CN106585325B - 一种纯电动客车用风水复合热泵型空调系统 - Google Patents

一种纯电动客车用风水复合热泵型空调系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种纯电动客车用风水复合热泵型空调系统，其特征在于：该系统主要由顶置式风水复合热泵系统与车内下置式水热型采暖系统复合而成。所述的顶置式风水复合热泵系统主要由压缩机复合模块Ⅰ、复合热泵循环辅助设备模块Ⅱ、车外冷热空气复合换热模块Ⅲ、车内冷热空气‑水复合换热模块Ⅳ、动力系统水热回收采暖模块Ⅴ、功能切换与控制及连接管道等组成；本发明可实现车内制冷、供热、融霜、除雾等多种功能，尤其在冬季供热时可实现车车厢顶部与下部同时供热，较好的解决了顶置式热泵空调冬季供热时产生的头热脚冷的突出问题。

Description

一种纯电动客车用风水复合热泵型空调系统
技术领域
本发明涉及一种纯电动客车用风水复合热泵型空调系统。
背景技术
夏季时车外环境温度过高、散热条件恶劣时系统制冷量不足，车外换热器过冷度较低，导致换热效果不理想，同时也造成了能源的浪费，严重影响了汽车在车外环境温度过高的安全续航行驶。在节能减排的要求下，需要提高车外换热器的过冷度，增大系统制冷量、增强汽车空调的制冷效果。同时，空气源热泵空调系统在冬季低温制热时时常出现结霜现象，严重影响了供热效果，而现有的各种融霜技术效率低，能耗高或无法供热、融霜同步进行，使得空气源热泵空调系统在冬季低温制热时难以可靠运行。
发明内容
本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种纯电动客车用风水复合热泵型空调系统。本发明可有效解决目前客车空调系统冬季室外环境温度过低时无法稳定的供热循环和夏季室外温度过高无法稳定的制冷循环、车外换热器在冬季容易结霜导致空调系统无法正常的运行，车窗玻璃结霜与起雾、冬季供热时产生的头热脚冷的突出问题。
本发明的系统可构成两个相对独立运行的热力循环系统一和热力循环系统二。该系统可根据实际需要，将两个相对独立的热力循环系统一和系统二复合成夏季双空气制冷循环、冬季车厢顶部双空气供热循环、冬季车厢下部水供热循环、冬季车厢顶部空气系统与下部水系统同步复合供热循环、同步制冷与制热车外换热器快速融霜循环、同步制冷与制热车窗快速融霜除雾循环等多种循环工作模式。
本发明的目的可以通过下述技术措施来实现：
本发明的纯电动客车用风水复合热泵型空调系统是由压缩机复合模块Ⅰ、复合热泵循环辅助设备模块Ⅱ、车外冷热空气复合换热模块Ⅲ、车内冷热空气-水复合换热模块Ⅳ、动力系统水热回收采暖模块Ⅴ、功能切换与控制及相应连接管道组成；所述压缩机复合模块Ⅰ包括由第一压缩机子系统、第二压缩机子系统组成的压缩机复合分系统、第一电动三通阀、第二电动三通阀、第三电动三通阀、第四电动三通阀；复合热泵循环辅助设备模块Ⅱ包括由第一辅助设备子系统、第二辅助设备子系统组成的复合热泵循环辅助设备分系统、第五电动三通阀、第六电动三通阀、第七电动三通阀、第八电动三通阀；车外冷热空气复合换热模块Ⅲ包括由车外双向变频风机、车外冷热复合前置换热器、车外冷热复合后置换热器组成的车外分系统、第九电动三通阀、第十电动三通阀、第十一电动三通阀、第十二电动三通阀；车内冷热空气-水复合换热模块Ⅳ包括由车内双向变频风机、车内冷热风-水复合前置换热器、车内冷热风-水复合后置换热器、PTC电加热、多个水暖散热器、第一道风道风量控制阀、第二道风道风量控制阀组成的车内分系统、第十三电动三通阀、第十四电动三通阀、第十五电动三通阀、第十六电动三通阀；动力系统水热回收采暖模块Ⅴ由动力冷却换热装置、多个水暖散热器、循环水泵、第一电磁阀组成；所述第一压缩机子系统第一接口通过第一电动三通阀与第九电动三通阀连接，第二压缩机子系统第一接口通过第二电动三通阀与第十电动三通阀连接，第一压缩机子系统第二接口通过第三电动三通阀与第九电动三通阀连接，第二压缩机子系统第二接口通过第四电动三通阀与第十电动三通阀连接；第一压缩机子系统第一接口通过第一电动三通阀与第十四电动三通阀连接，第二压缩机子系统第一接口通过第二电动三通阀与第十三电动三通阀连接，第一压缩机子系统第二接口通过第三电动三通阀与第十四电动三通阀连接，第二压缩机子系统第二接口通过第四电动三通阀与第十三电动三通阀连接；第一辅助设备子系统的第一接口通过第五电动三通阀与第十二电动三通阀、第十五电动三通阀连接；第二辅助设备子系统的第一接口通过第六电动三通阀分别与第十一电动三通阀、第十六电动三通阀连接；第一辅助设备子系统的第二接口通过第七电动三通阀分别与第十二电动三通阀、第十五电动三通阀连接；第二辅助设备子系统的第二接口通过第八电动三通阀分别与第十一电动三通阀、第十六电动三通阀连接；车外冷热空气复合换热模块Ⅲ中车外冷热复合前置换热器第一接口与第九电动三通阀连接，其第二接口与第十二电动三通阀连接，车外冷热复合后置换热器第一接口与第十电动三通阀连接，其第二接口与第十一电动三通阀连接，按空气流向依次通过车外双向变频风机、车外冷热复合前置换热器以及车外冷热复合后置换热器；所述车内冷热空气-水复合换热模块Ⅳ中的车内冷热风-水复合前置换热器第一接口与第十四电动三通阀连接，其第二接口与第十五电动三通阀连接，车内冷热风-水复合后置换热器第一接口与第十三电动三通阀连接，其第二接口与第十六电动三通阀连接，按空气流向依次通过第一道风道风量控制阀、车内双向变频风机、PTC电加热、车内冷热风-水复合前置换热器、车内冷热风-水复合后置换热器、多个水暖换热器以及第二道风道风量控制阀；所述动力系统水热回收采暖模块Ⅴ中的动力冷却换热装置的一个接口通过循环水泵与水暖散热器的一个连接口相连，动力冷却换热装置的另一个接口通过第一电磁阀接入水暖散热器另一接口。
