CN204141789U - 一种汽车空调控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种汽车空调控制系统，用于解决现有汽车空调控制系统因温度信息采集不准确造成的空调制冷效果不佳的问题。它包括冷凝器、膨胀阀、蒸发器、压缩机和控制器，所述冷凝器、膨胀阀、蒸发器和压缩机通过制冷剂循环管路连接，所述控制器与压缩机的离合器控制阀通过导线连接，其特别之处在于：它在蒸发器出口端设置压力传感器。本实用新型通过对蒸发器内制冷剂蒸发压力的控制，不仅避免了蒸发器结霜现象，同时在空调运行过程中避免了压缩机频繁启停，从而避免了发动机输出功率的波动，使发动机动力传输更均匀，降低了车辆的排放指标，减少了整车的油耗量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种汽车空调，尤其是一种汽车空调的控制系统，属于车辆空气处理装置技术领域。
背景技术
汽车空调的功能是调节车室内温度，给驾乘人员提供舒适的环境。汽车空调的工作原理是：高温高压的气态制冷剂经冷凝器冷却转化为高温高压的液体状态；再经过膨胀阀节流进入蒸发器内转化为低温低压的液态制冷剂；然后蒸发器内低温低压的液态制冷剂与车室内空气进行热交换，吸收空气中的热量后蒸发为气体状态，同时将车室内空气温度降低，为乘员提供较舒适的乘坐环境；蒸发器中气态制冷剂经过压缩机压缩成为高温高压的气态物质；高温高压的气态物质进入冷凝器冷凝成高温高压的液态制冷剂，至此完成一个制冷工作循环。
参看附图1、附图2，现有汽车空调的控制原理是在蒸发器3表面布置一热敏电阻式温度传感器6，温度传感器6将采集到的空气温度信号传递给控制器5，由控制器5控制压缩机4的运行状态，使汽车空调在一定的温度区间工作。一般汽车空调设置的停启温度分别为2℃和4℃，当蒸发器3表面温度传感器6检测到空气温度为2℃时，向控制器发出信号，由控制器发出令压缩机的离合器断开的指令，空调即停止制冷；待蒸发器表面温度回升至4℃时，控制器采集温度传感器6传输的信号，发出令压缩机离合器吸合的指令，使空调继续工作。
由于现有汽车空调是通过采集蒸发器3表面的温度来控制压缩机运行状态的，因此要求蒸发器3表面通过的空气温度均匀一致，但实际通过蒸发器表面的空气温度是有差别的，当温度传感器6采集温度点处于蒸发器表面的低温点时，虽然该点温度为2℃，但蒸发器其他部位的温度可能刚刚降到4℃，此时压缩机会停止运转，导致空调制冷效果不佳；相反地，当温度传感器6采集温度点处于蒸发器表面的高温点时，虽然该点温度为2℃，但蒸发器其他部位的温度可能早已降至0℃以下，此时空气经过蒸发器3表面时冷凝出的水会结冰，蒸发器结冰部位不再与空气进行热量交换，同样会导致空调制冷效果不佳。另外因为空调蒸发器3结霜是非常迅速的过程，一旦温度传感器6感受温度点位置结霜后，温度传感器6将难以采集准确的空气温度信号，导致压缩机不停运转，造成制冷剂在蒸发器出口的过热度降低，甚至蒸发器内低温低压的液态制冷剂没有完全蒸发就进入压缩机，引起压缩机的液击现象，而现有空调系统为了防止压缩机液击现象发生，利用膨胀阀2来控制蒸发器3出口的过热度，当蒸发器3出口过热度降低时，膨胀阀2开度减小，减少进入蒸发器3中的制冷剂，以保证蒸发器出口的过热度；但膨胀阀2开度减小将导致蒸发器3内部的压力继续降低，使蒸发器内制冷剂的蒸发温度继续降低，蒸发器表面会继续结冰，最终导致蒸发器表面形成厚厚的冰层，使空调系统失效。与此同时，由于车用空调系统中压缩机的冷冻油是依靠制冷剂带动循环，当蒸发器结冰后膨胀阀开度减小，系统中制冷剂的流量减少，给系统中冷冻油循环带来不利影响，导致压缩机润滑状况不良，造成压缩机的干磨抱死，使空调系统瘫痪。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种通过对蒸发器内制冷剂压力的控制，实现汽车空调在一定温度区间工作的汽车空调控制系统。
