CN103134246B - 一种汽车空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车空调系统，所述汽车空调系统包括通过管道连通的蒸发器（1）和电子膨胀阀（2），所述电子膨胀阀（2）包括线圈（200）和阀体（201），所述线圈（200）固定安装在所述阀体（201）上，所述电子膨胀阀（2）固定安装在蒸发器（1）上，所述电子膨胀阀（2）的第一接口通过刚性材质的第一管道（400）固定安装在蒸发器（1）的外侧，且所述电子膨胀阀（2）的第一接口与所述蒸发器（1）的第三管道（100）连通。本发明的汽车空调系统结构设计紧凑、能有效冷却电子膨胀阀、系统强度高、制冷剂传输稳定、安全性高。

Description

一种汽车空调系统

技术领域

本发明涉及空调领域，更具体的说，涉及一种汽车空调系统。

背景技术

随着汽车节能要求越来越高，汽车空调系统的节能也显得尤为重要。在汽车空调系统中，现有的节流机构多数为热力膨胀阀和节流短管。传统的节流机构在过热度控制和对整体的系统节能方面不够理想，而电子膨胀阀由于其准确的控制，在过热度控制和节能方面具有较强的优势。

但是，电子膨胀阀在汽车空调中应用存在很多问题，其中主要一点是由于电子膨胀阀属于电器部件，很难达到汽车环境的耐温要求。过高的工作环境温度会使电子膨胀阀的线圈、控制芯片烧掉损坏而无法正常的进行工作，从而影响整个空调系统的运行。如若想提高电子膨胀阀的耐温等级，必须增加电子膨胀阀的体积，但不这样做仅会增加成本，体积增大也会使得电子膨胀阀的使用优势无法体现出来。

目前，因为价格因素和电子膨胀阀的技术瓶颈，所以目前即使在新能源汽车空调上也和传统汽油车一样采用热力膨胀阀。由于受到天气、路况、热负荷及发动机转速等因素的影响，汽车空调通常工作在非标准设计工况下。但热力膨胀阀的过热度设定值均依据标准工况设定。

当系统在非标准工况下运行时，其过热度往往会偏离过热度设定值，因而造成系统效率的下降以及运行的不稳定，在一定条件下还会出现蒸发器结露甚至结霜现象。汽车空调领域应用电子膨胀阀相对于热力膨胀阀具有不可比拟的优越性。

但是在将来的电动汽车空调系统中，由于压缩机是变速调节，更需要电子膨胀阀来配合变容量压缩机的调节。尤其是在电动汽车空调系统中，电动压缩机独立工作，不同于汽油车依靠发动机皮带轮工作。热力膨胀阀的流量调节特性不能和电动压缩机的变频特性很好的结合起来，用电负荷大，电动汽车一次充电行驶里程低。

正是因为如此，电子膨胀阀在汽车空调领域推广应用成为一个亟待解决的技术难点。

发明内容

本发明的目的在于：为解决上述现有技术所述的电子膨胀阀很难达到汽车环境的耐温要求的缺陷提供一种结构设计紧凑、能有效冷却电子膨胀阀、系统强度高、制冷剂传输稳定、安全性高的汽车空调系统。

本发明为解决上述现有技术的缺陷，提供了一种汽车空调系统，所述汽车空调系统包括通过管道连通的蒸发器和电子膨胀阀，所述电子膨胀阀包括线圈和阀体，所述线圈固定安装在所述阀体上，所述电子膨胀阀固定安装在蒸发器上，所述电子膨胀阀的第一接口通过刚性材质的第一管道固定安装在蒸发器的外侧，且所述电子膨胀阀的第一接口与所述蒸发器的第三管道连通。

优选地4述电子膨胀阀的阀体固定安装在所述蒸发器的外侧壁上。

优选地，所述蒸发器为微通道蒸发器，所述电子膨胀阀的第一接口通过第一管道固定安装在蒸发器的第三管道的外侧，且所述电子膨胀阀的第一接口与所述蒸发器的第三管道连通，所述电子膨胀阀的阀体固定安装在所述蒸发器的第三管道的外侧壁上。

优选地，所述第一管道的一端与所述蒸发器的第三管道固定连接且连通，其另一端与底座固定连接，所述底座固定安装在所述蒸发器上，所述电子膨胀阀固定安装在所述底座上，所述第一管道的另一端与电子膨胀阀的第一接口端连通。

优选地，所述电子膨胀阀的阀体的底部通过螺纹连接的方式固定安装在所述底座上。

优选地，所述电子膨胀阀的第二接口连接有第二管道，所述第二管道固定安装在侧板上，所述侧板与所述电子膨胀阀固定连接，所述第二管道穿过所述侧板与连通。

优选地，所述电子膨胀阀的阀体通过螺纹连接的方式固定安装在所述侧板。

优选地，所述底座和侧板为一体结构或者分体结构。

优选地，所述蒸发器为微通道蒸发器，所述电子膨胀阀的第一接口通过第一管道固定安装在蒸发器的第三管道的外侧，且所述电子膨胀阀的第一接口与所述蒸发器的第三管道连通。

通过使用本发明的一种汽车空调系统，可以实现以下有益效果：

1）本发明的汽车空调系统通过刚性材质的第一管道将电子膨胀阀固定安装在蒸发器外侧，从而有效利用蒸发器的制冷量冷却电子膨胀阀，有效地利用了冷源，避免能源浪费，且无需提高电子膨胀阀的耐温等级，节省成本且避免了电子膨胀阀在非标准工况下工作造成阀失效；

2）本发明的汽车空调系统进一步采用微通道蒸发器，并在蒸发器的第三管道外壁上固定安装电子膨胀阀的阀体，使得电子膨胀阀处于一个较低温度的工作环境下，且这种汽车空调系统的结构大为缩减，变得紧凑，更适用于汽车对配件的体积需求；

3）本发明的汽车空调系统进一步通过在蒸发器的外壁上设置固定安装的底座，并将电子膨胀阀固定安装在底座上，进一步的保证了电子膨胀阀的结构稳定性；

4）本发明的汽车空调系统将电子膨胀阀固定安装在蒸发器的旁边，使得蒸发器和电子膨胀阀之间匹配良好，且缩短了蒸发器和电子膨胀阀之间的连接管路，抗振能力加强，同时还使得汽车空调系统的结构紧凑，有效节省了汽车空调的使用空间，且汽车空调的整体结构强度得以加强.

5）本发明的汽车空调系统通过采用底座将电子膨胀阀固定安装在蒸发器的旁边以便电子膨胀阀的线圈在标准工况下工作的结构设计理念，可以拓展到传统的制冷系统中，为实现制冷系统能源的综合利用提供了基础。

附图说明

图1为本发明一种汽车空调系统的第一实施例的原理示意图；

图2为本发明一种汽车空调系统的第二实施例去掉电子膨胀阀的原理示意图；

图3为本发明一种汽车空调系统的第三实施例的原理示意图；

图4为本发明一种汽车空调系统的第四实施例的支架的立体图；

图5为现有技术的汽车空调系统的热学测试分析方式的测试结果的电子膨胀阀温度场分布示意图；

图6为本发明一种汽车空调系统的第一实施例的热学测试分析方式的测试结果的电子膨胀阀温度场分布示意图。

具体实施方式

本发明的汽车空调系统通过刚性材质的第一管道将电子膨胀阀固定安装在蒸发器外侧，从而有效利用蒸发器的制冷量冷却电子膨胀阀，有效地利用了冷源，避免能源浪费，且无需提高电子膨胀阀的耐温等级，节省成本且避免了电子膨胀阀在非标准工况下工作造成阀失效。下面结合说明书附图详细介绍本发明的一种汽车空调系统的具体实施方式：

如图1至图4所示的汽车空调系统，包括通过管道连通的蒸发器1和电子膨胀阀2，电子膨胀阀2包括线圈200和阀体201，线圈200固定安装在阀体201上，电子膨胀阀2固定安装在蒸发器1上，电子膨胀阀2的第一接口通过刚性材质的第一管道400固定安装在蒸发器1的外侧，且电子膨胀阀2的第一接口与蒸发器1的第三管道100连通。

本发明的汽车空调系统通过采用底座将电子膨胀阀固定安装在蒸发器的旁边，使得电子膨胀阀处于一个较低温度的工作环境下，且这种汽车空调系统的结构大为缩减，变得紧凑，更适用于汽车对配件的体积需求。这种结构的汽车空调系统是的电子膨胀阀的线圈能在标准工况下工作，可以拓展到传统的制冷系统中，为实现制冷系统能源的综合利用提供了基础。

在第一种实施例中，如图1所示，电子膨胀阀2的阀体201固定安装在蒸发器1的外侧壁上。具体实施例的时候，固定安装的方式可以为焊接。

优选地，本实施例中，蒸发器1为微通道蒸发器，包括第三管道100和第四管道101，第三管道100和第四管道101之间连接有若干扁管102和翅片103，扁管102连通第三管道100和第四管道101，扁管102之间分别连接有若干翅片103。电子膨胀阀2的第一接口通过第一管道400固定安装在蒸发器1的第三管道100的外侧，且电子膨胀阀2的第一接口与蒸发器1的第三管道100连通，电子膨胀阀2的阀体201固定安装在蒸发器1的第三管道100的外侧壁上。电子膨胀阀2的第二接口还通过第二管道401与汽车空调系统的其它部件连通。

在第二实施例中，如图2所示，第一管道400的一端与蒸发器1的第三管道100固定连接且连通，其另一端与底座300固定连接，底座300固定安装在蒸发器1上，电子膨胀阀2固定安装在底座300上，第一管道400的另一端穿过底座300与电子膨胀阀2的第一接口端连通。

优选地，底座300上设有第一螺孔310，电子膨胀阀2的阀体201的底部通过螺纹连接的方式固定安装在底座300上。

本实施例中，底座300的使用加固了电子膨胀阀2在汽车空调系统中的结构稳定性。

在第三实施例和第四实施例中，如图3和图4所示，电子膨胀阀2的第二接口连接有第二管道401，第二管道401固定安装在侧板301上，侧板301与电子膨胀阀2固定连接，第二管道401穿过侧板301与连通。

