CN107757298A - 喷气增焓热泵空调系统和包括该热泵空调系统的电动车 - Google Patents

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Abstract

本发明属于空调设备领域，具体提供一种喷气增焓热泵空调系统和包括该热泵空调系统的电动车。本发明的热泵空调系统包括依次首尾相接的压缩机、第一冷凝器、第一换热器、第一膨胀阀和第二冷凝器；其中，第一换热器包括第一通道和第二通道，第一通道的第一端与第一冷凝器连通，第一通道的第二端与第一膨胀阀连通；第二通道的第一端通过第二膨胀阀与第一冷凝器连通，第二通道的第二端与压缩机连通。进入第二通道内的冷却剂由于经过了第二膨胀阀的减压汽化作用，其温度低于第一通道内的冷却剂的温度。因此，在第一通道内的冷却剂再次流过压缩机时，能够防止压缩机温度过高，使得本发明的热泵空调系统在‑10℃以下也能够制热，为电动车内部提供热风。

Description

喷气增焓热泵空调系统和包括该热泵空调系统的电动车
技术领域
本发明属于空调设备领域，具体提供一种喷气增焓热泵空调系统和包括该热泵空调系统的电动车。
背景技术
传统汽车的空调系统，乘员舱采暖利用发动机冷却散发的热量，其水温较高，暖风效果较好。乘员舱制冷利用机械压缩机驱动制冷剂回路，通过压力变化和相变换热达到降温效果。
纯电动车动力总成的冷却液的温度需要控制的相对较低，无法为乘员舱提供较好的暖风效果。当前纯电动车的乘员舱采暖多采用电加热器和传统热泵作为热源。但是，电加热能耗较高，影响电动汽车的续航里程。而传统热泵在-10℃以下又无法工作，需要启动电热器进行舱内加热，不仅能耗大，而且还影响低温下的续航里程。
相应地，本领域需要一种新的热泵空调系统来解决上述问题。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有电动汽车的热泵空调系统中的热泵无法在-10℃以下工作的问题，本发明提供了一种喷气增焓热泵空调系统，所述热泵空调系统包括制热回路，所述制热回路包括依次首尾相接的压缩机、第一冷凝器、第一换热器、第一膨胀阀和第二冷凝器；其中，所述第一换热器包括第一通道和第二通道，所述第一通道的第一端与所述第一冷凝器连通，所述第一通道的第二端与所述第一膨胀阀连通；所述第二通道的第一端通过第二膨胀阀与所述第一冷凝器连通，所述第二通道的第二端与所述压缩机的入口连通。
在上述热泵空调系统的优选技术方案中，所述制热回路还包括第一截止阀和第二截止阀，所述第一截止阀连接在所述压缩机的出口与所述第一冷凝器之间，所述第二截止阀连接在所述压缩机的入口与所述第二冷凝器之间。
在上述热泵空调系统的优选技术方案中，所述热泵空调系统还包括制冷回路，所述制冷回路包括依次首尾相接的所述压缩机、所述第二冷凝器、第三膨胀阀和蒸发器。
在上述热泵空调系统的优选技术方案中，所述制冷回路还包括所述第一换热器；所述第一通道的第一端与所述第二冷凝器连通，所述第一通道的第二端与所述第三膨胀阀连通；所述第二通道的第一端通过所述第二膨胀阀与所述第二冷凝器连通，所述第二通道的第二端与所述压缩机的入口连通。
在上述热泵空调系统的优选技术方案中，所述制冷回路还包括第三截止阀，所述第三截止阀连接在所述压缩机的出口与所述第二冷凝器之间。
在上述热泵空调系统的优选技术方案中，所述热泵空调系统还包括除雾回路，所述除雾回路包括依次首尾相接的所述压缩机、所述第一冷凝器、所述第三膨胀阀和所述蒸发器。
在上述热泵空调系统的优选技术方案中，所述除雾回路还包括所述第一换热器；所述第一通道的第一端与所述第一冷凝器连通，所述第一通道的第二端与所述第三膨胀阀连通；所述第二通道的第一端通过所述第二膨胀阀与所述第一冷凝器连通，所述第二通道的第二端与所述压缩机的入口连通。
在上述热泵空调系统的优选技术方案中，所述热泵空调系统还包括除霜回路，所述除霜回路包括依次首尾相接的所述压缩机、所述第二冷凝器、第四膨胀阀和第二换热器；所述第二换热器包括第三通道和第四通道，所述第三通道的第一端与所述第四膨胀阀连通，所述第三通道的第二端与所述压缩机的入口连通；所述第四通道的两端分别与热源连通。
在上述热泵空调系统的优选技术方案中，所述除霜回路还包括所述第一换热器；所述第一通道的第一端与所述第二冷凝器连通，所述第一通道的第二端与所述第四膨胀阀连通；所述第二通道的第一端通过所述第二膨胀阀与所述第二冷凝器连通，所述第二通道的第二端与所述压缩机的入口连通；其中，所述第二膨胀阀处于关闭状态。
在上述热泵空调系统的优选技术方案中，所述热泵空调系统还包括第一风扇，所述第一风扇用于为所述第一冷凝器和/或所述蒸发器提供气流。
在上述热泵空调系统的优选技术方案中，所述热泵空调系统还包括第二风扇，所述第二风扇用于为所述第二冷凝器提供气流。
此外，本发明还提供了一种电动车，所述电动车包括上述热泵空调系统的优选技术方案中任一项所述的喷气增焓热泵空调系统。
在上述电动车的优选技术方案中，所述第一风扇将气流吹向车内。
在上述电动车的优选技术方案中，所述第二风扇将气流吹向车外。
在上述电动车的优选技术方案中，所述热源包括电池和电机中的至少一个。
本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，通过在热泵空调系统的制热回路中串联第一换热器，使热泵空调系统在进行制热时能够降低整个回路内冷却剂的温度，从而使热泵空调系统在-10℃以下也能够制热，为电动车内部提供热风。
具体地，第一换热器包括第一通道和第二通道。制热回路主要由依次首尾相接的压缩机、第一冷凝器、第一换热器的第一通道、第一膨胀阀和第二冷凝器构成。第二通道的第一端通过第二膨胀阀与第一冷凝器连通，第二通道的第二端与压缩机连通。
当制热回路工作时，压缩机将低温低压的冷却剂压缩成高温高压的冷却剂。高温高压的冷却剂经过第一冷凝器时向车内的空气传递热量变成低温高压的冷却剂。低温高压的冷却剂的一部分经过第一通道之后在经过第一膨胀阀时变成低温低压的冷却剂。低温低压的冷却剂经过第二冷凝器时从车外的空气中吸收热量变成高温低压的冷却剂。最后高温低压的冷却剂经压缩机后再次变成高温高压的冷却剂。
低温高压的冷却剂的另一部分经过第二膨胀阀时汽化(或膨胀)吸热变成低温低压的冷却剂(其温度低于第一通道内冷却剂的温度)。低温低压的冷却剂在经过第二通道时从第一通道内的低温高压的冷却剂中吸收热量，然后回到压缩机内。在此过程中，第一通道内的冷却剂温度变低，进而使得流过第二冷凝器和压缩机的冷却剂温度也都变低，从而相对于现有技术降低了压缩机的工作温度。因此，在室外温度低于-10℃时，制热回路也不会因对车舱内的环境加热过快而导致压缩机不能使用。
进一步，为了优化电动车的采暖效果，第一冷凝器还配置有第一风扇，用于将第一冷凝器周围的热风吹到车舱内。
方案1、一种喷气增焓热泵空调系统，其特征在于，所述热泵空调系统包括制热回路，
所述制热回路包括依次首尾相接的压缩机、第一冷凝器、第一换热器、第一膨胀阀和第二冷凝器；
其中，所述第一换热器包括第一通道和第二通道，
所述第一通道的第一端与所述第一冷凝器连通，所述第一通道的第二端与所述第一膨胀阀连通；
所述第二通道的第一端通过第二膨胀阀与所述第一冷凝器连通，所述第二通道的第二端与所述压缩机的入口连通。
方案2、根据方案1所述的喷气增焓热泵空调系统，其特征在于，所述制热回路还包括第一截止阀和第二截止阀，所述第一截止阀连接在所述压缩机的出口与所述第一冷凝器之间，所述第二截止阀连接在所述压缩机的入口与所述第二冷凝器之间。
方案3、根据方案1所述的喷气增焓热泵空调系统，其特征在于，所述热泵空调系统还包括制冷回路，
所述制冷回路包括依次首尾相接的所述压缩机、所述第二冷凝器、第三膨胀阀和蒸发器。
