CN106016811B - 带经济器的电动汽车空调热泵系统 - Google Patents

带经济器的电动汽车空调热泵系统 Download PDF

Info

Publication number
CN106016811B
CN106016811B CN201610563257.7A CN201610563257A CN106016811B CN 106016811 B CN106016811 B CN 106016811B CN 201610563257 A CN201610563257 A CN 201610563257A CN 106016811 B CN106016811 B CN 106016811B
Authority
CN
China
Prior art keywords
valve
heat exchanger
solenoid valve
port
way reversing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610563257.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106016811A (zh
Inventor
刘向农
朱露
杨友进
金元春
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hefei University of Technology
Original Assignee
Hefei University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hefei University of Technology filed Critical Hefei University of Technology
Priority to CN201610563257.7A priority Critical patent/CN106016811B/zh
Publication of CN106016811A publication Critical patent/CN106016811A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106016811B publication Critical patent/CN106016811B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00899—Controlling the flow of liquid in a heat pump system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B47/00—Arrangements for preventing or removing deposits or corrosion, not provided for in another subclass
    • F25B47/02—Defrosting cycles
    • F25B47/022—Defrosting cycles hot gas defrosting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H2001/00928—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices comprising a secondary circuit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2347/00—Details for preventing or removing deposits or corrosion
    • F25B2347/02—Details of defrosting cycles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种带经济器的电动汽车空调热泵系统，其特征是在系统中分别设置第一四通换向阀和第二四通换向阀作为制冷剂流路切换阀组；在干燥过滤器的出口端一侧分别设置有主回路和辅助回路；主回路为自干燥过滤器的出口端起依次连接的是经济器、储液器和主电子膨胀阀；辅助回路为自干燥过滤器的出口端起依次连接的是第三电磁阀、补气电子膨胀阀、经济器、截止阀，至压缩机的补气口。本发明通过有效设置系统制冷工况下的运行方式和系统热泵工况下的运行方式，有效提高系统的供热量与制冷量，增加循环经济性。

Description

带经济器的电动汽车空调热泵系统
本申请是申请号为：2014106196580，申请日为20141105，发明名称为：带经济器的电动汽车空调热泵系统及其控制方法，申请人为合肥工业大学的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种电动汽车空调系统，尤其涉及一种附带经济器的电动汽车空调热泵系统及其控制方法。
背景技术
当今社会对能源的需求越来越大，全球能源危机日益加剧。所以，节能环保的电动汽车已成为未来汽车产业化的发展方向。而作为汽车舒适性指标之一的空调性能也已成为现代汽车消费者的基本要求。
就目前而言，电动汽车供热主要是使用PTC材料加热技术，但其能耗较高，对汽车的续航能力产生较大的影响，因此，该技术不是最有效的解决方法。空气源热泵空调机组具有系统简单、节能环保、维护方便等优点，因此得到大面积的推广应用。但传统空气源热泵空调机组若应用在寒冷潮湿地区冬季供热，当外界温度很低时，系统的热衰减会很快，制热量不足。此外，蒸发压力过低会增加系统的压缩比，导致排气温度升高，此外，车室外换热器在低温工况下容易结霜，这些都会影响空调热泵系统的安全与可靠性。
经过对现有技术的检索发现，目前的电动汽车空调热泵系统通常采用一只四通换向阀，以及若干只单向阀组合构成的单向通道来实现不同工况之间制冷剂的可切换运行。但是这种工质流路切换装置需要使用多种辅助设备，会使其管路系统结构复杂程度大大增加，导致系统成本高、可靠性低。
如中国专利文献号CN103090579A，公开日2013年5月8日介绍了一种电动汽车用的热泵空调系统。此系统主要由室内风冷换热器、室外风冷换热器、四个单向阀构成的单向阀组，一个带有补气口的压缩机，节流元件以及一些辅助设备构成。并在系统中设有补气回路，试图通过压缩机实现“准双级”压缩过程，来解决传统热泵技术在冬季寒冷地区低温工况下制热能力不足和压缩机排气温度过高的问题。但该系统所增设的补气回路并没有提供具体的措施，来控制补气循环的制冷剂流量。就目前现有技术而言，其控制系统很难满足系统主回路与辅助回路的制冷剂流量分配。而且，该技术并未考虑冬季寒冷潮湿地区，当室外温度过低时，室外换热器极易出现的结霜问题所带来的系统安全与可靠性问题。另外，该系统采用四只单向阀构成的单向阀组与一只四通阀，用来切换不同工况下制冷剂流路，使得该管路系统结构复杂，实际操作困难。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种结构简单、成本低廉、节能高效带经济器的电动汽车空调热泵系统。以提高系统的供热量与制冷量，增加循环经济性。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案：
本发明带经济器的电动汽车空调热泵系统的特点是：
在所述系统中分别设置第一四通换向阀和第二四通换向阀作为制冷剂流路切换阀组；压缩机采用设有补气口的全封闭式车用电动空调压缩机；
并联设置室内换热器和除霜换热器，其并联线路的一端与所述第一四通换向阀的第一端口相连接，并联线路的另一端与所述第二四通换向阀的第一端口相连；所述第一四通换向阀的其它三个端口分别连接油分离器的出口、气液分离器的进口以及室外换热器的第一端口，所述油分离器的入口与压缩机的排气口相连，所述气液分离器的出口与压缩机的吸气口相连；所述第二四通换向阀的其它三个端口分别与室外换热器的第二端口、干燥过滤器以及主电子膨胀阀相连；
在所述干燥过滤器的出口端一侧分别设置有主回路和辅助回路；
所述主回路为：自干燥过滤器的出口端起依次连接的是经济器的主回路接口、储液器和主电子膨胀阀；
所述辅助回路：自干燥过滤器的出口端起依次连接的是第三电磁阀、补气电子膨胀阀、经济器的辅助回路接口、截止阀，至压缩机的补气口。
本发明带经济器的电动汽车空调热泵系统的结构特点也在于：独立设置补气回路流量控制单元，以所述补气回路流量控制单元的输出信号控制所述补气电子膨胀阀的开度，至少有四支温度传感器为所述补气回路流量控制单元的信号输入端提供温度检测信号，所述四支温度传感器分别安装在室内换热器的入口管路和出口管路、经济器的辅助回路入口管路，以及室外换热器的散热翅片中；
所述补气回路流量控制单元通过四支温度传感器的检测信号计算出系统的蒸发压力Pe、冷凝压力Pk以及中间补气压力Pm，调节补气电子膨胀阀的开度，使得中间补气压力Pm与最佳中间补气压力Pm,opt相等。
本发明带经济器的电动汽车空调热泵系统的结构特点也在于：所述除霜换热器安置在汽车空调的送风通道外部。
