CN110654199A - 带喷射器的新能源汽车热泵空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了带喷射器的新能源汽车热泵空调系统，其包括两个室外换热器、流动控制阀、气液分离器、带截止功能的热力膨胀阀、电磁阀、室内蒸发器、室内冷凝器等组成。通过四通换向阀切换制冷和热泵模式，并通过设置喷射器循环，回收节流的膨胀功，尤其热泵模式下，可以提高压缩机的吸气压力，减少压缩比，提高制热能力，显著增加循环的经济性。

Description

带喷射器的新能源汽车热泵空调系统
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及带喷射器的新能源汽车热泵空调系统。
背景技术
随着能源的紧缺和环境污染问题的日益严峻，研发电动汽车已经成为当今汽车领域的热点，为了追求更加舒适的车内环境，电动汽车的空调系统起着至关重要的作用。热泵空调系统节能高效，冷暖一体，可以很好地满足电动汽车的安全和舒适性要求。
冬季室外气温过低，客观条件对空气源热泵不利，乘员舱温度不变，则冷凝温度不变，对于同一种制冷剂，随着车外的温度不断降低，制冷剂的蒸发压力不断降低，压缩机的吸气比容随之增大，压缩比增大，比功增大，系统工质循环量减少，制热能力下降。
发明内容
本发明旨在解决上述技术问题，提供一种可以回收利用膨胀功、提高压缩机吸气压力的带喷射器的新能源汽车热泵空调系统。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：带喷射器的新能源汽车热泵空调系统，该系统包括：带截止功能的热力膨胀阀(1)、室外换热器I(2)、压缩机(6)、室外换热器II(13)以及处于空调箱的室内蒸发器(10)、室内冷凝器(11)，其还包括：喷射器(3)，所述室外换热器I(2)出口(d)连接于喷射器(3)的引射流体进口(b)，所述喷射器(3)的工作流体进口(a)通过管路分别连接于带截止功能的热力膨胀阀(1)、流动控制阀(14)，所述带截止功能的热力膨胀阀(1)另一端连接于室外换热器I(2)的入口(e)，所述喷射器(3)的喷射流体出口(c)连接于所述室外换热器II(13)，所述室外换热器II(13)的出口(g)连接于电子膨胀阀(12)，所述电子膨胀阀(12)连接于室内蒸发器(10)的进口(i)，所述流动控制阀(14)另一端通过管路分别连接于四通换向阀(5)、室内冷凝器(11)，所述四通阀的另外两个接口分别连接至气液分离器(7)、室内冷凝器(11)的出口(k)，气液分离器(7)的入口通过管路分别连接于电磁阀(8)、室内蒸发器(10)的入口(h)。
进一步，该系统的管路包裹有保温材料。
进一步，该系统中所充制冷剂为二氧化碳，由于二氧化碳蒸发压力很高，喷射器可以回收节流前后的膨胀功。
进一步，所述室外换热器I(2)、室外换热器II(13)、室内蒸发器(10)、室内冷凝器(11)为微通道换热器。
进一步，所述压缩机(6)为电动涡旋式压缩机。
进一步，该系统通过四通换向阀切换为热泵模式或者空调模式。
进一步，带喷射器的新能源汽车热泵空调系统中的热泵模式回路包括依次连接的低压换热器、喷射器、室外换热器、电子膨胀阀、电磁阀、气液分离器、电动涡旋式压缩机、四通换向阀、室内冷凝器、流动控制阀。
进一步，带喷射器的新能源汽车热泵空调系统的空调模式回路包括依次相连的室内蒸发器、气液分离器、电动涡旋式压缩机、四通换向阀、流动控制阀、喷射器、室外换热器II、电子膨胀阀。
进一步，所述热泵模式的工作方式如下：室外换热器I、室外换热器II作为蒸发器，低温高压的制冷剂气体经流动控制阀节流至两相区后分为两路，一路从喷射器工作流体进口进入喷射器，经过喷射器内的喷嘴降压，另一路通过带截止功能的热力膨胀阀节流降压后进入室外换热器I蒸发吸热，而后与喷嘴出口的制冷剂混合后从喷射器出口进入室外换热器II蒸发吸热。
进一步，所述空调模式的工作方式如下：带截止功能的热力膨胀阀关闭，制冷剂不流经室外换热器I，室外换热器II作为冷凝器。
