CN115674992A - 流体控制组件以及热管理系统 - Google Patents

Abstract

一种流体控制组件以及热管理系统，流体控制组件能够应用于热管理系统，流体控制组件包括阀块、第一阀元件、第二阀元件，第一阀元件、第二阀元件分别与阀块固定连接或限位连接，流体控制组件具有通道，第一阀元件具有两个或多个工作位置，第一阀元件通过工作位置的改变对通道的连通方式进行切换，第二阀元件连通或不连通通道中的两个或多个，这样通过设置第一阀元件、第二阀元件与阀块装配形成流体控制组件，并使第一阀元件对通道的连通方式进行切换，第二阀元件连通或不连通通道中的两个或多个，有利于减小阀元件的数量并使结构紧凑。

Description

流体控制组件以及热管理系统

技术领域

本申请涉及一种流体控制组件以及热管理系统。

背景技术

热管理系统一般包括多个开关阀元件和节流阀元件，多个开关阀元件和多个节流阀元件通过管路连接于系统中，这样涉及的阀元件数量较多且系统占用空间较大，在满足功能的情况下，如何减少阀元件数量并使结构紧凑是一个待改善的技术问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种流体控制组件以及热管理系统，有利于减少阀元件数量并使结构紧凑。

为实现上述目的，本申请采用如下技术方案：

一种流体控制组件，包括阀块和阀元件，所述阀元件包括第一阀元件和第二阀元件，所述阀块具有第一安装腔和第二安装腔，部分所述第一阀元件位于所述第一安装腔，所述第一阀元件与所述阀块固定连接或限位连接，部分所述第二阀元件位于所述第二安装腔，所述第二阀元件与所述阀块固定连接或限位连接，所述流体控制组件具有通道，所述第一阀元件具有两个或多个工作位置，所述第一阀元件通过所述工作位置的改变切换所述通道的连通方式，所述第二阀元件连通或不连通所述通道中的两个或多个。

一种热管理系统，所述热管理系统包括压缩机、室内冷凝器、室内蒸发器、室外换热器、节流阀、流体控制组件，所述流体控制组件通过通道分别与所述压缩机、所述室内冷凝器、所述室内蒸发器、所述室外换热器、所述节流阀连通，所述流体控制组件为上述的流体控制组件。

本申请提供了一种流体控制组件以及热管理系统，流体控制组件能够应用于热管理系统，流体控制组件包括阀块、第一阀元件、第二阀元件，第一阀元件、第二阀元件分别与阀块固定连接或限位连接，流体控制组件具有通道，第一阀元件具有两个或多个工作位置，第一阀元件通过工作位置的改变对通道的连通方式进行切换，第二阀元件连通或不连通通道中的两个或多个，这样通过设置第一阀元件、第二阀元件与阀块装配形成流体控制组件，并使第一阀元件对通道的连通方式进行切换，第二阀元件连通或不连通通道中的两个或多个，有利于减小阀元件的数量并使结构紧凑。

附图说明

图1是流体控制组件的一个实施例的一个立体结构示意图；

图2是图1中阀块的一个立体结构示意图；

图3是图1中流体控制组件的一个截面结构示意图；

图4是图2中阀块沿A-A方向的一个截面结构示意图；

图5是图1中气液分离元件的一个立体结构示意图；

图6是流体控制组件应用于热管理系统的一个实施例的第一工作模式的系统示意图；

图7是图6中热管理系统的第二工作模式的系统示意图；

图8是图6中热管理系统的第三工作模式的系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步说明：

参见图1，流体控制组件可以应用于热管理系统中，其中热管理系统可以为车辆热管理系统，具体如新能源车辆热管理系统。流体控制组件100包括阀元件和阀块1，阀元件与阀块1固定连接或限位连接，进一步地，阀元件与阀块1之间还可以进行有密封设置，有利于减小工作流体从阀元件与阀块1之间的装配间隙泄漏。在本实施例中，阀元件包括第一阀元件21和第二阀元件22，第一阀元件21具有多通换向功能，如第一阀元件21可以为四通换向阀，能够实现流体控制组件100的不同通道间的两两导通。第二阀元件22具有直通和节流功能，如第二阀元件22可以为多通节流阀，能够连通或不连通流体控制组件100的不同通道中的两个或多个，并在连通的时候对流过的工作流体进行直通或节流，定义连通包括直通和节流两种状态，其中直通不改变流过的工作流体的压力，节流改变流过的工作流体的压力。

