一种冷媒循环系统的制作方法

本发明涉及利用冷媒进行制冷或制热技术领域，特别是空调、压缩机、冷冻机、热水器等冷媒循环系统。

背景技术：

目前，热泵空调、热水器等冷媒循环系统主要依靠四通换向阀来实现系统中冷媒流道的切换，进而实现整个系统制冷、制热、除霜等功能。

先导阀部件是四通换向阀的重要组成部件之一，用于主阀体换向，为其他零部件的正常工作构建必需的基础，以实现四通换向阀的各项基本功能。

如图1所示，现四通换向阀的先导阀在线圈不通电时，其芯铁与封头脱开，高压管路a(系统高压侧)与第二切换管路d相通，低压管路c(系统低压侧)与第一切换管路b相通，当线圈通电时，芯铁与封头贴合，高压管路a(系统高压侧)与第一切换管路b相通，低压管路c(系统低压侧)与第二切换管路d相通。

此种先导阀利用线圈通电、断电控制芯铁与封头贴合与脱开，控制四通换向阀主阀切换，进而改变空调系统中冷媒流动方向，实现空调制冷制热功能。

现有冷媒循环系统的先导阀和四通换向阀只能实现两工位工作状态，导致系统工作时，始终存在高压侧和低压侧。例如空调系统，其只有制冷和制热两种状态，冬天环境温度较低时，系统长时间处于制热状态，会引起室外机热交换器表面产生凝霜，凝霜过多时对系统的制热效率存在极大影响。这时，先导阀电磁线圈断电，系统切换到制冷状态，让高温高压冷媒先流经室外热交换器，形成中温中压冷媒，利用该部分热量使室外热换器表面凝霜化掉，然后电磁线圈通电，系统切换到制热状态，重新开始制热，为人们提供舒适的生活办公环境。

由于室外机热换器表面需要化霜时，系统需要由制热状态切换到制冷状态，如果房间或办公场所隔音较差，人们能够清晰的听到产生的噪音，并且 在室外机热换器表面化霜这段时间里，空调室内机不吹出热风，这意味着房间或办公场所的温度会不断降低，一定程度影响了人们的舒适度。

因此，如何改进冷媒循环系统，以进一步提升其系统性能，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种冷媒循环系统。该系统能快速平衡系统高压侧与低压侧的压力，使系统处于均压状态，进而达到无需切换工作状态就可以利用高温冷媒进行除霜等目的，提高系统制热效率，若其为空调系统可维持室内环境温度不受除霜影响，从而提供更舒适的生活环境及办公环境。

为实现上述目的，本发明提供一种冷媒循环系统，包括压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置及用于切换冷媒流道的四通换向阀，所述四通换向阀的先导阀包括高压管路a、低压管路c以及第一切换管路b和第二切换管路d，在第一工位，所述高压管路a与第二切换管路d连通，所述低压管路c与第一切换管路b连通，在第二工位，所述高压管路a与第一切换管路b连通，所述低压管路c与第二切换管路d连通，还具有第三工位，在第三工位，所述高压管路a与第一切换管路b以及低压管路c连通。

优选地，所述先导阀包括阀体组件、阀芯组件、芯铁组件以及线圈组件，所述芯铁组件带动所述阀芯组件相对于所述阀体组件移动依次处于各工位。

优选地，所述芯铁组件的弹簧包括第一弹簧和第二弹簧，在第一工位，所述线圈组件不通电，所述第一弹簧处于预压缩状态，所述第二弹簧处于自由状态，能够沿轴向自由移动，在第二工位，所述线圈组件通低电压，所述第一弹簧继续压缩，所述第二弹簧不压缩，且不能够沿轴向自由移动；在第三工位，所述线圈组件通高电压，所述第一弹簧继续压缩，所述第二弹簧处于压缩状态。

优选地，所述第一弹簧沿所述芯铁组件的轴线方向布置，所述第二弹簧套设在所述芯铁组件的芯铁和/或封头上，所述芯铁和/或封头上设有支撑所述第二弹簧的凸台。

优选地，所述第二弹簧沿所述芯铁组件的轴线方向布置，所述第一弹簧 套设在所述芯铁组件的芯铁和/或封头上，所述芯铁和/或封头上设有支撑所述第一弹簧的凸台。

优选地，在第三工位，所述高压管路a同时与所述低压管路c和第一切换管路b连通，所述第二切换管路d处于截止状态。

优选地，在第三工位，所述高压管路a同时与所述低压管路c、第一切换管路b和第二切换管路d连通。

优选地，所述高压管路a与低压管路c通过位于先导阀外部并设有控制阀的管路连接，在第一、第二工位，所述控制阀断开，阻隔所述高压管路a与低压管路c，在第三工位，所述控制阀导通，使所述高压管路a与低压管路c连通。

