CN105172523A - 制冷和制热循环相互独立的电动汽车空调系统 - Google Patents

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Abstract

一种制冷和制热循环相互独立的电动汽车空调系统,包括:制冷系统、制热系统,制热系统与制冷系统相互独立,依次实现对空气的加热和制冷,制冷系统使用R134a制冷剂,制热系统使用二氧化碳作为制冷剂。制冷系统包括:车内蒸发器、车外换热器、第一轴流风机、第一膨胀阀和汽车空调压缩机。制热系统包括:暖风芯体、二氧化碳压缩机、第二膨胀阀、第二轴流风机和车外蒸发器。制冷时,制冷系统单独制冷;制热时,制热系统单独制热;除雾时,制冷系统和制热系统同时运行,本发明提高了电动汽车空调系统的制热制冷效率,降低了能耗,从而提高了电动汽车的单次充电里程数。

Description

制冷和制热循环相互独立的电动汽车空调系统
技术领域
[0001 ] 本发明涉及的是一种电动汽车领域的技术,具体是一种制冷和制热循环独立的电动汽车空调系统。
背景技术
[0002]目前,电动汽车通常采用热栗空调来实现车内制冷、制热、除湿和除雾等操作。
[0003] 电动汽车采用电池作为驱动动力,没有用来采暖的发动机余热,不能提供汽车冬天采暖用的热源必须自身具有供暖功能,即要采用热栗空调系统。现有电动汽车空调系统通常采用R134a制冷剂,当环境温度过低时,空调效率降低,制热量减少。所以低温条件下制热,会消耗更多的电力,减少了电动车每次充电的行程。
[0004] R134a制冷剂制冷效果良好,但是低温条件下,以R134a为工质的空调系统效率下降明显。而以二氧化碳工质时,系统仍能够稳定供热,并且耗电量相对较低。
[0005] 经过对现有技术的检索发现,中国专利文献号CN 202470253,公开日为2012年10月03日,公开了一种电动汽车空调系统。该电动汽车空调系统,只有一个循环并且使用单一工质,实现制热、制冷、除雾除湿等功能。该技术低温条件下制热耗能过多,降低了电动汽车的单次充电里程数。
[0006] 中国专利文献CN102121765B,公开日为2012年8月29日,公开了一种太阳能驱动制冷机与二氧化碳热栗的联合空调系统。该系统采用两种工质,分别为溴化锂和二氧化碳。二氧化碳热栗制冷制热,溴化锂制冷机辅助制冷。溴化锂制冷机主要为了解决二氧化碳热栗制冷不足的问题。并不能解决的电动汽车空调系统低温条件下制热耗电量大的问题。
发明内容
[0007] 本发明针对现有技术存在的上述不足,提出一种制冷和制热循环相互独立的电动汽车空调系统,与通常采用R134a制冷剂的电动汽车空调系统相比,能够实现高效制冷制热,降低系统能耗。
[0008] 本发明是通过以下技术方案实现的:
[0009] 本发明包括:制冷系统和制热系统,其中:制冷系统和制热系统依次对空气加热和制冷,制热系统使用二氧化碳作为制冷剂。
[0010] 所述的制冷系统包括:车内蒸发器、车外换热器、第一轴流风机、第一膨胀阀和汽车空调压缩机,其中:车内蒸发器输出端与汽车空调压缩机输入端相连,车内蒸发器输出端通过第一膨胀阀与车外换热器相连,车外换热器输入端与汽车空调压缩机输出端相连。
[0011] 所述的制热系统包括:暖风芯体、二氧化碳压缩机、第二膨胀阀、第二轴流风机和车外蒸发器,其中:暖风芯体输出端通过第二膨胀阀与车外蒸发器输入端相连,暖风芯体输入端与二氧化碳压缩机输出端相连,二氧化碳压缩机输入端与车外蒸发器输出端相连。
[0012] 空调系统制热时,制冷系统停止运行,制热系统运行加热,制冷剂由车外蒸发器进入二氧化碳压缩机,进入暖风芯体加热空气后,经第二膨胀阀回到车外蒸发器。
[0013] 所述的制热系统包括:暖风芯体、二氧化碳压缩机、第二膨胀阀、第二轴流风机、车外蒸发器、板式换热器、循环水栗和膨胀水箱,其中:二氧化碳压缩机输出端与板式换热器二氧化碳介质输入口相连,暖风芯体输出端与板式换热器中间介质输入口相连,暖风芯体输入端依次与膨胀水箱和循环水栗相连,循环水栗输入端与板式换热器中间介质输出口相连,板式换热器二氧化碳介质输出口与车外蒸发器相连。
[0014] 所述的系统制热时,二氧化碳制冷剂由压缩机进入板式换热器,与中间介质进行换热,而后中间介质流经循环水栗增加扬程,中间介质由膨胀水箱进入暖风芯体中加热空气。
[0015] 空调系统在除霜和除湿时,制冷系统与制热系统同时运行,空气首先经过制冷系统除湿,再经过制热系统加热。
技术效果
[0016]与现有技术相比,本发明实现提高制热效率,同时制冷效率没有降低,整体系统能耗降低。
