一种小型电动汽车用两换热器热泵空调系统

文档序号:607646 发布日期:2021-05-07 浏览:26次 >En<

阅读说明:本技术 一种小型电动汽车用两换热器热泵空调系统 (Two heat exchanger heat pump air conditioning system for small-size electric automobile ) 是由 穆文杰 杨忠诚 刘旭阳 苏林 李康 方奕栋 盛雷 于 2021-01-08 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种小型电动汽车用两换热器热泵空调系统,包括:室内换热器、与所述室内换热器进出口端连接的热力膨胀阀、与所述热力膨胀阀串联的单向阀、与所述单向阀并联的电子膨胀阀及与所述电子膨胀阀及单向阀一并联端串联的室外换热器;所述室外换热器的一端串联有电磁阀组,所述电磁阀组一端上并联有压缩机及与所述压缩机串联的气液分离器,且所述电磁阀组另一端上串联有热力膨胀阀;该空调系统通过所述电磁阀组、热力膨胀阀、电子膨胀阀及单向阀的切断来切换空调模式或热泵模式。根据本发明,解决了两换热器热泵空调系统中制冷剂流向和换热器数量不足的问题,提高了室内外换热器的利用效率,结构简单,高效节能,稳定性好。(The invention discloses a heat pump air-conditioning system with two heat exchangers for a small electric vehicle, which comprises: the indoor heat exchanger, the thermostatic expansion valve connected with the inlet and outlet ends of the indoor heat exchanger, the one-way valve connected with the thermostatic expansion valve in series, the electronic expansion valve connected with the one-way valve in parallel and the outdoor heat exchanger connected with the electronic expansion valve and the one-way valve in parallel and connected with the one-way valve in series; one end of the outdoor heat exchanger is connected in series with an electromagnetic valve group, one end of the electromagnetic valve group is connected in parallel with a compressor and a gas-liquid separator connected in series with the compressor, and the other end of the electromagnetic valve group is connected in series with a thermostatic expansion valve; the air conditioning system switches an air conditioning mode or a heat pump mode by cutting off the electromagnetic valve group, the thermostatic expansion valve, the electronic expansion valve and the one-way valve. According to the invention, the problems of insufficient refrigerant flow direction and insufficient heat exchangers in the heat pump air-conditioning system with two heat exchangers are solved, the utilization efficiency of the indoor and outdoor heat exchangers is improved, the structure is simple, the efficiency and the energy are saved, and the stability is good.)

一种小型电动汽车用两换热器热泵空调系统

技术领域

本发明涉及汽车空调的技术领域,特别涉及一种小型电动汽车用两换热器热泵空调系统。

背景技术

近年来,全球电动汽车保有量逐渐增加,汽车电动化被认为是促进能源多样性和缓解全球变暖与污染的有效途径。随着人们生活方式的改变,新能源车型也在不断的创新。小型电动车以其亲民的价格、迷你的车身和高效的性能,受到越来越多人的关注,尤其对于大多数都市人来说确实称得上经济方便。所以,一款简单高效,成本低廉的小型电动汽车用两换热器热泵空调系统被提出应用。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处,本发明的目的是提供一种小型电动汽车用两换热器热泵空调系统,解决了两换热器热泵空调系统中制冷剂流向和换热器数量不足的问题,提高了室内外换热器的利用效率,结构简单,高效节能,稳定性好。为了实现根据本发明的上述目的和其他优点,提供了一种小型电动汽车用两换热器热泵空调系统,包括:

室内换热器、与所述室内换热器进出口端连接的热力膨胀阀、与所述热力膨胀阀串联的单向阀、与所述单向阀并联的电子膨胀阀及与所述电子膨胀阀及单向阀一并联端串联的室外换热器;

所述室外换热器的一端串联有电磁阀组,所述电磁阀组一端上并联有压缩机及与所述压缩机串联的气液分离器,且所述电磁阀组另一端上并联有热力膨胀阀;

