本發(fā)明涉及電動汽車的空調(diào)領域,具體地,涉及一種熱泵空調(diào)系統(tǒng)及電動汽車。
背景技術:
電動汽車沒有傳統(tǒng)汽車用來采暖的發(fā)動機余熱,無法提供采暖熱源。因此,電動汽車的空調(diào)系統(tǒng)必須自身具有供暖的功能,即采用熱泵型空調(diào)系統(tǒng)和/或電加熱供熱。
公開號為cn105128622a的發(fā)明專利申請公開了一種電動汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)。現(xiàn)在大部分城市路況下小汽車開啟外循環(huán)的時間并不多,開啟外循環(huán)所帶來的負荷占整車的比例也不大,對于汽車來說主要熱負荷還是通過玻璃傳熱和人員,所以單純從對新風進行預冷或是預熱來達到提高舒適性效果并不明顯,而且在高溫工況(環(huán)境溫度接近50℃或是以上)、低溫工況(環(huán)境溫度低于-10℃)采用對新風進行預冷或是預熱更是杯水車薪,在惡劣環(huán)境中制冷、采暖效果都很難有好的效果。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種熱泵空調(diào)系統(tǒng)及電動汽車,以解決無發(fā)動機余熱循環(huán)系統(tǒng)的純電動車或混合動力車使用純電動模式的汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)在惡劣環(huán)境中制冷、采暖效果均不佳問題。
為了實現(xiàn)上述目的,根據(jù)本發(fā)明的第一方面,提供一種電動汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括:室內(nèi)冷凝器、室內(nèi)蒸發(fā)器、壓縮機和室外換熱器,所述壓縮機的出口與所述室內(nèi)冷凝器的入口連通,所述室內(nèi)冷凝器的出口選 擇性地經(jīng)由第一節(jié)流支路或第一通流支路與所述室外換熱器的入口連通,所述室外換熱器的出口選擇性地經(jīng)由第二節(jié)流支路或第二通流支路與選擇性導通或截止的第一支路的第一端連通且與選擇性導通或截止的第二支路的第一端連通,所述第一支路的第二端與所述壓縮機的入口連通,所述第二支路的第二端與所述室內(nèi)蒸發(fā)器的入口連通,所述室內(nèi)蒸發(fā)器的出口與所述壓縮機的入口連通,所述室內(nèi)冷凝器的出口還經(jīng)由選擇性導通或截止的第三節(jié)流支路與所述壓縮機的入口連通,所述室外換熱器的出口還經(jīng)由選擇性導通或截止的第四節(jié)流支路與所述壓縮機的入口連通。
可選地,所述第一支路上設置有第一開關閥。
可選地,所述第二支路上設置有第二開關閥。
可選地,所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)還包括:第一三通閥,所述室外換熱器的出口選擇性地經(jīng)由第二節(jié)流支路或第二通流支路與所述第一三通閥的入口連通,所述第一三通閥的第一出口與所述第一支路的第一端連通,所述第一三通閥的第二出口與所述第二支路的第一端連通。
可選地,所述室內(nèi)蒸發(fā)器的出口經(jīng)由單向閥與所述壓縮機的入口連通。
可選地,所述第三節(jié)流支路上串聯(lián)有第三開關閥和第一節(jié)流元件,所述第四節(jié)流支路上串聯(lián)有第四開關閥和第二節(jié)流元件。
可選地,所述第一節(jié)流元件為毛細管或膨脹閥,所述第二節(jié)流元件為毛細管或膨脹閥。
可選地,所述第一通流支路上設置有第五開關閥,所述第一節(jié)流支路上設置有第一膨脹閥。
可選地,所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)還包括第一膨脹開關閥,該第一膨脹開關閥的入口與所述室內(nèi)冷凝器的出口連通,該第一膨脹開關閥的出口與所述室外換熱器的入口連通,所述第一節(jié)流支路為所述第一膨脹開關閥的節(jié)流流道,所述第一通流支路為所述第一膨脹開關閥的通流流道。
可選地,所述第二通流支路上設置有第六開關閥,所述第二節(jié)流支路上設置有第二膨脹閥。
可選地,所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)應用于電動汽車,并且所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)還包括:板式換熱器,其中,所述板式換熱器設置在所述第二通流支路中,并且所述板式換熱器同時設置在所述電動汽車的電機冷卻系統(tǒng)中。
可選地,所述板式換熱器的制冷劑入口與所述室外換熱器的出口連通,所述板式換熱器的制冷劑出口與所述第六開關閥的入口連通。
可選地,所述電機冷卻系統(tǒng)包括與所述板式換熱器串聯(lián)以形成回路的電機、電機散熱器和水泵。
可選地,所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)還包括第二膨脹開關閥,該第二膨脹開關閥的入口與所述室外換熱器的出口連通,該第二膨脹開關閥的出口與所述選擇性導通或截止的第一支路的第一端連通且與所述選擇性導通或截止的第二支路的第一端連通,所述第二節(jié)流支路為所述第二膨脹開關閥的節(jié)流流道,所述第二通流支路為所述第二膨脹開關閥的通流流道。
可選地,所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)應用于電動汽車,并且所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)還包括:板式換熱器,其中,所述板式換熱器的制冷劑入口與所述第二膨脹開關閥的出口連通,所述板式換熱器的制冷劑出口與所述選擇性導通或截止的第一支路的第一端連通且與所述選擇性導通或截止的第二支路的第一端連通,并且所述板式換熱器同時設置在所述電動汽車的電機冷卻系統(tǒng)中。
可選地,所述電機冷卻系統(tǒng)包括冷卻液干路、第一冷卻液支路和第二冷卻液支路,所述冷卻液干路的第一端選擇性地與所述第一冷卻液支路的第一端或所述第二冷卻液支路的第一端連通,所述第一冷卻液支路的第二端和所述第二冷卻液支路的第二端與所述冷卻液干路的第二端連通,其中,在所述冷卻液干路上串聯(lián)有電機、電機散熱器和水泵,在所述第一冷卻液支路上串聯(lián)有所述板式換熱器。