参见图1至图3，阀块1具有安装腔，安装腔的数量可以为多个，在本实施例中，安装腔包括第一安装腔31和第二安装腔32，第一安装腔31和第二安装腔32的开口位于阀块1的外壁面的第一侧，方便阀元件与阀块1的安装。第一阀元件21的部分位于第一安装腔31，第一阀元件21与形成第一安装腔31的第一安装部固定连接或限位连接，第二阀元件22的部分位于第二安装腔32，第二阀元件22与形成第二安装腔32的第二安装部固定连接或限位连接。流体控制组件100具有通道，通道的数量可以为多个，其中第一阀元件21具有两个或多个工作位置，能够使通道中的两个或多个连通，第二阀元件22能够连通或不连通通道中的两个或多个，并在连通时能够对流过的工作流体进行直通或节流。在本实施例中，通道包括第一通道41、第二通道42、第三通道43、第四通道44、第五通道45以及第六通道46。第一通道41具有第一接口411，第一接口411用于与系统管路对接，第一接口411的开口位于阀块1的外壁面的第二侧或与阀块1的外壁面的第二侧平齐，第二通道42具有第二接口421，第二接口421用于与系统管路对接，第二接口421的开口位于阀块1的外壁面的第三侧或与阀块1的外壁面的第三侧平齐，其中第二侧和第三侧相对设置；第三通道43具有第三接口431，第三接口431用于与系统管路对接，第三接口431的开口位于阀块1的外壁面的第四侧或与阀块1的外壁面的第四侧平齐；第四通道44具有第四接口441，第四接口441用于与系统管路对接，第四接口441的开口位于阀块1的外壁面的第五侧或与阀块1的外壁面的第五侧平齐，其中第四侧和第五侧相对设置，第一通道41的中心轴线与第二通道42的中心轴线可以重合或趋于重合，第三通道43的中心轴线与第四通道44的中心轴线可以重合或趋于重合，第一通道41的中心轴线与第三通道43的中心轴线可以垂直或趋于垂直，这样有利于减小通道的流通路径，有利于阀块1的小型化；第六通道46与第四通道44连通，第五通道45的中心轴线与第六通道46的中心轴线可以重合或趋于重合，第六通道46的中心轴线与第四通道44的中心轴线可以垂直或趋于垂直，这样有利于减少第六通道46和第四通道44的流通路径，第五通道45具有第五接口451，第五接口451用于与系统管路对接，第五接口451的开口位于阀块1的外壁面的第六侧或与阀块1的外壁面的第六侧平齐。设置不同的接口位于阀块1的不同侧，有利于避免接错风险，同时有利于阀块1的小型化。

参见图3，在本实施例中，第一阀元件21为四通换向阀，如四通换向球阀，第一阀元件21的阀芯具有孔道，孔道包括第一孔道211和第二孔道212，第一阀元件21具有第一工作位置和第二工作位置，当第一阀元件21位于第一工作位置时，第一阀元件21通过第一孔道211连通第一通道41和第三通道43，通过第二孔道212连通第二通道42和第四通道44；当第一阀元件21位于第二工作位置时，第一阀元件21能够通过第一孔道211连通第一通道41和第四通道44，通过第二孔道212连通第二通道42和第三通道43。当然作为其他实施方式，根据系统的需要，第一阀元件21还可以为三通换向阀或其他多通换向阀，孔道还可以为其他数量。在本实施例中，第二阀元件22为两通节流阀，如两通节流球阀，第二阀元件22能够连通或不连通第五通道45和第六通道46，并能够通过调节第二阀元件22的开度，对第五通道45和第六通道46内流过的工作流体进行直通或节流，具体地，第二阀元件22具有第三孔道221和节流槽222，第三孔道221和节流槽222连通，当然作为其他实施方式，第三孔道221与节流槽222还可以不连通，第三孔道221的流通截面积远大于节流槽222的流通截面积，当第二阀元件22通过第三孔道221连通第五通道45和第六通道46时，第五通道45和第六通道46直通连通，当第二阀元件22通过第三孔道221和节流槽222或这通过节流槽222连通第五通道45和第六通道46时，第五通道45和第六通道46节流连通，第二阀元件22通过节流槽222改变第五通道45和第六通道46内流过的工作流体的压力。定义远大于为：第三孔道221的流通截面积为S1，节流槽222的最大流通截面积为S2，两者之间满足关系S1/S2≥9。

