CN109572352A - 一种汽车空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车空调系统，包括压缩机、室外换热器、室内换热器、室内冷凝器和第一膨胀装置，所述压缩机的出口与所述室内冷凝器的进口连通，所述室内冷凝器的出口能够与所述室外换热器连通，所述第一膨胀装置与所述室内换热器的第一接通口连通，所述空调系统包括除冰模式、制热模式和制冷模式；所述室外换热器包括N个室外换热部，各所述室外换热部互不连通，其中N≥2；在所述除冰模式，所述室内冷凝器处于旁通状态，所述压缩机的出口与至多N‑1个所述室外换热部连通，所述N‑1个所述室外换热部通过所述第一膨胀装置与所述室内换热器连通。该汽车空调系统能够快速有效地对室外换热器进行除冰。

Description

一种汽车空调系统

技术领域

本发明涉及空调技术领域，特别是涉及一种汽车空调系统。

背景技术

汽车空调系统包括压缩机、室外换热器、气液分离器、室内蒸发器和室内冷凝器等，各部件通过相应的管路连接组成完整的热泵空调系统。

汽车空调系统在低温环境下制热时，室外换热器作为蒸发器吸收外界热量，由于外界环境温度较低及空气中存在水汽，所以室外换热器存在结冰的问题，一旦室外换热器结冰，将大大降低室外换热器的热交换能力，因此需要对室外换热器进行除冰。

为了除冰，目前常采取的做法是直接将压缩机出口端的高温高压的制冷剂通向待除冰的室外热交换器，此时，室外换热器作为冷凝器，室内蒸发器参与换热，使室内空气降低，再通过电加热器对室内空气加热，以保证乘客舱的温度。但是，对于一般的汽车空调系统，受限于压缩机的功率和进风格栅的冷风吸入，室外换热器的除冰效果并不理解，且除冰时间长。

因此，如何改进汽车空调系统，以快速有效地对室外换热器进行除冰，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车空调系统，该汽车空调系统能够快速有效地对室外换热器进行除冰。

一种汽车空调系统，包括压缩机、室外换热器、室内换热器、室内冷凝器和第一膨胀装置，所述压缩机的出口与所述室内冷凝器的进口连通，所述室内冷凝器的出口能够与所述室外换热器连通，所述第一膨胀装置与所述室内换热器的第一接通口连通，所述空调系统包括除冰模式、制热模式和制冷模式；

所述室外换热器包括N个室外换热部，各所述室外换热部互不连通，其中N≥2；

在所述除冰模式，所述室内冷凝器处于旁通状态，所述压缩机的出口与至多N-1个所述室外换热部连通，所述N-1个所述室外换热部通过所述第一膨胀装置与所述室内换热器连通。

本发明提供的汽车空调系统，其室外换热器包括N个互不连通的室外换热部，其中N≥2；该空调系统的压缩机、至多N-1个室外换热部、第一膨胀装置和室内换热器能够顺序连通形成除冰回路，也就是说，除冰时，室外换热器只有部分参与换热，如此，大大降低了对压缩机功率的要求，除冰速度快，在实际中，可先对部分室外换热部除冰完成后，再对剩余部分室外换热部进行除冰，因每部分除冰都较快，所以对整个室外换热器的总除冰时间也相对较少。

所述室外换热器的第一集流管被隔板分隔为N个第一集流管段，第二集流管也被隔板分隔为N个第二集流管段，所述第一集流管段与所述第二集流管段的数目相同且位置对应；

每个所述第一集流管段设有第一接口部，每个所述第二集流管段设有第二接口部，每个所述第一集流管段的第一接口部与所述室外换热器的第一连通口连通，每个所述第二集流管段的第二接口部与所述室外换热器的第二连通口连通；

所述室外换热部包括位置对应的所述第一集流管段、所述第二集流管段，以及设于两者之间的若干扁管。

所述空调系统包括N个通断阀，各所述通断阀分别与各所述室外换热部的第一接口部或第二接口部连通。

所述空调系统还包括连通管路，所述连通管路的第一端与所述室内冷凝器的出口连通，所述连通管路的第二端与所述室外换热器的第一连通口连通。

所述空调系统包括四通阀，所述四通阀包括第一连接口、第二连接口、第三连接口和第四连接口；

所述四通阀包括第一工作模式和第二工作模式，在所述四通阀的第一工作模式，所述第一连接口与所述第二连接口连通，所述第三连接口与所述第四连接口连通，在所述四通阀的第二工作模式，所述第一连接口与所述第三连接口连通，所述第二连接口与所述第四接通口连通；

所述连通管路的第二端与所述第一连接口连通，所述第二连接口与所述室外换热器的第一连通口连通，所述第三连接口与所述室内换热器的第二接通口连通，所述第四连接口与所述压缩机的进口连通。

所述空调系统包括第二膨胀装置和第一截止阀，所述第二膨胀装置的一端与所述室内冷凝器的出口连通，所述第二膨胀装置的另一端与所述室外换热器的第一连通口连通，所述第一截止阀设于所述连通管路上；

或所述空调系统包括第二膨胀装置和第一三通阀，所述第一三通阀包括第一端口、第二端口和第三端口，所述第一三通阀的第一端口与所述室内冷凝器的出口连通，所述第一三通阀的第二端口与所述第二膨胀装置的一端连通，所述第二膨胀装置的另一端与所述室外换热器的第一连通口连通，所述第一旁通管路的第一端与所述第一三通阀的第三端口连通。

所述空调系统包括温度风门，所述温度风门设置于所述室内冷凝器的上风向，在所述除冰模式，所述压缩机的出口通过所述室内冷凝器与所述室外换热器连通，所述温度风门闭合。

所述空调系统包括第一旁通管路和第二三通阀，所述第一旁通管路的第一端与所述室外换热器的第一连通口连通，所述第二三通阀包括第一端口、第二端口和第三端口，所述第二三通阀的第一端口与所述压缩机的出口连通，所述第二三通阀的第二端口与所述室内冷凝器的进口连通，所述第二三通阀的第三端口与所述第一旁通管路的第二端连通；

或所述空调系统包括第一旁通管路、第二截止阀和第三截止阀，所述第一旁通管路的第一端与所述室外换热器的第一连通口连通，所述第一旁通管路的第二端通过所述第二截止阀与所述压缩机的出口连通，所述室内冷凝器的进口通过所述第三截止阀与所述压缩机的出口连通。

在所述除冰模式，所述压缩机的出口通过所述第一旁通管路与所述室外换热器的第一连通口连通。

所述空调系统包括第二旁通管路，所述第二旁通管路的第一端与所述室外换热器的第二连通口连通，所述第二旁通管路的第二端与所述压缩机的进口连通；

在所述空调系统的制热模式，所述压缩机的出口与所述室内冷凝器的进口连通，所述第二膨胀装置处于开启状态，所述室外换热器的第二连通口通过所述第二旁通管路与所述压缩机的进口连通；

在所述空调系统的制冷模式，所述压缩机的出口与所述室外换热器的第一连通口连通，所述第一膨胀装置处于开启状态，所述室内换热器的第二接通口与所述压缩机的进口连通。

所述空调系统包括温度风门，所述温度风门设置于所述室内冷凝器的上风向；

在所述空调系统的制热模式，所述压缩机的出口与所述室内冷凝器的进口连通，所述室内冷凝器的出口通过所述四通阀与所述室内换热器的第二接通口连通，所述第一膨胀装置处于开启状态，所述室外换热器的第一连通口通过所述四通阀与所述压缩机的进口连通，所述四通阀处于第二工作模式；

在所述空调系统的制冷模式，所述压缩机的出口与所述室内冷凝器的进口连通，所述室内冷凝器的出口通过所述四通阀与所述室外换热器的第一连通口连通，所述第一膨胀装置处于开启状态，所述室内换热器的第二接通口与所述压缩机的进口连通，所述四通阀处于第一工作模式，所述温度风门闭合；

在所述空调系统的除冰模式，所述压缩机的出口通过所述室内冷凝器与所述室外换热器连通，所述温度风门闭合。

附图说明

图1为汽车空调系统第一种具体实施例的结构示意图；

图2为图1中汽车空调系统的室外换热器的结构示意图；

图3为图1中汽车空调系统处于制冷模式时的制冷剂流动路径示意图，其中箭头表示流动方向；

图4为图1中汽车空调系统处于制热模式时的制冷剂流动路径示意图，其中箭头表示流动方向；

图5为图1中汽车空调系统处于除冰模式时的制冷剂流动路径示意图，其中箭头表示流动方向；

图6为汽车空调系统第二种具体实施例的结构示意图；

图7为汽车空调系统第三种具体实施例的结构示意图；

图8汽车空调系统第四种具体实施例的结构示意图；

图9为图8中汽车空调系统处于制冷模式时的制冷剂流动路径示意图，其中箭头表示流动方向；

图10为图8中汽车空调系统处于制热模式时的制冷剂流动路径示意图，其中箭头表示流动方向；

图11为图8中汽车空调系统处于除冰模式时的制冷剂流动路径示意图，其中箭头表示流动方向。

其中，图1至图11中部件名称与附图标记之间的一一对应关系如下所示：

压缩机1，室外换热器2，第一连通口2a，第二连通口2b，室内换热器3，第一接通口3a，第二接通口3b，室内冷凝器4，第一膨胀装置5，第二膨胀装置6，气液分离器7，电加热器8，鼓风机10；

连通管路11，第一端11a，第二端11b；

四通阀12，第一连接口12a，第二连接口12b，第三连接口12c，第四连接口12d；

第一旁通管路13，第一端13a，第二端13b；

第二旁通管路14，第一端14a，第二端14b；

第一集流管21，第二集流管22，扁管23，隔板24，第一接口部25a、25b、25c，第二接口部26a、26b、26c；

第一室外换热部201，第一进口支路211，第二室外换热部202，第二进口支路221，第三室外换热部203，第三进口支路231；

温度风门41；

第一三通阀91，第二三通阀92，第三三通阀93，第四三通阀94；

第一通断阀101，第二通断阀102，第三通断阀103；

第二截止阀104，第三截止阀105，第一截止阀106，第四截止阀107，第五截止阀108。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为汽车空调系统第一种具体实施例的结构示意图。

该实施例中，汽车空调系统包括压缩机1、室外换热器2、室内换热器3、室内冷凝器4、第一膨胀装置5和第二膨胀装置6；其中，膨胀装置在空调循环系统中可以起到节流降压的作用，一般有节流管、普通的热力膨胀阀或电子膨胀阀等，图示中以膨胀阀为例示意。

其中，室外换热器2包括N个室外换热部，且各室外换热部互不连通，其中N≥2。

不失一般性，本文以室外换热器2设有三个室外换热部(第一室外换热部201、第二室外换热部202和第三室外换热部203)为例进行说明。

请一并参考图2，图2为图1中汽车空调系统的室外换热器的结构示意图。

具体的方案中，室外换热器2包括平行布置的第一集流管21和第二集流管22，第一集流管21和第二集流管22之间插接有多根扁管23，扁管23能够连通第一集流管21和第二集流管22。

