CN203518362U - 热泵空调系统及具有它的汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热泵空调系统及具有它的汽车，所述热泵空调系统包括：压缩机、切换单元、外部换热器、第一电子膨胀阀、内部第一换热器、气液分离器、内部第二换热器、第二电子膨胀阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀。根据本实用新型实施例的热泵空调系统，可以通过对多个电磁阀的开闭的控制，将内部第一换热器和内部第二换热器串联起来，以实现内部换热器加大换热面积、增加换热量的效果，从而克服了汽车热泵空调系统低温制热时制热量低的缺点，同时提高了汽车热泵空调系统低温采暖时的空调能效比，进而提升了整车空调的舒适性。

Description

热泵空调系统及具有它的汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，具体而言，涉及一种热泵空调系统及具有它的汽车。

背景技术

在汽车热泵空调系统中，车内的两个换热器分别实现制冷、制热功能。在低温制热工况下，受箱体空间限制，作为内部冷凝器使用的换热器的换热量小，导致能效比低且车厢内舒适性低。

中国专利申请号为：200510027576.8，专利名称为：电动汽车热泵空调系统，公开了一种电动汽车热泵空调系统，包括：压缩机、四通阀、第一单向阀、内部冷凝器、F型热力膨胀阀、第二单向阀、外部冷凝器、第一截止阀、第二截止阀、H型热力膨胀阀、内部蒸发器、气液分离器。

压缩机出口与四通阀进口相连，四通阀两个出口分别与第一单向阀进口和内部冷凝器进口相连，第一单向阀出口与外部冷凝器的进气口相连，内部冷凝器的出口与F型热力膨胀阀进口相连，F型热力膨胀阀出口与第二单向阀进口相连，第二单向阀出口与外部冷凝器进口相连，外部冷凝器出口分别与第一截止阀和第二截止阀进口相连，第一截止阀出口和内部蒸发器出口与气液分离器进口相连。

虽然该专利公开的热泵空调系统可以在各类汽车热泵空调系统中使用，但该汽车热泵空调系统在低温制热工况时，压缩机出口的高温高压制冷剂气体通过管路进入内部冷凝器液化时，由于内部冷凝器体积往往会小于外部冷凝器，造成高温高压气态制冷剂在内部冷凝器不能完全液化，放出的热量低，严重影响了车内空调的舒适性。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种在低温制热工况下，压缩机流出的高温高压气态制冷剂能在车厢内部的两个换热器中进行充分的冷凝液化，给车内提供足够的热量的热泵空调系统。

本实用新型的另一个目的在于提出一种具有上述热泵空调系统的汽车。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种热泵空调系统，包括：压缩机；切换单元，所述切换单元的入口与所述压缩机的出口相连；外部换热器，所述外部换热器的一端与所述切换单元的第一出口相连；第一电子膨胀阀，所述第一电子膨胀阀的一端与所述外部换热器的另一端连接；内部第一换热器，所述内部第一换热器的一端与所述第一电子膨胀阀的另一端连接。

电磁阀，所述电磁阀包括第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀和第五电磁阀；气液分离器，所述气液分离器的一端连接所述第二电磁阀后与所述内部第一换热器的另一端连接，所述气液分离器的另一端与所述压缩机的入口连接。

内部第二换热器，所述内部第二换热器的一端连接所述第三电磁阀后同时与所述内部第一换热器的一端及所述第一电子膨胀阀的另一端连接，所述内部第二换热器的另一端同时与所述切换单元的第二出口及所述内部第一换热器的一端连接，所述外部换热器的另一端连接所述第一电磁阀后与所述气液分离器的一端连接。

第二电子膨胀阀，所述第二电子膨胀阀的一端连接所述第五电磁阀后与所述内部第二换热器的一端连接，所述第二电子膨胀阀的另一端与所述切换单元的第一出口及所述外部换热器的一端分别连接，且所述第二电子膨胀阀的一端连接所述第四电磁阀后与所述内部第一换热器的另一端连接。

根据本实用新型实施例的热泵空调系统，可以通过对多个电磁阀的开闭的控制，将内部第一换热器和内部第二换热器串联起来，以实现内部换热器加大换热面积、增加换热量的效果，从而克服了汽车热泵空调系统低温制热时制热量低的缺点，同时提高了汽车热泵空调系统低温采暖时的空调能效比，进而提升了整车空调的舒适性。

另外，根据本实用新型实施例的热泵空调系统还可以具有如下附加的技术特征：

所述切换单元为四通阀。

所述切换单元包括：第一阀体，所述第一阀体的一端与所述压缩机的出口连接，所述第一阀体的另一端分别与所述外部换热器的一端和所述第二电子膨胀阀的另一端相连；以及第二阀体，所述第二阀体的一端与所述压缩机的出口连接，所述第二阀体的另一端与所述室内第二换热器的一端连接。

所述第一阀体和所述第二阀体均为电磁阀。

所述内部第一换热器和所述内部第二换热器按上下方向并排布置。

所述内部第一换热器和所述内部第二换热器按左右方向并排布置。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种汽车，所述汽车具有上述的热泵空调系统。

根据本实用新型实施例的汽车，该汽车的热泵空调系统，可以通过对多个电磁阀的开闭的控制，将内部第一换热器和内部第二换热器串联起来，以实现内部换热器加大换热面积、增加换热量的效果，从而克服了汽车热泵空调系统低温制热时制热量低的缺点，同时提高了汽车热泵空调系统低温采暖时的空调能效比，进而提升了整车空调的舒适性。

附图说明

图1是根据本实用新型的一个实施例的热泵空调系统的结构示意图；

图2是根据本实用新型的一个实施例的热泵空调系统处于高温制冷状态下的示意图；

图3是根据本实用新型的一个实施例的热泵空调系统处于低温制热状态下的示意图；

图4是根据本实用新型的一个实施例的热泵空调系统处于常温制冷制热状态下的示意图；和

图5是根据本实用新型的另一个实施例的热泵空调系统的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图详细描述根据本实用新型实施例的热泵空调系统。

如图1所示，根据本实用新型实施例的一种用于汽车的热泵空调系统，包括：压缩机1、切换单元2、外部换热器3、第一电子膨胀阀4、内部第一换热器5、气液分离器6、内部第二换热器7、第二电子膨胀阀8、和电磁阀，其中，电磁阀进一步包括第一电磁阀9、第二电磁阀10、第三电磁阀11、第四电磁阀12、第五电磁阀13。

具体而言，切换单元2的入口与压缩机1的出口相连。

外部换热器3的一端与切换单元2的第一出口2a相连。

第一电子膨胀阀4的一端与外部换热器3的另一端连接。

内部第一换热器5的一端与第一电子膨胀阀4的另一端连接。

气液分离器6的一端连接第二电磁阀10后与内部第一换热器5的另一端连接，气液分离器6的另一端与压缩机1的入口连接。

内部第二换热器7的一端连接第三电磁阀11后同时与内部第一换热器5的一端及第一电子膨胀阀4的另一端连接；内部第二换热器7的另一端同时与切换单元2的第二出口2b及内部第一换热器5的一端连接。外部换热器3的另一端连接第一电磁阀9后与气液分离器6的一端连接。

第二电子膨胀阀8的一端连接第五电磁阀13后与内部第二换热器7的一端连接，第二电子膨胀阀8的另一端与切换单元2的第一出口2a及外部换热器3的一端分别连接，且第二电子膨胀阀8的一端连接第四电磁阀12后与内部第一换热器5的另一端连接。

根据本实用新型实施例的热泵空调系统，可以通过对多个电磁阀的开闭的控制，将内部第一换热器5和内部第二换热器7串联起来，以实现内部换热器加大换热面积、增加换热量的效果，从而解决了汽车热泵空调系统低温制热时制热量低的缺点，同时提高了汽车热泵空调系统低温采暖时的空调能效比，进而提升了整车空调的舒适性。

如图1所示，根据本实用新型的一个实施例，切换单元2可以为四通阀。由此，使切换更为方便。可以理解的是，本实用新型的切换单元2并不限于此，例如，根据本实用新型的一个实施例，切换单元2还包括：第一阀体21和第二阀体22。

具体地，第一阀体21的一端与压缩机1的出口连接，第一阀体21的另一端分别与外部换热器3的一端和第二电子膨胀阀8的另一端相连。第二阀体22的一端与压缩机1的出口连接，第二阀体22的另一端与室内第二换热器7的另一端连接。由此，通过开闭第一阀体21和第二阀体22可以控制从压缩机1中流出的制冷剂的流向。可以理解的是，为了方便控制，第一阀体21和第二阀体22可以均为电磁阀。

另外，考虑到内部第一换热器5和内部第二换热器7组合后的换热效率只与两个换热器有关，与两个换热器之间的具体排布方式关系较小。因此，对两个换热器的排布方式不做特殊限制，只要满足将两个换热器串联在一起进行换热的要求即可。可选地，根据本实用新型的一个实施例，内部第一换热器5和内部第二换热器7可以按上下方向并排布置或者按左右方向并排布置。

由此，当内部第一换热器与内部第二换热器按照上下方向或者左右方向并排布置时，不仅能够使换热效率大大提高，而且使整体结构更为整齐紧凑。可以理解的是，内部第一换热器5与内部第二换热器7的排布方式也可以是其他方式，例如上下错开或斜向并排等，其布置方式灵活可变，可以根据实际情况进行具体调整。

下面参考以下实施例描述用于汽车的热泵空调系统的工作过程，以及通过控制多个电磁阀实现对热泵空调系统的控制。

低温制热工况：

参见图3，电控控制：四通阀的第一出口2a关闭，第二出口2b打开；第一电子膨胀阀4、第二电磁阀10和第五电磁阀13关闭；第二电子膨胀阀8、第一电磁阀9、第三电磁阀11和第四电磁阀12打开。

空调系统运行原理：从压缩机1排出的高温高压的气态制冷剂经过四通阀的第二出口2b后进入内部第二换热器7，与车内空气进行热交换，由于第三电磁阀11的开启，使得内部第二换热器7与内部第一换热器5连通，气态制冷剂从内部第二换热器7又进入到内部第一换热器5，与车内空气再次发生热交换，两次热交换使得换热更充分，换热效果更好，气态制冷剂在热交换后转变为中温高压的液态制冷剂，液态制冷剂通过开启的第四电磁阀12进入到第二电子膨胀阀8中，在第二电子膨胀阀8的节流降温作用下变为低温低压的液态制冷剂，然后进入到外部换热器3中，低温低压的液态制冷剂在外部换热器3内与车外空气进行热交换后转变为低温低压的气态制冷剂，然后通过开启的第一电磁阀9进入到气液分离器6中，最后流回压缩机1，由此完成低温制热工况空调系统的制冷剂循环。其中，箭头方向为制冷剂的流向。

高温制冷工况：

如图2所示，电控控制：四通阀的第一出口2a打开，第二出口2b关闭；第一电子膨胀阀4和第二电磁阀10打开；第二电子膨胀阀8、第一电磁阀9、第三电磁阀11、第四电磁阀12和第五电磁阀13关闭。

空调系统运行原理：从压缩机1排出的高温高压的气态制冷剂经过四通阀的第一出口2a后进入外部换热器3，并在外部换热器3中与车外空气进行热交换转变为中温高压的液态制冷剂，然后进入第一电子膨胀阀4中节流降温变为低温低压的液态制冷剂，再经过内部第一换热器5与车内空气进行热交换转变为低温低压的气态制冷剂，最后通过开启的第二电磁阀10进入气液分离器6，并最终流回压缩机1，由此完成高温制冷工况空调系统的制冷剂循环。其中，箭头方向为制冷剂的流向。

常温制冷制热工况：

参见图4，电控控制：四通阀的第一出口2a关闭，第二出口2b打开；第一电磁阀9、第三电磁阀11和第四电磁阀12关闭；第一电子膨胀阀4、第二电子膨胀阀8、第二电磁阀10和第五电磁阀13打开。

空调系统运行原理：从压缩机1排出的高温高压的气态制冷剂经过四通阀的第二出口2b后进入内部第二换热器7，气态制冷剂在内部第二换热器7内与车内空气进行热交换降温为中温高压的液态制冷剂，然后流经开启的第五电磁阀13进入第二电子膨胀阀8中节流降温转变为中温中压的气液混合制冷剂，再经过外部换热器3与车外空气进行热交换转变为中温中压的液态制冷剂，再进入到第一电子膨胀阀4中节流降温变为低温低压的液态制冷剂，再经过内部第一换热器5与车内空气进行热交换升温转变为低温低压的气态制冷剂，气态制冷剂最后通过开启的第二电磁阀10进入气液分离器6中，并最终流回压缩机1，由此完成常温制冷制热工况空调系统的制冷剂循环。其中，箭头方向为制冷剂的流向。

参见图5，该实用新型的实施例同样适用于通过两个阀体进行管路互相配合而取代四通阀的汽车热泵空调系统。该系统只需将四通阀替换为第一阀体21和第二阀体22即可。其中，对于第一阀体21和第二阀体22不做具体限制，其可以均为电磁阀，由于安装有第一阀体21和第二阀体22的热泵空调系统的工作原理与上述实施例中所述的原理相同，在此不再赘述。

根据本实用新型实施例的汽车，包括本实用新型上述实施例的热泵空调系统。

根据本实用新型实施例的汽车，其热泵空调系统可以通过对多个电磁阀的开闭的控制，将内部第一换热器5和内部第二换热器7串联起来，以实现内部换热器加大换热面积、增加换热量的效果，从而克服了汽车热泵空调系统低温制热时制热量低的缺点，同时提高了汽车热泵空调系统低温采暖时的空调能效比，进而提升了整车空调的舒适性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种热泵空调系统，其特征在于，包括：

压缩机；

切换单元，所述切换单元的入口与所述压缩机的出口相连；

外部换热器，所述外部换热器的一端与所述切换单元的第一出口相连；

第一电子膨胀阀，所述第一电子膨胀阀的一端与所述外部换热器的另一端连接；

内部第一换热器，所述内部第一换热器的一端与所述第一电子膨胀阀的另一端连接；

电磁阀，所述电磁阀包括第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀和第五电磁阀；

气液分离器，所述气液分离器的一端连接所述第二电磁阀后与所述内部第一换热器的另一端连接，所述气液分离器的另一端与所述压缩机的入口连接；

内部第二换热器，所述内部第二换热器的一端连接所述第三电磁阀后同时与所述内部第一换热器的一端及所述第一电子膨胀阀的另一端连接，所述内部第二换热器的另一端同时与所述切换单元的第二出口及所述内部第一换热器的一端连接，所述外部换热器的另一端连接所述第一电磁阀后与所述气液分离器的一端连接；

第二电子膨胀阀，所述第二电子膨胀阀的一端连接所述第五电磁阀后与所述内部第二换热器的一端连接，所述第二电子膨胀阀的另一端与所述切换单元的第一出口及所述外部换热器的一端分别连接，且所述第二电子膨胀阀的一端连接所述第四电磁阀后与所述内部第一换热器的另一端连接。

2.根据权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于，所述切换单元为四通阀。

3.根据权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于，所述切换单元包括：

第一阀体，所述第一阀体的一端与所述压缩机的出口连接，所述第一阀体的另一端分别与所述外部换热器的一端和所述第二电子膨胀阀的另一端相连；以及

第二阀体，所述第二阀体的一端与所述压缩机的出口连接，所述第二阀体的另一端与所述室内第二换热器的另一端连接。

4.根据权利要求3所述的热泵空调系统，其特征在于，所述第一阀体和所述第二阀体均为电磁阀。

5.根据权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于，所述内部第一换热器和所述内部第二换热器按上下方向并排布置。

6.根据权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于，所述内部第一换热器和所述内部第二换热器按左右方向并排布置。

7.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的热泵空调系统。

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