该空调系统通过所述电磁阀组、热力膨胀阀、电子膨胀阀及单向阀的切断来切换空调模式或热泵模式。

优选的,所述电磁阀组包括第一电磁阀、与所述第一电磁阀并联的第二电磁阀、与所述第二电磁阀并联的第三电磁阀及与所述第三电磁阀及第一电磁阀并联的第四电磁阀。

优选的,所述第一电磁阀与第三电磁阀为常开式电磁阀,所述第二电磁阀与第四电磁阀为常闭式电磁阀。

优选的,所述第一电磁阀的一端并联有室外换热器与第四电磁阀,另一端并联有压缩机与第二电磁阀。

优选的,所述第二电磁阀的一端并联有压缩机与第一电磁阀,另一端并联有热力膨胀阀与第三电磁阀。

优选的,所述第三电磁阀的一端并联有热力膨胀阀与第二电磁阀,另一端并联有气液分离器与第四电磁阀。

优选的,所述第四电磁阀的一端并联有气液分离器与第三电磁阀,另一端并联有室外换热器与第一电磁阀。

优选的,所述室外换热器一端面处设置有冷却风扇,且所述室内换热器的一端设置有PTC风暖加热器,所述PTC风暖加热器与室内换热器均设置于汽车空调箱内。

优选的,所述室内换热器在空调模式和热泵模式下分别起到蒸发器与冷凝器的作用,所述室外换热器在空调模式和热泵模式下分别起到冷凝器与蒸发器的作用。

本发明与现有技术相比,其有益效果是:通过在不改变压缩机和其他部件正常工作的情况下,冷媒在系统制冷运行时通过常开电磁阀流经单向阀和热力膨胀阀,在制热运行时通过通电的常闭电磁阀流经并联支路上的电子膨胀阀,解决了两换热器热泵空调系统中制冷剂流向和换热器数量不足的问题,提高了室内外换热器的利用效率,结构简单,高效节能。电子膨胀阀和热力膨胀阀即使在低温环境中也能提供较好的流量调节。同时,整套系统成本低廉,可靠性高,具有很好的推广性。

附图说明

图1为根据本发明的小型电动汽车用两换热器热泵空调系统的的结构示意图

图2为根据本发明的小型电动汽车用两换热器热泵空调系统的制冷工况的结构示意图;

图3为根据本发明的小型电动汽车用两换热器热泵空调系统的制热工况的结构示意图。

图中:1、压缩机,21、第一电磁阀,22、第二电磁阀,23、第三电磁阀,24、第四电磁阀,3、热力膨胀阀,4、室内换热器,5、单向阀,6、电子膨胀阀,7、室外换热器,8、气液分离器,9、PTC风暖加热器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

参照图1、图2及图3,一种小型电动汽车用两换热器热泵空调系统,包括:室内换热器4、与所述室内换热器4进出口端连接的热力膨胀阀3、与所述热力膨胀阀3串联的单向阀5、与所述单向阀5并联的电子膨胀阀6及与所述电子膨胀阀6及单向阀5一并联端串联的室外换热器7,所述热力膨胀阀3用于降低冷媒压力,所述单向阀5用于防止系统中制冷剂反向流动,当热泵系统处于制热工况时,冷媒无法通过所述单向阀5所在的管路支路,起到了截止功能。所述室内换热器4的出口端安装有感温包,该所述感温包用于制冷循环时感受蒸发器出口制冷剂的过热度变化;所述室外换热器7的一端串联有电磁阀组,所述电磁阀组一端上并联有压缩机1及与所述压缩机1串联的气液分离器8,该气液分离器8用于存储冷媒,且所述电磁阀组另一端上并联有热力膨胀阀3;该空调系统通过所述电磁阀组、热力膨胀阀3、电子膨胀阀6及单向阀5的切断来切换空调模式或热泵模式,通过该电磁阀组切换系统模式,其设计简单且可靠性高,所述单向阀5和热力膨胀阀3的组合在保留了截止功能的同时降低了系统成本,所述电子膨胀阀6与单向阀5及热力膨胀阀3并联,当热泵系统处于制热工况时,用于对冷媒进行节流降压;室外换热器7和室内换热器4之间有两条支路并联,一条支路为单向阀5和热力膨胀阀3串联,作用于制冷循环,另一条支路为电子膨胀阀6,作用于制热循环。

进一步的,所述电磁阀组包括第一电磁阀21、与所述第一电磁阀21并联的第二电磁阀22、与所述第二电磁阀22并联的第三电磁阀23及与所述第三电磁阀23及第一电磁阀21并联的第四电磁阀24,所述第一电磁阀21与第三电磁阀23为常开式电磁阀,所述第二电磁阀22与第四电磁阀24为常闭式电磁阀,所述第一电磁阀21的一端并联有室外换热器7与第四电磁阀24,另一端并联有压缩机1与第二电磁阀22,所述第二电磁阀22的一端并联有压缩机1与第一电磁阀21,另一端并联有热力膨胀阀3与第三电磁阀23,所述第三电磁阀23的一端并联有热力膨胀阀3与第二电磁阀22,另一端并联有气液分离器8与第四电磁阀24,所述第四电磁阀24的一端并联有气液分离器8与第三电磁阀23,另一端并联有室外换热器7与第一电磁阀21,在系统处于空调模式时,所述第一电磁阀21、第四电磁阀24、第二电磁阀22和第三电磁阀23不通电,所述压缩机1输出的高温高压气态制冷剂经第一电磁阀21流动至所述室外换热器7,其输出的冷媒液体经过单向阀5和热力膨胀阀3节流后流入所述室外换热器7,最后气态制冷剂通过第三电磁阀23循环流动至所述压缩机1内;在系统处于热泵模式时,所述第二电磁阀22和第四电磁阀24通电打开,第一电磁阀21和第三电磁阀23通电关闭,所述压缩机1输出的高温高压气态制冷剂经第二电磁阀22流动至所述室内换热器4,其输出的冷媒液体经过电子膨胀阀6节流后流入所述室外换热器7,最后气态制冷剂通过第四电磁阀24循环流动至所述压缩机1内。

