CN112556248A - 汽车空调热泵系统的自清洁方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车空调热泵系统的自清洁方法，包括步骤：设置电子膨胀阀的开度为第一预设开度，第一预设开度大于电子膨胀阀在制冷和制热时的最大开度；先后开启水冷冷凝器的冷却风扇和压缩机；设置压缩机的转速为第一预设转速，并运行第一预设时间段；然后设置压缩机的转速为第二预设转速，并运行第二预设时间段；其中，第一预设转速大于第二预设转速。本发明通过设置较大的电子膨胀阀的开度和压缩机的转速，使回路内的制冷剂流速增大，进而利用高流速的制冷剂冲刷汽车空调热泵系统内的杂质，实现清洁，防止杂质堵塞电子膨胀阀；在压缩机开启之前开启冷却风扇，对水冷冷凝器进行强制风冷散热，避免压缩机先开启而导致水冷冷凝器温度升高。
Description
技术领域
本发明属于汽车空调技术领域，具体涉及一种汽车空调热泵系统的自清洁方法。
背景技术
汽车空调热泵系统主要包括压缩机、水冷冷凝器、储液罐、电子膨胀阀EXV、HVAC单元、PTC加热器、室外换热器、热力膨胀阀TXV、板式换热器、水泵以及管路等。在整个系统回路中，电子膨胀阀通过自动调节制冷剂的流量，使系统运行效率提高，进而快速制冷或制热。但是，电子膨胀阀在运行过程中会因为冷媒系统的内部杂质而造成堵塞，进而影响热泵系统的制冷除霜除雾功能。目前汽车行业无针对此现象的处理办法，通常采取更换电子膨胀阀的做法。
此外，空调热泵系统在出厂时或长时间运行后，还会在电子膨胀阀、截止阀、管路折弯处、接口处等存在杂质，这些杂质包括装配过程中的残留物、长期运行内部产生的氧化/腐蚀产物、结垢、以及细菌滋生等。然后首先会在节流部分出现堵塞，例如电子膨胀阀的位置，最后造成压缩机回气温度高发生过温保护，回油少，甚至压缩机干摩擦烧毁。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种汽车空调热泵系统的自清洁方法，解决汽车空调热泵系统的清洁问题，防止因杂质堵塞而影响热泵空调的正常运行，尤其是电子膨胀阀的正常运行。
本发明提供一种汽车空调热泵系统的自清洁方法，该方法包括以下步骤：
S2、设置电子膨胀阀的开度为第一预设开度，第一预设开度大于电子膨胀阀在制冷和制热时的最大开度；
S3、先后开启水冷冷凝器的冷却风扇和压缩机；
S4、设置压缩机的转速为第一预设转速，并运行第一预设时间段；然后设置压缩机的转速为第二预设转速，并运行第二预设时间段；其中，第一预设转速大于第二预设转速，第一预设转速大于制冷时压缩机的最大转速。
进一步地，该方法还包括步骤：S1、采集当前温度以及制冷剂的实际压力值，并判断制冷剂的实际压力值是否大于当前温度所对应的制冷剂的饱和压力值；若是，则执行步骤S2。
进一步地，利用温度传感器采集当前温度，温度传感器设置在汽车车舱的主驾侧位置。
进一步地，利用压力传感器采集制冷剂的实际压力值，压力传感器设置在汽车空调热泵系统的水冷冷凝器到HVAC单元的管路之间。
进一步地，压力传感器为PT传感器。
进一步地，开启冷却风扇10-20S后开启压缩机。
进一步地，制冷剂为R134A。
进一步地，步骤S2还包括步骤：关闭电池升温或降温热管理系统。
进一步地，步骤S3还包括步骤：关闭电池升温或降温热管理系统。
进一步地，关闭电池升温或降温热管理系统具体为：将电池升温或降温热管理系统的板式换热器的目标温度设置为第一预设温度，第一预设温度超出电池升温和降温控制范围。
本发明的有益效果是：本发明的汽车空调热泵系统的自清洁方法，通过设置较大的电子膨胀阀的开度和压缩机的转速，使回路内的制冷剂流速增大，进而利用高流速的制冷剂冲刷汽车空调热泵系统内的杂质，实现清洁，防止杂质堵塞电子膨胀阀；在压缩机开启之前开启冷却风扇，对水冷冷凝器进行强制风冷散热，避免压缩机先开启而导致水冷冷凝器温度升高。
进一步地，通过判断制冷剂的实际压力值是否大于当前温度所对应的制冷剂的饱和压力值，来判断是否需要进行清洁。
进一步地，关闭电池升温或降温热管理系统，防止电池升温或降温热管理系统被触发启动，保证电池回路处于自清理模式回路。
附图说明
图1为本发明实施例中汽车空调热泵系统的结构示意图。
图2为本发明实施例中当前温度所对应的制冷剂的饱和压力值示意图。
图3为本发明实施例的汽车空调热泵系统的自清洁方法流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步的说明：
本发明的汽车空调热泵系统的自清洁方法，通过设置较大的电子膨胀阀的开度和压缩机的转速，使回路内的制冷剂流速增大，进而利用高流速的制冷剂冲刷汽车空调热泵系统内的杂质，实现清洁，防止杂质堵塞电子膨胀阀；在压缩机开启之前开启冷却风扇，对水冷冷凝器进行强制风冷散热，避免压缩机先开启而导致水冷冷凝器温度升高。
本发明的汽车空调热泵系统的自清洁方法适用于各种各样的汽车空调热泵系统。图1仅为汽车空调热泵系统中的一种。下面以图1的汽车空调热泵系统为例，对汽车空调热泵系统进行说明：
如图1所示，本实施例的汽车空调热泵系统包括主要包括压缩机、水冷冷凝器、储液罐、电子膨胀阀EXV、HVAC单元、PTC加热器、室外换热器、热力膨胀阀TXV、板式换热器、水泵以及管路等。其中，HVAC单元主要包括蒸发器、暖风芯体、以及其他电器件。
其中，制冷剂(冷媒)回路为：压缩机(动力源)—水冷冷凝器—储液罐(分子筛结构进行杂质过滤)—{支路TXV(电池端)—板式换热器}—EXV(内部杂质容易造成堵塞，影响热泵系统制冷除霜除雾功能的实现)—HVAC单元—TXV—室外换热器—TXV—压缩机；其中，大括号括起来的部分为电池升温或降温热管理系统，主要是为了对电池进行温度保护，只在电池温度过高或过低时启用。
空调制冷模式(例如：T≥15℃时)下冷媒走向：压缩机-水冷冷凝器-储液罐-EXV-HVAC-压缩机。此时，水冷冷凝器作为冷凝器使用，HVAC单元的蒸发器进行制冷，制冷剂不流经室外换热器。
热泵模式(例如：-20℃≤T≤15℃时)下冷媒走向：压缩机-水冷冷凝器-EXV-HVAC单元—TXV—室外换热器—压缩机。此时，冷媒虽然会流经水冷冷凝器，但水冷冷凝器不起作用，仅起到流通装置的作用；HVAC单元的暖风芯体工作，进行制热；冷媒流经室外换热器，室外换热器作为冷凝器使用；
PTC加热模式(例如：T≤-20℃时)：冷媒系统不工作，单纯冷却液循环工作。即PTC加热器进行加热制热，冷媒不工作。
自清洁模式：压缩机-水冷冷凝器-EXV-HVAC单元—TXV—室外换热器—压缩机。不同于制冷和热泵模式，该模式不受环境温度影响，各部件均为流通作用，不需要在不同环境温度下进行不同的清洁方法变更。
本实施例的汽车空调热泵系统的自清洁方法，包括以下步骤：
S2、设置电子膨胀阀的开度为第一预设开度，第一预设开度大于电子膨胀阀在制冷和制热时的最大开度；
S3、先后开启水冷冷凝器的冷却风扇和压缩机；优选地，开启冷却风扇10-20S后开启压缩机。
S4、设置压缩机的转速为第一预设转速，并运行第一预设时间段；然后设置压缩机的转速为第二预设转速，并运行第二预设时间段；其中，第一预设转速大于第二预设转速，第一预设转速大于制冷时压缩机的最大转速。
进一步地，该方法还包括步骤：S1、采集当前温度以及制冷剂的实际压力值，并判断制冷剂的实际压力值是否大于当前温度所对应的制冷剂的饱和压力值；若是，则执行步骤S2。通过判断制冷剂的实际压力值是否大于当前温度所对应的制冷剂的饱和压力值，来判断是否需要进行清洁。优选地，制冷剂为R134A，压力传感器为PT传感器。
进一步地，利用温度传感器采集当前温度，温度传感器设置在汽车车舱的主驾侧位置。利用压力传感器采集制冷剂的实际压力值，压力传感器设置在汽车空调热泵系统的水冷冷凝器到HVAC单元的管路之间。
进一步地，步骤S2或步骤S3还包括步骤：关闭电池升温或降温热管理系统。关闭电池升温或降温热管理系统具体为：将电池升温或降温热管理系统的板式换热器的目标温度设置为第一预设温度，第一预设温度超出电池升温和降温控制范围。
本发明还提供另一实施例，如图3所示，该实施例包括：
一、自清洁模式开启判定。
根据环境温度(由温度传感器测得，布置在机舱主驾侧位置)和制冷剂R134A实际压力值进行判定：制冷剂实际压力值可由PT传感器(布置在水冷冷凝器-HVAC之间的管路中)测得(绝压)，当其值高于当前温度所对应的制冷剂的饱和压力值时则认为可能发生堵塞，可手动切换自清洁模式。(热泵空调系统管路中设有PT传感器，空调控制器设定目标值为系统温度对应的饱和压力值，与整车控制器交互，可在汽车的中控屏设置弹窗提醒，进而可手动切换进行自清洁模式)。以R134A为例，当前温度所对应的制冷剂的饱和压力值可如图2所示。
二、自清洁模式技术方案。
①设置电子膨胀阀EXV开度为5000步(此开度为自清洁模式设置的开度，空调制冷模式时开度为3500步，热泵模式时开度为1500步，EXV关闭时开度为500步)。
②板式换热器此时目标水温设定为-39℃，原因在于此温度非电池升温(-30℃`18℃)/降温控制范围(32℃～55℃)，保证了电池回路处于自清洁模式回路，不会触发电池升温/降温热管理控制。
③开启冷却风扇、电动压缩机运行，这两个步骤非同时进行，冷却风扇优先级高。原因在于压缩机开始工作后，水冷冷凝器温度会升高，提前启动冷却风扇对其进行强制风冷散热，时间差为10-20S。
④压缩机转速设定5000rmp运行90s，然后转速设定为3000rmp运行30s。(自清洁压缩机初始转速5000rmp，制冷剂热泵模式压缩机转速约2000-3000rmp，压缩机最高转速为6500rmp。)
⑤2min后自清洁模式关闭。电磁阀EXV开度为500步。
本发明在热泵系统中设置了自清洁模式，在出厂前和售后对系统进行自清洁处理，保障了热泵系统功能正常实现。
本领域的技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种汽车空调热泵系统的自清洁方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S2、设置电子膨胀阀的开度为第一预设开度，第一预设开度大于电子膨胀阀在制冷和制热时的最大开度；
S3、先后开启水冷冷凝器的冷却风扇和压缩机；
S4、设置压缩机的转速为第一预设转速，并运行第一预设时间段；然后设置压缩机的转速为第二预设转速，并运行第二预设时间段；其中，第一预设转速大于第二预设转速，第一预设转速大于制冷时压缩机的最大转速。
2.根据权利要求1所述的汽车空调热泵系统的自清洁方法，其特征在于，该方法还包括步骤：S1、采集当前温度以及制冷剂的实际压力值，并判断制冷剂的实际压力值是否大于当前温度所对应的制冷剂的饱和压力值；若是，则执行步骤S2。
3.根据权利要求2所述的汽车空调热泵系统的自清洁方法，其特征在于，利用温度传感器采集当前温度，温度传感器设置在汽车车舱的主驾侧位置。
4.根据权利要求2所述的汽车空调热泵系统的自清洁方法，其特征在于，利用压力传感器采集制冷剂的实际压力值，压力传感器设置在汽车空调热泵系统的水冷冷凝器到HVAC单元的管路之间。
5.根据权利要求1所述的汽车空调热泵系统的自清洁方法，其特征在于，压力传感器为PT传感器。
6.根据权利要求1所述的汽车空调热泵系统的自清洁方法，其特征在于，开启冷却风扇10-20S后开启压缩机。
7.根据权利要求1所述的汽车空调热泵系统的自清洁方法，其特征在于，制冷剂为R134A。
8.根据权利要求1所述的汽车空调热泵系统的自清洁方法，其特征在于，步骤S2还包括步骤：关闭电池升温或降温热管理系统。
9.根据权利要求1所述的汽车空调热泵系统的自清洁方法，其特征在于，步骤S3还包括步骤：关闭电池升温或降温热管理系统。
10.根据权利要求8或9所述的汽车空调热泵系统的自清洁方法，其特征在于，关闭电池升温或降温热管理系统具体为：将电池升温或降温热管理系统的板式换热器的目标温度设置为第一预设温度，第一预设温度超出电池升温和降温控制范围。
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