CN103256747B - 一种汽车空调系统 - Google Patents

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Abstract

一种汽车空调系统,包括压缩机、汽液分离器、第一热交换器与第二热交换器、可选择地与外界环境进行热交换的第三热交换器、第一节流元件、第二节流元件、中间换热器,在制热模式时,冷媒从压缩机出来后先通过第二热交换器,然后分成两路通过中间换热器,其中一部分冷媒流向中间换热器的第一部份,另外的一部分经第二节流元件的节流流过中间换热器的第二部份,这两部份冷媒进行热交换,使中间换热器的第一部份中冷媒的温度进一步降低后流向第一节流元件。这样,到达第三热交换器的冷媒的温度相对较低,使冷媒与外部环境温度的温差加大,从而使该系统能从较低温度的低温环境中吸收热量,扩大了热泵使用的温度范围。

Description

一种汽车空调系统
技术领域
[0001]本发明涉及汽车空调技术领域,特别涉及一种电动汽车空调系统或混合动力的汽车空调系统。
背景技术
[0002]随着低碳经济的发展,对节能减排提出了更加严格的要求,电动汽车由于有节能环保的特点,成为今后汽车发展方面之一。但电动汽车由于使用电池作为动力来源,其空调系统也不同于原有的汽车空调系统。
[0003]传统的内燃机式汽车,可以利用内燃机的余热和发动机排气的热量来加热车厢,而电动汽车的动力主要来自于电机,缺少了发动机的热量可以利用,从而很难达到冬天的取暖要求。现有技术中,为了实现电动汽车的车厢内的温度保持在人体感觉舒适的温度,有的采用了多种方式向车厢内加热,如采用独立热源,即利用PTC加热;或者利用汽油、煤油、乙醇等燃料加热;也有的采用回收设备余热,再辅助采用独立热源;还有的采用热栗保证车厢内的温度等等。然而,上述各种加热方式中,若采用独立热源,比如:纯粹使用PTC进行加热,则需要消耗较多电池的能量,进而会减少汽车的行驶里程;若采用燃料加热,不仅加热效率较低,而且还会对环境产生污染,同时会增加汽车的负载。
[0004]另外采用热栗系统的汽车空调系统,如图9所示的、发明名称为《电动汽车热栗空调系统》、申请号为200510027576.8的热栗空调系统,它由压缩机201、四通阀202、第一单向阀203、内部冷凝器204、F型热力膨胀阀205、第二单向阀206、外部冷凝器207、第一截止阀208、第二截止阀209、H型热力膨胀阀210、内部蒸发器211、气液分离器212等组成。其设置有制冷、制热两种工作模式,在夏季工况时,第二单向阀206和第一截止阀208关闭,热栗空调系统为制冷循环,其工作过程为:压缩机201消耗一定的电能,将低温低压的气态冷媒压缩成高温高压的气态冷媒,在流过外部冷凝器207时放出热量,冷媒放出的热量被环境空气吸收,本身发生相变而冷凝成液态,液态冷媒在流过H型膨胀阀210时,使冷媒降压降温,流经内部蒸发器211时吸收室内空气中的热量,本身发生相变而蒸发成气态,低温低压的气态冷媒再被压缩机201压缩成高温高压的气态冷媒。而在冬季工况时,第一单向阀203和第二截止阀209关闭,系统采用供暖循环。该系统不具备完整的汽车热栗空调系统的工作模式,没有除湿、除冰模式,如车窗结雾时如何解决,另外该系统也没有提及在制热等模式时,若外部冷凝器结冰,系统不能工作,如何解决;另外当环境温度在_5°C及以下时,其热栗空调系统的效率很低,甚至无法正常工作。
发明内容
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种汽车空调系统,采用热栗系统,使汽车空调系统能够在全天候的复杂天气下运行,扩大适宜使用的温度范围,以保证车内相对的舒适度,特别是针对相对较低的环境温度下也能正常工作。为此,本发明采用以下技术方案:
[0006] —种汽车空调系统,包括压缩机、汽液分离器、可选择地与车厢内空气进行热交换的第一热交换器与第二热交换器、可选择地与外界环境进行热交换的第三热交换器、第一节流元件、第二节流元件,所述汽车空调系统还包括中间换热器,中间换热器包括第一部份、第二部份,第一部份与第二部份之间可以进行热交换;中间换热器的第一部份与所述第三热交换器之间设置有所述第一节流元件;
[0007]所述中间换热器的第二部份的出口一端与所述汽液分离器或压缩机的进口连接,而所述中间换热器的第二部份的进口一端还设置有所述第二节流元件;