本发明中所述第一压缩机子系统由第一压缩机、第一气液分离器、低压补气、中压补气、第一电动三通阀、第三电动三通阀、第十七电动三通阀组成；其中，制冷剂经过所述第十七电动三通阀的一个管口为制冷剂进口，另外两个管口中的一个管口经过中压补气接入第一压缩机，另一个管口经过低压补气与经过第三电动三通阀、第一气液分离器的制冷剂混合后进入第一压缩机，第一压缩机出口与第一电动三通阀连接。
所述第二压缩机子系统由第二压缩机、第二气液分离器、低压补气、中压补气、第二电动三通阀、第四电动三通阀、第十八电动三通阀组成；其中，制冷剂经过所述第十八电动三通阀的一个管口为制冷剂进口，另外两个管口中的一个管口经过中压补气接入第二压缩机，另一个管口经过低压补气与经过第四电动三通阀、第二气液分离器的制冷剂混合后进入压缩机，第二压缩机出口与第二电动三通阀连接。
所述第一辅助设备子系统由第一补气换热器、第一主路节流膨胀阀、第一单向阀、第一干燥过滤器、第一补气节流膨胀阀、第一储液器、第五电动三通阀、第七电动三通阀组成；所述第七电动三通阀的出口依次通过第一储液器、第一干燥过滤器后分成两路：主路、辅路，主路依次经过第一补气换热器、第一主路节流膨胀阀接入第五电动三通阀的进口，辅路依次经过第一补气节流膨胀阀、第一补气换热器接入第一单向阀的进口。
所述第二辅助设备子系统由第二补气换热器、第二主路节流膨胀阀、第二单向阀、第二干燥过滤器、第二补气节流膨胀阀、第二储液器、第六电动三通阀、第八电动三通阀组成；所述第八电动三通阀出口依次经过第二储液器、第二干燥过滤器后分成两路：主路、辅路，主路依次经过第二补气换热器、第二主路节流膨胀阀接入第六电动三通阀的进口；辅路依次经过第二补气节流膨胀阀、第二补气换热器接入第二单向阀的进口。
所述第一压缩机子系统中的第一压缩机、第二压缩机子系统中的第二压缩机由规格和容量相同或不同的两台压缩机，两套气液分离与进排气换向装置、压缩机补气接口及连接管道组成；或其中一台压缩机为带进排气混合与分配装置的压缩机；所述第一压缩机子系统中的第一压缩机、第二压缩机子系统中的第二压缩机为车用空调电动变频压缩机，采用涡旋式、活塞式或转子式中的任意一种；压缩机补气接口为中压补气接口或低压补气接口；低压补气接口为压缩机低压腔补气接口或压缩机吸气口处并联的补气接口。
更具体说，车外冷热空气复合换热模块、车内冷热空气-水复合换热模块中的换热器可实现双蒸发、双冷凝、前蒸发与后冷凝、前冷凝与后蒸发等四种冷热复合换热功能模式；所述冷热空气复合换热装置的前置与后置换热器的数量、结构和尺寸即可相同也可不同；所述冷热空气复合换热装置的前置与后置换热器既可以是两个完全独立的换热器组合而成，亦可以是将前置换热盘管和后置换热盘管组装在同一组换热翅片和换热器框架内复合成一体。
所述节流膨胀装置可以是电子膨胀阀、热力膨胀阀、节流短管、毛细管以及其他形式的节流膨胀装置；压缩机补气换热装置可以是板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器及其它形式的换热器。
所述功能切换与控制子系统主要由压缩机吸排气换向控制装置、连接各子系统的制冷剂流量控制装置和制冷剂流向桥路控制装置以及连接管道等组成。
本发明的有益效果如下：
本发明可实现车内制冷、供热、融霜、除雾等多种功能，尤其在冬季供热时可实现车车厢顶部与下部同时供热，较好的解决了顶置式热泵空调冬季供热时产生的头热脚冷的突出问题。
附图说明
图1是风水复合热泵型空调系统循环原理图。
图2是空调系统夏季制冷循环原理图。
图3是空调系统冬季单一车厢顶部供热循环原理图。
图4是空调系统冬季单一车厢下部供热循环图。
图5是空调系统冬季车厢顶部与下部同步供热循环原理图。
图6是汽车空调系统车外冷热复合模块连接图。
图7是汽车空调系统车内冷热复合模块连接图。
图8是汽车空调系统压缩机复合子系统连接图。
图9是汽车空调系统复合双循环辅助子系统连接图。
图中图号名称：Ⅰ、压缩机复合模块，Ⅱ、复合热泵循环辅助设备模块，Ⅲ、车外冷热空气复合换热模块，Ⅳ、车内冷热空气-水复合换热模块，Ⅴ、动力系统水热回收采暖模块；1-1、第一压缩机子系统，1-2、第二压缩机子系统，2-1、第一辅助设备子系统，2-2、第二辅助设备子系统， Y1-1、第一压缩机，E1-1、第二压缩机，Y1-2、第一气液分离器，E1-2、第二气液分离器，Y1-3、第十七电动三通阀，E1-3、第十八电动三通阀，Y1-4、低压补气口，Y1-5、中压补气口，Y2-1、第一补气换热器，E2-1、第二补气换热器，Y2-2、第一主路节流膨胀阀，E2-2、第二主路节流膨胀阀，Y2-3、第一单向阀，E2-3、第二单向阀，Y2-4、第一干燥过滤器，E2-4、第二干燥过滤器，Y2-5、第一补气节流膨胀阀，E2-5、第二补气节流膨胀阀，Y2-6、第一储液器，E2-6、第二储液器，3-1、车外冷热复合前置换热器，3-2、车外冷热复合后置换热器， 4-1、车内冷热风-水复合前置换热器，4-2、车内冷热风-水复合后置换热器，4-4、第一道风道风量控制阀，4-3、第二道风道风量控制阀，6、车内双向变频风机，7、车外双向变频风机，8、水暖散热器，9、PTC电加热，10、循环水泵，11、动力电机冷却装置，12、第一电磁阀， F11、第一电动三通阀，F12、第二电动三通阀，F1-1、第三电动三通阀，F1-2、第四电动三通阀，F3-2、第五电动三通阀，F2-4、第六电动三通阀，F3-4、第七电动三通阀，F4-3、第八电动三通阀，F13、第九电动三通阀，F23、第十电动三通阀，F32、第十一电动三通阀，F31、第十二电动三通阀，F24、第十三电动三通阀，F14、第十四电动三通阀，F41、第十五电动三通阀，F42、第十六电动三通阀。
