CN111605381A - 一种蓄能式汽车热泵空调系统及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明技术方案公开了一种蓄能式汽车热泵空调系统及其工作方法,包括压缩机;向压缩机供电的电源;压缩机的出口至进口之间分别依次连接中间换热器、第一膨胀阀、室外换热器、第二膨胀阀和蒸发器;第二膨胀阀的进口与蒸发器的出口之间通过管路还连接有截止阀;中间换热器还连接有水泵,水泵连接至一三通阀的进口,三通阀的主出口连接至加热器,加热器连接至中间换热器的进口,三通阀的次出口与加热器的进口之间连接内燃机引擎。本发明通过在燃油汽车中加入蓄电池组,可在汽车发动机熄火状态下仍能实现制冷、制热和发动机预热的功能。制冷剂循环系统中仅通过两个膨胀阀和一个截止阀即可实现制冷和热泵制热功能,系统回路简单。

Description

一种蓄能式汽车热泵空调系统及其工作方法
技术领域
本发明涉及汽车空调系统技术领域,尤其是涉及一种蓄能式汽车热泵空调系统及其工作方法。
背景技术
燃油汽车在使用空调时,需要启动发动机驱动空调压缩机,从而实现空调的制冷。发动机工作时,通过发动机余热对车厢进行加热。发动机熄火后,空调制冷制热均无法继续工作。车辆停止后,如果需要启动空调,必须启动发动机,导致油耗上升、环境污染增加。许多国家已制定了停车熄火法规,规定车辆在停止行驶一定时间后发动机必须熄火。且冬季寒冷时,发动机如果直接启动,由于发动机温度很低,发动机排放和磨损都比较严重,需要对发动机进行预热。
发明内容
本发明解决的技术问题是现有燃油汽车在冬季制热制冷均需要先启动发动机,油耗高,污染环境,且直接启动发动机对于发动机的排放和磨损都比较严重。
为解决上述的技术问题,本发明技术方案提供一种蓄能式汽车热泵空调系统,其中,包括:
压缩机;
向所述压缩机供电的电源;
所述压缩机的出口至进口之间分别依次连接中间换热器、第一膨胀阀、室外换热器、第二膨胀阀和蒸发器;
所述第二膨胀阀的进口与所述蒸发器的出口之间通过管路还连接有截止阀;
所述中间换热器还连接有水泵,所述水泵连接至一三通阀的进口,所述三通阀的主出口连接至加热器,所述加热器连接至所述中间换热器的进口,所述三通阀的次出口与所述加热器的进口之间连接内燃机引擎。
可选地,所述蒸发器配设有风机,所述风机将空气从所述蒸发器吹向所述加热器,所述蒸发器与所述加热器之间设有风门。
可选地,所述室外换热器配设有风扇。
可选地,所述电源为锂电池组或具有深度放电功能的铅酸电池。
可选地,所述电源的充电来源为外接电源或车载发电机或太阳能板。
可选地,所述中间换热器的一次侧进出口分别连接所述压缩机和所述第一膨胀阀,所述中间换热器的二次侧进出口分别连接所述加热器和所述水泵。
可选地,所述水泵、所述三通阀、所述加热器、所述内燃机引擎和所述中间换热器的管路中的介质为水或发动机冷却液。
可选地,空调系统采用二氧化碳或丙烷或R134a为制冷剂。
为解决上述的技术问题,本发明技术方案还提供一种蓄能式汽车热泵空调系统的工作方法,其中,所述工作方法如下:
当系统制冷循环时,制冷剂的循环路线为压缩机-中间换热器-第一膨胀阀-室外换热器-第二膨胀阀-蒸发器-压缩机;
当系统制热循环时,制冷剂的循环路线为压缩机-中间换热器-第一膨胀阀-室外换热器-截止阀-压缩机。
可选地,当系统制冷循环时,风机将热空气吹向蒸发器进行蒸发降温,再通过风门经过加热器进行升温干燥而进入乘员舱;
当系统制热循环时,水泵打开,热水经由加热器向乘员舱和/或内燃机引擎提供加热供暖。
本发明技术方案的有益效果是:
本发明通过在燃油汽车中加入蓄电池组,可在汽车发动机熄火状态下仍能实现制冷、制热和发动机预热的功能。制冷剂循环系统中仅通过两个膨胀阀和一个截止阀即可实现制冷和热泵制热功能,系统回路简单。
附图说明
图1为本发明实施例中蓄能式汽车热泵空调系统的结构示意图。
具体实施方式:
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,但不作为本发明的限定。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,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。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
请参见图1所示,示出了一种实施例的蓄能式汽车热泵空调系统,其中,包括压缩机1(压缩机为电驱动压缩机,电压根据需要可以灵活设置);向压缩机1供电的电源2;压缩机1的出口至进口之间分别依次连接中间换热器3、第一膨胀阀4、室外换热器5、第二膨胀阀6和蒸发器7;第二膨胀阀6的进口与蒸发器1的出口之间通过管路还连接有截止阀8;中间换热器3 还连接有水泵9,水泵9连接至三通阀10的进口a,三通阀10的主出口b 连接至加热器11,加热器11连接至中间换热器3的进口,三通阀10的次出口c与加热器11的进口之间连接内燃机引擎12。通过三通阀10可以控制热水是否经过内燃机引擎12(ICE,InternalCombustion Engine)。
本实施例中,蒸发器7配设有风机14,风机14将空气从蒸发器7吹向加热器11,蒸发器7与加热器11之间设有风门15,室外换热器5配设有风扇13。