[0008]所述汽车空调系统在制热模式时,冷媒从压缩机出来后先通过所述第二热交换器,然后分成两路通过所述中间换热器,其中一部分冷媒流向中间换热器的第一部份,另外的一部分经所述第二节流元件的节流,流过所述中间换热器的第二部份,这两部份冷媒进行热交换,使所述中间换热器的第二部份的经节流降温后的冷媒吸收中间换热器的第一部份中冷媒的热量,使所述中间换热器的第一部份中冷媒的温度进一步降低后流向第一节流元件。
[0009]优选地,所述汽车空调系统还包括制冷模式、除湿模式(或称除雾模式)、除冰模式;所述第一热交换器与所述中间换热器之间还设置有控制流路通断的第一控制阀,第一控制阀通过管路与所述中间换热器的第一部份、所述第二节流元件连接。第一控制阀可以采用截止阀或电磁阀进行管路的通断控制。
[0010]优选地,所述第二热交换器之后的管路中设置有三通阀,三通阀的第一出口通向所述第三热交换器、及通过第二控制阀通向所述汽液分离器,三通阀的第二出口通向所述第一截止阀、中间换热器;其中三通阀为两个出口可以选择性导通其中之一的切换阀;第二控制阀可以采用截止阀或电磁阀进行管路的通断控制。
[0011]可选地,从所述第二热交换器之后的管路中设置有两个电磁阀:第一电磁阀、第二电磁阀来分别控制从所述第二热交换器出来后通向所述第三热交换器的冷媒流路、及从所述第二热交换器出来后通向所述中间换热器的冷媒流路,其中第一电磁阀与第二电磁阀中可选择性地导通其中之一。
[0012]可选地,所述汽车空调系统还包括四通阀,其中四通阀的高压进口与所述第二热交换器的出口连接,四通阀的低压回口与所述汽液分离器的进口连接,四通阀的另外两个接口:第一接口、第二接口分别连接到所述第三热交换器、所述中间换热器与第一截止阀,并在第二接口与中间换热器和第一截止阀连接的管路中设置第三电磁阀,这两个接口可以根据运行模式的需要进行切换,在制冷模式时,四通阀的高压进口与第一接口导通,而第二接口与低压回口导通,第三电磁阀关闭;而在制热模式时,四通阀的高压进口与第二接口导通,而第一接口与低压回口导通,第三电磁阀开启;在除湿(雾)模式时,四通阀的高压进口与第一接口导通,而第二接口与低压回口导通,第三电磁阀关闭;在除冰模式时,四通阀的高压进口与第一接口导通,而第二接口与低压回口导通,第三电磁阀开启。
[0013]优选地,所述汽车空调系统在除湿(雾)模式时,送向车厢内的风是先经过冷媒温度低的第一热交换器去湿、然后再通过冷媒温度高的第二热交换器的,在所述第二热交换器系统可以选择是否进行加温,即可以根据车厢内温度情况进行选择是否进行加温,然后再将风送到车厢内;
[0014]优选地,所述第三热交换器还设置有旁通通道,在除湿模式时,高温高压冷媒通过第二热交换器后,可以选择是通过所述第三热交换器或通过所述旁通通道;且所述旁通通道采用截止阀或电磁阀控制通或断。
[0015]可选地,所述压缩机为有双级压缩功能的压缩机,且在制热模式时,流经所述中间换热器的第二部份的冷媒,是直接流入压缩机的第二级进行压缩,而不是通过汽液分离器再回到压缩机的。
[0016]优选地,所述第二节流元件为带关闭功能的电子膨胀阀;
[0017]可选地,所述第一节流元件为可双向流通的热力膨胀阀或电子膨胀阀。
[0018]优选地,所述第一节流元件为可双向流通的电子膨胀阀,所述汽车空调系统在除冰模式时,所述第一节流元件的开度开到最大,且所述第一节流元件的开度在除冰模式时不通过热度进行控制,而是预先在程序中进行设定控制。
[0019]优选地,在制热模式时,经所述第二节流元件节流并流过所述中间换热器的第二部份的冷媒的流量少于经所述中间换热器的第一部份的冷媒的流量。
[0020]优选地,在制热模式时,经所述第二节流元件节流并流过所述中间换热器的第二部份的冷媒的流量是经所述中间换热器的第一部份的冷媒的1/10至1/3之间。
[0021]优选地,所述汽车空调系统在所述车厢内还设置有电加热器,在制热模式时通过选择性地运行所述电加热器以控制车厢内的温度,且向所述车厢内的风是先通过第二热交换器、再通过所述电加热器然后再向车厢内送风的。
[0022]另外,本发明的汽车空调系统还包括除湿/雾模式与除冰模式,另外针对车厢内的温度控制分别设置了第一热交换器与第二热交换器,两者分别设置,且第二热交换器内只通过热的冷媒,第一热交换器内只通过冷的冷媒或不通过;这样可以避免这两个热交换器内高低温的冲击,且除湿/雾模式时,在开启第一热交换器进行除雾或除湿的同时,可以同时开启第二热交换器加温除湿后的空气,实现同时除湿又加热的效果,保证了车厢内的温湿度,从而满足车厢内的舒适度要求。
附图说明
[0023]图1是本发明第一种具体实施方式在制冷模式时的管路连接示意图;
[0024]图2是本发明第一种具体实施方式在制热模式时的管路连接示意图;
[0025]图3是本发明第一种具体实施方式在除湿(雾)模式时的管路连接示意图;
[0026]图4是本发明第一种具体实施方式在除冰模式时的管路连接示意图;
[0027]图5是本发明第二种具体实施方式管路连接的示意图;
[0028]图6是本发明第三种具体实施方式管路连接的示意图;
[0029]图7是本发明第四种具体实施方式管路连接的示意图;
[0030]图8是本发明第五种具体实施方式管路连接的示意图;
[0031 ]图9是一种现有的电动汽车空调系统管路连接的示意图。
具体实施方式
[0032]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
[0033]本发明的汽车空调系统属于热栗系统,包括:制冷模式、制热模式、除湿模式、除冰模式四种工作模式。本发明的第一种具体实施方式如图1-图4所示,其中图1是本发明第一种具体实施方式在制冷模式时的管路连接示意图,图2是本发明第一种具体实施方式在制热模式时的管路连接示意图,图3是本发明第一种具体实施方式在除湿模式时的管路连接示意图,图4是本发明第一种具体实施方式在除冰模式时的管路连接示意图,其中图中的虚线表示该处管路被切断不通。
[0034]如图所示,本发明的汽车空调系统包括压缩机1、位于压缩机进气口前的汽液分离器9、与外界环境进行热交换的第三热交换器3、第一节流元件4、空调箱100,空调箱100用于调节车厢内的温度和或湿度,空调箱100包括第一热交换器101、第二热交换器102、风机104、风门105、格栅与风道109,第一热交换器101之前还设置有第一截止阀7,第一节流元件4设置在第三热交换器3与第一截止阀7之间的管路中,第二热交换器102之后的管路中设置有三通阀2,三通阀2的第一出口 210通向第三热交换器3、及通过第二截止阀8通向汽液分离器9,三通阀2的第二出口 220通向第一截止阀7、中间换热器5;所述第一热交换器101、第二热交换器102根据车厢内的工况需求选择给所述车厢进行供热、供冷或除雾,具体可以设置于车厢内,也可以设置于车厢外通过送风管道向车厢内送风。该实施方式中没有四通阀,这样避免了四通阀内高低温的两个流道之间互相流动时的高低温传热损失,并且流体流动时的阻力也可相对减小;且初期的投入相对较少,制造相对方便,这样既能保证空调系统的使用寿命,同时制造成本也相对较低。本发明的空调系统还包括中间换热器5,中间换热器5包括第一部份51、第二部份52;第一部份51与第二部份52之间的流体流动是独立的,但两者之间可进行热交换;中间换热器5的第一部份51的一端与第一节流元件4连接,中间换热器5的第二部份52的一端与汽液分离器9的进口连接、中间换热器5的第二部份52的另一端还设置有第二节流元件6,而中间换热器5的第一部份51与第二部份52的另一端经节流元件6后汇合在一起并与第一截止阀7、三通阀2的第二出口 220连接。
[0035]当夏天车内需要制冷时,空调系统切换为制冷模式。在制冷模式下,压缩机I消耗一定的电能,将低温低压的气态冷媒压缩成高温高压的气态冷媒,流经第二热交换器102并通过三通阀2流向第三热交换器3。高温高压冷媒在第三热交换器3中在冷却空气流B的冷却冷凝下,放出热量并被释放到环境空气中去,本身经冷却发生相变而冷凝成液态。液态冷媒在流过第一节流元件4时,经过节流使冷媒降压降温,流经中间换热器5的第一部份51。此时,第一截止阀7开启,第二截止阀8关闭,第二节流元件6关闭,另外第二节流元件6也可以用一个普通的节流元件加上一个控制阀替代;另外,三通阀2通向第三热交换器3的第一出口 210导通,三通阀2通向第一截止阀7、中间换热器5的第二出口 220关闭。低温低压的液态冷媒在第一热交换器101中,吸收空气流A中的热量,冷媒吸收热量后本身发生相变或部份相变而蒸发成气态,经汽液分离器9的分离,液态冷媒储藏在汽液分离器9内,低温低压的气态冷媒再被压缩机I压缩成高温高压的气态冷媒,如此循环工作。