具体实施方式
本发明以下将结合实施例（附图）作进一步描述。
如图1所示，本发明的纯电动客车用风水复合热泵型空调系统是由压缩机复合模块Ⅰ、复合热泵循环辅助设备模块Ⅱ、车外冷热空气复合换热模块Ⅲ、车内冷热空气-水复合换热模块Ⅳ、动力系统水热回收采暖模块Ⅴ、功能切换与控制及相应连接管道组成；所述压缩机复合模块Ⅰ包括由第一压缩机子系统1-1、第二压缩机子系统1-2组成的压缩机复合分系统1、第一电动三通阀F11、第二电动三通阀F12、第三电动三通阀F1-1、第四电动三通阀F1-2；复合热泵循环辅助设备模块Ⅱ包括由第一辅助设备子系统2-1、第二辅助设备子系统2-2组成的复合热泵循环辅助设备分系统2、第五电动三通阀F3-2、第六电动三通阀F2-4、第七电动三通阀F3-4、第八电动三通阀F4-3；车外冷热空气复合换热模块Ⅲ包括由车外双向变频风机7、车外冷热复合前置换热器3-1、车外冷热复合后置换热器3-2组成的车外分系统3、第九电动三通阀F13、第十电动三通阀F23、第十一电动三通阀F32、第十二电动三通阀F31；车内冷热空气-水复合换热模块Ⅳ包括由车内双向变频风机6、车内冷热风-水复合前置换热器4-1、车内冷热风-水复合后置换热器4-2、PTC电加热9、多个水暖散热器8、第一道风道风量控制阀4-4、第二道风道风量控制阀4-3组成的车内分系统4、第十三电动三通阀F24、第十四电动三通阀F14、第十五电动三通阀F41、第十六电动三通阀F42；动力系统水热回收采暖模块Ⅴ由动力冷却换热装置11、多个水暖散热器、循环水泵10、第一电磁阀12组成；所述第一压缩机子系统1-1第一接口通过第一电动三通阀F11与第九电动三通阀F13连接，第二压缩机子系统1-2第一接口通过第二电动三通阀F12与第十电动三通阀F23连接，第一压缩机子系统1-1第二接口通过第三电动三通阀F1-1与第九电动三通阀F13连接，第二压缩机子系统1-2第二接口通过第四电动三通阀F1-2与第十电动三通阀F23连接；第一压缩机子系统1-1第一接口通过第一电动三通阀F11与第十四电动三通阀F14连接，第二压缩机子系统1-2第一接口通过第二电动三通阀F12与第十三电动三通阀F24连接，第一压缩机子系统1-1第二接口通过第三电动三通阀F1-1与第十四电动三通阀F14连接，第二压缩机子系统1-2第二接口通过第四电动三通阀F1-2与第十三电动三通阀F24连接；第一辅助设备子系统2-1的第一接口通过第五电动三通阀F3-2与第十二电动三通阀F31、第十五电动三通阀F41连接；第二辅助设备子系统2-2的第一接口通过第六电动三通阀F2-4分别与第十一电动三通阀F32、第十六电动三通阀F42连接；第一辅助设备子系统2-1的第二接口通过第七电动三通阀F3-4分别与第十二电动三通阀F31、第十五电动三通阀F41连接；第二辅助设备子系统2-2的第二接口通过第八电动三通阀F4-3分别与第十一电动三通阀F32、第十六电动三通阀F42连接；车外冷热空气复合换热模块Ⅲ中车外冷热复合前置换热器3-1第一接口与第九电动三通阀F13连接，其第二接口与第十二电动三通阀F31连接，车外冷热复合后置换热器3-2第一接口与第十电动三通阀F23连接，其第二接口与第十一电动三通阀F32连接，按空气流向依次通过车外双向变频风机7、车外冷热复合前置换热器3-1以及车外冷热复合后置换热器3-2（参见图6）；所述车内冷热空气-水复合换热模块Ⅳ中的车内冷热风-水复合前置换热器4-1第一接口与第十四电动三通阀F14连接，其第二接口与第十五电动三通阀F41连接，车内冷热风-水复合后置换热器4-2第一接口与第十三电动三通阀F24连接，其第二接口与第十六电动三通阀F42连接，按空气流向依次通过第一道风道风量控制阀4-4、车内双向变频风机6、PTC电加热9、车内冷热风-水复合前置换热器4-1、车内冷热风-水复合后置换热器（4-2）、多个水暖换热器8以及第二道风道风量控制阀4-3（参见图7）；所述动力系统水热回收采暖模块Ⅴ中的动力冷却换热装置11的一个接口通过循环水泵10与水暖散热器的一个连接口相连，动力冷却换热装置11的另一个接口通过第一电磁阀12接入水暖散热器8另一接口。
如图8所示，本发明中所述第一压缩机子系统1-1由第一压缩机Y1-1、第一气液分离器Y1-2、低压补气Y1-4、中压补气Y1-5、第一电动三通阀F11、第三电动三通阀F1-1、第十七电动三通阀Y1-3组成；其中，制冷剂经过所述第十七电动三通阀Y1-3的一个管口为制冷剂进口，另外两个管口中的一个管口经过中压补气Y1-5接入第一压缩机，另一个管口经过低压补气Y1-4与经过第三电动三通阀F1-1、第一气液分离器Y1-2的制冷剂混合后进入第一压缩机，第一压缩机Y1-1出口与第一电动三通阀F11连接。
