CN112622563A - 一种间接式热泵系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及换热技术领域，公开了一种间接式热泵系统，包括：制冷剂单元；冷水输送单元，冷水输送单元的冷水入口连通于蒸发器的第二出口，冷水输送单元的冷水出口连通于蒸发器的第二进口，冷水输送单元与多个负载并联，冷水输送单元的管路中设有多个冷水两通阀，多个冷水两通阀用以控制多个负载中冷水的通断；热水输送单元，热水输送单元的热水入口连通于冷凝器的第二出口，热水输送单元的热水出口连通于冷凝器的第二进口，热水输送单元与多个负载并联，热水输送单元的管路中设有多个热水两通阀，多个热水两通阀用以控制多个负载中热水的通断；热水两通阀与冷水两通阀一一对应设置且通断状态互锁。

Description

一种间接式热泵系统
技术领域
本发明涉及换热技术领域，尤其涉及一种间接式热泵系统。
背景技术
传统的汽车空调系统制冷依靠空调系统自身，采暖依靠发动机冷却液散发的热量，但在新能源电动车上通常采用搭载热泵系统或PTC发热体来进行温度调节。然而，PTC发热体的效率始终小于1，耗损电池能量大，会大大降低整车的续航里程，加剧客户的里程焦虑。
随着用户对汽车续航里程提出的要求越来越高的要求，各种热泵系统应运而生，并因其高效节能的优点在新能源电动车上得到了越来越多的普及推广。
当前，在新能源汽车的热泵空调仍然存在诸多限制：
新能源电动车上的热泵空调以直接式热泵系统居多，即利用乘客舱空调箱内的蒸发器冷却乘客舱、空调箱内的冷凝器为乘客舱采暖，再加上用于电池包冷却的板式换热器，冷媒侧连成一个多换热器系统。该热泵系统将冷媒直接输送至负载处，具有较高的热效率，系统能效比较高。然而，该类直接式热泵系统由于换热器数量众多，导致冷媒回路模式多、冷媒管路走向复杂、管路尺寸长、冷媒回路电磁截止阀和节流阀数量多。
该种热泵系统直接造成热泵系统成本居高不下，提高了用户使用门槛；冷媒管路的复杂性加剧了制冷剂泄漏、压缩机回油、系统内杂质洁净度等问题的风险，缩短了热泵系统的使用寿命，增加了维护成本；冷媒管路尺寸长和换热器数量多会导致系统中的制冷剂充注量显著大于传统空调系统，一方面增加了制冷剂的采购成本，同时对制冷剂的安全性提出了更高的要求，并且加剧了制冷剂种类选择的局限性。
针对以上直接式热泵系统的不足，目前虽已有对间接式热泵系统在汽车热泵空调领域应用可行性的探索，期望简化冷媒回路的设计，改善直接式热泵系统的不足。然而，目前绝大部分间接式热泵系统的研究仅限于将用于制热的室内冷凝器替换成水冷式冷凝器配合暖芯来实现乘客舱的间接式采暖，此类方案仍未解决前述直接式热泵系统的诸多不足。
此外，间接式热泵系统应用推广的主要挑战还在于冷却液回路的设计，由于整车对于汽车热泵空调提出了许多的负载需求，负载数量多，车型配置(单空调箱、前后空调箱)、空调箱采暖方式(PTC发热体、暖芯)、车辆特殊配置(手套箱冷却、车载冷藏箱)等灵活多变的负载搭配。再加上不同类型负载往往具有不同的需求，如乘客舱和电池包既需要冷源冷却，也需要热源加热，电机通常只需要冷却等，使得冷却液回路极其复杂，系统稳定性差，应用难度高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种间接式热泵系统，该间接式热泵系统的结构紧凑，能够为多种负载安全可靠地切换冷源或热源，从而实现制冷和制热功能，满足客户需求。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种间接式热泵系统，包括：制冷剂单元，所述制冷剂单元包括压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器，所述压缩机的出口连通于所述冷凝器的第一进口，所述冷凝器的第一出口通过所述节流阀连通于所述蒸发器的第一进口，所述蒸发器的第一出口连通于所述压缩机的进口；冷水输送单元，所述冷水输送单元的冷水入口连通于所述蒸发器的第二出口，所述冷水输送单元的冷水出口连通于所述蒸发器的第二进口，所述冷水输送单元与多个负载并联，所述冷水输送单元的管路中设有多个冷水两通阀，多个所述冷水两通阀用以控制多个所述负载中冷水的通断；热水输送单元，所述热水输送单元的热水入口连通于所述冷凝器的第二出口，所述热水输送单元的热水出口连通于所述冷凝器的第二进口，所述热水输送单元与多个所述负载并联，所述热水输送单元的管路中设有多个热水两通阀，多个所述热水两通阀用以控制多个所述负载中热水的通断；所述热水两通阀与所述冷水两通阀一一对应设置且通断状态互锁。
作为一种间接式热泵系统的优选方案，所述冷水输送单元包括多个与所述冷水入口连通的冷水支路和多个与所述冷水出口连通的冷水支路，所述冷水支路与所述负载连通，所述冷水支路用于向所述负载通入所述冷水。
作为一种间接式热泵系统的优选方案，第一冷水支路的两端分别连通于所述冷水入口和第一负载的入口；第二冷水支路的一端连通于所述第一冷水支路，另一端连通于所述第一负载的出口和第二负载的入口；第三冷水支路的两端分别连通于所述冷水入口和第三负载的入口；第四冷水支路的两端分别连通于所述冷水入口和第四负载的入口；第五冷水支路的两端分别连通于所述冷水入口和第五负载的入口；第六冷水支路的两端分别连通于所述冷水出口和第二负载的出口；第七冷水支路的两端分别连通于所述冷水出口和第五负载的出口；第八冷水支路的两端分别连通于所述冷水出口和第四负载的出口；第九冷水支路的两端分别连通于所述冷水出口和第三负载的出口。
作为一种间接式热泵系统的优选方案，所述第一冷水支路上设有第一冷水两通阀和第九冷水两通阀，所述第一冷水支路与所述第二冷水支路连接处位于所述第一冷水两通阀和所述第九冷水两通阀之间；所述第二冷水支路上设有第十冷水两通阀；所述第三冷水支路上设有第二冷水两通阀；所述第四冷水支路上设有第三冷水两通阀；所述第五冷水支路上设有第四冷水两通阀；所述第六冷水支路上设有第五冷水两通阀；所述第七冷水支路上设有第六冷水两通阀；所述第八冷水支路上设有第七冷水两通阀；所述第九冷水支路上设有第八冷水两通阀；所述第五冷水支路和所述第六冷水支路通过第十冷水支路连通，且所述第十冷水支路上设有第十二冷水两通阀；所述第一冷水支路和所述第九冷水支路通过第十一冷水支路连通，且所述第十一冷水支路上设有第十一冷水两通阀。
作为一种间接式热泵系统的优选方案，该间接式热泵系统还包括PTC加热体，所述PTC加热体设置于所述冷水入口和所述蒸发器的第二出口之间，所述PTC加热体用于加热所述冷水。
作为一种间接式热泵系统的优选方案，该间接式热泵系统还包括冷水泵，所述冷水泵设置于所述冷水出口和所述蒸发器的第二进口之间，所述冷水泵用于输送所述冷水。
作为一种间接式热泵系统的优选方案，所述热水输送单元包括多个与所述热水入口连通的热水支路和多个与所述热水出口连通的热水支路，所述热水支路与所述负载连通，所述热水支路用于向所述负载通入所述热水。
作为一种间接式热泵系统的优选方案，第一热水支路的两端分别连通于所述热水入口和第一负载的入口；第二热水支路的一端连通于所述第一热水支路，另一端连通于所述第一负载的出口和第二负载的入口；第三热水支路的两端分别连通于所述热水入口和第三负载的入口；第四热水支路的两端分别连通于所述热水入口和第四负载的入口；第五热水支路的两端分别连通于所述热水入口和第五负载的入口；第六热水支路的两端分别连通于所述热水出口和第二负载的出口；第七热水支路的两端分别连通于所述热水出口和第五负载的出口；第八热水支路的两端分别连通于所述热水出口和第四负载的出口；第九热水支路的两端分别连通于所述热水出口和第三负载的出口。
作为一种间接式热泵系统的优选方案，所述第一热水支路上设有第一热水两通阀和第九热水两通阀，所述第一热水支路与所述第二热水支路连接处位于所述第一热水两通阀和所述第九热水两通阀之间；所述第二热水支路上设有第十热水两通阀；所述第三热水支路上设有第二热水两通阀；所述第四热水支路上设有第三热水两通阀；所述第五热水支路上设有第四热水两通阀；所述第六热水支路上设有第五热水两通阀；所述第七热水支路上设有第六热水两通阀；所述第八热水支路上设有第七热水两通阀；所述第九热水支路上设有第八热水两通阀；所述第五热水支路和所述第六热水支路通过第十热水支路连通，且所述第十热水支路上设有第十二热水两通阀；所述第一热水支路和所述第九热水支路通过第十一热水支路连通，且所述第十一热水支路上设有第十一热水两通阀。
作为一种间接式热泵系统的优选方案，该间接式热泵系统还包括热水泵，所述热水泵设置于所述热水出口和所述冷凝器的第二进口之间，所述热水泵用于输送所述热水。
本发明的有益效果：
本发明提供一种间接式热泵系统，该间接式热泵系统包括制冷剂单元、冷水输送单元和热水输送单元，冷水输送单元的冷水入口与制冷剂单元中的蒸发器的第二出口连通，冷水输送单元的冷水出口与蒸发器的第二进口连通，冷水输送单元与多个负载并联，用以向多个负载提供冷源；热水输送单元的热水入口与制冷剂单元中的冷凝器的第二出口连通，热水输送单元的热水出口与冷凝器的第二进口连通，热水输送单元与多个负载并联，用以向多个负载提供热源。冷水输送单元的管路中设有多个冷水两通阀，用以控制多个负载中冷水的通断；热水输送单元的管路中设有多个热水两通阀，用以控制多个负载中热水的通断，热水两通阀与冷水两通阀一一对应设置且通断状态互锁，通过热水两通阀和冷水两通阀的通断，该间接式热泵系统能够根据负载的需求分别向负载提供冷源或热源，使负载处于适宜的工作温度中；而且由于热水两通阀与冷水两通阀一一对应设置且通断状态互锁，避免了该间接式热泵系统中冷源和热源的混合，使得多种负载能够安全可靠且快捷地进行冷源和热源的切换，满足客户需求。
附图说明
图1是本发明具体实施方式所提供的间接式热泵系统的示意图；
图2是本发明具体实施方式所提供的间接式热泵系统的制冷模式的示意图；
图3是本发明具体实施方式所提供的间接式热泵系统的第一制热模式的示意图；
图4是本发明具体实施方式所提供的间接式热泵系统的第二制热模式的示意图；
图5是本发明具体实施方式所提供的间接式热泵系统的第三制热模式的示意图；
图6是本发明具体实施方式所提供的间接式热泵系统的第四制热模式的示意图；
图7是本发明具体实施方式所提供的间接式热泵系统的制冷制热除雾模式的示意图；
图8是本发明具体实施方式所提供的间接式热泵系统的散热水箱化霜模式的示意图。
图中：
1、压缩机；2、冷凝器；5、节流阀；6、蒸发器；4、补气换热器；3、干燥储液罐；11、冷水输送单元；13、热水输送单元；12、第一负载；10、第二负载；14、第三负载；15、第四负载；17、第五负载；8、PTC加热体；7、冷水泵；9、热水泵；18、电池水温调节阀；
1-L、第一冷水两通阀；2-L、第二冷水两通阀；3-L、第三冷水两通阀；4-L、第四冷水两通阀；5-L、第五冷水两通阀；6-L、第六冷水两通阀；7-L、第七冷水两通阀；8-L、第八冷水两通阀；9-L、第九冷水两通阀；10-L、第十冷水两通阀；11-L、第十一冷水两通阀；12-L、第十二冷水两通阀；1-H、第一热水两通阀；2-H、第二热水两通阀；3-H、第三热水两通阀；4-H、第四热水两通阀；5-H、第五热水两通阀；6-H、第六热水两通阀；7-H、第七热水两通阀；8-H、第八热水两通阀；9-H、第九热水两通阀；10-H、第十热水两通阀；11-H、第十一热水两通阀；12-H、第十二热水两通阀。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以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下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明所提供的间接式热泵系统的技术方案。
本发明提供一种间接式热泵系统，如图1所示，该间接式热泵系统包括制冷剂单元、冷水输送单元11和热水输送单元13，制冷剂单元能够对冷水输送单元11中的冷却液提供冷量，使其保持低温，制冷剂单元能够对热水输送单元13中的冷却液提供热量，使其保持高温。
在本实施例中，制冷剂单元包括压缩机1、冷凝器2、节流阀5和蒸发器6，压缩机1的出口连通于冷凝器2的第一进口，冷凝器2的第一出口通过节流阀5连通于蒸发器6的第一进口，蒸发器6的第一出口连通于压缩机1的进口，制冷剂单元的管路中循环通有冷媒，便于制冷剂单元的蒸发器6对冷水输送单元11中的冷却液进行冷却以及对热水输送单元13中的冷却液进行加热，在本实施例中冷水输送单元11中的冷却液为冷水，热水输送单元13中的冷却液为热水。可以理解的是，本实施例中的冷却液还可以为其他冷媒，本领域技术人员可以根据实际情况进行选择。
优选地，制冷剂单元还包括补气换热器4，补气换热器4连通于节流阀5和冷凝器2之间，补气换热器4的补气侧出口端与压缩机1的补气口相连通。在本实施例中，制冷剂单元还包括干燥储液罐3，干燥储液罐3连通于冷凝器2和补气换热器4之间。
在本实施例中，冷水输送单元11的冷水入口连通于蒸发器6的第二出口，冷水输送单元11的冷水出口连通于蒸发器6的第二进口，蒸发器6能够作为冷源为冷水输送单元11中冷水补充冷量。冷水输送单元11与多个负载并联，且冷水输送单元11的管路中设有多个冷水两通阀，多个冷水两通阀用以控制多个负载中冷水的通断，使得冷水输送单元11能够分别向多个负载提供冷水进行冷却。
热水输送单元13的热水入口连通于冷凝器2的第二出口，热水输送单元13的热水出口连通于冷凝器2的第二进口，冷凝器2能够作为热源为热水输送单元13中的热水补充热量。热水输送单元13与多个负载并联，且热水输送单元13的管路中设有多个热水两通阀，多个热水两通阀用以控制多个负载中热水的通断，使得热水输送单元13能够分别向多个负载提供热水进行加热。优选地，热水两通阀与冷水两通阀一一对应设置且通断状态互锁，能够避免该间接式热泵系统中的冷源和热源发生混合，使得多种负载能够安全可靠且快捷地进行冷源和热源的切换，满足客户需求。
需要说明的是，在本实施例中负载包括第一负载12、第二负载10、第三负载14、第四负载15和第五负载17，新能源电动汽车中的散热水箱、驱动电机、室内冷却器、室内加热器和电池包分别作为第一负载12、第二负载10、第三负载14、第四负载15和第五负载17与冷水输送单元11分别连通。
由于本实施例中的制冷剂单元只包含必需的压缩机1、冷凝器2、蒸发器6、节流阀5、补气换热器4和干燥储液罐3，从而能够实现制冷剂单元的极度紧凑化，并可完全隔绝于乘客舱之外，能够大幅度削减制冷剂管路的尺寸。乘客舱内的制冷或制热均可利用室内冷却器和室内加热器同时完成，均是利用冷却液(冷水或热水)当作载冷剂或载热剂，因此只有冷却液进入乘客舱内，制冷剂管路被完全隔绝于乘客舱外。
优选地，该间接式热泵系统还包括冷水泵7，冷水泵7设置于冷水出口和蒸发器6的第二进口之间，冷水泵7用于输送冷水，促进冷水在冷水输送单元11和多个负载之间循环流动。进一步地，该间接式热泵系统还包括PTC加热体8，PTC加热体8设置于冷水入口和蒸发器6的第二出口之间，作为补偿热源用于加热冷水，有助于提升低温环境下冷水的温度，从而进一步提升该间接式热泵系统的能效，这比在热水侧补偿热量更加有效，能够实现该间接式热泵系统可运行低温范围的扩展。
具体地，冷水输送单元11包括多个与冷水入口连通的冷水支路和多个与冷水出口连通的冷水支路，冷水支路与负载连通，冷水支路用于向负载通入冷水。第一冷水支路的两端分别连通于冷水入口和第一负载12(散热水箱)的入口；第二冷水支路的一端连通于第一冷水支路，另一端连通于第一负载12(散热水箱)的出口和第二负载10(驱动电机)的入口；第三冷水支路的两端分别连通于冷水入口和第三负载14(室内冷却器)的入口；第四冷水支路的两端分别连通于冷水入口和第四负载15(室内加热器)的入口；第五冷水支路的两端分别连通于冷水入口和第五负载17(电池包)的入口；第六冷水支路的两端分别连通于冷水出口和第二负载10(驱动电机)的出口；第七冷水支路的两端分别连通于冷水出口和第五负载17(电池包)的出口；第八冷水支路的两端分别连通于冷水出口和第四负载15(室内加热器)的出口；第九冷水支路的两端分别连通于冷水出口和第三负载14(室内冷却器)的出口，使得各个负载中能够循环通入冷水。
进一步地，第一冷水支路上设有第一冷水两通阀1-L和第九冷水两通阀9-L，第一冷水支路与第二冷水支路连接处位于第一冷水两通阀1-L和第九冷水两通阀9-L之间；第二冷水支路上设有第十冷水两通阀10-L；第三冷水支路上设有第二冷水两通阀2-L；第四冷水支路上设有第三冷水两通阀3-L；第五冷水支路上设有第四冷水两通阀4-L；第六冷水支路上设有第五冷水两通阀5-L；第七冷水支路上设有第六冷水两通阀6-L；第八冷水支路上设有第七冷水两通阀7-L；第九冷水支路上设有第八冷水两通阀8-L；第五冷水支路和第六冷水支路通过第十冷水支路连通，且第十冷水支路上设有第十二冷水两通阀12-L；第一冷水支路和第九冷水支路通过第十一冷水支路连通，且第十一冷水支路上设有第十一冷水两通阀11-L。
在本实施例中，该间接式热泵系统还包括热水泵9，热水泵9设置于热水出口和冷凝器2的第二进口之间，热水泵9用于输送热水，促进热水在热水输送单元13和多个负载之间循环流动。
同样地，热水输送单元13包括多个与热水入口连通的热水支路和多个与热水出口连通的热水支路，热水支路与负载连通，热水支路用于向负载通入热水。第一热水支路的两端分别连通于热水入口和第一负载12(散热水箱)的入口；第二热水支路的一端连通于第一热水支路，另一端连通于第一负载12(散热水箱)的出口和第二负载10(驱动电机)的入口；第三热水支路的两端分别连通于热水入口和第三负载14(室内冷却器)的入口；第四热水支路的两端分别连通于热水入口和第四负载15(室内加热器)的入口；第五热水支路的两端分别连通于热水入口和第五负载17(电池包)的入口；第六热水支路的两端分别连通于热水出口和第二负载10(驱动电机)的出口；第七热水支路的两端分别连通于热水出口和第五负载17(电池包)的出口；第八热水支路的两端分别连通于热水出口和第四负载15(室内加热器)的出口；第九热水支路的两端分别连通于热水出口和第三负载14(室内冷却器)的出口，使得各个负载中能够循环通入热水。
进一步地，第一热水支路上设有第一热水两通阀1-H和第九热水两通阀9-H，第一热水支路与第二热水支路连接处位于第一热水两通阀1-H和第九热水两通阀9-H之间；第二热水支路上设有第十热水两通阀10-H；第三热水支路上设有第二热水两通阀2-H；第四热水支路上设有第三热水两通阀3-H；第五热水支路上设有第四热水两通阀4-H；第六热水支路上设有第五热水两通阀5-H；第七热水支路上设有第六热水两通阀6-H；第八热水支路上设有第七热水两通阀7-H；第九热水支路上设有第八热水两通阀8-H；第五热水支路和第六热水支路通过第十热水支路连通，且第十热水支路上设有第十二热水两通阀12-H；第一热水支路和第九热水支路通过第十一热水支路连通，且第十一热水支路上设有第十一热水两通阀11-H。
本发明通过冷水输送单元11和热水输送单元13内支路设计和水阀配置，实现了连通负载组合方式的多样性，满足了整车热管理的多样需求。其中，冷源或热源与负载间能够并联连接，以同时冷却电池包和乘客舱；冷源或热源与负载间能够串联连接，以使散热水箱依次冷却电机和冷凝器2的冷媒；所有负载短路，则可实现冷水输送单元11的自循环；负载间串联成小循环，则可实现利用驱动电机产生的热量加热电池包或利用驱动电机产生的热量加热乘客舱的情况。
另外，本发明还实现了连通负载的数量的可扩展性，负载的配置具有极大的灵活性。可根据车型配置(单空调箱、前后空调箱)、空调箱采暖方式(PTC加热体8、暖芯)、车辆特殊配置(手套箱冷却、车载冷藏箱)等灵活地增加或减少冷水输送单元11或热水输送单元13的负载数量，实现了该间接式热泵系统的扩展。
在本实施例中，该间接式热泵系统包括如下工作模式：
一、制冷模式：
如图2所示，该制冷模式具体为：从压缩机1排出的高温高压气态制冷剂流入冷凝器2冷凝换热，达到加热冷凝器2另外一侧冷却液的效果。冷凝后的制冷剂从冷凝器2流出进入干燥储液罐3实现气液分离，确保流出干燥储液罐3的制冷剂全部为液体。制冷剂在储液罐的出口一分为二：一路制冷剂沿支路到达补气换热器4补气侧的入口，等焓节流后流入补气换热器4的补气侧吸热，变成中压过热态后的制冷剂从补气换热器4流出到达压缩机1的补气口进入压缩机1；另一路制冷剂沿主路直接到达补气换热器4的另一侧放热，变成高压过冷态的制冷剂从补气换热器4流出到达节流阀5的入口，等焓节流后流入蒸发器6蒸发吸热，达到冷却蒸发器6另外一侧冷却液的效果。最后，从蒸发器6流出的低压过热制冷剂回到压缩机1吸气口开始下一个循环。
在该模式下，冷却液回路可依据冷却液温度分为高温和低温两部分，其中被冷凝器2加热的高温冷却液通过热水输送单元13与散热水箱和驱动电机连通，将冷凝器2中制冷剂冷凝放出的热量和驱动电机放出的热量带走；被蒸发器6冷却的低温冷却液通过冷水输送单元11与室内冷却器和室内加热器以及电池包连接，将蒸发器6冷却后的冷却液输送到室内冷却器和室内加热器以及电池包中，达到冷却车厢内空气和电池的效果。
热水输送单元13中，冷却液被热水泵9送入冷凝器2中吸收另一侧制冷剂放出的冷凝热，升温后的冷却液从热水输送单元13的热水入口流入。高温冷却液在热水输送单元13内经第一热水两通阀1-H和第九热水两通阀9-H后流入散热水箱，利用散热水箱降温后的冷却液到达驱动电机入口，冷却驱动电机后流出。从驱动电机流出的高温冷却液从第二负载10的出口流入第六热水支路，经第五热水两通阀5-H后从热水出口流出，回到热水泵9入口开始下一个循环。
冷水输送单元11中，经冷水泵7送入蒸发器6的冷却液被另一侧制冷剂冷却，经PTC加热体8到达冷水入口流入，该模式下PTC加热体8不工作。流入冷水输送单元11后，冷却液一分为三：一路经第二冷水两通阀2-L从第三负载14的入口流入室内冷却器冷却车厢内空气，第二路经第三冷水两通阀3-L从第四负载15的入口流入室内加热器冷却车厢内空气，第三路经第四冷水两通阀4-L从第五负载17的入口流入电池包冷却电池，此时电池水温调节阀18通过调节旁通量控制电池包的进口水温。从室内冷却器、室内加热器和电池包流出的冷却液分别经第三负载14、第四负载15和第五负载17流回冷水输送单元11，再分别经过第八冷水两通阀8-L、第七冷水两通阀7-L和第六冷水两通阀6-L后汇合，从冷水出口流出，回到冷水泵7的入口开始下一个循环。
二、第一制热模式：
如图3所示，该第一制热模式具体为：制冷剂单元与制冷模式保持一致，仅冷水输送单元11和热水输送单元13需要重新组织。
热水输送单元13中，经热水泵9送入冷凝器2的冷却液吸收冷凝器2另一侧制冷剂的冷凝热，升温后的冷却液经热水入口流入热水输送单元13。热水输送单元13内冷却液一分为二：一路经第二热水两通阀2-H从第三负载14的入口流入室内冷却器加热车厢内空气，另一路经第三热水两通阀3-H从第四负载15的入口流入室内加热器加热车厢内空气。从室内冷却器、室内加热器流出的冷却液分别经第三负载14、第四负载15的出口流回热水输送单元13，再分别经过第八热水两通阀8-H、第七热水两通阀7-H后汇合，然后从热水出口流出，最终回到热水泵9的入口开始下一个循环。
冷水输送单元11中，经冷水泵7送入蒸发器6的冷却液热量被另一侧制冷剂吸收后温度降低，经PTC加热体8到达冷水输送单元11的冷水入口流入，该模式下PTC加热体8不工作。冷水输送单元11内的冷却液一分为二：一路依次经第一冷水两通阀1-L和第九冷水两通阀9-L从第一负载12的入口流入散热水箱吸收环境热量，冷却液从第一负载12的出口流入，又从第二负载10的入口流出，到达驱动电机的入口吸收驱动电机的热量；另一路经第四冷水两通阀4-L从第五负载17的入口流入电池包，吸收电池包的热量。从驱动电机和电池包流出的冷却液分别经第二负载10、第五负载17的出口流回冷水输送单元11，再分别经过第五冷水两通阀5-L、第六冷水两通阀6-L后汇合，然后从冷水出口流出，最终回到冷水泵7的入口开始下一个循环。
三、第二制热模式：
如图4所示，该第二制热模式具体为：制冷剂单元与第一制热模式保持一致，仅重新分配冷水输送单元11和热水输送单元13的负载数量，冷水输送单元11减少一路负载，热水输送单元13增加一路负载，冷水输送单元11和热水输送单元13需要重新组织。
热水输送单元13中，经热水泵9送入冷凝器2的冷却液吸收冷凝器2另一侧制冷剂的冷凝热，升温后的冷却液经热水入口流入热水输送单元13。热水输送单元13内的冷却液一分为三：一路经第二热水两通阀2-H从第三负载14的入口流入室内冷却器加热车厢内空气，另一路经第三热水两通阀3-H从第四负载15的入口流入室内加热器加热车厢内空气，第三路经第四热水两通阀4-H从第五负载17的入口流入电池包加热电池包。从室内冷却器、室内加热器和电池包流出的冷却液分别经第三负载14、第四负载15、第五负载17的出口流回热水输送单元13，再分别经过第八热水两通阀8-H、第七热水两通阀7-H、第六热水两通阀6-H后汇合，然后从热水出口流出，回到热水泵9的入口开始下一个循环。
冷水输送单元11中，经冷水泵7送入蒸发器6的冷却液的热量被另一侧制冷剂吸收后温度降低，经PTC加热体8到达冷水输送单元11的冷水入口流入，该模式下加PTC加热体8不工作。冷水输送单元11内的冷却液依次经第一冷水两通阀1-L和第十冷水两通阀10-L从第二负载10的入口流入驱动电机的入口吸收驱动电机的热量。从驱动电机流出的冷却液经第二负载10的出口流回冷水输送单元11，再经过第五冷水两通阀5-L从冷水出口流出，然后回到冷水泵7的入口再开始下一个循环。
四、第三制热模式：
如图5所示，该第三制热模式具体为：制冷剂单元与第二制热模式保持一致，仅重新分配冷水输送单元11的负载数量。
冷水输送单元11中，经冷水泵7送入蒸发器6的冷却液热量被另一侧制冷剂吸收后温度降低，经PTC加热体8加热后冷却液温度上升，冷却液到达冷水输送单元11的冷水入口流入。冷水输送单元11内的冷却液经第十一冷水两通阀11-L直接从冷水出口流出，回到冷水泵7的入口开始下一个循环。
五、第四制热模式：
如图6所示，该第四制热模式具体为：利用驱动电机产生的热量加热电池包，此时乘客舱无制冷或制热需求。此时制冷剂单元和热水输送单元13均处于非流通状态，仅冷水输送单元11工作。
冷水输送单元11中，经驱动电机加热的冷却液流出驱动电机，从第二负载10的出口回到冷水输送单元11。冷水输送单元11内的冷却液经第十二冷水两通阀12-L后从第五负载17的入口流入电池包加热其中的电池，此时电池水温调节阀18通过调节旁通量控制电池包的进口水温。流出电池包的冷却液从第五负载17出口回到冷水输送单元11，再依次经第六冷水两通阀6-L、第十一冷水两通阀11-L、第一冷水两通阀1-L、第十冷水两通阀10-L，从第二负载10的入口流回驱动电机，开始下一个循环。
六、制冷制热除雾模式：
如图7所示，该制冷制热除雾模式具体为：制冷剂单元与制冷模式保持一致，仅重新分配了冷水输送单元11和热水输送单元13的负载数量，冷水输送单元11减少一路负载，热水输送单元13增加一路负载，冷水输送单元11和热水输送单元13需要重新组织。
热水输送单元13中，冷却液被热水泵9送入冷凝器2中吸收另一侧制冷剂放出的冷凝热，升温后的冷却液从热水入口流入。高温冷却液在热水输送单元13内一分为二：一路经第一热水两通阀1-H和第九热水两通阀9-H后流入散热水箱，利用散热水箱降温后的冷却液到达驱动电机的入口，冷却驱动电机后流出；另一路经第三热水两通阀3-H从第四负载15的入口流入室内加热器加热车厢内空气。驱动电机和室内加热器流出的冷却液分别从热水输送单元13的第二负载10、第四负载15的出口流入热水输送单元13，再分别经第五热水两通阀5-H和第七热水两通阀7-H后汇合，从热水出口流出，然后回到热水泵9的入口开始下一个循环。
冷水输送单元11中，经冷水泵7送入蒸发器6的冷却液被另一侧制冷剂冷却，经PTC加热体8到达冷水输送单元11的冷水入口流入，该模式下PTC加热体8不工作。流入冷水输送单元11后，冷却液一分为二：一路经第二冷水两通阀2-L从第三负载14的入口流入室内冷却器冷却车厢内空气，另一路经第四冷水两通阀4-L从第五负载17的入口流入电池包冷却其中的电池，此时电池水温调节阀18通过调节旁通量控制电池包的进口水温。从室内冷却器和电池包流出的冷却液分别经第三负载14、第五负载17的出口流回冷水输送单元11，再分别经过第八冷水两通阀8-L、第六冷水两通阀6-L后汇合，然后从冷水出口流出，最终回到冷水泵7的入口开始下一个循环。
七、散热水箱化霜模式：
如图8所示，该制冷制热除雾模式具体为：制冷剂单元与第一制热模式保持一致，仅重新分配了冷水输送单元11和热水输送单元13的负载数量，冷水输送单元11减少一路负载，热水输送单元13增加一路负载，热水输送单元13和冷水输送单元11需要重新组织。
热水输送单元13中，经热水泵9送入冷凝器2的冷却液吸收冷凝器2另一侧制冷剂的冷凝热，升温后的冷却液经热水入口流入热水输送单元13。热水输送单元13内的冷却液一分为三：一路经第二热水两通阀2-H从第三负载14的入口流入室内冷却器加热车厢内空气，另一路经第三热水两通阀3-H从第四负载15的入口流入室内加热器加热车厢内空气，第三路经第一热水两通阀1-H和第九热水两通阀9-H从第一负载12的入口流入散热水箱放热融化散热水箱的翅片上的霜层，此后冷却液经热水输送单元13达到驱动电机的入口。从室内冷却器、室内加热器和驱动电机流出的冷却液分别经第三负载14第四负载15、第二负载10的出口流回热水输送单元13，再分别经过第八热水两通阀8-H、第七热水两通阀7-H、第五热水两通阀5-H后汇合，从热水出口流出，最终回到热水泵9的入口开始下一个循环。
冷水输送单元11中，经冷水泵7送入蒸发器6的冷却液的热量被另一侧制冷剂吸收后温度降低，经PTC加热体8到达冷水单元的冷水入口流入，该模式下PTC加热体8不工作。冷水输送单元11内的冷却液经第四冷水两通阀4-L从第五负载17的入口流入电池包，吸收其中的电池的热量。从电池包流出的冷却液经第五负载17的出口流回冷水单元，再经过第六冷水两通阀6-L后从冷水出口流出，回到冷水泵7的入口开始下一个循环。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种间接式热泵系统，其特征在于，包括：
制冷剂单元，所述制冷剂单元包括压缩机(1)、冷凝器(2)、节流阀(5)和蒸发器(6)，所述压缩机(1)的出口连通于所述冷凝器(2)的第一进口，所述冷凝器(2)的第一出口通过所述节流阀(5)连通于所述蒸发器(6)的第一进口，所述蒸发器(6)的第一出口连通于所述压缩机(1)的进口；
冷水输送单元(11)，所述冷水输送单元(11)的冷水入口连通于所述蒸发器(6)的第二出口，所述冷水输送单元(11)的冷水出口连通于所述蒸发器(6)的第二进口，所述冷水输送单元(11)与多个负载并联，所述冷水输送单元(11)的管路中设有多个冷水两通阀，多个所述冷水两通阀用以控制多个所述负载中冷水的通断；
热水输送单元(13)，所述热水输送单元(13)的热水入口连通于所述冷凝器(2)的第二出口，所述热水输送单元(13)的热水出口连通于所述冷凝器(2)的第二进口，所述热水输送单元(13)与多个所述负载并联，所述热水输送单元(13)的管路中设有多个热水两通阀，多个所述热水两通阀用以控制多个所述负载中热水的通断；所述热水两通阀与所述冷水两通阀一一对应设置且通断状态互锁。
2.根据权利要求1所述的间接式热泵系统，其特征在于，所述冷水输送单元(11)包括多个与所述冷水入口连通的冷水支路和多个与所述冷水出口连通的冷水支路，所述冷水支路与所述负载连通，所述冷水支路用于向所述负载通入所述冷水。
3.根据权利要求2所述的间接式热泵系统，其特征在于，第一冷水支路的两端分别连通于所述冷水入口和第一负载(12)的入口；第二冷水支路的一端连通于所述第一冷水支路，另一端连通于所述第一负载(12)的出口和第二负载(10)的入口；第三冷水支路的两端分别连通于所述冷水入口和第三负载(14)的入口；第四冷水支路的两端分别连通于所述冷水入口和第四负载(15)的入口；第五冷水支路的两端分别连通于所述冷水入口和第五负载(17)的入口；
第六冷水支路的两端分别连通于所述冷水出口和第二负载(10)的出口；第七冷水支路的两端分别连通于所述冷水出口和第五负载(17)的出口；第八冷水支路的两端分别连通于所述冷水出口和第四负载(15)的出口；第九冷水支路的两端分别连通于所述冷水出口和第三负载(14)的出口。
4.根据权利要求3所述的间接式热泵系统，其特征在于，所述第一冷水支路上设有第一冷水两通阀(1-L)和第九冷水两通阀(9-L)，所述第一冷水支路与所述第二冷水支路连接处位于所述第一冷水两通阀(1-L)和所述第九冷水两通阀(9-L)之间；所述第二冷水支路上设有第十冷水两通阀(10-L)；所述第三冷水支路上设有第二冷水两通阀(2-L)；所述第四冷水支路上设有第三冷水两通阀(3-L)；所述第五冷水支路上设有第四冷水两通阀(4-L)；所述第六冷水支路上设有第五冷水两通阀(5-L)；所述第七冷水支路上设有第六冷水两通阀(6-L)；所述第八冷水支路上设有第七冷水两通阀(7-L)；所述第九冷水支路上设有第八冷水两通阀(8-L)；所述第五冷水支路和所述第六冷水支路通过第十冷水支路连通，且所述第十冷水支路上设有第十二冷水两通阀(12-L)；所述第一冷水支路和所述第九冷水支路通过第十一冷水支路连通，且所述第十一冷水支路上设有第十一冷水两通阀(11-L)。
5.根据权利要求1所述的间接式热泵系统，其特征在于，还包括PTC加热体(8)，所述PTC加热体(8)设置于所述冷水入口和所述蒸发器(6)的第二出口之间，所述PTC加热体(8)用于加热所述冷水。
6.根据权利要求1所述的间接式热泵系统，其特征在于，还包括冷水泵(7)，所述冷水泵(7)设置于所述冷水出口和所述蒸发器(6)的第二进口之间，所述冷水泵(7)用于输送所述冷水。
7.根据权利要求1所述的间接式热泵系统，其特征在于，所述热水输送单元(13)包括多个与所述热水入口连通的热水支路和多个与所述热水出口连通的热水支路，所述热水支路与所述负载连通，所述热水支路用于向所述负载通入所述热水。
8.根据权利要求7所述的间接式热泵系统，其特征在于，第一热水支路的两端分别连通于所述热水入口和第一负载(12)的入口；第二热水支路的一端连通于所述第一热水支路，另一端连通于所述第一负载(12)的出口和第二负载(10)的入口；第三热水支路的两端分别连通于所述热水入口和第三负载(14)的入口；第四热水支路的两端分别连通于所述热水入口和第四负载(15)的入口；第五热水支路的两端分别连通于所述热水入口和第五负载(17)的入口；
第六热水支路的两端分别连通于所述热水出口和第二负载(10)的出口；第七热水支路的两端分别连通于所述热水出口和第五负载(17)的出口；第八热水支路的两端分别连通于所述热水出口和第四负载(15)的出口；第九热水支路的两端分别连通于所述热水出口和第三负载(14)的出口。
9.根据权利要求8所述的间接式热泵系统，其特征在于，所述第一热水支路上设有第一热水两通阀(1-H)和第九热水两通阀(9-H)，所述第一热水支路与所述第二热水支路连接处位于所述第一热水两通阀(1-H)和所述第九热水两通阀(9-H)之间；所述第二热水支路上设有第十热水两通阀(10-H)；所述第三热水支路上设有第二热水两通阀(2-H)；所述第四热水支路上设有第三热水两通阀(3-H)；所述第五热水支路上设有第四热水两通阀(4-H)；所述第六热水支路上设有第五热水两通阀(5-H)；所述第七热水支路上设有第六热水两通阀(6-H)；所述第八热水支路上设有第七热水两通阀(7-H)；所述第九热水支路上设有第八热水两通阀(8-H)；所述第五热水支路和所述第六热水支路通过第十热水支路连通，且所述第十热水支路上设有第十二热水两通阀(12-H)；所述第一热水支路和所述第九热水支路通过第十一热水支路连通，且所述第十一热水支路上设有第十一热水两通阀(11-H)。
10.根据权利要求1所述的间接式热泵系统，其特征在于，还包括热水泵(9)，所述热水泵(9)设置于所述热水出口和所述冷凝器(2)的第二进口之间，所述热水泵(9)用于输送所述热水。
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