与现有技术相比，本发明的优点为：本发明通过四通换向阀切换制冷和热泵模式，并通过设置喷射器循环，回收节流的膨胀功，尤其热泵模式下，可以提高压缩机的吸气压力，减少压缩比，提高制热能力，显著增加循环的经济性。
本发明采用四通换向阀切换不同模式，可以大大减少系统管路和阀门。
热管理系统通过电子膨胀阀和电子水泵的调节实现不同的控温需求，通过四通换向阀的切换实现不同的模式功能。尤其在低温工况下，该套系统较传统汽车热泵系统在制热能力和能效比方面具有更突出的优越性。
附图说明
图1为本发明实施例中带喷射器的新能源汽车热泵空调系统的结构示意图。
图2为带喷射器的新能源汽车热泵空调系统处于热泵模式的示意图。
图3为带喷射器的新能源汽车热泵空调系统处于空调模式的示意图。
图4为热泵模式下的压焓图。
附图标记说明：1为带截止功能的热力膨胀阀，a为工作流体进口，b为引射流体进口，c为喷射流体出口，2为室外换热器I，3为喷射器，4为风扇，5为四通换向阀，6为压缩机，7为气液分离器，8为电磁阀，9空调箱内鼓风机，10为室内蒸发器，11为室内冷凝器，12为电子膨胀阀，13为室外换热器II，14为流动控制阀。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明所采用的技术方案作进一步的说明。
如图1所示，带喷射器的新能源汽车热泵空调系统，该系统包括：带截止功能的热力膨胀阀1、工作流体进口a、引射流体进口b、喷射流体出口c、室外换热器I2、喷射器3、风扇4、四通换向阀5、压缩机6、气液分离器7、电磁阀8、空调箱内鼓风机9、室内蒸发器10、室内冷凝器11、电子膨胀阀12、室外换热器II13、流动控制阀14，该系统中所有管路外部均包裹有保温材料。
这里的压缩机6可以采用电动涡旋式压缩机，在空调箱内设置有空调箱内鼓风机9，在室外换热器II13处安装有风扇4，结合图1，所述室外换热器I2出口d连接于喷射器3的引射流体进口b，所述喷射器3的工作流体进口a通过管路分别连接于带截止功能的热力膨胀阀1、流动控制阀14，流动控制阀14为一种膨胀阀，可以将制冷剂节流为两相的混合流体。所述带截止功能的热力膨胀阀1另一端连接于室外换热器I2的入口e，所述喷射器3的喷射流体出口c连接于所述室外换热器II13，所述室外换热器II13的出口g连接于电子膨胀阀12，所述电子膨胀阀12连接于室内蒸发器10的进口i，所述流动控制阀14另一端通过管路分别连接于四通换向阀5、室内冷凝器11，所述四通阀的另外两个接口分别连接至气液分离器7、室内冷凝器11的出口k，气液分离器可以分离气液混合物中液体的容器，防止压缩机进行湿压缩。气液分离器7的入口通过管路分别连接于电磁阀8、室内蒸发器10的入口h。
在喷射器循环中,喷射器出口与室外换热器II13连通,室外换热器I2与引射流体进口连通,工作流体进口与流动控制阀连通。
本实施例中，室外换热器I2、室外换热器II13、室内蒸发器10、室内冷凝器11均可采用微通道换热器。
本发明中提供的带喷射器的新能源汽车热泵空调系统提供的热泵模式回路包括依次连接的低压换热器、喷射器、室外换热器、电子膨胀阀、电磁阀、气液分离器、电动涡旋式压缩机、四通换向阀、室内冷凝器、流动控制阀。所述热泵模式的工作方式如下：室外换热器I、室外换热器II作为蒸发器，低温高压的制冷剂气体经流动控制阀节流至两相区后分为两路，一路从喷射器工作流体进口进入喷射器，经过喷射器内的喷嘴降压，另一路通过带截止功能的热力膨胀阀节流降压后进入室外换热器I蒸发吸热，而后与喷嘴出口的制冷剂混合后从喷射器出口进入室外换热器II蒸发吸热，图4提供了热泵模式下的压焓图。
带喷射器的新能源汽车热泵空调系统提供的空调模式回路包括依次相连的室内蒸发器、气液分离器、电动涡旋式压缩机、四通换向阀、流动控制阀、喷射器、室外换热器II、电子膨胀阀。所述空调模式的工作方式如下：带截止功能的热力膨胀阀关闭，制冷剂不流经室外换热器I，室外换热器II作为冷凝器。