方案4、根据方案3所述的喷气增焓热泵空调系统，其特征在于，所述制冷回路还包括所述第一换热器；
所述第一通道的第一端与所述第二冷凝器连通，所述第一通道的第二端与所述第三膨胀阀连通；
所述第二通道的第一端通过所述第二膨胀阀与所述第二冷凝器连通，所述第二通道的第二端与所述压缩机的入口连通。
方案5、根据方案4所述的喷气增焓热泵空调系统，其特征在于，所述制冷回路还包括第三截止阀，所述第三截止阀连接在所述压缩机的出口与所述第二冷凝器之间。
方案6、根据方案3所述的喷气增焓热泵空调系统，其特征在于，所述热泵空调系统还包括除雾回路，
所述除雾回路包括依次首尾相接的所述压缩机、所述第一冷凝器、所述第三膨胀阀和所述蒸发器。
方案7、根据方案6所述的喷气增焓热泵空调系统，其特征在于，所述除雾回路还包括所述第一换热器；
所述第一通道的第一端与所述第一冷凝器连通，所述第一通道的第二端与所述第三膨胀阀连通；
所述第二通道的第一端通过所述第二膨胀阀与所述第一冷凝器连通，所述第二通道的第二端与所述压缩机的入口连通。
方案8、根据方案1所述的喷气增焓热泵空调系统，其特征在于，所述热泵空调系统还包括除霜回路，
所述除霜回路包括依次首尾相接的所述压缩机、所述第二冷凝器、第四膨胀阀和第二换热器；
所述第二换热器包括第三通道和第四通道，
所述第三通道的第一端与所述第四膨胀阀连通，所述第三通道的第二端与所述压缩机的入口连通；
所述第四通道的两端分别与热源连通。
方案9、根据方案8所述的喷气增焓热泵空调系统，其特征在于，所述除霜回路还包括所述第一换热器；
所述第一通道的第一端与所述第二冷凝器连通，所述第一通道的第二端与所述第四膨胀阀连通；
所述第二通道的第一端通过所述第二膨胀阀与所述第二冷凝器连通，所述第二通道的第二端与所述压缩机的入口连通；
其中，所述第二膨胀阀处于关闭状态。
方案10、根据方案3至7中任一项所述的喷气增焓热泵空调系统，其特征在于，所述热泵空调系统还包括第一风扇，所述第一风扇用于为所述第一冷凝器和/或所述蒸发器提供气流。
方案11、根据方案1至9中任一项所述的喷气增焓热泵空调系统，其特征在于，所述热泵空调系统还包括第二风扇，所述第二风扇用于为所述第二冷凝器提供气流。
方案12、一种电动车，其特征在于，所述电动车包括方案1至11中任一项所述的喷气增焓热泵空调系统。
方案13、根据引用方案10的方案12所述的电动车，其特征在于，所述第一风扇将气流吹向车内。
方案14、根据引用方案11的方案12所述的电动车，其特征在于，所述第二风扇将气流吹向车外。
方案15、根据引用方案8的方案11所述的电动车，其特征在于，所述热源包括电池和电机中的至少一个。
附图说明
下面参照附图并结合电动汽车来描述本发明的优选实施方式，附图中：
图1是本发明的热泵空调系统的原理图；
图2是本发明的热泵空调系统的制热回路图；
图3是本发明的热泵空调系统的制冷回路图；
图4是本发明的热泵空调系统的除雾回路图；
图5是本发明的热泵空调系统的除霜回路图。
附图标记列表：
1、压缩机；2、第一截止阀；3、第一冷凝器；4、第一单向阀；5、储液干燥瓶；6、第一换热器；61、第一通道；62、第二通道；7、第一膨胀阀；8、第二膨胀阀；9、第二冷凝器；10、第二截止阀；11、气液分离器；12、第三截止阀；13、第二单向阀；14、第三膨胀阀；15、蒸发器；16、第四膨胀阀；17、第二换热器；171、第三通道171；172、第四通道；18、电池；19、第一风扇；20、第二风扇；21、第三单向阀。
具体实施方式
本领域技术人员应当理解的是，本节实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非用于限制本发明的保护范围。例如，虽然本发明的喷气增焓热泵空调系统是以电动汽车为例进行介绍的，但是本发明的喷气增焓热泵空调系统还可以被应用其他任何可行的电动车，譬如，电动公交车、高铁、地铁等。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合，调整后的技术方案仍将落入本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明的喷气增焓热泵空调系统主要包括压缩机1、第一冷凝器3、第一换热器6、第二冷凝器9、蒸发器15和第二换热器17。其中，第一冷凝器3能够为电动汽车的车舱提供热量，第二冷凝器9能够向外部环境散热或从外部环境吸热，蒸发器15能够从电动汽车的车舱内吸收热量。为了增加第一冷凝器3和第二冷凝器9的散热速度，以及增加蒸发器15的吸热速度，本发明的热泵空调系统还包括第一风扇19和第二风扇20。其中，第一风扇19用于将第一冷凝器3周围的热风和蒸发器15周围的冷风或热风吹向车舱；第二风扇20用于将第二冷凝器9周围的热风吹散。
当压缩机1、第一冷凝器3、第一换热器6和第二冷凝器9工作时，本发明的热泵空调系统能够对电动汽车的车舱进行供暖。当压缩机1、第一换热器6、第二冷凝器9和蒸发器15工作时，本发明的热泵空调系统能够对电动汽车的车舱进行制冷。当压缩机1、第一冷凝器3、第一换热器6和蒸发器15工作时，本发明的热泵空调系统能够对电动汽车的车舱进行除雾。当压缩机1、第二冷凝器9和第二换热器17工作时，本发明的热泵空调系统能够对第二冷凝器9进行除霜。
本发明的喷气增焓热泵空调系统包括制热回路、制冷回路、除雾回路和除霜回路，用于使热泵空调系统分别执行上述四个工作过程。
图2示出的是，本发明的热泵空调系统在对电动汽车的车舱进行供暖时的制热回路。
如图2所示，本发明的制热回路主要包括依次首尾相接的压缩机1、第一冷凝器3、第一换热器6、第一膨胀阀7和第二冷凝器9。其中，第一换热器6包括第一通道61和第二通道62。第一通道61的第一端(图2中第一通道61的上端)与第一冷凝器3连通，第一通道61的第二端(图2中第一通道61的下端)与第一膨胀阀7连通；第二通道62的第一端(图2中第二通道62的下端)通过第二膨胀阀8与第一冷凝器3连通，第二通道62的第二端(图2中第二通道62的上端)与压缩机1连通。
继续参阅图2，压缩机1包括第一输入端、第二输入端和输出端，其中，第一输入端与第二冷凝器9连通，第二输入端与第二通道62的第二端连通，输出端与第一冷凝器3连通。
图2中所示制热回路的工作原理如下：
主回路：压缩机1将低温低压的冷却剂压缩成高温高压的冷却剂。高温高压的冷却剂经过第一冷凝器3时向车内的空气传递热量变成低温高压的冷却剂。低温高压的冷却剂中的一部分经过第一换热器6的第一通道61之后在经过第一膨胀阀7时变成低温低压的冷却剂。低温低压的冷却剂经过第二冷凝器9时从外界的空气中吸收热量变成高温低压的冷却剂。最后高温低压的冷却剂经压缩机1后再次变成高温高压的冷却剂。
喷气增焓回路：从第一冷凝器3流出的低温高压的冷却剂的另一部分经过第二膨胀阀8时汽化(或膨胀)吸热变成低温低压的冷却剂(其温度低于第一通道61内冷却剂的温度)。低温低压的冷却剂在经过第二通道62时从第一通道61内的低温高压的冷却剂中吸收热量，然后回到压缩机1内。
需要说明的是，回路中冷却剂的温度高低是当前状态的冷却剂的温度相对于前一状态的冷却剂的温度。例如，经过第一冷凝器3后的冷却剂的温度和经过第一冷凝器3前的冷却剂的温度。
在此过程中，通过第一风扇19能够持续地将第一冷凝器3周围的热风吹向车舱内。
本领域技术人员能够理解的是，第一通道61内的冷却剂温度变低能够使得流过第二冷凝器9和压缩机1的冷却剂温度也都变低。因此，本发明的热泵空调系统中的喷气增焓回路能够使压缩机1的工作温度保持安全范围之内。尤其是避免了制热回路在室外温度低于-10℃时，对车舱内的环境加热过快而导致压缩机1不能使用的现象的发生。