为实现上述目的，本发明提供另一种冷媒循环系统，包括压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置及用于切换冷媒流道的四通换向阀，所述四通换向阀的主阀体包括高压管路a'、低压管路c'以及第一切换管路b'和第二切换管路d'，在第一工位，所述高压管路a'与第二切换管路d'连通，所述低压管路c'与第一切换管路b'连通，在第二工位，所述高压管路a'与第一切换管路b'连通，所述低压管路c'与第二切换管路d'连通，其特征在于，还具有第三工位，在第三工位，所述高压管路a'与低压管路c'连通。

优选地，所述高压管路a'与低压管路c'通过位于主阀体外部并设有控制阀的管路连接，在第一、第二工位，所述控制阀断开，阻隔所述高压管路a'与低压管路c'，在第三工位，所述控制阀导通，使所述高压管路a'与低压管路c'连通。

本发明所提供的冷媒循环系统在现有技术的基础上作了进一步改进，其四通换向阀的先导阀从之前只能实现两工位功能转变为能够实现三工位功能，在增加的第三工位状态下，其高压管路与低压管路连通，能快速实现系统高压侧与低压侧均压，使系统处于均压状态，从而实现特定目的。例如，当冷媒循环系统为空调系统时，此先导阀处于第三工位时，能够将压缩机输出的高温高压冷媒引导至系统低压侧，实现系统高压侧和低压侧压力快速平衡，进而利用高温冷媒流经室外热交换器，将室外热交换器表面凝霜化掉，与现在空调系统相比，当室外环境温度较低时，人们长时间使用空调制热， 室外机热交换器表面形成凝霜时，四通换向阀电磁线圈不需要断电，系统无需切换到制冷状态，只需要先导阀切换至第三工位，实现系统均压状态，即可利用高温冷媒化掉室外机热交换器表面的凝霜，其能够提高系统制热效率，同时能够很好的维持室内环境温度，为人们提供更舒适的生活环境及办公环境。

本发明所提供的另一种冷媒循环系统的四通换向阀采用了与上述先导阀基本相同的设计原理，在使用过程中也能够使高压管路与低压管路连通，实现均压功能，因此也具有相同的技术效果。

附图说明

图1为现有冷媒循环系统四通换向阀先导阀的结构示意图；

图2为本发明所提供冷媒循环系统为空调系统时，其四通换向阀先导阀的结构示意图；

图3为图2所示先导阀处于第一工位时的管路导通示意图；

图4为先导阀处于第一工位时系统处于制热状态的示意图；

图5为图2所示先导阀处于第二工位时的管路导通示意图；

图6为先导阀处于第二工位时系统处于制冷状态的示意图；

图7为图2所示先导阀处于第三工位时的管路导通示意图；

图8为先导阀处于第三工位时系统处于均压状态的示意图；

图9为本发明所提供冷媒循环系统为空调系统时，其四通换向阀先导阀的另一种结构示意图；

图10为图9所示先导阀处于第三工位时系统处于均压状态的示意图；

图11为本发明提供冷媒循环系统为空调系统时，其四通换向阀的结构示意图；

图12为图11所示先导阀处于第三工位时系统处于均压状态的示意图。

图中：

1.阀体组件11.套管12.阀座2.阀芯组件21.阀芯3.芯铁组件31.芯铁32.封头33.第一弹簧34.第二弹簧4.线圈组件5、5'.控制阀6、6'.管路7.主阀体8.先导阀9.压缩机13.室内 热交换器14.室外热交换器15.节流装置

具体实施方式

本发明的核心在于通过改进四通换向阀的先导阀或主阀体，使其高压管路能够与低压管路相连通，从而快速实现系统高压侧与低压侧均压，使系统处于均压状态，以达到不切换系统工作状态，不影响使用的情况下即可进行除霜等目的。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2，图2为本发明所提供冷媒循环系统为空调系统时，其四通换向阀先导阀的结构示意图。