进一步的,当四个电磁阀不通电,电磁阀中磁铁线圈处于断电状态时,第一常开电磁阀21和第三常开电磁阀23打开,第二常闭电磁阀22和第四常闭电磁阀24关闭,即第一电磁阀21两端与压缩机1和室外换热器7相连,第三电磁阀23两端与热力膨胀阀3和气液分离器8相连,则制冷剂先后流经室外换热器7和室内换热器4,系统形成制冷循环;当四个电磁阀通电,电磁阀中磁铁线圈处于通电状态时,第一常开电磁阀21和第三常开电磁阀23关闭,第二常闭电磁阀22和第四常闭电磁阀24打开,即第二电磁阀22两端与压缩机1和热力膨胀阀3相连,第四电磁阀24两端与室外换热器7和气液分离器8相连,则制冷剂先后流经室内换热器4和室外换热器7,系统形成制热循环。

进一步的,所述室外换热器7一端面处设置有冷却风扇,该冷却风扇用以强化换热,并在所述室外换热器7处于空调或热泵模式时,将换热后的热空气/冷空气换至周围环境,且所述室内换热器4的一端设置有PTC风暖加热器9,该PTC风暖加热器9用于在乘员舱温度较低时提供额外的热量,防止低温工况下热泵系统出现制热量不足的情况,所述PTC风暖加热器9与室内换热器4均设置于汽车空调箱内。

进一步的,所述室内换热器4在空调模式和热泵模式下分别起到蒸发器与冷凝器的作用,所述室外换热器7在空调模式和热泵模式下分别起到冷凝器与蒸发器的作用。

实施例1

参照图2,为小型电动汽车用两换热器热泵空调系统的制冷工况,在制冷工况下,四个电磁阀不通电,开启室外换热器风扇,压缩机1出口排出高温高压的呈气态的制冷剂工质,制冷剂在经过第一电磁阀21后进入室外换热器7。此时的室外换热器7在制冷工况下用作冷凝器,通过热交换将制冷剂的热量传递至周围环境,获得液态的低温高压制冷剂。随后,制冷剂由支路流经单向阀5后流入热力膨胀阀3,经过其节流后膨胀成为低温低压的气态制冷剂。从热力膨胀阀3排出的气态制冷剂进入室内换热器4。室内换热器4在制冷工况下用作蒸发器,制冷剂在蒸发器中吸收热量变为气态,在经过第三电磁阀23后进入气液分离器8,经过气液分离器8的分离,最后进入压缩机1中进行再循环。在此制冷循环过程中,单向阀5和热力膨胀阀3的组合既有节流降压效果,又能防止制冷剂回流。

实施例2

参照图3,通过给四个电磁阀通电可以使系统从图2所示的制冷工况转变成图3所示的制热工况,在制热工况下,四个电磁阀通电,开启室外换热器风扇,压缩机1出口排出高温高压的气态制冷剂工质,制冷剂在经过第二电磁阀22后进入室内换热器4。此时的室内换热器4在制热工况下用作冷凝器,通过热交换将制冷剂的热量传递至周围环境,从而加热空调箱内空气,提高其温度。随后,制冷剂由支路流入电子膨胀阀6,经过其节流后膨胀成为低温低压的气态制冷剂。从电子膨胀阀6排出的气态制冷剂进入室外换热器7。室外换热器7在制热工况下用作蒸发器,制冷剂在蒸发器中吸收热量变为气态,在经过第四电磁阀24后进入气液分离器8,经过气液分离器8的分离,最后进入压缩机1中进行再循环。在此制热循环过程中,电子膨胀阀6通过内部的预设程序来进行供液量的调节。另外,PTC风暖加热器9置于空调箱内,用于加热鼓风机吸入的空气,可以有效防止因温度过低而造成的热泵系统制热量不足。

通过实施例1和2的描述可知,该热泵系统借助于四个电磁阀、单向阀5、热力膨胀阀3和电子膨胀阀6既可以实现制冷循环又可以实现制热循环。制冷剂在制冷工况和制热工况下沿相反的方向流过室内换热器4和室外换热器7。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的,对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

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