图3示出的是，本发明的热泵空调系统在对电动汽车的车舱进行制冷时的制冷回路。
如图3所示，本发明的制冷回路主要包括依次首尾相接的压缩机1、第二冷凝器9、第一换热器6、第三膨胀阀14和蒸发器15。其中，第一换热器6的第一通道61的第一端与第二冷凝器9连通，第一换热器6的第一通道61的第二端与第三膨胀阀14连通；第一换热器6的第二通道62的第一端通过第二膨胀阀8与第二冷凝器9连通，第一换热器6的第二通道62的第二端与压缩机1连通。
继续参阅图3，压缩机1的第一输入端与蒸发器15连通，压缩机1的第二输入端与第二通道62的第二端连通，输出端与第二冷凝器9连通。
图3中所示制冷回路的工作原理如下：
主回路：压缩机1将低温低压的冷却剂压缩成高温高压的冷却剂。高温高压的冷却剂经过第二冷凝器9时向外部环境的空气传递热量变成低温高压的冷却剂。低温高压的冷却剂中的一部分经过第一换热器6的第一通道61之后在经过第三膨胀阀14时变成低温低压的冷却剂。低温低压的冷却剂经过蒸发器15时从车舱的空气中吸收热量变成高温低压的冷却剂。最后高温低压的冷却剂经压缩机1后再次变成高温高压的冷却剂。
喷气增焓回路：从第二冷凝器9流出的低温高压的冷却剂的另一部分经过第二膨胀阀8时汽化(或膨胀)吸热变成低温低压的冷却剂(其温度低于第一通道61内冷却剂的温度)。低温低压的冷却剂在经过第二通道62时从第一通道61内的低温高压的冷却剂中吸收热量，然后回到压缩机1内。此外，由于制冷回路工作时室外温度并不是很低，所以本领域技术人员还可以使第二膨胀阀8关闭，使低温高压的冷却剂只经过第一换热器6的第一通道61。
由于本发明的喷气增焓热泵空调系统在对车舱进行制冷时室外温度较高，压缩机1的工作温度不会过高，所以本领域技术人员还可以根据需要，将第二膨胀阀8关闭，即使喷气增焓回路不工作，使从第一冷凝器3流出的低温高压的冷却剂全部流向第一换热器6的第一通道61。
在此过程中，通过第一风扇19能够持续地将蒸发器15周围的冷风吹向车舱内。
本领域技术人员能够理解的是，第一通道61内的冷却剂温度变低能够使得流过第二冷凝器9和压缩机1的冷却剂温度也都变低。因此，本发明的热泵空调系统中的喷气增焓回路能够使压缩机1的工作温度保持安全范围之内。
图4示出的是，本发明的热泵空调系统在对电动汽车的车舱进行除雾时的除雾回路。
如图4所示，本发明的除雾回路主要包括依次首尾相接的压缩机1、第一冷凝器3、第一换热器6、第三膨胀阀14和蒸发器15。其中，第一换热器6的第一通道61的第一端与第一冷凝器3连通，第一换热器6的第一通道61的第二端与第三膨胀阀14连通；第一换热器6的第二通道62的第一端通过第二膨胀阀8与第一冷凝器3连通，第一换热器6的第二通道62的第二端与压缩机1连通。
继续参阅图4，压缩机1的第一输入端与蒸发器15连通，压缩机1的第二输入端与第二通道62的第二端连通，输出端与第一冷凝器3连通。
图4中所示除雾回路的工作原理如下：
主回路：压缩机1将低温低压的冷却剂压缩成高温高压的冷却剂。高温高压的冷却剂经过第一冷凝器3时向车舱内的空气传递热量变成低温高压的冷却剂。低温高压的冷却剂中的一部分经过第一换热器6的第一通道61之后在经过第三膨胀阀14时变成低温低压的冷却剂。低温低压的冷却剂经过蒸发器15时从车舱的空气中吸收热量变成高温低压的冷却剂。最后高温低压的冷却剂经压缩机1后再次变成高温高压的冷却剂。
喷气增焓回路：从第一冷凝器3流出的低温高压的冷却剂的另一部分经过第二膨胀阀8时汽化(或膨胀)吸热变成低温低压的冷却剂(其温度低于第一通道61内冷却剂的温度)。低温低压的冷却剂在经过第二通道62时从第一通道61内的低温高压的冷却剂中吸收热量，然后回到压缩机1内。此外，由于制冷回路工作时室外温度并不是很低，所以本领域技术人员还可以使第二膨胀阀8关闭，使低温高压的冷却剂只经过第一换热器6的第一通道61。
