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换向阀系统及包括换向阀系统的空调系统

摘要

本申请提供了一种换向阀系统以及使用该换向阀系统的空调系统,所述换向阀系统包括:壳体,所述壳体具有容腔,所述壳体上具有至少三个开口;活塞,所述活塞能够在所述容腔内往复运动;以及开关装置,所述开关装置被配置为能够与控制气源相连,所述开关装置能够使得所述活塞在所述容腔内保持不动或者往复运动,从而有选择地连通所述至少三个开口中的至少一对开口;其中,所述至少三个开口独立于所述控制气源。本申请的换向阀系统和空调系统通过设置与换向阀系统的壳体开口独立的控制气源,使得即使空调系统高压侧或低压侧中的压力发生波动时,也能够确保换向阀系统换向成功。

著录项

  • 公开/公告号CN112324944A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-02-05

    原文格式PDF

  • 申请/专利号CN201910717535.3

  • 发明设计人 李静;徐文远;周月娴;

    申请日2019-08-05

  • 分类号F16K11/07(20060101);F16K31/122(20060101);F16K31/124(20060101);F16K31/42(20060101);F15B11/072(20060101);F15B13/04(20060101);F25B13/00(20060101);F25B41/20(20210101);

  • 代理机构31259 上海脱颖律师事务所;

  • 代理人脱颖

  • 地址 511685 广东省清远市佛冈县龙山镇学田管理区

  • 入库时间 2023-06-19 09:47:53

说明书

技术领域

本申请涉及空调系统领域,特别涉及空调系统中的换向阀系统。

背景技术

现有的空调系统包括压缩机、节流装置和至少两个换热器,并且压缩机、节流装置和至少两个换热器组成了制冷剂的循环系统。当制冷剂沿不同的方向流动时,制冷剂能够按不同顺序流经至少两个换热器,使得空调系统在不同模式下运转。空调系统还包括用于改变制冷剂流动方向的换向阀系统。例如,当换向阀系统被控制为使得制冷剂沿一个方向流动时,空调系统在制冷模式下运转。当换向阀系统被控制为使得制冷剂沿相反方向流动时,空调系统在制热模式下运转。

发明内容

一种现有的换向阀系统是通过气动控制而换向的。这种换向阀系统具有四个开口,它们分别与压缩机吸气端、压缩机排气端以及至少两个换热器连通。通过向换向阀系统提供压力差,四个开口能够以两种方式被成对连通,从而改变制冷剂的流动方向。

然而即使保证了在启动换向阀系统时,向换向阀系统提供的压力差的大小不低于要求值,现有的换向阀系统有时候还是会换向失败,使得空调系统需要停机维修,甚至有可能需要回收制冷剂并且拆除管道。在某些情况下,换向失败还会导致空调系统中的油系统无法循环,而损坏压缩机。

为了解决以上问题,本申请的至少一个目的是提供一种换向阀系统,能够保证换向阀系统换向成功。

为了实现上述目的,本申请在第一方面提供了一种换向阀系统,所述换向阀系统包括:壳体,所述壳体具有容腔,所述壳体上具有至少三个开口,所述开口与所述容腔流体连通,所述壳体具有相对的左端板和右端板;活塞,所述活塞安装在所述壳体的所述容腔内,并能够在所述容腔内往复运动,所述活塞的往复运动能够有选择地连通所述至少三个开口中的至少一对开口,所述活塞具有相对的第一端和第二端,所述第一端和所述第二端被设置为与所述容腔的形状相配,以使得所述活塞的所述第一端与所述壳体的所述左端板之间形成第一控制腔室,并且所述活塞的所述第二端与所述壳体的所述右端板之间形成第二控制腔室;以及开关装置,所述开关装置被配置为能够与控制气源相连,所述开关装置能够有选择地将所述控制气源与所述第一控制腔室流体连通,或将所述控制气源与所述第二控制腔室流体连通,从而使得所述活塞能够在所述壳体的所述容腔内保持不动或者往复运动,从而有选择地连通所述至少三个开口中的至少一对开口;其中,所述至少三个开口独立于所述控制气源。

根据上述第一方面,所述活塞在其所述第一端和所述第二端之间设有活塞隔离板,所述活塞隔离板把所述活塞与所述壳体之间分为第一腔和第二腔,所述第一腔中设有以第一角度倾斜的第一隔板,所述第二腔中设有以第二角度倾斜的第二隔板,所述活塞隔离板被设置为其外轮廓与所述容腔的形状相配,以使得当所述活塞隔离板和所述四个开口错开时,所述第一腔和所述第二腔可以相互隔离;其中,当所述至少三个开口位于所述第一腔中时,所述至少三个开口以第一种方式连通至少一对开口;当所述至少三个开口位于所述第二腔中时,所述至少三个开口以第二种方式连通至少一对开口。

根据上述第一方面,所述至少三个开口包括四个开口,所述活塞的往复运动能够有选择将所述四个开口成对连通;其中,当所述四个开口位于所述第一腔中时,所述四个开口形成第一种方式的成对连通;当所述四个开口位于所述第二腔中时,所述四个开口形成第二种方式的成对连通。

根据上述第一方面,所述换向阀系统包括所述控制气源,所述控制气源包括高压控制气源和低压控制气源中的至少一个;所述四个开口包括高压连接口和低压连接口,所述高压连接口用于与一空调系统的高压侧流体连通,所述低压连接口用于与所述空调系统的低压侧流体连通;所述控制气源独立于所述高压连接口和所述低压连接口。

根据上述第一方面,所述控制气源包括高压控制气源,所述高压控制气源具有入口和出口;所述高压控制气源的所述入口用于与所述空调系统的高压侧可控地流体连通,所述高压控制气源的所述出口与所述开关装置流体连通。

根据上述第一方面,所述控制气源包括低压控制气源,所述低压控制气源具有入口和出口;所述低压控制气源的所述入口与所述开关装置流体连通,所述低压控制气源的所述出口用于与所述空调系统的低压侧可控地流体连通。

根据上述第一方面,所述控制气源包括高压控制气源和低压控制气源,所述高压控制气源具有入口和出口,所述低压控制气源具有入口和出口;所述高压控制气源的所述入口用于与所述空调系统的高压侧可控地流体连通,所述高压控制气源的所述出口与所述开关装置流体连通;所述低压控制气源的所述入口与所述开关装置流体连通,所述低压控制气源的所述出口用于与所述空调系统的低压侧可控地流体连通。

根据上述第一方面,所述换向阀系统还包括:第一控制阀,所述高压控制气源的所述入口通过所述第一控制阀与所述壳体的所述高压连接口可控地流体连通。

根据上述第一方面,所述换向阀系统还包括:第二控制阀,所述低压控制气源的所述出口通过所述第二控制阀与所述壳体的所述低压连接口可控地流体连通。

根据上述第一方面,所述开关装置为四通导阀,所述四通导阀具有四个导阀导通管,所述四个导阀导通管包括高压导通管、低压导通管、第一控制导通管和第二控制导通管;其中所述高压导通管和所述低压导通管中的至少一个用于与所述控制气源流体连通,所述第一控制导通管用于与所述第一控制腔室流体连通,所述第二控制导通管用于与所述第二控制腔室流体连通;所述四通导阀由电磁信号控制。

根据上述第一方面,所述容腔的形状为圆柱形。

根据上述第一方面,所述控制气源为封闭的罐形容器。

根据上述第一方面,所述控制气源集成设置在所述壳体上。

根据上述第一方面,所述控制气源具有维修口,所述维修口用于可控地连通或断开外部气源。

根据上述第一方面,所述控制气源为封闭的罐形容器,所述罐形容器固定连接在所述壳体的左端板和右端板中的至少一个上,以使得所述控制气源与所述壳体集成设置形成单件。

根据上述第一方面,所述控制气源为封闭的管形容器,所述管形容器套设在所述壳体的所述四个开口中的至少一个开口的外侧,所述管形容器与所述四个开口中的所述至少一个开口之间形成控制气源容腔,以使得所述控制气源与所述壳体集成设置形成单件。