本实施例中,电源2为锂电池组或具有深度放电功能的铅酸电池,电源 2的充电来源为外接电源16或车载发电机17或太阳能板或其他任意形式的电力能量来源。电池组用来蓄能并向系统提供电力,电池组可以是锂电池,也可以是具有深度放电功能的铅酸电池,电池组的容量可以根据需要灵活配置,电池组的充电来源可以是车载发电机和/或外接电源(电网交流电) 和/或太阳能板和/或其它电力来源。
发动机工作时,由车载发电机17直接给系统供电,车载发电机17同时也可以给电源2(锂电池组或具有深度放电功能的铅酸电池)充电。发动机不工作时,可以由外接电源16或电源2(锂电池组或具有深度放电功能的铅酸电池)给系统供电,任何时候都可以由电源2(锂电池组或具有深度放电功能的铅酸电池)直接给系统供电。
本实施例中,中间换热器3的一次侧进出口分别连接压缩机1和第一膨胀阀4,中间换热器3的二次侧进出口分别连接加热器11和水泵9。
本实施例中,水泵9、三通阀10、加热器11、内燃机引擎12和中间换热器3的管路中的介质为水或发动机冷却液或其他介质;空调系统采用R744 (二氧化碳)或R290(丙烷)或R134a或其它工质为制冷剂。
通过以下说明进一步地认识本发明的特性及功能。
本实施例还提供一种蓄能式汽车热泵空调系统的工作方法,其中,工作方法如下:
当系统制冷循环时,制冷剂的循环路线为压缩机1-中间换热器3-第一膨胀阀4(此时截止阀8关闭,第二膨胀阀6打开)-室外换热器5-第二膨胀阀6-蒸发器7-压缩机1;当系统制热循环时,制冷剂的循环路线为压缩机1- 中间换热器3(水泵9打开,热水介质通过加热器11对乘员舱或发动机加热供暖)-第一膨胀阀4-室外换热器5-截止阀8(此时截止阀8打开,第二膨胀阀6关闭)-压缩机1。HVAC(Heating,Ventilation and Air Conditioning)的制热制冷工作原理为现有技术,在此不赘述。当发动机水温达到乘员舱制热所需的水温后,空调系统关闭,由发动机直接为乘员舱供热,此时的循环路线为水泵9-三通阀10-内燃机引擎12-加热器11-中间换热器3-水泵9。
本实施例中,当系统制冷循环时,风机14将热空气吹向蒸发器7进行蒸发降温,再通过风门15经过加热器11进行升温干燥而进入乘员舱,通过把在蒸发器中冷却的空气和在暖气芯中加热的空气进行混合调节,往车内送入适宜的风,创造车内的舒适环境;当系统制热循环时,水泵9打开,热水经由加热器11向乘员舱和/或内燃机引擎12提供加热供暖。
综上所述,本发明通过在燃油汽车中加入蓄电池组,可在汽车发动机熄火状态下仍能实现制冷、制热和发动机预热的功能。制冷剂循环系统中仅通过两个膨胀阀和一个截止阀即可实现制冷和热泵制热功能,系统回路简单。
以上仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围,对于本领域技术人员而言,应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案,均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种蓄能式汽车热泵空调系统,其特征在于,包括:
压缩机;
向所述压缩机供电的电源;
所述压缩机的出口至进口之间分别依次连接中间换热器、第一膨胀阀、室外换热器、第二膨胀阀和蒸发器;
所述第二膨胀阀的进口与所述蒸发器的出口之间通过管路还连接有截止阀;
所述中间换热器还连接有水泵,所述水泵连接至一三通阀的进口,所述三通阀的主出口连接至加热器,所述加热器连接至所述中间换热器的进口,所述三通阀的次出口与所述加热器的进口之间连接内燃机引擎。
2.根据权利要求1所述的蓄能式汽车热泵空调系统,其特征在于,所述蒸发器配设有风机,所述风机将空气从所述蒸发器吹向所述加热器,所述蒸发器与所述加热器之间设有风门。
3.根据权利要求1所述的蓄能式汽车热泵空调系统,其特征在于,所述室外换热器配设有风扇。
4.根据权利要求1所述的蓄能式汽车热泵空调系统,其特征在于,所述电源为锂电池组或具有深度放电功能的铅酸电池。
5.根据权利要求4所述的蓄能式汽车热泵空调系统,其特征在于,所述电源的充电来源为外接电源或车载发电机或太阳能板。
6.根据权利要求1所述的蓄能式汽车热泵空调系统,其特征在于,所述中间换热器的一次侧进出口分别连接所述压缩机和所述第一膨胀阀,所述中间换热器的二次侧进出口分别连接所述加热器和所述水泵。
7.根据权利要求6所述的蓄能式汽车热泵空调系统,其特征在于,所述水泵、所述三通阀、所述加热器、所述内燃机引擎和所述中间换热器的管路中的介质为水或发动机冷却液。
8.根据权利要求1所述的蓄能式汽车热泵空调系统,其特征在于,空调系统采用二氧化碳或丙烷或R134a为制冷剂。
9.一种蓄能式汽车热泵空调系统的工作方法,其特征在于,所述工作方法如下:
当系统制冷循环时,制冷剂的循环路线为压缩机-中间换热器-第一膨胀阀-室外换热器-第二膨胀阀-蒸发器-压缩机;
当系统制热循环时,制冷剂的循环路线为压缩机-中间换热器-第一膨胀阀-室外换热器-截止阀-压缩机。
10.根据权利要求9所述的蓄能式汽车热泵空调系统的工作方法,其特征在于,
当系统制冷循环时,风机将热空气吹向蒸发器进行蒸发降温,再通过风门经过加热器进行升温干燥而进入乘员舱;
当系统制热循环时,水泵打开,热水经由加热器向乘员舱和/或内燃机引擎提供加热供暖。
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