CN111412679B - 四通阀、空调系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种四通阀、空调系统及其控制方法。其中一种四通阀，包括主滑阀，所述主滑阀包括主阀体，所述主阀体上具有与压缩机的排气口对应连接的D管及与压缩机的吸气口对应连接的S管，还包括泄压管路，所述泄压管路的管路一端与所述D管贯通连接，所述泄压管路的管路另一端与所述S管贯通连接，所述泄压管路能够根据所述D管与S管中冷媒压差大小导通或者关闭。根据本发明的一种四通阀、空调系统及其控制方法，四通阀具有的泄压管路能够在D管与S管中冷媒压差过大时，对D管中的高压冷媒进行泄压，从而降低D管与S管中冷媒压差，有效降低四通阀的液击风险，且能够有效降低四通阀串气现象发生的几率。

Description

四通阀、空调系统及其控制方法

技术领域

本发明属于空气调节技术领域，具体涉及一种四通阀、空调系统及其控制方法。

背景技术

电磁四通换向阀(四通阀)是热泵型空调器的重要部件，其主要作用是利用阀芯和阀体间的相对运动，改变制冷剂流动方向，从而使热泵型空调器实现制冷模式与制热模式间的切换，并实现制热除霜功能，满足用户对机组制热量的需求。四通阀作为热泵型空调器中的重要功能部件，其若出现故障，将导致空调器的重要功能失效，不仅使维修操作难度和维修成本增加，而且无法满足用户的使用需求，降低用户使用满意度，增加投诉的风险。因此提高四通阀换向的可靠性，降低起售后故障率，对提高维修成本和用户使用满意度具有十分重要的意义。

据统计分析，目前四通阀失效的现象主要有两种：

1、四通阀液击：分体式热泵空调器的室外机或整体式热泵空调器长时间静置或处于低温环境(例如冬季)时，四通阀管路容易积液，造成压缩机排气口到四通阀阀体内充满大量的液态制冷剂，由于液体几乎是不可压缩的，当四通阀在换向过程中，且系统内压缩机的排气口到四通阀阀体的液态制冷剂的压力会急剧升高，导致四通阀阀体受到液压冲击而损坏。

2、四通阀串气：四通阀的换向主要体现四通阀内部的滑块移动，滑块移动的过程中必然存在四通阀串气。这与四通阀换向过程的高低压差和滑块两端的长度有关，会导致四通阀换向过程中高低压差平衡，无法克服滑块的滑动阻力，进而卡在四通阀中间位置，无法有效实现制冷、制热功能。在相同压差条件下，若滑块两端的长度偏短会加大四通阀换向的串气量，导致滑块卡在某一位置，无法正常换向；若滑块两端的长度偏长会使得串气量偏小，尤其当高压偏高的情况下，无法有效进行泄压，增大四通阀液击的风险，定频机此种现象更严重。

因此四通阀串气和液击虽是两种故障现象，但这两者又密不可分，研究解决这两种故障变得尤为重要，基于此，提出本发明。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种四通阀、空调系统及其控制方法，四通阀具有的泄压管路能够在D管与S管中冷媒压差过大时，对D管中的高压冷媒进行泄压，从而降低D管与S管中冷媒压差，有效降低四通阀的液击风险，且能够有效降低四通阀串气现象发生的几率。

为了解决上述问题，本发明提供一种四通阀，包括主滑阀，所述主滑阀包括主阀体，所述主阀体上具有与压缩机的排气口对应连接的D管及与压缩机的吸气口对应连接的S管，还包括泄压管路，所述泄压管路的管路一端与所述D管贯通连接，所述泄压管路的管路另一端与所述S管贯通连接，所述泄压管路能够根据所述D管与S管中冷媒压差大小导通或者关闭。