参见图3，在本实施例中，流体控制组件100还包括单向阀5，单向阀5位于第四通道44，沿第四通道44的轴向，第六通道46与第四通道44连通的连通口比单向阀5靠近第四接口441的开口设置，第四接口441位于单向阀5的背压侧，单向阀5与阀块1固定连接或限位连接。可以根据系统工作模式的需要，设置单向阀5，当然作为其他实施方式，流体控制组件100还可以不包括单向阀5。

参见图1至图5，流体控制组件100还包括气液分离元件6，气液分离元件6与阀块1固定连接或限位连接，如在本实施例中，气液分离元件6与阀块1通过螺钉连接固定，进一步地，气液分离元件6与阀块1之间还可以进行有密封设置，有利于防止工作流体从气液分离元件6和阀块1之间的装配间隙外漏。沿气液分离元件6的轴向，阀元件与气液分离元件6位于阀块1的两侧，这样有利于使流体控制组件100结构紧凑。流体控制组件100具有气液分离腔，至少部分气液分离腔位于气液分离元件6内，气液分离腔与通道中的至少一个连通，气液分离元件6通过气液分离腔进行工作流体气相和液相分离，在本实施中，气液分离腔位于气液分离元件6内，当然作为其他实施方式，气液分离腔还可以由气液分离元件与阀块连接后共同形成。在本实施例中，阀块1还包括第七通道47和第八通道48，第七通道47与第二通道42连通，第七通道47的中心轴线与第二通道42的中心轴线可以垂直或趋于垂直，第七通道47具有第六接口471，第六接口471的开口位于阀块1的外壁面的第七侧或与阀块1的外壁面的第七侧平齐，第六接口471用于与气液分离元件6对接，第八通道48贯穿阀块1单独设置，第八通道48的中心轴线与第七通道47的中心轴线可以平行或趋于平行，第八通道48具有第七接口481和第八接口482，第七接口481的开口可以位于阀块1的外壁面的第七侧或与阀块1的外壁面的第七侧平齐，第七接口481用于与气液分离元件6对接，第八接口482的开口可以位于阀块1的外壁面的第一侧或与阀块1的外壁面的第一侧平齐，第八接口482用于与系统管路对接。相应地，气液分离元件6包括进口接头61和出口接头62，进口接口61具有进口611，出口接头62具有出口621，进口611和出口621分别与气液分离元件6的气液分离腔连通，工作流体从进口611进入，经气液两相分离后，液相工作流体位于气液分离元件6内，气相工作流体从出口621流出，流向后续回路如压缩机中。气液分离元件6与阀块1连接时，至少部分进口接头61位于第七通道47，进口接头61与第六接口471对接，进口611与第七通道47连通，至少部分出口接头62位于第七接口481，出口接头62与第七接口481对接，出口621与第八通道48连通。进一步地，进口接头61与第六接口471之间和/或出口接头62与第七接口481之间还可以进行有密封设置，有利于防止工作流体外漏。

流体控制组件100可以应用于热管理系统，具体可以为热管理系统中的空调系统，参见图6至图8，为流体控制组件100应用于热管理系统的一个实施例，热管理系统包括压缩机201、室内冷凝器202、室内蒸发器203、室外换热器204以及节流阀205，其中压缩机201的出口与室内冷凝器202的一个接口对接连通，室内冷凝器202的另一接口与流体控制组件100的第一接口411对接连通，室外换热器204的一个接口与第三接口431对接连通，室外换热器204的另一接口与第五接口451对接连通，节流阀205的一个接口与第四接口441对接连通，节流阀205的另一接口与室内蒸发器203的一个接口对接连通，室内蒸发器203的另一接口与第二接口421对接连通，第八接口482与压缩机201的进口对接连通。流体控制组件100应用于热管理系统包括但不限于三种工作模式：

第一工作模式：第一阀元件21处于第一工作位置，第二阀元件22打开并处于直通状态，此时第一通道41通过第一阀元件21与第三通道43连通，第二通道42通过第一阀元件21与第四通道44连通，第五通道45通过第二阀元件22与第六通道46连通。