风机104对空气流A起输送作用。空气流A通过第一热交换器101被降温除湿,经格栅与风道109,送入车室内,降低车室内的温度,以提供舒适的乘车环境。空气流A温度的控制是这样实现的:可根据需要,由温度风门105的开启角度决定流经第二热交换器102的比例,加热流经第二热交换器102的空气流,再与原来的空气流进行混合,而达到所需的温度。其中,空气流A为流经内循环风口 107和新风口 108的混合风,混合比例可由系统根据舒适性要求,由循环风门106进行控制。而引入内循环风可以进一步的节省功耗。另外,在制冷模式下,使第二热交换器102的温度风门105开度为零,让风道旁通,不让风经过第二热交换器102。当高温高压的气态冷媒从压缩机10出来,经过第二热交换器102时,由于此时没有风经过,所以,经过第二热交换器102的冷媒不会与空气产生热交换。节流元件可以选用热力膨胀阀;另外本实施例中为保证冷媒流体的节流效果,第一节流元件优先选用可双向流通进行节流的电子膨胀阀。第一截止阀4与第二截止阀7可以优先选用电磁阀,以实现自动控制的需要。
[0036]由于在制冷模式时,电动汽车的电池、电机变频器等发热部件是需要一定的冷却程度,为此,本实施方式中也可采用相应的风管从风道中引入相应的冷风对电池进行冷却。另外也可以在车厢内设置一个回风口,将吹向车厢内的冷风经过车厢后再通过风管送向电池等发热部件,以冷却电池等发热部件。
[0037]当冬天需要热量时,系统切换为制热模式如图2所示,这时第一截止阀7关闭,第二截止阀8开启,三通阀2通向第三热交换器3的第一出口 210关闭,三通阀2通向第一截止阀7、中间换热器5的第二出口 220开启。
[0038]压缩机I消耗一定的电能,将低温低压的气态冷媒压缩成高温高压的气态冷媒,流经第二热交换器102,在低温空气流A的冷却下,本身发生相变而冷凝,然后通过三通阀2的第二出口 220,然后在通过中间换热器5之前被分流成两部分:其中一部分221流向中间换热器5的第一部份51,另外部分222经第二节流元件6的节流,变成低温低压的液态冷媒,流过中间换热器5的第二部份52,并吸收中间换热器的第一部份51中冷媒的热量,本身发生相变而蒸发成气态,然后流向汽液分离器9;而中间换热器51中的冷媒进一步被冷凝而使得进一步降温,然后再经第一节流元件4的节流使其降压降温,流向第三热交换器3,在第三热交换器3冷媒与低温空气流B进行热交换,吸收其热量蒸发而变成低温低压的气态冷媒。这样,由于此时采用将一部份冷媒222分流出来并先通过第二节流元件6进行节流,并使该部份222节流降温后的冷媒去冷却其余另一部份冷媒221,从而使通过中间换热器5的第一部份51的冷媒的温度进一步降低,然后再通过第一节流元件4节流,这样,到达第三热交换器3的冷媒的温度相对较低,增加了到达第三热交换器3的冷媒与外部环境的温差,从而使该系统能从较低温度的低温环境中吸收热量,实现热栗的功能。吸收热量发生相变而蒸发的低温低压冷媒与前面一股低温低压冷媒汇合一起流向汽液分离器9,经汽液分离器9的分离,液态冷媒储藏在汽液分离器9内,低温低压的气态冷媒再被压缩机I压缩成高温高压的气态冷媒,如此循环工作。通过中间换热器5,该热栗的工作范围能获得增大,效率提高。中间换热器5可以采用套管式换热器,使第一部份或第二部份密封地套设在另一部份的管子中;也可以采用双流道换热器使这两部份完成热交换即可。风机104对空气流A起输送作用。空气流A通过第二热交换器102被加热,经格栅与风道109,送入车室内,增加车室内的温度,提供舒适的乘车环境。其中,空气流A为流经内循环风口 107和新风口 108的混合风,混合比例可系统根据舒适性要求,由循环风门106进行控制。而内循环风的比例以不引起车窗结雾为目标。而引入内循环风可以进一步的节省功耗。如果环境温度太低,热栗的加热性能不足,或导致热栗效率较低,或甚至导致热栗无法工作时,可使用电加热器103来辅助加热,与热栗系统一起实现加热功能。这样,该系统的工作范围进一步加大,从而扩大了汽车空调的使用范围,特别是在低温低寒区域。
[0039]与现有技术相比,本发明这样的技术方案具有以下优点:由于在制热模式时,使通过第二热交换器后的冷媒中将一部份冷媒分流出来并先通过第二节流元件进行节流,并使该部份节流降温后的冷媒去冷却其余另一部份冷媒,从而使通过中间换热器的第一部份的冷媒的温度进一步降低,然后再通过第一节流元件4节流,这样,到达第三热交换器的冷媒的温度相对较低,增加了到达第三热交换器的冷媒与外部环境温度的温差,从而使该系统能从较低温度的低温环境中吸收热量,扩大了热栗使用的温度范围。