可選地,所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)還包括氣液分離器,所述室內(nèi)蒸發(fā)器的出口與所述氣液分離器的入口連通,所述第一支路的第二端與所述氣液分離器的入口連通,所述室內(nèi)冷凝器的出口經(jīng)由所述選擇性導通或截止的第三節(jié)流支路與所述氣液分離器的入口連通,所述室外換熱器的出口經(jīng)由所述選擇性導通或截止的第四節(jié)流支路與所述氣液分離器的入口連通,所述氣液分離器的出口與所述壓縮機的入口連通。
可選地,所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)還包括ptc加熱器,該ptc加熱器用于對流經(jīng)所述室內(nèi)冷凝器的風進行加熱。
可選地,所述ptc加熱器布置在所述室內(nèi)冷凝器的迎風側(cè)或背風側(cè)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面,提供一種電動汽車,包括根據(jù)本發(fā)明的第一方面提供的所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)。
本發(fā)明提供的熱泵空調(diào)系統(tǒng),在不改變制冷劑循環(huán)方向的情況下即可實現(xiàn)汽車空調(diào)系統(tǒng)制冷和采暖等過程的控制。此外,在系統(tǒng)中加入多條節(jié)流支路使得系統(tǒng)在高溫下具有良好的制冷效果,在低溫下具有良好的采暖效果,同時具有良好的除霜效果。此外,由于本發(fā)明的熱泵空調(diào)系統(tǒng)僅采用一個室外換熱器,因此能夠減小汽車前端模塊的風阻,解決了無發(fā)動機余熱循環(huán)系統(tǒng)的純電動車或混合動力車使用純電動模式的汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)采暖能效低、無法滿足除霜除霧法規(guī)要求、安裝復雜等問題,達到降低能耗、簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu),方便管路布置的效果。本發(fā)明提供的熱泵空調(diào)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單的特點,因此易于批量生產(chǎn)。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。
附圖說明
附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解,并且構(gòu)成說明書的一部分,與下面的具體實施方式一起用于解釋本發(fā)明,但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在 附圖中:
圖1a是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖1b是根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4a是根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4b是根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5a是根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5b是根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7是本發(fā)明優(yōu)選實施方式提供的膨脹開關閥的俯視結(jié)構(gòu)示意圖;
圖8是沿圖7中線ab-ab所剖得的剖面結(jié)構(gòu)示意圖,其中,第一閥口和第二閥口均處于打開狀態(tài);
圖9是本發(fā)明優(yōu)選實施方式提供的膨脹開關閥的沿一個視角的正視結(jié)構(gòu)示意圖;
圖10是沿圖7中線ab-ab所剖得的剖面結(jié)構(gòu)示意圖,其中,第一閥口處于打開狀態(tài),第二閥口處于閉合狀態(tài);
圖11是沿圖7中線ab-ab所剖得的剖面結(jié)構(gòu)示意圖,其中,第一閥口處于閉合狀態(tài),第二閥口處于打開狀態(tài);
圖12是本發(fā)明優(yōu)選實施方式提供的膨脹開關閥的沿另一個視角的正視結(jié)構(gòu)示意圖;
圖13是沿圖12中線ac-ac所剖得的剖面結(jié)構(gòu)示意圖,其中,第一閥口處于打開狀態(tài),第二閥口處于閉合狀態(tài);
圖14是本發(fā)明優(yōu)選實施方式提供的膨脹開關閥的第一內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖,其中,第一閥口和第二閥口均處于打開狀態(tài);
圖15是圖14中a部的局部放大圖;
圖16是本發(fā)明優(yōu)選實施方式提供的膨脹開關閥的第二內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖,其中,第一閥口處于打開狀態(tài),第二閥口處于關閉狀態(tài);
圖17是本發(fā)明優(yōu)選實施方式提供的膨脹開關閥的第三內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖,其中,第一閥口處于關閉狀態(tài),第二閥口均處于打開狀態(tài)。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是,此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明,并不用于限制本發(fā)明。
在本發(fā)明中,在未作相反說明的情況下,使用的方位詞如“上、下、左、右”通常是相對于附圖的圖面方向而言的,“上游、下游”是相對于媒介,如,制冷劑的流動方向而言的,具體地,朝向制冷劑的流動方向為下游,背離制冷劑的流動方向為上游,“內(nèi)、外”是指相應部件輪廓的內(nèi)與外。
此外,在本發(fā)明中,電動汽車可以包括純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車。