如图2所示，第一集流管21内设有两个隔板24，将第一集流管21分隔为互不连通的三个第一集流管段，对应地，第二集流管22内也设有两个隔板24，将第二集流管22也分隔为互不连通的三个第二集流管段，第一集流管21的三个第一集流管段与第二集流管22的三个第二集流管段位置一一对应。

第一集流管21的三个第一集流管段分别设有第一接口部25a、25b、25c，第二集流管22的三个第二集流管段分别设有第二接口部26a、26b、26c。

如此，第一接口部25a、与其连通的第一集流管21的第一集流管段、第二接口部26a、与其连通的第二集流管22的第二集流管段，以及设于该第一集流管段和该第二集流管段之间的若干根扁管23形成第一个室外换热部；第一接口部25b、与其连通的第一集流管21的第一集流管段、第二接口部26b、与其连通的第二集流管22的第二集流管段，以及设于该第一集流管段和该第二集流管段之间的若干根扁管23形成第二个室外换热部；第一接口部25c、与其连通的第一集流管21的第一集流管段、第二接口部26c、与其连通的第二集流管22的第二集流管段，以及设于该第一集流管段和该第二集流管段之间的若干根扁管23形成第三个室外换热部。

图2示例性地示出了室外换热器2设有三个室外换热部的结构，可以理解，实际设置时，通过改变每个集流管的隔板24的数目，可以将室外换热器2分隔为两个或四个或更多个室外换热部。这里不再详述。

该空调系统中，压缩机1、部分个或全部个室外换热部、第一膨胀装置5和室内换热器3能够顺序连通形成制冷回路；压缩机1、室内冷凝器4、第二膨胀装置6及部分个或全部个室外换热部能够顺序连通形成制热回路；压缩机1、部分个室外换热部、第一膨胀装置5和室内换热器3能够顺序连通形成除冰回路。也就是说，在形成制热回路或制冷回路时，室外换热器2中参与换热的室外换热部的个数不限，在形成除冰回路时，室外换热器2的N个室外换热部中至多N-1个参与换热。

本实施例中，因室外换热器2设有三个互不连通的室外换热部，所以，在制冷回路或制热回路中，可使室外换热器2的部分个或全部个室外换热部参与换热，根据实际需要选择参与换热的室外换热部的数目，可以更精确地制冷或制热，以达到节能的效果。

本实施例中，在除冰回路中，室外换热器2只有部分个室外换热部参与换热，大大降低了对压缩机1的功率要求，除冰速度较快。实际操作中，比如可先对第一室外换热部201进行除冰，再对第二室外换热部202进行除冰，最后对第三换热部203进行除冰，由于每次除冰时间均较短，所以与背景技术中一次性对整个室外换热器2进行除冰相比，总的除冰时间缩短，能够更有效快速地实现对室外换热器2的除冰。

同时，除冰模式下，只有部分个室外换热部参与换热，制冷剂较为集中，由进风格栅进来的风带走的能量相对较少，更加节能。

该空调系统还设有电加热器8，可以理解，在外界气温较低时，室外换热器2容易结冰，对室外换热器2进行除冰时，室内换热器3参与换热，会降低乘客舱的温度，但此时，乘客舱实际需要提高温度，设置电加热器8后，可于除冰模式下开启，以便在除冰模式下，提高乘客舱的温度，提升用户体验。

需要说明的是，电加热器8除了在除冰模式下开启外，也可在热泵加热性能不足的情况下开启，以辅助加热。

另外，在压缩机1的进口处可以设置气液分离器7，以便对回流制冷剂进行分离，即将其中的液态部分储藏于气液分离器7内，而低温低压的气态制冷剂部分则进入压缩机1重新压缩。当然，针对一些新型的压缩机，也可以不设置气液分离器7。

此外，还可以设置鼓风机10，用于使室内和/或室外空气能够更顺畅地流向室内换热器3。

如图1所示，该实施例中，空调系统包括连通管路11、第二膨胀装置6和第一三通阀92；其中，第一三通阀92包括第一端口、第二端口和第三端口，第一三通阀92的第一端口与室内冷凝器4的出口连通，第一三通阀92的第二端口与第二膨胀装置6的一端连通，第一三通阀92的第三端口与连通管路11的第一端11a连通，连通管路11的第二端11b与室外换热器2的第一连通口2a连通。通过对第一三通阀92的切换，室内冷凝器4的出口可以只与第二膨胀装置6连通，也可以只与连通管路11连通。

压缩机1的出口与室内冷凝器4的进口连通，压缩机1的出口还通过第一旁通管路13连通室外换热器2的第一连通口2a；具体地，在压缩机1的出口设有第二三通阀91，该第二三通阀91具有第一端口、第二端口和第三端口，其中，第二三通阀91的第一端口与压缩机1的出口连通，第二三通阀91的第二端口与室内冷凝器4的进口连通，第二三通阀91的第三端口与室外换热器2的第一连通口2a连通；通过第二三通阀91的切换，压缩机1的出口可以只与室外换热器2的第一连通口2a连通，或者只与室内冷凝器4的进口连通，或者同时连通室外换热器2的第一连通口2a和室内冷凝器4的进口。

其中，室外换热器2的第一连通口2a分出三条进口支路，即第一进口支路211、第二进口支路221和第三进口支路231，分别与第一室外换热部201、第二室外换热部202和第三室外换热部203连通；第一进口支路211、第二进口支路221和第三进口支路231上分别设有第一通断阀101、第二通断阀102和第三通断阀103。上述各通断阀具体可以为手动通断阀，也可以采用电动或气动通断阀。可以理解，实际设置时，前述各通断阀也可以设置在各室外换热部的出口支路上。

