CN114228446A - 化霜装置、交通工具、交通工具空调系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种化霜装置、交通工具、交通工具空调系统及其控制方法，交通工具空调系统的化霜装置包括空调系统的室外侧换热器和交通工具的电机，室外侧换热器和电机分别设置在交通工具的空调舱和电机舱内；化霜装置还包括设置在空调舱和电机舱之间的通风结构。空调系统包括化霜装置、水泵和水冷散热管，交通工具包括空调系统，控制方法包括当空调系统制热运行且当第一换热器的第一检测温度数据低于第一预设值时打开通风结构并提升风机的转速。控制方法还包括当空调系统制冷运行且当电机的第二检测温度数据高于第二预设值时开启水泵和打开第二节流器件。本发明能提高对电机产生热量的回收率而进一步利于化霜。

Description

化霜装置、交通工具、交通工具空调系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及空调设备技术领域，具体涉及一种交通工具空调系统的化霜装置、交通工具空调系统及其控制方法以及交通工具。

背景技术

交通工具如汽车的主驱电机运作时会产生较大的热量，现有一种交通工具空调系统通过在电机处设置有换热管道，且换热管道的出口通过管路接入交通工具的热泵控制系统，此设置能回收电机产生的热量并用于对车外冷凝器进行化霜。

由于电机的大部分热量是通过热传导到达散热结构上，增大散热面积后再以空气对流形式进行散热，而现有的该种化霜装置的设置方式未能有效回收更大部分的热量，因而化霜效果较差。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种提升对电机热量回收率而提升对空调系统化霜效果的化霜装置。

本发明的第二目的在于提供一种提升对电机热量回收率而提升对空调系统化霜效果的交通工具空调系统。

本发明的第三目的在于提供一种提升对电机热量回收率而提升对空调系统化霜效果的交通工具。

本发明的第四目的在于提供一种提升对电机热量回收率而提升对空调系统化霜效果的交通工具空调系统的控制方法。

本发明的第五目的在于提供一种提升对电机冷却效果的交通工具空调系统的控制方法。

本发明第一目的提供的交通工具空调系统的化霜装置包括空调系统的室外侧换热器和交通工具的电机，室外侧换热器和电机分别设置在交通工具的空调舱和电机舱内；化霜装置还包括设置在空调舱和电机舱之间的通风结构，空调舱和电机舱通过通风结构连通，电机产生的热量可通过通风结构流动到室外侧换热器处。

由上述方案可见，本发明通过设置通风结构形成气流通道，电机产生并大量释放到空气中的热量能通过气流通道输送至室外侧换热器所在处以实现化霜。此设置不仅免除进行复杂管路设计和布置，还能提高对电机产生热量的回收率，也能进一步利于化霜。

进一步的方案是，通风结构包括可开闭的挡风结构。

由上可见，此设置利于控制气流通道的开断，仅在室外侧换热器需要化霜时形成气流通道，避免在空调系统制冷模式运行下，避免室外侧换热器和电机之间被彼此产生的热量所相互影响。

进一步的方案是，化霜装置还包括风机；风机设置在空调舱，通风结构、室外侧换热器和风机依次设置，或风机设置在空调舱，通风结构、风机和室外侧换热器依次设置，或风机设置在电机舱，风机、电机和通风结构依次设置，或风机设置在电机舱，电机、风机和通风结构依次设置，或风机设置在通风结构中。

另一进一步的方案是，通风结构沿直线贯通；电机、通风结构和室外侧换热器沿直线依次布置。

由上可见，此设置进一步利于电机产生热量到达室外侧换热器所在处，进一步提高对电机产生热量的回收率，也能进一步利于化霜。

进一步的方案是，电机包括散热结构，散热结构与通风结构相对设置。

由上可见，电机的热量主要由散热结构传递到空气，此设置提升对流效果。

本发明第二目的提供的交通工具空调系统包括压缩机、第一换热器、第一节流器件和第二换热器，当空调系统制热运行时，压缩机的高压端、第二换热器、第一节流器件、第一换热器和压缩机的低压端依次连通；还包括上述的化霜装置，第一换热器为室外侧换热器。

进一步的方案是，当空调系统制冷运行时，压缩机的高压端、第一换热器、第一节流器件、第二换热器和压缩机的低压端依次连通；空调系统还包括水泵、水冷散热管和热交换器，水冷散热管作为电机的散热结构；热交换器包括第一管路和第二管路；空调系统包括并联在第一换热器与压缩机之间的第一支路和第二支路，第一节流器件和第二换热器设置在第一支路，第一管路设置在第二支路；水泵、水冷散热管和第二管路依次连通。

进一步的方案是，空调系统还包括设置在第二管路的第二节流器件，第二节流器件、第二换热器依次连通在第一换热器与压缩机之间。

由上述方案可见，空调系统不仅在制冷运行时通过热交换器和水冷散热管为电机进行散热，且在制热运行时可停止对电机的水冷散热，并能回收电机的热量对室外侧换热器进行化霜。

本发明第三目的提供的交通工具包括上述的交通工具空调系统。

本发明第四目的提供的交通工具空调系统的控制方法，空调系统包括压缩机、第一换热器、第一节流器件和第二换热器，当空调系统制热运行时，压缩机的高压端、第二换热器、第一节流器件、第一换热器和压缩机的低压端依次连通；空调系统还包括化霜装置，化霜装置包括第一换热器、交通工具的电机和通风结构，第一换热器和电机分别设置在交通工具的空调舱和电机舱内，通风结构设置在空调舱和电机舱之间；控制方法包括当空调系统制热运行时：判断第一换热器的第一检测温度数据是否低于第一预设值，若是，打开通风结构。

进一步的方案是，化霜装置还包括风机；风机设置在空调舱，通风结构、第一换热器和风机依次设置，或，风机设置在空调舱，通风结构、风机和第一换热器依次设置，或，风机设置在电机舱，风机、电机和通风结构依次设置，或，风机设置在电机舱，电机、风机和通风结构依次设置，或，风机设置在通风结构中；判断第一换热器的第一检测温度数据是否低于第一预设值，若是的步骤后，还包括打开通风结构并提升风机的转速。

由上述方案可见，当系统判断需要对室外侧换热器进行化霜时，控制打开通风结构和风机即可将电机产生的大量热量通过气流通道传输到室外侧换热器所在处。

本发明第五目的提供的交通工具空调系统的控制方法应用于上述的交通工具空调系统，控制方法包括当空调系统制冷运行时，判断电机的第二检测温度数据是否高于第二预设值，若是，开启水泵和打开第二节流器件。

由上述方案可见，当系统判断需要对电机进行散热时，打开水泵和第二节流器件后，在热交换器作用下水管内温度降低并运输至水冷散热管而对电机散热。

附图说明

图1为本发明交通工具空调系统的化霜装置实施例的第一示意图。

图2为本发明交通工具空调系统的化霜装置实施例的第二示意图。

图3为本发明交通工具空调系统实施例制冷运行下的示意图。

图4为本发明交通工具空调系统的控制方法实施例的流程框图。

具体实施方式

交通工具空调系统实施例

参见图1至图3，本实施例的交通工具为客车，从客车的头部尾部的方向上，客车的尾部依次设置有电机舱500和空调舱100，空调系统的第一换热器12设置在空调舱100内，客车的电机5设置在电机舱500内，电机5为客车的主驱电机。其中，第一换热器12为本发明的室外侧换热器，室外侧为室内侧的相对概念，室内侧指需要达到制冷或制热效果的空间，室外侧并非至客车整体的外部，而是指需要达到制冷或制热效果的空间的外部。

客车在电机舱500和空调舱100设置了沿客车的宽度方向依次设置的两个带风门的换热通道41，换热通道41为本实施例的通风结构，换热通道41具有可控制实现开闭的风门，风门为本发明的挡风结构。当换热通道41打开，电机舱500和空调舱100之间通过换热通道41连通，电机5所产生的热量也可以通过换热通道到达第一换热器12所在处。

另外，空调舱100内还设置有室外轴流风机42，室外轴流风机42为本发明的风机。另外，如图1和图3所示，电机5上设置有散热结构32，从客车的头部尾部的方向上，换热通道41沿直线延伸，电机5的散热结构32、换热通道41、第一换热器12和室外轴流风机42沿直线依次设置。

在其他实施例中，室外轴流风机42可设置在其他位置上。如，室外轴流风机42设置在空调舱100，换热通道41、室外轴流风机42和第一换热器12沿直线依次设置。

在其他实施例中，本发明的风机可以是室外轴流风机42以外的风机，风机设置在电机舱500，风机、电机5和换热通道41依次设置或电机5、风机和换热通道41依次设置。又或者风机设置在换热通道41中。

设置在空调舱100内的第一换热器12、室外轴流风机42、设置在电机舱500内的电机5以及连通在电机舱500和空调舱100之间的换热通道41组成本发明的化霜装置4。首先，客车启动后，电机5持续发热，产生的热量会通过热传导方式先到达散热结构32上，由散热结构32上更大的散热表面并通过空气对流形式传递至空气中；而当空调系统制热运行时，第一换热器12的表面会产生结霜现象；此时只需控制打开换热通道41的风门并提升室外轴流风机42的转速，电机5所产生的热量以气流形式通过换热通道41到达第一换热器12所在处而为第一换热器12提供化霜的热量所需。本发明中的散热结构32为带翅片组的水冷散热管，优选的是，在为第一换热器12提供热量时，可控制停止水泵31工作，从而保证更多热量被传递至第一换热器12处。

参见图3，本发明的交通工具空调系统包括压缩机11、上述第一换热器12、第一节流器件13、第二换热器14、四通阀15、室内离心风机16、热交换器2、第二节流器件29、水泵31、散热结构32、换热通道41、室外轴流风机42。其中，第一节流器件13和第二节流器件29均为电子膨胀阀，热交换器2为板式换热器，热交换器2具有第一管路21和第二管路22，散热结构32为带翅片组的水冷散热管。

如图3所示，当空调系统制冷运行时，四通阀15处于第一工作状态，此时压缩机11的高压端111、第一换热器12、第一节流器件13、第二换热器14和压缩机11的低压端112依次连通，此时第一换热器12作为冷凝器；当空调系统制热运行时，四通阀15处于第二工作状态，此时压缩机11的高压端111、第二换热器14、第一节流器件13、第一换热器12和压缩机11的低压端112依次连通，此时第一换热器12作为蒸发器。

其中，空调系统在第一换热器12与压缩机11之间设置并联的第一支路101和第二支路102，第一节流器件13和第二换热器14依次设置在第一支路101上，第二节流器件29和第一管路21依次设置在第二支路102上。而关于水冷管路部分，水泵31、水冷散热管(散热结构32)和第二管路22依次连通。

交通工具空调系统的控制方法实施例

结合图3和图4，客车运作后，系统执行步骤S1，空调系统和电机5均启动。随后系统执行判断步骤S2，根据控制指令判断是否制冷运行，若判断结果为是，则执行步骤S3，空调系统制冷运行。

随后系统执行判断步骤S4，根据电机5上设置的温度传感器实时获取的第二检测温度数据与第二预设值的比对结果判断电机5是否需要制冷降温，若第二检测温度数据高于第二预设值则判断结果为是，则启动水泵31和打开第二节流器件29，水冷系统运作，在热交换器2的作用下，水冷管路内的水被持续降温并被运输至电机5上的水冷散热管。然后，系统执行步骤S6，根据室内侧的制冷量需求实时调节第一节流器件13的开度和压缩机11的频率。

若步骤S4的判断结果为否，则直接执行步骤S6，根据室内侧的制冷量需求实时调节第一节流器件13的开度和压缩机11的频率。

而当步骤S2的判断结果为否，系统执行判断步骤S12，根据控制指令判断是否制热运行，若判断结果为是，则执行步骤S13，空调系统制热运行。随后系统执行判断步骤S14，根据第一换热器12上设置的感温包实时获取的第一检测温度数据与第一预设值的比对结果判断是否需要对第一换热器12进行化霜处理，若第一检测温度数据低于第一预设值则判断结果为是，执行步骤S15，打开换热通道41的风门，并执行步骤S16，提升室外轴流风机42的转速。随后继续执行判断步骤S14。另外，在执行步骤S15的同时，系统还可以停止水泵31和关闭第二节流器件29。

而当步骤S14的判断结果为否，此时已经不需要进行化霜处理，则执行步骤S25，关闭换热通道41的风门，并根据室内侧的制热量需求实时调节第一节流器件13的开度和压缩机11的频率。

本发明不仅在空调系统制冷运行时通过热交换器2和水冷散热管(散热结构32)为电机5进行散热，且在制热运行时可停止对电机5的水冷散热，并利用换热通道41对电机5产生并传递到空气的更大一部分热量运输至对第一换热器12处而为第一换热器12化霜，不仅能提高对电机5产生热量的回收率，也能进一步利于对是外侧换热器的化霜处理。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.交通工具空调系统的化霜装置，包括空调系统的室外侧换热器和交通工具的电机，所述室外侧换热器和所述电机分别设置在所述交通工具的空调舱和电机舱内；

其特征在于：

所述化霜装置还包括设置在所述空调舱和所述电机舱之间的通风结构，所述空调舱和所述电机舱通过所述通风结构连通，所述电机产生的热量可通过所述通风结构流动到所述室外侧换热器处。

2.根据权利要求1所述的交通工具空调系统的化霜装置，其特征在于：

所述通风结构包括可开闭的挡风结构。

3.根据权利要求1或2所述的交通工具空调系统的化霜装置，其特征在于：

所述化霜装置还包括风机；

所述风机设置在所述空调舱，所述通风结构、所述室外侧换热器和所述风机依次设置，

或，所述风机设置在所述空调舱，所述通风结构、所述风机和所述室外侧换热器依次设置，

或，所述风机设置在所述电机舱，所述风机、所述电机和所述通风结构依次设置，

或，所述风机设置在所述电机舱，所述电机、所述风机和所述通风结构依次设置，

或，所述风机设置在所述通风结构中。

4.根据权利要求1或2所述的交通工具空调系统的化霜装置，其特征在于：

所述通风结构沿直线贯通；

所述电机、所述通风结构和所述室外侧换热器沿所述直线依次布置。

5.根据权利要求1或2所述的交通工具空调系统的化霜装置，其特征在于：

所述电机包括散热结构，所述散热结构与所述通风结构相对设置。

6.交通工具空调系统，包括压缩机、第一换热器、第一节流器件和第二换热器，当所述空调系统制热运行时，所述压缩机的高压端、所述第二换热器、所述第一节流器件、所述第一换热器和所述压缩机的低压端依次连通；

其特征在于：

还包括上述权利要求1至5任一项所述的化霜装置，所述第一换热器为所述室外侧换热器。

7.根据权利要求6所述的交通工具空调系统，其特征在于：

当所述空调系统制冷运行时，所述压缩机的高压端、所述第一换热器、所述第一节流器件、所述第二换热器和所述压缩机的低压端依次连通；

所述空调系统还包括水泵、水冷散热管和热交换器，所述水冷散热管作为所述电机的散热结构；

所述热交换器包括第一管路和第二管路；

所述空调系统包括并联在所述第一换热器与所述压缩机之间的第一支路和第二支路，所述第一节流器件和所述第二换热器设置在所述第一支路，所述第一管路设置在所述第二支路；

所述水泵、所述水冷散热管和所述第二管路依次连通。

8.根据权利要求7所述的交通工具空调系统，其特征在于：

所述空调系统还包括设置在所述第二管路的第二节流器件，所述第二节流器件、所述第二换热器依次连通在所述第一换热器与所述压缩机之间。

9.交通工具，其特征在于，包括上述权利要求6至8任一项所述的交通工具空调系统。

10.交通工具空调系统的控制方法，所述空调系统包括压缩机、第一换热器、第一节流器件和第二换热器，当所述空调系统制热运行时，所述压缩机的高压端、所述第二换热器、所述第一节流器件、所述第一换热器和所述压缩机的低压端依次连通；

所述空调系统还包括化霜装置，所述化霜装置包括所述第一换热器、所述交通工具的电机和通风结构，所述第一换热器和所述电机分别设置在所述交通工具的空调舱和电机舱内，所述通风结构设置在所述空调舱和所述电机舱之间；

所述控制方法包括：

当所述空调系统制热运行时：

判断所述第一换热器的第一检测温度数据是否低于第一预设值，若是，打开所述通风结构。

11.根据权利要求10所述的交通工具空调系统的控制方法，其特征在于：

所述化霜装置还包括风机；

所述风机设置在所述空调舱，所述通风结构、所述第一换热器和所述风机依次设置，

或，所述风机设置在所述空调舱，所述通风结构、所述风机和所述第一换热器依次设置，

或，所述风机设置在所述电机舱，所述风机、所述电机和所述通风结构依次设置，

或，所述风机设置在所述电机舱，所述电机、所述风机和所述通风结构依次设置，

或，所述风机设置在所述通风结构中；

所述判断所述第一换热器的第一检测温度数据是否低于第一预设值，若是的步骤后，还包括：

打开所述通风结构并提升所述风机的转速。

12.交通工具空调系统的控制方法，应用于上述权利要求8所述的交通工具空调系统，其特征在于：

所述控制方法包括：

当所述空调系统制冷运行时：

判断所述电机的第二检测温度数据是否高于第二预设值，若是，开启所述水泵和打开所述第二节流器件。

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