附图说明
[0017] 图1为实施例1制冷制热循环图;
[0018] 图2为实施例2制冷制热循环图;
[0019] 图中:1离心风机;2车内蒸发器;3暖风芯体;4车外换热器;5第一轴流风机;6第一膨胀阀;7汽车空调压缩机;8 二氧化碳压缩机;9第二膨胀阀;10第二轴流风机;11车外蒸发器;12板式换热器;13循环水栗;14膨胀水箱。
具体实施方式
[0020] 下面对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
[0021] 如图1所示,本实施例包括:制冷系统、制热系统,制热系统与制冷系统相互独立,依次实现对空气的加热和制冷,制冷系统使用R134a作为制冷剂,制热系统使用二氧化碳作为制冷剂。
[0022] 所述的制冷系统采用R134a制冷剂,制热系统采用二氧化碳作为制冷剂。
[0023] 所述的制冷系统包括:车内蒸发器2、车外换热器4、第一轴流风机5、第一膨胀阀6和汽车空调压缩机7,其中:车内蒸发器2输出端与汽车空调压缩机7输入端相连,车内蒸发器2输出端通过第一膨胀阀6与车外换热器4相连,车外换热器4输入端与汽车空调压缩机7输出端相连。
[0024] 所述的制热系统包括:暖风芯体3、二氧化碳压缩机8、第二膨胀阀9、第二轴流风机10和车外蒸发器11,其中:暖风芯体3输出端通过第二膨胀阀9与车外蒸发器11输入端相连,暖风芯体3输入端与二氧化碳压缩机8输出端相连,二氧化碳压缩机8输入端与车外蒸发器11输出端相连。
[0025] 空调制冷时,单独运行制冷系统,汽车空调压缩机7从车内蒸发器2吸入制冷剂进行压缩,排气口连接车外换热器4。制冷剂在车外换热器4中,经环境冷却后,通过第一膨胀阀6节流后进入车内蒸发器2内蒸发制冷,对由离心风机I给入的空气降温,完成制冷循环。
[0026] 空调制热时,单独运行制热系统,二氧化碳压缩机8从车外蒸发器11中吸入制冷剂进行压缩,排气口连接暖风芯体3,暖风芯体3加热空气。制冷剂经第二膨胀阀9节流后,回到车外蒸发器11内,完成制热循环。
[0027] 空调除湿和除雾时,制冷系统和制热系统同时开启,空气首先经过制冷系统进行除湿,而后经过制热系统加热,实现车内除湿和除雾。
[0028] 本发明的空调系统,与现有技术相比,能够提高制冷和制热效率,大大减少了电动汽车空调系统的耗能,从而增加了电动汽车的里程数。
实施例2
[0029] 如图2所示,本实施例包括:制冷系统、制热系统,制热系统与制冷系统相互独立,依次实现对空气的加热和制冷,制冷系统使用R134a作为制冷剂,制热系统使用二氧化碳作为制冷剂。
[0030] 二氧化碳制冷剂的循环压力较高,对系统换热器的耐压要求很高,所以通过中间介质对空气进行加热,降低对换热器的要求。中间介质可以是水、水和乙二醇的混合液或其他惰性液体。
[0031] 本实施例与实施例1相比的不同之处在于:
[0032] 所述的制热系统包括:暖风芯体3、二氧化碳压缩机8、第二膨胀阀9、第二轴流风机10、车外蒸发器11、板式换热器12、循环水栗13和膨胀水箱14,其中:二氧化碳压缩机8输出端与板式换热器12 二氧化碳介质输入口相连,暖风芯体3输出端与板式换热器12中间介质输入口相连,暖风芯体3输入端依次与膨胀水箱14和循环水栗13相连,循环水栗13输入端与板式换热器12中间介质输出口相连,板式换热器12 二氧化碳质输出口与车外蒸发器11相连。
[0033] 空调制冷时,单独运行制冷系统,汽车空调压缩机7从车内蒸发器2吸入制冷剂进行压缩,排气口连接车外换热器4。制冷剂在车外换热器4中,经环境冷却后,通过第一膨胀阀6节流后进入车内蒸发器2内蒸发制冷,完成制冷循环。
[0034] 空调制热时,单独运行制热系统。二氧化碳压缩机8从车外蒸发器11中吸入制冷剂进行压缩,排气口连接板式换热器12。板式换热器12还与暖风芯体3、循环水栗13以及第二膨胀阀相连。制冷剂经过板式换热器12,再经第二膨胀阀9,回到车外蒸发器11。制冷剂在板式换热器12中与中间介质进行热交换,而后中间介质流经循环水栗13增加扬程,中间介质由膨胀水箱14进入暖风芯体3中加热空气,实现对空气的加热。
[0035] 空调除湿和除雾时,制冷系统和制热系统同时开启,空气首先经过制冷系统进行除湿,而后经过制热系统加热,实现车内除湿和除雾。
[0036] 与实施例1相比,本实施例进一步的技术效果在于:通过中间介质加热空气,进一步提高了空调系统的效率,提高了空调系统的适用性,降低了系统换热器的耐压要求,减少了成本。

Claims (6)

1.一种制冷和制热循环相互独立的电动汽车空调系统,其特征在于,包括:制冷系统和制热系统,其中:制冷系统和制热系统能够依次对空气加热和制冷,制热系统使用二氧化碳作为制冷剂; 所述的制热系统为以下任意一种结构实现: ①该制热系统包括:暖风芯体、二氧化碳压缩机、第二膨胀阀、第二轴流风机和车外蒸发器,其中:暖风芯体输出端通过第二膨胀阀与车外蒸发器输入端相连,暖风芯体输入端与二氧化碳压缩机输出端相连,二氧化碳压缩机输入端与车外蒸发器输出端相连; ②该制热系统包括:暖风芯体、二氧化碳压缩机、第二膨胀阀、第二轴流风机、车外蒸发器、板式换热器、循环水栗和膨胀水箱,其中:二氧化碳压缩机输出端与板式换热器二氧化碳介质输入口相连,暖风芯体输出端与板式换热器中间介质输入口相连,暖风芯体输入端依次与膨胀水箱和循环水栗相连,循环水栗输入端与板式换热器中间介质输出口相连,板式换热器二氧化碳介质输出口与车外蒸发器相连。
2.根据权利要求1所述的制冷和制热循环相互独立的电动汽车空调系统,其特征是,所述的制冷系统包括:车内蒸发器、车外换热器、第一轴流风机、第一膨胀阀和汽车空调压缩机,其中:车内蒸发器输出端与汽车空调压缩机输入端相连,车内蒸发器输出端通过第一膨胀阀与车外换热器相连,车外换热器输入端与汽车空调压缩机输出端相连。
3.根据权利要求1所述的制冷和制热循环相互独立的电动汽车空调系统,其特征是,空调系统制热时,制冷系统停止运行,制热系统运行加热,制冷剂由车外蒸发器进入二氧化碳压缩机,进入暖风芯体加热空气后,经第二膨胀阀回到车外蒸发器。
4.根据权利要求1所述的制冷和制热循环相互独立的电动汽车空调系统,其特征是,所述的系统加热时,二氧化碳制冷剂由压缩机进入板式换热器,与中间介质进行换热,而后中间介质流经循环水栗增加扬程,中间介质由膨胀水箱进入暖风芯体中加热空气,空调系统在除霜和除湿时,制冷系统与制热系统同时运行,空气首先经过制冷系统除湿,再经过制热系统加热。
5.根据权利要求2所述的制冷和制热循环相互独立的电动汽车空调系统,其特征是,所述的制冷系统采用R134a制冷剂。
6.根据权利要求1或4所述的制冷和制热循环相互独立的电动汽车空调系统,其特征是,所述的中间介质采用水、水和乙二醇的混合液或其他惰性液体。
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