CN109177689A - 一种新型新能源汽车热泵空调系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种新型新能源汽车热泵空调系统，包括：电池冷却模块、室内换热模块、热交换器、室外换热器和其他部件；所述电池冷却模块包括电池包蒸发器和膨胀阀；所述其他部件还包括单向阀、截止阀E和截止阀F；所述单向阀设置在室内冷凝器出口端，其出口端与热交换器进口二连接，所述截止阀E设置在室内冷凝器的进口端，其进口端与温度压力开关C连接，所述截止阀F并联在单向阀的出口端和截止阀E的进口端之间。本发明不仅在管路中加设了截止阀E、截止阀F和单向阀，可以在制冷模式下避免使用室内冷凝器，并防止冷媒回流，避免车内温度升高；而且在电池冷却模块中设置电池包蒸发器，可以更好的保护电池安全，延长电池冷却模块的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车领域，具体地，涉及新型新能源汽车热泵空调系统。
背景技术
传统热泵空调系统有多种实现方式，目前，传统热泵空调系统在制冷模式下，一般都会启动室内冷凝器，其会造成冷媒回流，从而造成车内温度升高，大大影响了制冷效果。在传统热泵空调系统中为了保护电池安全，一般是在电池冷却模块采用电池包，通过电池包内部连接的冷却管路结构来降温冷却，而有些电池中没有内部的冷却管路结构，需要单独的蒸发器进行冷却，但这两种结构均较复杂，而且使用寿命会受到限制。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种新型新能源汽车热泵空调系统，本发明不仅在管路中加设了截止阀E、截止阀F和单向阀，可以在制冷模式下避免使用室内冷凝器，并防止冷媒回流，避免车内温度升高；而且在电池冷却模块中设置电池包蒸发器，可以更好的保护电池安全，延长电池冷却模块的使用寿命。
根据本发明的一个方面，提供一种新型新能源汽车热泵空调系统，包括：电池冷却模块、室内换热模块、热交换器、室外换热器和其他部件；
其中，
--所述其他部件，包括汽液分离器、温度压力开关A、温度压力开关B、温度压力开关C、压缩机、电子膨胀阀、截止阀A、截止阀B、截止膨胀阀；
--所述室内换热模块，包括蒸发器和室内冷凝器，设置在汽车车厢内；
--所述室内冷凝器、热交换器、电子膨胀阀、温度压力开关A、室外换热器、截止膨胀阀、蒸发器、汽液分离器、温度压力开关B、压缩机、温度压力开关C依次串联；
--所述电池冷却模块并联于蒸发器和截止膨胀阀之间；
--所述截止阀A与电子膨胀阀并联；
--所述汽液分离器为二进一出式，进口一接蒸发器出口，进口二接热交换器出口一，出口接温度压力开关B；
--所述热交换器为四个端口，进口一接截止阀B，出口一接汽液分离器进口二，进口二接室内冷凝器出口端，出口二接截止阀A；
--所述电池冷却模块，包括电池包蒸发器和膨胀阀，所述电池包蒸发器和膨胀阀串联；
--所述其他部件还包括单向阀、截止阀E和截止阀F；所述单向阀设置在室内冷凝器出口端，其出口端与热交换器进口二连接，所述截止阀E设置在室内冷凝器的进口端，其进口端与温度压力开关C连接，所述截止阀F并联在单向阀的出口端和截止阀E的进口端之间。
优选的，所述室内换热模块还包括电加热器，设置在蒸发器和室内冷凝器之间，所述电加热器可以直接给室内提供热量，保证热泵系统能正常启动采暖模式。
优选的，所述温度压力开关A、温度压力开关B和温度压力开关C均可更换为温度压力传感器；所述温度压力开关可在达到预设温度和压力时断开或闭合相应的开关接点，而温度压力传感器可实时检测温度和压力的变化值；可根据实际需要选择安装温度压力开关或温度压力传感器。