由于本发明的喷气增焓热泵空调系统在对车舱进行除雾时室外温度较高，压缩机1的工作温度不会过高，所以本领域技术人员还可以根据需要，将第二膨胀阀8关闭，即使喷气增焓回路不工作，使从第一冷凝器3流出的低温高压的冷却剂全部流向第一换热器6的第一通道61。
在此过程中，通过第一风扇19能够持续地将第一冷凝器3周围的热风和/或蒸发器15周围的冷风吹向车舱内。
优选地，在本发明的优选实施方案中，本发明的电动汽车具有对第一冷凝器3进行遮挡的第一遮挡构件和对蒸发器15进行遮挡的第二遮挡构件。通过调节第一遮挡构件和第二遮挡构件能够改变第一风扇19吹出的气流与第一冷凝器3和蒸发器15的接触面积，进而能够调整第一风扇19吹向车舱内气流的温度。该气流被调节到适宜温度时能够对电动汽车的玻璃(尤其是前挡风玻璃)进行除雾。
如图3和图4所示，本发明的热泵空调系统还包括第二换热器17。第二换热器17包括第三通道171和第四通道172。第三通道171的第一端(图3中第三通道171的下端)通过第四膨胀阀16与第一换热器6的第一通道61连通，第三通道171的第二端(图3中第三通道171的上端)与压缩机1连通。第四通道172的两端与电动汽车的电池18(动力电池)连通。或者本领域技术人员还可以根据需要，使第四通道172的两端与电动汽车的其他热源连通，例如驱动电机。
继续参阅图3和图4，本发明的热泵空调系统在对车舱执行制冷和除雾时，还能够可选地开启第四膨胀阀16，对电动汽车的电池18进行降温。
具体地，从第一换热器6的第一通道61流出的低温高压的冷却剂经过第四膨胀阀16时变成低温低压的冷却剂。低温低压的冷却剂经过第二换热器17的第三通道171时从第四通道172内循环的冷却介质吸收热量变成高温低压的冷却剂。最后高温低压的冷却剂经压缩机1后再次变成高温高压的冷却剂。
图5示出的是，本发明的热泵空调系统在对车外的第二冷凝器9进行除霜时的除霜回路。
如图5所示，本发明的除霜回路主要包括依次首尾相接的压缩机1、第二冷凝器9、第一换热器6、第四膨胀阀16和第二换热器17。其中，第一换热器6的第一通道61的第一端与第二冷凝器9连通，第一换热器6的第一通道61的第二端与第四膨胀阀16连通；第一换热器6的第二通道62的第一端通过第二膨胀阀8与第二冷凝器9连通，第一换热器6的第二通道62的第二端与压缩机1连通。
继续参阅图5，压缩机1的第一输入端与第二换热器17连通，压缩机1的第二输入端与第二通道62的第二端连通，输出端与第二冷凝器9连通。
图5中所示除霜回路的工作原理如下：
主回路：压缩机1将低温低压的冷却剂压缩成高温高压的冷却剂。高温高压的冷却剂经过第二冷凝器9时散热变成低温高压的冷却剂。低温高压的冷却剂中全部经过第一换热器6的第一通道61之后在经过第四膨胀阀16时变成低温低压的冷却剂。低温低压的冷却剂经过第二换热器17的第三通道171时从第四通道172中的冷却介质吸收热量变成高温低压的冷却剂。最后高温低压的冷却剂经压缩机1后再次变成高温高压的冷却剂。
喷气增焓回路：此时第二膨胀阀8被关闭，喷气增焓回路不工作，没有冷却剂通向第一换热器6的第二通道62。
在此过程中，第二风扇20可以不工作，以便经过第二冷凝器9的高温高压的冷却剂能够尽可能将热量传递给第二冷凝器9外面的霜，从而促进霜的融化。
需要说明的是，在此过程中，第二换热器17的第四通道172内的冷却介质的热量由工作的电池18提供。