优选地，所述泄压管路包括串联于管路中的电磁阀。

优选地，所述泄压管路还包括串联于管路中的毛细管，所述毛细管与所述电磁阀分别串联。

本发明还提供一种空调系统，包括上述的四通阀。

本发明还提供一种空调系统控制方法，用于控制上述的空调系统，包括如下步骤：

获取空调系统的运行模式；

根据获取的运行模式，控制电磁阀的通断及持续时间。

优选地，

当所述运行模式为制热模式时，获取D管冷媒的第一实时压力值Ph1及S管冷媒的第二实时压力值Pl1；

获取△P1＝Ph1-Pl1；

当△P1＞△Ps1时，其中△Ps1为第一预设阈值，控制电磁阀导通且维持第一预设时间ts1。

优选地，

经过第一预设时间ts1后再次获取D管冷媒的第二实时压力值Ph2及S管冷媒的第二实时压力值Pl2；

获取△P2＝Ph2-Pl2；

当△P2＞△Ps1时，控制主路电子膨胀阀开度增大；

当△P2≤△Ps1时，控制电磁阀截断，并控制四通阀正常换向。

优选地，

当所述运行模式为化霜模式时，获取D管冷媒的第三实时压力值Ph3及S管冷媒的第三实时压力值Pl3；

获取△P3＝Ph3-Pl3；

当△Ps2＜△P3≤△Ps3时，控制四通阀正常换向；

当△Ps3＜△P3时，控制电磁阀导通且维持第二预设时间ts2；

当△P3≤△Ps2时，控制主路电子膨胀阀开度减小；

其中，△Ps2为第二预设阈值，△Ps3为第三预设阈值；

优选地，

经过第二预设时间ts2后再次获取D管冷媒的第四实时压力值Ph4及S管冷媒的第四实时压力值Pl4；

获取△P4＝Ph4-Pl4；

当△Ps2＜△P4≤△Ps3时，控制电磁阀截断，并控制四通阀正常换向；

当△Ps3＜△P4时，控制电磁阀导通且继续维持第二预设时间ts2；

当△P4≤△Ps2时，控制主路电子膨胀阀开度减小。

本发明提供的一种四通阀、空调系统及其控制方法，在所述D管与S管中冷媒压差过高时，所述泄压管路的设置能够及时导通所述D管与S管，从而有效降低两管之间的冷媒压差，有效降低空调系统在制热模式下四通阀发生冷媒液击的几率，而在所述D管与S管中冷媒压差降低至预设阈值时则及时断开所述D管与S管从而保证所述主滑阀阀芯不会因为推力不足卡死，进而有效降低四通阀发生冷媒串气的几率，这明显有利于提升所述四通阀在应用到空调系统中后空调系统的性能提高及可靠性的提高。

附图说明

图1为本发明实施例的四通阀的内部结构示意图；

图2为本发明另一实施例的空调系统的原理示意图(图中阴影部分代表冷媒充盈区域，箭头指示冷媒的流动方向，空调系统处于制冷模式)；

图3为本发明又一实施例的空调系统的原理示意图(图中阴影部分代表冷媒充盈区域，箭头指示冷媒的流动方向，空调系统处于制冷模式)。

附图标记表示为：

10、主滑阀；11、主阀体；12、主滑阀阀芯；13、第一腔；14、第二腔；15、推杆；20、电磁先导阀；21、先导阀体；22、先导阀阀芯；30、压缩机；40、气液分离器；50、主路电子膨胀阀；60、室内换热器；70、室外换热器；80、压力传感器；100、泄压管路；101、电磁阀；102、毛细管。

具体实施方式

结合参见图1至图3所示，根据本发明的实施例，提供一种四通阀，包括主滑阀10，所述主滑阀10包括主阀体11、主滑阀阀芯12，所述主阀体11上具有与压缩机30的排气口对应连接的D管、与压缩机30的吸气口对应连接的S管以及分别与室内换热器60、室外换热器70对应连接的E管、C管，所述主滑阀阀芯12装设于所述主阀体11的主阀腔体内，所述主滑阀阀芯12的移动能够实现D管与E管、S管与C管的分别导通或者D管与C管、S管与E管的分别导通，还包括泄压管路100，所述泄压管路100的管路一端与所述D管贯通连接，所述泄压管路100的管路另一端与所述S管贯通连接，所述泄压管路100能够根据所述D管与S管中冷媒压差大小导通或者关闭，所述泄压管路100例如可以是简单的通断管路，而最好的是，所述泄压管路100能够根据所述D管与S管中冷媒压差大小对泄压管路100中的冷媒流量进行相应的调节进而实现对所述D管与S管中冷媒压差进行调节，降低所述冷媒压差过大导致的冷媒液击现象及冷媒压差过小导致的对主滑阀阀芯12的推力不足导致的卡死后冷媒现象的发生几率。该技术方案中，在所述D管与S管中冷媒压差过高时，所述泄压管路100的设置能够及时导通所述D管与S管，从而有效降低两管之间的冷媒压差，有效降低空调系统在制热模式下四通阀发生冷媒液击的几率，而在所述D管与S管中冷媒压差降低至预设阈值时则及时断开所述D管与S管从而保证所述主滑阀阀芯12不会因为推力不足卡死，进而有效降低四通阀发生冷媒串气的几率，这明显有利于提升所述四通阀在应用到空调系统中后空调系统的性能提高及可靠性的提高。

