CN207241363U - 汽车空调和包括这样的汽车空调的汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种汽车空调，包括通过制冷剂管道连接在一起的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，从而构成汽车空调的制冷剂循环回路，所述制冷剂管道分为从压缩机经冷凝器到膨胀阀的高压制冷剂管道和从膨胀阀经蒸发器到压缩机的低压制冷剂管道。该汽车空调还包括设置在所述制冷剂管道上的热交换部，在低压制冷剂管道中从蒸发器流动到压缩机的低温低压气态制冷剂和在高压制冷剂管道中从冷凝器流动到到膨胀阀的高温高压液体制冷剂在该热交换部处进行热交换。

Description

汽车空调和包括这样的汽车空调的汽车

技术领域

本实用新型涉及一种汽车空调，该汽车空调特别地包括设置在制冷剂循环回路上的热交换部。本实用新型还涉及包括这样的汽车空调的汽车。

背景技术

随着汽车工业和人民生活水平的快速发展，汽车占有率日渐增加，汽车逐渐地成为人们生活的重要部分，并且人们对它的要求也越来越高。作为汽车的最重要部件之一，汽车空调是影响汽车舒适程度的非常重要的因素。

典型地，汽车空调的制冷原理如下，压缩机将低温低压气态制冷剂压缩成高温高压气态制冷剂，然后通过管道流入冷凝器，并在冷凝器中辐射、冷却并冷凝成高温和高压液体制冷剂，然后进入膨胀阀，由膨胀阀节流成低温低压液态制冷剂并进入蒸发器，低温低压制冷剂在蒸发器中蒸发为低温低压气态制冷剂，从而吸收由鼓风机吸入的汽车内部和外部的空气的热量，降低空气温度，产生冷却效果。冷却后的空气被送到汽车车厢，从而降低车厢的温度。

在传统的汽车空调管道中，从压缩机到膨胀阀的高压管道和从膨胀阀到压缩机的低压管道是两条独立的管道。在汽车空调工作时，在一方面，低压管道中的低压低温制冷剂将吸收周围环境的热量，导致进入压缩机的制冷剂温度上升，降低了汽车空调的制冷效率。在另一方面，高压管道中的高压高温制冷剂会向周围环境中散发热量。如果对高压管道中的制冷剂的散热进行加速，则可降低进入膨胀阀的制冷剂的温度，进而降低进入蒸发器的低温低压液态制冷剂的温度，从而提高汽车空调的制冷效果。

另外，在传统的汽车空调中，蒸发器需要使用冷凝水进行冷却，然后冷凝水通过蒸发器排水管直接排放到汽车外部。冷凝水温度较低，对此不加以利用而直接排放浪费了冷凝水的制冷能力。

随着全球变暖逐渐成为人们最为关心的环境问题之一，汽车的碳排放也日益引起人们的担心。降低汽车空调的能耗成了降低汽车的整体碳排放的重要方面。传统的汽车空调的制冷效率有限，难以满足汽车工业对降低汽车空调的能耗的越来越高的要求。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的是提供一种汽车空调，其相比传统的汽车空调具有更高的制冷效率。因此，在相同的制冷需求下，根据本实用新型的汽车空调能够降低汽车空调的能耗，并在总体上降低汽车的碳排放。

所述目的是通过根据本实用新型的一个实施例的汽车空调实现的，该汽车空调包括压缩机，用于将低温低压气态制冷剂压缩成高温高压气态制冷剂；冷凝器，高温高压气态制冷剂在该冷凝器中辐射、冷却并冷凝成高温高压液体制冷剂；膨胀阀，高温高压液体制冷剂在该膨胀阀节流为低温低压液态制冷剂；蒸发器，低温低压液态制冷剂在该蒸发器中吸收周围的热量，并汽化为低温低压气态制冷剂，所述低温低压气态制冷剂然后重新进入压缩机；制冷剂管道，所述压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器通过制冷剂管道连接在一起，构成汽车空调的制冷剂循环回路。该汽车空调还包括设置在制冷剂管道上的热交换部，在从膨胀阀经蒸发器到压缩机的低压制冷剂管道中流动的低温低压气态制冷剂和从压缩机经冷凝器到膨胀阀的高压制冷剂管道中流动的高温高压液体制冷剂在该热交换部处进行热交换。这样，所述低温低压气态制冷剂对高温高压液体制冷剂进行预冷却，从而提高汽车空调的制冷效率。

低压制冷剂管道和高压制冷剂管道在所述热交换部中可以有多种布置方式。

在本实用新型的一个可选实施例中，所述低压制冷剂管道和高压制冷剂管道在所述热交换部处同轴布置。低压制冷剂管道和高压制冷剂管道在热交换部处的这种同轴布置方式可以高效、廉价和简单地实现，并且可以减少构件数量，将重量最小化。

在本实用新型的又一可选实施例中，所述低压制冷剂管道和高压制冷剂管道在所述热交换部处布置为交错层叠排列的板式管，从而大幅增加低温低压气态制冷剂与高温高压液体制冷剂之间的热交换面积。

为了进一步增强汽车空调的制冷效率，还可以利用蒸发器的冷凝水在热交换部处对高压制冷剂管道中的高温高压液体制冷剂进行冷却。

可选地，低压制冷剂管道在所述热交换部处形成同轴内层管，高压制冷剂管道同轴地布置在该内层管外侧，而冷凝水排水管道在高压制冷剂管道的外表面流过，从而对高温高压液体制冷剂进行冷却。进一步优选地，所述热交换部处的同轴管形成为三层同轴管，低压制冷剂管道形成同轴内层管，高压制冷剂管道形成同轴中间管，而冷凝水排水管道形成同轴外层管。

在本实用新型的另一可选实施例中，冷凝水排水管道在交错层叠的板式热交换部处也可布置为板式管。它与低压和高压制冷剂管道的排列顺序的为：冷凝水排水管道-高压制冷剂管道-低压制冷剂管道-高压制冷剂管道- 冷凝水排水管道。以上排列顺序可以重复布置，以进一步增加热交换面积。

除以上布置方式外，所述低压和高压制冷剂管道以及冷凝水排水管道在热交换部处还可以具有其他可行的布置方式。例如，高压制冷剂管道盘绕低压制冷剂管道和/或冷凝水排水管道螺旋盘绕高压制冷剂管道。还可能的是，所述低压和高压制冷剂管道(以及可选的，冷凝水排水管道)在热交换部处以管束的方式布置。

此外，根据本实用新型的汽车空调还可以在其制冷剂循环回路中包括储液干燥瓶。该储液干燥瓶设置在冷凝器的出口处，用于过滤并存储流出冷凝器的高温高压液体制冷剂

本实用新型还涉及一种汽车，其包括具有上述特征的任意组合的汽车空调。

附图说明

在下文中，本实用新型以举例的方式并参照附图进行更详细的说明，其中

图1示出了根据本实用新型一个实施例的汽车空调的示意图，其中，低压和高压制冷剂管道以及冷凝水排水管道在热交换部处同轴布置。

图2a和图2b示出了根据本实用新型的另一实施例的板式热交换部。

图3示出了高压制冷剂管道盘绕低压制冷剂管道的热交换部。

图4示出了低压和高压制冷剂管道以管束的方式布置的热交换部

在所有附图中，相同或相似的部件用相同的编号指示。

具体实施方式

为了使本实用新型的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图对本实用新型的实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

除非另作定义，本文使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内普通技术人员所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同物，而不排除其他元件或者物件。

图1示出了根据本实用新型一个实施例汽车空调的示意图。

在该实施例中，如图1所示，汽车空调包括压缩机1、冷凝器2、储液干燥瓶3、蒸发器4、膨胀阀5、鼓风机6、汽车空调壳体7。蒸发器4和鼓风机6安装在汽车空调壳体7中。由鼓风机6吸入的汽车内部和外部的高温气体被蒸发器4冷却并被送到车厢，从而降低汽车车厢内的温度。压缩机1、冷凝器2、储液干燥瓶3、蒸发器4、膨胀阀5通过制冷剂管道连接在一起，构成汽车空调的制冷剂循环回路。此外，蒸发器4还通过冷凝水进行冷却。汽车空调壳体7上设置有冷凝水出口，而冷凝水排水管道8与该冷凝水出口连接。冷凝水通过该冷凝水排水管道8排出到汽车外部。

具体地，汽车空调的各部件的连接如下所述。压缩机1的出口连接到冷凝器2的入口，冷凝器2的出口连接到储液干燥瓶3，在该储液干燥瓶3 处对高温高压液体制冷剂进行过滤并存储。储液干燥瓶3的出口通过同轴管9连接到膨胀阀5的制冷剂入口，并且高温高压液体制冷剂在该膨胀阀5 节流为低温低压液态制冷剂。所述低温低压液态制冷剂然后流到蒸发器4 处，在其中吸收流过该蒸发器4的气体热量，并汽化为低温低压气态制冷剂。蒸发器4的制冷剂出口通过同轴管9连接到压缩机1的入口，低温低压气态制冷剂通过上述管路传输回到压缩机1，从而经历了汽车空调的一次制冷循环。需要注意的是，在图1中，对于流出蒸发器4的制冷剂出口的低温低压气态制冷剂，膨胀阀5仅起到了通道的作用，而不对所述低温低压气态制冷剂进行节流，即所述低温低压气态制冷剂直接流过膨胀阀5。

同轴管9构成了图1所示的汽车空调的热交换部，其包括同轴内层管 9a、同轴中间管9b。在该示例中，从蒸发器4的制冷剂出口流动到压缩机 1的入口的低温低压气态制冷剂经过同轴内层管9a，而从储液干燥瓶3的出口流动到膨胀阀5的制冷剂入口的高温高压液体制冷剂经过同轴中间管 9b。该同轴管9按照热对流原理运行，即低温低压气态制冷剂在同轴内层管9a中的流动方向与高温高压液体制冷剂在同轴中间管9b中的流动方向相反。由于二者之间的温差，低温低压气态制冷剂与高温高压液体制冷剂在同轴管9处发生热交换，从而提高了汽车空调的制冷效率，并且由于热对流原理，所述热交换以较高的效率进行。

在图1所示的示例中，同轴管9还包括同轴外层管9c。该同轴外层管 9c构成冷凝水排水管道8的一部分。因此，从汽车空调壳体7上的冷凝水出口排出的冷凝水流经从同轴中间管9b的外表面流过，并对在其中流动的高温高压液体制冷剂进行冷却。优选地，冷凝水的流动方向与高温高压液体制冷剂的流动方向相反，从而利用热对流原理优化冷却的效率。

除了同轴式热交换部外，所述热交换部还可以布置为板式热交换部，其中，低压制冷剂管道和高压制冷剂管道在该板式热交换部处交错层叠排列。如图2a所示，板式热交换部10具有4个叠置的板管10a-10d，其中，板管10a和10c是低压制冷剂管道，而板管10b和10d是高压制冷剂管道。优选地，该板式热交换部10也可以包括构成冷凝水排水管道的一部分的板管。如图2b所示，板式热交换部10具有5个叠置的板管10a-10e，其中，板管10a和10e是冷凝水排水管道，板管10b和10d是高压制冷剂管道，而板管10c是低压制冷剂管道。可选地，该板式热交换部10可以具有更多的板管，以增加在其内部的热交换面积。

所述热交换部还可以具有更多的构造方式。图3示出了高压制冷剂管道盘绕低压制冷剂管道的热交换部的实施例。图4示出了低压和高压制冷剂管道在热交换部处以管束的方式布置的实施例。可选地，这两个实施例都可以使冷凝水排水管道(未示出)在高压制冷剂管道的外表面流过，从而对高温高压液体制冷剂进行冷却。

进一步地，汽车空调可以包括具有上述实施例的技术特征的任意组合的热交换部，从而提高其制冷效率。更进一步地，汽车可以装配有上述的包括热交换部的汽车空调。

应当理解的是，上面描述的和在附图中示出的结构仅是本实用新型的示例，其可通过表现出用于获得所需最终结果的相同或相似功能的其他结构代替。另外，应当理解的是，上面描述的和附图所示的实施例应被视为仅组成本实用新型的非限制性示例，并且它可在专利权利要求的范围内以多种方式进行修改。

Claims (10)

1.一种汽车空调，包括：压缩机，用于将低温低压气态制冷剂压缩为高温高压气态制冷剂；冷凝器，所述高温高压气态制冷剂在该冷凝器中辐射、冷却并冷凝为高温高压液体制冷剂；膨胀阀，所述高温高压液体制冷剂在该膨胀阀节流为低温低压液态制冷剂；蒸发器，所述低温低压液态制冷剂在该蒸发器中吸收周围的热量，并汽化为低温低压气态制冷剂，所述低温低压气态制冷剂然后被传输到压缩机；制冷剂管道，所述压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器通过制冷剂管道连接在一起，构成汽车空调的制冷剂循环回路，所述制冷剂管道分为从压缩机经冷凝器到膨胀阀的高压制冷剂管道和从膨胀阀经蒸发器到压缩机的低压制冷剂管道，

其特征在于，该汽车空调还包括设置在所述制冷剂管道上的热交换部，在低压制冷剂管道中从蒸发器流动到压缩机的低温低压气态制冷剂和在高压制冷剂管道中从冷凝器流动到膨胀阀的高温高压液体制冷剂在该热交换部处进行热交换。

2.根据权利要求1所述的汽车空调，其特征在于，蒸发器的冷凝水通过冷凝水排水管道排出，并且从高压制冷剂管道的外表面流过，从而对高压制冷剂管道中的高温高压液体制冷剂进行冷却。

3.根据权利要求1或2所述的汽车空调，其特征在于，所述热交换部是同轴热交换部，所述低压制冷剂管道和高压制冷剂管道在该同轴热交换部处以同轴方式布置。

4.根据权利要求3所述的汽车空调，其特征在于，所述同轴热交换部包括三层同轴管道，其中，同轴内层管用作所述低压制冷剂管道的一部分，同轴中间管用作所述高压制冷剂管道的一部分，而同轴外层管用作所述冷凝水排水管道的一部分。

5.根据权利要求1或2所述的汽车空调，其特征在于，所述热交换部是板式热交换部，所述低压制冷剂管道和高压制冷剂管道在该板式热交换部处以交错层叠排列的板式管道的方式布置。

6.根据权利要求5所述的汽车空调，其特征在于，所述蒸发器的冷凝水通过冷凝水排水管道排出，冷凝水排水管道在板式热交换部处也布置为板式管。

7.根据权利要求1或2所述的汽车空调，其特征在于，所述高压制冷剂管道在所述热交换部处盘绕低压制冷剂管道。

8.根据权利要求1或2所述的汽车空调，其特征在于，所述低压制冷剂管道和高压制冷剂管道在热交换部处以管束的方式布置。

9.根据权利要求1所述的汽车空调，其特征在于，所述制冷剂循环回路中还包括设置在所述冷凝器的出口处的储液干燥瓶，以过滤并存储高温高压液体制冷剂。

10.一种汽车，其包括根据权利要求1至9中的任一项所述的汽车空调。