CN108215714A - 电动汽车空调热泵系统及其工作原理 - Google Patents

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徐贵争
龚家骐
邓龙生
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    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明公开了一种电动汽车空调热泵系统，包括压缩机，压缩机的一端与四通阀的第一个端口连接，四通阀的第二个端口与车内换热器的一端连接，车内换热器的另一端与第二膨胀阀的一端连接，其特征在于，所述的第二膨胀阀的另一端与第二车外换热器的一端连接，第二车外换热器的另一端通过第一膨胀阀与第一车外换热器的一端连接，第一车外换热器的另一端与四通阀的第三个端口连接，四通阀的第四个端口与压缩机的另一端接通，第一膨胀阀的两端并联有第一截止阀，第二膨胀阀的两端并联有第二截止阀。本发明的空调热泵系统具备制冷、制热、车外换热器除霜功能，其采暖不间断，舒适性好，能耗少，成本低。

Description

电动汽车空调热泵系统及其工作原理
技术领域
本发明涉及一种电动汽车空调热泵系统及其工作原理，属于汽车空调技术领域。
背景技术
电动汽车领域已普遍使用空调系统，随着电动汽车工业的快速发展对空调的成本，能源利用以及人体舒适性提出了更高的要求；促使空调热泵系统的快速发展，常规的空调热泵系统，成本高，车外换热器除霜难，舒适性差。
如图2所示，目前市面上电动汽车空调热泵系统存在无除霜和PTC除霜两种型式；压缩机1的两端与四通阀3的两端口连接，四通阀3的另两端口分别连接车外换热器6和车内换热器10，车外换热器6内设有PTC辅助加热器11，车外换热器6通过第二膨胀阀9与车内换热器10连接，；当无除霜热泵系统在冬季采暖时，车外换热器6会结霜，结霜的换热器将无法热交换，导致车内采暖不足，影响乘员舒适性；当PTC辅助除霜热泵系统在采暖时，PTC辅助加热器11会对车外换热器6的霜进行化解，成本高，能耗大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供了一种不间断采暖、能耗少、成本低的电动汽车空调热泵系统及其工作原理，解决了现有电动汽车空调热泵系统在除霜时耗能大或不能除霜的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种电动汽车空调热泵系统，包括压缩机，压缩机的一端与四通阀的第一个端口连接，四通阀的第二个端口与车内换热器的一端连接，车内换热器的另一端与第二膨胀阀的一端连接，其特征在于，所述的第二膨胀阀的另一端与第二车外换热器的一端连接，第二车外换热器的另一端通过第一膨胀阀与第一车外换热器的一端连接，第一车外换热器的另一端与四通阀的第三个端口连接，四通阀的第四个端口与压缩机的另一端接通，第一膨胀阀的两端并联有第一截止阀，第二膨胀阀的两端并联有第二截止阀。
优选地，所述的四通阀的第四个端口通过气液分离器与压缩机的另一端连接。
一种电动汽车空调热泵系统的工作原理，其特征在于，
制冷循环原理包括以下步骤：打开第一截止阀，关闭第二截止阀，由压缩机产生高温高压的冷媒气体，通过四通阀后至第一车外换热器，然后经过第一截止阀后至第二车外换热器，再通过第二膨胀阀节流降压后至车内换热器，使驾驶室内降温，通过四通阀后至气液分离器，最后回到压缩机中，完成制冷循环；
制热循环原理包括以下步骤：打开第一截止阀，关闭第二截止阀，由压缩机产生高温高压的冷媒气体，通过四通阀后至车内换热器，使驾驶室内升温，经过第二膨胀阀节流降压后至第二车外换热器，然后经过第一截止阀后至第一车外换热器，然后经过四通阀后至气液分离器，最后回到压缩机中，完成制热循环。
优选地，在所述的制热循环运行的过程中，第一车外换热器和第二车外换热器会结霜，第一车外换热器和第二车外换热器除霜的循环原理如下：关闭第一截止阀，打开第二截止阀，第二车外换热器的霜会被由车内换热器过来的中温高压的冷媒化解，随后关闭第二截止阀和打开第一截止阀，将第二车外换热器中的中温高压冷媒通过第一截止阀与第一车外换热器的低温低压冷媒汇合，第一车外换热器的霜会被化解掉，产生的中温中压冷媒，通过四通阀至气液分离器进行气液分离后进入压缩机，完成除霜循环。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的空调热泵系统具备制冷、制热、车外换热器除霜功能，其采暖不间断，能耗少，成本低，即在车外换热器除霜时，车内可持续供暖，舒适性高，能耗少，自身能实现除霜功能，无PTC辅助成本降低。
附图说明
图1为本发明的一种电动汽车空调热泵系统的制冷原理图；
图2为市面上常用的汽车空调热泵系统制热原理图；
图3为本发明的一种电动汽车空调热泵系统的制热原理图；
图4为本发明的一种电动汽车空调热泵系统换热器除霜原理图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
本发明为一种电动汽车空调热泵系统，如图1所示，其包括压缩机1，压缩机1的一端与四通阀3的第一个端口连接，四通阀3的第二个端口与车内换热器10的一端连接，车内换热器10的另一端与第二膨胀阀9的一端连接，第二膨胀阀9的另一端与第二车外换热器7的一端连接，第二车外换热器7的另一端通过第一膨胀阀5与第一车外换热器6的一端连接，第一车外换热器6的另一端与四通阀3的第三个端口连接，四通阀3的第四个端口通过气液分离器2与压缩机1的另一端连接，第一膨胀阀5的两端并联有第一截止阀4，第二膨胀阀9的两端并联有第二截止阀8。
如图1所示，本发明在夏季时候的制冷循环原理如下：
首先打开第一截止阀4，关闭第二截止阀8，由压缩机1产生高温高压的冷媒气体，通过四通阀3后至第一车外换热器6，经过处于开启状态的第一截止阀4，至第二车外换热器7，其中第一车外换热器6与第二车外换热器7通过第一截止阀4完全连通，连通后作为总的车外换热器整体。由第二膨胀阀9节流降压后在车内换热器10中蒸发吸热，使驾驶室内降温，通过四通阀3后至气液分离器2，最后回到压缩机1中，完成制冷循环。
如图3所示，本发明在冬季时候的制热循环原理如下：
首先打开第一截止阀4，关闭第二截止阀8，由压缩机1产生高温高压的冷媒气体，通过四通阀3后至车内换热器10对车内进行放热，使驾驶室内升温，经过第二膨胀阀9节流降压后至第二车外换热器7，第二车外换热器7和第一车外换热器6之间通过开启第一截止阀4连通，连通后作为总的车外换热器整体，然后经过四通阀3后至气液分离器2，最后回到压缩机1中，完成制热循环。
如图4所示，本发明的在冬季时候换热器除霜的循环原理如下：
在图3中本发明的制热循环运行的过程中，第一车外换热器6和第二车外换热器7会结霜。除霜过程是在图3循环基础上如图4所示，关闭第一截止阀4和打开第二截止阀8，执行完毕后，第二车外换热器7的霜会被由车内换热器10过来的中温高压的冷媒化解，系统中节流降压的部件由第二膨胀阀9自动变换成第一膨胀阀5，系统可以正常运行。再执行关闭第二截止阀8和打开第一截止阀4，将第二车外换热器7中的中温高压冷媒通过第一截止阀4与第一车外换热器6的低温低压冷媒汇合，这样第一车外换热器6的霜会被化解掉，过程中节流降压部件由第一膨胀阀5自动转换为第二膨胀阀9。产生的中温中压冷媒，至四通阀3气液分离后进入压缩机1，完成除霜循环。过程中车内换热器10没有受影响，可持续给车内采暖，舒适性好。在图1-图4中，实心箭头代表制冷剂高压流向，空心箭头代表制冷剂低压流向。虚线框内代表车内，虚线框外代表车外。