本申请在第二方面提供了一种空调系统,所述空调系统包括:压缩机、节流装置和至少两个换热器,所述空调系统包括制冷剂第一循环回路和制冷剂第二循环回路;所述空调系统还包括如第一方面中所述的换向阀系统,所述换向阀系统控制所述空调系统连通所述制冷剂第一循环回路或所述制冷剂第二循环回路。

根据上述第二方面,所述至少两个换热器包括第一换热器和第二换热器,其中,所述压缩机、所述第一换热器、所述节流装置和所述第二换热器依次连接以形成制冷剂第一循环回路,所述压缩机、所述第二换热器、所述节流装置和所述第一换热器依次连接以形成制冷剂第二循环回路;所述压缩机具有吸气端和排气端;所述换向阀系统的所述至少三个开口包括高压连接口、低压连接口、第一换热器连接口和第二换热器连接口,其中,所述高压连接口与所述压缩机的所述排气端流体连通,所述低压连接口与所述压缩机的所述吸气端流体连通,所述第一换热器连接口与所述第一换热器流体连通,所述第二换热器连接口与所述第二换热器流体连通;当所述活塞运动至第一工作位置时,所述空调系统连通所述制冷剂第一循环回路,当所述活塞运动至第二工作位置时,所述空调系统连通所述制冷剂第二循环回路。

根据上述第二方面,所述至少两个换热器包括第一换热器、第二换热器和第三换热器,其中,所述压缩机、所述第一换热器、所述节流装置和所述第二换热器依次连接以形成制冷剂第一循环回路,所述压缩机、所述第三换热器、所述节流装置和所述第二换热器依次连接以形成制冷剂第二循环回路;所述压缩机具有吸气端和排气端;所述换向阀系统的所述至少三个开口包括高压连接口、第一换热器连接口和第三换热器连接口,其中,所述高压连接口与所述压缩机的所述排气端流体连通,所述第一换热器连接口与所述第一换热器流体连通,所述第三换热器连接口与所述第三换热器流体连通;当所述活塞运动至第一工作位置时,所述空调系统连通所述制冷剂第一循环回路,当所述活塞运动至第二工作位置时,所述空调系统连通所述制冷剂第二循环回路。

根据上述第二方面,所述空调系统包括所述控制气源,所述控制气源包括高压控制气源,所述高压控制气源具有入口和出口,所述高压控制气源的所述入口与所述压缩机的所述排气端可控地流体连通,所述高压控制气源的所述出口与所述开关装置流体连通。

根据上述第二方面,所述空调系统包括所述控制气源,所述控制气源包括低压控制气源,所述低压控制气源具有入口和出口,所述低压控制气源的所述入口与所述开关装置流体连通,所述低压控制气源的所述出口与所述压缩机的所述吸气端可控地流体连通。

根据上述第二方面,所述高压控制气源包括中压罐,所述中压罐具有气体入口、气体出口和液体出口;其中,所述中压罐的所述气体入口与所述压缩机的所述排气端可控地流体连通,所述中压罐的所述气体出口与所述开关装置流体连通,所述中压罐的液体出口可控地与所述空调系统的所述节流装置的出口侧流体连通。

根据上述第二方面,所述高压控制气源包括储油罐,所述储油罐具有入口、气体出口和油出口,所述压缩机具有出油口和回油口;其中,所述储油罐的所述入口与所述压缩机的所述出油口可控地流体连通,所述储油罐的所述气体出口与所述开关装置流体连通,所述储油罐的所述油出口可控地与所述压缩机的所述回油口流体连通。

本申请的换向阀系统和空调系统通过设置与换向阀系统的壳体开口独立的控制气源,使得即使空调系统高压侧或空调系统低压侧中的压力发生波动时,也不会直接影响开关装置向换向阀系统中的控制腔室和提供的压力差,使得活塞能够运动到指定位置,从而确保了换向阀系统换向成功。

附图说明

图1A为本申请的空调系统的一个实施例的结构框图;

图1B和1C为图1A中的空调系统的两个制冷剂循环回路的结构框图;

图2A-2C为图1A中的换向阀系统的一个实施例的结构框图;

图3A-3C为图2A中的换向阀系统的一个具体实施例的立体结构图;

图4A-4B为图3A中的开关装置的具体结构示意图;

图5为包括图2A中的换向阀系统的空调系统的另一个实施例的结构框图;

图6为包括图2A中的换向阀系统的空调系统的再一个实施例的结构框图;

图7为图2A中的换向阀系统中的高压控制气源的一个具体实施例的立体结构图;

图8A和图8B为根据图2A的换向阀系统的另一个具体实施例的立体结构图;

图9为根据图2A的换向阀系统的另一个具体实施例的立体结构图;

图10为根据图2A的换向阀系统的再一个具体实施例的立体结构图;

图11为根据图2A的换向阀系统的再一个具体实施例的立体结构图;

图12为根据图2A的换向阀系统的再一个具体实施例的立体结构图;

图13A-13C为本申请空调系统的另一个具体实施例的结构框图。

具体实施方式

下面将参考构成本说明书一部分的附图对本申请的各种具体实施方式进行描述。应该理解的是,虽然在本申请中使用表示方向的术语,诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“侧”等描述本申请的各种示例结构部分和元件,但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的,基于附图中显示的示例方位而确定的。由于本申请所公开的实施例可以按照不同的方向设置,所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制。

图1A-1C示出了本申请的空调系统的一个实施例的结构框图,用于说明换向阀系统100 在空调系统150中的连接关系。其中图1A示出了空调系统150的连接结构,图1B和图1C 分别示出了空调系统150的两个制冷剂循环回路160和170,其中图1B示出了制冷模式下的制冷剂循环回路160,图1C示出了制热模式下的制冷剂循环回路170。

如图1A所示,空调系统150包括压缩机151、第一换热器153、第二换热器154和节流装置152,它们通过管路连接成一个封闭的系统,并在系统中充注有制冷剂。空调系统150还包括换向阀系统100,换向阀系统100能够控制空调系统150连通如图1B所示的制冷剂循环回路160或者连通如图1C所示的制冷剂循环回路170。

如图1A所示,压缩机151包括排气端151a和吸气端151b,第一换热器153包括连接口 153a和153b,第二换热器154包括连接口154a和154b,节流装置152包括连接口152a和152b,在本实施例中,换向阀系统100为四通换向阀,包括高压连接口111、低压连接口112、第一换热器连接口113和第二换热器连接口114。其中,这些部件以如下方式由管路连接以实现流体连通:换向阀系统100的高压连接口111连接至压缩机151的排气端151a,换向阀系统100的低压连接口112连接至压缩机151的吸气端151b,换向阀系统100的第一换热器连接口113连接至第一换热器153的连接口153b,换向阀系统100的第二换热器连接口114 连接至第二换热器154的连接口154b。并且,第一换热器153的连接口153a连接至节流装置152的连接口152a,节流装置152的连接口152b连接至第二换热器154的连接口154a。作为一个示例,第一换热器153为风侧换热器,第二换热器154为水侧换热器,第二换热器154用于与供回水管连接,使得第二换热器154工作的时候能够提供用户侧所需的热量或冷量。