圖1a和圖1b是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示,該系統(tǒng)可以包括:hvac(采暖通風及空調(diào),heatingventilationandairconditioning)總成600、壓縮機604和室外換熱器605。其中,hvac總成600可以包括室內(nèi)冷凝器601和室內(nèi)蒸發(fā)器602。此外,如圖1a所示,壓縮機604的出口與室內(nèi)冷凝器601的入口連通,室內(nèi)冷凝器601的出口選擇性地經(jīng)由第一節(jié)流支路或第一通流支路與室外換熱器605的入口連通,室外換熱器605的出口選擇性地經(jīng)由第二節(jié)流支路或第二通流支路與選擇性導通或截止的第一支路620的第一端連通且與選擇性導通或截止的第二支路621的第一端連通,第一支路620的第二端與壓縮機604的入 口連通,第二支路621的第二端與室內(nèi)蒸發(fā)器602的入口連通,室內(nèi)蒸發(fā)器602的出口與壓縮機604的入口連通。室內(nèi)冷凝器601的出口還經(jīng)由選擇性導通或截止的第三節(jié)流支路與壓縮機604的入口連通,該第三節(jié)流支路用于在低溫采暖時導通,使汽車在低溫下具有良好的采暖效果;室外換熱器605的出口還經(jīng)由選擇性導通或截止的第四節(jié)流支路與所述壓縮機604的入口連通,該第四節(jié)流支路用于在高溫制冷時導通,使汽車在高溫下具有良好的制冷效果。
具體地,如圖1a所示,第三節(jié)流支路上可以串聯(lián)有第三開關閥625和第一節(jié)流元件626,作為優(yōu)選,第三開關閥625設置在第一節(jié)流元件626的上游,以使系統(tǒng)快速響應;第四節(jié)流支路上可以串聯(lián)有第四開關閥627和第二節(jié)流元件628,作為優(yōu)選,第四開關閥627設置在第二節(jié)流元件628的上游,以使系統(tǒng)快速響應。其中,第三開關閥625和第四開關閥627用于控制相應支路的導通或截止,第一節(jié)流元件626和第二節(jié)流元件628用于控制相應支路的節(jié)流功能。
進一步地,第一節(jié)流元件626可以為毛細管或膨脹閥,第二節(jié)流元件628可以為毛細管或膨脹閥,這里對第一節(jié)流元件626和第二節(jié)流元件628的形式不做具體限定,只要可以起到節(jié)流作用,即起到降溫和/或降壓作用即可。例如,在圖4a中,第一節(jié)流元件626和第二節(jié)流元件628可以分別為膨脹閥,在圖4b中,第一節(jié)流元件626和第二節(jié)流元件628可以分別為毛細管。
在本發(fā)明中,第一支路620和第二支路621是可以根據(jù)實際需求而選擇性導通或截止的。例如,如圖1所示,在第一支路620上設置有第一開關閥622,當?shù)谝婚_關閥622打開時,第一支路620導通,當?shù)谝婚_關閥622關閉時,第一支路620截止。另外,在第二支路621上設置有第二開關閥623,當?shù)诙_關閥623打開時,第二支路621導通,當?shù)诙_關閥623關閉時,第二支路621截止。
在另一實施方式中,如圖1b所示,熱泵空調(diào)系統(tǒng)還可以包括:第一三通閥629,室外換熱器605的出口選擇性地經(jīng)由第二節(jié)流支路或第二通流支路與第一三通閥629的入口629a連通,第一三通閥629的第一出口629b與第一支路620的第一端連通,第一三通閥629的第二出口629c與第二支路621的第一端連通。這樣,通過該第一三通閥629,可以控制第一支路620導通或截止,以及控制第二支路621導通或截止。
示例地,通過控制第一三通閥629的入口629a-第一出口629b導通、且入口629a-第二出口629c不導通,可以控制第一支路620導通、第二支路621截止;以及,通過控制第一三通閥629的入口629a-第一出口629b不導通、且入口629a-第二出口629c導通,可以控制第一支路620截止、第二支路621導通。
此外,為了防止在第一支路620導通時制冷劑回流到室內(nèi)蒸發(fā)器602中,可選地,如圖1a和圖1b所示,室內(nèi)蒸發(fā)器602的出口經(jīng)由單向閥624與壓縮機604的入口連通。這樣,只能夠允許制冷劑從室內(nèi)蒸發(fā)器602流向壓縮機604,而不能向相反方向流動。
在本發(fā)明中,室內(nèi)冷凝器601的出口要么經(jīng)由第一節(jié)流支路與室外換熱器605的入口連通,要么經(jīng)由第一通流支路與室外換熱器605的入口連通。可以采用多種方式來實現(xiàn)這種連通方式。例如,在一種實施方式中,如圖1a和圖1b所示,該熱泵空調(diào)系統(tǒng)可以包括第五開關閥608和第一膨脹閥607,其中,第五開關閥608設置在第一通流支路上,第一膨脹閥607設置在第一節(jié)流支路上。具體地,如圖1a和圖1b所示,室內(nèi)冷凝器601的出口經(jīng)由第五開關閥608與室外換熱器605的入口連通以形成第一通流支路,室內(nèi)冷凝器601的出口經(jīng)由第一膨脹閥607與室外換熱器605的入口連通以形成第一節(jié)流支路。當系統(tǒng)處于制冷模式下時,第五開關閥608導通,第一膨脹閥607關閉,室內(nèi)冷凝器601的出口經(jīng)由第一通流支路與室外換熱器605的入 口連通。當系統(tǒng)處于采暖或制熱模式下時,第一膨脹閥607導通,第五開關閥608關閉,室內(nèi)冷凝器601的出口經(jīng)由第一節(jié)流支路與室外換熱器605的入口連通。
作為另一種替換的實施方式,如圖2所示,熱泵空調(diào)系統(tǒng)還可以包括第一膨脹開關閥603,該第一膨脹開關閥603的入口與室內(nèi)冷凝器601的出口連通,該第一膨脹開關閥603的出口與室外換熱器605的入口連通,其中,第一節(jié)流支路為第一膨脹開關閥603的節(jié)流流道,第一通流支路為第一膨脹開關閥603的通流流道。
在本發(fā)明中,膨脹開關閥是同時具有膨脹閥功能(亦可稱為電子膨脹閥功能)和開關閥功能(亦可稱為電磁閥功能)的閥門,可以將其視為是開關閥與膨脹閥的集成。在膨脹開關閥的內(nèi)部形成有通流流道和節(jié)流流道,當膨脹開關閥作為開關閥使用時,其內(nèi)部的通流流道導通,此時形成通流支路;當膨脹開關閥作為膨脹閥使用時,其內(nèi)部的節(jié)流流道導通,此時形成節(jié)流支路。