结合图2，调节四通换向阀，打开电磁阀8，电子膨胀阀12全开，此时两个室外换热器(室外换热器I、室外换热器II)均作为蒸发器使用，制冷剂气体经流动控制阀节流至两相区后分为两路，一路从喷射器工作流体进口进入喷射器，经过喷射器内的喷嘴降压，另一路通过带截止功能的热力膨胀阀节流降压后进入室外换热器I2蒸发吸热，后与喷嘴出口地制冷剂混合后，泵送功来源于两者之间的压力差，从喷射器出口进入室外换热器II13蒸发吸热。高温高压的制冷剂流经电磁阀8进入压缩机压缩，压缩机出来的高温高压制冷剂气体进入室内冷凝器为乘员舱供暖。
结合图3，调节四通换向阀，关闭电磁阀8、热力膨胀阀1、调节电子膨胀阀12切换到制冷模式。制冷剂在室内蒸发器蒸发吸热变成气态制冷剂，而后经过气液分离器进入压缩机，压缩过后的高温高压气体流经四通换向阀，最后在室外换热器II13散热，然后中高温的制冷剂经电子膨胀阀12节流降压回到室内蒸发器构成一个制冷循环。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.带喷射器的新能源汽车热泵空调系统，该系统包括：带截止功能的热力膨胀阀(1)、室外换热器I(2)、压缩机(6)、室外换热器II(13)以及处于空调箱的室内蒸发器(10)、室内冷凝器(11)，其特征在于，还包括：喷射器(3)，所述室外换热器I(2)出口(d)连接于喷射器(3)的引射流体进口(b)，所述喷射器(3)的工作流体进口(a)通过管路分别连接于带截止功能的热力膨胀阀(1)、流动控制阀(14)，所述带截止功能的热力膨胀阀(1)另一端连接于室外换热器I(2)的入口(e)，所述喷射器(3)的喷射流体出口(c)连接于所述室外换热器II(13)，所述室外换热器II(13)的出口(g)连接于电子膨胀阀(12)，所述电子膨胀阀(12)连接于室内蒸发器(10)的进口(i)，所述流动控制阀(14)另一端通过管路分别连接于四通换向阀(5)、室内冷凝器(11)，所述四通阀的另外两个接口分别连接至气液分离器(7)、室内冷凝器(11)的出口(k)，气液分离器(7)的入口通过管路分别连接于电磁阀(8)、室内蒸发器(10)的入口(h)。
2.根据权利要求1所述的带喷射器的新能源汽车热泵空调系统，其特征在于，该系统的管路包裹有保温材料。
3.根据权利要求1所述的带喷射器的新能源汽车热泵空调系统，其特征在于，所述室外换热器I(2)、室外换热器II(13)、室内蒸发器(10)、室内冷凝器(11)为微通道换热器。
4.根据权利要求1所述的带喷射器的新能源汽车热泵空调系统，其特征在于，所述压缩机(6)为电动涡旋式压缩机。
5.根据权利要求1所述的带喷射器的新能源汽车热泵空调系统，其特征在于，该系统通过四通换向阀切换为热泵模式或者空调模式。
6.根据权利要求1-5任一项所述的带喷射器的新能源汽车热泵空调系统，其特征在于，带喷射器的新能源汽车热泵空调系统中的热泵模式回路包括依次连接的低压换热器、喷射器、室外换热器、电子膨胀阀、电磁阀、气液分离器、电动涡旋式压缩机、四通换向阀、室内冷凝器、流动控制阀。
7.根据权利要求1-5任一项所述的带喷射器的新能源汽车热泵空调系统，其特征在于，带喷射器的新能源汽车热泵空调系统的空调模式回路包括依次相连的室内蒸发器、气液分离器、电动涡旋式压缩机、四通换向阀、流动控制阀、喷射器、室外换热器II、电子膨胀阀。
8.根据权利要求5或6所述的带喷射器的新能源汽车热泵空调系统，其特征在于，所述热泵模式的工作方式如下：室外换热器I、室外换热器II作为蒸发器，低温高压的制冷剂气体经流动控制阀节流至两相区后分为两路，一路从喷射器工作流体进口进入喷射器，经过喷射器内的喷嘴降压，另一路通过带截止功能的热力膨胀阀节流降压后进入室外换热器I蒸发吸热，而后与喷嘴出口的制冷剂混合后从喷射器出口进入室外换热器II蒸发吸热。
9.根据权利要求5或7所述的带喷射器的新能源汽车热泵空调系统，其特征在于，所述空调模式的工作方式如下：带截止功能的热力膨胀阀关闭，制冷剂不流经室外换热器I，室外换热器II作为冷凝器。
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