此外,换向阀系统100还包括开关装置103和控制气源,控制气源包括高压控制气源120 和低压控制气源121。需要说明的是,在本申请的实施例中,高压控制气源120和低压控制气源121仅表示被控制的高压或低压压力,而不代表实际的气体。作为一个示例,高压控制气源120可以为容纳有高压气体制冷剂的容器,以具有较高的压力;低压控制气源121可以为具有空腔的容器,其具有较低的压力以接收外界排入的压力或气体制冷剂。具体来说,高压控制气源120和低压控制气源121都可以包括罐形容器,高压控制气源120可以为高压储能罐,用于储存高压气体制冷剂,低压控制气源121可以为低压稳压罐,用于接收压力或气体制冷剂,以维持压力稳定。当高压控制气源120和低压控制气源121容纳的是气体形态的制冷剂时,为了避免制冷剂从气态冷凝为液态而影响气动换向阀系统100的正常工作,高压控制气源120和低压控制气源121的外部还可以设置保温层以对高压控制气源120和低压控制气源121进行保温,例如图10中的保温棉1082和图11中的保温棉1182。

其中开关装置103包括高压导通管125、低压导通管126以及控制导通管127和128,高压控制气源120包括入口120a和出口120b,低压控制气源121包括入口121a和出口121b。其中,这些部件以如下方式由管路连接以实现流体连通:高压控制气源120的入口120a可控地连接至压缩机151的排气端151a,并且开关装置103的高压导通管125连接至高压控制气源120的出口120b,由此,开关装置103的高压导通管125通过高压控制气源120与压缩机151的排气端151a可控地连通。开关装置103的低压导通管126连接至低压控制气源121的入口121a,并且低压控制气源121的出口121b可控地连接至压缩机151的吸气端151b,由此,开关装置103的低压导通管126通过低压控制气源121与压缩机151的吸气端151b可控地连通。其中,开关装置103的控制导通管127和128连接至换向阀系统100中的控制腔室 204和205(参见图2A-2C)。

具体来说,空调系统150还包括第一控制阀157和第二控制阀158,作为一个示例,第一控制阀157和第二控制阀158为单向控制阀,它们各自具有入口和出口,并且流经它们的流体是从入口到出口单向流动的。其中,第一控制阀157的入口连接至压缩机151的排气端 151a,第一控制阀157的出口与高压控制气源120的入口120a相连,并且其中第二控制阀158 的入口与低压控制气源121的出口121b相连,第二控制阀158的出口连接至压缩机151的吸气端151b。由此,第一控制阀157能够允许制冷剂流入高压控制气源120中,但是阻止高压控制气源120中的制冷剂流出,使高压控制气源120中在一定时间内保持高压;第二控制阀158能够允许低压控制气源121中的制冷剂流出,但是阻止制冷剂流入低压控制气源121中,使低压控制气源121中在一定时间内保持低压。高压控制气源120和低压控制气源121在一定时间内,能够维持压力差,使换向阀系统的换向顺利完成。

在其他实施例中,第一控制阀157的入口也可以连接至空调系统的高压侧的其他地方或者不连接在空调系统中,而与空调系统外的其他高压的控制气源连接,例如与另外的制冷剂气体压缩罐等连接。同样的,第二控制阀158的出口也可以连接至空调系统的低压侧的其他地方或者不连接在空调系统中,而与空调系统外的其他低压的控制气源连接,例如与低压气罐等连接。

由此,高压控制气源120和低压控制气源121能够不直接与空调系统的高压侧或低压侧连通,进而也与换向阀系统100的四个连接口(即四个开口)111,112,113,114分离或者不直接连通,以使得高压控制气源120和低压控制气源121独立于换向阀系统100的四个连接口 111,112,113,114。通过开关装置103,高压控制气源120和低压控制气源121中的压力被引入换向阀系统100中的控制腔室204和205,从而提供换向阀系统100中的控制腔室204和205 之间的压力差。当空调系统的高压侧或空调系统的低压侧中的压力发生波动时,也不会直接影响开关装置103向换向阀系统100中的控制腔室204和205提供的压力差。

作为一个示例,通过控制连接在高压控制气源120的入口120a与压缩机151的排气端 151a之间的连接管的管径,能够使从压缩机151的排气端151a排出的高压气体制冷剂仅有少量通过高压控制气源120的入口120a流入高压控制气源120中,用于提供控制腔室204和 205之间的压力差,而大部分的高压气体制冷剂经过换向阀系统100后,流入第一换热器153 或第二换热器154,参与空调系统150的制冷剂循环回路。因此,本申请虽然设置了单独连接到空调系统高压侧的高压控制气源120和单独连接到空调系统低压侧的低压控制气源121,但是不会影响空调系统150的制冷剂循环。

需要说明的是,在本申请的某些实施例中,控制气源也可以仅包括高压控制气源120和低压控制气源121的其中一个。当控制气源仅包括高压控制气源120时,开关装置103的低压导通管126直接连接至压缩机151的吸气端151b;而当控制气源仅包括低压控制气源121 时,开关装置103的高压导通管125直接连接至压缩机151的排气端151a。

开关装置103通过将高压控制气源120与控制腔室204和205中的其中一个连通,并且将低压控制气源121与控制腔室204和205中的另外一个连通,能够使得换向阀系统100的四个连接口111,112,113,114成对连通,从而控制空调系统150连通如图1B所示的制冷剂循环回路160或者连通如图1C所示的制冷剂循环回路170。其中,开关装置103控制换向阀系统100的四个连接口111,112,113,114成对连通的结构原理将结合图2A-2C进行详细说明。

如图1B所示,换向阀系统100的四个连接口111,112,113,114以第一种方式成对连通,即换向阀系统100的高压连接口111与换向阀系统100的第一换热器连接口113流体连通,并且换向阀系统100的低压连接口112与换向阀系统100的第二换热器连接口114流体连通。此时,压缩机151的排气端151a排出的高压气体制冷剂流入第一换热器153,在第一换热器 153中释放出热量而被冷凝为高压液体制冷剂,然后流入节流装置152,节流为低压液体制冷剂后再流入第二换热器154中,在第二换热器154中吸收热量而被蒸发为低压气体制冷剂,最后流入压缩机151的吸气端151b,完成制冷剂的循环。此时,第二换热器154吸收用户侧的热量,因此能够对外制冷,空调系统处于制冷模式。

其中,在制冷模式下,在压缩机151的排气端151a经过第一换热器153到节流装置152 的连接口152a之间(即空调系统的高压侧)流动的制冷剂均为高压制冷剂,而在节流装置 152的连接口152b经过第二换热器154到压缩机151的吸气端151b之间(即空调系统的低压侧)流动的制冷剂均为低压制冷剂。

如图1C所示,换向阀系统100的四个连接口111,112,113,114以第二种方式成对连通,即换向阀系统100的高压连接口111与换向阀系统100的第二换热器连接口114流体连通,并且换向阀系统100的低压连接口112与换向阀系统100的第一换热器连接口113流体连通。此时,压缩机151的排气端151a排出的高压气体制冷剂流入第二换热器154,在第二换热器 154中释放出热量而被冷凝为高压液体制冷剂,然后流入节流装置152,节流为低压液体制冷剂后再流入第一换热器153中,在第一换热器153中吸收热量而被蒸发为低压气体制冷剂,最后流入压缩机151的吸气端151b,完成制冷剂的循环。此时,第二换热器154向用户侧释放热量,因此能够对外制热,空调系统处于制热模式。

其中,在制热模式下,在压缩机151的排气端151a经过第二换热器154到节流装置152 的连接口152b之间(即空调系统的高压侧)流动的制冷剂均为高压制冷剂,而在节流装置 152的连接口152a经过第一换热器153到压缩机151的吸气端151b之间(即空调系统的低压侧)流动的制冷剂均为低压制冷剂。