如图8所示，所述第二压缩机子系统1-2由第二压缩机E1-1第二气液分离器E1-2、低压补气E1-4、中压补气E1-5、第二电动三通阀F12、第四电动三通阀F1-2、第十八电动三通阀E1-3组成；其中，制冷剂经过所述第十八电动三通阀E1-3的一个管口为制冷剂进口，另外两个管口中的一个管口经过中压补气E1-5接入第二压缩机，另一个管口经过低压补气E1-4与经过第四电动三通阀F1-2、第二气液分离器E1-2的制冷剂混合后进入压缩机，第二压缩机E1-1出口与第二电动三通阀F12连接。
如图9所示，所述第一辅助设备子系统2-1由第一补气换热器Y2-1、第一主路节流膨胀阀Y2-2、第一单向阀Y2-3、第一干燥过滤器Y2-4、第一补气节流膨胀阀Y2-5、第一储液器Y2-6、第五电动三通阀F3-2、第七电动三通阀F3-4组成；所述第七电动三通阀F3-4的出口依次通过第一储液器Y2-6、第一干燥过滤器Y2-4后分成两路：主路、辅路，主路依次经过第一补气换热器Y2-1、第一主路节流膨胀阀Y2-2接入第五电动三通阀F3-2的进口，辅路依次经过第一补气节流膨胀阀Y2-5、第一补气换热器Y2-1接入第一单向阀Y2-3的进口。
如图9所示，所述第二辅助设备子系统2-2由第二补气换热器E2-1、第二主路节流膨胀阀E2-2、第二单向阀E2-3、第二干燥过滤器E2-4、第二补气节流膨胀阀E2-5、第二储液器E2-6、第六电动三通阀F2-4、第八电动三通阀F4-3组成；所述第八电动三通阀F4-3出口依次经过第二储液器E2-6、第二干燥过滤器E2-4后分成两路：主路、辅路，主路依次经过第二补气换热器E2-1、第二主路节流膨胀阀E2-2接入第六电动三通阀F2-4的进口；辅路依次经过第二补气节流膨胀阀E2-5、第二补气换热器E2-1接入第二单向阀E2-3的进口。
所述第一压缩机子系统1-1中的第一压缩机Y1-1、第二压缩机子系统1-2中的第二压缩机E1-1由规格和容量相同或不同的两台压缩机，两套气液分离与进排气换向装置、压缩机补气接口及连接管道组成；或其中一台压缩机为带进排气混合与分配装置的压缩机。所述第一压缩机子系统1-1中的第一压缩机Y1-1、第二压缩机子系统1-2中的第二压缩机E1-1为车用空调电动变频压缩机，采用涡旋式、活塞式或转子式中的任意一种；压缩机补气接口为中压补气接口或低压补气接口；低压补气接口为压缩机低压腔补气接口或压缩机吸气口处并联的补气接口。
更具体说，车外冷热空气复合换热模块、车内冷热空气-水复合换热模块中的换热器可实现双蒸发、双冷凝、前蒸发与后冷凝、前冷凝与后蒸发等四种冷热复合换热功能模式；所述冷热空气复合换热装置的前置与后置换热器的数量、结构和尺寸即可相同也可不同；所述冷热空气复合换热装置的前置与后置换热器既可以是两个完全独立的换热器组合而成，亦可以是将前置换热盘管和后置换热盘管组装在同一组换热翅片和换热器框架内复合成一体。
所述节流膨胀装置可以是电子膨胀阀、热力膨胀阀、节流短管、毛细管以及其他形式的节流膨胀装置；压缩机补气换热装置可以是板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器及其它形式的换热器。
所述功能切换与控制子系统主要由压缩机吸排气换向控制装置、连接各子系统的制冷剂流量控制装置和制冷剂流向桥路控制装置以及连接管道等组成。
（1）夏季制冷循环流程
当汽车行驶时，根据新能源汽车的实际需要，控制纯电动客车用风水复合热泵型空调系统中的热力循环系统一及热力循环系统二的开启。热力循环系统一的制冷循环流程如下：热力循环系统一的制冷循环流程如下：（见图8）制冷剂依次通过第一压缩机Y1-1、第一电动三通阀F11、（见图6）第九电动三通阀F13、车外冷热复合前置换热器3-1、第十二电动三通阀F31、第七电动三通阀F3-4、（见图9）第一储液器Y2-6、第一干燥过滤器Y2-4，经过第一干燥过滤器Y2-4后分为三路：主路、辅路、旁通，旁通为在进入补气换热器Y2-1前与第六电动三通阀F2-4之间增加的一个电磁阀（第二电磁阀）以及相应连接管路构成（未在图中显示），主路依次通过第一补气换热器Y2-1、第一主路节流膨胀阀Y2-2、第五电动三通阀F3-2、（见图7）第十五电动三通阀F41、车内冷热风-水复合前置换热器4-1、第十四电动三通阀F14、第三电动三通阀F1-1、（见图8）气液分离器Y1-2、压缩机Y1-1；（见图9）辅路依次经过第一干燥过滤器Y2-4、第一补气节流膨胀阀Y2-5、第一补气换热器Y2-1、第一单向阀Y2-3、（见图8）第十七电动三通阀Y1-3，经过第十七电动三通阀Y1-3后分为两路，根据汽车实际需要进行低压补汽或中压补气。
热力循环系统二的制冷循环流程如下：（见图8）制冷剂依次通过压缩机E1-1、第二电动三通阀F12、（见图2）第十电动三通阀F23、车外冷热复合后置换热器3-2、第十一电动三通阀F32、第八电动三通阀F4-3、（见图9）第二储液器E2-6、第二干燥过滤器E2-4，经过第二干燥过滤器E2-4后分为三路：主路、辅路、旁通，旁通为在进入第二补气换热器E2-1前与进第六电动三通阀F2-4之间增加的一个电磁阀（第三电磁阀）以及相应连接管路构成（未在图中显示），主路依次通过第二补气换热器E2-1、第二主路节流膨胀阀E2-2、第六电动三通阀F2-4、（见图7）第十六电动三通阀F42、车内冷热复合后置换热器4-2、第十三电动三通阀F24、第四电动三通阀F1-2、（见图8）气液分离器E1-2、压缩机E1-1；（见图9）辅路依次经过第二干燥过滤器E2-4、第二补气节流膨胀阀E2-5、第二补气换热器E2-1、第二单向阀E2-3、（见图8）第十八电动三通阀E1-3，经过第十八电动三通阀E1-3后分为两路，根据汽车实际需要进行低压补汽或中压补气。实现汽车空调夏季制冷循环流程，满足夏季制冷需要。
