本發(fā)明屬于汽車空調，涉及一種基于混風的多溫區(qū)送風汽車空調及其控制方法。

背景技術：

1、由于當下燃油車大量使用所帶來的環(huán)境污染、化石能源短缺的問題，電動汽車的使用和推廣是推動節(jié)能減排，實現“雙碳”目標的有力抓手。由于電動汽車采用蓄電池為動力來源，沒有發(fā)動機余熱可供利用，因此獨立的熱泵空調系統成為電動汽車中不可或缺的一部分。

2、普通的空調系統采用單一送風，對于車廂各送風口其送風參數均為一致，這樣的送風風路結構簡單，使用穩(wěn)定可靠。然而，從乘員熱舒適性的角度考慮，由于車廂熱環(huán)境的不均勻性，以及不同乘客生理上對熱環(huán)境舒適性要求的差異性，對于不同區(qū)域的送風口，采用各自獨立的送風參數進行送風，已成為實現車廂乘員各自達到熱舒適，提高乘客總體熱舒適水平，實現送風精細化控制的必需品。通過采用汽車空調多溫度送風分區(qū)送風控制，可以對不同乘客乘坐區(qū)域進行不同的送風，從而達到不同的熱環(huán)境，更好地適應不同乘客對熱舒適的差異化需求。

3、目前，汽車空調多溫度送風的實現主要通過送風再熱的形式，即室內換熱器出口的風，在送入各區(qū)域之前，各自進行適當的加熱，從而將送風風溫控制在所需要的程度。這種方法雖然能夠實現多溫度送風調節(jié)，控制相對也較為精確，但先冷卻后加熱的形式存在著顯著的冷量浪費，從而使得整個分區(qū)送風空調的效率降低。

4、因此，為在實現分區(qū)送風的基礎上提高能量利用效率，盡量減少能量浪費，需要對空調送風形式進行改進。

技術實現思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于混風的多溫區(qū)送風汽車空調及其控制方法，以解決現有技術中汽車空調多溫度送風的實現主要通過送風再熱的形式，存在能量浪費且能量利用效率低的技術問題。

2、為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案予以實現：

3、第一方面，本技術提供一種基于混風的多溫區(qū)送風汽車空調，包括通過管路連接的變頻壓縮機、室外換熱器、回熱器、節(jié)流裝置、第一室內換熱器、第二室內換熱器、四通換向閥和儲液器；所述四通換向閥的四個接口分別與所述變頻壓縮機、所述室外換熱器、所述回熱器和所述儲液器連接；室外換熱器和回熱器還通過管道直接連接；所述變頻壓縮機的入口還通過管道直接連接儲液器的出口；回熱器分別連接節(jié)流裝置和第二室內換熱器，節(jié)流裝置出口連接第一室內換熱器；第二室內換熱器的入口處設置有風機；所述風機產生的風能夠依次流經第二室內換熱器和第一室內換熱器并送入空調送風口；所述空調送風口具有若干個，均與第二室內換熱器的入風口管道、第二室內換熱器的出風口管道和第一室內換熱器的出風口管道連通；所述風機、變頻壓縮機和四通換向閥均連接至電控單元。

4、進一步地，所述空調送風口包括第一送風口、第二送風口和第三送風口；風機產生的風一部分進入第二室內換熱器，另一部分通過第一風門流向空調送風口；所述流向空調送風口的風經過第六風門分流，一部分進入第三送風口，另一部分流向第二送風口；所述進入第二室內換熱器的風換熱后從第二室內換熱器的出風口流出，一部分進入第一室內換熱器，另一部分通過第二風門流入空調送風口；所述流入空調送風口的風經過第五風門分流，一部分進入第三送風口，另一部分流向第二送風口；所述進入第一室內換熱器的風換熱后從第一室內換熱器的出風口流出，一部分直接進入第一送風口，另一部分通過第三風門流向第二送風口和第三送風口，并在分流處設置第四風門控制流入第二送風口和第三送風口的具體風量；所述第一風門、第二風門、第三風門、第四風門、第五風門和第六風門均連接至電控單元。

5、進一步地，所述第二室內換熱器的入風口處安裝有第一溫度傳感器；第二室內換熱器的出風口處安裝有第二溫度傳感器；第一室內換熱器的出風口處安裝有第三溫度傳感器；第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和第三溫度傳感器均連接至電控單元。