[0040]本发明的汽车空调系统中制热时是不让冷媒通过第一热交换器101,这样风机104吹出的风通过第一热交换器101时不会进行热交换,而直接到达冷媒温度高的第二热交换器102进行热交换。
[0041]当需要除掉车厢内空气的湿气或玻璃上的雾气时,启动除湿模式,有的称为除雾模式。如图3所示,第一截止阀7开启,第二截止阀8关闭,第二节流元件6关闭,三通阀2通向第三热交换器3的第一出口 210导通,三通阀2通向第一截止阀7、中间换热器5的第二出口220关闭。在除雾/除湿模式下,压缩机I消耗一定的电能,将低温低压的气态冷媒压缩成高温高压的气态冷媒,流经第二热交换器102,在第二热交换器102系统可以选择冷媒是否与空气流进行热交换,即在气温较低时可以在第二热交换器102与冷却空气流A进行热交换,而在气温相对较高时也可以不在第二热交换器102进行热交换,而是选择在第三热交换器3与外部空气进行热交换。高温高压的冷媒通过三通阀2流向第三热交换器3。此时,冷却风扇根据环境工况选择工作或不工作。冷媒在冷却后流过第一节流元件4时,使冷媒经节流而降压降温,流经中间换热器5的第一部份51,然后经第一截止阀7到达第一热交换器101,在这里冷媒与车室内的空气进行热交换,由于第一热交换器101的表面温度相对车厢内温度要低得多,因此在此过程中,第一热交换器101前的空气的露点温度高于第一热交换器101的表面温度,这样就会有水分在第一热交换器101的表面上冷凝而析出并通过设置的管道排出,这样就降低了车厢内空气中的水蒸汽的含量即降低了相对湿度,从而达到车厢内除湿或除雾的目的。而冷媒吸收空气流A中的热量,本身发生相变而蒸发成气态,经汽液分离器9的分离,液态冷媒储藏在汽液分离器9内,低温低压的气态冷媒再被压缩机I压缩成高温高压的气态冷媒,如此循环工作。空气流A通过第一热交换器101被降温除湿,而后经过第二热交换器102时又可以选择是否被第二热交换器102加热,经格栅与风道109,送入车室内或车窗上,升高车室内的温度,提供舒适的乘车环境,防止车窗结雾。其中,空气流A为流经内循环风口 107和新风口 108的混合风,混合比例可系统根据舒适性要求,由循环风门106进行控制。而引入内循环风可以进一步的节省功耗。
[0042]这样除湿(雾)模式时,送向车厢内的风是先经过冷媒温度低的第一热交换器101去湿、然后再通过冷媒温度高的第二热交换器102的,在第二热交换器102可以选择是否进行加温,即可以根据车厢内温度情况进行选择是否进行加温,然后再将风送到车厢内,如果气温较高,就可以将温度风门105关闭,使冷媒在第二热交换器102与空气不进行热交换;而气温较低,就可以将温度风门105打开一定程度,使冷媒在第二热交换器102与空气进行热交换。这样,保证了车厢内的湿度与温度,即满足了舒适度要求。另外如果需要快速除去玻璃上的雾气或水汽时,可直接关闭温度风门105,并通过相应的风管,直接把冷风吹向玻璃,达到快速除去玻璃表面雾的目的。
[0043]另外在冬天时,由于有些地区的车外温度较低,当外界温度低于零度或接近零度时,由于制热模式时,第三热交换器3是用于散冷的,在制热模式工作时间过长后,这样容易使第三热交换器3结霜或结冰,进而影响热栗运行的能效甚至丧失散热性能,所以,需要启动除冰/除霜模式。具体地,本发明的空调系统在除冰模式时运行情况如图4所示,这时,第一截止阀7开启,第二截止阀8关闭,第二节流元件6关闭,三通阀2通向第三热交换器3的第一出口 210导通,三通阀2通向第一截止阀7、中间换热器5的第二出口 220关闭,风机104关闭。压缩机I消耗一定的电能,将低温低压的气态冷媒压缩成高温高压的气态冷媒,流经第二热交换器102。此时,风机104不工作,所以没有空气流A。此时高温高压的气态冷媒通过三通阀2的第一出口 210流向第三热交换器3,放出热量,使第三热交换器3表面的冰(霜)迅速除去,恢复制热性能。冷媒本身发生相变而冷凝成液态。液态冷媒在流过第一节流元件4时,使冷媒降压降温,流经中间换热器5的第一部份51。低温低压的液态冷媒在第一热交换器101基本没有热交换。低温低压的汽液混合冷媒,经汽液分离器9的分离,液态冷媒储藏在汽液分离器9内,低温低压的气态冷媒再被压缩机I压缩成高温高压的气态冷媒,如此循环工作。这样,该系统的工作范围进一步加大,从而扩大了电动汽车的使用范围,特别是在低温低寒区域。
