向阀、制冷系统及其控制方法，涉及制冷技术领域，能够实现三通换向阀的进口与两个出口同时相通。所述三通换向阀包括主阀和导向阀，导向阀的阀体上设有第一开口，第二开口和两个第三开口；导向阀包括驱动装置，以及位于阀体内的第一阀芯，驱动装置可驱动第一阀芯移动至初始位置、第一位置或第二位置；主阀的阀体上设有进口和两个出口；主阀内设有第二阀芯；第二阀芯的两个端壁分别与主阀位于端壁外侧的侧壁围成容置腔，第一开口与进口连通；两个第三开口分别与两个容置腔连通；主阀内还设有复位结构，当第一阀芯移动至初始位置时，第二开口仅与两个第三开口连通，以使进口与两个出口均连通。本发明用于制冷系统。

Description

一种三通换向阀、制冷系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，尤其涉及一种三通换向阀、制冷系统及其控制方法。

背景技术

三通换向阀是一种用于实现流道切换的部件，一般包括一个进口和两个出口，通过两个出口与进口切换连通实现流道换向。现有技术中的三通换向阀一般只能实现左右换向，即在同一时刻只能实现进口与两个出口中的一个出口连通，而无法实现进口与两个出口的同时互通，这使得三通换向阀的应用受到限制，导致三通换向阀的使用范围较窄。

发明内容

本发明的实施例提供一种三通换向阀、制冷系统及其控制方法，能够实现三通换向阀的进口与两个出口同时相通，扩大三通换向阀的使用范围。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供一种三通换向阀，包括主阀和导向阀，所述导向阀的阀体上设有第一开口，第二开口和两个第三开口；所述导向阀包括驱动装置，以及位于所述导向阀的阀体内的第一阀芯，所述驱动装置可驱动所述第一阀芯移动至初始位置、第一位置或第二位置；所述主阀的阀体上设有进口和两个出口；所述主阀内设置有可移动的第二阀芯；所述第二阀芯的两个端壁分别与所述主阀位于所述端壁外侧的侧壁围成容置腔，所述第一开口与所述进口连通；两个所述第三开口分别与两个所述容置腔连通；所述主阀内还设有复位结构，当所述第一阀芯移动至所述初始位置时，所述第二开口仅与两个所述第三开口连通，使得位于所述第二阀芯两端的两个所述容置腔内的压力相同，所述复位结构驱动所述第二阀芯移动至两个所述出口的中间位置，以使所述进口与两个所述出口均连通；当所述第一阀芯移动至所述第一位置或所述第二位置时，所述第一开口仅与两个所述第三开口中的一个连通，所述第二开口与另一个所述第三开口连通，使得位于所述第二阀芯两端的两个所述容置腔之间存在压力差，所述压力差使得所述第二阀芯移动以遮盖两个所述出口中的一个，以使所述进口仅与另一个所述出口连通。

另一方面，本发明实施例提供一种制冷系统，包括上述任意一种所述的三通换向阀。

再一方面，本发明实施例提供一种用于上述的所述制冷系统的控制方法，所述制冷系统中的所述第一阀门、所述第二阀门和所述第三阀门均为截止阀，所述控制方法包括：当所述制冷系统进入制冷模式时，控制所述三通换向阀的所述第一阀芯移动至所述初始位置，并且控制所述第一阀门和所述第二阀门关闭、所述第三阀门开启；当所述制冷系统进入不降温除湿模式时，控制所述三通换向阀的所述第一阀芯移动至所述第一位置或所述第二位置，并且控制所述第一阀门和所述第二阀门关闭、所述第三阀门开启或者控制所述第一阀门和所述第二阀门开启、所述第三阀门关闭。

相较于现有技术，本发明实施例中由于导向阀的第一开口与主阀的进口连通；导向阀的两个第三开口分别与位于主阀的第二阀芯两端的两个所述容置腔连通；而导向阀的第一开口一般连接高压侧，第二开口一般连接低压侧，因而当驱动装置驱动导向阀的第一阀芯移动至第一位置或第二位置时，导向阀的第一开口仅与两个第三开口中的一个连通，第二开口与另一个第三开口连通，即两个第三开口中的一个连接高压侧，另一个连接低压侧，此时位于第二阀芯的两端的两个容置腔之间存在压力差，所述压力差使得第二阀芯移动以遮盖主阀的一个出口，使得主阀的进口仅与另一个出口连通；当驱动装置驱动导向阀的第一阀芯移动至初始位置时，导向阀的第二开口仅与两个第三开口连通，与第一开口不连通，此时主阀内的第二阀芯的两端的两个所述容置腔内的压力相同，第二阀芯在复位结构的驱动下移动至两个出口的中间位置，以便不遮盖主阀的任意一个出口，这样可以使得主阀的进口与两个出口均连通，以此实现三通换向阀的进口与两个出口的同时相通，扩大了三通换向阀的使用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种三通换向阀的第一阀芯位于初始位置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种三通换向阀的第一阀芯位于第一位置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种三通换向阀的第一阀芯位于第二位置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种制冷系统结构示意图；

