CN101324382A - 一种汽车热泵空调系统 - Google Patents

Abstract

一种汽车空调热泵系统，在系统中室内与室外侧热交换器之间的截流调压装置上增加了四个单向阀，所述节流调压装置包括贮液器、干燥器、视液镜和膨胀阀，所述单向阀两个为一组顺序串联，且其串联方向相同，室内与室外侧热交换器分别连接于不同组的单向阀之间；所述单向阀出气端分别与所述截流调压装置的贮液器连接，所述单向阀进气端分别与所述截流调压装置的膨胀阀连接。通过单向阀的单向流通性，改变制冷剂在系统内的流向，从而达到双向膨胀阀功能的目的，使得膨胀阀工作时更可靠更安全，并且运行在制冷与制热时，均能满足使用需求。

Description

一种汽车热泵空调系统

技术领域

本发明涉及汽车空调领域，尤其是一种热泵型汽车空调系统。

背景技术

膨胀阀也称节流阀，是组成汽车空调制冷系统的主要部件，安装在蒸发器入口处，是汽车空调制冷系统的高压与低压的分界点。其功用是：把来自贮液干燥器的高压液态制冷剂节流减压，调节和控制进入蒸发器中的液态制冷剂流量，使之适应制冷负荷的变化，同时可防止蒸发器出口蒸气异常过热和压缩机发生液击现象，即未蒸发的液态制冷剂进入压缩机后被压缩，极易引起压缩机阀片的损坏。

现在市场上使用双向膨胀阀是构建热泵空调系统的节流元件，它可以实现制冷和制热两种状态的运行，但是却不能同时满足制冷和制热两种状态的高效匹配。制冷与制热工作时的差异是制冷剂流过双向膨胀阀的方向相反。由于双向膨胀阀进出管大小不一样，一边是小管，另一边是大管。另外制冷和制热时制冷剂的实际循环量不一样。系统实现制冷运行时，制冷剂从双向膨胀阀小管流进，大管流出，流量可正常满足系统的要求；但是制热反向运行时则不然，节流后管径变小，阻力增加会减少制冷剂的循环流量；由于制冷剂的蒸发压力低，汽化后的密度低，因而质量流量较正向(制冷)流动时低得多，导致制制热量太小，不能满足使用要求，这是由于汽车空调室外换热器和室内换热器散热面积比例难以同时满足双向高效匹配的原因造成的。

由于无论制冷和制热运行状态制冷剂都要经过膨胀阀，在经过膨胀阀前制冷剂必须要通过干燥器和视液镜，因此在系统中需要设置两个干燥器和两个视液镜，使得系统结构变得复杂，产品成本增多。

发明内容

本发明所要解决的现有技术问题是提供一种汽车热泵空调系统，克服了在反向制热运行时，制冷剂节流后管径变小，阻力增加，制冷剂流量减少，造成的制热量太小，不能满足使用要求的现象。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种汽车热泵空调系统，包括压缩机，压缩机上连接有四通阀，所述压缩机与四通阀连接的回流管之间设有汽液分离器，所述四通阀上连接有室外侧热交换器和室内侧热交换器，所述室外侧热交换器另一端连接有一旁通阀，所述旁通阀的另一端连接在压缩机与四通阀连接的出流管之间，所述室内侧热交换器和室外热交换器分别连接有贮液器、干燥器、视液镜和膨胀阀，所述膨胀阀与压缩机连接；其特征在于：室内侧热交换器连接贮液器一端连接有第一单向阀和第二单向阀，所述第一单向阀和第二单向阀顺序串联，所述室内侧热交换器连接于所述第一单向阀和第二单向阀之间；所述室外侧热交换器连接干燥器一端连接有第三单向阀和第四单向阀所述第三单向阀和第四单向阀顺序串联，且其串联方向与所述第一单向阀和第二单向阀串联方向相同，所述室外侧热交换器连接于所述第三单向阀和第四单向阀之间；所述串联后的第一单向阀和第二单向阀与所述串联后的第三单向阀和第四单向阀之间共同并联了一套节流调压装置，所述节流调压装置包括贮液器、干燥器、视液镜和膨胀阀，所述贮液器、干燥器、视液镜和膨胀阀顺序连接，所述第一单向阀和第三单向阀出气端分别与所述贮液器连接，所述第二单向阀和第四单向阀进气端分别与所述膨胀阀连接；制冷时，所述室外侧热交换器流出的制冷剂顺序经过所述第一单向阀、节流调压装置和第四单向阀并流向室内侧热交换器；制热时，所述室内侧热交换器流出的制冷剂顺序经过所述第三单向阀、节流调压装置和第二单向阀并流向室外侧热交换器。