[0044]在除冰模式刚开始除冰时至除冰结束时,其冷媒的压焓图是一个动态变化的过程,当除冰模式刚开始时,通过汽液分离器9之前的气液两相的冷媒,经过汽液分离器9的分离,通往压缩机I吸气口的冷媒为饱和气态冷媒,液态冷媒留贮在汽液分离器9的冷媒液体贮存空间,所以汽液分离器9的冷媒液体贮存空间的容量要求在所述热栗系统冷媒充注量的30-60%,这样可以确保通过汽液分离器9后的冷媒为气态冷媒;当除冰状态稳定时,其出口状态慢慢地达到过热状态,不会引起压缩机I的湿压缩。
[0045]另外,在第二热交换器102也可以选择是否进行热交换,如要快速除冰即可以不让第二热交换器102进行热交换,这样到达第三热交换器3的冷媒的温度会更高一些,除霜或冰的时间就可以更短。一般地,除冰模式运行的时间都相对比较短,一般在3-4分钟左右。等到除冰结束后,可以将工作模式恢复到制热模式运行。
[0046]从上面的四种工作模式可以看出,本发明的汽车空调系统针对车厢内的温湿度控制分别设置了第一热交换器101与第二热交换器102,第二热交换器102只通过热的冷媒,而第一热交换器101只通过低温冷媒,两者分别设置,且第一热交换器101与第二热交换器102是没有高低温的交替变换的,可以避免这两个换热器内高低温的冲击,这样两者可以分别进行设计以提高其换热效率,同时可以避免这两个换热器内高低温的冲击,这样可提高使用寿命;且除湿(雾)模式时,可以同时通过第一热交换器101与第二热交换器102,实现同时除湿又加热的效果,保证车厢内的温湿度,从而满足车厢内的舒适要求。
[0047]下面介绍本发明的第二种具体实施方式,图5是本发明第二种具体实施方式的管路连接示意图。本实施方式是在上面第一种具体实施方式上的一种改进,具体地,本实施方式中压缩机I为有双级压缩功能的压缩机。且在制热模式时,流经中间换热器5的第二部份52的冷媒,是直接流入压缩机I的第二级进行压缩,而不是通过汽液分离器9再到压缩机I的,这样设置可以减少压缩机的功耗,提高效率,节省电能,从而提高行驶里程;另外还可以提高压缩机的排气温度,提高制热性能;同时,也增大了热栗系统的工作范围,从而进一步扩大了电动汽车的使用范围,特别是在低温严寒区域。
[0048]下面介绍本发明的第三种具体实施方式,图6是本发明第三种具体实施方式的管路连接示意图。本实施方式是在上面第一种具体实施方式上的一种改进,具体地,本实施方式将第三热交换器3设置了一个旁通通道,在除湿模式时,高温高压液态冷媒通过三通阀2后,可以选择通过第三热交换器3进行热交换或不流向第三热交换器3,而是通过旁通通道。另外,旁通通道采用截止阀或电磁阀11控制通或断。这样在气温较低时,可以选择不通过第三热交换器3,从而可以减少因冷媒流经第三热交换器3而向室外散热,从而造成热量损失,从而节省电能,提高行驶里程;另外因冷媒不流向第三热交换器3,而是直接流经旁通通道。这样,冷媒直接从旁通流路中通过,这样同样可以组成完整的热栗系统,冷媒侧压力损失可以降低,从而提高系统的效率,避免了能源的浪费,提高热栗系统的能效比。其他三种运行模式可以参照上面的第一种具体实施方式,这里就不再说明。
[0049] 上面介绍的几种实施方式中,通过第二热交换器后的冷媒是通过三通阀2进行流动方式的控制,三通阀具体可以采用电磁切换方式控制,使其的一个出口导通,另一出口关闭;但本发明并不限于此,还可以采用其他方式来进行控制,如图7所示,采用两个电磁阀:第一电磁阀21、第二电磁阀22来分别控制从第二热交换器出来后通向第三热交换器3的冷媒流路210、从第二热交换器出来后通向中间换热器5的冷媒流路220,其中第一电磁阀21与第二电磁阀22中选择性地导通其中之一,这样同样可以实现本发明的目的,具体地运行模式可以参照第一实施方式,这里不再复述。