室外换热器2的第二连通口2b通过第一膨胀装置5与室内换热器3连通；该空调系统还包括第二旁通管路14，第二旁通管路14的第一端14a与室外换热器2的第二连通口2b连通，第二旁通管路14的第二端14b与气液分离器7的进口连通；如图1所示，该实施例中，空调系统还设有第三三通阀93，该第三三通阀93包括第一端口、第二端口和第三端口，第三三通阀93的第一端口与室外换热器2的第二连通口2b连通，第三三通阀93的第二端口与第一膨胀装置5连通，第三三通阀93的第三端口与第二旁通管路14的第一端14a连通。通过对第三三通阀93的切换，室外换热器2的第二连通口2b可以只与气液分离器7的进口连通，或只与室内换热器3的第一接通口3a连通。

室内换热器3的第二接通口3b连通气液分离器7的进口，气液分离器7的出口与压缩机1的进口连通。

如图1所示，该实施例中，室内换热器3的第二接通口3b具体与第二旁通管路14的第二端14b连通，并设有第四三通阀94，该第四三通阀94包括第一端口、第二端口和第三端口，第四三通阀94的第一端口与第二旁通管路14的第二端14b连通，第四三通阀94的第二端口与室内换热器3的第二接通口3b连通，第四三通阀94的第三端口与气液分离器7的进口连通。

本实施例中，空调系统的工作原理如下：

制冷模式：

请参考图3，图3为图1中汽车空调系统处于制冷模式时的制冷剂流动路径示意图，其中箭头表示流动方向。

第二三通阀91切换至压缩机1的出口只与室外换热器2的第一连通口2a连通的状态，第三三通阀93切换至室外换热器2的第二连通口2b只与室内换热器3的第一接通口3a连通的状态，第四三通阀94切换至室内换热器3的第二接通口3b只与气液分离器7的进口连通的状态；第一通断阀101、第二通断阀102和第三通断阀103均开启。

压缩机1消耗一定的电能或机械能，将低温低压的气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂，制冷剂经第二三通阀91流入室外换热器2的第一连通口2a，经第一通断阀101、第二通断阀102和第三通断阀103进入第一室外换热部201、第二室外换热部202和第三室外换热部203。

高温高压的制冷剂在各室外换热部中与外部空气流进行换热，制冷剂释放热量而冷凝成液态。

制冷剂流出室外换热器2，进入第一膨胀装置5膨胀，降温降压变成低温低压的制冷剂，低温低压的制冷剂进入室内换热器3，吸收室内空气的热量，降低室内空气的温度，制冷剂至少部分蒸发发生相变而蒸发成低温低压的气态制冷剂。

经室内换热器3相变后的低温低压制冷剂流经气液分离器7后，返回压缩机1，再被压缩机1压缩成高温高压的气态制冷剂，如此循环工作。

需要指出的是，图3所示方案中，第一通断阀101、第二通断阀102和第三通断阀103均开启，即室外换热器2的三个室外换热部均参与换热；可以理解，实际中，可以只开启第一通断阀101、第二通断阀102和第三通断阀103中的一个或两个。

还需要指出的是，图3所示方案中，在制冷模式下，制冷剂不流经室内冷凝器4，也就是说，室内冷凝器4处于旁通状态，此时，室外换热器2做冷凝器用。

制热模式：

请参考图4，图4为图1中汽车空调系统处于制热模式时的制冷剂流动路径示意图，其中箭头表示流动方向。

第二三通阀91切换至压缩机1的出口只与室内冷凝器4的进口连通的状态，第一三通阀92切换至室内冷凝器4的出口只与第二膨胀装置6连通的状态，第三三通阀93、第四三通阀94切换至室外换热器2的第二连通口2b只与气液分离器7的进口连通的状态；第一通断阀101和第二通断阀102开启，第三通断阀103关闭。

压缩机1消耗一定的电能或机械能，将低温低压的气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂，高温高压的制冷剂在室内冷凝器4内与室内空气换热，制冷剂放出热量以加热室内空气。

制冷剂流出室内冷凝器4，进入第二膨胀装置6膨胀，降温降压变成低温低压的制冷剂，低温低压的制冷剂经第一通断阀101和第二通断阀102进入第一室外换热部201和第二室外换热部202，吸收外部空气的热量，相变成低温低压气态制冷剂。

低温低压的制冷剂流经气液分离器7后，返回压缩机1，再被压缩机1压缩成高温高压的气态制冷剂，如此循环。

需要指出的是，图4所示方案中，第一通断阀101和第二通断阀102均开启，第三通断阀103关闭，即室外换热器2的第一室外换热部201和第二室外换热部202参与换热，第三室外换热部203不参与换热；可以理解，实际中，可以第一通断阀101、第二通断阀102和第三通断阀103可以全部开启，也可以只开启其中一个或两个。

除冰模式：

请参考图5，图5为图1中汽车空调系统处于除冰模式时的制冷剂流动路径示意图，其中箭头表示流动方向。

第二三通阀91切换至压缩机1的出口只与室外换热器2的第一连通口2a连通的状态，第三三通阀93切换至室外换热器2的第二连通口2b只与室内换热器3的第一接通口3a连通的状态，第四三通阀94切换至室内换热器3的第二接通口3b只与气液分离器7的进口连通的状态；第一通断阀101开启，第二通断阀102和第三通断阀103均关闭。

压缩机1消耗一定的电能或机械能，将低温低压的气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂，制冷剂经第二三通阀91流入室外换热器2的第一连通口2a，经第一通断阀101进入第一室外换热部201，放出热量，使第一室外换热部201表面的冰迅速除去，制冷剂离开第一室外换热部201，在第一膨胀装置5的作用下节流，流入室内换热器3吸热后，经气液分离器7返回压缩机1，如此循环工作，直至第一室外换热部201的冰被有效除去。此模式下，开启电加热器8，以提高乘客舱温度。

在第一室外换热部201的冰被除去后，关闭第一通断阀101，保持第三通断阀103关闭，同时开启第二通断阀102，制冷剂流动路径与上述类似，循环工作，以对第二室外换热部202进行除冰，之后再对第三室外换热部203进行除冰。

需要指出的是，上述除冰模式是对第一室外换热部201、第二室外换热部202和第三室外换热部203依次进行除冰，可以理解，实际中，各室外换热部的除冰顺序可变，当然，也可先对三个室外换热部中的两个进行除冰，再对剩余一个进行除冰，或者先对其中一个进行除冰，再对剩余两个进行除冰。

此外，还需要指出的是，在除冰回路形成的同时，还可使压缩机1、室内冷凝器4、第二膨胀装置6和形成除冰回路以外的室外换热部形成制热回路。也就是说，在上述除冰模式中，可使第二三通阀91切换至同时连通室外换热器2的第一连通口2a和室内冷凝器4的进口的状态；这样，在对室外换热器2的一部分进行除冰的同时，利用室外换热器2的其余部分参与制热循环，以对乘客舱内空气进行加热，此种状态下，视具体情况可以不开启电加热器8，以节约能源，当然，在加热不足的情况下，还是可以开启电加热器8以辅助加热。

显然，该实施例中，室内换热器3在系统的各种工作模式下均作为蒸发器使用。

请参考图6，图6为汽车空调系统第二种具体实施例的结构示意图。

该实施例与前述第一实施例中各部件的相关通路设计是一致的，两者的区别在于，控制相关支路的通断的阀件不同。

第一实施例中，涉及三条通路的相互切换，通过设于三条通路交汇处的三通阀来实现，而本实施例中，利用两个截止阀来代替三通阀。

具体地，如图6所示，第一旁通管路13上设有第二截止阀104，压缩机1的出口与室内冷凝器4进口连通的支路上设有第三截止阀105，与第一实施例相比，相当于取消了第二三通阀91，用第二截止阀104和第三截止阀105进行替换；这样，在制冷模式下，开启第二截止阀104，关闭第三截止阀105，在制热模式下，关闭第二截止阀104，开启第三截止阀105，在除冰模式下，开启第二截止阀104，第三截止阀105可视情形开启或关闭。

本实施例中，在连通管路11上设置第一截止阀106，以替换第一实施例中的第一三通阀92；在第二旁通管路14上设置第四截止阀107，在室外换热器2的第二连通口2b与室内换热器3的第一接通口3a连通的支路上设置第五截止阀108，如此，可替换第一实施例中的第三三通阀93和第四三通阀94。可以知道，实际设置中，若膨胀阀5为可电控阀件，也可以不设置第五截止阀108。

可以理解，为实现各支路的通断切换，设置三通阀或通断阀的方式不限于上述方式，本领域技术人员还可以通过其他方式实现各模式下通路的形成。

该实施例的空调系统的工作原理与第一实施例类似，为简洁描述，此处仅示出各工作模式下，制冷剂的流动路径，不再详述。

制冷模式：

第一通断阀101、第二通断阀102和第三通断阀103中的部分或全部开启；第二截止阀104、第五截止阀108开启，第三截止阀105、第四截止阀107关闭。

制冷剂流动路径：压缩机1→第一室外换热部201、第二室外换热部202和第三室外换热部203中的一个或两个或全部→第一膨胀装置5→室内换热器3→气液分离器7→压缩机1。

需要指出的是，图6所示方案中，在制冷模式下，制冷剂不流经室内冷凝器4，也就是说，室内冷凝器4处于旁通状态，此时，室外换热器2做冷凝器用。

制热模式：

第一通断阀101、第二通断阀102和第三通断阀103中的部分或全部开启；第二截止阀104、第一截止阀106、第五截止阀108关闭，第三截止阀105、第四截止阀107开启。

制冷剂流动路径：压缩机1→室内冷凝器4→第二膨胀装置6→第一室外换热部201、第二室外换热部202和第三室外换热部203中的一个或两个或全部→气液分离器7→压缩机1。

除冰模式：

第一通断阀101、第二通断阀102和第三通断阀103中的部分开启，其余关闭；第二截止阀104、第五截止阀108开启，第三截止阀105、第四截止阀107关闭。

制冷剂流动路径：压缩机1→第一室外换热部201、第二室外换热部202和第三室外换热部203中的一个或两个→第一膨胀装置5→室内换热器3→气液分离器7→压缩机1。

同样地，该实施例中，室内换热器3在系统的各种工作模式下均作为蒸发器使用。

请参考图7，图7为汽车空调系统第三种具体实施例的结构示意图。

该实施例中，压缩机1的出口只与室内冷凝器4的进口连通，没有其他支路，在室内冷凝器4的上风向处设有温度风门41，温度风门41处于闭合状态时，即使制冷剂进入室内冷凝器4也不参与换热，此时，室内冷凝器4仅是制冷剂的流道，即室内冷凝器4处于旁通状态；温度风门41处于开启状态时，室内冷凝器4参与换热。其余通路设置与第一实施例相似。

该空调系统的工作原理也与第一实施例类似，为简洁描述，此处仅示出各工作模式下，制冷剂的流动路径，不再详述。

制冷模式：

第一三通阀92切换至室内冷凝器4的出口直接与室外换热器2的第一连通口2a连通的状态，第三三通阀93切换至室外换热器2的第二连通口2b只与第一膨胀装置5连通的状态，第四三通阀94切换至室内换热器3的第二接通口3b只与气液分离器7的进口连通的状态；第一通断阀101、第二通断阀102和第三通断阀103中的一个或两个或全部开启；温度风门41闭合。

制冷剂流动路径：压缩机1→室内冷凝器4→第一室外换热部201、第二室外换热部202和第三室外换热部203中的一个或两个或全部→第一膨胀装置5→室内换热器3→气液分离器7→压缩机1。

可以理解，图7所示方案中，在制冷模式下，制冷剂虽然流经室内冷凝器4，但是处于室内冷凝器4上风向的温度风门41闭合，室内冷凝器4不参与换热，处于旁通状态，仅仅作为制冷剂流过的流道。

制热模式：

第一三通阀92切换至室内冷凝器4的出口只与第二膨胀装置6连通的状态，第三三通阀93、第四三通阀94切换至室外换热器2的第二连通口2b只与气液分离器7的进口连通的状态；第一通断阀101、第二通断阀102和第三通断阀103中的一个或两个或全部开启；温度风门41开启。

制冷剂流动路径：压缩机1→室内冷凝器4→第二膨胀装置6→第一室外换热部201、第二室外换热部202和第三室外换热部203中的一个或两个或全部→气液分离器7→压缩机1。

除冰模式：

第一三通阀92切换至室内冷凝器4的出口直接与室外换热器2的第一连通口2a连通的状态，第三三通阀93切换至室外换热器2的第二连通口2b只与第一膨胀装置5连通的状态，第四三通阀94切换至室内换热器3的第二接通口3b只与气液分离器7的进口连通的状态；第一通断阀101、第二通断阀102和第三通断阀103中的部分开启；温度风门41闭合，即该模式下室内冷凝器4处于旁通状态。

制冷剂流动路径：压缩机1→室内冷凝器4→第一室外换热部201、第二室外换热部202和第三室外换热部203中的一个或两个→第一膨胀装置5→室内换热器3→气液分离器7→压缩机1。

同样地，该实施例中，室内换热器3在系统的各种工作模式下均作为蒸发器使用。

请参考图8，图8为汽车空调系统第四种具体实施例的结构示意图。

该实施例中，汽车空调系统包括压缩机1、室外换热器2、室内换热器3、室内冷凝器4、第一膨胀装置5和四通阀12。

该实施例中，室外换热器2也如前述三种实施例一致，包括两个以上的室外换热部，为便于描述，图8中也以室外换热器2设有三个室外换热部(即第一室外换热部201、第二室外换热部202和第三室外换热部203)为例进行说明。室外换热器2的具体结构仍可参照前述第一实施例中所述，此处不再赘述。

四通阀12包括第一连接口12a、第二连接口12b、第三连接口12c和第四连接口12d；其中，室内冷凝器4的出口与第一连接口12a连通，第二连接口12b与室外换热器2的第一连通口2a连通，第三连接口12c与室内换热器3的第二连通口3b连通，第四连接口12d与气液分离器7的进口连通。

四通阀12具有两种工作模式，其中，四通阀12处于第一工作模式下，其各连接口的连接如图8中的实线所示，具体地，四通阀12的第一连接口12a与第二连接口12b连通，第三连接口12c与第四连接口12d连通，也就是说，此种模式下，室内冷凝器4的出口与室外换热器2的第一连通口2a连通，室内换热器3的第二连通口3b与气液分离器7的进口连通；四通阀12处于第二工作模式下，其各连接口的连接如图8中的虚线所示，具体地，四通阀12的第一连接口12a与第三连接口12c连通，第二连接口12b与第四连接口12d连通，也就是说，室内冷凝器4的出口与室内换热器3的第二连通口3b连通，室外换热器2的第一连通口2a与气液分离器7的进口连通。

可见，在该实施例中，室外换热器2和室内换热器3中的制冷剂均可双向流动，两个换热器根据系统工作模式的不同，既可以当蒸发器使用，也可以当冷凝器使用。

该实施例中，在室内冷凝器4的上风向同样设置有温度风门41，温度风门41处于闭合状态时，即使制冷剂进入室内冷凝器4也不参与换热，此时，室内冷凝器4仅是制冷剂的流道，即室内冷凝器4处于旁通状态；温度风门41处于开启状态时，室内冷凝器4参与换热。

该实施例中，空调系统的工作原理如下：

制冷模式：

请参考图9，图9为图8中汽车空调系统处于制冷模式时的制冷剂流动路径示意图，其中箭头表示流动路径。

四通阀12切换至第一工作模式；温度风门41闭合。

制冷剂流动路径：压缩机1→室内冷凝器4→四通阀12的第一连接口12a→四通阀12的第二连接口12b→室外换热器2→第一膨胀装置5→室内换热器3→四通阀12的第三连接口12c→四通阀12的第四连接口12d→气液分离器7→压缩机。

制冷模式下，温度风门41关闭，室内冷凝器4处于旁通状态，制冷剂虽然流经室内冷凝器4，但是在室内冷凝器4处不进行换热，此时，室外换热器2的第一连通口2a为进口，第二连通口2b为出口，室外换热器2做冷凝器用；室内换热器3的第一连通口3a为进口，第二连通口3b为出口，室内换热器3做蒸发器用。

