CN218805093U - 间接式热泵系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于热泵空调技术领域,公开了一种间接式热泵系统,其包括制冷剂回路和冷却液回路,制冷剂回路包括依次连通的压缩机、冷凝器、干燥储液罐以及换热器;冷却液回路与制冷剂回路相互独立设置,冷却液回路包括多通阀和若干个负载,冷凝器、换热器以及若干个负载均连通于多通阀,多通阀能够控制冷凝器分别与若干个负载之间的通断,同时多通阀能够控制换热器分别与若干个负载之间的通断。上述结构能够减少零部件数量,简化了制冷剂回路和冷却液回路的空间,提高了空间利用率,降低了成本,且提高了热泵系统的可靠性和安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及热泵空调技术领域,尤其涉及一种间接式热泵系统。
背景技术
随着新能源汽车行业的逐步朝向高性能、高能量密度、高安全性的发展,目前对于新能源汽车,较为注重其轻量化的发展,因此,新能源汽车内留给空调系统的空间越来越少,且对空调系统的热管理性能要求越来越高。但是由于新能源汽车上电池、电机、电控、各类车载电子设备、以及最重要的乘客舱等各类负载其制冷制热的需求各异,导致热管理系统架构异常复杂、成本越发高昂、车辆前舱布置越发拥塞。此外,随着节能减排政策的严控,新能源汽车热管理领域新制冷剂的替代步伐加快,重点替代物R290等碳氢制冷剂属A3等级制冷剂,迫切需求降低热管理系统架构的复杂度,降低安全风险。
现有技术如CN112208295A的早期专利公开了一种基于R290的间接式低温热泵系统,该专利通过将制冷剂回路压缩,其仅包含必须的压缩机、两个板式换热器、VPI模块、膨胀阀和储液罐,减小制冷剂泄露风险、降低制冷剂充注量,提升R290热泵空调的安全性,且通过带补气压缩机的应用保证了热泵系统的加热和冷却。但是其针对不同的需换热区域需另外增设加热器和冷却器来进行加热和冷却,例如增设了多个膨胀阀和其他换热器,使得管路、电磁阀相应地增多,空间占用量仍较大。
因此,亟需设计一种间接式热泵系统,以解决上述技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种间接式热泵系统,能够减少零部件数量,简化了制冷剂回路和冷却液回路的空间,提高了空间利用率,降低了成本,且提高了热泵系统的可靠性和安全性。
为达此目的,本实用新型采用以下技术方案:
间接式热泵系统,包括:
制冷剂回路,上述制冷剂回路包括压缩机、冷凝器、干燥储液罐以及换热器,上述压缩机的出口连通于上述冷凝器的第一进口,上述冷凝器的第一出口连通于上述干燥储液罐的进口,上述干燥储液罐的进口连通于上述换热器的第一进口,上述换热器的第一出口连通于上述压缩机的进口;以及
冷却液回路,上述冷却液回路与上述制冷剂回路相互独立设置,上述冷却液回路包括多通阀和若干个负载,上述冷凝器、上述换热器以及若干个上述负载均连通于上述多通阀,上述多通阀能够控制上述冷凝器分别与若干个上述负载之间的通断,同时上述多通阀能够控制上述换热器分别与若干个上述负载之间的通断。
可选地,上述负载设有五个,五个上述负载分别为水箱、室内冷却器、室内加热器、电机和电池换热器,上述水箱连通于外部环境并与上述外部环境中的空气进行换热;上述室内冷却器和上述室内加热器均连通于乘客舱,并与上述乘客舱内的空气进行换热;上述电池换热器设置于电池中并与上述电池进行换热。
可选地,上述冷却液回路包括:
高温冷却液回路,上述冷凝器通过上述多通阀分别与若干个上述负载之间形成上述高温冷却液回路;以及
低温冷却液回路,上述低温冷却液回路和上述高温冷却液回路之间相互独立,上述换热器通过上述多通阀分别与若干个上述负载之间形成上述低温冷却液回路。
可选地,上述高温冷却液回路包括:
第一高温回路,上述冷凝器、上述水箱、上述电机和上述室内加热器依次连通形成上述第一高温回路,上述第一高温回路中的上述水箱能作为冷源带走上述电机和上述冷凝器的热量;
第二高温回路,上述冷凝器和上述室内加热器相互连通形成上述第二高温回路,上述第二高温回路用于对上述乘客舱内的空气进行加热;以及
第三高温回路,上述冷凝器、上述电池换热器和上述室内加热器依次连通形成上述第三高温回路,上述第三高温回路用于对上述电池和上述乘客舱加热。
可选地,上述低温冷却液回路包括:
第一低温回路,上述换热器和上述室内冷却器相互连通形成上述第一低温回路,上述第一低温回路用于对上述乘客舱内的空气进行冷却;
第二低温回路,上述换热器和上述电池换热器相互连通形成上述第二低温回路,上述第二低温回路用于对上述电池进行冷却;以及
第三低温回路,上述换热器、上述水箱和上述电机依次连通形成上述第三低温回路,上述第三低温回路中的上述水箱和上述电机能作为热源用于对上述换热器的第二出口流出的上述冷却液进行加热后再流回至上述换热器的第二进口。
可选地,上述水箱的一侧设有风扇,上述风扇用于加速上述水箱与上述外部环境之间的换热。
可选地,上述间接式热泵系统包括四个水泵,四个上述水泵分别对应连通于上述室内冷却器、上述室内加热器、上述电机和上述电池换热器。
可选地,上述多通阀为十通阀。
可选地,上述多通阀与上述换热器之间连通设置有电加热器,上述电加热器的进口连通于上述多通阀,上述电加热器的出口连通于上述换热器的第二进口,上述电加热器用于加热进入上述换热器的冷却液。
可选地,上述换热器通过上述多通阀与上述电加热器之间相互连通形成低温补偿回路。
本实用新型的有益效果:
本实用新型提供了一种间接式热泵系统,取消了传统热泵系统中的截止阀、单向阀、室外换热器、室内冷凝器、蒸发器等部件,并将制冷剂回路简化为一个最小制冷循环,极大简化制冷剂管路设计、降低泄露风险和充注量;同时仅通过一个多通阀即可实现冷凝器流出的热的冷却液和换热器流出的冷的冷却液分别与多个负载的连通,进而可以通过控制多通阀实现该间接式热泵系统制冷、制热、除雾和化霜的功能,减少了水阀的设置,极度压缩冷却液回路的零部件空间,集成为一个集中式的机组,减少热泵系统成本和空间、提升热泵系统的可靠性和安全性。
附图说明
图1是本实用新型具体实施方式提供的间接式热泵系统的示意图;
图2是本实用新型具体实施方式提供的间接式热泵系统制冷模式下的示意图;
图3是本实用新型具体实施方式提供的间接式热泵系统制热模式下的示意图;
图4是本实用新型具体实施方式提供的间接式热泵系统除湿模式下的示意图;
图5是本实用新型具体实施方式提供的间接式热泵系统化霜模式下的示意图。
图中:
1、压缩机;2、冷凝器;3、干燥储液罐;4、膨胀阀;5、换热器;6、第一水泵;7、室内冷却器;8、电加热器;9、第二水泵;10、电池换热器;11、水箱;12、风扇;13、第三水泵;14、电机;15、第四水泵;16、室内加热器;17、多通阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型,而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
在本实用新型的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”、“固定”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,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中,术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化操作,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”仅仅用于在描述上加以区分,并没有特殊的含义。
本实施例提供了一种间接式热泵系统,其取消了传统热泵系统中的截止阀、单向阀、室外换热器、室内冷凝器、蒸发器等部件,并将制冷剂回路简化为一个最小制冷循环。