进一步，如图1至5所示，本发明的热泵空调系统还包括第一截止阀2、第二截止阀10和第三截止阀12，通过如图2至图5中所示的控制第一截止阀2、第二截止阀10和第三截止阀12的通断能够使本发明的热泵空调系统在制热回路、制冷回路、除雾回路和除霜回路四个回路之间自由切换。在本发明的优选实施方案中，第一截止阀2、第二截止阀10和第三截止阀12都是电控截止阀，以便电动汽车的控制器通过控制该三个电控截止阀的通断能够使热泵空调系统在制热回路、制冷回路、除雾回路和除霜回路四个回路之间自由切换。此外，本发明的第一截止阀2、第二截止阀10和第三截止阀12并不仅限于图1至图5中所示的一种位置连接关系，本领域技术人员还可根据需要，将第一截止阀2、第二截止阀10和第三截止阀12的位置进行适当调整，例如，将第一截止阀2设置在第一冷凝器3和第一换热器6之间。
更进一步，本领域技术人员还可以根据需要，将第一截止阀2和第三截止阀12设置为一个两位三通换向阀，通过切换该两位三通换向阀使从压缩机1流出的冷却剂可选择的流向第一冷凝器3或第二冷凝器9。将第二截止阀10和第三截止阀12设置为一个三位三通换向阀，通过切换该三位三通换向阀使第二冷凝器9可选择的与压缩机1的第一输入端或输出端连通，以及使第二冷凝器9断开与压缩机1的连通。
再进一步，本发明的热泵空调系统还包括第一单向阀4、第二单向阀13和第三单向阀21。第一单向阀3设置在图1至图5中所示的第一冷凝器3的下侧；第二单向阀13设置在图1至图5中所示的第一冷凝器3和第二冷凝器9之间；第三单向阀21设置在图1至图5中所示的第一换热器6与压缩机1之间。第一单向阀4、第二单向阀13和第三单向阀21只允许冷却剂朝一个方向流动，而不能反向流动，因此，第一单向阀4和第二单向阀13配合第一截止阀2、第二截止阀10和第三截止阀12能够简化热泵空调系统，减少了过多的截止阀的设置。第三单向阀21能够在第二膨胀阀8关闭时，防止压缩机1内的冷区剂倒流回第一换热器6。
此外，本领域技术人员还可以根据需要，省去第一单向阀4和第二单向阀13，在热泵空调系统中增设相应的截止阀，以便本发明的热泵空调系统能够在制热回路、制冷回路、除雾回路和除霜回路四个回路之间自由切换。或者本领域技术人员还可以根据需要，省去第一截止阀2、第二截止阀10和第三截止阀12，以及可选择地省去第一单向阀4和第二单向阀13，为制热回路、制冷回路、除雾回路和除霜回路分别配置第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀，用于分别控制制热回路、制冷回路、除雾回路和除霜回路的通断。通过控制第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀的通断来使本发明的热泵空调系统在制热回路、制冷回路、除雾回路和除霜回路四个回路之间自由切换。
进一步，本领域技术人员还可以根据需要，省去制热回路、制冷回路、除雾回路和除霜回路中的任意一个或多个回路，以满足具体的应用场合。这种调整并未偏离本发明的技术原理，因此调整之后的技术方案仍将落入本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的优选实施方案中，第一膨胀阀7、第二膨胀阀8、第三膨胀阀14和第四膨胀阀16都是电子膨胀阀，以便电动汽车的控制器通过控制该四个电子膨胀阀能够自动调整热泵空调系统中冷却剂的流量，进而能够调整车舱内的温度、有效地对车舱内(尤其是汽车的前挡风玻璃)除雾以及有效地对位于车外的第二冷凝器9进行除霜。
需要补充说明的是，本发明的热泵空调系统还包括储液干燥瓶5和气液分离器11。其中，储液干燥瓶5设置在第一换热器6的入口端，用于除去冷却剂中的水分，并储存回路中多于的冷却剂。气液分离器11与压缩机1的第一输入端相连通，用于起到分离气体和液体的作用，防止液体制冷剂进入压缩机1，提高系统回油能力。
此外，本领域技术人员还可以根据需要，在储液干燥瓶5的输出端设置一个两位三通阀，使该两位三通阀的输入端与储液干燥瓶5的输出端连通，使两位三通阀的第一输出端与第一换热器6的输入端(第一通道61和第二通道62的输入端)连通，使两位三通阀的第二输出端与第三膨胀阀14和第四膨胀阀16连通。以便在不需要第一换热器6工作时，使冷却剂直接流向第三膨胀阀14和/或第四膨胀阀16。