具体地，制冷剂在流经室外换热器2时，第一通断阀101、第二通断阀102和第三通断阀103可以全部开启，即室外换热器2的三个室外换热部全部参与换热，也可以通过对各通断阀的控制，使室外换热器2的一个或两个室外换热部参与换热。

制热模式：

请参考图10，图10为图8中汽车空调系统处于制热模式时的制冷剂流动路径示意图，其中箭头表示流动路径。

四通阀12切换至第二工作模式；温度风门41开启。

制冷剂流动路径：压缩机1→室内冷凝器4→四通阀12的第一连接口12a→四通阀12的第三连接口12c→室内换热器3→第一膨胀装置5→室外换热器2→四通阀12的第二连接口12b→四通阀12的第四连接口12d→气液分离器7→压缩机1。

制热模式下，温度风门41开启，室内冷凝器4未处于旁通状态，制冷剂流经室内冷凝器4时参与换热；此时，室内换热器3的第二连通口3b为进口，第一连通口3a为出口，室内换热器3做冷凝器用；室外换热器2的第二连通口2b为进口，第一连通口2a为出口，室外换热器2做蒸发器用。

具体地，制冷剂在流经室外换热器2时，第一通断阀101、第二通断阀102和第三通断阀103可以全部开启，使得室外换热器2的三个室外换热部全部参与换热，也可通过对各通断阀的控制，只使室外换热器2的一个或两个室外换热部参与换热。

除冰模式：

请参考图11，图11为图8中汽车空调系统处于制冷模式时的制冷剂流动路径示意图，其中箭头表示流动路径。

四通阀12切换至第一工作模式；温度风门41闭合。

制冷剂流动路径：压缩机1→室内冷凝器4→四通阀12的第一连接口12a→四通阀12的第二连接口12b→第一室外换热部201→第一膨胀装置5→室内换热器3→四通阀12的第三连接口12c→四通阀12的第四连接口12d→气液分离器7→压缩机1。

除冰模式下，温度风门41关闭，室内冷凝器4处于旁通状态，制冷剂虽然流经室内冷凝器4，但是在室内冷凝器4处不进行换热，此时，室外换热器2的第一连通口2a为进口，第二连通口2b为出口，室外换热器2做冷凝器用；室内换热器3的第一连通口3a为进口，第二连通口3b为出口，室内换热器3做蒸发器用。

特别指出的是，除冰模式下，室外换热器2只有部分个室外换热部参与换热，也就是说，除冰时，先对室外换热器2的部分个室外换热部进行除冰，再对其余个室外换热部进行除冰。

该方案中，除冰时，三个室外换热部中只有一个或两个参与换热。图11所示方案中，第一通断阀101开启，第二通断阀102和第三通断阀103关闭，即制冷剂只流经室外换热器2的第一室外换热器部201。

需要再次强调的是，本文中所提及的室内冷凝器4处于旁通状态有两种含义，第一，制冷剂不经过室内冷凝器4，室内冷凝器4不参与换热，如第一实施例和第二实施例；第二，制冷剂经过室内冷凝器4，但是，系统中设于室内冷凝器4上风向的温度风门41处于闭合状态，通过温度风门41来旁通室内冷凝器4，使其不参与换热，只是作为制冷剂流经的流道。

以上对本发明所提供的一种汽车空调系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (11)

1.一种汽车空调系统，包括压缩机(1)、室外换热器(2)、室内换热器(3)、室内冷凝器(4)和第一膨胀装置(5)，所述压缩机(1)的出口与所述室内冷凝器(4)的进口连通，所述室内冷凝器(4)的出口能够与所述室外换热器(2)连通，所述第一膨胀装置(5)与所述室内换热器(3)的第一接通口(3a)连通，所述空调系统包括除冰模式、制热模式和制冷模式；

所述室外换热器(2)包括N个室外换热部，各所述室外换热部互不连通，其中N≥2；

在所述除冰模式，所述室内冷凝器(4)处于旁通状态，所述压缩机(1)的出口与至多N-1个所述室外换热部连通，所述N-1个所述室外换热部通过所述第一膨胀装置(5)与所述室内换热器(3)连通。

2.根据权利要求1所述的汽车空调系统，其特征在于，所述室外换热器(2)的第一集流管(21)被隔板(24)分隔为N个第一集流管段，第二集流管(22)也被隔板(24)分隔为N个第二集流管段，所述第一集流管段与所述第二集流管段的数目相同且位置对应；

每个所述第一集流管段设有第一接口部，每个所述第二集流管段设有第二接口部，每个所述第一集流管段的第一接口部与所述室外换热器(2)的第一连通口(2a)连通，每个所述第二集流管段的第二接口部与所述室外换热器的第二连通口(2b)连通；

所述室外换热部包括位置对应的所述第一集流管段、所述第二集流管段，以及设于两者之间的若干扁管(23)。

3.根据权利要求2所述的汽车空调系统，其特征在于，所述空调系统包括N个通断阀，各所述通断阀分别与各所述室外换热部的第一接口部或第二接口部连通。

4.根据权利要求1-3任一项所述的汽车空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括连通管路(11)，所述连通管路(11)的第一端(11a)与所述室内冷凝器(4)的出口连通，所述连通管路(11)的第二端(11b)能够与所述室外换热器(2)的第一连通口(2a)连通。

