CN110131914A - 四通阀和空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种四通阀和空调系统。该四通阀包括主阀体(1)，主阀体(1)包括接口C、接口D、接口E、接口S、位于主阀体(1)的第一端的第一信号孔(2)和位于主阀体(1)的第二端的第二信号孔(3)，主阀体(1)还包括位于主阀体(1)的第一端的第一排液孔(4)和/或位于主阀体(1)的第二端的第二排液孔(5)，第一排液孔(4)位于第一信号孔(2)下方，第二排液孔(5)位于第二信号孔(3)下方。根据本发明的四通阀，能够有效避免四通阀的阀芯驱动端端部发生积液，保证四通阀的切换效率。

Description

四通阀和空调系统
技术领域
本发明涉及制冷设备技术领域，特别是涉及一种四通阀和空调系统。
背景技术
四通阀被设置在热泵型空调系统中，用来改变制冷剂的流向，实现制冷、制热切换的目的，以及在制热模式时，通过四通阀切换用于化霜。
如图1至图3所示，四通阀具有四个接口，D、E、C、S，当系统化霜时，压缩机排出的高温高压气态制冷剂流经第三信号管3’、先导阀4’、第二信号管2’到B腔，由于B腔表面积大且温度低，相当于小型换热器，对高温高压的气态制冷剂进行冷凝，使B腔贮存大量冷凝液态制冷剂，当化霜结束时需四通阀切换(如图2)，B腔制冷剂流经第二信号管2’、先导阀4’至接口S至压缩机吸气口管路，因B腔有大量液态制冷剂不可压缩且不可及时排出，使四通阀切换时间长，导致机组低压差报警停机故障。同样的，在制热状态时，在A腔贮存大量冷凝液态制冷剂，当化霜开始时需四通阀切换，因A腔有大量液态制冷剂不可压缩且不可及时排出，使四通阀切换时间变长，导致机组低压差报警停机故障。
发明内容
本发明的目的是提供一种四通阀和空调系统，能够有效避免四通阀的阀芯驱动端端部发生积液，保证四通阀的切换效率。
为解决上述技术问题，作为本发明的一个方面，提供了一种四通阀，包括主阀体，主阀体包括接口C、接口D、接口E、接口S、位于主阀体的第一端的第一信号孔和位于主阀体的第二端的第二信号孔，主阀体还包括位于主阀体的第一端的第一排液孔和/或位于主阀体的第二端的第二排液孔，第一排液孔位于第一信号孔下方，第二排液孔位于第二信号孔下方。
本发明的四通阀，在进行工作时，可以通过第一排液孔将位于主阀体第一端的阀芯驱动腔内的液态冷媒及时排出，从而避免主阀体第一端的阀芯驱动腔内发生积液现象，避免积液对四通阀的切换造成阻碍，使得四通阀可以及时切换；此外，还可以通过第二排液孔将位于主阀体第二端的阀芯驱动腔内的液态冷媒及时排出，从而避免主阀体第二端的阀芯驱动腔内发生积液现象，避免积液对四通阀的切换造成阻碍，使得四通阀可以及时切换。通过上述方案，能够方便地解决空调系统进行室外化霜过程中可能存在的积液现象，避免发生四通阀无法及时切换的问题，提高四通阀的切换效率，避免发生机组低压差报警停机故障，提高空调系统运行时的可靠性和稳定性。
附图说明
图1为现有技术中的四通阀处于初始工作状态时的结构示意图；
图2为现有技术中的四通阀处于切换状态时的结构示意图；
图3为现有技术中的四通阀处于切换之后状态时的结构示意图；
图4示意性示出了本发明实施例的四通阀的剖视结构图；
图5示意性示出了本发明实施例的空调系统的处于四通阀第一视角的工作原理图；
图6示意性示出了本发明实施例的空调系统的处于四通阀第二视角的工作原理图。
