CN102897000B - 一种汽车空调系统以及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车空调系统，包括冷凝器、蒸发器、压缩机、膨胀阀，其中，冷凝器和膨胀阀通过冷凝器-膨胀阀管路连通，压缩机和蒸发器通过蒸发器-压缩机管路连通，冷凝器-膨胀阀管路与蒸发器-压缩机管路套装在一起。该汽车空调系统大大提高了汽车空调管路的换热能力，并进而提高了汽车空调的能量转换效率。

Description

一种汽车空调系统以及汽车

技术领域

本发明属于汽车领域，具体涉及一种汽车空调系统以及汽车。

背景技术

现阶段汽车空调采用的是蒸汽压缩式系统，主要包括：冷凝器、蒸发器、压缩机、膨胀阀。其中，冷凝器和膨胀阀通过冷凝器-膨胀阀管路连通，冷凝器和压缩机通过冷凝器-压缩机管路连通，膨胀阀和蒸发器通过膨胀阀-蒸发器管路连通，压缩机和蒸发器通过蒸发器-压缩机管路连通。当汽车空调系统工作时，通过压缩机的吸气与压缩作用在整个系统内使得制冷剂处于不同温度以及压力，从而使制冷剂在整个系统中循环流动。

目前对于汽车中所使用的蒸汽压缩式系统而言，由于汽车空调系统的各个组件的管路中流动着不同温度和压力的制冷剂，其中，冷凝器-膨胀阀管路中流动着中温高压液态制冷剂，蒸发器-压缩机管路中流动着低温低压气态制冷剂。当中温高压液态制冷剂在冷凝器-膨胀阀管路中流动时，会通过管路向周围环境释放热能；当低温低压气态制冷剂在蒸发器-压缩机管路中流动时，会通过所述管路吸收周围环境中的热能。这样就使得汽车空调在能量转换方面会有极大损失，大大降低了能量转换效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种汽车空调系统以及汽车，该汽车空调系统大大提高了汽车空调管路的换热能力，并进而提高了汽车空调的能量转换效率。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是该汽车空调系统包括冷凝器、蒸发器、压缩机、膨胀阀，其中，所述冷凝器和所述膨胀阀通过冷凝器-膨胀阀管路连通，所述压缩机和所述蒸发器通过蒸发器-压缩机管路连通，所述冷凝器-膨胀阀管路与所述蒸发器-压缩机管路套装在一起。

优选的是，所述冷凝器-膨胀阀管路套装在所述蒸发器-压缩机管路外，或者所述蒸发器-压缩机管路套装在所述冷凝器-膨胀阀管路外，所述蒸发器-压缩机管路与所述冷凝器-膨胀阀管路互相套装的部分构成回冷机构。

优选的是，所述冷凝器-膨胀阀管路中的部分管路套装在所述蒸发器-压缩机管路中的部分管路外，或者，所述蒸发器-压缩机管路中的部分管路套装在所述冷凝器-膨胀阀管路中的部分管路外，所述回冷机构设置在靠近所述膨胀阀而远离所述冷凝器的位置。其中，所述冷凝器-膨胀阀管路的部分管路的长度不受限制，根据所述套装要求确定。其中，所述蒸发器-压缩机管路的部分管路的长度不受限制，根据所述套装要求确定。

优选的是，所述冷凝器-膨胀阀管路套装在所述蒸发器-压缩机管路外，所述回冷机构中，所述冷凝器-膨胀阀管路为直管，所述蒸发器-压缩机管路为弯管。

优选的是，所述回冷机构中，所述蒸发器-压缩机管路的形状为螺线形或波浪形。

优选的是，所述蒸发器-压缩机管路套装在所述冷凝器-膨胀阀管路外，所述回冷机构中，所述蒸发器-压缩机管路为直管，所述冷凝器-膨胀阀管路为弯管。

优选的是，所述回冷机构中，所述冷凝器-膨胀阀管路的形状为螺线形或波浪形。

优选的是，所述冷凝器-膨胀阀管路为直管或弯管，所述蒸发器-压缩机管路为直管或弯管。

优选的是，所述弯管为螺线形或波浪形。

本发明还提供一种汽车，所述汽车包括上述的汽车空调系统。

本发明中的汽车空调系统大大提高了汽车空调管路的换热能力，从与蒸发器-压缩机管路套装在一起的冷凝器-膨胀阀管路中出来的中温高压液态制冷剂进入膨胀阀时的过冷度大大增加，从而提高了蒸发器的换热能力和效率；同时从与冷凝器-膨胀阀管路套装的蒸发器-压缩机管路中出来的低温低压气态制冷剂的温度升高，从而减少了蒸发器-压缩机管路从周围环境吸收热量，减少了该低温低压气态制冷剂进入压缩机后压缩机的工作负荷。两方面综合提高了该空调系统的能效比，达到节能目的。

附图说明

图1是本发明的实施例1的汽车空调系统原理图；

图2是本发明的实施例2的汽车空调系统的互相套装的管路中的内部结构及制冷剂流向图；

图3是本发明的实施例3的汽车空调系统的互相套装的管路中的内部结构及制冷剂流向图；

图4是本发明的实施例4的汽车空调系统的互相套装的管路中的内部结构及制冷剂流向图；

其中，附图标记为：1-压缩机；2-冷凝器；3-冷凝器-压缩机管路；4-冷凝器-膨胀阀管路；5-蒸发器-压缩机管路；6-回冷机构；7-膨胀阀；8-蒸发器；9-第一入口端；10-第一出口端；11-第二入口端；12-第二出口端；13-第三入口端；14-第三出口端；15-第四入口端；16-第四出口端；17-第五入口端；18-第五出口端；19-第六入口端；20-第六出口端。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种汽车空调系统，其包括冷凝器2、蒸发器8、压缩机1和膨胀阀7。其中，冷凝器2和膨胀阀7通过冷凝器-膨胀阀管路4连通，冷凝器2和压缩机1通过冷凝器-压缩机管路3连通，膨胀阀7和蒸发器8通过膨胀阀-蒸发器管路连通，压缩机1和蒸发器8通过蒸发器-压缩机管路5连通，冷凝器-膨胀阀管路4与蒸发器-压缩机管路5套装在一起。所述蒸发器-压缩机管路5与所述冷凝器-膨胀阀管路4互相套装的部分构成回冷机构6。

在汽车空调系统中制冷剂首先进入压缩机1，压缩机1通过吸气，使进入压缩机1的低温低压气态制冷剂通过压缩变成高温高压气态制冷剂；所述高温高压气态制冷剂再进入冷凝器2，冷凝器2用于使进入冷凝器的高温高压气态制冷剂冷却凝结成中温高压液态制冷剂；所述中温高压液态制冷剂再进入膨胀阀7，膨胀阀7的作用是使所述中温高压液态制冷剂进行节流减压；减压后的制冷剂再进入蒸发器8，蒸发器8的作用是使减压后的制冷剂蒸发吸热变成低温低压气态制冷剂，从而达到制冷的目的。本实施例中设置了回冷机构6，回冷机构6可设置在冷凝器-膨胀阀管路4和蒸发器-压缩机管路5靠近膨胀阀7的位置。当从冷凝器2出来的中温高压液态制冷剂在回冷机构6内与从蒸发器8出来的低温低压气态制冷剂经过热交换后，则使得从回冷机构6出来的中温高压液态制冷剂进入膨胀阀7时的过冷度大大增加，从而提高了蒸发器8的换热能力和效率；同时从回冷机构6出来的低温低压气态制冷剂的温度升高，从而减少了蒸发器-压缩机管路5从周围环境吸收热量，从而减少了该低温低压气态制冷剂进入压缩机1后，压缩机1的工作负荷。两方面综合提高了空调系统的能效比，达到节能目的。

实施例2

将所述蒸发器-压缩机管路5与所述冷凝器-膨胀阀管路4互相套装的部分构成回冷机构6。

如图1所示，本实施例提供一种汽车空调系统，包括冷凝器2、蒸发器8、压缩机1和膨胀阀7。其中，冷凝器2和膨胀阀7通过冷凝器-膨胀阀管路4连通，冷凝器2和压缩机1通过冷凝器-压缩机管路3连通，膨胀阀7和蒸发器8通过膨胀阀-蒸发器管路连通，压缩机1和蒸发器8通过蒸发器-压缩机管路5连通，冷凝器-膨胀阀管路4与蒸发器-压缩机管路5套装在一起。所述蒸发器-压缩机管路5与所述冷凝器-膨胀阀管路4互相套装的部分构成回冷机构6。

本实施例中，所述蒸发器-压缩机管路5套装在所述冷凝器-膨胀阀管路4外。

优选的是，所述蒸发器-压缩机管路5中的部分管路套装在所述冷凝器-膨胀阀管路4中的部分管路外。其中，所述冷凝器-膨胀阀管路4进行套装的部分管路的长度不受限制，可以根据具体产品中回冷机构的套装要求确定；所述蒸发器-压缩机管路5进行套装的部分管路的长度不受限制，可以根据回冷机构6的套装要求确定。

当然，也可以选择所述蒸发器-压缩机管路5中的部分管路套装在所述冷凝器-膨胀阀管路4的全部管路外，或者所述蒸发器-压缩机管路5中的全部管路套装在所述冷凝器-膨胀阀管路4中的部分管路外。

优选的是，所述回冷机构6设置在靠近所述膨胀阀7而远离所述冷凝器2的位置。更优选的是，所述回冷机构设置在靠近所述蒸发器8的位置处。

优选的是，所述回冷机构6中，所述蒸发器-压缩机管路5为直管，所述冷凝器-膨胀阀管路4为弯管。具体地，如图2所述，所述冷凝器-膨胀阀管路4的形状为螺线形或波浪形。

当然，所述蒸发器-压缩机管路5也可为弯管，该弯管的形状可以为螺旋形或波浪形。

优选的是，所述冷凝器-膨胀阀管路4的纵截面呈螺旋状，且该管路为螺旋管。所述蒸发器-压缩机管路5纵截面呈矩形，且该管路为圆柱壳体。当然，所述冷凝器-膨胀阀管路4纵截面也可呈波浪形状、圆形、三角形、矩形中的任意一种。

本实施例中，冷凝器-膨胀阀管路4内的中温高压液态制冷剂从回冷机构6的第一入口端9进入，从第一出口端10出来；蒸发器-压缩机管路5内的低温低压气态制冷剂从回冷机构6的第二入口端11进入，从第二出口端12出来。冷凝器-膨胀阀管路4内的中温高压液态制冷剂在回冷机构6中的螺旋管内流动，蒸发器-压缩机管路5内的低温低压气态制冷剂在外圆柱壳体内的螺旋管外部流动，这样，冷凝器-膨胀阀管路4内的中温高压液态制冷剂和蒸发器-压缩机管路5内的低温低压气态制冷剂在回冷机构6内发生热量交换。在螺旋管内流动的为中温高压液态制冷制，在螺旋管与外圆柱壳体之间流动的为低温低压气态制冷剂，所述冷凝器-膨胀阀管路4为螺旋管路，从而大大增加了中温高压液态制冷剂与螺旋管路外的低温低压气态制冷剂之间的热交换面积，不仅减少了管路与环境间的热量交换损失，而且提高了管路之间的热量交换能力，提高了热量交换的效率。其中，由于所述回冷机构6设置在靠近所述膨胀阀7而远离所述冷凝器2位置处，可以使得通过回冷机构6流出的中温高压液态制冷制迅速流入到膨胀阀7中，从而减少其与外界环境的热量交换，由于回冷机构6远离冷凝器2，所以从冷凝器2出来的中温高压液态制冷剂可以有效降温。由于所述回冷机构6设置在靠近所述蒸发器8位置处，可以使得从蒸发器8中流出的低温低压气态制冷制迅速流入到回冷机构6中，减少其与外界环境的热量交换。

本实施例中，对于回冷机构6内螺旋管的螺距、外圆柱壳体的长度和直径参数，可以依据汽车空调系统匹配结果和布置结果来确定。

实施例3

本实施例与实施例2的区别在于：所述回冷机构6的结构不同。

如图3所示，本实施例中，所述冷凝器-膨胀阀管路4中的部分管路套装在所述蒸发器-压缩机管路5中的部分管路外。所述蒸发器-压缩机管路5与所述冷凝器-膨胀阀管路4互相套装的部分构成回冷机构6。