图2A-2C为图1A中的换向阀系统100的一个实施例的结构框图,用于说明换向阀系统 100的工作原理。其中用虚线表示壳体201,图2A、图2B和图2C中的活塞202相对于壳体201来说,分别处于不同的位置。其中,图2A中的活塞202处于中间位置,用于示出四个连接口之间相互连通时,活塞与四个连接口之间的位置关系;图2B中的活塞202处于最右端,用于示出四个连接口以第一种方式成对连通时,活塞与四个连接口之间的位置关系;图2C 中的活塞202处于最左端,用于示出四个连接口以第二种方式成对连通时,活塞与四个连接口之间的位置关系。

如图2A-2C所示,换向阀系统100包括壳体201,活塞202和开关装置103,其中活塞202在壳体201内往复运动,开关装置103用于控制活塞102在壳体101中的运动。

具体来说,壳体201大致为两端封闭的圆筒或方筒形状,壳体201内部具有容腔210,壳体201的两端包括左端板207和右端板208。其中,活塞202设置在容腔210中,并且在容腔210中直线运动至左端板207处或运动至右端板208处。换向阀系统100的四个连接口111,112,113,114沿壳体201的周向方向两两相对地设置在壳体201的中部。在如图所示的实施例中,换向阀系统100的高压连接口111和低压连接口112相对地设置在上、下方向的壳体201上,第一换热器连接口113和第二换热器连接口114相对地设置在前、后方向的壳体201上。

活塞202包括活塞左端217(即第一端)和活塞右端218(即第二端),其中活塞202的左端217和右端218的形状或外轮廓与壳体201的容腔210的形状大致是相同或相配的,以使得活塞202的左端217和壳体201的左端板207之间能够形成大致上密闭的第一控制腔室204,并且活塞202的右端218和壳体201的右端板208之间能够形成大致上密闭的第二控制腔室205。当开关装置103控制高压控制气源120、低压控制气源121与控制导通管127和 128连通时,开关装置103能够将高压控制气源120与第一控制腔室204和第二控制腔室205 中的其中一个连通,并且将低压控制气源121与第一控制腔室204和第二控制腔室205中的另外一个连通,从而使得第一控制腔室204和第二控制腔室205之间形成压力差。此时,压力差能够将活塞202保持在当前位置不动,或者压力较高一侧的控制腔室能够控制活塞202 向压力较低一侧的控制腔室运动,直至活塞202的端部(例如左端217或右端218)抵住壳体201的端板(例如左端板207或右端板208)。

活塞202还包括活塞隔离板231,活塞隔离板231设置在左端217和右端218之间,将活塞202与壳体201之间分成第一腔235和第二腔236,即将活塞202的左端217和右端218 之间的部分与壳体201的中部之间围成的空间分成第一腔235和第二腔236。活塞隔离板231随着活塞202一起往复运动,使得换向阀系统100的四个连接口111,112,113,114能够分别位于第一腔235或第二腔236(即分别与第一腔235或第二腔236连通)。其中,活塞隔离板231的形状与壳体201的容腔210的形状(即容腔210的横截面的形状)大致也是相同或相配的,以使得当活塞202处于如图2B和2C所示的位置时,活塞隔离板231与换向阀系统100的四个连接口111,112,113,114错开,第一腔235和第二腔236之间是相互隔离的。而当活塞202 处于如图2A所示的位置时,活塞隔离板231未与换向阀系统100的四个连接口 111,112,113,114错开,第一腔235和第二腔236通过换向阀系统100的四个连接口 111,112,113,114相互连通,即换向阀系统100的四个连接口111,112,113,114之间也是相互连通的。此时,与换向阀系统的高压连接口111连接的空调系统高压侧和与换向阀系统的低压连接口112连接的空调系统低压侧也是相互连通的,使得空调系统高压侧与空调系统低压侧的压力迅速平衡,即空调系统高压侧的管路中的压力迅速减小,而空调系统低压侧的管路中的压力迅速增加。

并且,第一腔235中设有以第一角度倾斜的第一隔板337(参见图3A中的第一隔板337),第二腔236中设有以第二角度倾斜的第二隔板338(参见图3A中的第二隔板338),第一隔板337和第二隔板338分别用于分隔第一腔235和第二腔236,以有选择地将换向阀系统100 的四个连接口111,112,113,114两两成对连通。第一隔板337和第二隔板338连通这四个连接口的具体方式,将在下文中结合图3A-3C详细说明。

开关装置103包括四个导通管125、126、127和128,分别为第一控制导通管127、第二控制导通管128、高压导通管125和低压导通管126,其中,第一控制导通管127与第一控制腔室204连通,第二控制导通管128与第二控制腔室205连通,高压导通管125用于与高压控制气源120连通,低压导通管126用于与低压控制气源121连通。

如图2B所示,开关装置103控制高压控制气源120通过第一控制导通管127与第一控制腔室204连通,并且控制低压控制气源121通过第二控制导通管128与第二控制腔室205连通。此时,第一控制腔室204内的压力大于第二控制腔室205内的压力,活塞202运动至最右端(即第一工作位置)。换向阀系统100的四个连接口111,112,113,114位于第一腔235中,第一腔235中的第一隔板337(图中未示出,参见图3A-3C)将四个连接口111,112,113,114 以第一种方式两两成对连通。活塞隔离板231与四个连接口111,112,113,114错开,因此第一腔235和第二腔236之间是相互密封的。

此时,换向阀系统100连通空调系统150的如图1B所示的循环回路160,空调系统处于制冷模式。

如图2C所示,开关装置103控制低压控制气源121通过第一控制导通管127与第一控制腔室204连通,并且控制高压控制气源120通过第二控制导通管128与第二控制腔室205连通。此时,第二控制腔室205的压力大于第一控制腔室204的压力,活塞202运动至最左端(即第二工作位置)。换向阀系统100的四个连接口111,112,113,114位于第二腔236中,第二腔236中的第二隔板338(图中未示出,参见图3A-3C)将四个连接口111,112,113,114以第二种方式两两成对连通。此时,活塞隔离板231与四个连接口111,112,113,114错开,因此第一腔235和第二腔236之间是相互密封的。

此时,换向阀系统100连通空调系统150的如图1C所示的循环回路170,空调系统处于制热模式。

值得注意的是,当空调系统从制冷模式切换为制热模式,或者从制热模式切换为制冷模式时,活塞202将从如图2B所示的最右端向如图2C所示的最左端运动,或者从如图2C所示的最左端向如图2B所示的最右端运动。在两种运动过程中,活塞202均会经过如图2A所示的位置。如果空调系统中不包括本申请的高压控制气源120和低压控制气源121,而是直接将开关装置103的高压导通管125连接到空调系统高压侧上,并且将开关装置103的低压导通管126连接到空调系统低压侧上,控制空调系统高压侧和空调系统低压侧与第一控制腔室204和第二控制腔室205连通,那么即使第一控制腔室204和第二控制腔室205之间的压力差足够使活塞202从一端向另一端运动,也会因为经过如图2A所示的位置,空调系统高压侧和空调系统低压侧的压力迅速平衡,而导致开关装置103不能提供足够的压力差维持活塞202的运动动作,可能使活塞202停留在如图2A所示的位置不能继续运动,进而导致空调系统换向失败。

而本申请的换向阀系统和空调系统通过设置与四个连接口独立的高压控制气源120和低压控制气源120,使得即使空调系统高压侧或空调系统低压侧中的压力发生波动时,也不会直接影响开关装置103向换向阀系统100中的控制腔室204和205提供的压力差,使得活塞 202能够运动到指定位置,确保换向阀系统换向成功。