优选地，侧板301上设有第二螺孔311，电子膨胀阀2的阀体201的底部通过螺纹连接的方式固定安装在侧板301上。

在上述实施例中，优选地，侧板301的使用使得电子膨胀阀2在汽车空调系统中的结构稳定性更好。

在上述实施例中，优选地，蒸发器1为微通道蒸发器，，包括第三管道100和第四管道101，第三管道100和第四管道101之间连接有若干扁管102和翅片103，扁管102连通第三管道100和第四管道101，扁管102之间分别连接有若干翅片103。电子膨胀阀2的第一接口通过第一管道400固定安装在蒸发器1的第三管道100的外侧，且电子膨胀阀2的第一接口与蒸发器1的第三管道100连通。

在第三实施例中，如图3所示，底座300和侧板301为分体结构。在第四实施例中，如图4所示，底座300和侧板301为一体结构。

上述实施例的具体工作原理为：当制冷系统工作时，蒸发器1的表面温度为恒定低温。而电子膨胀阀2的线圈200运转时发出热量，因为夏天或者高温地区的工作环境，极有可能使电子膨胀阀2超过120℃的耐温标准。通过将蒸发器1和电子膨胀阀2固定安装在一起，是的电子膨胀阀2在一个低温环境下工作，电子膨胀阀2的线圈200被冷却。实施例2至实施例3中依次增加了底座300和侧板301，底座300直接与蒸发器1连接，不仅可以加固电子膨胀阀2在系统中的结构稳定性，还能进行热传导以便冷却电子膨胀阀2。而侧板301的使用则进一步加固了电子膨胀阀2的系统结构稳定性。

热学分析验证：

为验证本发明的实际使用效果，特对本发明实施例1的汽车空调进行了热学分析验证。下述试验中提到的各方案中散热桥和冷却环皆采用铝合金材质部件。

试验：现有技术与本发明实施例1的对比验证

分析取电子膨胀阀极端耐温温度120℃，其他数据如表1所示。

表1

如图5所示，分析结果显示在无蒸发器冷却的情况下，电子膨胀阀最高温度约达到218℃。且电子膨胀阀的线圈顶部温度偏高，线圈底部温度相对偏低。这是因为线圈工作产生的热量在线圈底部被阀体吸收，而顶部无热量消耗的途径。

如图6所示，经验证，本发明所采用的方案散热效果十分明显，电子膨胀阀最高温度约为46℃。电子膨胀阀阀体的温度场分布均匀，温差为6℃左右，对系统运行没有影响。

根据上述验证结果，表明本发明的汽车空调系统能够很好的解决电子膨胀阀很难达到汽车环境的耐温要求的问题。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种汽车空调系统，所述汽车空调系统包括通过管道连通的蒸发器(1)和电子膨胀阀(2)，所述电子膨胀阀(2)包括线圈(200)和阀体(201)，所述线圈(200)固定安装在所述阀体(201)上，其特征在于，所述电子膨胀阀(2)固定安装在蒸发器(1)上，所述电子膨胀阀(2)的第一接口通过刚性材质的第一管道(400)固定安装在蒸发器(1)的外侧，所述电子膨胀阀(2)还包括用于连接第二管道(401)的第二接口，且所述电子膨胀阀(2)的第一接口与所述蒸发器(1)的第三管道(100)连通；所述蒸发器(1)为微通道蒸发器，包括第三管道(100)和第四管道(101)，所述第三管道(100)和第四管道(101)之间连接有若干扁管(102)和翅片(103)，所述扁管(102)连通所述第三管道和第四管道，所述扁管之间分别连接有若干所述翅片，所述电子膨胀阀(2)的阀体(201)固定安装在所述蒸发器(1)的第三管道(100)的外侧壁上。

2.根据权利要求1所述的汽车空调系统，其特征在于，所述第一管道(400)的一端与所述蒸发器(1)的第三管道(100)固定连接且连通，其另一端与底座(300)固定连接，所述底座(300)固定安装在所述蒸发器(1)上，所述电子膨胀阀(2)固定安装在所述底座(300)上，所述第一管道(400)的另一端与电子膨胀阀(2)的第一接口端连通。

3.根据权利要求2所述的汽车空调系统，其特征在于，所述电子膨胀阀(2)的阀体(201)的底部通过螺纹连接的方式固定安装在所述底座(300)上。

4.根据权利要求2所述的汽车空调系统，其特征在于，所述电子膨胀阀(2)的第二接口连接有第二管道(401)，所述第二管道(401)固定安装在侧板(301)上，所述侧板(301)与所述电子膨胀阀(2)固定连接，所述第二管道(401)穿过所述侧板(301)与连通。

5.根据权利要求4所述的汽车空调系统，其特征在于，所述电子膨胀阀(2)的阀体(201)通过螺纹连接的方式固定安装在所述侧板(301)。

6.根据权利要求4所述的汽车空调系统，其特征在于，所述底座(300)和侧板(301)为一体结构或者分体结构。