CN214396337U - 一种适用于客车的补气增焓空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于客车的补气增焓空调系统，包括压缩机、室外换热器、室内换热器和补气增焓单元，补气增焓单元包括经济器、补气膨胀阀、第一阀门和第二阀门，经济器包括第一换热端和第二换热端，第一阀门的输出端与第二阀门的输入端均与室内换热器管道连接，所述室内换热器与压缩机管道连接，压缩机与室外换热器管道连接，室外换热器与第一阀门的输入端连接，室外换热器通过第一换热端与第二阀门的输出端管道连接，第二阀门的输出端还通过补气膨胀阀与第二换热端管道连接，第二换热端与压缩机管道连接，具有增加压缩机排气量，降低排气温度，提升压缩机制热能力的有益效果。

Description

一种适用于客车的补气增焓空调系统

技术领域

本实用新型属于车用空调技术领域，具体涉及一种适用于客车的补气增焓空调系统。

背景技术

随着电动客车推广程度的不断提高，其在公共交通出行方式中的占比也越来越高，运营商对于电动客车运行里程焦虑越来越突出、对提高运行里程的需求越来越迫切。由于空调作为整车典型耗电部件，在整车电量一定的情况下降低空调的能耗就显得尤为重要。对于当前技术水平下的电池，其电量在低温环境下会明显衰减，使得压缩机在低蒸发温度的工况运行时，会产生吸气压力明显降低、压缩机进出口压比增大，从而导致压缩机性能急剧下降并使得制热量不足，系统难以工作的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种适用于客车的补气增焓空调系统。

具体方案如下：

一种适用于客车的补气增焓空调系统，包括压缩机、室外换热器和室内换热器，还包括补气增焓单元，所述补气增焓单元包括经济器、补气膨胀阀、第一阀门和第二阀门，其中，所述经济器包括第一换热端和第二换热端，第一换热端和第二换热端换热连接，第一阀门的输出端与第二阀门的输入端均与室内换热器管道连接，所述室内换热器与压缩机管道连接，所述压缩机与室外换热器管道连接，所述室外换热器与第一阀门的输入端连接，所述室外换热器还通过第一换热端与第二阀门的输出端管道连接，所述第二阀门的输出端还通过补气膨胀阀与第二换热端管道连接，所述第二换热端与压缩机管道连接。

所述第一阀门和第二阀门均为单向阀。

所述第一阀门和第二阀门均为电磁阀。

所述第一阀门和第二阀门中其中一个为电磁阀，另外一个为单向阀。

所述压缩机上设置有中压补气口，所述压缩机通过中压补气口与所述第二换热端管道连接。

所述空调系统中还包括气液分离器和四通换向阀，所述四通换向阀包括第一换向端、第二换向端、第三换向端和第四换向端，所述第一换向端与压缩机管道连接，所述压缩机通过气液分离器与第三换向端管道连接，所述第二换向端与室内换热器管道连接，所述第四换向端与室外换热器管道连接。

所述空调系统中还包括第一双向过滤器、主路膨胀阀和第二双向过滤器，所述室外换热器依次通过第一双向过滤器、主路膨胀阀和第二双向过滤器与第一阀门的输入端管道连接，所述室外换热器还依次通过第一双向过滤器、主路膨胀阀和第二双向过滤器与第一换热端管道连接，所述主路膨胀阀为电子膨胀阀或热力膨胀阀。

所述空调系统中还包括室外风机和室内风机，所述室外风机固定在室外换热器上，所述室内风机固定在室内换热器上。

所述室内换热器的数量至少为两个，至少两个室内换热器并联连接，所述室内风机的数量与室内换热器的数量相同。

所述经济器为板式换热器、同轴套管换热器或壳管式换热器，所述补气膨胀阀为电子膨胀阀或热力膨胀阀。

本实用新型公开了一种适用于客车的补气增焓空调系统，在客车空调上采用补气增焓技术，在制热时，气态制冷剂通过第二阀门进行分流，分流后的气态制冷剂可以通过经济器回流至压缩机中，通过在压缩机的压腔中补充中压气体，增加压缩机排气量，降低排气温度，提升压缩机制热能力，降低了压缩机机的进出口压比。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施，而不是全部的实施，基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