具体地,如图1所示,该间接式热泵系统包括制冷剂回路和冷却液回路,冷却液回路与制冷剂回路相互独立设置。其中,制冷剂回路包括压缩机1、冷凝器2、干燥储液罐3以及换热器5,压缩机1的出口连通于冷凝器2的第一进口,冷凝器2的第一出口连通于干燥储液罐3的进口,干燥储液罐3的进口连通于换热器5的第一进口,换热器5的第一出口连通于压缩机1的进口。上述结构形成一个制冷剂的循环回路,从压缩机1流出高温高压气态状的制冷剂,流入冷凝器2中进行换热,使得冷凝器2可对外部结构进行加热,冷凝后的制冷剂再流入干燥储液罐3中实现气液分离,确保流出干燥储液罐3的制冷剂全部为低温液体,并将流入换热器5中,使得换热器5能对外部结构进行制冷,最后再流回至压缩机1内进行下一循环。
进一步地,冷却液回路包括多通阀17和若干个负载,冷凝器2、换热器5以及若干个负载均连通于多通阀17,使得冷凝器2分别与若干个负载连通;并且也可以实现换热器5分别与若干个负载的连通。并且,多通阀17能够控制冷凝器2分别与若干个负载之间的通断,使得经冷凝器2加热后的冷却液可选择性地对若干个负载进行换热;同时,多通阀17能够控制换热器5分别与若干个负载之间的通断,使得经换热器5冷却后的冷却液可选择性地对若干个负载进行换热。
上述结构取消了传统热泵系统中的截止阀、单向阀、室外换热器、室内冷凝器、蒸发器等部件,并将制冷剂回路简化为一个最小制冷循环,极大简化制冷剂管路设计、降低泄露风险和充注量;同时仅通过一个多通阀17即可实现冷凝器2流出的热的冷却液和换热器5流出的冷的冷却液分别与多个负载的连通,进而可以通过控制多通阀17实现该间接式热泵系统制冷、制热、除湿和化霜的功能,减少了水阀的设置,极度压缩冷却液回路的零部件空间,集成为一个集中式的机组,减少热泵系统成本和空间、提升热泵系统的可靠性和安全性。
在本实施例中,如图1所示,上述冷凝器2和换热器5之间设置有膨胀阀4,其具体设置为干燥储液罐3与换热器5之间。膨胀阀4使得从干燥储液罐3流出的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,并流入换热器5中对换热器5内流过的冷却液进行冷却;同时膨胀阀4还能控制制冷剂流入换热器5内的流量,可以实现对该回路通断的控制。
进一步地,上述多通阀17与换热器5之间连通设置有电加热器8,电加热器8的进口连通于多通阀17的一个出口,电加热器8的出口连通于换热器5的第二进口,电加热器8用于加热进入换热器5的冷却液,其可以对温度过低的冷却液进行加热补偿后再流入换热器5中,从而进一步提升该间接式热泵空调系统的能效。
在本实施例中,负载设有五个,五个负载分别为水箱11、室内冷却器7、室内加热器16、电机14和电池换热器10,水箱11连通于外部环境并与外部环境中的空气进行换热;室内冷却器7和室内加热器16均连通于乘客舱,并与乘客舱内的空气进行换热;换热器5均设置于电池中并与电池进行换热。可以理解的是,负载的数量可通过实际需求进行适应性的更改,在此不作具体限定。
进一步地,水箱11的一侧设有风扇12,风扇12用于加速水箱11与外部环境之间的换热。可选地,室内加热器16和室内冷却器7处的空气侧的一端设有风机,风机可以使得室内加热器16的空气侧产生空气气流,实现空气与室内加热器16的换热;也可以使得室内冷却器7的空气侧产生空气气流,实现空气与室内冷却器7的换热。
又进一步地,上述间接式热泵系统包括四个水泵,四个水泵分别对应连通于室内冷却器7、室内加热器16、电机14和电池换热器10,水泵的设置使得冷却液能在该负载所在的回路中的冷却液循环流动。具体地,室内冷却器7对应设置有第一水泵6,电池换热器10对应设置有第二水泵9,电机14对应设置有第三水泵13,室内加热器16对应设置有第四水泵15。可以理解的是,在本市实施例中,水泵的数量可以根据实际需求和负载的数量进行适应性的更改,在此不作具体限定。