本发明带经济器的电动汽车空调热泵系统的结构特点也在于：在所述第二四通换向阀的第一端口与室内换热器之间设置有第一电磁阀，所述第一电磁阀在热泵与制冷工况下为开启状态，在除霜工况下为关闭状态；在所述第二四通换向阀的第一端口与除霜换热器之间设置有第二电磁阀，所述第二电磁阀仅在除霜工况下为开启状态，其余工况下均为关闭状态。
本发明带经济器的电动汽车空调热泵系统的运行方式的特点是设置系统制冷工况下的运行方式为：
设置制冷模式下的补气开启转换温度T2，当室外温度≤T2时，系统切换为普通制冷模式；当室外温度＞T2时，系统切换为补气增焓制冷模式；
所述普通制冷模式为：第一电磁阀打开，第二电磁阀和第三电磁阀关闭，截止阀打开；第一四通换向阀将油分离器的出口与室外换热器的第一端口接通，并将气液分离器的进口通过第一四通换向阀与室内换热器的第一端口接通；第二四通换向阀将室外换热器的第二端口与干燥过滤器接通，并将主电子膨胀阀与第一电磁阀接通；
所述补气增焓制冷模式为：第一电磁阀和第三电磁阀打开，第二电磁阀关闭，截止阀打开；第一四通换向阀将油分离器的出口与室外换热器的第一端口接通，并将气液分离器的通过第一四通换向阀与室内换热器的第一端口接通；第二四通换向阀将室外换热器的第二端口与干燥过滤器接通，并将主电子膨胀阀与第一电磁阀接通；
本发明带经济器的电动汽车空调热泵系统的运行方式，其特点是设置系统热泵工况下的运行方式为：
设置制热模式下的补气开启转换温度T1，在室外温度≥T1时，系统切换为普通制热模式；在室外温度＜T1时，系统切换为补气增焓制热模式；
所述普通制热模式为：第一电磁阀打开，第二电磁阀和第三电磁阀关闭，截止阀打开。第一四通换向阀将油分离器的出口通过第一四通换向阀的第一端口与室内换热器接通，并将气液分离器的进口与室外换热器的第一端口接通；第二四通换向阀将干燥过滤器与第一电磁阀接通，并将主电子膨胀阀与室外换热器的第二端口接通；
所述补气增焓制热模式为：第一电磁阀和第三电磁阀打开，第二电磁阀关闭，截止阀打开。第一四通换向阀将油分离器的出口与室内换热器的第二端口接通，并将气液分离器的进口与室外换热器的第一端口接通；第二四通换向阀将干燥过滤器与第一电磁阀接通，并将主电子膨胀阀与室外换热器的第二端口接通；
设置除霜模式为：第二电磁阀打开，第一电磁阀和第三电磁阀关闭，截止阀打开；第一四通换向阀将油分离器的出口与室外换热器的第一端口接通，并将气液分离器的进口通过第一四通换向阀的第一端口与室内换热器接通；第二四通换向阀将室外换热器的第二端口与干燥过滤器接通，并将主电子膨胀阀与第一电磁阀接通。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、本发明系统中安装两只四通换向阀作为切换制冷剂流路切换阀组，保证本系统各种运行模式下制冷剂正确流向的同时简化了管路系统，提高了系统的可靠性。通过制冷剂中间补气过程降低压缩机排气比焓，从而使压缩机排气温度得到降低，避免了环境温度过低(热泵工况)或者过高(制冷工况)情况下，压缩机排气温度过高而带来的系统安全与可靠性问题；同时，补气增焓过程还在较低的蒸发温度下，增加了系统循环制冷剂流量，从而提高了循环总制热量，克服了传统热泵技术在低温工况下供热能力不足的缺陷；
2、本发明中针对补气增焓过程进行流量控制，采用以中间补气压力为目标的补气量流量调节方法，可以使得系统始终在最佳补气量工况下运行，合理分配主回路与辅助回路的制冷剂流量，从而提高了空调的性能。
3、本发明中将除霜换热器设置在汽车空调的送风通道外部，在除霜模式转换为制热模式时，可以有效避免凝结水从风道吹出引起的车窗玻璃结霜。
4、本发明中设置有补气转换温度T1和T2，系统制热时可分为普通制热模式和补气增焓制热模式，同理，制冷时分为普通制冷模式和补气增焓制冷模式，控制补气增焓过程只在车室内外温差较大而引起制热量或制冷量不足时，以及排气温度过高时开启使用；在室内外温差较小时采用普通制冷或普通制热模式，避免小负荷工况下使用补气增焓引起的功耗增加或能效降低。
附图说明
图1为本发明系统结构示意图。
图2为本发明普通制冷模式原理示意图。
图3为本发明补气增焓制冷模式原理示意图。
图4为本发明普通制热模式原理示意图。
图5为本发明补气增焓制热模式原理示意图。
图6为本发明除霜模式原理示意图。
图7为系统补气增焓理论循环的压焓图。
图中标号：1压缩机、2油分离器，3第一四通换向阀、4室内换热器、5除霜换热器、6气液分离器、7第二四通换向阀、8干燥过滤器、9第一电磁阀、10第二电磁阀、11截止阀、12室外换热器、13第三电磁阀、14补气电子膨胀阀、15储液器、16主电子膨胀阀、17经济器。