而可以理解的是，所述主滑阀阀芯12还包括处于其滑动方向两端的推杆15，所述推杆15分别处于所述封堵本体的两端，作为压差力的施加载体而存在，也即，对应于图1所示而言，当左侧的压力高于右侧的压力时且能够克服所述主滑阀阀芯12与所述主阀体11之间的摩擦力时，主滑阀阀芯12将朝向图示右侧滑动，并最终实现D管与E管导通、S管与C管导通；反之，主滑阀阀芯12将朝向图示左侧滑动，并最终实现D管与C管导通、S管与E管导通，这种管口的切换对应于相应的空调系统的制热模式与制冷模式(或者化霜模式)的切换。所述主阀体11的主阀腔体内在所述主滑阀阀芯12的滑动方向的两端分别为第一腔13、第二腔14，所述四通阀还包括电磁先导阀20，所述电磁先导阀20包括先导阀体21、先导阀阀芯22，所述先导阀阀芯22装设于所述先导阀体21的先导阀腔体内，所述先导阀体21上具有第一管、第二管、第三管、第四管，所述第一管与所述D管连通，所述第二管与所述第一腔13连通，所述第三管与所述第二腔14连通，所述第四管与所述S管连通，可以理解的是，所述电磁先导阀20受控于通电产生的电磁力与先导阀阀芯22所匹配的复位弹簧之间的力的大小关系实现先导阀阀芯22在所述先导阀体21内的滑动位移，这种位移进而实现第一管与第二管、第三管与第四管的分别导通或者第一管与第四管、第二管与第三管的分别导通，进而实现对所述主滑阀阀芯12的滑动压差的建立。

作为所述泄压管路100的一种具体实施方式，优选地，所述泄压管路100包括串联于管路中的电磁阀101，更进一步的，所述泄压管路100还包括串联于管路中的毛细管102，所述毛细管102与所述电磁阀101分别串联，该技术方案中，通过相互串联的电磁阀101及毛细管102实现对所述泄压管路100的通断控制及冷媒流量控制，而可以理解的是，相互串联的电磁阀101及毛细管102共同实现了电子膨胀阀的作用，而采用这种方式能够降低设计成本。

根据本发明的实施例，还提供一种空调系统，如图2所示，包括上述的四通阀。而值得一提的是，前述的泄压管路100亦可以以相对独立的方式存在，具体的，如图3所示，当上述的四通阀被应用到空调系统中时，所述泄压管路100的管路一端贯通连接于所述D管与所述压缩机30的排气口之间的管路上，而并不与所述四通阀的D管直接贯通连接，而所述泄压管路100的管路另一端则贯通连接于所述S管与所述压缩机30的吸气口之间的管路上，而并不与所述四通阀的S管直接贯通连接，由此使管路的布局、连接更加灵活、方便。更进一步的，当所述空调系统中在所述压缩机30的吸气口处设置气液分离器40时，所述泄压管路100的管路另一端则贯通连接于所述S管与所述气液分离器40的进气口之间的管路上，以保证泄压管路100中的冷媒能够实现气液分离后进入所述压缩机30，防止压缩机30的吸气带液现象发生。

根据本发明的实施例，还提供一种空调系统控制方法，用于控制上述的空调系统，包括如下步骤：

获取空调系统的运行模式，所述运行模式至少包括制热模式及化霜模式；

根据获取的运行模式，控制电磁阀101的通断及持续时间。

具体的，当所述运行模式为制热模式时，获取D管冷媒的第一实时压力值Ph1及S管冷媒的第二实时压力值Pl1，例如，分别通过设置于所述D管、S管上的压力传感器80实现相应压力的获取；获取△P1＝Ph1-Pl1；当△P1＞△Ps1时，其中△Ps1为第一预设阈值，控制电磁阀101导通且维持第一预设时间ts1，从而实现对D管冷媒压力的泄压，防止D管与S管之间压力过高。进一步的，经过第一预设时间ts1后再次获取D管冷媒的第二实时压力值Ph2及S管冷媒的第二实时压力值Pl2；获取△P2＝Ph2-Pl2；当△P2＞△Ps1时，说明单纯通过所述泄压管路100很难将所述D管与S管冷媒的压差降到预设压力之下，此时控制主路电子膨胀阀50开度增大，通过控制空调系统中的主循环中冷媒压力实现D管与S管冷媒的压差的有效降低。而可以理解的是，当△P1≤△Ps1或者△P2≤△Ps1时则控制电磁阀101截断，同时按照四通阀的正常控制逻辑，控制四通阀换向即可。