（2）冬季车厢顶部双空气供热循环
热力循环系统一的制热循环流程如下：（见图8）制冷剂从第一压缩机Y1-1、第一电动三通阀F11、（见图3）第十四电动三通阀F14、车内冷热风-水复合前置换热器4-1、第十五电动三通阀F41、第七电动三通阀F3-4、（见图9）第一储液器Y2-6、第一干燥过滤器Y2-4，经过第一干燥过滤器Y2-4后分为三路：主路、辅路、旁通，旁通为在进入第一补气换热器Y2-1前与第六电动三通阀F2-4之间增加的一个电磁阀（第二电磁阀）以及相应连接管路构成（未在图中显示），主路依次进入第一补气换热器Y2-1、第一主路节流膨胀阀Y2-2、第五电动三通阀F3-2、（见图3）第十二电动三通阀F31、车外冷热复合前置换热器3-1、第九电动三通阀F13、第三电动三通阀F1-1、（见图8）第一气液分离器Y1-2、第一压缩机Y1-1；（见图9）辅路依次经过第一干燥过滤器Y2-4、第一补气节流膨胀阀Y2-5、第一补气换热器Y2-1、第一单向阀Y2-3、（见图8）、第十七电动三通阀Y1-3，经过第十七电动三通阀Y1-3后分为两路，根据汽车实际需要进行低压补汽或中压补气。
热力循环系统二的制热循环流程如下：（见图8）制冷剂依次经过第二压缩机E1-1经过第二电动三通阀F12、（见图3）第十三电动三通阀F24、车内冷热风-水复合后置换热器4-2、第十六电动三通阀F42、第八电动三通阀F4-3、（见图9）第二储液器E2-6、第二干燥过滤器E2-4，经过第二干燥过滤器E2-4后分为三路：主路、辅路、旁通，旁通为在进入第二补气换热器E2-1前与第六电动三通阀F2-4之间增加的一个电磁阀（第二电磁阀）以及相应连接管路构成（未在图中显示），主路依次经过第二补气换热器E2-1、第二主路节流膨胀阀E2-2、第六电动三通阀F2-4、（见图3）第十一电动三通阀F32、车外冷热复合后置换热器3-2、第十电动三通阀F23、第四电动三通阀F1-2、（见图8）第二气液分离器E1-2→第二压缩机E1-1；（见图9）辅路依次经过第二干燥过滤器E2-4、第二补气节流膨胀阀E2-5、第二补气换热器E2-1、第二单向阀E2-3、（见图8）第十八电动三通阀E1-3，经过第十八电动三通阀E1-3后分为两路，根据汽车实际需要进行低压补汽或中压补气。
（3）冬季车厢下部水系统供热循环
如图4所示，冬季单一车厢下部供热循环系统车身内侧下部布置的多个水暖散热器8、循环水泵10、第一电磁阀12和连接管道等部件组成。其循环流程如下：由动力系统冷却装置11的出口依次进入循环水泵10、多个水暖散热器8，经过多个水暖散热器8后通过第一电磁阀（控制阀门）12进入动力系统冷却装置11。
（4）冬季车厢顶部空气系统与下部水系统同步复合供热循环
在冬季室外环境温度较低时，开启冬季车厢顶部空气系统与下部水系统同步复合供热循环，其循环由热力循环系统一、热力循环系统二、车厢下部水系统供热循环组成。具体流程如下：
热力循环系统一的循环流程如下：（见图8）制冷剂从第一压缩机Y1-1、第一电动三通阀F11、（见图3）第十四电动三通阀F14、车内冷热风-水复合前置换热器4-1、第十五电动三通阀F41、第七电动三通阀F3-4、（见图9）第一储液器Y2-6、第一干燥过滤器Y2-4，经过第一干燥过滤器Y2-4后分为三路：主路、辅路、旁通，旁通为在进入第一补气换热器Y2-1前与第六电动三通阀F2-4之间增加的一个电磁阀（第二电磁阀）以及相应连接管路构成（未在图中显示），主路依次进入第一补气换热器Y2-1、第一主路节流膨胀阀Y2-2、第五电动三通阀F3-2、（见图3）第十二电动三通阀F31、车外冷热复合前置换热器3-1、第九电动三通阀F13、第三电动三通阀F1-1、（见图8）第一气液分离器Y1-2、第一压缩机Y1-1；（见图9）辅路依次经过第一干燥过滤器Y2-4、第一补气节流膨胀阀Y2-5、第一补气换热器Y2-1、第一单向阀Y2-3、（见图8）、第十七电动三通阀Y1-3，经过电动三通阀Y1-3后分为两路，根据汽车实际需要进行低压补汽或中压补气。
热力循环系统二的流程如下：（见图8）制冷剂依次经过第一压缩机E1-1经过第二电动三通阀F12、（见图3）第十三电动三通阀F24、车内冷热风-水复合后置换热器4-2、第十六电动三通阀F42、第八电动三通阀F4-3、（见图9）第二储液器E2-6、第二干燥过滤器E2-4，经过第二干燥过滤器E2-4后分为三路：主路、辅路、旁通，旁通为在进入第二补气换热器E2-1前与第六电动三通阀F2-4之间增加的一个电磁阀（第三电磁阀）以及相应连接管路构成（未在图中显示），主路依次经过第二补气换热器E2-1、第二主路节流膨胀阀E2-2、第六电动三通阀F2-4、（见图3）第十一电动三通阀F32、车外冷热复合后置换热器3-2、第十电动三通阀F23、第四电动三通阀F1-2、（见图8）第二气液分离器E1-2→第二压缩机E1-1；（见图9）辅路依次经过第二干燥过滤器E2-4、第二补气节流膨胀阀E2-5、第二补气换热器E2-1、第二单向阀E2-3、（见图8）第十八电动三通阀E1-3，经过第十八电动三通阀E1-3后分为两路，根据汽车实际需要进行低压补汽或中压补气。如图4所示，冬季单一车厢下部供热循环系统车身内侧下部布置的多个水暖散热器8、循环水泵10、第一电磁阀12和连接管道等部件组成。其循环流程如下：由动力系统冷却装置11的出口依次进入循环水泵10、多个水暖散热器8，经过多个水暖散热器8后通过第一电磁阀12进入动力系统冷却装置11。
