CN106739947A - 一种具有多种工作模式的汽车空调 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有多种工作模式的汽车空调，包括：制冷循环回路，其配置成使得制冷剂依次流经压缩机、室外换热器、中间换热器、第一节流管、蒸发器，再回到中间换热器，再从中间换热器经气液分离器回到压缩机中；热泵循环回路，其配置成使得制冷剂依次流经室内换热器、第二节流管、室外换热器、第一电磁两通阀、气液分离器，再回到压缩机中；其中，所述压缩机的出口端连接三通阀门，通过三通阀门的切换实现制冷循环回路和热泵循环回路的切换。本发明提供的具有多种工作模式的汽车空调，具有多种工作模式，能够满足不同的需求，具有良好的舒适性。采用三通阀代替常用的四通阀，使系统可靠性提高。采用节流管代替膨胀阀，保证了系统的回油特性。

Description

一种具有多种工作模式的汽车空调

技术领域

本发明属于汽车空调技术领域，特别涉及一种具有多种工作模式的汽车空调。

背景技术

随着环境保护和节能降耗的要求，新能源汽车的发展与同俱进，纯电动汽车产业蒸燕日上，产量不断增高。由于没有了发动机作为动力和热源，传统的汽车空调系统不适用于电动车，所以般采用电动压缩机和PTC加热器来满足使用要求。而增加PTC会影响HVAC的结构，需要重新开发空调HVAC壳体，特别在混合动力车上，如果需要加热器和PTC并存的设计，则加热流道会很复杂，流阻很大。另外PTC的发热效率低，功耗大，表面温度过高，且属于高电压人电流电器，在驾驶室内布置对电器电路的安全要求很高，导致成本较高。

目前，电动热泵空调系统给主要用于给汽车的升温和降温，这给汽车内的驾驶人员和乘客带来了舒适性。而传统的热泵空调虽然能解决电动汽车空调的采暖问题，但采用四通换向阀的系统，容易在冷热功能切换时，在室内换热器上产生水汽，且没有除湿功能，不能有效安全的除雾。同时采用双换热器结构的热泵空调虽然能解决除湿除雾问题，但制冷系统管路复杂，冷媒流动通道太长，流阻较大，且需要重新没计空调HVAC壳体内部结构，开发费用较高。因此，需要设计一种汽车空调，来满足制冷，采暖，除霜、除雾、热气融霜等要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有汽车空调线路布置复杂的缺陷，提供了一种具有多种工作模式的汽车空调。

本发明提供的技术方案为：

一种具有多种工作模式的汽车空调，包括：

制冷循环回路，其配置成使得制冷剂依次流经压缩机、室外换热器、中间换热器、第一节流管、蒸发器，再回到中间换热器，再从中间换热器经气液分离器回到压缩机中；

热泵循环回路，其配置成使得制冷剂依次流经室内换热器、第二节流管、室外换热器、第一电磁两通阀、气液分离器，再回到压缩机中；

其中，所述压缩机的出口端连接三通阀门，通过三通阀门的切换实现制冷循环回路和热泵循环回路的切换。

优选的是，还包括：

除霜回路，其配置成使得制冷剂依次流经压缩机、室外换热器、第一电磁两通阀、气液分离器，再回到压缩机中。

优选的是，还包括：

电池预热回路，其配置成使得制冷剂依次流经压缩机、第二电磁两通阀、电池系统换热器、气液分离器，再回到压缩机中。

优选的是，所述热泵循环回路与电池预热回路并联，使制冷剂从压缩机出口流出后分别流经室内换热器和第二电磁两通阀，以同时进行热泵循环与电池预热循环。

优选的是，还包括：

电池冷却回路，其配制成使制冷循环回路中，位于中间换热器与第一节流管之间的制冷剂中的一部分依次流经第二电磁两通阀和电池系统换热器，再回到压缩机中。

优选的是，还包括PTC加热器。

本发明所述的有益效果：本发明提供的具有多种工作模式的汽车空调，具有多种工作模式，能够满足不同的需求，具有良好的舒适性。采用三通阀代替常用的四通阀，使系统可靠性提高。采用节流管代替膨胀阀，保证了系统的回油特性。

附图说明

图1为本发明所述的汽车空调结构示意图。

图2为本发明所述的制冷模式中制冷剂流动方向示意图。

图3为本发明所述的热泵模式中制冷剂流动方向示意图。

图4为本发明所述的除霜模式中制冷剂流动方向示意图。

图5为本发明所述的电池高温冷却同时对车内制冷模式中制冷剂流动方向示意图。

图6为本发明所述的电池低温预热以及热泵模式中制冷剂流动方向示意图。

图7为本发明所述的电池低温预热模式中制冷剂流动方向示意图。

图8为本发明所述的低温环境加热器辅助加热模式中制冷剂流动方向示意图。

图9为本发明所述的除雾模式中制冷剂流动方向示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本发明提供了具有多种工作模式的汽车空调，包括三通阀1，室外换热器02，中间换热器03，蒸发器04，气液分离器05，室内换热器06，电池系统换热器07，电池系统08，PTC加热器09，三通阀10，第二电磁两通阀23，第一电磁两通阀24，第一节流管31，第二节流管32以及相关的管路，其中蒸发器04，室内换热器06，PTC加热器09依次布置在空调系统的HVAC总成中。

通过三通阀1以及第一电磁两通阀24、第二电磁两通阀23的切换，能够使汽车空调实现多种工作模式。其具体工作模式如下：

制冷模式：

如图2所示，本发明提供的汽车空调包括制冷循环回路，其包括压缩机1、三通阀10、室外换热器2、中间换热器3、第一节流管31、蒸发器4、气液分离器5。其中压缩机1的出口端与三通阀10的1a端连接，三通阀10的1b端与室外换热器2连接，制冷剂经压缩机1压缩后，从三通阀10的1a端进入三通阀10，三通阀10的1c端关闭，制冷剂从1b端流出，并流经室外换热器2进行冷凝，对外散热，然后经过中间换热器3实现进一步过冷，后经过第一节流管31，后经过经过蒸发器4，制冷剂发生蒸发，并对空气降温，后经过中间换热器3实现进一步过热，后经过气液分离器5，然后回到压缩机01实现制冷循环。在制冷模式中，第二电磁两通阀23和第一电磁两通阀24关闭，制冷剂不会流经其他管路。

热泵模式：

如图3所示，本发明提供的汽车空调包括热泵循环回路，其包括压缩机1、三通阀10、室内换热器6、第二节流管32、室外换热器2、第一电磁两通阀24、气液分离器5。其中，三通阀10的1c端与室内换热器6连接，制冷剂经压缩机1压缩后，进入三通阀10的1a端，三通阀10的1b端关闭，制冷剂从1c端流出，并流经室内换热器06进行冷凝，并对空气加热，然后，经过第二节流管32，后经过室外换热器02，制冷剂蒸发，吸收环境空气热量，制冷剂通过电磁两通阀24，后经过气液分离器05，然后回到压缩机01实现热泵循环，在该循环中电磁两通阀23关闭。

除霜模式：

如图4所示，本发明提供的汽车空调包括除霜回路，其包括依次连接的压缩机1、室外换热器2、第一电磁两通阀24、气液分离器5。制冷剂经过压缩机1压缩之后，进入三通阀10的1a端，三通阀10的1c端关闭，制冷剂从1b端流出，流经室外换热器2，对室外换热器2进行除霜，后经过电磁两通阀24，后经过气液分离器5，然后回到压缩机1实现除霜循环。在该循环中，电磁两通阀23关闭。

电池高温冷却同时对车内制冷模式：

如图5所示，在所述电池高温冷却同时对车内制冷模式，首先开启制冷模式，使制冷剂在制冷循环回路中流动，对车内进行制冷，同时，在制冷循环回路中的中间换热器3与第一节流管31之间具有一个支路，该支路依次连接第二电磁两通阀23和电池系统换热器7，并且电池系统换热器7的另一端与气液分离器5连接。制冷剂经压缩机1压缩后，从三通阀10的1a端进入三通阀10，三通阀10的1c端关闭，制冷剂从1b端流出，流经室外换热器2对外散热，然后经过中间换热器3对制冷剂进一步过冷，然后一部分制冷剂经过节流管31节流，后经过经过蒸发器04制冷剂蒸发，并对空气降温，后经过中间换热器3进一步过热，然后经过气液分离器5，然后回到压缩机1实现循环；另一部分制冷剂流经开启的电磁两通阀23，然后进入电池系统换热器7对电池系统8冷却，在该循环中电磁两通阀24关闭。

电池低温预热模式：

如图7所示，本发明提供的汽车空调包括电池预热回路，其包括依次连接的压缩机1、第二电磁两通阀23、电池系统换热器7、气液分离器5。制冷剂经压缩机1压缩后，进入三通阀10的1a端，三通阀10的1b端关闭，制冷剂从1c端流出，制冷剂经过电磁两通阀23然后通过电池系统换热器7对电池加热，后经过气液分离器5，然后回到压缩机1实现电池加热循环，在该循环中电磁两通阀24关闭。

电池低温预热以及热泵模式：

如图6所示，在此模式中，电池预热回路以及热泵循环回路同时开启，制冷剂经过压缩机1压缩之后，进入三通阀10的1a端，三通阀10的1b端关闭，制冷剂从1c端流出，一部分制冷剂流经室内换热器6进行冷凝，并对空气加热，然后经过节流管32，后经过经过室外换热器2吸收环境空气热量，后经过电磁两通阀24以及气液分离器5，然后回到压缩机1实现热泵循环；另一部分制冷剂经过电磁两通阀23，然后通过电池系统换热器7对电池加热，后经过气液分离器5，然后回到压缩机1实现电池加热循环。

低温环境加热器辅助加热模式：

如图8所示，本发明还包括PTC加热器9，当环境温度低于-20℃时，热泵效率相对较低，为此采用PTC加热器9对系统进行加热。

除雾模式：

如图9所示，当车内空气相对湿度过高导致玻璃表面结雾时，系统按照制冷模式运行，高湿度的空气首先经过蒸发器4降温除湿，然后经过PTC加热器9加热达到预期的温湿度要求。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种具有多种工作模式的汽车空调，其特征在于，包括：

制冷循环回路，其配置成使得制冷剂依次流经压缩机、室外换热器、中间换热器、第一节流管、蒸发器，再回到中间换热器，再从中间换热器经气液分离器回到压缩机中；

热泵循环回路，其配置成使得制冷剂依次流经室内换热器、第二节流管、室外换热器、第一电磁两通阀、气液分离器，再回到压缩机中；

其中，所述压缩机的出口端连接三通阀门，通过三通阀门的切换实现制冷循环回路和热泵循环回路的切换。

2.根据权利要求1所述的具有多种工作模式的汽车空调，其特征在于，还包括：

除霜回路，其配置成使得制冷剂依次流经压缩机、室外换热器、第一电磁两通阀、气液分离器，再回到压缩机中。

3.根据权利要求2所述的具有多种工作模式的汽车空调，其特征在于，还包括：

电池预热回路，其配置成使得制冷剂依次流经压缩机、第二电磁两通阀、电池系统换热器、气液分离器，再回到压缩机中。

4.根据权利要求3所述的具有多种工作模式的汽车空调，其特征在于，所述热泵循环回路与电池预热回路并联，使制冷剂从压缩机出口流出后分别流经室内换热器和第二电磁两通阀，以同时进行热泵循环与电池预热循环。

5.根据权利要求3所述的具有多种工作模式的汽车空调，其特征在于，还包括：

电池冷却回路，其配制成使制冷循环回路中，位于中间换热器与第一节流管之间的制冷剂中的一部分依次流经第二电磁两通阀和电池系统换热器，再回到压缩机中。

6.根据权利要求3所述的具有多种工作模式的汽车空调，其特征在于，还包括PTC加热器。