优选的，所述截止膨胀阀可更换为截止阀。
优选的，所述室外换热器和截止膨胀阀之间串联有截止阀C，在不使用室内冷凝器的时候可以关掉。
优选的，所述电池冷却模块还包括截止阀D，其一端与膨胀阀串联，另一端接截止膨胀阀，在不使用室内冷凝器的时候可以关掉。
优选的，所述室外换热器为过冷式。
优选的，所述蒸发器、室内冷凝器和室外换热器均为平行流式，其端口均为压板式。
优选的，所述热交换器为板式热交换器。
优选的，所述热交换器中的制冷剂和冷却液流向相反。
本发明的工作原理：
(1)制冷工况：压缩机压缩气态冷媒至排气口，高温高压气态冷媒进入排气管路，通过截止阀F、热交换器、截止阀A、室外冷凝器多次放热，变为中温高压的液态冷媒；然后，液态冷媒通过截止阀C、截止膨胀阀，并在蒸发器中充分膨胀，吸收大量热，变为低温低压气态冷媒；最后，气态冷媒通过汽液分离器回到压缩机吸气口；如此循环。
(2)采暖工况：压缩机压缩气态冷媒至排气口，高温高压气态冷媒进入排气管路，通过截止阀E、室内冷凝器放热，变为中温高压气液混合态冷媒；然后，气液混合态冷媒通过单向阀、热交换器再次放热，变为中温高压液态冷媒；然后，液态冷媒通过电子膨胀阀，并在室外换热器内充分膨胀，吸收大量热，变为低温低压气态冷媒；最后，气态冷媒通过截止阀B、热交换器、汽液分离器回到压缩机吸气口；如此循环。
制冷功能多采用“逆卡诺循环”实现，采暖是将外部环境中热量，“搬运”至内部环境，从而实现采暖功能和节能。热交换器可以提高在采暖时系统“搬运”效率。通过增加热交换器，冷媒在进入电子膨胀阀前充分冷凝，同时将热量传递给进入压缩机的冷媒，提高计入压缩机的冷媒的热能，从而提高“搬运”效率。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明在管路中加设截止阀E、截止阀F和单向阀，可以在制冷模式下避免使用室内冷凝器，并防止冷媒回流，避免车内温度升高；
(2)本发明在电池冷却模块中设置电池包蒸发器，可以更好的保护电池安全，延长电池冷却模块的使用寿命；
(3)本发明在管路中可根据需求选择加设温度压力开关或温度压力传感器，更为灵活多变，实用性更强；
(4)本发明在室内换热模块中可根据需求选择性的增设电加热器，且与蒸发器和冷凝器集成，其可直接给室内提供热量，保证热泵系统能正常启动采暖模式，且安装简捷方便，节省开发成本；
(5)本发明在管路中可根据需求选择性的增设截止阀C和截止阀D，管路更为简单可靠，灵活性更强，且减少了成本；
(6)本发明在管路中加设热交换器，冷媒在所述热交换器中再次换热，其结构可以保证冷媒在进入电子膨胀阀时为全液态，保证“膨胀阀”工作的连续性，提高“膨胀阀”的效率；
(7)本发明在管路中加设热交换器，冷媒在所述热交换器中将热量传递给低温低压的气态冷媒，可以有效提高气态冷媒在进入压缩机吸气口的温度(内能)，达到“增焓”的效果，从而，使得压缩机排出口的温度更高；
(8)本发明结构简单、效果显著，成本低，运行安全可靠，适合大范围推广应用。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明组件连接示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例
本实施例涉及一种一种新型新能源汽车热泵空调系统，其组件连接示意图见附图1所示：电池冷却模块、室内换热模块、热交换器、室外换热器和其他部件；
其中，
--所述其他部件，包括汽液分离器、温度压力开关A、温度压力开关B、温度压力开关C、压缩机、电子膨胀阀、截止阀A、截止阀B、截止膨胀阀；