與第一通流支路和第一節(jié)流支路的實現(xiàn)方式相類似,作為第二通流支路和第二節(jié)流支路的其中一種實施方式,如圖1a和圖1b所示,該熱泵空調(diào)系統(tǒng)還可以包括第六開關閥610和第二膨脹閥609,其中,第二通流支路上設置有第六開關閥610,第二節(jié)流支路上設置有第二膨脹閥609。具體地,如圖1a和圖1b所示,室外換熱器605的出口經(jīng)由第六開關閥610與選擇性導通或截止的第一支路620的第一端連通且與選擇性導通或截止的第二支路621的第一端連通以形成第二通流支路,室外換熱器605的出口經(jīng)由第二膨脹閥609與選擇性導通或截止的第一支路620的第一端連通且與選擇性導通或截止的第二支路621的第一端連通以形成第二節(jié)流支路。當系統(tǒng)處于制冷模式下時,第二膨脹閥609導通,第六開關閥610關閉,室外換熱器605的出口經(jīng)由第二節(jié)流支路與截止的第一支路620的第一端連通且與導通的第 二支路621的第一端連通。當系統(tǒng)處于采暖或制熱模式下時,第六開關閥610導通,第二膨脹閥609關閉,室外換熱器605的出口經(jīng)由第二通流支路與導通的第一支路620的第一端連通且與截止的第二支路621的第一端連通。
作為另一種替換的實施方式,如圖3所示,熱泵空調(diào)系統(tǒng)還可以包括第二膨脹開關閥606,該第二膨脹開關閥606的入口與室外換熱器605的出口連通,該第二膨脹開關閥606的出口與選擇性導通或截止的第一支路620的第一端連通且與選擇性導通或截止的第二支路621的第一端連通,其中,第二節(jié)流支路為第二膨脹開關閥606的節(jié)流流道,第二通流支路為第二膨脹開關閥606的通流流道。
為了方便管路布設,節(jié)省空間占用,優(yōu)選地,在本發(fā)明提供的熱泵空調(diào)系統(tǒng)中采用第一膨脹開關閥603和第二膨脹開關閥606,即,圖4a和圖4b所示的實施方式。
圖4a和圖4b示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4a和圖4b所示,該熱泵空調(diào)系統(tǒng)還可以包括氣液分離器611,其中,室內(nèi)蒸發(fā)器602的出口與氣液分離器611的入口連通,第一支路620的第二端與氣液分離器611的入口連通,室內(nèi)冷凝器601的出口經(jīng)由選擇性導通或截止的第三節(jié)流支路與氣液分離器611的入口連通,室外換熱器605的出口經(jīng)由選擇性導通或截止的第四節(jié)流支路與氣液分離器611的入口連通,氣液分離器611的出口與壓縮機604的入口連通。這樣,經(jīng)室內(nèi)蒸發(fā)器602、第一支路620的第二端、第三節(jié)流支路或第四節(jié)流支路流出的制冷劑可以首先經(jīng)過氣液分離器611進行氣液分離,分離出的氣體再回流到壓縮機604中,從而防止液態(tài)制冷劑進入到壓縮機604而損壞壓縮機604,從而可以延長壓縮機604的使用壽命,并提高整個熱泵空調(diào)系統(tǒng)的效率。
下面將以圖4a和圖4b為例來詳細描述本發(fā)明提供的熱泵空調(diào)系統(tǒng)在不同的工作模式下的循環(huán)過程及原理。應當理解的是,其他實施方式(例如, 圖1a至圖3所示的實施方式)下的系統(tǒng)循環(huán)過程及原理與圖4a和圖4b是相似的,此處就不再一一贅述。
模式一:高溫制冷模式。在系統(tǒng)處于該模式下時,整個系統(tǒng)形成一個高溫制冷循環(huán)系統(tǒng)。如圖4a和圖4b所示,首先,壓縮機604經(jīng)過壓縮排出高溫高壓的氣體,與室內(nèi)冷凝器601相連。此時,控制風不經(jīng)過室內(nèi)冷凝器601,由于無風經(jīng)過,因此,在室內(nèi)冷凝器601內(nèi)不會進行熱交換,該室內(nèi)冷凝器601僅作為流道使用,此時室內(nèi)冷凝器601出口仍為高溫高壓的氣體。室內(nèi)冷凝器601出口與第一膨脹開關閥603相連,此時第一膨脹開關閥603起開關閥作用,僅作為流道流過,此時第一膨脹開關閥603出口仍為高溫高壓的氣體。第一膨脹開關閥603出口與室外換熱器605相連,室外換熱器605與室外空氣換熱,把熱量散發(fā)到空氣中,室外換熱器605出口為中溫高壓的液體。室外換熱器605出口與第二膨脹開關閥606相連,此時第二膨脹開關閥606起膨脹閥作用,作為節(jié)流元件起到節(jié)流作用,其出口為低溫低壓液體。第二膨脹開關閥606開度可以根據(jù)實際需求給予一定的開度,此開度可以根據(jù)安裝在室內(nèi)蒸發(fā)器602的出口與氣液分離器611的入口之間的壓力-溫度傳感器的壓力和溫度采集數(shù)據(jù)計算蒸發(fā)器出口制冷劑過熱度來調(diào)節(jié)。第一開關閥622關閉,第二開關閥623打開,這樣,第一支路620截止,第二支路621導通。從第二膨脹開關閥606出來的低溫低壓液體進入室內(nèi)蒸發(fā)器602內(nèi)進行蒸發(fā),使得室內(nèi)蒸發(fā)器602出口為低溫低壓的氣體,但是由于高溫環(huán)境的影響,室內(nèi)蒸發(fā)器602出口產(chǎn)生過熱過高溫的氣態(tài)制冷劑。與此同時,第三節(jié)流支路截止,第四節(jié)流支路導通,室外換熱器605出口的中溫高壓的液體經(jīng)過第二節(jié)流元件628的節(jié)流作用變成低溫低壓的氣液兩態(tài)制冷劑,該氣液兩態(tài)制冷劑與上述的過熱過高溫的氣態(tài)制冷劑合流進行熱交換,從而可以在高溫環(huán)境下降低壓縮機604吸氣溫度、排氣溫度和功耗。合流后的制冷劑經(jīng)過氣液分離器611,把未蒸發(fā)完的液體通過氣液分離器611分離,最后低溫 低壓的氣體回到壓縮機604中,由此形成一個循環(huán)。此時hvac總成600中風的流向僅流經(jīng)室內(nèi)蒸發(fā)器602,室內(nèi)冷凝器601無風經(jīng)過,僅作為制冷劑流道流過。
模式二:常溫制冷模式。在系統(tǒng)處于該模式下時,整個系統(tǒng)形成一個常溫制冷循環(huán)系統(tǒng)。如圖4a和圖4b所示,在該模式下,整個系統(tǒng)類似于高溫制冷模式下的系統(tǒng),區(qū)別在于,在該模式下,第三節(jié)流支路和第四節(jié)流支路均為截止狀態(tài)。這是因為在常溫下,室內(nèi)蒸發(fā)器602出口可以為低溫低壓的氣體,不會產(chǎn)生過熱過高溫的氣態(tài)制冷劑,從而不需要第四節(jié)流支路的節(jié)流作用,這樣可以減小不必要的能源浪費,并且可以提高系統(tǒng)的工作效率。
模式三:低溫采暖模式。在系統(tǒng)處于該模式下時,整個系統(tǒng)形成一個低溫采暖循環(huán)系統(tǒng)。如圖4a和圖4b所示,首先,壓縮機604經(jīng)過壓縮排出高溫高壓的氣體,與室內(nèi)冷凝器601相連,高溫高壓的氣體在室內(nèi)冷凝器601內(nèi)進行冷凝,使得室內(nèi)冷凝器601出口為中溫高壓的液體。室內(nèi)冷凝器601出口與第一膨脹開關閥603相連,此時第一膨脹開關閥603起膨脹閥的作用,作為節(jié)流元件起到節(jié)流作用,其出口為低溫低壓的液體。其中,第一膨脹開關閥603的開度可以根據(jù)實際需求給予一定的開度,此開度可以根據(jù)安裝在壓縮機604的出口處的壓力-溫度傳感器的溫度采集數(shù)據(jù)(即壓縮機排氣溫度)的多少來調(diào)節(jié)。第一膨脹開關閥603出口與室外換熱器605相連,室外換熱器605吸收室外空氣的熱量,室外換熱器605出口為低溫低壓的氣體。室外換熱器605出口與第二膨脹開關閥606相連,此時第二膨脹開關閥606起開關閥的作用,僅作為一個流道流過。第一開關閥622打開,第二開關閥623關閉,這樣,第一支路620導通,第二支路621截止,從第二膨脹開關閥606出來的制冷劑為低溫低壓的氣體。但是由于低溫環(huán)境的影響,制冷劑從第二膨脹開關閥606出來后產(chǎn)生過冷過低溫的氣態(tài)制冷劑。與此同時,第四節(jié)流支路截止,第三節(jié)流支路導通,室內(nèi)冷凝器601的出口的中溫高壓的 液體經(jīng)過第一節(jié)流元件626的節(jié)流作用變成中溫低壓的氣液兩態(tài)制冷劑,該氣液兩態(tài)制冷劑與上述的過冷過低溫的氣態(tài)制冷劑合流進行熱交換,從而可以在低溫環(huán)境下提高壓縮機604的吸氣量、吸氣溫度、排氣溫度,從而增加室內(nèi)冷凝器601換熱量,可以提高采暖舒適性、系統(tǒng)能效和壓縮機效率。合流后的氣液兩態(tài)制冷劑流向氣液分離器611,把未蒸發(fā)完的液體通過氣液分離器611分離,最后低溫低壓的氣體回到壓縮機604中,由此形成一個循環(huán)。
基于現(xiàn)有的hvac的風箱設計,如果想要控制風經(jīng)過室內(nèi)冷凝器601,那么風首先要經(jīng)過室內(nèi)蒸發(fā)器602之后才能進入室內(nèi)冷凝器601。但是在采暖模式下室內(nèi)蒸發(fā)器602中不能進行熱交換,因此,導通第一支路620,截止第二支路621,使得室內(nèi)蒸發(fā)器602被短接,即便是風流經(jīng)室內(nèi)蒸發(fā)器602,制冷劑溫度也不會受到影響。
模式四:常溫采暖模式。在系統(tǒng)處于該模式下時,整個系統(tǒng)形成一個常溫采暖循環(huán)系統(tǒng)。如圖4a和圖4b所示,在該模式下,整個系統(tǒng)類似于低溫采暖模式下的系統(tǒng),區(qū)別在于,在該模式下,第三節(jié)流支路和第四節(jié)流支路均為截止狀態(tài)。這是因為在常溫下,制冷劑流經(jīng)第二膨脹開關閥606后不會產(chǎn)生過冷過低溫的氣態(tài)制冷劑,從而不需要第三節(jié)流支路的節(jié)流作用,這樣可以減小不必要的能源浪費,并且可以提高系統(tǒng)的工作效率。
模式五:室外換熱器除霜模式。如圖4a和圖4b所示,首先,壓縮機604經(jīng)過壓縮排出高溫高壓的氣體,與室內(nèi)冷凝器601相連。此時,室內(nèi)冷凝器601僅作為流道流過,室內(nèi)冷凝器601出口仍為高溫高壓的氣體。室內(nèi)冷凝器601出口與第一膨脹開關閥603相連,此時第一膨脹開關閥603起開關閥作用,僅作為流道流過,此時第一膨脹開關閥603出口仍為高溫高壓的氣體。第一膨脹開關閥603出口與室外換熱器605相連,室外換熱器605與室外空氣換熱,把熱量散發(fā)到空氣中,室外換熱器605出口為中溫高壓的液體。室外換熱器605出口與第二膨脹開關閥606相連,此時第二膨脹開關閥 606起膨脹閥的作用,作為節(jié)流元件起到節(jié)流作用,其出口為低溫低壓液體。第二膨脹開關閥606開度可以根據(jù)實際需求給予一定的開度,此開度可以根據(jù)安裝在室內(nèi)蒸發(fā)器602的出口與氣液分離器611的入口之間的壓力-溫度傳感器的壓力和溫度采集數(shù)據(jù)計算蒸發(fā)器出口制冷劑過熱度來調(diào)節(jié)。第一開關閥622關閉,第二開關閥623打開,這樣,第一支路620截止,第二支路621導通。從第二膨脹開關閥606出來的低溫低壓液體可以進入室內(nèi)蒸發(fā)器602進行蒸發(fā),室內(nèi)蒸發(fā)器602的出口為低溫低壓的氣液兩相制冷劑。室內(nèi)蒸發(fā)器602與氣液分離器611相連,把未蒸發(fā)完的液體通過氣液分離器611分離,最后低溫低壓的氣體回到壓縮機604中,由此形成一個循環(huán)。此時,第三節(jié)流支路和第四節(jié)流支路均處在截止狀態(tài)。另外,此時hvac總成600可不開風。
還需要說明的是,室外換熱器除霜模式不限于上述的實施方式,例如,在另一種實施方式中,該模式下,在除霜的同時還需要對車內(nèi)進行采暖,此時,壓縮機604出來的高溫高壓的制冷劑氣體經(jīng)過室內(nèi)冷凝器601可以變成中溫高壓的氣液兩態(tài)制冷劑,該中溫高壓的氣液兩態(tài)制冷劑流經(jīng)僅作為流道的第一膨脹開關閥603,進入室外換熱器605進行換熱。室外換熱器605的出口為低溫中壓的氣液兩態(tài)制冷劑,該低溫中壓的氣液兩態(tài)制冷劑經(jīng)過第二膨脹開關閥606的節(jié)流作用變成低溫低壓的氣液兩態(tài)制冷劑。此時可以打開第一開關閥622,關閉第二開關閥623,這樣,第一支路620導通,第二支路621截止。從第二膨脹開關閥606出來的低溫低壓氣液兩態(tài)制冷劑經(jīng)由第一支路620進入到氣液分離器611中,把未蒸發(fā)完的液體通過氣液分離器611分離,最后低溫低壓的氣體回到壓縮機604中,由此形成一個循環(huán)。