（5）同步制冷与制热车外换热器快速融霜循环
纯电动客车用风水复合热泵型空调系统同步制冷与制热车外换热器快速融霜循环，动力系统冷却装置11、循环水泵10、第一电磁阀12、PTC电加热装置9开启；复合热泵循环辅助设备分系统（热力循环系统一制冷及热力循环系统）2制热同步，可实现热力循环系统一车外换热器快速融霜循环；热力循环系统一制热及热力循环系统二制冷同步，可实现热力循环系统二车外换热器快速融霜循环；通过上述热力循环系统一，热力循环系统二的车外换热器快速融霜，可实现同步制冷与制热车外换热器快速融霜循环。
1）热力循环系统一车外换热器快速融霜循环流程如下：
当热力循环系统一车外换热器快速融霜循环，热力循环系统一的循环流程如下：（见图8）制冷剂依次通过第一压缩机Y1-1、第一电动三通阀F11、（见图6）第九电动三通阀F13、车外冷热复合前置换热器3-1、第十二电动三通阀F31、电动三通阀F3-4、（见图9）储液器Y2-6、第一干燥过滤器Y2-4、第一补气换热器Y2-1、第一主路节流膨胀阀Y2-2、第五电动三通阀F3-2、（见图7）第十五电动三通阀F41、车内冷热风-水复合前置换热器4-1、第十四电动三通阀F14、第三电动三通阀F1-1、（见图8）第一气液分离器Y1-2、第一压缩机Y1-1；（见图9）辅路依次经过第一干燥过滤器Y2-4、第一补气节流膨胀阀Y2-5、第一补气换热器Y2-1、第一单向阀Y2-3、（见图8）第十七电动三通阀Y1-3，经过第十七电动三通阀Y1-3后分为两路，根据汽车实际需要进行低压补汽或中压补气。
当热力循环系统一车外换热器快速融霜循环，热力循环系统二的循环流程如下：（见图8）制冷剂依次经过第二压缩机E1-1经过第二电动三通阀F12、（见图3）第十三电动三通阀F24、车内冷热风-水复合后置换热器4-2、第十六电动三通阀F42、第八电动三通阀F4-3、（见图9）第二储液器E2-6、第二干燥过滤器E2-4，经过第二干燥过滤器E2-4后分为两路：主路、辅路，主路依次经过第二补气换热器E2-1、第二主路节流膨胀阀E2-2、第六电动三通阀F2-4、（见图3）第十一电动三通阀F32、车外冷热复合后置换热器3-2、第十电动三通阀F23、第四电动三通阀F1-2、（见图8）第二气液分离器E1-2→第二压缩机E1-1；（见图9）辅路依次经过第二干燥过滤器E2-4、第二补气节流膨胀阀E2-5、第二补气换热器E2-1、第二单向阀E2-3、（见图8）第十八电动三通阀E1-3，经过第十八电动三通阀E1-3后分为两路，根据汽车实际需要进行低压补汽或中压补气。
2）热力循环系统二车外换热器快速融霜循环流程如下：
当热力循环系统二车外换热器快速融霜循环，热力循环系统一的循环流程如下：（热力循环系统一的制热循环流程如下：（见图8）制冷剂从第一压缩机Y1-1、第一电动三通阀F11、（见图3）第十四电动三通阀F14、车内冷热风-水复合前置换热器4-1、第十五电动三通阀F41、第七电动三通阀F3-4、（见图8）第一储液器Y2-6、第一干燥过滤器Y2-4，经过第一干燥过滤器Y2-4后分为两路：主路、辅路，主路依次进入第一补气换热器Y2-1、第一主路节流膨胀阀Y2-2、第五电动三通阀F3-2、（见图3）第十二电动三通阀F31、车外冷热复合前置换热器3-1、第九电动三通阀F13、第三电动三通阀F1-1、（见图8）第一气液分离器Y1-2、第一压缩机Y1-1；（见图9）辅路依次经过第一干燥过滤器Y2-4、第一补气节流膨胀阀Y2-5、第一补气换热器Y2-1、第一单向阀Y2-3、（见图8）第十七电动三通阀Y1-3，经过第十七电动三通阀Y1-3后分为两路，根据汽车实际需要进行低压补汽或中压补气。
当热力循环系统二车外换热器快速融霜循环热力循环系统二的循环流程如下：（见图8）制冷剂依次通过第二压缩机E1-1、第二电动三通阀F12、（见图2）第十电动三通阀F23、车外冷热复合后置换热器3-2、第十一电动三通阀F32、第八电动三通阀F4-3、（见图9）第二储液器E2-6、第二干燥过滤器E2-4、第二补气换热器E2-1、第二主路节流膨胀阀E2-2、第六电动三通阀F2-4、（见图7）第十六电动三通阀F42、车内冷热风-水复合后置换热器4-2、第十三电动三通阀F24、第四电动三通阀F1-2、（见图8）第二气液分离器E1-2、第二压缩机E1-1；（见图9）辅路依次经过第二干燥过滤器E2-4、第二补气节流膨胀阀E2-5、第二补气换热器E2-1、第二单向阀E2-3、（见图8）第十八电动三通阀E1-3，经过第十八电动三通阀E1-3后分为两路，根据汽车实际需要进行低压补汽或中压补气。实现汽车空调夏季制冷循环流程，满足夏季制冷需要。（见图1）当热力循环系统一与热力循环系统二都融霜结束后，PTC电加热9关闭，系统切换为同步双制热循环模式。
（6）同步制冷与制热车窗快速融霜除雾循环
