一种集成储液及气液分离的汽车空调系统
阅读说明：本技术 一种集成储液及气液分离的汽车空调系统 (Integrated stock solution and gas-liquid separation's vehicle air conditioning system ) 是由 周通 邓湘 于 2021-09-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种集成储液及气液分离的汽车空调系统,包括制冷剂回路,其包括压缩机、冷凝器、换热器和蒸发器,压缩机的制冷剂进口连接有制冷剂回流管道；和气液分离装置,其包括储液罐、同轴管和第一阀门；储液罐具有进料端、出气端和出液端；同轴管包括同轴设置的外流体管道和内流体管道,出气端和出液端安装于同轴管的同一端,出气端与内流体管道连接,出液端与外流体管道连接,同轴管的另一端与蒸发器连接,内流体管道还与制冷剂回流管道连接,第一阀门安装于出气端,制冷剂回流管道与内流体管道连通的部位位于第一阀门和压缩机之间；其可以消除噪音,提高制冷效果；保证了压缩机没有液击的风险。(The invention relates to an integrated liquid storage and gas-liquid separation automobile air conditioning system, which comprises a refrigerant loop, a refrigerant loop and a refrigerant loop, wherein the refrigerant loop comprises a compressor, a condenser, a heat exchanger and an evaporator; a gas-liquid separation device comprising a liquid storage tank, a coaxial pipe and a first valve; the liquid storage tank is provided with a feeding end, a gas outlet end and a liquid outlet end; the coaxial pipe comprises an outer fluid pipeline and an inner fluid pipeline which are coaxially arranged, the air outlet end and the liquid outlet end are arranged at the same end of the coaxial pipe, the air outlet end is connected with the inner fluid pipeline, the liquid outlet end is connected with the outer fluid pipeline, the other end of the coaxial pipe is connected with the evaporator, the inner fluid pipeline is also connected with a refrigerant backflow pipeline, a first valve is arranged at the air outlet end, and the part of the refrigerant backflow pipeline communicated with the inner fluid pipeline is positioned between the first valve and the compressor; it can eliminate noise and improve refrigeration effect; the compressor is guaranteed to have no risk of liquid impact.)
技术领域
本发明涉及热泵式汽车空调系统技术领域，具体涉及一种集成储液及气液分离的汽车空调系统。
背景技术
在用于EV车(Electric Vehicle，电动汽车)、HEV车(Hybrid Electric Vehicle，混合动力汽车)、以及PHEV车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle，插入式混合动力汽车)等的汽车空调系统中，无法利用发动机冷却水等的燃烧排热实施制暖运行。因此，人们考虑了使用电动压缩机的热泵式空调系统，但采用换向式热泵时，必须在制冷运行和制暖运行的不同压力条件下共用构成制冷剂回路的配管类和蒸发器、冷凝器等热交换器等，因此必须对适用于现行发动机驱动式汽车的汽车空调系统进行全面改进。
现有汽车热泵空调系统一般仅仅带有单一的气液分离装置，如图1所示，其包括依次循环相连的压缩机1、冷凝器2、换热器、气液分离装置4和蒸发器5，该空调系统在制冷模式下，没有储液装置，因而导致流入蒸发器5中的制冷剂没有过冷度甚至存在气态的可能，会使制冷效率偏低且有制冷剂流动异音产生，影响用户用车体验。
发明内容
基于上述表述，本发明提供了一种集成储液及气液分离的汽车空调系统，以解决现有技术中制冷时由于没有储液装置导致制冷效率偏低且有制冷剂流动异音产生的技术问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种集成储液及气液分离的汽车空调系统，包括
制冷剂回路，其包括压缩机、冷凝器、换热器和蒸发器，所述压缩机、冷凝器和换热器通过制冷剂管道依次连接，所述压缩机的制冷剂进口连接有制冷剂回流管道；
和气液分离装置，其包括储液罐、同轴管和第一阀门；所述储液罐具有用于制冷剂进入的进料端、用于气态制冷剂排出的出气端和用于液态制冷剂排出的出液端；所述同轴管包括同轴设置的外流体管道和内流体管道，所述出气端和所述出液端安装于所述同轴管的同一端，所述出气端与所述内流体管道连接，所述出液端与所述外流体管道连接，所述同轴管的另一端与所述蒸发器连接，所述内流体管道还与所述制冷剂回流管道连接，所述第一阀门安装于所述出气端，所述制冷剂回流管道与所述内流体管道连通的部位位于所述第一阀门和所述压缩机之间；