作为改进，所述节流调压装置中的干燥器与视液镜之间设置有一截止阀。

本发明所带来的有益效果是：

1.由于室外侧热交换器与室内侧热交换器连接了单向阀装置，使得制冷和制热时制冷剂流过膨胀阀的方向变得一样，都是从小管进，大管出来，克服了在制热时，制冷剂节流后管径变小，阻力增加。通过单向阀使得制冷与制热的制冷剂都是小管进去，大管出来，制冷与制热均满足使用需求。

2.该机构中膨胀阀与汽车空调同档产品一致，公共部分为贮液器、干燥瓶、视液镜、膨胀阀，比传统的系统节省一个干燥瓶和一个视液镜，通用性强，零部件易获得。

3.由于系统中少了一个干燥器和一个视液镜，使得系统结构变得简单。

4.由于系统中少了一个干燥器和一个视液镜，节省了产品成本，提高了经济效益。

5.本发明主要是通过单向阀和单向膨胀阀及其组合，改变制冷剂在系统内的流向，从而达到双向膨胀阀的功能的目的。使得膨胀阀工作时更可靠更安全。

附图说明

图1为汽车热泵空调系统管路布置流程图；

图2为汽车热泵空调系统工作原理图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步说明

如图1和图2所示，一种汽车热泵空调系统，包括压缩机5，压缩机5上连接有四通阀6，所述压缩机5与四通阀6连接的回流管之间设有汽液分离器7，所述四通阀6上连接有室外侧热交换器15和室内侧热交换器14，所述室外侧热交换器15另一端连接有一旁通阀9，所述旁通阀9的另一端连接在压缩机5与四通阀6连接的出流管之间，所述室内侧热交换器14和室外侧热交换器15分别连接有贮液器8、干燥器10、视液镜12和膨胀阀13，所述膨胀阀13与压缩机5连接；其特征在于：所述室内侧热交换器14连接贮液器8一端连接有第一单向阀1和第二单向阀2，所述第一单向阀1和第二单向阀2顺序串联，所述室内侧热交换器14连接于所述第一单向阀1和第二单向阀2之间；所述室外侧热交换器15连接干燥器10一端连接有第三单向阀3和第四单向阀4所述第三单向阀3和第四单向阀4顺序串联，且其串联方向与所述第一单向阀1和第二单向阀2串联方向相同，所述室外侧热交换器15连接于所述第三单向阀3和第四单向阀4之间；所述串联后的第一单向阀1和第二单向阀2与所述串联后的第三单向阀3和第四单向阀4之间共同并联了一套节流调压装置，所述节流调压装置包括贮液器8、干燥器10、视液镜12和膨胀阀13，所述贮液器8、干燥器10、视液镜12和膨胀阀13顺序连接，所述第一单向阀1和第三单向阀3出气端分别与所述贮液器8连接，所述第二单向阀2和第四单向阀4进气端分别与所述膨胀阀13连接。

制冷时，四通阀6换向使实线接通，这时室内侧热交换器14充当蒸发器，而室外侧热交换器15充当冷凝器。从室内侧热交换器14来的低温低压过热气经四通阀6进入汽液分离器7，分离出液体后，干过热气通过回流管被压缩机5吸入压缩成为高温高压的气体排出，气体通过出流管流经四通阀6，然后进入到室外侧热交换器15放热冷凝，成为过冷液。过冷液通过第一单向阀1进入到节流调压装置，首先是进入到贮液器8，储存多余的制冷剂，经过贮液器8后进入到干燥器10，对制冷剂进行过滤除湿后流经截止阀11，截止阀11能够更有效的实现对制冷剂流量的控制，制冷剂最后通过视液镜12进入到膨胀阀13，过冷液经过膨胀阀13使制冷剂流过空间体积增大，其压力和温度急剧下降，变成低温低压的湿蒸汽，低温低压的潮湿蒸汽通过第四单向阀4进入室内侧热交换器14中，并且迅速吸热蒸发。在膨胀过程同时进行流量控制，以便供给室内侧热交换器14所需的制冷剂，从而达到室内空气被降低的目的。然后过热气再一次经过四通阀6和汽液分离器7进入下一循环。