在一种具体实施例中，本发明提供的冷媒循环系统为具有制冷、制热功能的空调系统，其主要由压缩机9、室内热交换器13、室外热交换器14、节流装置15及用于切换冷媒流道的四通换向阀组成，在制热状态下，压缩机9输出的冷媒依次流经室内热交换器13(此时为冷凝器)、节流装置15和室外热交换器14(此时为蒸发器)，在制冷状态下，压缩机13输出的冷媒依次流经室外热交换器14(此时为冷凝器)、节流装置和室内热交换器13(此时为蒸发器)。

四通换向阀的先导阀主要由阀体组件1、阀芯组件2、芯铁组件3以及线圈组件4等部分构成，其用于控制四通换向阀主阀切换，进而改变系统中冷媒流动方向，实现制冷、制热、除霜等功能。

阀体组件1的套管11呈管状结构，其高压管路a位于套管11的左端(也可以位于侧壁上)，与套管11内腔连通，套管11的内腔中在内壁上焊接固定有小阀座12，小阀座12上设有三个阀口，分别与低压管路c、第一切换管路b和第二切换管路d连通，低压管路c的阀口位于第一切换管路b和第二切换管路d的阀口之间，阀芯组件2的阀芯21(图中所示为小滑碗)在弹性部件的弹力作用下以贴合的方式压紧在小阀座12的阀口部位，线圈组件4通电后，可驱动芯铁组件3的芯铁31向右移动，从而带动阀芯21向封头32方向移动，使先导阀依次处于不同的工位。

芯铁组件3的弹簧包括第一弹簧33和第二弹簧34，其中，第一弹簧33沿芯铁组件的轴线方向布置，芯铁31右端开设有容纳第一弹簧33的通孔，第一弹簧33的一端支撑在通孔内部的台阶上，另一端支撑在封头32上，第二弹簧34套设在芯铁组件的芯铁外部，芯铁31在其外圆上加工有凸台，第二弹簧34在压缩时，其一端支撑在凸台上，另一端支撑在封头32上，两个弹簧的刚度及材料可根据所用系统的工作压力来具体设计确定。

第一弹簧33和第二弹簧34的安装方式可以有多种形式，除了上述方式之外，还可以将第二弹簧34的一部分套装在芯铁31上，另一部分套装在封头32上，即第二弹簧34同时套装在芯铁31和封头32，也可以将第二弹簧34仅套装在封头32上，而且，芯铁31和封头32上既可以同时设置支撑第二弹簧34的凸台，也可以单独在封头32上设置支撑第二弹簧34的凸台。

此外，作为一种可能的方式，上述第一弹簧33和第二弹簧34的位置可以互换，即第二弹簧34沿芯铁组件的轴线方向布置，第一弹簧33套设在芯铁组件的芯铁31和/或封头32上，并在芯铁31和/或封头32上设置支撑第一弹簧33的凸台。

本发明通过在芯铁31上设计凸台结构，增加第二弹簧34，在线圈组件4通不同电压下，利用两个弹簧控制芯铁工作位置，可以实现先导阀部件的三工位功能，其三工位工作状态具体如下：

请参考图3、图4，图3为图2所示先导阀处于第一工位时的管路导通示意图；图4为先导阀处于第一工位时系统处于制热状态的示意图。

第一工位，线圈不通电，第一弹簧33处于预压缩状态，第二弹簧34处于自由状态，可在套管11内沿轴向自由移动，此时阀芯21的流道连通低压管路c和第一切换管路b的阀口，并释放所述第二切换管路d的阀口，高压管路a(系统高压侧)与第二切换管路d相通，低压管路c(系统低压侧)与第一切换管路b相通。

此状态下，系统内冷媒流向：压缩机9出来的高温高压冷媒通过四通换向阀主阀的高压管路a'，流经第二切换管路d'，流经室外热交换器14，流经节流装置15，高温高压冷媒经过节流形成低温低压冷媒，流经室内热交换器13，流经四通换向阀主阀的第一切换管路b'管，流经低压管路c'，回到压 缩机9，系统为制冷状态。

请参考图5、图6，图5为图2所示先导阀处于第二工位时的管路导通示意图；图6为先导阀处于第二工位时系统处于制冷状态的示意图。

第二工位，线圈通低电压，阀芯21向右移动，第一弹簧33继续压缩，第二弹簧34不压缩，芯铁31与封头32不贴合，但芯铁31上的凸台与第二弹簧34贴合，此时，第二弹簧34不可沿套管轴向自由移动，阀芯21的流道连通低压管路c和第二切换管路d的阀口，并释放第一切换管路b的阀口，高压管路a(系统高压侧)与第一切换管路b相通，低压管路c(系统低压侧)与第二切换管路d相通。