--所述室内换热模块，包括蒸发器和室内冷凝器，设置在汽车车厢内；
--所述室内冷凝器、热交换器、电子膨胀阀、温度压力开关A、室外换热器、截止膨胀阀、蒸发器、汽液分离器、温度压力开关B、压缩机、温度压力开关C依次串联；
--所述电池冷却模块并联于蒸发器和截止膨胀阀之间；
--所述截止阀A与电子膨胀阀并联；
--所述汽液分离器为二进一出式，进口一接蒸发器出口，进口二接热交换器出口一，出口接温度压力开关B；
--所述热交换器为四个端口，进口一接截止阀B，出口一接汽液分离器进口二，进口二接室内冷凝器出口端，出口二接截止阀A；
--所述电池冷却模块，包括电池包蒸发器和膨胀阀，所述电池包蒸发器和膨胀阀串联；
--所述其他部件还包括单向阀、截止阀E和截止阀F；所述单向阀设置在室内冷凝器出口端，其出口端与热交换器进口二连接，所述截止阀E设置在室内冷凝器的进口端，其进口端与温度压力开关C连接，所述截止阀F并联在单向阀的出口端和截止阀E的进口端之间。
进一步的，所述室内换热模块还包括电加热器，设置在蒸发器和室内冷凝器之间，所述电加热器可直接给室内提供热量，保证热泵系统能正常启动采暖模式。
进一步的，所述温度压力开关A、温度压力开关B和温度压力开关C均可更换为温度压力传感器；所述温度压力开关可在达到预设温度和压力时断开或闭合相应的开关接点，而温度压力传感器可实时检测温度和压力的变化值；可根据实际需要选择安装温度压力开关或温度压力传感器。
进一步的，所述截止膨胀阀可更换为截止阀。
进一步的，所述室外换热器和截止膨胀阀之间串联有截止阀C，在不使用室内冷凝器的时候可以关掉。
进一步的，所述电池冷却模块还包括截止阀D，其一端与膨胀阀串联，另一端接截止膨胀阀，在不使用室内冷凝器的时候可以关掉。
进一步的，所述室外换热器为过冷式。
进一步的，所述蒸发器、室内冷凝器和室外换热器均为平行流式，其端口均为压板式。
进一步的，所述热交换器为板式热交换器。
进一步的，所述热交换器中的制冷剂和冷却液流向相反。
本发明的工作原理：
(1)制冷工况：压缩机压缩气态冷媒至排气口，高温高压气态冷媒进入排气管路，通过截止阀F、热交换器、截止阀A、室外冷凝器多次放热，变为中温高压的液态冷媒；然后，液态冷媒通过截止阀C、截止膨胀阀，并在蒸发器中充分膨胀，吸收大量热，变为低温低压气态冷媒；最后，气态冷媒通过汽液分离器回到压缩机吸气口；如此循环。
(2)采暖工况：压缩机压缩气态冷媒至排气口，高温高压气态冷媒进入排气管路，通过截止阀E、室内冷凝器放热，变为中温高压气液混合态冷媒；然后，气液混合态冷媒通过单向阀、热交换器再次放热，变为中温高压液态冷媒；然后，液态冷媒通过电子膨胀阀，并在室外换热器内充分膨胀，吸收大量热，变为低温低压气态冷媒；最后，气态冷媒通过截止阀B、热交换器、汽液分离器回到压缩机吸气口；如此循环。
制冷功能多采用“逆卡诺循环”实现，采暖是将外部环境中热量，“搬运”至内部环境，从而实现采暖功能和节能。热交换器可以提高在采暖时系统“搬运”效率。通过增加热交换器，冷媒在进入电子膨胀阀前充分冷凝，同时将热量传递给进入压缩机的冷媒，提高计入压缩机的冷媒的热能，从而提高“搬运”效率。
本实施例具有如下的有益效果：
(1)本发明在管路中加设截止阀E、截止阀F和单向阀，可以在制冷模式下避免使用室内冷凝器，并防止冷媒回流，避免车内温度升高；
(2)本发明在电池冷却模块中设置电池包蒸发器，可以更好的保护电池安全，延长电池冷却模块的使用寿命；
(3)本发明在管路中可根据需求选择加设温度压力开关或温度压力传感器，更为灵活多变，实用性更强；
(4)本发明在室内换热模块中可根据需求选择性的增设电加热器，且与蒸发器和冷凝器集成，其可直接给室内提供热量，保证热泵系统能正常启动采暖模式，且安装简捷方便，节省开发成本；
(5)本发明在管路中可根据需求选择性的增设截止阀C和截止阀D，管路更为简单可靠，灵活性更强，且减少了成本；
(6)本发明在管路中加设热交换器，冷媒在所述热交换器中再次换热，其结构可以保证冷媒在进入电子膨胀阀时为全液态，保证“膨胀阀”工作的连续性，提高“膨胀阀”的效率；
(7)本发明在管路中加设热交换器，冷媒在所述热交换器中将热量传递给低温低压的气态冷媒，可以有效提高气态冷媒在进入压缩机吸气口的温度(内能)，达到“增焓”的效果，从而，使得压缩机排出口的温度更高；
(8)本发明结构简单、效果显著，成本低，运行安全可靠，适合大范围推广应用。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (10)
1.一种新型新能源汽车热泵空调系统，包括：电池冷却模块、室内换热模块、热交换器、室外换热器和其他部件；
其中，
--所述其他部件，包括汽液分离器、温度压力开关A、温度压力开关B、温度压力开关C、压缩机、电子膨胀阀、截止阀A、截止阀B、截止膨胀阀；
--所述室内换热模块，包括蒸发器和室内冷凝器，设置在汽车车厢内；
--所述室内冷凝器、热交换器、电子膨胀阀、温度压力开关A、室外换热器、截止膨胀阀、蒸发器、汽液分离器、温度压力开关B、压缩机、温度压力开关C依次串联；
--所述电池冷却模块并联于蒸发器和截止膨胀阀之间；
--所述截止阀A与电子膨胀阀并联；
--所述汽液分离器为二进一出式，进口一接蒸发器出口，进口二接热交换器出口一，出口接温度压力开关B；
--所述热交换器为四个端口，进口一接截止阀B，出口一接汽液分离器进口二，进口二接室内冷凝器出口端，出口二接截止阀A；
其特征在于，所述电池冷却模块，包括电池包蒸发器和膨胀阀，所述电池包蒸发器和膨胀阀串联；
--所述其他部件还包括单向阀、截止阀E和截止阀F；所述单向阀设置在室内冷凝器出口端，其出口端与热交换器进口二连接，所述截止阀E设置在室内冷凝器的进口端，其进口端与温度压力开关C连接，所述截止阀F并联在单向阀的出口端和截止阀E的进口端之间。
2.根据权利要求1所述的新型新能源汽车热泵空调系统，其特征在于，所述室内换热模块还包括电加热器，设置在蒸发器和室内冷凝器之间。
3.根据权利要求1所述的新型新能源汽车热泵空调系统，其特征在于，所述温度压力开关A、温度压力开关B和温度压力开关C均可更换为温度压力传感器。
4.根据权利要求1所述的新型新能源汽车热泵空调系统，其特征在于，所述截止膨胀阀可更换为截止阀。
5.根据权利要求1所述的新型新能源汽车热泵空调系统，其特征在于，所述室外换热器和截止膨胀阀之间串联有截止阀C。
6.根据权利要求1所述的新型新能源汽车热泵空调系统，其特征在于，所述电池冷却模块还包括截止阀D，其一端与膨胀阀串联，另一端接截止膨胀阀。
7.根据权利要求1所述的新型新能源汽车热泵空调系统，其特征在于，所述室外换热器为过冷式。
8.根据权利要求1所述的新型新能源汽车热泵空调系统，其特征在于，所述蒸发器、室内冷凝器和室外换热器均为平行流式，其端口均为压板式。
9.根据权利要求1所述的新型新能源汽车热泵空调系统，其特征在于，所述热交换器为板式热交换器。
10.根据权利要求1所述的新型新能源汽车热泵空调系统，其特征在于，所述热交换器中的制冷剂和冷却液流向相反。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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