其中，所述蒸发器-压缩机管路5进行套装的部分管路的长度不受限制，可以根据回冷机构6的套装要求确定；其中，所述冷凝器-膨胀阀管路4进行套装的部分管路的长度不受限制，可以根据回冷机构的套装要求确定。

当然，也可以选择将所述冷凝器-膨胀阀管路4中的部分管路套装在所述蒸发器-压缩机管路5中的全部管路外，或者所述冷凝器-膨胀阀管路4中的全部管路套装在所述蒸发器-压缩机管路5中的部分管路外。

优选的是，所述回冷机构6设置在靠近所述膨胀阀7而远离所述冷凝器2的位置。更优选的是，所述回冷机构6设置在靠近所述蒸发器8的位置处。

优选的是，所述回冷机构6中，所述冷凝器-膨胀阀管路4为直管，所述蒸发器-压缩机管路5为弯管。具体地，如图3所述，所述蒸发器-压缩机管路5的形状为螺线形或波浪形。当然，所述冷凝器-膨胀阀管路4也可为弯管，该弯管的形状可以为螺旋形或波浪形。

优选的是，所述蒸发器-压缩机管路5纵截面呈螺旋状，且该管路为螺旋管。所述冷凝器-膨胀阀管路4纵截面呈矩形，且该管路为圆柱壳体。当然，所述蒸发器-压缩机管路5纵截面也可呈波浪形状、圆形、三角形中的任意一种。

本实施例中汽车空调系统的其他结构均与实施例2相同，这里不再赘述。

本实施例中，冷凝器-膨胀阀管路4内的中温高压液态制冷剂从回冷机构6的第三入口端13进入，从第三出口端14出来；蒸发器-压缩机管路5内的低温低压气态制冷剂从回冷机构6的第四入口端15进入，从第四出口端16出来。蒸发器-压缩机管路5内的低温低压气态制冷剂在回冷机构6内部的螺旋管内流动，冷凝器-膨胀阀管路4内的中温高压液态制冷剂在外圆柱壳体内的螺旋管外流动，这样冷凝器-膨胀阀管路4内的中温高压液态制冷剂和蒸发器-压缩机管路5内的低温低压气态制冷剂在回冷机构6内发生热量交换。在螺旋管内流动的为低温低压气态制冷剂，在螺旋管与外圆柱体之间流动的为中温高压液态制冷剂，所述蒸发器-压缩机管路5为螺旋管路，从而大大增加了低温低压气态制冷剂与螺旋管路外的中温高压液态制冷剂之间的热交换面积，不仅减少了管路与环境间的热量交换损失，而且提高了管路之间的热量交换能力，提高了热量交换的效率。

本实施例中，对于回冷机构6内螺旋管的螺距、外圆柱壳体的长度和直径参数，可以依据汽车空调系统匹配结果和布置结果确定。

实施例4

本实施例与实施例3的区别在于：所述回冷机构6的结构不同。

所述冷凝器-膨胀阀管路4中的部分管路套装在所述蒸发器-压缩机管路5的部分管路外。所述蒸发器-压缩机管路5与所述冷凝器-膨胀阀管路4互相套装的部分构成回冷机构6。

如图4所示，本实施例中，所述冷凝器-膨胀阀管路4为直管，所述蒸发器-压缩机管路5也为直管。即，所述蒸发器-压缩机管路5纵截面呈矩形；所述冷凝器-膨胀阀管路4纵截面呈矩形，且该管路为圆柱壳体。

本实施例中汽车空调系统的其他结构均与实施例3相同，这里不再赘述。

本实施例中，冷凝器-膨胀阀管路4内的中温高压液态制冷剂从回冷机构6的第五入口端17进入，从第五出口端18出来；蒸发器-压缩机管路5内的低温低压气态制冷剂从回冷机构6的第六入口端19进入，从第六出口端20出来。蒸发器-压缩机管路5内的低温低压气态制冷剂在回冷机构6内部管内流动，冷凝器-膨胀阀管路4内的中温高压液态制冷剂在内部管和外部圆柱壳体之间流动，这样冷凝器-膨胀阀管路4内的中温高压液态制冷剂和蒸发器-压缩机管路5内的低温低压气态制冷剂在回冷机构6内发生热量交换。在回冷机构6内部管内流动的为低温低压气态制冷剂，在内部管外和外圆柱壳体之间流动的为中温高压液态制冷剂。通过回冷机构。不仅减少了管路与环境间的热量交换损失，而且提高了管路之间的热量交换能力，提高了热量交换的效率。