此时，压缩机200出口侧的高温高压工作流体(如制冷剂)流经室内冷凝器202冷凝散热后通过第一接口411流入第一通道41，并通过第一阀元件21从第三通道43的第三接口431流出，流向室外换热器204，经室外换热器204进一步换热冷凝后通过第五接口451流入第五通道45，并通过第二阀元件22流向第六通道46，位于第六通道46的高压工作流体流入第四通道44并位于单向阀5的背压侧，在单向阀5的反向截流作用下，位于第六通道46的工作流体从第四接口441流出，流经节流阀205节流后(此时节流阀205打开)变为低温低压工作流体流向室内蒸发器203，经室内蒸发器203蒸发吸热后的低压工作流体通过第二接口421流入第二通道42，并通过第七通道47流入气液分离元件6，经气液分离元件6气液分离后的气相工作流体流入第八通道48，并从第八接口482回流至压缩机201的进口进行再循环。需要指出的是，由于流入第二通道42的工作流体为低压工作流体，即通过第一阀元件21流向第四通道44位于单向阀5顺压侧的工作流体为低压流工作体，而位于单向阀5背压侧的工作流体为高压工作流体，在压差作用下，此时单向阀5处于关阀状态。

第二工作模式：第一阀元件21处于第二工作位置，第二阀元件22打开并处于节流状态，此时第一通道41通过第一阀元件21与第四通道41连通，第二通道42通过第一阀元件21与第三通道43连通，第五通道45通过第二阀元件22与第六通道46连通。

此时，压缩机200出口侧的高温高压工作流体流经室内冷凝器202冷凝散热后通过第一接口411流入第一通道41，并通过第一阀元件21流入第四通道44并位于单向阀5的顺压侧，在工作流体压力作用下，单向阀5正向导通，单向阀5处于开阀状态，工作流体从第四通道44流入第六通道46(此时节流阀205关闭)，经第二阀元件22节流后变为低温低压工作流体流向第五通道45，并从第五接口451流向室外换热器204，经室外换热器204蒸发吸热后通过第三接口431流入第三通道43，并通过第一阀元件21流入第二通道42，位于第二通道42的工作流体通过第七通道47流入气液分离元件6，经气液分离后气相工作流体流入第八通道48，并从第八接口482回流至压缩机201的进口进行再循环。

第三工作模式：第一阀元件21处于第二工作位置，第二阀元件22处于关闭状态，此时第一通道41通过第一阀元件21与第四通道41连通，第二通道42通过第一阀元件21与第三通道43连通，第五通道45与第六通道46不连通。

此时，压缩机200出口侧的高温高压工作流体流经室内冷凝器202冷凝散热后通过第一接口411流入第一通道41，并通过第一阀元件21流入第四通道44并位于单向阀5的顺压侧，在工作流体压力作用下，单向阀5正向导通，单向阀5处于开阀状态，由于第二阀元件22关闭，工作流体从第四接口441流出，流经节流阀205节流后(此时节流阀205打开)变为低温低压工作流体流向室内蒸发器203，经室内蒸发器203蒸发吸热后通过第二接口421流入第二通道42，在第二阀元件22关闭的情况下，位于第二通道42的工作流体通过第七通道47流入气液分离元件6，经气液分离后气相工作流体流入第八通道48，并从第八接口482回流至压缩机201的进口进行再循环。

流体控制组件100通过第一阀元件21能够实现多个通道之间的换向连通，通过第二阀元件22能够实现通道间的直通和节流，这样流体控制组件100在应用于热管理系统时，相比与现有技术中通过多个开关阀元件和多个节流阀元件实现不同工作模式，有利于减少阀元件的数量，另外第一阀元件21和第二阀元件22分别与阀块1固定连接或限位连接，进一步地，气液分离元件6也与阀块1固定连接或限位连接，且沿气液分离元件6的轴向，设置气液分离元件6和阀元件位于阀块1的两侧，，相比与现有技术中各元件通过管路连接，有利于使结构更加紧凑。

需要说明的是：以上实施例仅用于说明本申请而并非限制本申请所描述的技术方案，例如对“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等方向性的界定，尽管本说明书参照上述的实施例对本申请已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本申请进行修改或者等同替换，而一切不脱离本申请的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本申请的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种流体控制组件，包括阀块和阀元件，其特征在于，所述阀元件包括第一阀元件和第二阀元件，所述阀块具有第一安装腔和第二安装腔，部分所述第一阀元件位于所述第一安装腔，所述第一阀元件与所述阀块固定连接或限位连接，部分所述第二阀元件位于所述第二安装腔，所述第二阀元件与所述阀块固定连接或限位连接，所述流体控制组件具有通道，所述第一阀元件具有两个或多个工作位置，所述第一阀元件通过所述工作位置的改变切换所述通道的连通方式，所述第二阀元件连通或不连通所述通道中的两个或多个。