此状态下，系统内冷媒流向：压缩机9出来的高温高压冷媒通过四通换向阀主阀的高压管路a'，流经第一切换管路b'，流经室内热交换器13，流经节流装置15，高温高压冷媒经过节流形成低温低压冷媒，流经室外热交换器14，流经四通换向阀主阀的第二切换管路d'，流经低压管路c'，回到压缩机9，系统为制热状态。

请参考图7、图8，图7为图2所示先导阀处于第三工位时的管路导通示意图；图8为先导阀处于第三工位时系统处于均压状态的示意图。

第三工位，线圈通高电压，阀芯21继续向右移动，第一弹簧33继续压缩，此时，第二弹簧34也处于压缩状态，芯铁31与封头32贴合，阀芯21仅密封第二切换管路d的阀口，并释放第一切换管路b和低压管路c的阀口，使高压管路a(系统高压侧)与低压管路c(系统低压侧)直接相通，实现空调系统均压，即快速速平衡系统高压侧和低压侧的压力。

此状态下，系统内冷媒流向：压缩机9出来的高温高压冷媒，一路流经四通换向阀主阀的高压管路a'，流经四通换向阀先导阀的高压管路a、低压管路c，流经四通换向阀主阀的低压管路c'(系统制热时，该侧为低压侧)，将系统高压侧冷媒引导至系统低压侧，以快速平衡系统高压侧与低压侧压力，利用高压侧冷媒的高温度，使室外热交换器14表面凝霜化掉，另一路通过四通换向阀主阀的高压管路a'，流经第一切换管路b'，流经室内热交换器13，系统为均压状态。

在第三工位，若阀芯21向右移动的幅度较大，则可以同时释放低压管路 c、第一切换管路b和第二切换管路d的阀口，使高压管路a同时与低压管路c、第一切换管路b和第二切换管路d连通。

上述三工位动作先导阀部件，相比现有先导阀部件结构，增加了第二弹簧34，利用第一弹簧33和第二弹簧34，控制芯铁31工作工位，增加一个工位工作状态，当线圈组件通高电压时，高压管路a(系统高压侧)与低压管路c(系统低压侧)相通，可以快速平衡高压侧和低压侧的压力，实现系统均压功能，进而达到不切换系统工作状态，不影响正常使用的情况下就可进行除霜等目的，可广泛应用于空调、压缩机、冷冻机、热水器等系统中。

请参考图9、图10，图9为本发明所提供冷媒循环系统为空调系统时，其四通换向阀先导阀的另一种结构示意图；图10为图9所示先导阀处于第三工位时系统处于均压状态的示意图。

如图所示，除了改进先导阀内部结构之外，还可以在外部实现先导阀高压管路a与低压管路c的连通，其具体方式为，高压管路a与低压管路c通过位于先导阀外部并设有控制阀5的管路6连接，在第一、第二工位，控制阀5断开，阻隔高压管路a与低压管路c，在第三工位，控制阀5导通，使高压管路a与低压管路c连通，此种先导阀同样能够实现本发明目的。

请参考图11、图12，图11为本发明提供冷媒循环系统为空调系统时，其四通换向阀的结构示意图；图12为图11所示先导阀处于第三工位时系统处于均压状态的示意图。

在本发明提供的另一种冷媒循环系统中，先导阀结构不做改变，通过对四通换向阀主阀结构进行改进实现系统均压功能。如上所述，四通换向阀主要由主阀体7和先导阀8两部分构成，其中主阀体7包括高压管路a'、低压管路c'以及第一切换管路b'和第二切换管路d'，高压管路a'与低压管路c'通过位于主阀体外部并设有控制阀5'的管路6'连接，其同样具有三工位功能，各工位工作状态具体如下：

第一工位，控制阀5'断开，阻隔高压管路a'与低压管路c'，高压管路a'与第二切换管路d'连通，低压管路c'与第一切换管路b'连通；第二工位，控制阀5'依然断开，阻隔高压管路a'与低压管路c'，高压管路a'与第一切换管路b'连通，低压管路c'与第二切换管路d'连通；第三工位，在 第二工位的基础上，控制阀5'导通，使高压管路a'与低压管路c'连通，可快速实现高压侧与低压侧均压，使系统处于均压状态。

上述实施例仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，将先导阀的高压管路a与低压管路c的位置互换等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

以上对本发明所提供的冷媒循环系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。