可选地,上述多通阀17为十通阀,十通阀的设置满足上述若干个负载分别与冷凝器2和换热器5之间的连通,且结构简单,减少了冷却液回路的管路量,降低了成本,提高了空间利用率。可以理解的是,在本实施例中,该间接式热泵系统通过十通阀实现了制冷、制热、化霜和除湿等功能,在其他实施例中可通过控制十通阀实现其他的功能,在此不作具体限定。并且,多通阀17的选用可根据实际需求进行适应性的更改,在此不作具体限定。
具体地,本实施例中的多通阀17包括十个连通口,其具体分为V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9和V10,其中V1、V5、V7和V10分别为第一进口、第二进口、第三进口和第四进口,V2、V3、V4、V6、V8和V9分别为第一出口、第二出口、第三出口、第四出口、第五出口和第六出口;第一进口连通于换热器5的第二出口,第二进口连通于电池换热器10的出口,第三进口连通于电机14的出口侧,第四进口连通于冷凝器2的第二出口;第一出口连通于室内冷却器7的进口,第二出口连通于电加热器8的进口,第三出口连通于电池换热器10的进口,第四出口连通于水箱11的进口,第五出口连通于电机14的进口,即电机14的进口可通过三通管连通于第四出口和第五出口;第六出口连通于室内加热器16。
并且,在本实施例中,V4和V5为同一个回路中两端;V6和V7为同一个回路中的两端;V8和V7为同一个回路中的两端;V9所在回路的另一端连通于冷凝器2的第二进口,V2和V3所在的回路的另一端均连通于换热器5的第二进口,V1所述回路的另一端连通于换热器5的第二出口,V10所述回路的另一端连通于冷凝器2的第二出口。
在本实施例中,上述冷却液回路包括高温冷却液回路和低温冷却液回路,冷凝器2通过多通阀17分别与若干个负载之间形成高温冷却液回路;换热器5通过多通阀17分别与若干个负载之间形成低温冷却液回路。高温冷却回路和低温冷却回路之间通过多通阀17实现了两者的相互独立,使得该间接式热泵系统内的高温回路和低温回路互不影响,提高了该间接式热泵空调系统的换热效率;且回路减少,电磁阀的数量减少,减少了间接式热泵空调系统成本和空间、提升间接式热泵空调系统的可靠性和安全性。
具体而言,上述高温冷却液回路包括第一高温回路、第二高温回路和第三高温回路;低温冷却回路包括第一低温回路、第二低温回路和第三低温回路;多通阀17能够选择性地连通第一高温回路、第二高温回路或第三高温回路;同时,多通阀17能够选择性地连通第一低温回路、第二低温回路或第三低温回路。
其中,第一高温回路为冷凝器2、水箱11、电机14和室内加热器16依次连通,形成一个循环的高温回路,即该回路通过多通阀17控制其V10与V6连通,以及V7和V9的连通即可实现第一高温回路的连通;且该回路将水箱11中的冷却液输送至电机14处对电机14处的热量进行吸收,再输送至室内加热器16处,此时室内加热器16处的空气侧没有空气气流,因此,室内加热器16此时不对乘客舱进行加热,然后冷却液流至冷凝器2处吸收热量,最终冷却液流回水箱11中,在水箱11中与外部环境进行换热,使得冷却液温度降低进入下一循环。
可选地,第二高温回路为冷凝器2和室内加热器16相互连通,形成一个循环的高温回路,即该回路通过多通阀17控制其V10与V9的连通即可实现第二高温回路的连通;且该回路将冷凝器2加热后的冷却液送至室内加热器16中,此时室内加热器16的空气侧有空气气流,室内加热器16与该空气气流进行换热,实现对乘客舱的加热,最终返回冷凝器2中进行下一循环。
进一步可选地,第三高温回路为冷凝器2、电池换热器10和室内加热器16依次连通,形成一个循环的高温回路,即该回路通过多通阀17控制其V10与V4连通,V5与V9连通即可实现第三高温回路的连通;且该回路将冷凝器2加热后的冷却液送至电池换热器10中并对电池进行加热,然后流至室内加热器16中,此时室内加热器16的空气侧有空气气流,室内加热器16与该空气气流进行换热,实现对乘客舱的加热,最终返回冷凝器2中进行下一循环。