2.根据权利要求1所述的流体控制组件，其特征在于，所述流体控制组件还包括气液分离元件，所述气液分离元件与所述阀块固定连接或限位连接，沿所述气液分离元件的轴向，部分所述阀元件与部分所述气液分离元件位于所述阀块的两侧；所述流体控制组件具有气液分离腔，至少部分所述气液分离腔位于所述气液分离元件内，所述通道中的至少一个与所述气液分离腔连通。

3.根据权利要求2所述的流体控制组件，其特征在于，所述通道包括第一通道、第二通道、第三通道、第四通道，所述第一阀元件具有第一孔道和第二孔道，所述工作位置包括第一工作位置和第二工作位置；

所述第一阀元件位于所述第一工作位置时，所述第一孔道连通所述第一通道和所述第三通道，所述第二孔道连通所述第二通道和所述第四通道；所述第一阀元件位于所述第二工作位置时，所述第一孔道连通所述第一通道和所述第四通道，所述第二孔道连通所述第二通道和所述第三通道。

4.根据权利要求3所述的流体控制组件，其特征在于，所述通道还包括第五通道和第六通道，所述第二阀元件具有第三孔道和节流槽，定义所述第三孔道的流通截面积为S1，所述节流槽的最大流通截面积为S2，两者满足关系：S1/S2≥9；所述第二阀元件通过所述第三孔道和/或所述节流槽连通所述第五通道和所述第六通道。

5.根据权利要求4所述的流体控制组件，其特征在于，所述第一通道的中心轴线与所述第二通道的中心轴线重合或趋于重合，所述第三通道的中心轴线与所述第四通道的中心轴线重合或趋于重合，所述第一通道的中心轴线与所述第三通道的中心轴线垂直或趋于垂直；

所述第五通道的中心轴线与所述第六通道的中心轴线重合或趋于重合，所述第六通道的中心轴线与所述第四通道的中心轴线垂直或趋于垂直。

6.根据权利要求4或5所述的流体控制组件，其特征在于，所述第一阀元件为四通换向球阀，所述第二阀元件为两通节流球阀，所述第二阀元件通过节流槽改变所述第五通道和所述第六通道内流过的工作流体的压力。

7.根据权利要求6所述的流体控制组件，其特征在于，所述流体控制组件还包括单向阀，所述单向阀位于所述第四通道，所述第六通道与所述第四通道连通，所述单向阀与所述阀块固定连接或限位连接，沿所述第四通道的轴向，所述第六通道与所述第四通道连通的连通口比所述单向阀靠近所述第四通道的开口设置。

8.根据权利要求7所述的流体控制组件，其特征在于，所述通道还包括第七通道和第八通道，所述第七通道与所述第二通道连通，所述第八通道贯穿所述阀块单独设置，所述气液分离元件包括进口接头和出口接头，所述进口接头具有进口，所述出口接头具有出口，所述进口、所述出口分别与所述气液分离腔连通，至少部分所述进口接头位于所述第七通道，所述第七通道与所述进口连通，至少部分所述出口接头位于所述第八通道，所述第八通道与所述出口连通。

9.根据权利要求4-8任一项所述的流体控制组件，其特征在于：所述流体控制组件包括但不限于三种工作模式：

第一工作模式：所述第一孔道连通所述第一通道和所述第三通道，所述第二孔道连通所述第二通道和所述第四通道，所述第三孔道连通所述第五通道和所述第六通道；

第二工作模式：所述第一孔道连通所述第一通道和所述第四通道，所述第二孔道连通所述第二通道和所述第三通道，所述节流槽连通所述第五通道和所述第六通道，或者所述第三孔道和所述节流槽连通所述第五通道和所述第六通道；

第三工作模式：第一孔道连通所述第一通道和所述第四通道，所述第二孔道连通所述第二通道和所述第三通道，所述第五通道与所述第六通道不连通。

10.一种热管理系统，其特征在于，所述热管理系统包括压缩机、室内冷凝器、室内蒸发器、室外换热器、节流阀、流体控制组件，所述流体控制组件通过通道分别与所述压缩机、所述室内冷凝器、所述室内蒸发器、所述室外换热器、所述节流阀连通，所述流体控制组件为权利要求1-9任一项所述的流体控制组件。

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