CN112810398B - 应用于电动汽车的可快速除霜的热泵空调系统及其快速除霜方法 - Google Patents

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Abstract

一种应用于电动汽车的可快速除霜的热泵空调系统及其快速除霜方法，所述系统包括：压缩机、四通换向阀、第一和第二换热器以及经济器，第一换热器的一端口分为两路，主路直接接入经济器第一端口、再与第二换热器相连，从路通过第一节流装置后接入经济器第二端口、再与压缩机的吸气口相连，在经济器与压缩机之间的从路上设置有电磁阀，需要除霜时将电磁阀闭合，使从路的制冷剂经过第一节流装置和经济器后增强补充给压缩机的吸气口。本发明的系统在没有增加大量空调元器件的前提下，通过经济器的增强补充作用，为除霜提供充足的冷却剂循环量，使第一换热器提高热量释放，加快其除霜效果，同时增强补充的制冷剂还能给压缩机吸气降温。

Description

应用于电动汽车的可快速除霜的热泵空调系统及其快速除霜 方法
技术领域
本发明涉及一种电动汽车的可快速除霜的热泵空调系统。
背景技术
传统汽车的制热空调的热量由发动机排出的热与冷却水进行热交换，然后将热水通过管路送往车内，与空调系统无关。目前，国内新能源汽车的制热基本上都是通过PTC加热，由风机将热风吹出，对于车辆来说非常耗能，逐渐的会被淘汰。还有小部分使用热泵空调系统的电动汽车，其系统除霜是通过并联盘管来实现的，这会导致整车空间比较臃肿。
热泵空调系统的制冷与制热模式，蒸发器与冷凝器通过系统中的四通换向阀实现功能相互切换。对于寒冷的冬天，制热时蒸发器在车外，蒸发器的作用是吸收环境中的热量，使液态或气液两相的制冷剂汽化成制冷剂气体然后被压缩机吸入，但蒸发器吸收外界环境的热量很有限，导致蒸发盘管结霜，结霜后相当于减少了蒸发器的换热面积，会导致系统无法正常运行。此时除霜时需将热泵空调系统的制热模式变为制冷模式，蒸发器变为冷凝器、冷凝器变为蒸发器，且此时的蒸发器上的风扇不能对车内出风，而冷凝器的换热面积还被霜所覆盖，总之会导致整个系统的热交换量很大程度的降低；同时热泵空调系统的制冷剂循环量也很少，导致压缩机的排气量减少，随之排气温度有所降低，导致除霜速度慢，因而导致系统不经济。
综上所述，如何设计一种应用于电动汽车的可快速除霜的热泵空调系统，是本行业亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种应用于电动汽车的可快速除霜的热泵空调系统及其快速除霜方法。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：
一种应用于电动汽车的可快速除霜的热泵空调系统，包括：压缩机、四通换向阀以及通过四通换向阀与压缩机双向循环连接的第一换热器和第二换热器，还包括：经济器，所述第一换热器的一端口分为两路，其中主路直接接入经济器第一端口、再与第二换热器相连，另一从路通过第一节流装置后接入经济器第二端口、再与压缩机的吸气口相连，在经济器与压缩机之间的从路上设置有电磁阀，需要除霜时将电磁阀闭合，使从路的制冷剂经过第一节流装置和经济器后增强补充给压缩机的吸气口。
所述经济器与第二换热器之间的主路上设置有第二节流装置。
所述第一、第二节流装置为电子膨胀阀或热力膨胀阀。
一种应用于电动汽车热泵空调系统的快速除霜方法，除霜时，通过四通换向阀将制热模式变为制冷模式，除了制冷模式正常的主路循环外，将电磁阀闭合处于导通状态，使从路的制冷剂经过第一节流装置和经济器后增强补充给压缩机的吸气口，经济器中的制冷剂参与系统循环，提高压缩机的排气量，提高排气温度，加快除霜。
经过第一节流装置时，从路的制冷剂进行节流降压，两路制冷剂进入经济器进行热交换，使从路的制冷剂升温汽化。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本系统除霜时制热模式变为制冷模式，压缩机排气经过第一换热器，第一换热器分两路，一路直接进入经济器，一路节流后进入经济器；两路在经济器内热交换后，一路经过电磁阀到压缩机吸气口，一路节流降压后到第二换热器，第二换热器端口再到压缩机吸气口；循环往复。通过经济器的增强补充作用，为除霜提供充足的冷却剂循环量，使第一换热器提高热量释放，加快其除霜效果。
本发明的系统在没有增加大量空调元器件的前提下，实现第一换热器快速除霜的效果，通过经济器为除霜提供充足的冷却剂循环量。因为压缩机一直高速运转的状态下，除霜时系统处于制冷模式，系统中大量的制冷剂将被存储在现有的储液器里，无法满足整个制冷环节正常运行时所需的制冷剂量，且第二换热器上的风扇不能运转，最终导致第一换热器的换热量和制冷剂量大大降低，然而对于一直运转的压缩机来说，控制单元无法得到冷却，会导致压缩机温度保护，因此一部分来自经济器的制冷剂气体能给压缩机吸气降温，同时又增加了除霜时整个系统中制冷剂的循环量。
本系统简单，器件少，占用空间少，可靠性高，很好的实现快速除霜功能，有效减少汽车装配空间，提高除霜效率也就间接的节能，在未来具有广泛的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，其中：
图1为本发明较佳实施例的系统原理图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述。较佳实施例中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
请参见图1，本发明较佳实施例设计的一种应用于电动汽车的可快速除霜的热泵空调系统，其主要包括：压缩机1、四通换向阀2以及通过四通换向阀2与压缩机1可双向循环连接的第一换热器3和第二换热器4，还包括：经济器5，第一换热器3的一端口分为两路，主路6和从路7，主路6直接接入经济器5第一端口、再与第二换热器4相连，从路7通过第一节流装置8后接入经济器5第二端口、再与压缩机1的吸气口相连，在经济器5与压缩机1之间的从路7上设置有电磁阀9。除霜时，通过四通换向阀2将制热模式变为制冷模式，除了制冷模式正常的主路循环外，将电磁阀9闭合处于导通状态，使从路7的制冷剂经过第一节流装置8和经济器5后增强补充给压缩机1的吸气口，经济器中的制冷剂参与整个系统循环，能够提高压缩机的排气量，提高排气温度，加快除霜效率。
经过第一节流装置8时，从路的制冷剂会进行节流降压，两路制冷剂进入经济器进行热交换，主路6的传递热量给从路7的，使从路7的制冷剂升温汽化，目的是为了给压缩机1提供不带液的汽化制冷剂。
在经济器5与第二换热器4之间的主路6上设置有第二节流装置10，第二节流装置10也会起到节流降压的作用。
其中，第一、第二节流装置可以是电子膨胀阀或热力膨胀阀等等。
本系统通过控制变换四通换向阀2的导向实现制热模式和制冷模式。在制热模式下，图上虚线箭头方向，第一换热器3为蒸发器，第二换热器4为冷凝器，第二换热器4的制冷剂液化时对车内释放热量，从而实现制热，此时电磁阀9断开，此路不参与循环。在制冷模式下，图上实线箭头方向，第一换热器3为冷凝器，第二换热器4为蒸发器，第二换热器4的制冷剂汽化时对车内吸收热量，从而实现制冷。在需要仅除霜的制冷模式下，第二换热器4不能对车内出风，还需要同时导通电磁阀9，通过经济器5的增强补充作用，使第一换热器3提高热量释放，加快其除霜效果。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何间接修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种应用于电动汽车的可快速除霜的热泵空调系统，包括：压缩机、四通换向阀以及通过四通换向阀与压缩机双向循环连接的第一换热器和第二换热器，其特征在于，还包括：经济器，所述第一换热器的一端口分为两路，其中主路直接接入经济器第一端口、再与第二换热器相连，另一从路通过第一节流装置后接入经济器第二端口、再与压缩机的吸气口相连，在经济器与压缩机之间的从路上设置有电磁阀，需要除霜时将电磁阀闭合，使从路的制冷剂经过第一节流装置和经济器后增强补充给压缩机的吸气口。
2.根据权利要求1所述的应用于电动汽车的可快速除霜的热泵空调系统，其特征在于，所述经济器与第二换热器之间的主路上设置有第二节流装置。
3.根据权利要求2所述的应用于电动汽车的可快速除霜的热泵空调系统，其特征在于，所述第一节流装置、第二节流装置为电子膨胀阀或热力膨胀阀。
4.一种如权利要求1至3任一项所述的应用于电动汽车的可快速除霜的热泵空调系统的快速除霜方法，其特征在于，除霜时，通过四通换向阀将制热模式变为制冷模式，除了制冷模式正常的主路循环外，将电磁阀闭合处于导通状态，使从路的制冷剂经过第一节流装置和经济器后增强补充给压缩机的吸气口，经济器中的制冷剂参与系统循环，加快除霜。
5.根据权利要求4所述的快速除霜方法，其特征在于，经过第一节流装置时，从路的制冷剂进行节流降压，两路制冷剂进入经济器进行热交换，使从路的制冷剂升温汽化。
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