具体来说,结合图1A-1C来说,当空调系统在制热或制冷模式下运行时,高压控制气源 120与空调系统高压侧连通而保持较高的压力,低压控制气源121与空调系统低压侧连通而保持较低压力,活塞202能够被维持在当前位置而保持不动。

空调系统从制冷模式切换为制热模式,或者从制热模式切换为制冷模式,换向阀系统100 具有类似的动作,以下以空调系统从制冷模式切换为制热模式进行具体说明。

当空调系统从制冷模式切换为制热模式时,开关装置103接收电磁信号。开关装置103 从连通高压控制气源120和第一控制腔室204切换为连通高压控制气源120和第二控制腔室 205,并且同时将连通低压控制气源121和第二控制腔室205切换为连通低压控制气源121和第一控制腔室204。此时,第一控制腔室204中的压力或气体制冷剂通过开关装置103排出至低压控制气源121中,使第一控制腔室204中的压力降低;而高压控制气源120中的高压气体制冷剂通过开关装置103排入到第二控制腔室205中,使第二控制腔室205中的压力升高。第一控制腔室204和第二控制腔室205中的压力差推动活塞202从如图2B所示的最右端向左运动。需要说明的是,此时空调系统高压侧的压力大于高压控制气源120的压力(即第二控制腔室205的压力),第一控制阀157保持打开,同样的第二控制阀158也保持打开。

当活塞202运动到如图2A所示的中间位置时,四个连接口111,112,113,114通过第一腔 235和第二腔236互相连通,使得高压连接口111中压力迅速减小,而低压连接口112中压力迅速增加,并因此使得空调系统高压侧的压力迅速减小,而空调系统低压侧的压力迅速增加。当空调系统高压侧的压力减小至低于高压控制气源120的压力时,第一控制阀157关闭,从而使高压控制气源120中保持较高的压力,从而使得第二控制腔室205中也能够具有较高的压力。同样的,当空调系统低压侧的压力增加至高于低压控制气源121的压力时,第二控制阀158关闭,从而使低压控制气源121中保持较低的压力,从而使得第一控制腔室204中也能够具有较低的压力。第一控制腔室204和第二控制腔室205能够继续维持压力差,而使得活塞202能够继续向左运动,直至活塞隔离板231与四个连接口错开,活塞202到达如图2C 所示的最左端,从而使得空调系统切换到制热模式。

图3A-3C为图2A中的换向阀系统的一个具体实施例的立体结构图,用于说明活塞202 的第一隔板337和第二隔板338两两成对连通壳体上的四个连接口的具体方式。其中图3B 和3C为沿活塞隔离板331的两侧的两个不同的位置,对活塞202和壳体上的四个连接口剖切后的剖视图,其中图3B用于示出第一隔板337连通四个连接口的具体方式,图3C用于示出第二隔板338连通四个连接口的具体方式。

如图3A所示,壳体301为图2A-2C中的换向阀系统的一个实施例的具体结构,为了显示出壳体301内部的活塞302,壳体301及连接在壳体301上的四个连接口用虚线表示。其中,换向阀系统包括壳体301,壳体301的左侧设有左端板307,右侧设有右端板308,壳体301内具有容腔310,壳体301的中部沿周向间隔90°设有四个连接口311、312、313和314,其中高压连接口311和低压连接口312相对地设置在上、下方向的壳体301上,第一换热器连接口313和第二换热器连接口314相对地设置在前、后方向的壳体301上。

活塞302设置在容腔310中,并在容腔310中沿直线左右运动。活塞302具有活塞左端 317和活塞右端318,其中活塞左端317与壳体左端板307之间形成第一控制腔室304,活塞右端318与壳体右端板308之间形成第二控制腔室305。活塞302中部包括活塞隔离板331,活塞左端317与活塞隔离板331之间形成第一腔335,活塞右端318与活塞隔离板331之间形成第二腔336。第一腔335中设有从上至下向后倾斜的第一隔板337,第二腔336中设有从上至下向前倾斜的第二隔板338,作为一个示例,第一隔板337和第二隔板338互相垂直设置。

换向阀系统还包括开关装置,在本实施例中开关装置即为四通导阀303,作为一个示例,四通导阀303固定连接在壳体301的外部,例如焊接在壳体301的外部。四通导阀303具有四个导通管325、326、327和328,其中,第一控制导通管327与第一控制腔室304连通,第二控制导通管328与第二控制腔室305连通。高压导通管325用于与高压控制气源120连通,低压导通管326用于与低压控制气源121连通。当四通导阀303将高压控制气源120和低压控制气源121各自与第一控制腔室304或第二控制腔室305连通时,第一控制腔室304 或第二控制腔室305之间具有压力差,从而使得活塞302在容腔310中沿直线左右运动。

图3B示出了图3A沿A-A线的剖视图,用于说明第一腔335中的第一隔板337以第一种方式将四个连接口311、312、313和314成对连通;图3C示出了图3A沿B-B线的剖视图,用于说明第二腔336中的第二隔板338以第二种方式将四个连接口311、312、313和314 成对连通。

如图3B所示,四个连接口311、312、313和314与第一腔335连通,高压连接口311 和第一换热器连接口313连通,并且低压连接口312和第二换热器连接口314连通。

如图3C所示,四个连接口311、312、313和314还与第二腔336连通,高压连接口311和第二换热器连接口314连通,并且低压连接口312和第一换热器连接口313连通。

因此,在如图3A所示的状态下,高压连接口311和第一换热器连接口313、第二换热器连接口314均连通,并且低压连接口312和第一换热器连接口313、第二换热器连接口314均连通,从而四个连接口311、312、313和314均相互连通。

图4A和4B为图3A中的开关装置的具体结构示意图,其中示出了四通导阀303的具体结构,以说明四通导阀303提供第一腔室和第二腔室之间压力差,以控制换向阀系统中的活塞运动的具体结构。其中为了说明四通导阀303的内部结构,图4A和4B以剖视图的方式示出。需要说明的是,在图4A和4B中省去了电磁控制的部分结构,而仅示出了四通导阀303 的阀体部分结构。

如图4A和4B所示,四通导阀303具有壳体441,壳体441上连接有四个导通管325、326、327和328,其中,高压导通管325设置在壳体441的上部,低压导通管326、第一控制导通管327和第二控制导通管328并排设置在壳体441的下部。

壳体441内还包括活塞杆442,活塞杆442受到电磁信号(图中未示出)驱动后可以在壳体441的内部左右运动,图4A示出活塞杆442处于最右端位置,图4B示出活塞杆442处于最左端位置。活塞杆442内部具有活塞腔445,活塞腔445与高压导通管325连通,并且当活塞杆442处于不同的位置时,活塞腔445还能够与第一控制导通管327或第二控制导通管328中的一个连通。

活塞腔445中包括向上拱起的盖体448,盖体448将活塞腔445分成了盖体448内部和盖体448外部的两部分通道446和449。其中,盖体448内部的通道446能够将低压导通管326与第一控制导通管327或第二控制导通管328中的一个连通,而盖体448外部的通道449能够将高压导通管325与第一控制导通管327或第二控制导通管328中的另一个连通。

四通导阀303在如图4A所示的状态下,低压导通管326和第二控制导通管328通过通道446连通,并且高压导通管325和第一控制导通管327通过通道449连通;四通导阀303在如图4B所示的状态下,低压导通管326和第一控制导通管327通过通道446连通,并且高压导通管325和第二控制导通管328通过通道449连通。

由此,四通导阀303能够选择性的将高压控制气源120与第一控制腔室204和第二控制腔室205中的一个连通,并且将低压控制气源121与第一控制腔室204和第二控制腔室205 中的另一个连通。

图5中为包括图2A中的换向阀系统的空调系统的另一个实施例的结构框图,在本实施例中,换向阀系统也为四通换向阀。在图5所示的实施例中,高压控制气源包括中压罐520。并且,为了更加清楚地说明,在如图5所示的实施例中,示出了空调系统550的其中一个制冷剂循环回路。

具体来说,如图5所示,空调系统550与空调系统150的结构大致相同,区别在于空调系统550包括中压罐520,中压罐520具有气体入口520a、气体出口520b和液体出口520c。其中,气体入口520a通过第一控制阀157(即第一单向阀157)与压缩机151的排气端151a 连通,以接收从压缩机151的排气端151a排出的高压气体制冷剂。气体出口520b与开关装置103(即四通导阀)的高压导通管125连通,以将从气体出口520b排出的高压气体制冷剂引入四通阀系统的第一控制腔室或第二控制腔室(图中未示出)中。液体出口520c与空调系统550的低压侧连通,例如与节流装置152的出口连通,以向空调系统550中补充中压罐520 中储存的液体制冷剂。

在本实施例中,中压罐520为空调系统中常用的配件,在空调系统中有许多作用,例如在空调系统的压力过高时暂时储存制冷剂,以及在空调系统中制冷剂不足时,向空调系统补充制冷剂等。因此,将中压罐520可控地连接到空调系统的高压侧,即可将中压罐520作为高压控制气源,而无需另外设置容器作为高压控制气源。

此外,通过控制连接中压罐520的气体入口520a与压缩机151的排气端151a的连接管的管径,能够使从压缩机151的排气端151a排出的高压气体制冷剂仅有少量通过气体入口 520a流入中压罐520中,用于提供第一控制腔室和第二控制腔室之间的压力差,大部分的高压气体制冷剂经过换向阀系统后,流入第一换热器153或第二换热器154。

图6中为包括图2A中的换向阀系统的空调系统的另一个实施例的结构框图,在本实施例中,换向阀系统也为四通换向阀。在图6所示的实施例中,高压控制气源包括储油罐620。其中,为了清楚起见,在如图6所示的实施例中,示出了空调系统650的其中一个制冷剂循环回路。

具体来说,如图6所示,空调系统650与空调系统150的结构大致相同,区别在于空调系统650包括储油罐620,储油罐620具有入口620a、气体出口620b和油出口620c,并且压缩机151具有出油口651c和回油口651d。其中,入口620a通过第一控制阀157(即第一单向阀157)与压缩机151的出油口651c连通,以接收从压缩机151的出油口651c排出的油和夹杂的高压气体制冷剂。气体出口620b与开关装置103(即四通导阀)的高压导通管125连通,以将从气体出口620b排出的高压气体制冷剂引入四通阀系统的第一控制腔室或第二控制腔室(图中未示出)中。油出口620c与压缩机151的回油口651d连通,以向压缩机151中补充储油罐620中储存的油。

在本实施例中,储油罐620为空调系统中的常用配件,从压缩机151的油分离系统中排出的油以及夹杂的高压气体制冷剂通过压缩机151上的出油口651c和储油罐620上的入口 620a流入储油罐620中。油的密度较大,因此油能够沉入储油罐620的底部储存,在达到一定量的时候,储存的油通过储油罐620的油出口620c和压缩机151上的回油口651d再回到压缩机151中。而储油罐620中的夹杂的高压气体制冷剂密度较小,能够从储油罐620的气体出口620b排出。由于从压缩机151的出油口651c中排出的本来就是高压气体制冷剂,因此,在本实施例中可以将储油罐620作为高压控制气源,而无需另外设置容器作为高压控制气源。

从压缩机151的出油口651c排出的油中仅夹杂少量的高压气体制冷剂,与油一起通过入口620a流入储油罐620中,用于提供第一控制腔室和第二控制腔室之间的压力差,而大部分的高压气体制冷剂从压缩机151的排气端151a排出,经过换向阀系统后,再流入第一换热器 153或第二换热器154。

图7为图2A中的换向阀系统中的高压控制气源的一个具体实施例的立体结构图,用于说明高压控制气源的一个实施例的具体结构。

如图7所示,高压控制气源包括高压储能罐720,高压储能罐720为封闭的罐形容器,内部用于容纳高压气体制冷剂。高压储能罐720的顶部设有入口720a,底部设有出口720b,入口720a和出口720b与高压储能罐720的内部连通,以使得高压气体制冷剂能够从入口720a 流入高压储能罐720内,并且高压气体制冷剂能够从出口720b流出。

其中,高压储能罐720的入口720a用于通过第一控制阀157(参见图1A-1C)与压缩机 151的排气端151a连接,以单向接收来自压缩机排气端151a的高压气体制冷剂,而不能从高压储能罐720的的入口720a排出高压气体制冷剂。高压储能罐720的出口720b用于与开关装置103(参见图1A-1C,即图3A中的四通导阀303)的高压导通管125连接。

高压储能罐720的顶部还设有维修口733,维修口733处还可以设置控制阀,以使得维修口733能够可控地与外部气源连接,从而通过外部气源向高压储能罐720中提供压力,并进而向控制腔室中提供压力。

作为一个示例,当换向阀系统换向失败时,活塞停留在中间位置(如图2A所示),导致空调系统需要停机维修时,还可以通过维修口733向高压储能罐720中提供压力,并进而向控制腔室中提供压力,使得活塞离开中间位置而到达指定位置,以完成换向阀系统的换向。此时,无需拆除换向阀系统以及空调系统的所有管道,并且无需排出制冷剂,就可以完成换向阀系统的换向。

图8A和8B为根据图2A的换向阀系统的另一个具体实施例的结构示意图,用于说明高压控制气源集成设置在壳体的连接口上的具体结构。其中,图8B为图8A的剖视图,剖切面为图8A中壳体的轴截面。需要说明的是,在本实施例中,换向阀系统仅包括高压控制气源而不包括低压控制气源。

如图8A和8B所示,换向阀系统包括壳体801,壳体801为圆筒形状,在壳体801前侧具有第一换热器连接口813,后侧具有第二换热器连接口814,上方具有高压连接口811,下方具有低压连接口812。壳体801的左端设有左端板807,右端设有右端板808。

壳体801的内部还包括活塞802,活塞802在壳体801的内部左右往复运动。活塞802包括左端817和右端818。活塞左端817和壳体左端板807之间形成第一控制腔室804,活塞右端818和壳体右端板808之间形成第二控制腔室805。

换向阀系统包括四通导阀803,四通导阀803具有四个导通管825、826、827和828,其中,第一控制导通管827与第一控制腔室804连通,第二控制导通管828与第二控制腔室805 连通。高压导通管825用于与高压控制气源820连通,低压导通管826用于与低压连接口812 连通。需要说明的是,在本实施例中,不包括低压控制气源,而直接将低压导通管826连接到低压连接口812上。由于低压连接口812是用于与空调系统低压侧连接的,即四通导阀的低压导通管826也能够连接到空调系统低压侧。

换向阀系统还包括高压控制气源,在本申请所示的实施例中,高压控制气源为两端封闭的管形容器820,所述管形容器820套设在壳体801上的高压连接口811外侧,使得管形容器820和高压连接口811之间形成用来容纳高压气体制冷剂的控制气源容腔886。具体来说,高压连接口811具有外壁885,外壁885的内部用于形成高压连接口811的管道。管形容器 820具有环绕高压连接口的外壁885设置的外壁884,管形容器的外壁884与高压连接口的外壁885间隔一定距离,以使得管形容器的外壁884与高压连接口的外壁885之间能够形成控制气源容腔886。其中,管形容器820的上端887和下端888连接在高压连接口的外壁885上,例如焊接在外壁885上,以使得管形容器820与高压连接口811固定连接在一起,从而使得管形容器820与壳体801集成设置形成单件,并且使得控制气源容腔886不与外界空气连通。