图5为本发明另一实施例提供的一种制冷系统结构示意图；

图6为本发明又一实施例提供的一种制冷系统结构示意图。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。

本发明实施例提供一种三通换向阀10，如图1至图3所示，所述三通换向阀包括主阀11和导向阀12，导向阀12的阀体上设有第一开口121，第二开口122和两个第三开口123；导向阀12包括驱动装置124，以及位于导向阀12的阀体内的第一阀芯125，驱动装置124可驱动第一阀芯125移动至初始位置、第一位置或第二位置；主阀11的阀体上设有进口111和两个出口112；主阀11内设置有可移动的第二阀芯113；第二阀芯113的两个端壁分别与主阀11位于所述端壁外侧的侧壁围成容置腔，第一开口121与进口111连通；两个第三开口123分别与两个所述容置腔连通；主阀11内还设有复位结构，当第一阀芯125移动至所述初始位置时，第二开口122仅与两个第三开口123连通，使得位于第二阀芯113两端的两个所述容置腔内的压力相同，所述复位结构驱动第二阀芯113移动至两个出口112的中间位置，以使进口111与两个出口112均连通；当第一阀芯125移动至所述第一位置或所述第二位置时，第一开口121仅与两个第三开口123中的一个连通，第二开口122与另一个第三开口123连通，使得位于第二阀芯113两端的两个所述容置腔之间存在压力差，所述压力差使得第二阀芯113移动以遮盖两个出口112中的一个，以使进口111仅与另一个出口112连通。

所述驱动装置124用于驱动第一阀芯125移动至初始位置、第一位置或第二位置。其中，驱动装置124可以采取机械驱动方式进行驱动，也可采取电磁驱动方式进行驱动，本发明实施例对此不做限定。较佳的，驱动装置124采取电磁驱动方式进行驱动，可以使得驱动装置124的结构较为简单，驱动效果较好。参考图1至图3所示，采用电磁驱动方式的驱动装置124的具体结构为：驱动装置124包括缠绕在导向阀12的阀体上的电磁线圈和设于第一阀芯125的移动方向上的弹性件，所述弹性件的一端连接在第一阀芯125上，另一端连接在导向阀12的端壁上；当所述电磁线圈正极接通时，在所述电磁线圈的磁力作用下，第一阀芯125移动至所述第一位置，所述弹性件被拉伸，如图2所示；当所述电磁线圈负极接通时，在所述电磁线圈的磁力作用下，第一阀芯125移动至所述第二位置，所述弹性件被压缩，如图3所示；当所述电磁线圈断电时，之前被拉伸或被压缩的所述弹性件恢复原始长度额的恢复力驱动第一阀芯125移动至所述初始位置，如图1所示。

所述复位结构用于在第二阀芯113两端的两个所述容置腔内的压力相同的情况下驱动第二阀芯113移动至两个出口112的中间位置，以使进口111与两个出口112均连通。在实际应用中，所述复位结构一般包括分别设置在两个所述容置腔内的弹性件114；弹性件114的一端连接在第二阀芯113上，另一端连接在主阀11的端壁上。其中，弹性件114一般为弹簧。

具体的，当所述电磁线圈断电时，所述第一阀芯125位于所述初始位置，参考图1所示，第二开口122仅与两个第三开口123连通，与第一开口121不连通，由于第二开口122连接低压侧，因而位于第二阀芯113两端的两个所述容置腔内的压力均为低压，且压力相同，这样使得所述复位结构能够将第二阀芯113保持在两个出口112的中间位置，以使进口111与两个出口112均连通；当所述电磁线圈正极接通时，第一阀芯125移动至所述第一位置，参考图2所示，第一开口121仅与最右侧的第三开口123连通，第二开口122与最左侧的第三开口123连通，由于第一开口121连接高压侧，即最右侧的第三开口123连接高压侧，而第二开口122连接低压侧，即最左侧的第三开口123连接低压侧，这样使得位于第二阀芯113右侧的所述容置腔内的压力大于位于第二阀芯113左侧的所述容置腔内的压力，此时第二阀芯113左移以遮盖左侧的出口112，以使进口111仅与右侧的出口112连通，左侧的弹性件114被压缩，右侧的弹性件114被拉伸；当所述电磁线圈负极接通时，第一阀芯125移动至所述第二位置，参考图3所示，第一开口121仅与最左侧的第三开口123连通，第二开口122与最右侧的第三开口123连通，由于第一开口121连接高压侧，即最左侧的第三开口123连接高压侧，而第二开口122连接低压侧，即最右侧的第三开口123连接低压侧，这样使得位于第二阀芯113左侧的所述容置腔内的压力大于位于第二阀芯113右侧的所述容置腔内的压力，此时第二阀芯113右移以遮盖右侧的出口112，以使进口111仅与左侧的出口112连通，左侧的弹性件114被拉伸，右侧的弹性件114被压缩。