此外，在本实施例中，术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，一种适用于客车的补气增焓空调系统，包括压缩机1、室外换热器4和室内换热器14，还包括补气增焓单元，所述补气增焓单元包括经济器10、补气膨胀阀9、第一阀门11和第二阀门12，其中，所述经济器10包括第一换热端15和第二换热端16，第一换热端15和第二换热端16换热连接，第一阀门的输出端112与第二阀门的输入端121均与室内换热器14管道连接，所述室内换热器14与压缩机1管道连接，所述压缩机1与室外换热器4管道连接，所述室外换热器4与第一阀门的输入端111连接，所述室外换热器4还通过第一换热端15与第二阀门的输出端122管道连接，所述第二阀门的输出端122还通过补气膨胀阀9与第二换热端16管道连接，所述第二换热端16与压缩机1管道连接。

所述压缩机1、室外换热器4、室内换热器14和补气增焓单元中循环流通的是制冷剂，在本实施例中，所述补气增焓单元中的第二阀门的输出端口122上的一部分制冷剂通过第一换热端15流入至经济器10中，同时从第二阀门输出端口122流出的制冷剂还进行分流，分流后的制冷剂通过补气膨胀阀9后变为气液混合态的制冷剂，气液混合态的制冷剂通过第二换热端16流入至经济器10中，在经济器10中，流经第一换热端15上的制冷剂与第二换热端16上的气液混合态的制冷剂进行热交换，换热交换后，流经第二换热端16上的气液混合态的制冷剂吸热变为气态制冷剂，所述压缩机1上设置有中压补气口17，所述压缩机1通过中压补气口17与所述第二换热端16管道连接，此时，气态的制冷通过中压补气口17循环流入至压缩机1中，通过在压缩机的压腔中补充中压气体，增加压缩机排气量，降低排气温度，提升压缩机制热能力，降低了压缩机机的进出口压比。

所述压缩机1是一种将低压气体提升为高压气体的从动的流体机械，是制冷系统的心脏。它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力。

所述空调系统具有制热和制冷两种模式，在制冷模式下，所述室外换热器4相当于冷凝器，可将压缩机1中流出的气态制冷剂冷凝为液态制冷剂，此时，第一阀门11导通状态，第二阀门截止状态，从室外换热器14中流出的液态制冷剂仅可以通过第一阀门11流入至室内换热器14中，此时，所述室内换热器14相当于蒸发器，流入室内换热器14中的液态制冷剂，在室内换热器14中吸收热量而蒸发为气态的制冷剂，气态的制冷剂通过管道再次回流至压缩机1中，由于液态制冷剂在室内换热器14中吸收热量，使得室内换热器14周围的气温降低，从而达到室内制冷的目的。

在本实施例中，所述空调系统在制热模式时，所述室内换热器14相当于冷凝器，压缩机中流出的气态制冷剂通过室内换热器14进行冷凝后变为液态制冷剂，气态制冷剂在室内换热器14中的冷凝过程是一个放热的过程，放出的热量通过室内换热器14排出到车内，从而达到制热的目的。在所述空调系统处于制热模式时，所述第一阀门11为截止状态，所述第二阀门12为导通状态，此时，从所述室内换热器14中流出的液态制冷剂通过第二阀门12后分流为两路，其中一路液态制冷剂通过第一换热端15流入至经济器10中，另外一路液态制冷剂通过补气膨胀阀9进入至第二换热端16中。

所述补气膨胀阀9是制冷系统中的一个重要部件，所述膨胀阀使中温高压的液体制冷剂通过其节流成为低温低压的湿蒸汽，在本实施例中，液态制冷剂通过补气膨胀阀9后变为气液混合态的制冷剂，所述气液混合态的制冷剂流入第二换热端16中，在经济器10中，第二换热端16与第一换热端15进行热交换，换热后，所述第二换热端16吸热，第二换热端16吸收的热量使得气液混合态的制冷剂蒸发为气态的制冷剂，所述气态的制冷剂通过管道回流至压缩机中，提升压缩机的制热能力。

流经第一换热端15的液态制冷剂经过热交换后变为低温的液态制冷剂，所述低温的液态制冷剂通过管道流入至室外换热器4中，此时，室外换热器4相当于蒸发器，所述低温液态的制冷剂会通过室外换热器4蒸发为气态制冷剂，最后流入至压缩机1中进行压缩，以实现持续制热循环。

所述第一阀门11和第二阀门12可以均为单向阀，对本领域技术人员来说，所述单向阀内的流体具有单向流动性，即单向阀内的流体只能从阀体的输入端流向阀体的输出端，而不能从阀体的输出端反向回流。

第一阀门11和第二阀门12为单向阀时，在本实施例中，需要设置两个单向阀的流通方向相反，且第一阀门11处的单向阀的方向设置可以使得流体通过第一阀门11流入至室内换热器14中，而不会让室内换热器14中的流体通过第一阀门11产生回流现象。

所述第一阀门11和第二阀门12均为电磁阀，所述电磁阀是用电磁控制的工业设备，是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器，并不限于液压、气动。用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，而控制的精度和灵活性都能够保证，在本实施例中，采用电磁阀时，在所述空调系统为制冷模式时，需要控制第一阀门11处的电磁阀为导通状态，第二阀门12处的电磁阀为截止状态，以保证流能通过第一阀门11流入至室内换热器14中。在所述空调系统为制热模式时，需要控制第一阀门11处的电磁阀为截止状态，第二阀门12处的电磁阀为导通状态，这样保证从室内换热器14中流出的制冷剂能够通过第二阀门12分别流向第一换热端15和第二换热端16中进行换热，换热后的制冷剂能通过第二换热端16回流至压缩机1中，以实现补气增焓的效果。

所述第一阀门11和第二阀门12中其中一个为电磁阀，另外一个为单向阀。若第一阀门11为单向阀，第二阀门12为电磁阀，则此时第一阀门11处的单向阀的方向设置应能使得流体通过第一阀门11流向室内换热器14中，并且能够阻止室内换热器14中的流体通过第一阀门11产生回流现象；此时，所述空调系统在制冷模式时，第二阀门12处的电磁阀为截止状态，这样从室外换热器4中流出的制冷剂仅能通过第一阀门11处的单向阀流入至室内换热器14中，以进行制冷工作；在所述空调系统处于制热模式时，第二阀门12处的电磁阀处于导通状态，由于第一阀门11处的单向阀具有单向流通的特性，所以此时，从室内换热器14中流出的液态制冷剂仅能通过第二阀门12处导通的电磁阀分别流向第一换热端15和第二换热端16中进行换热，换热后的制冷剂能通过第二换热端16回流至压缩机1中，以实现补气增焓的效果。

若第一阀门11为电磁阀，第二阀门12为单向阀，则此时第二阀门12处单向阀的方向设置应能使得从室内换热器14中流出的流体通过第二阀门12流向第一换热端15和第二换热端16，并且能够阻止第一换热端15和第二换热端16中的流体通过第二阀门12产生回流现象；此时，若所述空调系统在制冷模式时，第一阀门11处的电磁阀为导通状态，这样从室外换热器4中流出的制冷剂仅能通过第一阀门11处的电磁阀流入至室内换热器14中，以进行制冷工作；若所述空调系统处于制热模式时，第一阀门11处的电磁阀处于截止状态，由于第二阀门12处的单向阀具有单向流通的特性，所以此时，从室内换热器14中流出的液态制冷剂仅能通过第二阀门12处的单向阀分别流向第一换热端15和第二换热端16中进行换热，换热后的制冷剂能通过第二换热端16回流至压缩机1中，以实现补气增焓的效果。

在本实施例中，优选地，所述第一阀门11和第二阀门12均为单向阀，这样只要设置好单向阀的流通方向，就可以不用频繁地打开或关闭电磁阀，提高了所述空调系统的工作效率。

所述空调系统中还包括气液分离器2和四通换向阀3，所述四通换向阀3包括第一换向端31、第二换向端32、第三换向端33和第四换向端34，所述第一换向端31与压缩机1管道连接，所述压缩机1通过气液分离器2与第三换向端33管道连接，所述第二换向端32与室内换热器14管道连接，所述第四换向端34与室外换热器4管道连接。

在本实施例中，所述四通换向阀3优选为四通换向电磁阀，在所述空调为制冷模式时，所述四通换向阀3中的第一换向端31和第四换向端34导通、第二换向端32和第三换向端33导通，此时，从压缩机1中排出的气态的制冷剂通过第一换向端31和第四换向端34流入至室外换热器4中，所述室外换热器4将气态制冷剂冷凝为液态制冷剂，所述液态制冷剂通过第一阀门11流入至室内换热器14中，在室内换热器14中进行蒸发变为气态的制冷剂，蒸发过程为吸热过程，使得室内换热器14周围的气温降低从而实现制冷，从室内换热器 14中流出的气态制冷剂通过第二换向端32和第三换向端33流入至气液分离器2中，气液分离后，所述气态制冷剂流入至压缩机1中进行压缩，以持续进行制冷工作。

在所述空调为制热模式时，所述四通换向阀3中的第一换向端31与第二换向端32导通，所述第三换向端33与第四换向端34导通，此时，从压缩机1中流出的气态制冷剂通过第一换向端31、第二换向端32流入至室内换热器14中，再室内换热器14中进行冷凝后变为液态的制冷剂，所述液态制冷剂通过第二阀门12后分别流入第一换热端15和补气膨胀阀9，通过补气膨胀阀9节流后进入第二换热端16中，第一换热端15和第二换热端16进行换热后，第二换热端16中的气态制冷剂通过中压补气口17流入至压缩机1中，所述第一换热端15流出的液态制冷剂通过室外换热器4进行蒸发后变为气态制冷剂，所述气态制冷剂通过第四换向端34和第三换向端33流入气液分离器2中，气液分离后，所述气态制冷剂流入至压缩机1中进行压缩，以持续进行制热工作。

所述空调系统中还包括第一双向过滤器6、主路膨胀阀7和第二双向过滤器8，所述室外换热器4依次通过第一双向过滤器6、主路膨胀阀7和第二双向过滤器8与第一阀门的输入端111管道连接，所述室外换热器4还依次通过第一双向过滤器6、主路膨胀阀7和第二双向过滤器8与第一换热端15管道连接，所述主路膨胀阀7为电子膨胀阀或热力膨胀阀。

所述第一双向过滤器6和第二双向过滤器8可以滤除管道中制冷剂中的杂质，所述主路膨胀阀7可以进行节流保证了管道中制冷剂的流稳定，为制热和制冷工作的稳定进行提供了保证。

所述空调系统中还包括室外风机5和室内风机13，所述室外风机5固定在室外换热器4上，所述室内风机13固定在室内换热器14上。所述室外风机5和室内分机13可以加快气流的流动，提高了所述空调系统制热或制冷的工作效率。

所述室内换热器14的数量至少为两个，至少两个室内换热器14并联连接，所述室内风机13的数量与室内换热器14的数量相同。在本实施例中，优选为两个室内换热器14并联，并联的室内换热器14增加了换热器的换热容量，提高了工作效率。

所述经济器10为板式换热器、同轴套管换热器或壳管式换热器，所述补气膨胀阀9为电子膨胀阀或热力膨胀阀。

板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、应用广泛、使用寿命长等特点。

所述同轴套管换热器是由同心的内管和外套管组成，冷热流体分别在内管和 外套管环隙中流动的同时进行传热的。耐压抗震，不易变形耐脏耐垢，不易堵塞,回油顺畅，安全性高工艺性好，不易泄漏 结构灵 活，布置方便 价格低廉，节省费用。

所述壳管式换热器是应用最广泛的传统的换热器。其最基本的构造是在圆形的壳体内加许多热交换用的小管，因为小管两侧水流速接近，圆形外壳直径不能太大，当加热面积要求较大时，常需要几段连起来使用。

在本实施例中，所述经济器10优选为板式换热器，具有换热效率高的优点。

所述适用于可出的补气增焓空调系统，具体工作过程如下：

如图1所示，在制冷模式下，所述制冷剂的依次通过压缩机1、第一换向端31、室外换热器4、第一双向过滤器6、主路膨胀阀7、第二双向过滤器8、第一阀门11、室内换热器14、第二换向端32、第三换向端33、气液分离器2和压缩机1。此时，从压缩机1出来的高温高压气态制冷剂经过四通换向阀3，通入室外换热器4中。在室外风机5的作用下，通过室外换热器4的制冷剂被外界环境空气冷却。被冷却后的制冷剂经过第一双向过滤器6后进入主路膨胀阀7，经主路膨胀阀7节流后通过第二双向过滤器8，第一阀门11后，进入室内换热器14中，所述制冷剂在室内换热器14中蒸发，在室内风机13的作用下从车内环境吸热，实现制冷的作用。蒸发后的制冷剂经过四通换向阀3和气液分离器2回到压缩机1，完成一次循环。

在制冷过程中，所述补气増焓单元中因补气膨胀阀9的关闭而断开。

在制热时，所述补气増焓单元激活，此时制冷剂的运行路径为分为两路，其中一路制冷剂依次通过压缩机1、第一换向端31、第二换向端32、室内换热器14、第二阀门12、经济器10、第二双向过滤器8、主路膨胀阀7、第一双向过滤器6、室外换热器4、第四换向端34、第三换向端33、气液分离器2和压缩机1。压缩机出口的高温高压的气态制冷剂通过四通换向阀3流向室内换热器14。在室内风机13的作用下，通过室内换热器14的制冷剂室内风机的作用下向车内环境散热，实现制热的功能。之后，被冷却的液态制冷剂通过第二阀门12、经济器10，第二双向过滤器8通入主路膨胀阀7中，经节流后通过第一双向过滤器6，进入室外换热器4中，所述制冷剂在室外换热器中吸热蒸发为气态制冷剂，通过四通换向阀3、气液分离器2后回到压缩机1中，完成一次制热循环。

另一路的制冷剂在第二阀门12处进行分流，分流后的制冷剂依次通过补气膨胀阀9、经济器10和压缩机1。经过分离出的补气制冷剂补气膨胀阀9节流后，通入经济器10，后回到压缩机1的中压腔，完成补气。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种适用于客车的补气增焓空调系统，包括压缩机（1）、室外换热器（4）和室内换热器（14），其特征在于：还包括补气增焓单元，所述补气增焓单元包括经济器（10）、补气膨胀阀（9）、第一阀门（11）和第二阀门（12），其中，所述经济器（10）包括第一换热端（15）和第二换热端（16），第一换热端（15）和第二换热端（16）换热连接，第一阀门的输出端（112）与第二阀门的输入端（121）均与室内换热器（14）管道连接，所述室内换热器（14）与压缩机（1）管道连接，所述压缩机（1）与室外换热器（4）管道连接，所述室外换热器（4）与第一阀门的输入端（111）连接，所述室外换热器（4）还通过第一换热端（15）与第二阀门的输出端（122）管道连接，所述第二阀门的输出端（122）还通过补气膨胀阀（9）与第二换热端（16）管道连接，所述第二换热端（16）与压缩机（1）管道连接。

2.根据权利要求1所述的适用于客车的补气增焓空调系统，其特征在于：所述第一阀门（11）和第二阀门（12）均为单向阀。

3.根据权利要求1所述的适用于客车的补气增焓空调系统，其特征在于：所述第一阀门（11）和第二阀门（12）均为电磁阀。

4.根据权利要求1所述的适用于客车的补气增焓空调系统，其特征在于：所述第一阀门（11）和第二阀门（12）中其中一个为电磁阀，另外一个为单向阀。

5.根据权利要求1所述的适用于客车的补气增焓空调系统，其特征在于：所述压缩机（1）上设置有中压补气口（17），所述压缩机（1）通过中压补气口（17）与所述第二换热端（16）管道连接。

6.根据权利要求1所述的适用于客车的补气增焓空调系统，其特征在于：所述空调系统中还包括气液分离器（2）和四通换向阀（3），所述四通换向阀（3）包括第一换向端（31）、第二换向端（32）、第三换向端（33）和第四换向端（34），所述第一换向端（31）与压缩机（1）管道连接，所述压缩机（1）通过气液分离器（2）与第三换向端（33）管道连接，所述第二换向端（32）与室内换热器（14）管道连接，所述第四换向端（34）与室外换热器（4）管道连接。

7.根据权利要求1所述的适用于客车的补气增焓空调系统，其特征在于：所述空调系统中还包括第一双向过滤器（6）、主路膨胀阀（7）和第二双向过滤器（8），所述室外换热器（4）依次通过第一双向过滤器（6）、主路膨胀阀（7）和第二双向过滤器（8）与第一阀门的输入端（111）管道连接，所述室外换热器（4）还依次通过第一双向过滤器（6）、主路膨胀阀（7）和第二双向过滤器（8）与第一换热端（15）管道连接，所述主路膨胀阀（7）为电子膨胀阀或热力膨胀阀。

8.根据权利要求1所述的适用于客车的补气增焓空调系统，其特征在于：所述空调系统中还包括室外风机（5）和室内风机（13），所述室外风机（5）固定在室外换热器（4）上，所述室内风机（13）固定在室内换热器（14）上。

9.根据权利要求8所述的适用于客车的补气增焓空调系统，其特征在于：所述室内换热器（14）的数量至少为两个，至少两个室内换热器（14）并联连接，所述室内风机（13）的数量与室内换热器（14）的数量相同。

10.根据权利要求1所述的适用于客车的补气增焓空调系统，其特征在于：所述经济器（10）为板式换热器、同轴套管换热器或壳管式换热器，所述补气膨胀阀（9）为电子膨胀阀或热力膨胀阀。

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