具体实施方式
如图1所示，本实施例中带经济器的电动汽车空调热泵系统的结构形式为：
在所述系统中分别设置第一四通换向阀3和第二四通换向阀7作为制冷剂流路切换阀组；压缩机1采用设有补气口的全封闭式车用电动空调压缩机，可以采用涡旋式、活塞式或滚动转子式压缩机。
如图1所示，并联设置室内换热器4和除霜换热器5，其并联线路的一端与所述第一四通换向阀3的第一端口相连接，并联线路的另一端与所述第二四通换向阀7的第一端口相连；所述第一四通换向阀3的其它三个端口分别连接油分离器2的出口、气液分离器6的进口以及室外换热器12的第一端口，所述油分离器2的入口与压缩机1的排气口相连，所述气液分离器6的出口与压缩机1的吸气口相连；所述第二四通换向阀7的其它三个端口分别与室外换热器12的第二端口、干燥过滤器8以及主电子膨胀阀16相连。
在所述干燥过滤器8的出口端一侧分别设置有主回路和辅助回路。
所述主回路为：自干燥过滤器8的出口端起依次连接的是经济器17的主回路接口、储液器15和主电子膨胀阀16。
所述辅助回路：自干燥过滤器8的出口端起依次连接的是第三电磁阀13、补气电子膨胀阀14、经济器17的辅助回路接口、截止阀11，至压缩机1的补气口。
本实施例中，独立设置补气回路流量控制单元，以所述补气回路流量控制单元的输出信号控制所述补气电子膨胀阀14的开度，至少有四支温度传感器为所述补气回路流量控制单元的信号输入端提供温度检测信号，所述四支温度传感器分别安装在室内换热器4的入口管路和出口管路、经济器17的辅助回路入口管路，以及室外换热器12的散热翅片中。
具体实施中，除霜换热器5安置在汽车空调的送风通道外部。
在所述第二四通换向阀7的第一端口与室内换热器4之间设置有第一电磁阀9，所述第一电磁阀9在热泵与制冷工况下为开启状态，在除霜工况下为关闭状态；在所述第二四通换向阀7的第一端口与除霜换热器5之间设置有第二电磁阀10，所述第二电磁阀10仅在除霜工况下为开启状态，其余工况下均为关闭状态。
本发明系统中设有经济器以及带有补气口的补气增焓型压缩机，补气过程将制冷剂的压缩过程分割成了两段，使系统实现准二级压缩。在制冷工况下，当室外环境温度高于T2时，系统切换至补气增焓工况，提升系统的制冷剂流量，并增加制冷剂的过冷度，从而提高系统制冷量的同时也降低了压缩机排气温度，反之系统则切换至普通制冷模式，防止由于小负荷工况下补气增焓引起的功耗增加和能效降低；同理，热泵工况下，当室外环境温度低于T1时，系统切换至补气增焓工况。使所述空调热泵系统能够在全天候的复杂天气下高效安全可靠的运行，同时保证车内的舒适度。关于T1与T2的设置，其数值可以根据系统具体情况而变动，比如制冷工况时设置T2为38℃，只有当环境温度高于38℃时，切换至补气增焓制冷模式，反之则以普通制冷模式运行；再比如热泵工况时设置T1为0℃，只有当环境温度低于0℃时，切换至补气增焓制热模式，反之以普通制热模式运行。
本发明针对补气增焓过程的补气回路工质流量调节方法是：
系统的中间补气量由中间补气压力Pm决定，当系统的中间补气压力与最佳中间补气压力Pm,opt相等时，系统可获得最佳补气量，此时系统的COP以及机组的工作稳定性均可达到较理想的状态。最佳中间补气压力Pm,opt是由蒸发压力Pe、冷凝压力Pk及修正系数k综合确定，Pm,其中Pk为系统冷凝压力，Pe为系统蒸发压力，k为根据具体实验所测得的修正系数。本实施例中补气回路流量控制单元通过四支温度传感器的检测信号计算出系统的蒸发压力Pe、冷凝压力Pk以及中间补气压力Pm，调节补气电子膨胀阀14的开度，使得中间补气压力Pm与最佳中间补气压力Pm,opt相等，从而使得系统获得最佳补气量。本发明采用的以中间压力为目标的补气量流量调节方法，可以使得系统循环在最佳补气量的工况下运行，提高空调的性能。
系统运行方式一：
图2所示为普通制冷模式原理图，系统处于制冷工况时，若室外温度≤T2，系统切换为如图2所示的普通制冷模式，第一电磁阀9打开，第二电磁阀10和第三电磁阀13关闭，截止阀11打开。第一四通换向阀3将油分离器2的出口与室外换热器12的第一端口接通，并将气液分离器6的进口通过第一四通换向阀3的第一端口与室内换热器4接通；第二四通换向阀7将室外换热器12的第二端口与干燥过滤器8接通，并将主电子膨胀阀16与第一电磁阀9接通。
普通制冷模式下，制冷剂经过压缩机1压缩后，变成高温高压的制冷剂气体，经过油分离器2后，进入室外换热器12冷凝为过冷液体，再经过干燥过滤器8、经济器17、储液器15，并通过主电子膨胀阀16节流，变成低温低压的气液混合物，再经第一电磁阀9进入室内换热器4，蒸发为气态工质，经过气液分离器6进入压缩机1。