附图标记说明：1、主阀体；2、第一信号孔；3、第二信号孔；4、第一排液孔；5、第二排液孔；6、第一端盖；7、第二端盖；8、第一排液管；9、第二排液管；10、第一控制阀；11、第二控制阀；12、第一单向阀；13、第二单向阀；14、第三单向阀；15、第四单向阀；16、第五单向阀；17、第六单向阀；18、室内换热器；19、室外换热器；20、压缩机；21、节流装置；22、气液分离器；23、储液器；24、干燥过滤器；25、电磁阀；26、阀芯。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
结合参见图4至图6所示，根据本发明的实施例，四通阀包括主阀体1，主阀体1包括接口C、接口D、接口E、接口S、位于主阀体1的第一端的第一信号孔2和位于主阀体1的第二端的第二信号孔3，主阀体1还包括位于主阀体1的第一端的第一排液孔4和/或位于主阀体1的第二端的第二排液孔5，第一排液孔4位于第一信号孔2下方，第二排液孔5位于第二信号孔3下方。
本发明的四通阀，在进行工作时，可以通过第一排液孔4将位于主阀体第一端的阀芯驱动腔内的液态冷媒及时排出，从而避免主阀体第一端的阀芯驱动腔内发生积液现象，避免积液对四通阀的切换造成阻碍，使得四通阀可以及时切换；此外，还可以通过第二排液孔5将位于主阀体第二端的阀芯驱动腔内的液态冷媒及时排出，从而避免主阀体第二端的阀芯驱动腔内发生积液现象，避免积液对四通阀的切换造成阻碍，使得四通阀可以及时切换。通过上述方案，能够方便地解决空调系统进行室外化霜过程中可能存在的积液现象，避免发生四通阀无法及时切换的问题，提高四通阀的切换效率，避免发生机组低压差报警停机故障，提高空调系统运行时的可靠性和稳定性。
主阀体1具有阀腔，阀腔内滑动设置有阀芯26，阀芯26的两端均形成有阀芯驱动腔，该阀芯驱动腔与先导阀连接，通过先导阀驱动阀芯26的位置，实现四通阀不同接口的连通以及连通状态的切换。在四通阀正常工作时，接口D通过先导阀连通至主阀体1的第二端的阀芯驱动腔，接口S通过先导阀连通至主阀体1的第一端的阀芯驱动腔，由于接口D处的冷媒压力大于接口S处的冷媒压力，因此阀芯26向着主阀体1的第一端滑动，并位于主阀体1的第一端，接口D与接口E连通，接口C与接口S连通，空调系统处于正常的制热状态。
当需要进行化霜时，先打开第二控制阀11，通过第二排液孔5将第二端的阀芯驱动腔内的液态冷媒排出，然后对四通阀进行切换，在切换过程中，先导阀首先进行阀芯位置的调整，使得接口D通过先导阀连通至主阀体1的第一端的阀芯驱动腔，接口S通过先导阀连通至主阀体1的第二端的阀芯驱动腔，在此过程中，阀芯26在主阀体1的第一端的阀芯驱动腔内的高压冷媒压力作用下，向着主阀体1的第二端滑动，位于主阀体1的第二端的阀芯驱动腔内的气态冷媒经第二信号孔3流出阀腔，液态冷媒经第二排液孔5流出主阀体1的第二端的阀芯驱动腔，避免液态冷媒在主阀体1的第二端的阀芯驱动腔内积存，使得四通阀可以正常切换。类似地，当需要反向切换时，可以先打开第一控制阀10，通过第一排液孔2起到快速排出主阀体1的第一端的阀芯驱动腔内的液态冷媒的效果。
主阀体1的第一端设置有第一端盖6，第一信号孔2位于主阀体1的顶部周壁上，第一排液孔4位于第一端盖6的远离顶部周壁的一侧或者位于主阀体1的底部周壁上。
主阀体1的第二端设置有第二端盖7，第二信号孔3位于主阀体1的顶部周壁上，第二排液孔5位于第二端盖7的远离顶部周壁的一侧或者位于主阀体1的底部周壁上。
将第一信号孔2设置在主阀体1的顶部周壁或者第一端盖6的顶部上，将第一排液孔4设置在第一端盖6的远离顶部周壁的一侧或者位于主阀体1的底部周壁上，能够使得气态冷媒顺利第从第一信号孔2排出，同时使得沉积在主阀体1的第一端的阀芯驱动腔底部的积液能够从位于底部的第一排液孔4快速排出，可以更加有效地排出冷媒，避免发生阀芯驱动腔积液的现象，保证四通阀可以顺利快速地完成切换动作，避免发生四通阀无法及时切换的问题。第二信号孔3和第二排液孔5的设置位置也可以起到类似的效果。