綜上所述,本發(fā)明提供的熱泵空調(diào)系統(tǒng),在不改變制冷劑循環(huán)方向的情況下即可實現(xiàn)汽車空調(diào)系統(tǒng)制冷和制熱、室外側(cè)換熱器除霜功能,且能滿足同時制冷采暖的需求。在室外換熱器旁通除霜過程中,仍能滿足車內(nèi)采暖需 求。此外,在系統(tǒng)中加入多條節(jié)流支路使得系統(tǒng)在高溫下具有良好的制冷效果,在低溫下具有良好的采暖效果,同時具有良好的除霜效果。此外,由于本發(fā)明的熱泵空調(diào)系統(tǒng)僅采用一個室外換熱器,因此能夠減小汽車前端模塊的風阻,解決了無發(fā)動機余熱循環(huán)系統(tǒng)的純電動車或混合動力車使用純電動模式的汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)采暖能效低、無法滿足除霜除霧法規(guī)要求、安裝復雜等問題,達到降低能耗、簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu),方便管路布置的效果。本發(fā)明提供的熱泵空調(diào)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單的特點,因此易于批量生產(chǎn)。
在低溫采暖模式、以及常溫采暖模式下,為了提高采暖能力,優(yōu)選地,如圖5a和圖5b所示,在整個熱泵空調(diào)系統(tǒng)中設置了板式換熱器612,該板式換熱器612同時也被設置在電動汽車的電機冷卻系統(tǒng)中。這樣,可以利用電機冷卻系統(tǒng)的余熱給空調(diào)系統(tǒng)制冷劑加熱,從而可提高壓縮機604的吸氣溫度和吸氣量。
例如,如圖5a所示,在熱泵空調(diào)系統(tǒng)采用第二膨脹閥609和第六開關閥610的實施方式中,板式換熱器612可以如圖5a所示設置在第二通流支路中。例如,在一種實施方式中,板式換熱器612的制冷劑入口612a與室外換熱器605的出口連通,板式換熱器612的制冷劑出口612b與第六開關閥610的入口連通?;蛘?,在另一種實施方式中(未示出),板式換熱器612的制冷劑入口612a也可以與第六開關閥610的出口連通,板式換熱器612的制冷劑出口612b與選擇性導通或截止的第一支路620的第一端連通且與選擇性導通或截止的第二支路621的第一端連通。
與此同時,板式換熱器612同時設置在電機冷卻系統(tǒng)中。如圖5a所示,電機冷卻系統(tǒng)可以包括與板式換熱器612串聯(lián)以形成回路的電機、電機散熱器613和水泵614。這樣,制冷劑能夠通過板式換熱器612與電機冷卻系統(tǒng)中的冷卻液進行熱交換。制冷劑經(jīng)過第六開關閥610和第一開關閥622后,回到壓縮機604中。
或者,如圖5b所示,在熱泵空調(diào)系統(tǒng)采用第二膨脹開關閥606的實施方式中,板式換熱器612的制冷劑入口612a與第二膨脹開關閥606的出口連通,板式換熱器612的制冷劑出口612b與選擇性導通或截止的第一支路620的第一端連通且與選擇性導通或截止的第二支路621的第一端連通,并且板式換熱器612同時設置在電動汽車的電機冷卻系統(tǒng)中。這樣,制冷劑能夠通過板式換熱器612與電機冷卻系統(tǒng)中的冷卻液進行熱交換。制冷劑經(jīng)過第一開關閥622后,回到壓縮機604中。
通過板式換熱器612,可以提高空調(diào)系統(tǒng)在低溫采暖模式、以及常溫采暖模式下的采暖能力。
不過,在圖5b所示的熱泵空調(diào)系統(tǒng)采用第二膨脹開關閥606的實施方式中,為了避免在高溫制冷模式和室外換熱器除霜模式下進行制冷劑的加熱,可以采用閥門來控制是否在板式換熱器612中進行熱交換。具體地,電機冷卻系統(tǒng)可以包括冷卻液干路616、第一冷卻液支路617和第二冷卻液支路618,其中,冷卻液干路616的第一端選擇性地與第一冷卻液支路617的第一端或第二冷卻液支路618的第一端連通。例如,在一個實施方式中,冷卻液干路616的第一端可以與第二三通閥615的進口615a連通,第一冷卻液支路617的第一端可以與第二三通閥615的第一出口615b連通,第二冷卻液支路618的第一端可以與第二三通閥615的第二出口615c連通,由此,通過該第二三通閥615,可以控制冷卻液干路616的第一端選擇性地與第一冷卻液支路617的第一端或第二冷卻液支路618的第一端連通。此外,如圖5b所示,第一冷卻液支路617的第二端與冷卻液干路616的第二端連通,并且第二冷卻液支路618的第二端也與冷卻液干路616的第二端連通,其中,在冷卻液干路616上串聯(lián)有電機、電機散熱器613和水泵614,在第一冷卻液支路617上串聯(lián)有板式換熱器612。
這樣,當空調(diào)系統(tǒng)工作在低溫采暖模式或常溫采暖模式下時,此時為了 提高采暖能力,需要在板式換熱器612中對制冷劑進行加熱。因此,在這種情況下,可以通過控制第二三通閥615使得第一冷卻液支路617導通,由此,電機冷卻系統(tǒng)中的冷卻液流經(jīng)板式換熱器612,此時,可以實現(xiàn)與制冷劑的熱交換。然而,當系統(tǒng)工作在高溫制冷模式、常溫制冷模式或室外換熱器除霜模式下時,此時不需要在板式換熱器612中對制冷劑進行加熱。因此,在這種情況下,可以通過控制第二三通閥615使得第二冷卻液支路618導通,由此,電機冷卻系統(tǒng)中的冷卻液不流經(jīng)板式換熱器612,板式換熱器612僅僅作為制冷劑的流道流過。
在本發(fā)明提供的熱泵空調(diào)系統(tǒng)中,可使用r134a、r410a、r32、r290等各種制冷劑,優(yōu)先選用中高溫制冷劑。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示,熱泵空調(diào)系統(tǒng)還可以包括ptc加熱器619,該ptc加熱器619用于對流經(jīng)室內(nèi)冷凝器601的風進行加熱。
在本發(fā)明中,ptc加熱器619可以為高壓ptc(由整車高壓電池驅(qū)動),電壓范圍:200v-900v。或者,ptc加熱器619也可以為低壓ptc(12v或24v蓄電池驅(qū)動),電壓范圍:9v-32v。另外,此ptc加熱器619可以是由幾條或幾塊ptc陶瓷片模塊及散熱翅片組成的一個完整的芯體,也可以為帶散熱翅片的條狀或塊狀的ptc陶瓷片模塊。