系统运行方式二：
图3所示为补气增焓制冷模式原理图，系统处于制冷工况时，若室外温度＞T2，系统切换为如图3所示的补气增焓制冷模式，第一电磁阀9和第三电磁阀13打开，第二电磁阀10关闭，截止阀11打开。第一四通换向阀3将油分离器2的出口与室外换热器12的第一端口接通，并将气液分离器6的通过第一四通换向阀3的第一端口与室内换热器4接通；第二四通换向阀7将室外换热器12的第二端口与干燥过滤器8接通，并将主电子膨胀阀16与第一电磁阀9接通。
补气增焓制冷模式下，制冷剂经过压缩机1压缩后，变成高温高压的制冷剂气体，经过油分离器2后，进入室外换热器12冷凝为过冷液体。经过干燥过滤器8后，制冷剂液体分为两部分，部分制冷剂液体进入辅助回路，经补气电子膨胀阀14节流后降至中间压力，形成中压气液混合物，并与来自主回路的温度较高的制冷剂液体在经济器17中发生热交换。之后，经过截止阀11回到压缩机中间补气口，主回路制冷剂液体经过经济器17，使制冷剂进一步过冷，经储液器15、主电子膨胀阀16节流，变成低温低压的气液混合物，经过电磁阀9进入室内换热器4，蒸发为气态工质，再经过气液分离器6进入压缩机1。
系统运行方式三：
图4所示为普通制热模式原理图，系统处于热泵工况时，若室外温度≥T1,系统切换为如图4所示的普通制热模式，第一电磁阀9打开，第二电磁阀10和第三电磁阀13关闭，截止阀11打开。第一四通换向阀3将油分离器2的出口通过第一四通换向阀3的第一端口与室内换热器4接通，并将气液分离器6的进口与室外换热器12的第一端口接通；第二四通换向阀7将干燥过滤器8与第一电磁阀9接通，并将主电子膨胀阀16与室外换热器12的第二端口接通。
普通制热模式下，制冷剂经过压缩机1压缩后，变成高温高压的制冷剂气体，经过油分离器2后，进入室内换热器4冷凝为过冷液体。再经第一电磁阀9，干燥过滤器8，经济器17，储液器15并通过主电子膨胀阀16节流，变成低温低压的气液混合物，进入室外换热器12，蒸发为气态工质，再经过气液分离器6进入压缩机1。
系统运行方式四：
图5所示补气增焓制热模式原理图，系统处于热泵工况时，若室外温度＜T1，系统切换为如图5所示的补气增焓制热模式，第一电磁阀9和第三电磁阀13打开，第二电磁阀10关闭，截止阀11打开。第一四通换向阀3将油分离器2的出口与室内换热器4的第二端口接通，并将气液分离器6的进口与室外换热器12的第一端口接通；第二四通换向阀7将干燥过滤器8与第一电磁阀9接通，并将主电子膨胀阀16与室外换热器12的第二端口接通。
补气增焓制热模式下，制冷剂经过压缩机1压缩后，变成高温高压制冷剂气体，经过油分离器2后，进入室内换热器4冷凝为过冷液体。再经第一电磁阀9、干燥过滤器8后，制冷剂液体分为两部分，部分制冷剂液体进入辅助回路，经补气电子膨胀阀14节流后，降至中间压力，成为中压气液混合物，并与来自主回路的温度较高的制冷剂液体在经济器17中发生热交换。之后，经过截止阀11回到压缩机中间补气口。主回路制冷剂液体经过经济器17，使制冷剂进一步过冷，经储液器15、主电子膨胀阀16节流，变成低温低压的气液混合物，进入室外换热器12，蒸发为气态工质，再经过气液分离器6进入压缩机1。
系统运行方式五：
图6所示为除霜模式原理图，除霜模式下，第二电磁阀10打开，第一电磁阀9和第三电磁阀13关闭，截止阀11打开。第一四通换向阀3将油分离器2的出口与室外换热器12的第一端口接通，并将气液分离器6的进口通过第一四通换向阀3的第一端口与室内换热器4接通；第二四通换向阀7将室外换热器12的第二端口与干燥过滤器8接通，并将主电子膨胀阀16与第一电磁阀9接通。
除霜模式下，制冷剂经过压缩机1压缩后，变成高温高压的制冷剂气体，经过油分离器2后，进入室外换热器12冷凝为过冷液体。再经干燥过滤器8、经济器17，储液器15并通过主电子膨胀阀16节流，变成低温低压的气液混合物后，经过第二电磁阀10进入除霜换热器，蒸发为气态工质，再经过气液分离器6进入压缩机1。待除霜完毕后，系统重新切换为热泵工况，继续供热。
本发明系统的补气增焓理论循环如图7所示，本发明应用于电动汽车空调热泵系统，在使用了补气增焓技术后，实现“准二级”压缩，与传统热泵技术相比，压缩机的排气温度由从t3降至t3’，保证压缩机可以安全可靠的运行。而且主回路中的制冷剂在节流前，在经济器中进一步得到过冷，从而进一步提高了系统处于低温工况下的循环吸热量。并且补气过程可以增加压缩机的排气量，从而进一步增加了循环的制热量与制冷量，提高了系统循环的经济性。

Claims (5)

1.一种带经济器的电动汽车空调热泵系统，其特征是：
在所述系统中分别设置第一四通换向阀(3)和第二四通换向阀(7)作为制冷剂流路切换阀组；压缩机(1)采用设有补气口的全封闭式车用电动空调压缩机；
并联设置室内换热器(4)和除霜换热器(5)，其并联线路的一端与所述第一四通换向阀(3)的第一端口相连接，并联线路的另一端与所述第二四通换向阀(7)的第一端口相连；所述第一四通换向阀(3)的其它三个端口分别连接油分离器(2)的出口、气液分离器(6)的进口以及室外换热器(12)的第一端口，所述油分离器(2)的入口与压缩机(1)的排气口相连，所述气液分离器(6)的出口与压缩机(1)的吸气口相连；所述第二四通换向阀(7)的其它三个端口分别与室外换热器(12)的第二端口、干燥过滤器(8)以及主电子膨胀阀(16)相连；
在所述干燥过滤器(8)的出口端一侧分别设置有主回路和辅助回路；
所述主回路为：自干燥过滤器(8)的出口端起依次连接的是经济器(17)的主回路接口、储液器(15)和主电子膨胀阀(16)；
所述辅助回路：自干燥过滤器(8)的出口端起依次连接的是第三电磁阀(13)、补气电子膨胀阀(14)、经济器(17)的辅助回路接口、截止阀(11)，至压缩机(1)的补气口；
设置所述电动汽车空调热泵系统制冷工况下的运行方式为：
设置制冷模式下的补气开启转换温度T2，当室外温度≤T2时，系统切换为普通制冷模式；当室外温度＞T2时，系统切换为补气增焓制冷模式；
所述普通制冷模式为：第一电磁阀(9)打开，第二电磁阀(10)和第三电磁阀(13)关闭，截止阀(11)打开；第一四通换向阀(3)将油分离器(2)的出口与室外换热器(12)的第一端口接通，并将气液分离器(6)的进口通过第一四通换向阀(3)与室内换热器(4)的第一端口接通；第二四通换向阀(7)将室外换热器(12)的第二端口与干燥过滤器(8)接通，并将主电子膨胀阀(16)与第一电磁阀(9)接通；
所述补气增焓制冷模式为：第一电磁阀(9)和第三电磁阀(13)打开，第二电磁阀(10)关闭，截止阀(11)打开；第一四通换向阀(3)将油分离器(2)的出口与室外换热器(12)的第一端口接通，并将气液分离器(6)的通过第一四通换向阀(3)与室内换热器(4)的第一端口接通；第二四通换向阀(7)将室外换热器(12)的第二端口与干燥过滤器(8)接通，并将主电子膨胀阀(16)与第一电磁阀(9)接通。
2.根据权利要求1所述的带经济器的电动汽车空调热泵系统，其特征是设置所述电动汽车空调热泵系统热泵工况下的运行方式为：
设置制热模式下的补气开启转换温度T1，在室外温度≥T1时，系统切换为普通制热模式；在室外温度＜T1时，系统切换为补气增焓制热模式；
所述普通制热模式为：第一电磁阀(9)打开，第二电磁阀(10)和第三电磁阀(13)关闭，截止阀(11)打开；第一四通换向阀(3)将油分离器(2)的出口通过第一四通换向阀(3)的第一端口与室内换热器(4)接通，并将气液分离器(6)的进口与室外换热器(12)的第一端口接通；第二四通换向阀(7)将干燥过滤器(8)与第一电磁阀(9)接通，并将主电子膨胀阀(16)与室外换热器(12)的第二端口接通；
所述补气增焓制热模式为：第一电磁阀(9)和第三电磁阀(13)打开，第二电磁阀(10)关闭，截止阀(11)打开；第一四通换向阀(3)将油分离器(2)的出口与室内换热器(4)的第二端口接通，并将气液分离器(6)的进口与室外换热器(12)的第一端口接通；第二四通换向阀(7)将干燥过滤器(8)与第一电磁阀(9)接通，并将主电子膨胀阀(16)与室外换热器(12)的第二端口接通；
设置除霜模式为：第二电磁阀(10)打开，第一电磁阀(9)和第三电磁阀(13)关闭，截止阀(11)打开；第一四通换向阀(3)将油分离器(2)的出口与室外换热器(12)的第一端口接通，并将气液分离器(6)的进口通过第一四通换向阀(3)的第一端口与室内换热器(4)接通；第二四通换向阀7将室外换热器(12)的第二端口与干燥过滤器(8)接通，并将主电子膨胀阀(16)与第一电磁阀(9)接通。
3.根据权利要求1所述的带经济器的电动汽车空调热泵系统，其特征是：独立设置补气回路流量控制单元，以所述补气回路流量控制单元的输出信号控制所述补气电子膨胀阀(14)的开度，至少有四支温度传感器为所述补气回路流量控制单元的信号输入端提供温度检测信号，所述四支温度传感器分别安装在室内换热器(4)的入口管路和出口管路、经济器(17)的辅助回路入口管路，以及室外换热器(12)的散热翅片中；
所述补气回路流量控制单元通过四支温度传感器的检测信号计算出系统的蒸发压力Pe、冷凝压力Pk以及中间补气压力Pm，调节补气电子膨胀阀(14)的开度，使得中间补气压力Pm与最佳中间补气压力Pm,opt相等。
4.根据权利要求1所述的带经济器的电动汽车空调热泵系统，其特征是：所述除霜换热器(5)安置在汽车空调的送风通道外部。
5.根据权利要求1所述的带经济器的电动汽车空调热泵系统，其特征是：在所述第二四通换向阀(7)的第一端口与室内换热器(4)之间设置有第一电磁阀(9)，所述第一电磁阀(9)在热泵与制冷工况下为开启状态，在除霜工况下为关闭状态；在所述第二四通换向阀(7)的第一端口与除霜换热器(5)之间设置有第二电磁阀(10)，所述第二电磁阀(10)仅在除霜工况下为开启状态，其余工况下均为关闭状态。
CN201610563257.7A 2014-11-05 2014-11-05 带经济器的电动汽车空调热泵系统 Active CN106016811B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610563257.7A CN106016811B (zh) 2014-11-05 2014-11-05 带经济器的电动汽车空调热泵系统

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610563257.7A CN106016811B (zh) 2014-11-05 2014-11-05 带经济器的电动汽车空调热泵系统
CN201410619658.0A CN104315742B (zh) 2014-11-05 2014-11-05 带经济器的电动汽车空调热泵系统及其控制方法

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410619658.0A Division CN104315742B (zh) 2014-11-05 2014-11-05 带经济器的电动汽车空调热泵系统及其控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106016811A CN106016811A (zh) 2016-10-12
CN106016811B true CN106016811B (zh) 2018-08-28

Family

ID=52371011

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610563257.7A Active CN106016811B (zh) 2014-11-05 2014-11-05 带经济器的电动汽车空调热泵系统
CN201410619658.0A Active CN104315742B (zh) 2014-11-05 2014-11-05 带经济器的电动汽车空调热泵系统及其控制方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410619658.0A Active CN104315742B (zh) 2014-11-05 2014-11-05 带经济器的电动汽车空调热泵系统及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (2) CN106016811B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111121336A (zh) * 2019-12-19 2020-05-08 青岛索迷尔能源科技有限公司 一种双离合变速箱切换的双动力单通驱动热泵

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104613665A (zh) * 2015-02-02 2015-05-13 珠海格力电器股份有限公司 热泵空调系统
CN106152588A (zh) * 2015-04-21 2016-11-23 珠海格力电器股份有限公司 低温喷焓机组
CN105042971A (zh) * 2015-09-15 2015-11-11 珠海格力电器股份有限公司 热泵机组及其控制方法和装置
CN105157270A (zh) * 2015-09-24 2015-12-16 无锡同方人工环境有限公司 带过冷回路的低环境温度空气源热泵系统
CN105258387A (zh) * 2015-10-19 2016-01-20 广东美的暖通设备有限公司 多联机系统及其中间压力控制方法
CN105202837A (zh) * 2015-10-19 2015-12-30 广东美的暖通设备有限公司 多联机系统及其中间压力控制方法
CN105201837B (zh) * 2015-10-26 2017-11-17 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 一种双级压缩机及其中间增焓压力的调节方法和控制系统
CN105509363B (zh) * 2016-01-31 2017-10-31 嘉兴学院 高效清洁多能源综合利用冷热联供系统
CN105918770B (zh) * 2016-05-09 2019-12-13 顺德职业技术学院 带经济器喷气增焓热泵真空冷冻干燥组合设备节能控制方法
CN105953386B (zh) * 2016-05-30 2019-06-04 珠海格力电器股份有限公司 双级补气增焓系统的控制方法和装置
CN106196664A (zh) * 2016-07-06 2016-12-07 珠海格力电器股份有限公司 空调系统及具有其的汽车
CN106705475B (zh) * 2016-11-30 2019-06-14 广东美芝制冷设备有限公司 制冷系统及制冷系统的控制方法
CN106828027B (zh) * 2017-01-23 2023-04-18 郑州科林车用空调有限公司 一种采用压力传感器的车用热泵空调
CN106766002B (zh) * 2017-02-04 2019-10-01 青岛海尔空调器有限总公司 一种空调的控制方法、装置及空调
CN106671733A (zh) * 2017-02-15 2017-05-17 唐齐新 用于电动汽车的空调系统
US10183549B2 (en) * 2017-04-27 2019-01-22 Ford Global Technologies, Llc Modulating vehicle heating and cooling system and control method
CN107234941B (zh) * 2017-06-09 2024-03-19 上海加冷松芝汽车空调股份有限公司 一种客车集中热管理系统
CN107166664A (zh) * 2017-06-09 2017-09-15 青岛海尔空调器有限总公司 一种空调器及控制方法
CN107192159A (zh) * 2017-07-11 2017-09-22 南京天加环境科技有限公司 一种改进的补气增焓冷热机组
CN107677009A (zh) * 2017-11-20 2018-02-09 广东美的制冷设备有限公司 空调器系统、运行控制方法和计算机可读存储介质
CN107830654A (zh) * 2017-12-01 2018-03-23 湖南埃瓦新能源科技有限公司 低温环境冷暖空气能热泵系统
CN108036554A (zh) * 2018-01-05 2018-05-15 珠海格力电器股份有限公司 空调用循环系统、空调及空调控制方法
CN108725128A (zh) * 2018-04-23 2018-11-02 上海理工大学 采用丙烷制冷剂的二次回路空调热泵系统
CN108633223B (zh) * 2018-04-27 2020-07-28 湖南华强电气股份有限公司 一种空调电池热泵的控制方法
CN108592441A (zh) * 2018-05-21 2018-09-28 江西江铃集团新能源汽车有限公司 电动汽车热管理系统
CN108973591B (zh) * 2018-08-02 2024-04-16 威马智慧出行科技（上海）有限公司 电动汽车温度调控系统及其控制方法
CN109455058B (zh) * 2018-11-09 2020-07-24 安徽江淮汽车集团股份有限公司 一种经济型电动汽车空调系统及控制方法
CN111231771B (zh) * 2018-11-29 2021-08-10 比亚迪股份有限公司 车辆热管理系统及其控制方法、车辆
CN109974359A (zh) * 2019-04-22 2019-07-05 天津赛诺梅肯能源科技有限公司 一种适用于寒冷地区的空气源热泵极速除霜系统
CN111059663A (zh) * 2019-12-28 2020-04-24 维克（天津）有限公司 超低温风冷模块机部分热回收机组以及控制方式
CN113059980B (zh) * 2021-03-31 2022-01-07 比亚迪股份有限公司 集成式热管理系统和车辆
CN113899104B (zh) * 2021-11-22 2023-03-31 上海本家空调系统有限公司 一种吸补气切换的发动机驱动空气源热泵机组
CN115468329B (zh) * 2022-09-13 2023-10-13 约克广州空调冷冻设备有限公司 热泵系统
CN115717741A (zh) * 2022-11-16 2023-02-28 势加透博洁净动力如皋有限公司 多联机中央空调系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102538273A (zh) * 2012-02-10 2012-07-04 海信（山东）空调有限公司 补气增焓空调系统及控制方法和空调器
CN103175344A (zh) * 2013-03-13 2013-06-26 青岛海信日立空调系统有限公司 一种寒冷地区用多联机热泵系统及其控制方法
CN203349569U (zh) * 2013-04-25 2013-12-18 广东美的制冷设备有限公司 空调器
CN103807917A (zh) * 2012-11-08 2014-05-21 珠海格力电器股份有限公司 空调器和应用于该空调器的补气控制方法
KR20140090792A (ko) * 2013-01-10 2014-07-18 박정해 열교환기 교번타입 핫가스제상 히트펌프