第一排液孔4的孔径小于第一信号孔2的孔径；和/或，第二排液孔5的孔径小于第二信号孔3的孔径。由于第一排液孔4的孔径小于第一信号孔2的孔径，因此在第一信号孔2进入冷媒第一排液孔4排出冷媒的过程中，冷媒进入主阀体1的第一端的阀芯驱动腔内的速度大于冷媒排出第一排液孔4的速度，能够保证主阀体1的第一端的阀芯驱动腔内的冷媒压力，使得阀芯26的位置能够保持在第二端。同样的，第二排液孔5的孔径小于第二信号孔3的孔径，能够保证阀芯26保持在第一端。
第一排液孔4通过第一排液管8连接至接口S；和/或，第二排液孔5通过第二排液管9连接至接口S。第一排液孔4也可以通过第一排液管8连接到接口S至压缩机吸口之间的其他管路结构上，第二排液孔5也可以通过第二排液管9连接至接口S至压缩机吸口之间的其他管路结构上，保证四通阀的主阀体1两端的冷媒均可以顺利地排出，有效避免出现冷媒倒流的现象。
第一排液管8上设置有第一控制阀10；和/或，第二排液管9上设置有第二控制阀11。
优选地，第一排液管8上还设置有由第一排液孔4单向导通至接口S的第五单向阀16；和/或，第二排液管9上还设置有由第二排液孔5单向导通至接口S的第六单向阀17。
由于第一排液管8上设置有第一控制阀10和第五单向阀16，因此能够在主阀体1的第一端的阀芯驱动腔无需进行排液时关闭第一控制阀10，使得冷媒无法从第一排液孔4处经第一排液管8排出，保证主阀体1的第一端的阀芯驱动腔内快速补充足够的冷媒，提高第一端的阀芯驱动腔内的压力，方便进行四通阀的快速切换。在需要主阀体1的第一端的阀芯驱动腔进行排液时，可以打开第一控制阀10，使得液态冷媒可以经第一控制阀10和第五单向阀16及时排放至气液分离器上游，避免主阀体1的第一端的阀芯驱动腔发生积液现象，保证四通阀的顺利切换。第五单向阀16能够防止四通阀切换的过程中冷媒从气液分离器处倒流，保证空调系统运行时的稳定性和可靠性。
第二控制阀11和第六单向阀17的工作方式和效果与第一控制阀10和第五单向阀16类似，此处不再详述。上述的第一控制阀10和第二控制阀11例如为电磁阀，控制简单方便，便于实现控制自动化。
优选地，接口C、接口D、接口E和接口S呈十字形排布。
根据本发明的实施例，四通阀包括两端设置为开口的主阀体1，以及封盖两端所述开口的端盖，主阀体1上至少一端设置一个信号孔，与该信号孔对应一端的端盖上设置一个位于该信号孔下方的排液孔。
结合参见图5和图6所示，根据本发明的实施例，空调系统包括室内换热器18、室外换热器19、压缩机20、节流装置21、气液分离器22和四通阀，其该四通阀为上述的四通阀。
在本实施例中，空调系统还包括储液器23、第一单向阀12、第二单向阀13、第三单向阀14和第四单向阀15，其中第一单向阀12和第三单向阀14形成第一串联管路，第二单向阀13与第四单向阀15形成第二串联管路，第一串联管路和第二串联管路并联，室外换热器19连接至第一单向阀12和第四单向阀15之间，室内换热器18连接至第二单向阀13和第三单向阀14之间，储液器23的进气口连接至第一单向阀12和第二单向阀13之间，储液器23的液体出口连接至第三单向阀14和第四单向阀15之间。储液器23可以接收从冷凝器冷凝换热之后的气态、液态或者混合冷媒，然后从储液器23的出液口排出液态冷媒，保证冷媒的液化效果，保证从储液器23排出的冷媒为纯液态冷媒，提高冷媒的蓄能效果，提高冷媒的换热量，提高冷媒的制冷或者制热效果。节流装置21例如为电子膨胀阀。