当所述运行模式为化霜模式时，获取D管冷媒的第三实时压力值Ph3及S管冷媒的第三实时压力值Pl3；获取△P3＝Ph3-Pl3；当△Ps2＜△P3≤△Ps3时，控制四通阀正常换向；当△Ps3＜△P3时，控制电磁阀101导通且维持第二预设时间ts2；当△P3≤△Ps2时，控制主路电子膨胀阀50开度减小，以使系统内的冷媒压力得到提升；其中，△Ps2为第二预设阈值且其与△Ps1不相等(具体的△Ps2＞△Ps1)，△Ps3为第三预设阈值；优选地，经过第二预设时间ts2后再次获取D管冷媒的第四实时压力值Ph4及S管冷媒的第四实时压力值Pl4；获取△P4＝Ph4-Pl4；当△Ps2＜△P4≤△Ps3时，控制电磁阀101截断，并控制四通阀正常换向；当△Ps3＜△P4时，控制电磁阀101导通且继续维持第二预设时间ts2；当△P4≤△Ps2时，控制主路电子膨胀阀50开度减小。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种空调系统控制方法，用于控制空调系统，所述空调系统包括四通阀，所述四通阀包括主滑阀(10)，所述主滑阀(10)包括主阀体(11)，所述主阀体(11)上具有与压缩机(30)的排气口对应连接的D管及与压缩机(30)的吸气口对应连接的S管，还包括泄压管路(100)，所述泄压管路(100)的管路一端与所述D管贯通连接，所述泄压管路(100)的管路另一端与所述S管贯通连接，所述泄压管路(100)能够根据所述D管与S管中冷媒压差大小导通或者关闭，所述控制方法包括如下步骤：

获取空调系统的运行模式；

根据获取的运行模式，控制电磁阀(101)的通断及持续时间；

当所述运行模式为制热模式时，获取D管冷媒的第一实时压力值Ph1及S管冷媒的第二实时压力值Pl1；

获取△P1＝Ph1-Pl1；

当△P1＞△Ps1时，其中△Ps1为第一预设阈值，控制电磁阀(101)导通且维持第一预设时间ts1；

经过第一预设时间ts1后再次获取D管冷媒的第二实时压力值Ph2及S管冷媒的第二实时压力值Pl2；

获取△P2＝Ph2-Pl2；

当△P2＞△Ps1时，控制主路电子膨胀阀(50)开度增大；

当△P2≤△Ps1时，控制电磁阀(101)截断，并控制四通阀正常换向。

2.根据权利要求1所述的空调系统控制方法，其特征在于，

当所述运行模式为化霜模式时，获取D管冷媒的第三实时压力值Ph3及S管冷媒的第三实时压力值Pl3；

获取△P3＝Ph3-Pl3；

当△Ps2＜△P3≤△Ps3时，控制四通阀正常换向；

当△Ps3＜△P3时，控制电磁阀(101)导通且维持第二预设时间ts2；

当△P3≤△Ps2时，控制主路电子膨胀阀(50)开度减小；

其中，△Ps2为第二预设阈值，△Ps3为第三预设阈值。

3.根据权利要求2所述的空调系统控制方法，其特征在于，

经过第二预设时间ts2后再次获取D管冷媒的第四实时压力值Ph4及S管冷媒的第四实时压力值Pl4；

获取△P4＝Ph4-Pl4；

当△Ps2＜△P4≤△Ps3时，控制电磁阀(101)截断，并控制四通阀正常换向；

当△Ps3＜△P4时，控制电磁阀(101)导通且继续维持第二预设时间ts2；

当△P4≤△Ps2时，控制主路电子膨胀阀(50)开度减小。

4.根据权利要求1所述的空调系统控制方法，其特征在于，所述泄压管路(100)包括串联于管路中的电磁阀(101)。

5.根据权利要求4所述的空调系统控制方法，其特征在于，所述泄压管路(100)还包括串联于管路中的毛细管(102)，所述毛细管(102)与所述电磁阀(101)分别串联。

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