本实施例中，对于回冷机构6内部管的长度和直径参数、外圆柱壳体的长度和直径参数，依据汽车空调系统匹配结果和布置结果确定。

实施例5

本实施例提供一种汽车，包括上述实施例1~4之一所述的汽车空调系统。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种汽车空调系统，包括冷凝器、蒸发器、压缩机、膨胀阀，其中，所述冷凝器和所述膨胀阀通过冷凝器-膨胀阀管路连通，所述压缩机和所述蒸发器通过蒸发器-压缩机管路连通，其特征在于，所述冷凝器和所述压缩机通过冷凝器-压缩机管路连通，所述膨胀阀和所述蒸发器通过膨胀阀-蒸发器管路连通；

所述冷凝器-膨胀阀管路与所述蒸发器-压缩机管路套装在一起；所述蒸发器-压缩机管路与所述冷凝器-膨胀阀管路互相套装的部分构成回冷机构；

所述压缩机吸入气体并压缩成高温高压气态制冷剂，然后通过所述冷凝器-压缩机管路将所述高温高压气态制冷剂传输至所述冷凝器；所述冷凝器用于将所述高温高压气态制冷剂冷却凝结成中温高压液态制冷剂，然后通过所述冷凝器-膨胀阀管路将所述中温高压液态制冷剂传输至所述膨胀阀；所述膨胀阀用于对所述中温高压液态制冷剂进行节流减压，以形成减压后的制冷剂，然后通过所述膨胀阀-蒸发器管路将所述减压后的制冷剂传输至所述蒸发器；所述蒸发器用于对所述减压后的制冷剂进行蒸发吸热，以形成低温低压气态制冷剂，然后通过所述蒸发器-压缩机管路将所述低温低压气态制冷剂传输至所述压缩机。

2.根据权利要求1所述的汽车空调系统，其特征在于，所述冷凝器-膨胀阀管路套装在所述蒸发器-压缩机管路外，或者所述蒸发器-压缩机管路套装在所述冷凝器-膨胀阀管路外。

3.根据权利要求2所述的汽车空调系统，其特征在于，

所述冷凝器-膨胀阀管路中的部分管路套装在所述蒸发器-压缩机管路中的部分管路外，所述回冷机构设置在靠近所述膨胀阀而远离所述冷凝器的位置；

或者，所述蒸发器-压缩机管路中的部分管路套装在所述冷凝器-膨胀阀管路中的部分管路外，所述回冷机构设置在靠近所述膨胀阀而远离所述冷凝器的位置。

4.根据权利要求2或3所述的汽车空调系统，其特征在于，所述冷凝器-膨胀阀管路套装在所述蒸发器-压缩机管路外，所述回冷机构中，所述冷凝器-膨胀阀管路为直管，所述蒸发器-压缩机管路为弯管。

5.根据权利要求4所述的汽车空调系统，其特征在于，所述回冷机构中，所述蒸发器-压缩机管路的形状为螺线形或波浪形。

6.根据权利要求2或3所述的汽车空调系统，其特征在于，所述蒸发器-压缩机管路套装在所述冷凝器-膨胀阀管路外，所述回冷机构中，所述蒸发器-压缩机管路为直管，所述冷凝器-膨胀阀管路为弯管。

7.根据权利要求6所述的汽车空调系统，其特征在于，所述回冷机构中，所述冷凝器-膨胀阀管路的形状为螺线形或波浪形。

8.根据权利要求1～3之一所述的汽车空调系统，其特征在于，所述冷凝器-膨胀阀管路为直管或弯管，所述蒸发器-压缩机管路为直管或弯管。

9.根据权利要求8所述的汽车空调系统，其特征在于，所述弯管为螺线形或波浪形。

10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1～9任意一项所述的汽车空调系统。