在系统同步制冷与制热车窗快速融霜除雾循环时，车窗快速融霜循环热力循环系统一的循环流程如下：（见图8）制冷剂依次通过第一压缩机Y1-1、第一电动三通阀F11、（见图6）第九电动三通阀F13、车外冷热复合前置换热器3-1、第十二电动三通阀F31、第七电动三通阀F3-4、（见图9）第一储液器Y2-6、第一干燥过滤器Y2-4、第一补气换热器Y2-1、第一主路节流膨胀阀Y2-2、第五电动三通阀F3-2、（见图7）第十五电动三通阀F41、车内冷热风-水复合前置换热器4-1、第十四电动三通阀F14、第三电动三通阀F1-1、（见图8）第一气液分离器Y1-2、第一压缩机Y1-1；（见图9）辅路依次经过第一干燥过滤器Y2-4、第一补气节流膨胀阀Y2-5、第一补气换热器Y2-1、第一单向阀Y2-3、（见图8）第十七电动三通阀Y1-3，经过第十七电动三通阀Y1-3后分为两路，根据汽车实际需要进行低压补汽或中压补气。
当车窗快速融霜循环热力循环系统二的循环流程如下：（见图8）制冷剂依次经过第二压缩机E1-1经过第二电动三通阀F12、（见图3）第十三电动三通阀F24、车内冷热风-水复合后置换热器4-2、第十六电动三通阀F42、第八电动三通阀F4-3、（见图9）第二储液器E2-6、第二干燥过滤器E2-4，经过第二干燥过滤器E2-4后分为两路：主路、辅路，主路依次经过第二补气换热器E2-1、第二主路节流膨胀阀E2-2、第六电动三通阀F2-4、（见图3）第十一电动三通阀F32、车外冷热复合后置换热器3-2、第十电动三通阀F23、第四电动三通阀F1-2、（见图8）第二气液分离器E1-2→第二压缩机E1-1；（见图9）辅路依次经过第二干燥过滤器E2-4、第二补气节流膨胀阀E2-5、第二补气换热器E2-1、第二单向阀E2-3、（见图8）第十八电动三通阀E1-3，经过第十八电动三通阀E1-3后分为两路，根据汽车实际需要进行低压补汽或中压补气。
冬季在汽车启动前车窗有霜时或汽车行驶时车窗起起雾，纯电动客车用风水复合热泵型空调系统开启除霜/除雾模式,通过调节第二道风道风量控制阀（车内空调风量控制阀）4-3，使热空气喷射到车窗上即可给车窗除霜/除雾，当除霜完毕后通过调节车内空调风量控制阀4-3实现除霜/除雾出风口与车内出风口的相互切换。
通过上述六种运行模式，实现夏季双空气制冷循环、冬季车厢顶部双空气供热循环、冬季车厢下部水供热循环、冬季车厢顶部空气系统与下部水系统同步复合供热循环、同步制冷与制热车外换热器快速融霜循环、同步制冷与制热车窗快速融霜除雾循环等多种循环工作模式。以上实施例仅用于说明本专利的优选实施方式，但本专利并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代和改进等，其均应涵盖在本专利请求保护的技术方案范围之内。

Claims (7)

1.一种纯电动客车用风水复合热泵型空调系统，其特征在于：所述系统是由压缩机复合模块Ⅰ、复合热泵循环辅助设备模块Ⅱ、车外冷热空气复合换热模块Ⅲ、车内冷热空气-水复合换热模块Ⅳ、动力系统水热回收采暖模块Ⅴ、功能切换与控制及相应连接管道组成；所述压缩机复合模块Ⅰ包括由第一压缩机子系统（1-1）、第二压缩机子系统（1-2）组成的压缩机复合分系统（1）、第一电动三通阀（F11）、第二电动三通阀（F12）、第三电动三通阀（F1-1）、第四电动三通阀（F1-2）；复合热泵循环辅助设备模块Ⅱ包括由第一辅助设备子系统（2-1）、第二辅助设备子系统（2-2）组成的复合热泵循环辅助设备分系统（2）、第五电动三通阀（F3-2）、第六电动三通阀（F2-4）、第七电动三通阀（F3-4）、第八电动三通阀（F4-3）；车外冷热空气复合换热模块Ⅲ包括由车外双向变频风机（7）、车外冷热复合前置换热器（3-1）、车外冷热复合后置换热器（3-2）组成的车外分系统（3）、第九电动三通阀（F13）、第十电动三通阀（F23）、第十一电动三通阀（F32）、第十二电动三通阀（F31）；车内冷热空气-水复合换热模块Ⅳ包括由车内双向变频风机（6）、车内冷热风-水复合前置换热器（4-1）、车内冷热风-水复合后置换热器（4-2）、PTC电加热（9）、多个水暖散热器、第一道风道风量控制阀（4-4）、第二道风道风量控制阀（4-3）组成的车内分系统（4）、第十三电动三通阀（F24）、第十四电动三通阀（F14）、第十五电动三通阀（F41）、第十六电动三通阀（F42）；动力系统水热回收采暖模块Ⅴ由动力冷却换热装置（11）、多个水暖散热器、循环水泵（10）、第一电磁阀（12）组成；所述第一压缩机子系统（1-1）第一接口通过第一电动三通阀（F11）与第九电动三通阀（F13）连接，第二压缩机子系统（1-2）第一接口通过第二电动三通阀（F12）与第十电动三通阀（F23）连接，第一压缩机子系统（1-1）第二接口通过第三电动三通阀（F1-1）与第九电动三通阀（F13）连接，第二压缩机子系统（1-2）第二接口通过第四电动三通阀（F1-2）与第十电动三通阀（F23）连接；第一压缩机子系统（1-1）第一接口通过第一电动三通阀（F11）与第十四电动三通阀（F14）连接，第二压缩机子系统（1-2）第一接口通过第二电动三通阀（F12）与第十三电动三通阀（F24）连接，第一压缩机子系统（1-1）第二接口通过第三电动三通阀（F1-1）与第十四电动三通阀（F14）连接，第二压缩机子系统（1-2）第二接口通过第四电动三通阀（F1-2）与第十三电动三通阀（F24）连接；第一辅助设备子系统（2-1）的第一接口通过第五电动三通阀（F3-2）与第十二电动三通阀（F31）、第十五电动三通阀（F41）连接；第二辅助设备子系统（2-2）的第一接口通过第六电动三通阀（F2-4）分别与第十一电动三通阀（F32）、第十六电动三通阀（F42）连接；第一辅助设备子系统（2-1）的第二接口通过第七电动三通阀（F3-4