在本發(fā)明中,該ptc加熱器619可以布置在室內(nèi)冷凝器601的迎風側(cè)或背風側(cè)。并且,為了提高對流經(jīng)室內(nèi)冷凝器601的風的加熱效果,該ptc加熱器619可以與室內(nèi)冷凝器601平行設置。在其他實施方式中,該ptc加熱器619也可以布置在hvac總成600的箱體的吹腳風口及除霜風口處,還可以布置在除霜風道的風口處。
如果將ptc加熱器619布置在箱體內(nèi)室內(nèi)冷凝器601的迎風側(cè)或背風側(cè),與室內(nèi)冷凝器601平行布置,可在箱體殼體上挖槽,ptc加熱器619垂 直插入放進箱體,也可以在室內(nèi)冷凝器601邊板上焊接支架,ptc加熱器619通過螺釘固定在室內(nèi)冷凝器601的支架上。如果將ptc加熱器619布置在箱體的吹腳風口及除霜風口處,或布置在除霜風道的風口處,可通過螺釘直接固定在箱體出風口及風道口的風口處。
通過這一實施方式,當車外溫度過低,熱泵低溫采暖的制熱量不滿足車內(nèi)需求時,可運行ptc加熱器619輔助制熱采暖,由此可以消除熱泵空調(diào)系統(tǒng)低溫制熱時制熱量小,整車除霜除霧慢,采暖效果不佳等缺陷。
如上所述,在本發(fā)明中,膨脹開關閥是同時具有膨脹閥功能和開關閥功能的閥門,可以將其視為是開關閥與膨脹閥的集成。在下文中將提供一種膨脹開關閥的示例實施方式。
如圖7所示,上文提及的膨脹開關閥可以包括閥體500,其中,該閥體500上形成有進口501、出口502以及連通在進口501和出口502之間的內(nèi)部流道,內(nèi)部流道上安裝有第一閥芯503和第二閥芯504,第一閥芯503使得進口501和出口502直接連通或斷開連通,第二閥芯504使得進口501和出口502通過節(jié)流口505連通或斷開連通。
其中,第一閥芯所實現(xiàn)的“直接連通”是指從閥體500的進口501進入的冷卻劑可以越過第一閥芯而通過內(nèi)部流道不受影響地直接流到閥體500的出口502,第一閥芯所實現(xiàn)的“斷開連通”是指從閥體500的進口501進入的冷卻劑無法越過第一閥芯而不能通過內(nèi)部流道流向閥體500的出口502。第二閥芯所實現(xiàn)的“通過節(jié)流口連通”是指從閥體500的進口501進入的冷卻劑可以越過第二閥芯而通過節(jié)流口的節(jié)流后流到閥體500的出口502,而第二閥芯所實現(xiàn)的“斷開連通”是指從閥體500的進口501進入的冷卻劑無法越過第二閥芯而不能通過節(jié)流口505流到閥體500的出口502。
這樣,通過對第一閥芯和第二閥芯的控制,本發(fā)明的膨脹開關閥可以使得從進口501進入的冷卻劑至少實現(xiàn)三種狀態(tài)。即,1)截止狀態(tài);2)越過 第一閥芯503的直接連通狀態(tài);以及3)越過第二閥芯504的節(jié)流連通方式。
其中,高溫高壓的液態(tài)制冷劑再經(jīng)過節(jié)流口505節(jié)流后,可以成為低溫低壓的霧狀的液壓制冷劑,可以為制冷劑的蒸發(fā)創(chuàng)造條件,即節(jié)流口505的橫截面積小于出口504的橫截面積,并且通過控制第二閥芯,節(jié)流口505的開度大小可以調(diào)節(jié),以控制流經(jīng)節(jié)流口505的流量,防止因制冷劑過少產(chǎn)生的制冷不足,以及防止因制冷劑過多而使得壓縮機產(chǎn)生液擊現(xiàn)象。即,第二閥芯504和閥體500的配合可以使得膨脹開關閥具有膨脹閥的功能。
這樣,通過在同一閥體500的內(nèi)部流道上安裝第一閥芯503和第二閥芯504,以實現(xiàn)進口501和出口502的通斷控制和/或節(jié)流控制功能,結(jié)構(gòu)簡單,易于生產(chǎn)和安裝,且當本發(fā)明提供的膨脹開關閥應用于熱泵系統(tǒng)時,可以減少整個熱泵系統(tǒng)的制冷劑充注量,降低成本,簡化管路連接,更利于熱泵系統(tǒng)的回油。
作為閥體500的一種示例性的內(nèi)部安裝結(jié)構(gòu),如圖7至圖12所示,閥體500包括形成內(nèi)部流道的閥座510和安裝在該閥座510上的第一閥殼511和第二閥殼512,第一閥殼511內(nèi)安裝有用于驅(qū)動第一閥芯503的第一電磁驅(qū)動部521,第二閥殼512內(nèi)安裝有用于驅(qū)動第二閥芯504的第二電磁驅(qū)動部522,第一閥芯503從第一閥殼511延伸至閥座510內(nèi)的內(nèi)部流道,第二閥芯504從第二閥殼512延伸至閥座510內(nèi)的內(nèi)部流道。
其中,通過對第一電磁驅(qū)動部521,如,電磁線圈,的通斷電的控制能夠方便地控制第一閥芯503的位置,進而控制進口501和出口502直接連通或斷開連通;通過對第二電磁驅(qū)動部522,如,電磁線圈,的通斷電的控制能夠方便地控制第二閥芯504的位置,從而控制進口501和出口502是否與節(jié)流口505連通。換言之,閥體500內(nèi)并聯(lián)安裝有共有進口501和出口502的電子膨脹閥和電磁閥,因而能夠?qū)崿F(xiàn)膨脹開關閥的通斷和/或節(jié)流的自動化控制,且簡化管路走向。
為充分利用膨脹開關閥的各個方向的空間位置,避免膨脹開關閥和不同管路連接產(chǎn)生干涉,閥座510形成為多面體結(jié)構(gòu),第一閥殼511、第二閥殼512、進口501和出口502分別設置在該多面體結(jié)構(gòu)的不同表面上,其中,第一閥殼511和第二閥殼512的安裝方向相互垂直,進口501和出口502的開口方向相互垂直。這樣,可以將進口、出口管路連接在多面體結(jié)構(gòu)的不同表面上,能夠避免管路布置凌亂、糾纏的問題。
作為膨脹開關閥的一種典型的內(nèi)部結(jié)構(gòu),如圖7至圖10所示,內(nèi)部流道包括分別與進口501連通的第一流道506和第二流道507,第一流道506上形成有與第一閥芯503配合的第一閥口516,節(jié)流口505形成在第二流道507上以形成為與第二閥芯504配合的第二閥口517,第一流道506和第二流道507交匯于第二閥口517的下游并與出口502連通。
即,通過變換第一閥芯503的位置來實現(xiàn)對第一閥口516的關閉或打開,進而控制連通進口501和出口502的第一流道506的截斷或?qū)?,從而可以實現(xiàn)上文描述的電磁閥的連通或斷開連通的功能。同樣地,通過變換第二閥芯504的位置來實現(xiàn)對第二閥口517的截斷或?qū)ǎ瑥亩梢詫崿F(xiàn)電子膨脹閥的節(jié)流功能。