本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的：
一种汽车空调控制系统，它包括冷凝器、膨胀阀、蒸发器、压缩机和控制器，所述冷凝器、膨胀阀、蒸发器和压缩机通过制冷剂循环管路连接，所述控制器与压缩机的离合器控制阀通过导线连接，其特别之处在于：它在蒸发器出口端设置压力传感器。
上述汽车空调控制系统，所述压力传感器与控制器的信号输入端通过导线连接。
上述汽车空调控制系统，其特别之处在于：它还设有制冷剂旁通管路，所述制冷剂旁通管路一端与压缩机出口端连接，另一端与蒸发器出口管连接。
上述汽车空调控制系统，所述制冷剂旁通管路上设有旁通阀，所述旁通阀与控制器的信号输出端通过导线连接。
本实用新型在蒸发器出口端布置压力传感器,控制器通过压力传感器采集蒸发器内部的压力信息,并根据蒸发器内部压力与蒸发器蒸发温度的对应关系分析确定旁通阀的状态，当蒸发器内部压力与0℃以下的蒸发器蒸发温度对应时,压力传感器向控制器传出信号,由控制器控制旁通阀打开,使高温高压的气态制冷剂流入蒸发器,从而使蒸发器内的压力和蒸发器内制冷剂蒸发温度上升，达到防止蒸发器结霜的目的；当蒸发器内部压力上升到设定值时,控制器接收压力传感器信号，发出令旁通阀关闭的指令，此时高温高压的气态制冷剂不能流入蒸发器，由膨胀阀进入蒸发器内部的制冷剂继续蒸发制冷，因蒸发器内温度较高，不会产生蒸发器结霜的现象；本实用新型通过对汽车空调蒸发器内制冷剂压力的调节，达到既防止蒸发器结霜，又可控制蒸发器内制冷剂处于较低的蒸发温度的目的；本实用新型通过调节蒸发器内压力控制汽车空调始终在一定温度范围内工作，与现有的通过压缩机离合器吸合控制汽车空调运行状态的方式比较，避免了由于压缩机吸合而带来的整车负荷突变问题，简化了整车行驶的标定工作，使发动机的动力输出更加平稳。总之，本实用新型通过对蒸发器内制冷剂蒸发压力的控制，不仅避免了蒸发器结霜现象，同时在空调运行过程中避免了压缩机频繁启停，从而避免了发动机输出功率的波动，使发动机动力传输更均匀，降低了车辆的排放指标，减少了整车的油耗量。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是现有汽车空调制冷剂循环过程示意图；
图2是现有汽车空调的控制原理框图；
图3是本实用新型在旁通阀关闭时制冷剂循环过程示意图；
图4是本实用新型在旁通阀打开时制冷剂循环过程示意图；
图5是本实用新型的控制原理框图。
图中各标号清单为：1、冷凝器 ，2、膨胀阀，3、蒸发器，4、压缩机，5、控制器，6、温度传感器，7、压力传感器，8、制冷剂旁通管路，9、旁通阀。
具体实施方式
参看图3，本实用新型包括冷凝器1、膨胀阀2、蒸发器2、压缩机4和控制器5，所述冷凝器1、膨胀阀2、蒸发器3和压缩机4通过制冷剂循环管路连接，所述控制器5与压缩机4的离合器控制阀通过导线连接，其特别之处在于：它在蒸发器3的出口端设置压力传感器7，所述压力传感器7与控制器5的信号输入端通过导线连接；本实用新型还设有制冷剂旁通管路8，所述制冷剂旁通管路8一端与压缩机4出口端连接，另一端与蒸发器3的出口管连接，在制冷剂旁通管路8上设有旁通阀9，所述旁通阀9与控制器5的信号输出端通过导线连接。
参看图3、图5，本实用新型是针对汽车空调制冷剂的物理特性设定的，目前汽车空调使用的制冷剂为R134a。R134a在1.5bar的压力下对应的饱和温度为-5℃左右；在2.5bar压力下对应的饱和温度为6℃左右，本实用新型通过控制蒸发器3内的压力，就可以控制制冷剂在蒸发器内部的饱和温度即蒸发温度，即控制蒸发器3内制冷剂压力在一定范围内，以此实现控制蒸发器在一定的温度区间进行制冷。由于空调压缩机4是由发动机驱动的，当车辆在高速行驶时压缩机4处于高速运转状态，制冷剂在空调系统中高速流动，此时蒸发器3内的制冷剂气化速度较低，从而使蒸发器3内气化的制冷剂迅速被高速运转的压缩机4吸走，导致蒸发器3内的压力较低，此时蒸发器内制冷剂蒸发压力较低，蒸发压力低对应的制冷剂的饱和温度（蒸发温度）低，当蒸发压力到达1.5bar（表压）时，此时对应的制冷剂的蒸发温度为-5℃，传到蒸发器3表面的温度也处于零下，由于空气流过蒸发器3表面时空气中的水蒸气在蒸发器表面冷凝成液态水，蒸发器表面的冷凝水极易形成冰，此时控制器5接收到压力传感器7传输信号，控制器5输出信号令旁通阀9打开，使经过压缩后的高温高压的气态制冷剂进入蒸发器3内，此时部分在压缩过程被制冷剂带走的冷冻油带回到蒸发器3的出口管内，而蒸发器出口管直接与压缩机吸气口联通，冷冻油又回到压缩机，保证了压缩机的润滑。
参看图4、图5，汽车空调在压缩机4的排气压力为15bar（表压）左右，而蒸发器3内的压力为1.5bar（表压）时，会使蒸发器3内的压力迅速上升，当压力上升至2.5bar（表压）时，此时对应的蒸发温度为6℃左右，此时本实用新型的控制器5接收到压力传感器7传递的信号，控制旁通阀9关闭，制冷剂在系统中继续进行制冷循环，蒸发器3表面的温度可上升至8℃左右，从而使空调系统在一定的蒸发温度区间工作。
本实用新型通过对汽车空调蒸发器3内制冷剂压力的调节，达到既防止蒸发器结霜，又可控制蒸发器内制冷剂处于较低的蒸发温度的目的；本实用新型通过调节蒸发器内压力控制汽车空调始终在一定温度范围内工作，与现有的通过压缩机离合器吸合控制汽车空调运行状态的方式比较，避免了由于压缩机吸合而带来的整车负荷突变问题，简化了整车行驶的标定工作，使发动机的动力输出更加平稳。
本实用新型的控制原理也可应用于家用空调和商用空调系统。
Claims (2)
1.一种汽车空调控制系统，它包括冷凝器（1）、膨胀阀（2）、蒸发器（3）、压缩机（4）和控制器（5），所述冷凝器（1）、膨胀阀（2）、蒸发器（3）和压缩机（4）通过制冷剂循环管路连接，所述控制器（5）与压缩机（4）的离合器控制阀通过导线连接，其特征是，在蒸发器（3）的出口端设置压力传感器（7）；所述压力传感器（7）与控制器（5）的信号输入端通过导线连接；
它还设有制冷剂旁通管路（8），所述制冷剂旁通管路（8）一端与压缩机（4）出口端连接，另一端与蒸发器（3）的出口管连接。
2.根据权利要求1所述的一种汽车空调控制系统，其特征是，所述制冷剂旁通管路（8）上设有旁通阀（9），所述旁通阀（9）与控制器（5）的信号输出端通过导线连接。
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| CN114486994A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-05-13 | 合肥通用机械研究院有限公司 | 一种蒸发器辅助模块和蒸发器冻结测试试验台 |
| CN115643736A (zh) * | 2022-12-26 | 2023-01-24 | 湖南大学 | 一种浸润式冷却装置和浸润式冷却装置的控制方法 |
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