需要说明的是，导向阀12的第一开口121、第二开口122、第三开口123与主阀11的进口111和主阀11侧壁上的开口之间的连接管可以是毛细管，也可以是其他类型的连接管，本发明实施例对此不做限定。在实际应用中，一般采用毛细管作为连接管。

本发明实施例中由于导向阀的第一开口与主阀的进口连通；导向阀的两个第三开口分别与位于主阀的第二阀芯两端的两个所述容置腔连通；而导向阀的第一开口一般连接高压侧，第二开口一般连接低压侧，因而当驱动装置驱动导向阀的第一阀芯移动至第一位置或第二位置时，导向阀的第一开口仅与两个第三开口中的一个连通，第二开口与另一个第三开口连通，即两个第三开口中的一个连接高压侧，另一个连接低压侧，此时位于第二阀芯的两端的两个容置腔之间存在压力差，所述压力差使得第二阀芯移动以遮盖主阀的一个出口，使得主阀的进口仅与另一个出口连通；当驱动装置驱动导向阀的第一阀芯移动至初始位置时，导向阀的第二开口仅与两个第三开口连通，与第一开口不连通，此时主阀内的第二阀芯的两端的两个所述容置腔内的压力相同，第二阀芯在复位结构的驱动下移动至两个出口的中间位置，以便不遮盖主阀的任意一个出口，这样可以使得主阀的进口与两个出口均连通，以此实现三通换向阀的进口与两个出口的同时相通，扩大了三通换向阀的使用范围。

本发明另一实施例提供一种制冷系统，包括上述任意一种所述的三通换向阀10。所述制冷系统可以是空调的制冷系统，也可以是冰箱的制冷系统，或者也可以是冷柜的制冷系统，本发明实施例对此不做限定。

如图4至图6所示，当所述制冷系统为空调的制冷系统时，所述制冷系统包括依次连通形成闭合流路的储液器21、压缩机22、第一换热器23、节流件24和第二换热器25；三通换向阀10位于压缩机22和第一换热器23的连接管路上；三通换向阀10的所述进口与压缩机22的出口管道连通，三通换向阀10的一个所述出口与第一换热器23的进口管道连通，另一个所述出口与第二换热器25和储液器21的连接管路连通；第二换热器25与储液器21的连接管路上串联有第一阀门26，第一阀门26也串联在三通换向阀10与储液器21的连接管路上，第一阀门26用于控制其所在支路的开通与关闭；节流件24与第二换热器25的连接管路上串联有第二阀门27，第二阀门27和节流件24上并联有第三阀门28，第二阀门27仅能使从节流件24流向第二换热器25的制冷剂通过，第三阀门28仅能使从第二换热器25流向节流件24的制冷剂通过；所述制冷系统还包括第三换热器29，第三换热器29的一端连接在第一阀门26与储液器21的连接管路上，另一端连接在第二阀门27与节流件24的连接管路上。其中，第一阀门26一般为截止阀；第二阀门27和第三阀门28一般为截止阀或单向阀。

下面以第一阀门26、第二阀门27和第三阀门28均为截止阀为例进行说明。

当空调处于制冷模式时，参考图4所示，压缩机22压缩出来的高压高温气体经过三通换向阀10，此时的三通换向阀的进口仅与一个出口连通，所述出口与第一换热器23连通，经过三通换向阀10的高压高温气体进入第一换热器23放热冷凝，然后经过节流件24节流降压、降温后进入第二换热器25和第三换热器29中蒸发吸热，最后变成低温低压的气体回到储液器21中，此过程中第一阀门26和第二阀门27均开启，第三阀门28关闭，室外风机31和室内风机32均正常运行。