管形容器820具有入口820a和出口820b,并且在外壁884上还设有维修口833,其中入口820a、出口820b和维修口833均与控制气源容腔886相通。其中,入口820a通过单向控制阀857与高压连接口811的外壁885的内部连通,出口820b与四通导阀的高压导通管825 连通。由于高压连接口811是用于与空调系统高压侧连接的,即管形容器的入口820a也能够可控地连接到空调系统高压侧。需要说明的是,虽然管形容器820与高压连接口811是连通的,但是并不直接连通,而是通过单向控制阀857可控地流体连通,因此能够确保高压气体制冷剂通过高压连接口811流入管形容器820中,但是阻止了高压气体制冷剂从管形容器820 中回流至高压连接口811中。管形容器820中的高压气体制冷剂仅能够从出口820b中流出,通过四通导阀803进入第一控制腔室804或者第二控制腔室805中。

需要说明的是,设置为管形容器的高压控制气源可以设置在任意一个连接口的外壁的外部。在本实施例中,管形容器820设置在高压连接口811的外侧,能够便于将高压控制气源的入口820a与高压连接口811连接在一起。

图9为根据图2A的换向阀系统的另一个具体实施例的结构示意图,用于说明低压控制气源集成设置在壳体的连接口上的具体结构。需要说明的是,在本实施例中,换向阀系统仅包括低压控制气源而不包括高压控制气源。

如图9所示,换向阀系统900的结构与换向阀系统800的结构大体上相似,相同的部分在此不再赘述。换向阀系统900也包括壳体901,在壳体901上设有高压连接口911,低压连接口912,第一换热器连接口913和第二换热器连接口914。壳体901的左端设有左端板907,右端设有右端板908。虽然未示出,但是应当理解的是换向阀系统900也包括活塞,在活塞的左端与左端板907之间以及在活塞的右端与右端板908之间也具有两个控制腔室。

换向阀系统900还包括四通导阀903,四通导阀903具有四个导通管925、926、927和928,其中,第一控制导通管927用于与第一控制腔室(图中未示出)连通,第二控制导通管928用于与第二控制腔室(图中未示出)连通,高压导通管925与高压连接口911连通,低压导通管926用于与低压控制气源连通。

换向阀系统900与换向阀系统800的区别在于,换向阀系统900中不包括高压控制气源,而包括低压控制气源。具体来说,低压控制气源为两端封闭的管形容器921,管形容器921 的结构与管形容器820的结构类似,但是管形容器921环绕并套设在低压连接口912的外侧,与低压连接口912之间形成容腔(图中未示出),并且管形容器921与壳体901集成设置形成单件。

管形容器921具有入口921a和出口921b,其中,入口921a与四通导阀的低压导通管926 连通,出口921b通过单向控制阀958与低压连接口912连通。由于低压连接口912是用于与空调系统低压侧连接的,即管形容器的出口921b也能够可控地连接到空调系统低压侧。需要说明的是,虽然管形容器921与低压连接口912是连通的,但是并不直接连通,而是通过单向控制阀958可控地流体连通,因此管形容器921中的压力或气体制冷剂能够流入低压连接口912,但是阻止压力或气体制冷剂从低压连接口912流回管形容器921中。并且,管形容器921仅能通过四通导阀903流入来自第一控制腔室或者第二控制腔室(图中未示出)中的压力或气体制冷剂。

需要说明的是,设置为管形容器的低压控制气源也可以设置在任意一个连接口的外侧。在本实施例中,管形容器921设置在低压连接口912的外侧,能够便于将低压控制气源的入口921a与低压连接口912连接在一起。

图10示出了根据图2A的换向阀系统的另一个具体实施例的结构示意图,用于说明高压控制气源集成设置在壳体的端部的具体结构。需要说明的是,在本实施例中,换向阀系统仅包括高压控制气源而不包括低压控制气源。

如图10所示,换向阀系统1000的大体结构与换向阀系统800类似,相同的部分在此不再赘述。换向阀系统1000也包括壳体1001,在壳体1001上设有高压连接口1011,低压连接口1012,第一换热器连接口1013和第二换热器连接口1014。壳体1001的左端设有左端板1007,右端设有右端板1008。虽然未示出,但是应当理解的是换向阀系统1000也包括活塞,在活塞的左端与左端板1007之间以及在活塞的右端与右端板1008之间也具有两个控制腔室。

换向阀系统1000还包括四通导阀1003,四通导阀1003具有四个导通管1025、1026、1027 和1028,其中,第一控制导通管1027用于与第一控制腔室(图中未示出)连通,第二控制导通管1028用于与第二控制腔室(图中未示出)连通,高压导通管1025用于与高压控制气源连通,低压导通管1026用于与低压连接口1012连通。

换向阀系统1000还包括高压控制气源,在本实施例中高压控制气源是设置为罐形容器的高压储能罐1020,高压储能罐1020连接在壳体1001的端部,例如焊接或铆接在壳体1001 的右端板1008上,以使得高压储能罐1020与壳体1001集成设置形成单件。虽然未示出,但是本领域技术人员应当理解的是,高压储能罐1020内也具有容腔,用于容纳高压气体制冷剂。高压储能罐1020的外壁上也设有维修口1033,维修口1033与该容腔相通。

高压储能罐1020具有入口1020a和出口1020b,其中,入口1020a通过单向控制阀1057 与高压连接口1011连通,出口1020b与四通导阀的高压导通管1025连通。需要说明的是,虽然高压储能罐1020与高压连接口1011是连通的,但是并不直接连通,而是通过单向控制阀1057可控地流体连通,因此能够确保高压气体制冷剂通过高压连接口1011流入高压储能罐1020中,但是阻止高压气体制冷剂从高压储能罐1020中流出以回到高压连接口1011。高压储能罐1020中的高压气体制冷剂仅能够从出口1020b中流出,通过四通导阀1003进入第一控制腔室或者第二控制腔室中。

由于高压储能罐1020中容纳的是气体形态的制冷剂,为了避免制冷剂从气态冷凝为液态而影响气动换向阀系统的正常工作,高压储能罐1020外部还可以设置保温层,作为一个示例,高压储能罐1020的外侧还包裹有一层保温棉1082。

图11示出了根据图2A的换向阀系统的另一个具体实施例的结构示意图,用于说明低压控制气源集成设置在壳体的端部的具体结构。需要说明的是,在本实施例中,换向阀系统仅包括低压控制气源而不包括高压控制气源。

如图11所示,换向阀系统1100的大体结构与换向阀系统1000类似,相同的部分在此不再赘述。换向阀系统1100也包括壳体1101和四通导阀,在壳体1101上设有高压连接口1111,低压连接口1112,第一换热器连接口1113和第二换热器连接口1114。壳体1101的左端设有左端板1107,右端设有右端板1108。四通导阀具有四个导通管1125、1126、1127和1128。

换向阀系统1100与换向阀系统1000的区别在于,不包括高压控制气源而包括低压控制气源。在本实施例中,低压控制气源为低压稳压罐1121,低压稳压罐1121为与高压储能罐 1020类似的罐形容器,其连接在壳体1001的右端板1108上,内部具有容腔,并且与壳体1101 集成设置形成单件。低压稳压罐1121也具有入口1121a和出口1121b,其中,入口1121a与四通导阀的低压导通管1126连通,出口1121b通过单向控制阀1158与低压连接口1112连通。低压稳压罐1121的外侧也包裹有一层保温棉1182。