第一流道506和第二流道507可以以任意合適的布置方式分別連通進口501和出口502,為減少閥體500的整體占用空間,如圖11所示,第二流道507與出口502同向開設,第一流道506形成為與第二流道507相互垂直的第一通孔526,進口501通過開設在第二流道507側(cè)壁上的第二通孔527與第二流道507連通,第一通孔526和第二通孔527與進口501分別連通。其中,第一通孔526可以與第二通孔527在空間垂直設置或者平行設置,本發(fā)明對此不作限制,均屬于本發(fā)明的保護范圍之中。
為進一步簡化閥體500的整體占用空間,如圖14至圖17所示,進口501與出口502相互垂直地開設在閥體500上。這樣,如圖14至圖16所示,進 口501的軸線、出口502的軸線(即第二流道507的軸線),和第一流道506的軸線在空間兩兩垂直地布置,從而防止第一閥芯503和第二閥芯504的移動產(chǎn)生干涉,且能夠最大化地利用閥體500的內(nèi)部空間。
如圖10和圖11所示,為便于實現(xiàn)第一閥口516的關閉和打開,第一閥芯503沿移動方向與第一閥口516同軸布設以可選擇地封堵或脫離第一閥口516。
為便于實現(xiàn)第二閥口517的關閉和打開,第二閥芯504沿移動方向與第二閥口517同軸布設以可選擇地封堵或脫離第二閥口517。
其中,如圖13所示,為保證第一閥芯503對第一流道506堵塞的可靠性,第一閥芯503可以包括第一閥桿513和連接在該第一閥桿513端部的第一堵頭523,該第一堵頭523用于密封壓靠在第一閥口516的端面上以封堵第一流道506。
為便于調(diào)節(jié)膨脹開關閥的節(jié)流口505的開度大小,如圖10和圖11所示,第二閥芯504包括第二閥桿514,該第二閥桿514的端部形成為錐形頭結(jié)構(gòu),第二閥口517形成為與該錐形頭結(jié)構(gòu)相配合的錐形孔結(jié)構(gòu)。
其中,膨脹開關閥的節(jié)流口505開度可以通過第二閥芯504的上下移動來調(diào)節(jié),而第二閥芯504的上下移動可以通過第二電磁驅(qū)動部522來調(diào)節(jié)。若膨脹開關閥的節(jié)流口505的開度為零,如圖10所示,第二閥芯504處于最低位置,第二閥芯504封堵第二閥口517,制冷劑完全不能通過節(jié)流口505,即第二閥口517;若膨脹開關閥節(jié)流口505具有開度,如圖11所示,第二閥芯504的端部的錐形頭結(jié)構(gòu)與節(jié)流口505之間具有空隙,制冷劑節(jié)流后再流至出口502。若需要增加膨脹開關閥的節(jié)流開度時,可以通過控制第二電磁驅(qū)動部522,使得第二閥芯504向上移動,以使得錐形頭結(jié)構(gòu)遠離節(jié)流口505,從而實現(xiàn)節(jié)流口505開度的變大;相反,當需要減少膨脹開關閥的節(jié)流口505的開度時,可以驅(qū)使第二閥芯504相下移動即可。
使用時,當只需要使用膨脹開關閥的電磁閥功能時,如圖10、圖13和圖16所示,第一閥芯503脫離第一閥口516,第一閥口516處于打開狀態(tài),第二閥芯504處于最低位置,第二閥芯504將節(jié)流孔505封堵上,從進口501流入至內(nèi)部流道的制冷劑完全不能通過節(jié)流孔505,只能依次通過第一閥口516、第一通孔526流入至出口502中。當電磁閥斷電,第一閥芯503向左移動,第一堵頭523和第一閥口516分離,制冷劑可以從第一通孔526中通過;當電磁閥通電,第一閥芯503向右移動,第一堵頭523和第一閥口516貼合,制冷劑無法從第一通孔526中通過。
需要說明的是,圖10和圖16中的帶箭頭的虛線代表制冷劑在使用電磁閥功能時的流通路線以及走向。
當只需要使用膨脹開關閥的電子膨脹閥功能時,如圖11和圖17所示,第二閥口517,即節(jié)流口505處于打開狀態(tài),第一閥芯503封堵第一閥口516,從進口501流入至內(nèi)部流道的制冷劑無法通過第一通孔526,只能依次通過第二通孔527、節(jié)流口505流入至出口502中,并且可以上下移動第二閥芯504來調(diào)節(jié)節(jié)流口505的開度的大小。
需要說明的是,圖11和圖17中的帶箭頭的虛線代表制冷劑在使用電子膨脹閥功能時的流通路線以及走向。
當需要同時使用膨脹開關閥的電磁閥功能和電子膨脹閥功能時,如圖8、圖14和圖15所示,其中,帶箭頭的虛線代表制冷劑的流動路線以及走向,第一閥芯503脫離第一閥口516,第一閥口516處于打開狀態(tài),節(jié)流口505處于打開狀態(tài),流入至內(nèi)部流道的制冷劑可以分別沿第一流道506和第二流道507流向出口502,從而同時具有電磁閥功能和電子膨脹閥功能。
應當理解的是,上述實施方式僅僅作為膨脹開關閥的其中一種示例,并且并不用于限制本發(fā)明,其他同時具有膨脹閥功能和開關閥功能的膨脹開關閥同樣適用于本發(fā)明。
本發(fā)明還提供一種電動汽車,包括根據(jù)本發(fā)明提供的上述熱泵空調(diào)系統(tǒng)。其中,該電動汽車可以包括純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車。
以上結(jié)合附圖詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,但是,本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié),在本發(fā)明的技術構(gòu)思范圍內(nèi),可以對本發(fā)明的技術方案進行多種簡單變型,這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。
另外需要說明的是,在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征,在不矛盾的情況下,可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復,本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。
此外,本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合,只要其不違背本發(fā)明的思想,其同樣應當視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。