当空调进入不降温除湿模式时，参考图5所示，压缩机22压缩出来的高压高温气体经过三通换向阀10，此时的三通换向阀的进口仅与另一个出口连通，所述出口与第二换热器25连通，经过三通换向阀10的高压高温气体进入第二换热器25放热冷凝，然后进入节流件24节流降压、降温后进入第三换热器29中蒸发吸热，最后回到储液器21中，此过程中第一阀门26和第二阀门27均关闭，第三阀门28开启，室外风机31不工作，室内风机32正常运行。在实际应用中，所述制冷系统的制冷模式和不降温除湿模式可以共用一个节流件24，也可以在所述制冷系统中再增加一个节流件24，使得所述制冷模式和所述不降温除湿模式可以单独使用各自的节流件24，本发明实施例对此不作限定。

当空调进入另一种不降温除湿模式时，参考图6所示，压缩机22压缩出来的高压高温气体经过三通换向阀10，此时的三通换向阀的进口与两个出口均连通，经过三通换向阀10的高压高温气体一部分进入第一换热器23放热冷凝，另一部分进入第二换热器25放热冷凝，然后都进入节流件24节流降压、降温后进入第三换热器29中蒸发吸热，最后回到储液器21中，此过程中第一阀门26和第二阀门27均关闭，第三阀门28开启，室外风机31和室内风机32均正常运行。由于在此种不降温除湿模式中，三通换向阀10的进口与两个出口均连通，使得第一换热器23和第二换热器25同时充当了冷凝器的作用，因而使得空调的不降温除湿效果较好。

需要说明的是，在实际应用中，三通换向阀10的所述第二开口一般与所述制冷系统的回气管连通，由于所述制冷系统的回气管为低压侧，因而三通换向阀10的所述第二开口连接低压侧；而三通换向阀10的所述第一开口与三通换向阀10的主阀的进口连通，三通换向阀10的主阀的进口又与压缩机22的出口管道连通，而压缩机22的出口为高压侧，因而三通换向阀10的所述第一开口连接高压侧。

本发明又一实施例提供一种用于上述所述制冷系统的控制方法，参考图1至图6所示，所述制冷系统中的第一阀门26、第二阀门27和第三阀门28均为截止阀，所述控制方法包括：

当所述制冷系统进入制冷模式时，控制三通换向阀10的第一阀芯125移动至所述初始位置，并且控制第一阀门26和第二阀门27关闭、第三阀门28开启；当所述制冷系统进入不降温除湿模式时，控制三通换向阀10的第一阀芯125移动至所述第一位置或所述第二位置，并且控制第一阀门26和第二阀门27关闭、第三阀门28开启或者控制第一阀门26和第二阀门27开启、第三阀门28关闭。

进一步的，所述控制三通换向阀10的第一阀芯125移动至所述初始位置具体为：控制所述电磁线圈断电；

所述控制三通换向阀10的第一阀芯125移动至所述第一位置或所述第二位置具体为：控制所述电磁线圈正极接通，使得第一阀芯125移动至所述第一位置；或控制所述电磁线圈负极接通，使得第一阀芯125移动至所述第二位置。

本发明实施例中由于导向阀的第一开口与主阀的进口连通；导向阀的两个第三开口分别与位于主阀的第二阀芯两端的两个所述容置腔连通；而导向阀的第一开口一般连接高压侧，第二开口一般连接低压侧，因而当驱动装置驱动导向阀的第一阀芯移动至第一位置或第二位置时，导向阀的第一开口仅与两个第三开口中的一个连通，第二开口与另一个第三开口连通，即两个第三开口中的一个连接高压侧，另一个连接低压侧，此时位于第二阀芯的两端的两个容置腔之间存在压力差，所述压力差使得第二阀芯移动以遮盖主阀的一个出口，使得主阀的进口仅与另一个出口连通；当驱动装置驱动导向阀的第一阀芯移动至初始位置时，导向阀的第二开口仅与两个第三开口连通，与第一开口不连通，此时主阀内的第二阀芯的两端的两个所述容置腔内的压力相同，第二阀芯在复位结构的驱动下移动至两个出口的中间位置，以便不遮盖主阀的任意一个出口，这样可以使得主阀的进口与两个出口均连通，以此实现三通换向阀的进口与两个出口的同时相通，扩大了三通换向阀的使用范围。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种三通换向阀，其特征在于，包括主阀和导向阀，所述导向阀的阀体上设有第一开口，第二开口和两个第三开口；所述导向阀包括驱动装置，以及位于所述导向阀的阀体内的第一阀芯，所述驱动装置可驱动所述第一阀芯移动至初始位置、第一位置或第二位置；

所述主阀的阀体上设有进口和两个出口；所述主阀内设置有可移动的第二阀芯；所述第二阀芯的两个端壁分别与所述主阀位于所述端壁外侧的侧壁围成容置腔，所述第一开口与所述进口连通；两个所述第三开口分别与两个所述容置腔连通；

所述主阀内还设有复位结构，当所述第一阀芯移动至所述初始位置时，所述第二开口仅与两个所述第三开口连通，使得位于所述第二阀芯两端的两个所述容置腔内的压力相同，所述复位结构驱动所述第二阀芯移动至两个所述出口的中间位置，以使所述进口与两个所述出口均连通；当所述第一阀芯移动至所述第一位置或所述第二位置时，所述第一开口仅与两个所述第三开口中的一个连通，所述第二开口与另一个所述第三开口连通，使得位于所述第二阀芯两端的两个所述容置腔之间存在压力差，所述压力差使得所述第二阀芯移动以遮盖两个所述出口中的一个，以使所述进口仅与另一个所述出口连通。

2.根据权利要求1所述的三通换向阀，其特征在于，所述复位结构包括分别设置在两个所述容置腔内的弹性件；所述弹性件的一端连接在所述第二阀芯上，另一端连接在所述主阀的端壁上。

3.根据权利要求1所述的三通换向阀，其特征在于，所述驱动装置包括缠绕在所述导向阀的阀体上的电磁线圈和设于所述第一阀芯的移动方向上的弹性件，所述弹性件的一端连接在所述第一阀芯上，另一端连接在所述导向阀的端壁上；

当所述电磁线圈正极接通时，在所述电磁线圈的磁力作用下，所述第一阀芯移动至所述第一位置，所述弹性件被压缩或被拉伸；当所述电磁线圈负极接通时，在所述电磁线圈的磁力作用下，所述第一阀芯移动至所述第二位置，所述弹性件被拉伸或被压缩；当所述电磁线圈断电时，所述弹性件驱动所述第一阀芯移动至所述初始位置。

4.根据权利要求2或3所述的三通换向阀，其特征在于，所述弹性件为弹簧。

5.一种制冷系统，其特征在于，包括权利要求1至4中任意一项所述的三通换向阀。

6.根据权利要求5所述的制冷系统，其特征在于，所述制冷系统包括依次连通形成闭合流路的储液器、压缩机、第一换热器、节流件和第二换热器；所述三通换向阀位于所述压缩机和所述第一换热器的连接管路上；所述三通换向阀的所述进口与所述压缩机的出口管道连通，所述三通换向阀的一个所述出口与所述第一换热器的进口管道连通，另一个所述出口与所述第二换热器和所述储液器的连接管路连通；

所述第二换热器与所述储液器的连接管路上串联有第一阀门，所述第一阀门也串联在所述三通换向阀与所述储液器的连接管路上，所述第一阀门用于控制其所在支路的开通与关闭；所述节流件与所述第二换热器的连接管路上串联有第二阀门，所述第二阀门和所述节流件上并联有第三阀门，所述第二阀门仅能使从所述节流件流向所述第二换热器的制冷剂通过，所述第三阀门仅能使从所述第二换热器流向所述节流件的制冷剂通过；

所述制冷系统还包括第三换热器，所述第三换热器的一端连接在所述第一阀门与所述储液器的连接管路上，另一端连接在所述第二阀门与所述节流件的连接管路上。

7.根据权利要求6所述的制冷系统，其特征在于，所述三通换向阀的所述第二开口与所述制冷系统的回气管连通。

8.根据权利要求6所述的制冷系统，其特征在于，所述第一阀门为截止阀；所述第二阀门和所述第三阀门为截止阀或单向阀。

9.一种用于权利要求6或7的所述制冷系统的控制方法，其特征在于，所述制冷系统中的所述第一阀门、所述第二阀门和所述第三阀门均为截止阀，所述控制方法包括：

当所述制冷系统进入制冷模式时，控制所述三通换向阀的所述第一阀芯移动至所述初始位置，并且控制所述第一阀门和所述第二阀门关闭、所述第三阀门开启；当所述制冷系统进入不降温除湿模式时，控制所述三通换向阀的所述第一阀芯移动至所述第一位置或所述第二位置，并且控制所述第一阀门和所述第二阀门关闭、所述第三阀门开启或者控制所述第一阀门和所述第二阀门开启、所述第三阀门关闭。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，

所述控制所述三通换向阀的所述第一阀芯移动至所述初始位置具体为：控制所述电磁线圈断电；

所述控制所述三通换向阀的所述第一阀芯移动至所述第一位置或所述第二位置具体为：控制所述电磁线圈正极接通，使得所述第一阀芯移动至所述第一位置；或控制所述电磁线圈负极接通，使得所述第一阀芯移动至所述第二位置。