综上所述，通过本发明的喷气增焓热泵空调系统能够保证压缩机1在室外温度很低(例如-20℃以上)的情况下，也不会因压缩比的不断增加而过热发生停机的现象。因此，本发明的喷气增焓热泵空调系统在室外温度较低时也能够为电动汽车的车舱进行加热。本发明通过相变加热的方式相对于传统的电加热方式减少了电动汽车电能的浪费，提高了电动汽车的续航里程。
本领域技术人员能够理解的是，本发明的冷却剂可以是任意可行的冷却剂，例如，无机化合物制冷剂、氟利昂、饱和碳氢化合物制冷剂、不饱和碳氢化合物制冷剂和共沸混合物制冷剂等。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种喷气增焓热泵空调系统，其特征在于，所述热泵空调系统包括制热回路，
所述制热回路包括依次首尾相接的压缩机、第一冷凝器、第一换热器、第一膨胀阀和第二冷凝器；
其中，所述第一换热器包括第一通道和第二通道，
所述第一通道的第一端与所述第一冷凝器连通，所述第一通道的第二端与所述第一膨胀阀连通；
所述第二通道的第一端通过第二膨胀阀与所述第一冷凝器连通，所述第二通道的第二端与所述压缩机的入口连通。
2.根据权利要求1所述的喷气增焓热泵空调系统，其特征在于，所述制热回路还包括第一截止阀和第二截止阀，所述第一截止阀连接在所述压缩机的出口与所述第一冷凝器之间，所述第二截止阀连接在所述压缩机的入口与所述第二冷凝器之间。
3.根据权利要求1所述的喷气增焓热泵空调系统，其特征在于，所述热泵空调系统还包括制冷回路，
所述制冷回路包括依次首尾相接的所述压缩机、所述第二冷凝器、第三膨胀阀和蒸发器。
4.根据权利要求3所述的喷气增焓热泵空调系统，其特征在于，所述制冷回路还包括所述第一换热器；
所述第一通道的第一端与所述第二冷凝器连通，所述第一通道的第二端与所述第三膨胀阀连通；
所述第二通道的第一端通过所述第二膨胀阀与所述第二冷凝器连通，所述第二通道的第二端与所述压缩机的入口连通。
5.根据权利要求4所述的喷气增焓热泵空调系统，其特征在于，所述制冷回路还包括第三截止阀，所述第三截止阀连接在所述压缩机的出口与所述第二冷凝器之间。
6.根据权利要求3所述的喷气增焓热泵空调系统，其特征在于，所述热泵空调系统还包括除雾回路，
所述除雾回路包括依次首尾相接的所述压缩机、所述第一冷凝器、所述第三膨胀阀和所述蒸发器。
7.根据权利要求6所述的喷气增焓热泵空调系统，其特征在于，所述除雾回路还包括所述第一换热器；
所述第一通道的第一端与所述第一冷凝器连通，所述第一通道的第二端与所述第三膨胀阀连通；
所述第二通道的第一端通过所述第二膨胀阀与所述第一冷凝器连通，所述第二通道的第二端与所述压缩机的入口连通。
8.根据权利要求1所述的喷气增焓热泵空调系统，其特征在于，所述热泵空调系统还包括除霜回路，
所述除霜回路包括依次首尾相接的所述压缩机、所述第二冷凝器、第四膨胀阀和第二换热器；
所述第二换热器包括第三通道和第四通道，
所述第三通道的第一端与所述第四膨胀阀连通，所述第三通道的第二端与所述压缩机的入口连通；
所述第四通道的两端分别与热源连通。
9.根据权利要求8所述的喷气增焓热泵空调系统，其特征在于，所述除霜回路还包括所述第一换热器；
所述第一通道的第一端与所述第二冷凝器连通，所述第一通道的第二端与所述第四膨胀阀连通；
所述第二通道的第一端通过所述第二膨胀阀与所述第二冷凝器连通，所述第二通道的第二端与所述压缩机的入口连通；
其中，所述第二膨胀阀处于关闭状态。
10.根据权利要求3至7中任一项所述的喷气增焓热泵空调系统，其特征在于，所述热泵空调系统还包括第一风扇，所述第一风扇用于为所述第一冷凝器和/或所述蒸发器提供气流。
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