图12示出了根据图2A的换向阀系统的另一个具体实施例的结构示意图,用于说明高压控制气源与低压控制气源一起集成设置在壳体上的具体结构。需要说明的是,在本实施例中,换向阀系统既包括高压控制气源又包括低压控制气源。

如图12所示,换向阀系统1200与换向阀系统800类似,包括作为高压控制气源的管形容器1220,还与换向阀系统1100类似,包括作为低压控制气源的低压稳压罐1221,其中相同的部分在此不再赘述。换向阀系统1200也包括壳体和四通导阀,在壳体上设有高压连接口 1211,低压连接口1212,第一换热器连接口1213和第二换热器连接口1214。壳体的左端设有左端板1207,右端设有右端板1208。四通导阀具有四个导通管1225、1226、1227和1228。

管形容器1220环绕并套设在高压连接口1211的外侧,与高压连接口1211之间形成容腔,并且管形容器1220与壳体集成设置形成单件。其中,管形容器1220具有入口1220a和出口1220b,入口1220a通过单向控制阀1257与高压连接口1211连通,出口1220b与四通导阀的高压导通管1225连通。

低压稳压罐1221连接在壳体右端板1208上,内部具有容腔,并且与壳体集成设置形成单件。低压稳压罐1221也具有入口1221a和出口12121b,其中,入口1221a与四通导阀的低压导通管1226连通,出口1221b通过单向控制阀1258与低压连接口1212连通。

在本申请的实施例中,高压控制气源和低压控制气源均可以设置在壳体的端部,例如连接在壳体的左端板或右端板上,也可以设置在壳体的连接口外侧,例如环绕并套设在高压连接口或低压连接口的外侧,都能够使得高压控制气源和低压控制气源与壳体作为整体设置。

图13A-13C示出空调系统1350的另一个实施例的结构框图,在该实施例中的换向阀系统1300为三通换向阀。其中图13A示出了空调系统1350的连接结构,图13B和图13C分别示出了空调系统1350的两个制冷剂循环回路1360和1370。

如图13A所示,与空调系统150相比,空调系统1350除了包括压缩机1351、第一换热器1353、第二换热器1354、节流装置1352、开关装置103和高压控制气源120以外,还包括第三换热器1355,它们通过管路连接成一个封闭的系统,并在系统中充注有制冷剂。并且,空调系统1350还包括换向阀系统1300,换向阀系统1300能够控制第一换热器1353和第三换热器1355工作,以连通如图13B所示的制冷剂循环回路1360,或者控制第二换热器1354 和第三换热器1355工作,以连通如图13C所示的制冷剂循环回路1370。

如图13A所示,与空调系统150相同的是,压缩机1351包括排气端1351a和吸气端1351b,第一换热器1353包括连接口1353a和1353b,第二换热器1354包括连接口1354a和1354b,节流装置1352包括连接口1352a和1352b,开关装置包括高压导通管125、低压导通管126 以及控制导通管127和128,高压控制气源120包括入口120a和出口120b。而与空调系统150不同的是,第三换热器1355包括连接口1355a和1355b,并且换向阀系统1300不包括低压连接口,而包括高压连接口1311、第一换热器连接口1313和第三换热器连接口1314。在本实施例中,换向阀系统1300的结构可以与图2A所示的结构大致相同,区别仅在于不包括低压连接口。

需要说明的是,虽然换向阀系统1300不包括低压连接口,但是通过开关装置103,仍然能够将高压控制气源120中的高压和空调系统吸气侧(即与压缩机吸气端1351b一侧)的低压连接到换向阀系统1300的两个控制腔室(图中未示出)中,控制换向阀系统1300中的活塞往复运动,从而连通换向阀系统1300中的至少两个开口,以使得空调系统1350形成如图 13B或图13C所示的制冷剂循环回路。

具体来说,换向阀系统1300的高压连接口1311连接至压缩机1351的排气端1351a,换向阀系统1300的第一换热器连接口1313连接至第一换热器1353的连接口1353b,换向阀系统1300的第三换热器连接口1314连接至第三换热器1355的连接口1355b。并且,第一换热器1353的连接口1353a连接至节流装置1352的连接口1352a,节流装置1352的连接口1352a还连接至第三换热器1355的连接口1355a。节流装置1352的连接口1352b连接至第二换热器1354的连接口1354a,第二换热器1354的连接口1354b连接至压缩机1351的吸气端1351b。开关装置103和高压控制气源120的连接结构与空调系统150中的相同,在此不再赘述。需要说明的是,在本实施例的空调系统1350中,不包括低压控制气源,因此开关装置103的低压导通管126可以直接连接至压缩机1351的吸气端1351b。

作为一个示例,第一换热器1353为风侧换热器,第二换热器1354和第三换热器1355均为水侧换热器,第二换热器1354和第三换热器1355用于与供回水管连接,使得第二换热器 1354和第三换热器1355工作的时候能够提供用户侧所需的热量或冷量。

如图13B所示,换向阀系统1300的高压连接口1311与换向阀系统1300的第一换热器连接口1313流体连通。此时,压缩机1351的排气端1351a排出的高压气体制冷剂流入第一换热器1353,在第一换热器1353中释放出热量而被冷凝为高压液体制冷剂,然后流入节流装置1352,节流为低压液体制冷剂后再流入第二换热器1354中,在第二换热器1354中吸收热量而被蒸发为低压气体制冷剂,最后流入压缩机1351的吸气端1351b,完成制冷剂的循环。此时,第二换热器1354吸收用户侧的热量,因此能够对外制冷,空调系统处于制冷模式。并且此时,由于换向阀系统1300的第三换热器连接口1314不连通,因此第三换热器1355未被接入制冷剂循环回路1360。

如图13C所示,换向阀系统1300的高压连接口1311与换向阀系统1300的第三换热器连接口1314流体连通。此时,压缩机1351的排气端1351a排出的高压气体制冷剂流入第三换热器1355,在第三换热器1355中释放出热量而被冷凝为高压液体制冷剂,然后流入节流装置1352,节流为低压液体制冷剂后再流入第二换热器1354中,在第二换热器1354中吸收热量而被蒸发为低压气体制冷剂,最后流入压缩机1351的吸气端1351b,完成制冷剂的循环。此时,第三换热器1355向用户侧释放热量,因此对外制热,而第二换热器1354吸收用户侧的热量,因此对外制冷,从而使得空调系统处于热回收模式。并且此时,由于换向阀系统1300 的第一换热器连接口1313不连通,因此第一换热器1353未被接入制冷剂循环回路1370。

由此可见,本申请的换向阀系统不仅适用于四通换向阀,也适用于三通换向阀,只需要是气动换向阀即可。需要说明的是,本实施例的三通换向阀与图2A中的四通换向阀的区别仅在于,壳体201上不具有低压连接口,而活塞202以及壳体201的其他部分的结构与图2A 中的四通换向阀相同。

由于三通换向阀不具有低压连接口,因此当活塞处于如图2A所示的中间位置时,高压连接口1311、第一换热器连接口1313和第三换热器连接口1314会相互连通而引起空调系统高压侧中压力的波动(即使空调系统高压侧中压力减小)。通过设置高压控制气源120,能够在一定的时间内维持开关装置103的高压导通管125中的压力,使得高压导通管125和低压导通管126之间保持压力差,即维持活塞的两个控制腔室之间的压力差,由此活塞能够运动到指定位置,确保空调系统换向成功。

尽管参考附图中出示的具体实施方式将对本申请进行描述,但是应当理解,在不背离本申请教导的精神和范围和背景下,本申请的换向阀系统可以有许多变化形式。本领域技术普通技术人员还将意识到有不同的方式来改变本申请所公开的实施例中的结构细节,均落入本申请和权利要求的精神和范围内。

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