由于四个单向阀的存在，在空调系统处于制冷状态时，当冷媒从室外换热器19流出之后，会经过其中第一单向阀12从储液器23的进气口进入储液器23内，在冷媒的压力作用下，储液器23内的液态冷媒从储液器23的液体出口处流出，经第三单向阀14流动至室内换热器18内进行换热，对室内进行制冷，与室内换热器18进行换热之后的冷媒经四通阀的接口E和接口S后，在气液分离器22内进行气液分离，之后回流至压缩机20的吸气口。在空调系统处于制热状态时，冷媒首先进入室内换热器18，在室内换热器18内与室内空气进行换热，对室内空气进行加热，当冷媒从室内换热器18流出之后，会经过其中第二单向阀13从储液器23的进气口进入储液器23内，在冷媒的压力作用下，储液器23内的液态冷媒从储液器23的液体出口处流出，经第四单向阀15流动至室外换热器19内进行换热，与室外换热器19进行换热之后的冷媒经四通阀的接口C和接口S后，在气液分离器22内进行气液分离，之后回流至压缩机20的吸气口。
储液器23的液体出口管路上设置有干燥过滤器24和电磁阀25，可以对从储液器23排出的液态冷媒进行干燥过滤，避免冷媒流动过程中携带其他的杂质，保证冷媒的纯净度，提高冷媒与换热器之间的换热效率。
在四通阀工作过程中，当空调系统处于正常制热过程中，四通阀的阀芯26处于主阀体1的第一端，高温高压的冷媒从四通阀的接口D经接口E进入室内换热器18，对室内进行制热，换热之后的冷媒经节流装置21节流之后，进入室外换热器19，与室外空气进行换热，形成低温低压的气态冷媒，低温低压的气态冷媒经四通阀的接口C和接口S进入气液分离器22内进行气液分离，之后气态冷媒进入压缩机20的吸气口，在压缩机20内压缩后进入循环。
在这个过程中，由于没有对四通阀进行切换的步骤，因此第一控制阀10和第二控制阀11均是处于关闭状态，无需进行排液。
当需要对室外换热器19进行除霜时，此时需要打开第二控制阀11，使得主阀体1的第二端的阀芯驱动腔内的积液可以通过第二排液孔5经第二排液管9及时排放至气液分离器22的上游，然后经过气液分离器22进行气液分离之后，排放至压缩机20的吸气端，然后对四通阀进行切换，使得空调系统处于制冷状态，四通阀切换完成后关闭第二控制阀11。从而避免主阀体1的第二端的阀芯驱动腔内的积液对四通阀的切换造成影响。
当室外换热器19完成除霜之后，需要重新切换为制热模式时，此时需要打开第一控制阀10，主阀体1的第一端的阀芯驱动腔内的积液可以通过第一排液孔4经第一排液管8及时排放至气液分离器22的上游，然后经过气液分离器22进行气液分离之后，排放至压缩机20的吸气端，从而使得主阀体1的第一端的阀芯驱动腔内的积液能够及时排出，避免对四通阀的切换造成阻碍，保证四通阀状态切换的顺利进行。在完成四通阀的切换后，可以关闭第一控制阀10，保证空调系统的正常运行。
在上述的控制过程中，推出化霜的条件之一为，室外盘管温度达到预设条件。在实际的控制过程中，假设预设条件为当室外盘管温度高于50度时退出化霜，可设置第一控制阀10打开条件为室外盘管温度高于40度；当然各机组退出化霜条件、参数各不相同，只需保证空调系统退出化霜前第一控制阀10打开，空调系统退出化霜后关闭即可。由于四通阀切换有延时，因此可根据实际情况设置延时，之后再关闭第一控制阀10。
在设置进入化霜条件时，可以将进入化霜条件设置为室外盘管温度达到预设条件进入化霜，此时第二控制阀11需要在进入化霜前打开。例如，进入化霜条件为室外盘管温度低于-6度，开始化霜，此时可设置第二控制阀11打开条件为室外盘管温度低于-1度时；当然各机组化霜条件、参数各不相同，只需保证进入化霜前第二控制阀11打开，进入化霜后第二控制阀11关闭即可。四通阀切换有延时，因此可根据实际情况设置延时再关闭第二控制阀11。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种四通阀，其特征在于，包括主阀体(1)，所述主阀体(1)包括接口C、接口D、接口E、接口S、位于所述主阀体(1)的第一端的第一信号孔(2)和位于所述主阀体(1)的第二端的第二信号孔(3)，所述主阀体(1)还包括位于所述主阀体(1)的第一端的第一排液孔(4)和/或位于所述主阀体(1)的第二端的第二排液孔(5)，所述第一排液孔(4)位于所述第一信号孔(2)下方，所述第二排液孔(5)位于所述第二信号孔(3)下方。
2.根据权利要求1所述的四通阀，其特征在于，所述主阀体(1)的第一端设置有第一端盖(6)，所述第一信号孔(2)位于所述主阀体(1)的顶部周壁上，所述第一排液孔(4)位于所述第一端盖(6)的远离所述顶部周壁的一侧或者位于所述主阀体(1)的底部周壁上；和/或，所述主阀体(1)的第二端设置有第二端盖(7)，所述第二信号孔(3)位于所述主阀体(1)的顶部周壁上，所述第二排液孔(5)位于所述第二端盖(7)的远离所述顶部周壁的一侧或者位于所述主阀体(1)的底部周壁上。
3.根据权利要求1所述的四通阀，其特征在于，所述第一排液孔(4)的孔径小于所述第一信号孔(2)的孔径；和/或，所述第二排液孔(5)的孔径小于所述第二信号孔(3)的孔径。
4.根据权利要求1所述的四通阀，其特征在于，所述第一排液孔(4)通过第一排液管(8)连接至所述接口S；和/或，所述第二排液孔(5)通过第二排液管(9)连接至所述接口S与压缩机吸气口之间的管路上。
5.根据权利要求4所述的四通阀，其特征在于，所述第一排液管(8)上设置有第一控制阀(10)；和/或，所述第二排液管(9)上设置有第二控制阀(11)。
6.根据权利要求5所述的四通阀，其特征在于，所述第一排液管(8)上还设置有由所述第一排液孔(4)单向导通至所述接口S的第五单向阀(16)；和/或，所述第二排液管(9)上还设置有由所述第二排液孔(5)单向导通至所述接口S的第六单向阀(17)。
7.一种四通阀，其特征在于，包括两端设置为开口的主阀体(1)，以及封盖两端所述开口的端盖，所述主阀体(1)上至少一端设置一个信号孔，与该信号孔对应一端的所述端盖上设置一个位于该信号孔下方的排液孔。
8.一种空调系统，包括室内换热器(18)、室外换热器(19)、压缩机(20)、节流装置(21)、气液分离器(22)和四通阀，其特征在于，所述四通阀为权利要求1至7中任一项所述的四通阀。
9.根据权利要求8所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括储液器(23)、第一单向阀(12)、第二单向阀(13)、第三单向阀(14)和第四单向阀(15)，其中第一单向阀(12)和第三单向阀(14)形成第一串联管路，第二单向阀(13)与第四单向阀(15)形成第二串联管路，第一串联管路和第二串联管路并联，所述室外换热器(19)连接至所述第一单向阀(12)和所述第四单向阀(15)之间，所述室内换热器(18)连接至所述第二单向阀(13)和所述第三单向阀(14)之间，所述储液器(23)的进气口连接至所述第一单向阀(12)和所述第二单向阀(13)之间，所述储液器(23)的液体出口连接至所述第三单向阀(14)和所述第四单向阀(15)之间。
10.根据权利要求9所述的空调系统，其特征在于，所述储液器(23)的液体出口管路上设置有干燥过滤器(24)和电磁阀(25)。
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