Claims (4)

1.一种电动汽车空调热泵系统，包括压缩机(1)，压缩机(1)的一端与四通阀(3)的第一个端口连接，四通阀(3)的第二个端口与车内换热器(10)的一端连接，车内换热器(10)的另一端与第二膨胀阀(9)的一端连接，其特征在于，所述的第二膨胀阀(9)的另一端与第二车外换热器(7)的一端连接，第二车外换热器(7)的另一端通过第一膨胀阀(5)与第一车外换热器(6)的一端连接，第一车外换热器(6)的另一端与四通阀(3)的第三个端口连接，四通阀(3)的第四个端口与压缩机(1)的另一端接通，第一膨胀阀(5)的两端并联有第一截止阀(4)，第二膨胀阀(9)的两端并联有第二截止阀(8)。
2.如权利要求1所述的一种电动汽车空调热泵系统，其特征在于，所述的四通阀(3)的第四个端口通过气液分离器(2)与压缩机(1)的另一端连接。
3.一种如权利要求1所述的电动汽车空调热泵系统的工作原理，其特征在于，
制冷循环原理包括以下步骤：打开第一截止阀(4)，关闭第二截止阀(8)，由压缩机(1)产生高温高压的冷媒气体，通过四通阀(3)后至第一车外换热器(6)，然后经过第一截止阀(4)后至第二车外换热器(7)，再通过第二膨胀阀(9)节流降压后至车内换热器(10)，使驾驶室内降温，通过四通阀(3)后至气液分离器(2)，最后回到压缩机(1)中，完成制冷循环；
制热循环原理包括以下步骤：打开第一截止阀(4)，关闭第二截止阀(8)，由压缩机(1)产生高温高压的冷媒气体，通过四通阀(3)后至车内换热器(10)，使驾驶室内升温，经过第二膨胀阀(9)节流降压后至第二车外换热器(7)，然后经过第一截止阀(4)后至第一车外换热器(6)，然后经过四通阀(3)后至气液分离器(2)，最后回到压缩机(1)中，完成制热循环。
4.如权利要求3所述的一种电动汽车空调热泵系统的工作原理，其特征在于，在所述的制热循环运行的过程中，第一车外换热器(6)和第二车外换热器(7)会结霜，第一车外换热器(6)和第二车外换热器(7)除霜的循环原理如下：关闭第一截止阀(4)，打开第二截止阀(8)，第二车外换热器(7)的霜会被由车内换热器(10)过来的中温高压的冷媒化解，随后关闭第二截止阀(8)和打开第一截止阀(4)，将第二车外换热器(7)中的中温高压冷媒通过第一截止阀(4)与第一车外换热器(6)的低温低压冷媒汇合，第一车外换热器(6)的霜会被化解掉，产生的中温中压冷媒，通过四通阀(3)至气液分离器(2)进行气液分离后进入压缩机(1)，完成除霜循环。
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