5.根据权利要求4所述的汽车空调系统，其特征在于，所述空调系统包括四通阀(12)，所述四通阀(12)包括第一连接口(12a)、第二连接口(12b)、第三连接口(12c)和第四连接口(12d)；

所述四通阀(12)包括第一工作模式和第二工作模式，在所述四通阀(12)的第一工作模式，所述第一连接口(12a)与所述第二连接口(12b)连通，所述第三连接口(12c)与所述第四连接口(12d)连通，在所述四通阀(12)的第二工作模式，所述第一连接口(12a)与所述第三连接口(12c)连通，所述第二连接口(12b)与所述第四接通口(12d)连通；

所述连通管路(11)的第二端(11b)与所述第一连接口(12a)连通，所述第二连接口(12b)与所述室外换热器(2)的第一连通口(2a)连通，所述第三连接口(12c)与所述室内换热器(3)的第二接通口(3b)连通，所述第四连接口(12d)与所述压缩机(1)的进口连通。

6.根据权利要求4所述的汽车空调系统，其特征在于，所述空调系统包括第二膨胀装置(6)和第一截止阀(106)，所述第二膨胀装置(6)的一端与所述室内冷凝器(4)的出口连通，所述第二膨胀装置(6)的另一端与所述室外换热器(2)的第一连通口(2a)连通，所述第一截止阀(106)设于所述连通管路(11)；

或所述空调系统包括第二膨胀装置(6)和第一三通阀(92)，所述第一三通阀(92)包括第一端口、第二端口和第三端口，所述第一三通阀(92)的第一端口与所述室内冷凝器(4)的出口连通，所述第一三通阀(92)的第二端口与所述第二膨胀装置(6)的一端连通，所述第二膨胀装置(6)的另一端与所述室外换热器(2)的第一连通口(2a)连通，所述第一旁通管路(11)的第一端(11a)与所述第一三通阀(92)的第三端口连通。

7.根据权利要求4至6任一项所述的汽车空调系统，其特征在于，所述空调系统包括温度风门(41)，所述温度风门(41)设置于所述室内冷凝器(4)的上风向，在所述除冰模式，所述压缩机(1)的出口通过所述室内冷凝器(4)与所述室外换热器(2)连通，所述温度风门(41)闭合。

8.根据权利要求6所述的汽车空调系统，其特征在于，所述空调系统包括第一旁通管路(13)和第二三通阀(91)，所述第一旁通管路(13)的第一端(13a)与所述室外换热器(2)的第一连通口(2a)连通，所述第二三通阀(91)包括第一端口、第二端口和第三端口，所述第二三通阀(91)的第一端口与所述压缩机(1)的出口连通，所述第二三通阀(91)的第二端口与所述室内冷凝器(4)的进口连通，所述第二三通阀(91)的第三端口与所述第一旁通管路(13)的第二端(13b)连通；

或所述空调系统包括第一旁通管路(13)、第二截止阀(104)和第三截止阀(105)，所述第一旁通管路(13)的第一端(13a)与所述室外换热器(2)的第一连通口(2a)连通，所述第一旁通管路(13)的第二端(13b)通过所述第二截止阀(104)与所述压缩机(1)的出口连通，所述室内冷凝器(4)的进口通过所述第三截止阀(105)与所述压缩机(1)的出口连通。

9.根据权利要求8所述的汽车空调系统，其特征在于，在所述除冰模式，所述压缩机(1)的出口通过所述第一旁通管路(13)与所述室外换热器(2)的第一连通口(2a)连通。

10.根据权利要求9所述的汽车空调系统，其特征在于，所述空调系统包括第二旁通管路(14)，所述第二旁通管路(14)的第一端(14a)与所述室外换热器(2)的第二连通口(2b)连通，所述第二旁通管路(14)的第二端(14b)与所述压缩机(1)的进口连通；

在所述空调系统的制热模式，所述压缩机(1)的出口与所述室内冷凝器(4)的进口连通，所述第二膨胀装置(6)处于开启状态，所述室外换热器(2)的第二连通口(2b)通过所述第二旁通管路(14)与所述压缩机(1)的进口连通；

在所述空调系统的制冷模式，所述压缩机(1)的出口与所述室外换热器(2)的第一连通口(2a)连通，所述第一膨胀装置(5)处于开启状态，所述室内换热器(3)的第二接通口(3b)与所述压缩机(1)的进口连通。

11.根据权利要求5所述的汽车空调系统，其特征在于，所述空调系统包括温度风门(41)，所述温度风门(41)设置于所述室内冷凝器(4)的上风向；

在所述空调系统的制热模式，所述压缩机(1)的出口与所述室内冷凝器(4)的进口连通，所述室内冷凝器(4)的出口通过所述四通阀(12)与所述室内换热器(3)的第二接通口(3b)连通，所述第一膨胀装置(5)处于开启状态，所述室外换热器(2)的第一连通口(2a)通过所述四通阀(12)与所述压缩机(1)的进口连通，所述四通阀(4)处于第二工作模式；

在所述空调系统的制冷模式，所述压缩机(1)的出口与所述室内冷凝器(4)的进口连通，所述室内冷凝器(4)的出口通过所述四通阀(12)与所述室外换热器(2)的第一连通口(2a)连通，所述第一膨胀装置(5)处于开启状态，所述室内换热器(3)的第二接通口(3b)与所述压缩机(1)的进口连通，所述四通阀(12)处于第一工作模式，所述温度风门(41)闭合；

在所述空调系统的除冰模式，所述压缩机(1)的出口通过所述室内冷凝器(4)与所述室外换热器(2)连通，所述温度风门(41)闭合。