制热时，四通阀6换向使虚线接通，这时室内侧热交换器14充当冷凝器，而室外侧热交换器15充当蒸发器。从室外侧热交换器15来的低温低压过热气经四通阀6进入汽液分离器7，分离出液体后，干过热气通过回流管被压缩机5吸入压缩成为高温高压的气体排出，气体通过出流管流经四通阀6，然后进入到室内侧热交换器14放热冷凝，成为过冷液。过冷液通过第三单向阀3进入到节流调压装置，首先是进入到贮液器8，储存多余的制冷剂，经过贮液器8后进入到干燥器10，对制冷剂进行过滤除湿后流经截止阀11，截止阀11能够更有效的实现对制冷剂流量的控制，制冷剂最后通过视液镜12进入到膨胀阀13，过冷液经过膨胀阀13使制冷剂流过空间体积增大，其压力和温度急剧下降，变成低温低压的湿蒸汽，低温低压的潮湿蒸汽通过第二单向阀2进入室外侧热交换器15中，并且迅速吸热蒸发。在膨胀过程同时进行流量控制，以便供给室外侧热交换器15所需的制冷剂，从而达到室内空气被加热的目的。然后过热气再一次经过四通阀6和汽液分离器7进入下一循环。

旁通阀9在系统中起切断或开启制冷剂输送管道的作用，它可防止蒸发器压力异常下降，使室内温度控制在规定范围内，并防止蒸发器结霜。当压缩机5转速升高时，其吸气压力降低，蒸发压力也随之降到规定值以下，这时蒸发器易结霜，此时控制旁通阀9开启，一部分高压高温的制冷剂直接被吸入压缩机5，压缩机5吸气压力上升，蒸发压力也随之上升，当上升到一定值时，控制旁通阀9断关闭，如此不断循环，将压缩机5吸气压力稳定在规定范围内，防止蒸发器结霜。

通过单向阀的单向流通性，本发明所述的一种汽车热泵空调系统改变制冷剂在系统内的流向，从而达到双向膨胀阀的功能的目的，使得膨胀阀工作时更可靠更安全。并且运行在制冷与制热时，均能满足使用需求。

Claims (2)

1.一种汽车热泵空调系统，包括压缩机，压缩机上连接有四通阀，所述压缩机与四通阀连接的回流管之间设有汽液分离器，所述四通阀上连接有室外侧热交换器和室内侧热交换器，所述室外侧热交换器另一端连接有一旁通阀，所述旁通阀的另一端连接在压缩机与四通阀连接的出流管之间，所述室内侧热交换器和室外热交换器分别连接有贮液器、干燥器、视液镜和膨胀阀，所述膨胀阀与压缩机连接；其特征在于：所述室内侧热交换器连接贮液器一端连接有第一单向阀和第二单向阀，所述第一单向阀和第二单向阀顺序串联，所述室内侧热交换器连接于所述第一单向阀和第二单向阀之间；所述室外侧热交换器连接干燥器一端连接有第三单向阀和第四单向阀，所述第三单向阀和第四单向阀顺序串联，且其串联方向与所述第一单向阀和第二单向阀串联方向相同，所述室外侧热交换器连接于所述第三单向阀和第四单向阀之间；所述串联后的第一单向阀和第二单向阀与所述串联后的第三单向阀和第四单向阀之间共同并联了一套节流调压装置，所述节流调压装置包括贮液器、干燥器、视液镜和膨胀阀，所述贮液器、干燥器、视液镜和膨胀阀顺序连接，所述第一单向阀和第三单出气端分别与所述贮液器连接，所述第二单向阀和第四单向阀进气端分别与所述膨胀阀连接；制冷时，所述室外侧热交换器流出的制冷剂顺序经过所述第一单向阀、节流调压装置和第四单向阀并流向室内侧热交换器；制热时，所述室内侧热交换器流出的制冷剂顺序经过所述第三单向阀、节流调压装置和第二单向阀并流向室外侧热交换器。

2.根据权利要求1所述的一种替代双向膨胀阀的装置，其特征在于：所述节流调压装置中的干燥器与视液镜之间设置有一截止阀。

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