[0050]另外,还可以采用四通阀来进行冷媒流动方式的控制,如图8所示,本发明的第五种具体实施方式是采用一个四通阀25、第三电磁阀26替代了上面实施方式中的三通阀2、第二截止阀8,其中四通阀25的高压进口与第二热交换器102的出口连接,四通阀25的低压回口 254与汽液分离器9的进口连接,四通阀25的另外两个接口:第一接口 252、第二接口 253分别连接到第三热交换器3、中间换热器5与第一截止阀,并在第二接口 253与中间换热器5和第一截止阀连接的管路中设置第三电磁阀26,这两个接口 252、253可以根据运行模式的需要进行切换,在制冷模式时,四通阀25的高压进口与第一接口 252导通,而第二接口 253与低压回口 254导通,第三电磁阀26关闭,第一截止阀7开启;而在制热模式时,四通阀25的高压进口与第二接口 253导通,而第一接口 252与低压回口 254导通,第三电磁阀26开启,第一截止阀7关闭;在除湿(雾)模式时,四通阀25的高压进口与第一接口 252导通,而第二接口 253与低压回口 254导通,第三电磁阀26关闭,第一截止阀7开启;在除冰模式时,四通阀25的高压进口与第一接口 252导通,而第二接口 253与低压回口 254导通,第三电磁阀26开启,第一截止阀7关闭;具体冷媒的流动方式与运行方式参照上面第一实施方式,这里不再详细描述。
[0051]以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例,如进行组合、或替代等等。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (22)

1.一种汽车空调系统,包括压缩机、汽液分离器、第一节流元件、第二节流元件、能够与车厢内空气进行热交换的第一热交换器与第二热交换器、能够与外界环境进行热交换的第三热交换器,所述汽车空调系统还包括中间换热器,中间换热器包括第一部份、第二部份,第一部份与第二部份之间能够进行热交换;中间换热器的第一部份与所述第三热交换器之间设置有所述第一节流元件; 所述中间换热器的第二部份的出口一端与所述汽液分离器或压缩机的进口连接,而所述中间换热器的第二部份的进口 一端还设置有所述第二节流元件; 所述汽车空调系统在制热模式时,冷媒从压缩机出来后先通过所述第二热交换器,然后分成两路通过所述中间换热器,其中一部分冷媒流向中间换热器的第一部份,另外的一部分经所述第二节流元件的节流,流过所述中间换热器的第二部份,这两部份冷媒进行热交换,使所述中间换热器的第二部份的经节流降温后的冷媒吸收中间换热器的第一部份中冷媒的热量,使所述中间换热器的第一部份中冷媒的温度进一步降低后流向第一节流元件。
2.根据权利要求1所述的汽车空调系统,其特征在于,所述汽车空调系统还包括制冷模式、除湿模式、除冰模式;所述第一热交换器与所述中间换热器之间还设置有控制流路通断的第一控制阀,第一控制阀通过管路与所述中间换热器的第一部份、所述第二节流元件连接。
3.根据权利要求2所述的汽车空调系统,其特征在于,所述第二热交换器之后的管路中设置有三通阀,三通阀的第一出口通向所述第三热交换器、及通过第二控制阀通向所述汽液分离器,三通阀的第二出口通向所述第一控制阀、中间换热器; 或者从所述第二热交换器之后的管路中设置有两个电磁阀:第一电磁阀、第二电磁阀来分别控制从所述第二热交换器出来后通向所述第三热交换器的冷媒流路、及从所述第二热交换器出来后通向所述中间换热器的冷媒流路的通断,其中第一电磁阀与第二电磁阀中可选择性地导通其中之一。
4.根据权利要求2所述的汽车空调系统,其特征在于,所述汽车空调系统包括四通阀,其中四通阀的高压进口与所述第二热交换器的出口连接,四通阀的低压回口与所述汽液分离器的进口连接,四通阀的另外两个接口:第一接口、第二接口分别连接到所述第三热交换器、所述中间换热器与第一控制阀,并在第二接口与中间换热器和第一控制阀连接的管路中设置第三电磁阀,这两个接口可以根据运行模式的需要进行切换,在制冷模式时,四通阀的高压进口与第一接口导通,而第二接口与低压回口导通,第三电磁阀关闭;而在制热模式时,四通阀的高压进口与第二接口导通,而第一接口与低压回口导通,第三电磁阀开启;在除湿模式时,四通阀的高压进口与第一接口导通,而第二接口与低压回口导通,第三电磁阀关闭;在除冰模式时,四通阀的高压进口与第一接口导通,而第二接口与低压回口导通,第三电磁阀开启。
5.根据权利要求2所述的汽车空调系统,其特征在于,所述汽车空调系统在除湿模式时,送向车厢内的风是先经过冷媒温度低的第一热交换器去湿,然后根据车厢内温度情况,通过冷媒温度高的所述第二热交换器进行加温或者不经过该第二热交换器,再将风送到车厢内, 所述第三热交换器还设置有旁通通道,在除湿模式时,高温高压冷媒通过第二热交换器后,可以通过所述第三热交换器或通过所述旁通通道;且所述旁通通道采用截止阀或电磁阀控制通或断。
6.根据权利要求1所述的汽车空调系统,其特征在于,所述压缩机为有双级压缩功能的压缩机,且在制热模式时,流经所述中间换热器的第二部份的冷媒,是直接流入压缩机的第二级进行压缩,而不是通过汽液分离器再回到压缩机的。
7.根据权利要求2所述的汽车空调系统,其特征在于,所述压缩机为有双级压缩功能的压缩机,且在制热模式时,流经所述中间换热器的第二部份的冷媒,是直接流入压缩机的第二级进行压缩,而不是通过汽液分离器再回到压缩机的。
8.根据权利要求3所述的汽车空调系统,其特征在于,所述压缩机为有双级压缩功能的压缩机,且在制热模式时,流经所述中间换热器的第二部份的冷媒,是直接流入压缩机的第二级进行压缩,而不是通过汽液分离器再回到压缩机的。
9.根据权利要求4所述的汽车空调系统,其特征在于,所述压缩机为有双级压缩功能的压缩机,且在制热模式时,流经所述中间换热器的第二部份的冷媒,是直接流入压缩机的第二级进行压缩,而不是通过汽液分离器再回到压缩机的。
10.根据权利要求5所述的汽车空调系统,其特征在于,所述压缩机为有双级压缩功能的压缩机,且在制热模式时,流经所述中间换热器的第二部份的冷媒,是直接流入压缩机的第二级进行压缩,而不是通过汽液分离器再回到压缩机的。
11.根据权利要求1所述的汽车空调系统,其特征在于,所述第二节流元件为带关闭功能的电子膨胀阀;和、或所述第一节流元件为可双向流通的热力膨胀阀或电子膨胀阀。
12.根据权利要求2所述的汽车空调系统,其特征在于,所述第二节流元件为带关闭功能的电子膨胀阀;和、或所述第一节流元件为可双向流通的热力膨胀阀或电子膨胀阀。
13.根据权利要求3所述的汽车空调系统,其特征在于,所述第二节流元件为带关闭功能的电子膨胀阀;和、或所述第一节流元件为可双向流通的热力膨胀阀或电子膨胀阀。
14.根据权利要求4所述的汽车空调系统,其特征在于,所述第二节流元件为带关闭功能的电子膨胀阀;和、或所述第一节流元件为可双向流通的热力膨胀阀或电子膨胀阀。
15.根据权利要求5所述的汽车空调系统,其特征在于,所述第二节流元件为带关闭功能的电子膨胀阀;和、或所述第一节流元件为可双向流通的热力膨胀阀或电子膨胀阀。
16.根据权利要求11所述的汽车空调系统,其特征在于,所述第一节流元件为可双向流通的电子膨胀阀,所述汽车空调系统在除冰模式时,所述第一节流元件的开度开到最大,且所述第一节流元件的开度在除冰模式时不通过热度进行控制,而是预先在程序中进行设定控制。
17.根据权利要求12所述的汽车空调系统,其特征在于,所述第一节流元件为可双向流通的电子膨胀阀,所述汽车空调系统在除冰模式时,所述第一节流元件的开度开到最大,且所述第一节流元件的开度在除冰模式时不通过热度进行控制,而是预先在程序中进行设定控制。
18.根据权利要求13所述的汽车空调系统,其特征在于,所述第一节流元件为可双向流通的电子膨胀阀,所述汽车空调系统在除冰模式时,所述第一节流元件的开度开到最大,且所述第一节流元件的开度在除冰模式时不通过热度进行控制,而是预先在程序中进行设定控制。
19.根据权利要求14所述的汽车空调系统,其特征在于,所述第一节流元件为可双向流通的电子膨胀阀,所述汽车空调系统在除冰模式时,所述第一节流元件的开度开到最大,且所述第一节流元件的开度在除冰模式时不通过热度进行控制,而是预先在程序中进行设定控制。
20.根据权利要求15所述的汽车空调系统,其特征在于,所述第一节流元件为可双向流通的电子膨胀阀,所述汽车空调系统在除冰模式时,所述第一节流元件的开度开到最大,且所述第一节流元件的开度在除冰模式时不通过热度进行控制,而是预先在程序中进行设定控制。
21.根据权利要求1-20之一所述的汽车空调系统,其特征在于,在制热模式时,经所述第二节流元件节流并流过所述中间换热器的第二部份的冷媒的流量少于经所述中间换热器的第一部份的冷媒的流量。
22.根据权利要求21所述的汽车空调系统,其特征在于,在制热模式时,经所述第二节流元件节流并流过所述中间换热器的第二部份的冷媒的流量是经所述中间换热器的第一部份的冷媒的1/10至1/3之间。
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