其中，所述第一阀门被配置为当空调处于制冷模式时，所述第一阀门关闭，当空调处于制热模式时，所述第一阀门打开。
与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：
本申请提供的集成储液及气液分离的汽车空调系统，工作时，制冷剂从压缩机输入到冷凝器，再经过换热器后经进料端进入储液罐，在制冷模式下，由于第一阀门关闭，储液罐承担储液功能，出气端没有气态的制冷剂进入蒸发器，液态的制冷剂从出液端并经过外流体管道进入蒸发器，保证进入蒸发器的制冷剂为纯液态，消除因为气态制冷剂流经蒸发器时产生的噪音，蒸发器蒸发后的气态制冷剂从内流体管道流入制冷剂回流管道并进入压缩机实现循环；制冷剂在经过同轴管时，进行换热，具备一定的过冷度，提高空调的制冷效果；在制热模式下，由于第一阀门打开，气态的制冷剂直径从出气端经制冷剂回流管道进入压缩机实现循环，进入压缩机的制冷剂为气态，保证了压缩机没有液击的风险。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步的，所述储液罐包括罐体、进料管、出气管和出液管，所述进料管安装于所述进料端，所述罐体下部用于储存液态的制冷剂，所述出气管的一端位于所述液态的制冷剂的液面上方，另一端延伸至所述罐体外部形成出气端；所述出液管的一端伸入所述液态的制冷剂的液面下方，另一端延伸至所述罐体外部形成出液端。
进一步的，所述出气管包括依次连接的进气段、回油段和出气段，所述进气段、回油段和出气段组合形成U形结构，所述进气段的端部位于所述液态的制冷剂的液面上方，所述出气段的端部延伸至所述罐体外部形成所述出气端，所述回油段浸入所述液态的制冷剂中。
进一步的，所述气液分离装置还包括第二阀门，所述第二阀门安装于所述同轴管上，以开启或关闭所述内流体管道；所述第二阀门被配置为当空调处于制冷模式时，所述第二阀门打开，当空调处于制热模式时，所述第二阀门关闭。
进一步的，所述第一阀门和所述第二阀门为膨胀阀。
进一步的，所述冷凝器为水冷式冷凝器。
附图说明
图1为现有技术中汽车热泵式空调系统的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种集成储液及气液分离的汽车空调系统制冷模式下的状态示意图；
图3为图2处于制热模式下的状态示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
可以理解，空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。
如图2和图3所示；本实施例提供了一种集成储液及气液分离的汽车空调系统，包括制冷剂回路和气液分离装置。
其中制冷剂回路包括压缩机10、冷凝器20、换热器30和蒸发器40，所述压缩机10、冷凝器20和换热器30通过制冷剂管道依次连接，所述压缩机10的制冷剂进口连接有制冷剂回流管道11。
气液分离装置包括储液罐60、同轴管70和第一阀门80；所述储液罐具有用于制冷剂进入的进料端601、用于气态制冷剂排出的出气端602和用于液态制冷剂排出的出液端603。
其中，所述同轴管70包括同轴设置的外流体管道和内流体管道，所述出气端601和所述出液端603安装于所述同轴管70的同一端(图中为左端)，所述出气端601与所述内流体管道连接，所述出液端603与所述外流体管道连接，所述同轴管70的另一端(图中为右端)与所述蒸发器40连接，所述内流体管道还与所述制冷剂回流管道11连接，所述第一阀门80安装于所述出气端602，所述制冷剂回流管道11与所述内流体管道连通的部位位于所述第一阀门80和所述压缩机10之间。
其中，所述第一阀门80被配置为当空调处于制冷模式时，所述第一阀门80关闭，当空调处于制热模式时，所述第一阀门80打开。
在本实施例中，所述储液罐60包括罐体61、进料管62、出气管63和出液管64。
所述进料管62安装于所述进料端601，所述罐体61下部用于储存液态的制冷剂，所述出气管63的一端位于所述液态的制冷剂的液面上方，另一端延伸至所述罐体61外部形成出气端602。
所述出液管64的一端伸入所述液态的制冷剂的液面下方，另一端延伸至所述罐体61外部形成出液端603。
所述出气管63包括依次连接的进气段631、回油段632和出气段633，所述进气段632、回油段632和出气段633组合形成U形结构，所述进气段631的端部位于所述液态的制冷剂的液面上方，所述出气段633的端部延伸至所述罐体61外部形成所述出气端602，所述回油段632浸入所述液态的制冷剂中。
为了防止在制热模式下，气态的制冷剂进入蒸发器40，所述气液分离装置还包括第二阀门90，所述第二阀90安装于所述同轴管70上，以开启或关闭所述内流体管道；所述第二阀门90被配置为当空调处于制冷模式时，所述第二阀门90打开，当空调处于制热模式时，所述第二阀门90关闭。
优选的，所述第一阀门80和所述第二阀门为膨胀阀；所述冷凝器20为水冷式冷凝器。
该空调系统工作时，制冷剂从压缩机输入到冷凝器，再经过换热器后经进料端进入储液罐，在制冷模式下，由于第一阀门80关闭、第二阀门90开启，出气端602没有气态的制冷剂进入蒸发器40，液态的制冷剂从出液管62并经过外流体管道进入蒸发器40，保证进入蒸发器40的制冷剂为纯液态，消除因为气态制冷剂流经蒸发器40时产生的噪音，蒸发器40蒸发后的气态制冷剂从内流体管道流入制冷剂回流管道11并进入压缩机10实现循环；制冷剂在经过同轴管70时，进行换热，具备一定的过冷度，提高空调的制冷效果。
在制热模式下，由于第一阀门80打开，第二阀门90关闭，气态的制冷剂直径从出气端601经制冷剂回流管道11进入压缩机10实现循环，进入压缩机10的制冷剂为气态，保证了压缩机10没有液击的风险。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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