进一步地,第一低温回路为换热器5和室内冷却器7相互连通,形成一个循环的低温回路,即该回路通过多通阀17控制其V1与V2的连通即可实现第一低温回路的连通;且该回路将换热器5中冷却后的冷却液送至室内冷却器7中,并与室内冷却器7的空气侧的空气气流进行换热冷却,可以实现对乘客舱的冷却,最终返回换热器5中进行下一循环。
可选地,第二低温回路为换热器5和电池换热器10相互连通,形成一个循环的低温回路,即该回路通过多通阀17控制其V1与V4的连通,以及V5和V3的连通即可实现第一低温回路的连通;该回路将换热器5中冷却后的冷却液送至电池换热器10中,并与电池进行换热冷却,可以实现对电池的冷却,最终返回换热器5中进行下一循环。并且,该回路还包括有设置在V3处的电加热器8,在该回路中,电加热器8处于非工作状态。
进一步可选地,第三低温回路为换热器5、水箱11和电机14依次连通,形成一个循环的低温回路,即该回路通过多通阀17控制其V1与V6的连通,以及V7和V3的连通即可实现第一低温回路的连通;该回路在水箱11中与外部环境换热后升温的冷却液传输至电机14中吸收电机14的热量,再流至换热器5中进行冷却,最后流回水箱11中进入下一个循环。并且,该回路还包括有设置在V3处的电加热器8,在该回路中,电加热器8处于工作状态,电加热器8可对冷却液的温度进行补偿。
又进一步地,换热器5通过多通阀17和电加热器8之间相互连通形成低温补偿回路,即该回路通过多通阀17控制其V1与V3的连通,即可实现低温补偿回路的连通;该回路可以在不对其他回路进行冷却时,可通过电加热器8对温度过低的冷却液进行加热补偿后在流入换热器5中,进行下一步循环。可选地,该低温补偿回路与第一低温回路并联设置,可以实现电加热器8对乘客舱的冷却不会造成影响。
在本实施例中,该间接式热泵系统包括如下工作模式:
一、制冷模式:
如图1所示,该制冷模式具体为:从压缩机1排出的高温高压气态的制冷剂流入水冷冷凝器2冷凝换热,达到加热冷凝器2另外一侧冷却液的效果。冷凝后的制冷剂从冷凝器2流出进入干燥储液罐3实现气液分离,确保流出储液罐的制冷剂全部为液体。制冷剂从储液罐的出口流至膨胀阀4的进口,等焓节流后流入换热器5的一侧吸热,变成过热态后的制冷剂从换热器5流出到达压缩机1开始下一个循环。
在该模式下,多通阀17的V10和V6连通,V7和V9连通,V1和V2连通,V1和V4连通,V5和V3连通;通过多通阀17的控制,使得该冷却液回路处于第一高温回路、第一低温回路和第二低温回路,其中第一高温回路主要负责冷凝器2中制冷剂冷凝放出的热量和电机14放出的热量带走;第一低温回路主要负责将换热器5冷却后的冷却液输送到室内冷却器7中,达到冷却乘客舱的效果;第二低温回路主要负责将换热器5冷却后的冷却液输送到电池换热器10中,达到冷却电池的效果。
具体地,第一高温回路中,水箱11降温后的冷却液到达第三水泵13的进口,被第三水泵13送入电机14中吸收电机14余热,升温后的冷却液经第四水泵15,由第四水泵15和室内加热器16,此时,室内加热器16的空气侧没有空气气流,即室内加热器16不会与乘客舱进行换热,从室内加热器16流出的冷却液进入冷凝器2中吸收制冷剂放出的热量,流经多通阀17回到水箱11冷却后开始下一个循环。
进一步地,第一低温回路中,冷却液流入换热器5后被另一侧制冷剂冷却,流出后经过多通阀17流入第一水泵6的进口,被第一水泵6送入室内冷却器7,并与空气气流进行换热,使乘客舱内的温度降低,起到冷却乘客舱的作用;吸热后的冷却液从室内冷却器7流出后回到换热器5的第二进口开始下一个循环。
又进一步地,第二低温回路中,冷却液流入换热器5后被另一侧制冷剂冷却,流出后经过多通阀17流入第二水泵9的进口,被第二水泵9送入电池换热器10,使电池温度降低,起到冷却电池的作用;吸热后的冷却液从电池流出后经过电加热器8回到换热器5的第二进口开始下一个循环,此时电加热器8不工作。
二、制热模式:
如图3所示,该制热模式具体为:从压缩机1排出的高温高压气态的制冷剂流入冷凝器2冷凝换热,达到加热冷凝器2另外一侧冷却液的效果。冷凝后的制冷剂从冷凝器2流出进入干燥储液罐3实现气液分离效果,确保流出储液罐的制冷剂全部为液体。制冷剂从储液罐的出口流至膨胀阀4的进口,等焓节流后流入换热器5的一侧吸热,变成过热态后的制冷剂从换热器5流出到达压缩机1开始下一个循环。
该模式下,多通阀17的V10和V9连通,V7和V3连通,V1和V6连通,V10和V4连通,V5和V9连通;通过多通阀17的控制,使得该冷却液回路处于第二高温回路、第三高温回路和第三低温回路,其中第二高温回路主要负责将冷凝器2中加热后的冷却液输送到室内加热器16中,达到加热乘客舱的效果;第三高温回路主要负责将冷凝器2中加热后的冷却液输送到电池换热器10中,达到加热电池的效果;第三低温回路主要负责将换热器5冷却后的冷却液输送到水箱11中吸收外部环境的热量,再吸收电机14的热量。
具体地,第二高温回路中,冷却液流入冷凝器2后被另一侧的制冷剂加热,流出后经过多通阀17到达第四水泵15的进口,被第四水泵15送入室内加热器16,并与空气气流进行换热,使乘客舱内的温度升高,起到加热乘客舱的作用。降温后的冷却液从室内加热器16流出后到达冷凝器2的第二进口开始下一个循环。
进一步地,第三高温回路中,冷却液流入冷凝器2后被另一侧的制冷剂加热,流出后经过多通阀17到达第二水泵9的进口,被第二水泵9送入电池换热器10,并与电池进行换热,使电池内的温度升高,起到加热电池的作用。降温后的冷却液流入室内加热器16,与第二高温回路中的冷却液汇合并与乘客舱的空气换热,实现对乘客舱的加热,且能够降低对乘客舱内进行换热冷却液的温度,从室内加热器16流出后到达冷凝器2的第二进口开始下一个循环。
又进一步地,第三低温回路中,冷却液在水箱11中吸收环境的热量升温到达第三水泵13的进口,被第三水泵13送入电机14中吸收电机14余热。升温后的冷却液经多通阀17到达电加热器8的进口,此时电加热器8处于加热状态,其吸收热量后到达换热器5的第二进口,在换热器5中冷却后经十通阀到达水箱11吸热后开始下一个循环。
三、除湿模式:
如图4所示,该除湿模式具体为:从压缩机1排出的高温高压气态的制冷剂流入水冷冷凝器2冷凝换热,达到加热冷凝器2另外一侧冷却液的效果。冷凝后的制冷剂从冷凝器2流出进入干燥储液罐3实现气液分离,确保流出储液罐的制冷剂全部为液体。制冷剂从储液罐的出口流至膨胀阀4的进口,等焓节流后流入换热器5的一侧吸热,变成过热态后的制冷剂从换热器5流出到达压缩机1开始下一个循环。
该模式下,多通阀17的V10和V9连通,V7和V9连通,V10和V6连通,V1和V2连通,V1和V4连通,V5和V3连通;通过多通阀17的控制,使得冷却液回路处于第一高温回路、第二高温回路、第一低温回路和第二低温回路。其中第一高温回路主要负责冷凝器2中制冷剂冷凝放出的热量和电机14放出的热量带走;第二高温回路主要负责将冷凝器2中加热后的冷却液输送到室内加热器16中,达到加热乘客舱的效果;第一低温回路主要负责将换热器5冷却后的冷却液输送到室内冷却器7中,达到冷却乘客舱的效果;第二低温回路主要负责将换热器5冷却后的冷却液输送到电池换热器10中,达到冷却电池的效果。
具体地,该第一高温回路中,水箱11降温后的冷却液到达第三水泵13的进口,被第三水泵13送入电机14中吸收电机14余热,升温后的冷却液经第四水泵15,由第四水泵15和室内加热器16,并与室内加热器16的空气侧的空气气流进行换热,实现加热乘客舱的作用,从室内加热器16流出的冷却液进入冷凝器2中吸收制冷剂放出的热量,流经多通阀17回到水箱11冷却后开始下一个循环。
并且,第二高温回路中,冷却液流入冷凝器2后被另一侧的制冷剂加热,流出后经过多通阀17到达第四水泵15的进口,被第四水泵15送入室内加热器16,并与空气气流进行换热,使乘客舱内的温度升高,起到加热乘客舱的作用。降温后的冷却液从室内加热器16流出后到达冷凝器2的第二进口开始下一个循环。
进一步地,上述第一低温回路中,冷却液流入换热器5后被另一侧制冷剂冷却,流出后经过多通阀17流入第一水泵6的进口,被第一水泵6送入室内冷却器7,并与空气气流进行换热,使乘客舱内的温度降低,起到冷却乘客舱的作用;吸热后的冷却液从室内冷却器7流出后回到换热器5的第二进口开始下一个循环。
并且,第二低温回路中,冷却液流入换热器5后被另一侧制冷剂冷却,流出后经过多通阀17流入第二水泵9的进口,被第二水泵9送入电池换热器10,使电池温度降低,起到冷却电池的作用;吸热后的冷却液从电池流出后经过电加热器8回到换热器5的第二进口开始下一个循环,此时电加热器8不工作。
四、化霜模式:
如图5所示,该化霜模式具体为:从压缩机1排出的高温高压气态的制冷剂流入水冷冷凝器2冷凝换热,达到加热冷凝器2另外一侧冷却液的效果。冷凝后的制冷剂从冷凝器2流出进入干燥储液罐3实现气液分离,确保流出储液罐的制冷剂全部为液体。制冷剂从储液罐的出口流至膨胀阀4的进口,等焓节流后流入换热器5的一侧吸热,变成过热态后的制冷剂从换热器5流出到达压缩机1开始下一个循环。
该模式下,多通阀17的V10和V9连通,V10和V6连通,V10和V4连通,V7和V9连通,V5和V9连通,V1和V3连通;通过多通阀17的控制,使得该冷却液回路处于第一高温回路、第二高温回路、第三高温回路和低温补偿回路,其中第一高温回路主要负责冷凝器2中制冷剂冷凝放出的热量和电机14放出的热量带走;第二高温回路主要负责将冷凝器2中加热后的冷却液输送到室内加热器16中,达到加热乘客舱的效果;第三高温回路主要负责将冷凝器2中加热后的冷却液输送到电池换热器10中,达到加热电池的效果;低温补偿回路主要负责将换热器5冷却后的冷却液输送到电加热器8中进行温度补偿。
具体地,该第一高温回路中,水箱11降温后的冷却液到达第三水泵13的进口,被第三水泵13送入电机14中吸收电机14余热,升温后的冷却液经第四水泵15,由第四水泵15和室内加热器16,并与室内加热器16的空气侧的空气气流进行换热,实现加热乘客舱的作用,从室内加热器16流出的冷却液进入冷凝器2中吸收制冷剂放出的热量,流经十通阀回到水箱11冷却后开始下一个循环。
并且,第二高温回路中,冷却液流入冷凝器2后被另一侧的制冷剂加热,流出后经过十通阀到达第四水泵15的进口,被第四水泵15送入室内加热器16,并与空气气流进行换热,使乘客舱内的温度升高,起到加热乘客舱的作用。降温后的冷却液从室内加热器16流出后到达冷凝器2的第二进口开始下一个循环。
进一步地,第三高温回路中,冷却液流入冷凝器2后被另一侧的制冷剂加热,流出后经过十通阀到达第二水泵9的进口,被第二水泵9送入电池换热器10,并与电池进行换热,使电池内的温度升高,起到加热电池的作用。降温后的冷却液流入室内加热器16,与第二高温回路中的冷却液汇合并与乘客舱的空气换热,实现对乘客舱的加热,且能够降低对乘客舱内进行换热冷却液的温度,从室内加热器16流出后到达冷凝器2的第二进口开始下一个循环。
又进一步地,低温补偿回路中,冷却液流入换热器5后被另一侧制冷剂冷却,流出后经过十通阀流入第二水泵9的进口,被第二水泵9送入电加热器8,经过电加热器8的加热补偿温度后回到换热器5的第二进口开始下一个循环,此时电加热器8处于工作状态。
显然,本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例,而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.间接式热泵系统,其特征在于,包括:
制冷剂回路,所述制冷剂回路包括压缩机(1)、冷凝器(2)、干燥储液罐(3)以及换热器(5),所述压缩机(1)的出口连通于所述冷凝器(2)的第一进口,所述冷凝器(2)的第一出口连通于所述干燥储液罐(3)的进口,所述干燥储液罐(3)的进口连通于所述换热器(5)的第一进口,所述换热器(5)的第一出口连通于所述压缩机(1)的进口;以及
冷却液回路,所述冷却液回路与所述制冷剂回路相互独立设置,所述冷却液回路包括多通阀(17)和若干个负载,所述冷凝器(2)、所述换热器(5)以及若干个所述负载均连通于所述多通阀(17),所述多通阀(17)能够控制所述冷凝器(2)分别与若干个所述负载之间的通断,同时所述多通阀(17)能够控制所述换热器(5)分别与若干个所述负载之间的通断。
2.根据权利要求1所述的间接式热泵系统,其特征在于,所述负载设有五个,五个所述负载分别为水箱(11)、室内冷却器(7)、室内加热器(16)、电机(14)和电池换热器(10),所述水箱(11)连通于外部环境并与所述外部环境中的空气进行换热;所述室内冷却器(7)和所述室内加热器(16)均连通于乘客舱,并与所述乘客舱内的空气进行换热;所述电池换热器(10)设置于电池中并与所述电池进行换热。
3.根据权利要求2所述的间接式热泵系统,其特征在于,所述冷却液回路包括:
高温冷却液回路,所述冷凝器(2)通过所述多通阀(17)分别与若干个所述负载之间形成所述高温冷却液回路;以及
低温冷却液回路,所述低温冷却液回路和所述高温冷却液回路之间相互独立,所述换热器(5)通过所述多通阀(17)分别与若干个所述负载之间形成所述低温冷却液回路。
4.根据权利要求3所述的间接式热泵系统,其特征在于,所述高温冷却液回路包括:
第一高温回路,所述冷凝器(2)、所述水箱(11)、所述电机(14)和所述室内加热器(16)依次连通形成所述第一高温回路,所述第一高温回路中的所述水箱(11)能作为冷源带走所述电机(14)和所述冷凝器(2)的热量;
第二高温回路,所述冷凝器(2)和所述室内加热器(16)相互连通形成所述第二高温回路,所述第二高温回路用于对所述乘客舱内的空气进行加热;以及
第三高温回路,所述冷凝器(2)、所述电池换热器(10)和所述室内加热器(16)依次连通形成所述第三高温回路,所述第三高温回路用于对所述电池和所述乘客舱加热。
5.根据权利要求3所述的间接式热泵系统,其特征在于,所述低温冷却液回路包括:
第一低温回路,所述换热器(5)和所述室内冷却器(7)相互连通形成所述第一低温回路,所述第一低温回路用于对所述乘客舱内的空气进行冷却;
第二低温回路,所述换热器(5)和所述电池换热器(10)相互连通形成所述第二低温回路,所述第二低温回路用于对所述电池进行冷却;以及
第三低温回路,所述换热器(5)、所述水箱(11)和所述电机(14)依次连通形成所述第三低温回路,所述第三低温回路中的所述水箱(11)和所述电机(14)能作为热源对所述换热器(5)的第二出口流出的所述冷却液进行加热后再流回至所述换热器(5)的第二进口。
6.根据权利要求2所述的间接式热泵系统,其特征在于,所述水箱(11)的一侧设有风扇(12),所述风扇(12)用于加速所述水箱(11)与所述外部环境之间的换热。
7.根据权利要求2所述的间接式热泵系统,其特征在于,所述间接式热泵系统包括四个水泵,四个所述水泵分别对应连通于所述室内冷却器(7)、所述室内加热器(16)、所述电机(14)和所述电池换热器(10)。
8.根据权利要求1-7任一项所述的间接式热泵系统,其特征在于,所述多通阀(17)为十通阀。
9.根据权利要求1-7任一项所述的间接式热泵系统,其特征在于,所述多通阀(17)与所述换热器(5)之间连通设置有电加热器(8),所述电加热器(8)的进口连通于所述多通阀(17),所述电加热器(8)的出口连通于所述换热器(5)的第二进口,所述电加热器(8)用于加热进入所述换热器(5)的冷却液。
10.根据权利要求9所述的间接式热泵系统,其特征在于,所述换热器(5)通过所述多通阀(17)与所述电加热器(8)之间相互连通形成低温补偿回路。
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