6、進一步地，所述第一送風口處安裝有第四溫度傳感器；第二送風口處安裝有第五溫度傳感器。

7、進一步地，所述第三送風口處安裝有第六溫度傳感器；第四溫度傳感器、第五溫度傳感器和第六溫度傳感器均連接至電控單元。

8、進一步地，所述電控單元還連接有控制面板；所述控制面板用于輸入各區(qū)域送風風量及送風溫度設定值信號，并傳遞給電控單元。

9、進一步地，所述風機為變頻風機。

10、第二方面，本發(fā)明提供一種上述的基于混風的多溫區(qū)送風汽車空調的控制方法，包括以下步驟：

11、通過所述控制面板讀取用戶輸入各區(qū)域目標溫度、各區(qū)域送風風量，并發(fā)送至所述電控單元；電控單元接收溫度傳感器信號，計算每路送風所需各段溫度送風的風量，根據所得風量比例控制第一風門、第二風門和第三風門的開度，從而在第二室內換熱器進口、第二室內換熱器出口和第一室內換熱器出口段控制各溫度出風分流比，根據各區(qū)域送風所需各段溫度送風風量，控制第四風門、第五風門和第六風門的開度，從而控制各溫度送風分割比，將分割好的各溫度送風按比例在各送風口混合，從而實現不同溫度及風量的送風。

12、進一步地，所述風量比例的計算包括以下步驟：

13、對于每一路送至乘員艙的送風，電控單元接受控制面板關于該路送風風量qi及送風溫度設定值ti信號，并接收溫度傳感器信號，得到第二室內換熱器進口風溫tin、第二室內換熱器出口風溫tmid和第一室內換熱器出口風溫tout，比較該路送風溫度設定值ti與tin、tout和tmid的關系，計算得到需要每段換熱器進出口風的比例；

14、當系統為制冷模式時：

15、

16、式中，x1及x2分別為溫度高于ti及溫度低于ti的兩項混風的比例；

17、當系統為制熱模式時：

18、

19、式中，x1及x2分別為溫度高于ti及溫度低于ti的兩項混風的比例；

20、將得到的混風比例乘以該路送風風量qi，確定需要每段換熱器進出口風風量，具體計算公式為：

21、

22、式中，qin,i為第二室內換熱器進口風量；qmid,i為第二室內換熱器出口風量；第一室內換熱器出口風量。

23、進一步地，所述第一風門、第二風門、第三風門、第四風門、第五風門和第六風門開度的計算方法為：

24、根據所需的第二室內換熱器進口風占總風量的比例，確定第一風門的開度d1，具體計算公式為：

25、

26、根據所需的第一換熱器出口風及第二室內換熱器出口風占總風量的比例，確定第二風門的開度d2，具體計算公式為：

27、

28、根據第一送風口處送風所需的第一換熱器出口風風量占第一換熱器出口風總風量比例，確定第三風門的開度d3，具體計算公式為：

29、

30、式中，qout,1為第一送風口處送風所需的第一換熱器出口風風量；

31、根據第二送風口處送風及第三送風口處送風所需的第一換熱器出口風總風量比例，確定第四風門的開度d4，具體計算公式為：

32、

33、式中，qout,2為第二送風口處送風所需的第一換熱器出口風風量；qout,3為第三送風口處送風所需的第一換熱器出口風風量；

34、根據第二送風口處送風及第三送風口處送風所需的第二室內換熱器出口風風量比例，確定第五風門的開度d5，具體計算公式為：

35、

36、式中，qmid,2為第二送風口處送風所需的第二換熱器出口風風量；qmid,3為第三送風口處送風所需的第二換熱器出口風風量；

37、根據第二送風口處送風及第三送風口處送風所需的第二室內換熱器進口風風量比例，確定第六風門的開度d6，具體計算公式為：

38、

39、式中，qin,2為第二送風口處送風所需的第二換熱器進口風風量；qin,3為第三送風口處送風所需的第二換熱器進口風風量。

40、與現有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

41、本發(fā)明公開了一種基于混風的多溫區(qū)送風汽車空調及其控制方法，風機產生的風能夠依次流經第二室內換熱器和第一室內換熱器，并通過多個空調送風口送入車內。兩個室內換熱器可以獨立調節(jié)溫度，能夠根據不同乘客的需求，提供不同溫度的風；第一室內換熱器出口風溫目標值，制冷模式下，為各區(qū)域送風風溫最小值；制熱模式下，為各區(qū)域送風風溫最大值。本發(fā)明通過雙換熱器結構，在換熱器入口、出口、中間段得到三種不同溫度送風；通過控制各個風道內各風門開度，將各溫度送風以不同比例混合，從而實現多溫度送風；省去了二次加熱過程，使制冷系統冷量與送風所需冷量匹配，從而提高了能量利用效率，減少了能量浪費。本發(fā)明所提供的電動汽車分區(qū)空調送風系統在典型工況下計算分析，與采用電加熱相比，其能耗在相同條件下能降低約15％～35％，具有顯著的經濟效益和環(huán)保效益，為環(huán)境保護、緩解化石能源危機以及實現碳達峰、碳中和做出了顯著貢獻。