）分别与第十二电动三通阀（F31）、第十五电动三通阀（F41）连接；第二辅助设备子系统（2-2）的第二接口通过第八电动三通阀（F4-3）分别与第十一电动三通阀（F32）、第十六电动三通阀（F42）连接；车外冷热空气复合换热模块Ⅲ中车外冷热复合前置换热器（3-1）第一接口与第九电动三通阀（F13）连接，其第二接口与第十二电动三通阀（F31）连接，车外冷热复合后置换热器（3-2）第一接口与第十电动三通阀（F23）连接，其第二接口与第十一电动三通阀（F32）连接，按空气流向依次通过车外双向变频风机（7）、车外冷热复合前置换热器（3-1）以及车外冷热复合后置换热器（3-2）；所述车内冷热空气-水复合换热模块Ⅳ中的车内冷热风-水复合前置换热器（4-1）第一接口与第十四电动三通阀（F14）连接，其第二接口与第十五电动三通阀（F41）连接，车内冷热风-水复合后置换热器（4-2）第一接口与第十三电动三通阀（F24）连接，其第二接口与第十六电动三通阀（F42）连接，按空气流向依次通过第一道风道风量控制阀（4-4）、车内双向变频风机（6）、PTC电加热（9）、车内冷热风-水复合前置换热器（4-1）、车内冷热风-水复合后置换热器（4-2）、多个水暖换热器以及第二道风道风量控制阀（4-3）；所述动力系统水热回收采暖模块Ⅴ中的动力冷却换热装置（11）的一个接口通过循环水泵（10）与水暖散热器的一个连接口相连，动力冷却换热装置（11）的另一个接口通过第一电磁阀（12）接入水暖散热器另一接口。
2.根据权利要求1所述的纯电动客车用风水复合热泵型空调系统，其特征在于：所述第一压缩机子系统（1-1）由第一压缩机（Y1-1）、第一气液分离器（Y1-2）、低压补气（Y1-4）、中压补气（Y1-5）、第一电动三通阀（F11）、第三电动三通阀（F1-1）、第十七电动三通阀（Y1-3）组成；其中，制冷剂经过所述第十七电动三通阀（Y1-3）的一个管口为制冷剂进口，另外两个管口中的一个管口经过中压补气（Y1-5）接入第一压缩机，另一个管口经过低压补气（Y1-4）与经过第三电动三通阀（F1-1）、第一气液分离器（Y1-2）的制冷剂混合后进入第一压缩机，第一压缩机（Y1-1）出口与第一电动三通阀（F11）连接。
3.根据权利要求1所述的纯电动客车用风水复合热泵型空调系统，其特征在于：第二压缩机子系统（1-2）由第二压缩机（E1-1）、第二气液分离器（E1-2）、低压补气（E1-4）、中压补气（E1-5）、第二电动三通阀（F12）、第四电动三通阀（F1-2）、第十八电动三通阀（E1-3）组成；其中，制冷剂经过所述第十八电动三通阀（E1-3）的一个管口为制冷剂进口，另外两个管口中的一个管口经过中压补气（E1-5）接入第二压缩机，另一个管口经过低压补气（E1-4）与经过第四电动三通阀（F1-2）、第二气液分离器（E1-2）的制冷剂混合后进入压缩机，第二压缩机（E1-1）出口与第二电动三通阀（F12）连接。
4.根据权利要求1所述的纯电动客车用风水复合热泵型空调系统，其特征在于：所述第一辅助设备子系统（2-1）由第一补气换热器（Y2-1）、第一主路节流膨胀阀（Y2-2）、第一单向阀（Y2-3）、第一干燥过滤器（Y2-4）、第一补气节流膨胀阀（Y2-5）、第一储液器（Y2-6）、第五电动三通阀（F3-2）、第七电动三通阀（F3-4）组成；所述第七电动三通阀（F3-4）的出口依次通过第一储液器（Y2-6）、第一干燥过滤器（Y2-4）后分成两路：主路、辅路，主路依次经过第一补气换热器（Y2-1）、第一主路节流膨胀阀（Y2-2）接入第五电动三通阀（F3-2）的进口，辅路依次经过第一补气节流膨胀阀（Y2-5）、第一补气换热器（Y2-1）接入第一单向阀（Y2-3）的进口。
5.根据权利要求1所述的纯电动客车用风水复合热泵型空调系统，其特征在于：所述第二辅助设备子系统(2-2)由第二补气换热器(E2-1)、第二主路节流膨胀阀(E2-2)、第二单向阀(E2-3)、第二干燥过滤器(E2-4)、第二补气节流膨胀阀(E2-5)、第二储液器(E2-6)、第六电动三通阀(F2-4)、第八电动三通阀(F4-3)组成；所述第八电动三通阀(F4-3)出口依次经过第二储液器(E2-6)、第二干燥过滤器(E2-4)后分成两路：主路、辅路，主路依次经过第二补气换热器(E2-1)、第二主路节流膨胀阀(E2-2)接入第六电动三通阀(F2-4)的进口；辅路依次经过第二补气节流膨胀阀(E2-5)、第二补气换热器(E2-1)接入第二单向阀(E2-3)的进口。
6.根据权利要求1所述的纯电动客车用风水复合热泵型空调系统，其特征在于：所述第一压缩机子系统（1-1）中的第一压缩机(Y1-1)、第二压缩机子系统(1-2)中的第二压缩机(E1-1)由规格和容量相同或不同的两台压缩机，两套气液分离与进排气换向装置、压缩机补气接口及连接管道组成；或其中一台压缩机为带进排气混合与分配装置的压缩机。
7.根据权利要求6所述的纯电动客车用风水复合热泵型空调系统，其特征在于：所述第一压缩机子系统（1-1）中的第一压缩机（Y1-1）、第二压缩机子系统（1-2）中的第二压缩机（E1-1）为车用空调电动变频压缩机，采用涡旋式、活塞式或转子式中的任意一种；压缩机补气接口为中压补气接口或低压补气接口；低压补气接口为压缩机低压腔补气接口或压缩机吸气口处并联的补气接口。
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