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4850197A (en) * 1988-10-21 1989-07-25 Thermo King Corporation Method and apparatus for operating a refrigeration system
US20080098760A1 (en) * 2006-10-30 2008-05-01 Electro Industries, Inc. Heat pump system and controls
CN201476406U (zh) * 2009-09-04 2010-05-19 大连中星科技开发有限公司 低温准双级空气源热泵装置
CN201621896U (zh) * 2010-01-15 2010-11-03 王章君 中间补气涡旋压缩机热泵提供热水采暖系统
CN103090579B (zh) * 2011-10-31 2015-10-28 中国科学院理化技术研究所 电动汽车的空调热泵系统
CN102809248B (zh) * 2012-08-15 2014-09-03 特灵空调系统(中国)有限公司 风冷冷水热泵空调热水系统
CN203231582U (zh) * 2013-04-11 2013-10-09 东华大学 一种设经济器及采用热气旁通法除霜的双级压缩热泵系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102538273A (zh) * 2012-02-10 2012-07-04 海信（山东）空调有限公司 补气增焓空调系统及控制方法和空调器
CN103807917A (zh) * 2012-11-08 2014-05-21 珠海格力电器股份有限公司 空调器和应用于该空调器的补气控制方法
KR20140090792A (ko) * 2013-01-10 2014-07-18 박정해 열교환기 교번타입 핫가스제상 히트펌프
CN103175344A (zh) * 2013-03-13 2013-06-26 青岛海信日立空调系统有限公司 一种寒冷地区用多联机热泵系统及其控制方法
CN203349569U (zh) * 2013-04-25 2013-12-18 广东美的制冷设备有限公司 空调器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111121336A (zh) * 2019-12-19 2020-05-08 青岛索迷尔能源科技有限公司 一种双离合变速箱切换的双动力单通驱动热泵

Also Published As

Publication number Publication date
CN104315742A (zh) 2015-01-28
CN104315742B (zh) 2016-06-29
CN106016811A (zh) 2016-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106016811B (zh) 带经济器的电动汽车空调热泵系统
CN107020915A (zh) 一种带有冷却液回路的新能源汽车用空调热泵系统
CN104121720A (zh) 一种采用空气源热泵的电动汽车空调系统
CN203533802U (zh) 空调系统
CN104290561A (zh) 电动汽车排风热回收的方法及应用该方法的热泵空调系统
CN105135725B (zh) 一种单压缩机二级动态制冷蓄冷空调系统及其制冷方法
CN103807917A (zh) 空调器和应用于该空调器的补气控制方法
CN206664198U (zh) 一种带有冷却液回路的新能源汽车用空调热泵系统
KR20180019042A (ko) 히트 펌프형 냉동 시스템
CN112477554B (zh) 一种用于电动汽车热泵的电池热管理系统
CN104266401A (zh) 应用电动汽车排风热回收的方法制作的热泵空调系统
CN208170776U (zh) 一种补气式电动汽车热泵空调系统
CN202869070U (zh) 空调器
CN108119953A (zh) 分体式热泵空调器
CN101943503B (zh) 空调制冷设备
CN100432551C (zh) 变容量空调
US20210010733A1 (en) Air conditioning system and control method therefor
CN202648031U (zh) 双热源喷气增焓热泵空调
CN103292510A (zh) 一种汽车空调系统
CN106871474A (zh) 风冷水冷组合式空调系统
CN103836792A (zh) 热泵与热水加热组合系统
CN206514574U (zh) 一种数据中心制冷系统
CN109059335A (zh) 一种低温空气源热泵机组
CN108482062A (zh) 带喷射器的电动汽车热泵型空调系统
CN106016808B (zh) 空调系统及其控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant