CN118215260A - 运输制冷车辆的制冷系统和其中电子部件的散热方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种运输制冷车辆的制冷系统和其中电子部件的散热方法。制冷系统包括：主制冷回路，所述主制冷回路包括依次连接的压缩机，冷凝器，主节流元件和蒸发器，所述蒸发器用于给所述运输制冷车辆的储物仓提供制冷；电子部件散热回路，其用于为电子部件提供散热；其中，所述电子部件散热回路中包括关联换热器，在所述关联换热器中，所述电子部件散热回路中的冷媒与来自所述主制冷回路的第一支路中的制冷剂换热，其中，所述第一支路从所述主制冷回路上所述冷凝器和主节流装置之间延伸出，并经过第一节流元件和所述关联换热器连通至所述压缩机的喷气增焓吸入口。根据本发明的实施例的装置和方法可给运输制冷车辆的电子部件提供足够散热以应对极端环境温度，并且基本不会对主制冷回路产生影响。
Description
技术领域
本发明涉及运输制冷车辆领域，更具体地，本发明涉及运输制冷车辆的制冷系统和其中电子部件的散热方法。
背景技术
运输制冷车辆在冷链运输中起到关键作用，而近年来，基于新能源的运输制冷车辆得到进一步的发展。相比于基于传统燃油车辆的运输制冷车辆，车辆上的电子部件如变压器，变频器越来越多，且对于电子部件的散热需求越来越大。以往用于电子部件的散热方式是采用电子部件散热回路，如图1所示，其中包括泵71，电子部件载体72，散热器73和将它们连接成回路的管路，水作为冷媒在回路中传递热量并且通过基于风机的散热器73来将热散至环境。散热器73的尺寸需设计成能够应对极限温度，例如夏季高温，因此，随散热需求的增加，散热器73的尺寸也不断增加，但对于运输制冷车辆而言，车上的空间和载重都是珍贵且有限的。
发明内容
本申请的目的在于解决或至少缓解现有技术中所存在的问题。
一方面，提供了一种运输制冷车辆的制冷系统，其包括：
主制冷回路，所述主制冷回路包括依次连接的压缩机，冷凝器，主节流元件和蒸发器，所述蒸发器用于给所述运输制冷车辆的储物仓提供制冷；
电子部件散热回路，其用于为电子部件提供散热；
其中，所述电子部件散热回路中包括关联换热器，在所述关联换热器中，所述电子部件散热回路中的冷媒与来自所述主制冷回路的第一支路中的制冷剂换热，其中，所述第一支路从所述主制冷回路上所述冷凝器和主节流装置之间延伸出，并经过第一节流元件和所述关联换热器连通至所述压缩机的喷气增焓吸入口。
可选地，在所述的制冷系统的实施例中，所述主制冷回路上还包括：所述冷凝器和主节流装置之间经济器和从所述主制冷回路上所述冷凝器和主节流装置之间延伸出，并经过第二节流元件和所述经济器连通至所述压缩机的喷气增焓吸入口的第二支路。
可选地，在所述的制冷系统的实施例中，所述第一支路和所述第二支路均从所述经济器上游延伸出，或者，所述第一支路和所述第二支路均从所述经济器下游延伸出，或者，所述第一支路和所述第二支路中的一者从所述经济器上游延伸出，另一者从所述经济器下游延伸出。
可选地，在所述的制冷系统的实施例中，所述第一节流元件和所述第二节流元件为电子膨胀阀，所述第一节流元件和所述第二节流元件的开度基于所述电子部件的温度动态控制。
可选地，在所述的制冷系统的实施例中，当所述电子部件温度处于预定区间内，在所述电子部件温度升高时，增加所述第一节流元件的开度而减小所述第二节流元件的开度，在所述电子部件温度降低时，增加所述第二节流元件的开度而减小所述第一节流元件的开度。
可选地，在所述的制冷系统的实施例中，所述第一支路和所述第二支路在汇合后连通至所述喷气增焓吸入口，其中在所述第一支路和所述第二支路汇合后的流路上设置有仅允许流体流向所述喷气增焓吸入口的单向阀。
可选地，在所述的制冷系统的实施例中，所述电子部件散热回路包括依次连接的泵，电子部件散热载体和所述关联换热器，可选地，所述电子部件散热回路还包括散热器。
可选地，在所述的制冷系统的实施例中，所述电子部件包括变压器和/或压缩机变频器。
还提供了一种给运输制冷车辆的电子部件散热的方法，其中，所述方法包括：
从主制冷回路上冷凝器和主节流装置之间引出第一部分制冷剂；
通过第一膨胀阀对所述第一部分制冷剂进行节流；
使经节流的所述第一部分制冷剂与电子部件散热回路中的冷媒换热；以及
使所述第一部分制冷剂返回压缩机的喷气增焓吸入口。
可选地，所述方法还包括：
从主制冷回路上冷凝器和主节流装置之间引出第二部分的制冷剂；
通过第二膨胀阀对所述第二部分制冷剂进行节流；
使经节流的所述第二部分制冷剂与主回路中余下的制冷剂换热；
使所述第二部分制冷剂返回压缩机的所述喷气增焓吸入口；以及
其中，基于所述电子部件的温度控制所述第一膨胀阀和第二膨胀阀的开度。
根据本发明的实施例的装置和方法可给运输制冷车辆的电子部件提供足够散热以应对极端环境温度，并且基本不会对主制冷回路产生影响。
附图说明
参照附图，本申请的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本申请的保护范围组成限制。此外，图中类似的数字用以表示类似的部件，其中：
图1示出了常规用于运输制冷车辆的电子部件散热回路；
图2示出了根据本发明的一个实施例的运输制冷车辆的制冷系统；以及
图3示出了根据本发明的另一个实施例的运输制冷车辆的制冷系统。
具体实施方式
参考图2，其中示出了根据本发明的实施例的运输制冷车辆的制冷系统，其中包括主制冷回路和电子部件散热回路。主制冷回路中包括依次连接的压缩机1，冷凝器2，主节流元件3，蒸发器4，其中蒸发器4用于给所述运输制冷车辆的储物仓提供制冷(或可选地提供制热)，以便将储物仓保持在预定的温度范围内。在主制冷回路中，压缩机1为喷气增焓压缩机，其包括：进气口12，出气口11和喷气增焓吸入口13，主节流元件3可为热力膨胀阀或电子膨胀阀。在图示的实施例中，压缩机1的进气口12上游设置有气液分离器104，压缩机1的出气口11下游可设置有油分离器101，其中分离的油通过管路103送回压缩机进气口12，而压缩气体被输送至冷凝器2，经冷凝器2的流体在经过储液器102后返回冷凝器2的过冷回路进行进一步的冷却换热后，在主节流装置3处被节流，随后经过蒸发器4而返回压缩机进气口12。在所示的实施例中，主制冷回路还包括化霜支路90，其中包括控制阀91，在蒸发器4发生结霜时，控制阀91打开以便将压缩机出口的蒸汽引导至蒸发器4的底部，然后通过分液器流经蒸发器各个回路以除去蒸发器4表面的结霜。
另一方面，电子部件散热回路5则用于为电子部件提供散热，电子部件例如包括变压器和/或压缩机变频器，或车辆上其他需要散热的电子部件，例如在电动车辆的情况下为动力电池和相关的部件散热。散热回路5例如采用水冷方式，例如与电子部件热关联的水套等，由此将电子部件上的热量通过冷媒散出，冷媒可为水或其他适合的液体。其中，在电子部件散热回路中包括关联换热器52，在关联换热器52中，电子部件散热回路5中的冷媒与来自主制冷回路的第一支路中的制冷剂换热，其中，第一支路从主制冷回路上冷凝器2和主节流装置3之间延伸出，如图1中经济器6的上游位置a处延伸出，并且第一支路经过第一节流元件81和关联换热器52连通至压缩机的喷气增焓吸入口13。通过该布置，可利用主制冷回路中的制冷剂来与电子部件散热回路5的冷媒换热，由此帮助电子部件散热，提供散热能力裕度。
在一些实施例中，主制冷回路上还包括：冷凝器2和主节流装置3之间经济器6和从主制冷回路上冷凝器2和主节流装置3之间延伸出的第二支路，在图1所示的实施例中，第二支路从经济器6上游的位置a延伸出，并且第二支路经过第二节流元件82和经济器6后连通至压缩机的喷气增焓吸入口13。在主制冷回路中，经济器6和第二支路(经济器支路)的设置可提高主节流装置3节流前的制冷剂的过冷度，由此提高系统能力。
在一些实施例中，第一节流元件81和第二节流元件82为电子膨胀阀，第一节流元件81和第二节流元件82的开度基于电子部件的温度动态控制。具体的控制理念为在电子部件温度较高需要更多散热时，增加经过第一支路的制冷剂，在电子部件温度较低而无需更多散热时，增加经过第二支路的制冷剂或甚至关闭第一节流元件81。因此，在一些实施例中，制冷系统可配置成当所述电子部件温度处于预定区间内，如T1至T2之间时，在电子部件温度升高时，增加第一节流元件81的开度而减小第二节流元件82的开度，在电子部件温度降低时，增加第二节流元件82的开度而减小第一节流元件81的开度。在一些实施例中，如电子部件温度低于预定温度，如T1时，则可保持第一节流元件81关闭。此外，在一些实施例中，还可基于环境温度控制第一节流元件81和第二节流元件82的开度。由于压缩机在一定频率下工作时，压缩机的喷气增焓吸入口13的流量是恒定的，因此，只要保证第一节流元件81和第二节流元件82不同时关闭，可通过第一节流元件81和第二节流元件82的开度来分配通过第一支路和第二支路的制冷剂流量，而这种分配调节对主制冷回路造成的影响较小。在一些实施例中，第一支路和第二支路在例如位置b处汇合后连通至喷气增焓吸入口13，其中在第一支路和第二支路汇合后的流路上设置有仅允许流体流向喷气增焓吸入口13的单向阀83。在备选实施例中，第一支路和第二支路可在汇合前分别设置单向阀，或者第一支路和第二支路可分别连接至压缩机的喷气增焓吸入口13。
在一些实施例中，电子部件散热回路5可包括依次连接的泵54，电子部件散热载体53和关联换热器52，还可提供可选的膨胀罐51以收容冷媒。电子部件散热载体53可例如为与电子部件热关联的水管、水套等。
继续参考图2来介绍根据本发明的备选实施例。在图1的实施例中第一支路和第二支路均从经济器上游的位置a延伸出，在图2所示的实施例中，第一支路从经济器上游的位置a延伸出而第二支路则从经济器下游的位置c延伸出，在进一步的实施例中，可以构思第一支路从经济器下游的位置c延伸出，而第二支路则从经济器上游的位置a延伸出，或者第一支路和第二支路均从经济器下游的位置c延伸出。
另一方面，在图3的实施例中，电子部件散热回路5还包括了散热器55，散热器55布置成能够应对常规散热需求，例如冬季，春季和秋季的散热需求，而关联换热器52则用于应对环境温度较高时的极端散热需求，例如夏季散热需求。因此，第一支路81在常规情况下处于关闭，其仅在极端温度下才启用，这样的布置使得散热器55可选择为更小型化的散热器。
还提供了一种给运输制冷车辆的电子部件散热的方法，其中，所述方法包括：从主制冷回路上冷凝器和主节流装置之间引出第一部分制冷剂；通过第一膨胀阀对所述第一部分制冷剂进行节流；使经节流的所述第一部分制冷剂与电子部件散热回路中的冷媒换热；以及使所述第一部分制冷剂返回压缩机的喷气增焓吸入口。
在一些实施例中，所述方法还包括：从主制冷回路上冷凝器和主节流装置之间引出第二部分的制冷剂；通过第二膨胀阀对所述第二部分制冷剂进行节流；使经节流的所述第二部分制冷剂与主回路中余下的制冷剂换热；使所述第二部分制冷剂返回压缩机的所述喷气增焓吸入口；以及其中，基于所述电子部件的温度控制所述第一膨胀阀和第二膨胀阀的开度。
在一些实施例中，所述方法还包括当电子部件温度处于预定区间内，在电子部件温度升高时，增加第一部分的制冷剂的量而减小第二部分的制冷剂的量，在电子部件温度降低时，增加第二部分的制冷剂的量而减小第一部分的制冷剂的量。在一些实施例中，在电子部件温度低于预定温度时，则截断第一部分的制冷剂。此外，在一些实施例中，还可基于环境温度调节第一部分制冷剂和第二部分制冷剂的量。
根据本发明的装置和方法利用主制冷回路中的经济器支路中的制冷剂的一部分来为电子部件散热，这样可应对极端环境温度下电子部件的散热需求，并且不会影响经过主制冷回路中流过蒸发器的制冷剂流量，保证主制冷回路的制冷能力。
本申请以上所描述的具体实施例仅为了更清楚地描述本申请的原理，其中清楚地示出或描述了各个部件而使本发明的原理更容易理解。在不脱离本申请的范围的情况下，本领域的技术人员可容易地对本申请进行各种修改或变化。故应当理解的是，这些修改或者变化均应包含在本申请的专利保护范围之内。
Claims (10)
1.一种运输制冷车辆的制冷系统，其包括：
主制冷回路，所述主制冷回路包括依次连接的压缩机，冷凝器，主节流元件和蒸发器，所述蒸发器用于给所述运输制冷车辆的储物仓提供制冷；
电子部件散热回路，其用于为电子部件提供散热；
其特征在于，所述电子部件散热回路中包括关联换热器，在所述关联换热器中，所述电子部件散热回路中的冷媒与来自所述主制冷回路的第一支路中的制冷剂换热，其中，所述第一支路从所述主制冷回路上所述冷凝器和主节流装置之间延伸出，并经过第一节流元件和所述关联换热器连通至所述压缩机的喷气增焓吸入口。
2.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述主制冷回路上还包括：所述冷凝器和主节流装置之间经济器和从所述主制冷回路上所述冷凝器和主节流装置之间延伸出的第二支路，所述第二支路经过第二节流元件和所述经济器连通至所述压缩机的喷气增焓吸入口。
3.根据权利要求2所述的制冷系统，其特征在于，所述第一支路和所述第二支路均从所述经济器上游延伸出，或者，所述第一支路和所述第二支路均从所述经济器下游延伸出，或者，所述第一支路和所述第二支路中的一者从所述经济器上游延伸出，另一者从所述经济器下游延伸出。
4.根据权利要求2所述的制冷系统，其特征在于，所述第一节流元件和所述第二节流元件为电子膨胀阀，所述第一节流元件和所述第二节流元件的开度基于所述电子部件的温度动态控制。
5.根据权利要求4所述的制冷系统，其特征在于，当所述电子部件温度处于预定区间内，在所述电子部件温度升高时，增加所述第一节流元件的开度而减小所述第二节流元件的开度，在所述电子部件温度降低时，增加所述第二节流元件的开度而减小所述第一节流元件的开度。
6.根据权利要求2所述的制冷系统，其特征在于，所述第一支路和所述第二支路在汇合后连通至所述喷气增焓吸入口，其中在所述第一支路和所述第二支路汇合后的流路上设置有仅允许流体流向所述喷气增焓吸入口的单向阀。
7.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述电子部件散热回路包括依次连接的泵，电子部件散热载体和所述关联换热器，可选地，所述电子部件散热回路还包括膨胀罐和散热器。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的制冷系统，其特征在于，所述电子部件包括变压器和/或压缩机变频器。
9.一种给运输制冷车辆的电子部件散热的方法，其特征在于，所述方法包括：
从主制冷回路上冷凝器和主节流装置之间引出第一部分制冷剂；
通过第一膨胀阀对所述第一部分制冷剂进行节流；
使经节流的所述第一部分制冷剂与电子部件散热回路中的冷媒换热；以及
使所述第一部分制冷剂返回压缩机的喷气增焓吸入口。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
从主制冷回路上冷凝器和主节流装置之间引出第二部分的制冷剂；
通过第二膨胀阀对所述第二部分制冷剂进行节流；
使经节流的所述第二部分制冷剂与主回路中余下的制冷剂换热；
使所述第二部分制冷剂返回压缩机的所述喷气增焓吸入口；以及
其中，基于所述电子部件的温度控制所述第一膨胀阀和第二膨胀阀的开度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication |