帶經(jīng)濟(jì)器的電動(dòng)汽車空調(diào)熱泵系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶經(jīng)濟(jì)器的電動(dòng)汽車空調(diào)熱泵系統(tǒng)，其特征是在系統(tǒng)中分別設(shè)置第一四通換向閥和第二四通換向閥作為制冷劑流路切換閥組；在干燥過濾器的出口端一側(cè)分別設(shè)置有主回路和輔助回路；主回路為自干燥過濾器的出口端起依次連接的是經(jīng)濟(jì)器、儲(chǔ)液器和主電子膨脹閥；輔助回路為自干燥過濾器的出口端起依次連接的是第三電磁閥、補(bǔ)氣電子膨脹閥、經(jīng)濟(jì)器、截止閥，至壓縮機(jī)的補(bǔ)氣口。本發(fā)明通過有效設(shè)置系統(tǒng)制冷工況下的運(yùn)行方式和系統(tǒng)熱泵工況下的運(yùn)行方式，有效提高系統(tǒng)的供熱量與制冷量，增加循環(huán)經(jīng)濟(jì)性。
【專利說明】帶經(jīng)濟(jì)器的電動(dòng)汽車空調(diào)熱累系統(tǒng)
[0001] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?2014106196580,申請(qǐng)日為20141105,發(fā)明名稱為:帶經(jīng)濟(jì)器的 電動(dòng)汽車空調(diào)熱累系統(tǒng)及其控制方法，
【申請(qǐng)人】為合肥工業(yè)大學(xué)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明設(shè)及一種電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)，尤其設(shè)及一種附帶經(jīng)濟(jì)器的電動(dòng)汽車空調(diào)熱 累系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 當(dāng)今社會(huì)對(duì)能源的需求越來越大，全球能源危機(jī)日益加劇。所W，節(jié)能環(huán)保的電動(dòng) 汽車已成為未來汽車產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展方向。而作為汽車舒適性指標(biāo)之一的空調(diào)性能也已成為 現(xiàn)代汽車消費(fèi)者的基本要求。
[0004] 就目前而言，電動(dòng)汽車供熱主要是使用PTC材料加熱技術(shù)，但其能耗較高，對(duì)汽車 的續(xù)航能力產(chǎn)生較大的影響，因此，該技術(shù)不是最有效的解決方法?？諝庠礋崂劭照{(diào)機(jī)組具 有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、節(jié)能環(huán)保、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，因此得到大面積的推廣應(yīng)用。但傳統(tǒng)空氣源熱累 空調(diào)機(jī)組若應(yīng)用在寒冷潮濕地區(qū)冬季供熱，當(dāng)外界溫度很低時(shí)，系統(tǒng)的熱衰減會(huì)很快，制熱 量不足。此外，蒸發(fā)壓力過低會(huì)增加系統(tǒng)的壓縮比，導(dǎo)致排氣溫度升高，此外，車室外換熱器 在低溫工況下容易結(jié)霜，運(yùn)些都會(huì)影響空調(diào)熱累系統(tǒng)的安全與可靠性。
[0005] 經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，目前的電動(dòng)汽車空調(diào)熱累系統(tǒng)通常采用一只四通換 向閥，W及若干只單向閥組合構(gòu)成的單向通道來實(shí)現(xiàn)不同工況之間制冷劑的可切換運(yùn)行。 但是運(yùn)種工質(zhì)流路切換裝置需要使用多種輔助設(shè)備，會(huì)使其管路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度大大增 加，導(dǎo)致系統(tǒng)成本高、可靠性低。
[0006] 如中國專利文獻(xiàn)號(hào)CN103090579A，【公開日】2013年5月8日介紹了一種電動(dòng)汽車用的 熱累空調(diào)系統(tǒng)。此系統(tǒng)主要由室內(nèi)風(fēng)冷換熱器、室外風(fēng)冷換熱器、四個(gè)單向閥構(gòu)成的單向閥 組，一個(gè)帶有補(bǔ)氣口的壓縮機(jī)，節(jié)流元件W及一些輔助設(shè)備構(gòu)成。并在系統(tǒng)中設(shè)有補(bǔ)氣回 路，試圖通過壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)"準(zhǔn)雙級(jí)"壓縮過程，來解決傳統(tǒng)熱累技術(shù)在冬季寒冷地區(qū)低溫工 況下制熱能力不足和壓縮機(jī)排氣溫度過高的問題。但該系統(tǒng)所增設(shè)的補(bǔ)氣回路并沒有提供 具體的措施，來控制補(bǔ)氣循環(huán)的制冷劑流量。就目前現(xiàn)有技術(shù)而言，其控制系統(tǒng)很難滿足系 統(tǒng)主回路與輔助回路的制冷劑流量分配。而且，該技術(shù)并未考慮冬季寒冷潮濕地區(qū)，當(dāng)室外 溫度過低時(shí)，室外換熱器極易出現(xiàn)的結(jié)霜問題所帶來的系統(tǒng)安全與可靠性問題。另外，該系 統(tǒng)采用四只單向閥構(gòu)成的單向閥組與一只四通閥，用來切換不同工況下制冷劑流路，使得 該管路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)際操作困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、 節(jié)能高效帶經(jīng)濟(jì)器的電動(dòng)汽車空調(diào)熱累系統(tǒng)。W提高系統(tǒng)的供熱量與制冷量，增加循環(huán)經(jīng) 濟(jì)性。
[0008] 本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：
[0009] 本發(fā)明帶經(jīng)濟(jì)器的電動(dòng)汽車空調(diào)熱累系統(tǒng)的特點(diǎn)是：
[0010] 在所述系統(tǒng)中分別設(shè)置第一四通換向閥和第二四通換向閥作為制冷劑流路切換 閥組;壓縮機(jī)采用設(shè)有補(bǔ)氣口的全封閉式車用電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)；
[0011] 并聯(lián)設(shè)置室內(nèi)換熱器和除霜換熱器，其并聯(lián)線路的一端與所述第一四通換向閥的 第一端口相連接，并聯(lián)線路的另一端與所述第二四通換向閥的第一端口相連;所述第一四 通換向閥的其它=個(gè)端口分別連接油分離器的出口、氣液分離器的進(jìn)口 W及室外換熱器的 第一端口，所述油分離器的入口與壓縮機(jī)的排氣口相連，所述氣液分離器的出口與壓縮機(jī) 的吸氣口相連;所述第二四通換向閥的其它=個(gè)端口分別與室外換熱器的第二端口、干燥 過濾器W及主電子膨脹閥相連；
[001 ^ 在所述干燥過濾器的出口端一側(cè)分別設(shè)置有主回路和輔助回路；
[0013] 所述主回路為：自干燥過濾器的出口端起依次連接的是經(jīng)濟(jì)器的主回路接口、儲(chǔ) 液器和主電子膨脹閥；
[0014] 所述輔助回路：自干燥過濾器的出口端起依次連接的是第=電磁閥、補(bǔ)氣電子膨 脹閥、經(jīng)濟(jì)器的輔助回路接口、截止閥，至壓縮機(jī)的補(bǔ)氣口。
[0015] 本發(fā)明帶經(jīng)濟(jì)器的電動(dòng)汽車空調(diào)熱累系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于:獨(dú)立設(shè)置補(bǔ)氣回路 流量控制單元，W所述補(bǔ)氣回路流量控制單元的輸出信號(hào)控制所述補(bǔ)氣電子膨脹閥的開 度，至少有四支溫度傳感器為所述補(bǔ)氣回路流量控制單元的信號(hào)輸入端提供溫度檢測(cè)信 號(hào)，所述四支溫度傳感器分別安裝在室內(nèi)換熱器的入口管路和出口管路、經(jīng)濟(jì)器的輔助回 路入口管路，W及室外換熱器的散熱翅片中；
[0016] 所述補(bǔ)氣回路流量控制單元通過四支溫度傳感器的檢測(cè)信號(hào)計(jì)算出系統(tǒng)的蒸發(fā) 壓力化、冷凝壓力化W及中間補(bǔ)氣壓力化，調(diào)節(jié)補(bǔ)氣電子膨脹閥的開度，使得中間補(bǔ)氣壓力 化與最佳中間補(bǔ)氣壓力化,opt相等。
[0017] 本發(fā)明帶經(jīng)濟(jì)器的電動(dòng)汽車空調(diào)熱累系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于:所述除霜換熱器安 置在汽車空調(diào)的送風(fēng)通道外部。
[0018] 本發(fā)明帶經(jīng)濟(jì)器的電動(dòng)汽車空調(diào)熱累系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于:在所述第二四通換 向閥的第一端口與室內(nèi)換熱器之間設(shè)置有第一電磁閥，所述第一電磁閥在熱累與制冷工況 下為開啟狀態(tài)，在除霜工況下為關(guān)閉狀態(tài);在所述第二四通換向閥的第一端口與除霜換熱 器之間設(shè)置有第二電磁閥，所述第二電磁閥僅在除霜工況下為開啟狀態(tài)，其余工況下均為 關(guān)閉狀態(tài)。
[0019] 本發(fā)明帶經(jīng)濟(jì)器的電動(dòng)汽車空調(diào)熱累系統(tǒng)的運(yùn)行方式的特點(diǎn)是設(shè)置系統(tǒng)制冷工 況下的運(yùn)行方式為：
[0020] 設(shè)置制冷模式下的補(bǔ)氣開啟轉(zhuǎn)換溫度T2,當(dāng)室外溫度《T2時(shí)，系統(tǒng)切換為普通制 冷模式;當(dāng)室外溫度>T2時(shí)，系統(tǒng)切換為補(bǔ)氣增洽制冷模式；
[0021] 所述普通制冷模式為:第一電磁閥打開，第二電磁閥和第=電磁閥關(guān)閉，截止閥打 開;第一四通換向閥將油分離器的出口與室外換熱器的第一端口接通，并將氣液分離器的 進(jìn)口通過第一四通換向閥與室內(nèi)換熱器的第一端口接通;第二四通換向閥將室外換熱器的 第二端口與干燥過濾器接通，并將主電子膨脹閥與第一電磁閥接通；
[0022] 所述補(bǔ)氣增洽制冷模式為:第一電磁閥和第=電磁閥打開，第二電磁閥關(guān)閉，截止 閥打開;第一四通換向閥將油分離器的出口與室外換熱器的第一端口接通，并將氣液分離 器的通過第一四通換向閥與室內(nèi)換熱器的第一端口接通;第二四通換向閥將室外換熱器的 第二端口與干燥過濾器接通，并將主電子膨脹閥與第一電磁閥接通；
[0023] 本發(fā)明帶經(jīng)濟(jì)器的電動(dòng)汽車空調(diào)熱累系統(tǒng)的運(yùn)行方式，其特點(diǎn)是設(shè)置系統(tǒng)熱累工 況下的運(yùn)行方式為：
[0024] 設(shè)置制熱模式下的補(bǔ)氣開啟轉(zhuǎn)換溫度Tl,在室外溫度>T1時(shí)，系統(tǒng)切換為普通制 熱模式;在室外溫度<T1時(shí)，系統(tǒng)切換為補(bǔ)氣增洽制熱模式；
[0025] 所述普通制熱模式為:第一電磁閥打開，第二電磁閥和第=電磁閥關(guān)閉，截止閥打 開。第一四通換向閥將油分離器的出口通過第一四通換向閥的第一端口與室內(nèi)換熱器接 通，并將氣液分離器的進(jìn)口與室外換熱器的第一端口接通;第二四通換向閥將干燥過濾器 與第一電磁閥接通，并將主電子膨脹閥與室外換熱器的第二端口接通；
[0026] 所述補(bǔ)氣增洽制熱模式為:第一電磁閥和第=電磁閥打開，第二電磁閥關(guān)閉，截止 閥打開。第一四通換向閥將油分離器的出口與室內(nèi)換熱器的第二端口接通，并將氣液分離 器的進(jìn)口與室外換熱器的第一端口接通；第二四通換向閥將干燥過濾器與第一電磁閥接 通，并將主電子膨脹閥與室外換熱器的第二端口接通；
[0027] 設(shè)置除霜模式為:第二電磁閥打開，第一電磁閥和第=電磁閥關(guān)閉，截止閥打開； 第一四通換向閥將油分離器的出口與室外換熱器的第一端口接通，并將氣液分離器的進(jìn)口 通過第一四通換向閥的第一端口與室內(nèi)換熱器接通;第二四通換向閥將室外換熱器的第二 端口與干燥過濾器接通，并將主電子膨脹閥與第一電磁閥接通。
[0028] 與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在：
[0029] 1、本發(fā)明系統(tǒng)中安裝兩只四通換向閥作為切換制冷劑流路切換閥組，保證本系統(tǒng) 各種運(yùn)行模式下制冷劑正確流向的同時(shí)簡(jiǎn)化了管路系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的可靠性。通過制冷 劑中間補(bǔ)氣過程降低壓縮機(jī)排氣比洽，從而使壓縮機(jī)排氣溫度得到降低，避免了環(huán)境溫度 過低(熱累工況)或者過高（制冷工況)情況下，壓縮機(jī)排氣溫度過高而帶來的系統(tǒng)安全與可 靠性問題；同時(shí)，補(bǔ)氣增洽過程還在較低的蒸發(fā)溫度下，增加了系統(tǒng)循環(huán)制冷劑流量，從而 提高了循環(huán)總制熱量，克服了傳統(tǒng)熱累技術(shù)在低溫工況下供熱能力不足的缺陷；
[0030] 2、本發(fā)明中針對(duì)補(bǔ)氣增洽過程進(jìn)行流量控制，采用W中間補(bǔ)氣壓力為目標(biāo)的補(bǔ)氣 量流量調(diào)節(jié)方法，可W使得系統(tǒng)始終在最佳補(bǔ)氣量工況下運(yùn)行，合理分配主回路與輔助回 路的制冷劑流量，從而提局了至調(diào)的性能。
[0031] 3、本發(fā)明中將除霜換熱器設(shè)置在汽車空調(diào)的送風(fēng)通道外部，在除霜模式轉(zhuǎn)換為制 熱模式時(shí)，可W有效避免凝結(jié)水從風(fēng)道吹出引起的車窗玻璃結(jié)霜。
[0032] 4、本發(fā)明中設(shè)置有補(bǔ)氣轉(zhuǎn)換溫度Tl和T2,系統(tǒng)制熱時(shí)可分為普通制熱模式和補(bǔ)氣 增洽制熱模式，同理，制冷時(shí)分為普通制冷模式和補(bǔ)氣增洽制冷模式，控制補(bǔ)氣增洽過程只 在車室內(nèi)外溫差較大而引起制熱量或制冷量不足時(shí)，W及排氣溫度過高時(shí)開啟使用;在室 內(nèi)外溫差較小時(shí)采用普通制冷或普通制熱模式，避免小負(fù)荷工況下使用補(bǔ)氣增洽引起的功 耗增加或能效降低。
【附圖說明】
[0033] 圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034] 圖2為本發(fā)明普通制冷模式原理示意圖。
[0035] 圖3為本發(fā)明補(bǔ)氣增洽制冷模式原理示意圖。
[0036] 圖4為本發(fā)明普通制熱模式原理示意圖。
[0037] 圖5為本發(fā)明補(bǔ)氣增洽制熱模式原理示意圖。
[0038] 圖6為本發(fā)明除霜模式原理示意圖。
[0039] 圖7為系統(tǒng)補(bǔ)氣增洽理論循環(huán)的壓洽圖。
[0040] 圖中標(biāo)號(hào)：1壓縮機(jī)、2油分離器，3第一四通換向閥、4室內(nèi)換熱器、5除霜換熱器、6 氣液分離器、7第二四通換向閥、8干燥過濾器、9第一電磁閥、10第二電磁閥、11截止閥、12室 外換熱器、13第S電磁閥、14補(bǔ)氣電子膨脹閥、15儲(chǔ)液器、16主電子膨脹閥、17經(jīng)濟(jì)器。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 如圖1所示，本實(shí)施例中帶經(jīng)濟(jì)器的電動(dòng)汽車空調(diào)熱累系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式為：
[0042] 在所述系統(tǒng)中分別設(shè)置第一四通換向閥3和第二四通換向閥7作為制冷劑流路切 換閥組;壓縮機(jī)1采用設(shè)有補(bǔ)氣口的全封閉式車用電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)，可W采用滿旋式、活塞 式或滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)。
[0043] 如圖1所示，并聯(lián)設(shè)置室內(nèi)換熱器4和除霜換熱器5,其并聯(lián)線路的一端與所述第一 四通換向閥3的第一端口相連接，并聯(lián)線路的另一端與所述第二四通換向閥7的第一端口相 連;所述第一四通換向閥3的其它=個(gè)端口分別連接油分離器2的出口、氣液分離器6的進(jìn)口 W及室外換熱器12的第一端口，所述油分離器2的入口與壓縮機(jī)1的排氣口相連，所述氣液 分離器6的出口與壓縮機(jī)1的吸氣口相連;所述第二四通換向閥7的其它=個(gè)端口分別與室 外換熱器12的第二端口、干燥過濾器8W及主電子膨脹閥16相連。
[0044] 在所述干燥過濾器8的出口端一側(cè)分別設(shè)置有主回路和輔助回路。
[0045] 所述主回路為：自干燥過濾器8的出口端起依次連接的是經(jīng)濟(jì)器17的主回路接口、 儲(chǔ)液器15和主電子膨脹閥16。
[0046] 所述輔助回路：自干燥過濾器8的出口端起依次連接的是第=電磁閥13、補(bǔ)氣電子 膨脹閥14、經(jīng)濟(jì)器17的輔助回路接口、截止閥11，至壓縮機(jī)1的補(bǔ)氣口。
[0047] 本實(shí)施例中，獨(dú)立設(shè)置補(bǔ)氣回路流量控制單元，W所述補(bǔ)氣回路流量控制單元的 輸出信號(hào)控制所述補(bǔ)氣電子膨脹閥14的開度，至少有四支溫度傳感器為所述補(bǔ)氣回路流量 控制單元的信號(hào)輸入端提供溫度檢測(cè)信號(hào)，所述四支溫度傳感器分別安裝在室內(nèi)換熱器4 的入口管路和出口管路、經(jīng)濟(jì)器17的輔助回路入口管路，W及室外換熱器12的散熱翅片中。
[0048] 具體實(shí)施中，除霜換熱器5安置在汽車空調(diào)的送風(fēng)通道外部。
[0049] 在所述第二四通換向閥7的第一端口與室內(nèi)換熱器4之間設(shè)置有第一電磁閥9,所 述第一電磁閥9在熱累與制冷工況下為開啟狀態(tài)，在除霜工況下為關(guān)閉狀態(tài);在所述第二四 通換向閥7的第一端口與除霜換熱器5之間設(shè)置有第二電磁閥10,所述第二電磁閥10僅在除 霜工況下為開啟狀態(tài)，其余工況下均為關(guān)閉狀態(tài)。
[0050] 本發(fā)明系統(tǒng)中設(shè)有經(jīng)濟(jì)器W及帶有補(bǔ)氣口的補(bǔ)氣增洽型壓縮機(jī)，補(bǔ)氣過程將制冷 劑的壓縮過程分割成了兩段，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)二級(jí)壓縮。在制冷工況下，當(dāng)室外環(huán)境溫度高于 T2時(shí)，系統(tǒng)切換至補(bǔ)氣增洽工況，提升系統(tǒng)的制冷劑流量，并增加制冷劑的過冷度，從而提 高系統(tǒng)制冷量的同時(shí)也降低了壓縮機(jī)排氣溫度，反之系統(tǒng)則切換至普通制冷模式，防止由 于小負(fù)荷工況下補(bǔ)氣增洽引起的功耗增加和能效降低；同理，熱累工況下，當(dāng)室外環(huán)境溫度 低于Tl時(shí)，系統(tǒng)切換至補(bǔ)氣增洽工況。使所述空調(diào)熱累系統(tǒng)能夠在全天候的復(fù)雜天氣下高 效安全可靠的運(yùn)行，同時(shí)保證車內(nèi)的舒適度。關(guān)于Tl與T2的設(shè)置，其數(shù)值可W根據(jù)系統(tǒng)具體 情況而變動(dòng)，比如制冷工況時(shí)設(shè)置T2為38°C，只有當(dāng)環(huán)境溫度高于38°C時(shí)，切換至補(bǔ)氣增洽 制冷模式，反之則W普通制冷模式運(yùn)行;再比如熱累工況時(shí)設(shè)置Tl為(TC,只有當(dāng)環(huán)境溫度 低于(TC時(shí)，切換至補(bǔ)氣增洽制熱模式，反之W普通制熱模式運(yùn)行。
[0051] 本發(fā)明針對(duì)補(bǔ)氣增洽過程的補(bǔ)氣回路工質(zhì)流量調(diào)節(jié)方法是：
[0052] 系統(tǒng)的中間補(bǔ)氣量由中間補(bǔ)氣壓力Pm決定，當(dāng)系統(tǒng)的中間補(bǔ)氣壓力與最佳中間補(bǔ) 氣壓力化，opt相等時(shí)，系統(tǒng)可獲得最佳補(bǔ)氣量，此時(shí)系統(tǒng)的COP W及機(jī)組的工作穩(wěn)定性均可 達(dá)到較理想的狀態(tài)。最佳中間補(bǔ)氣壓力化，opt是由蒸發(fā)壓力化、冷凝壓力化及修正系數(shù)k綜 合確定：
，其中化為系統(tǒng)冷凝壓力，Pe為系統(tǒng)蒸發(fā)壓力，k為根據(jù)具體實(shí)驗(yàn) 所測(cè)得的修正系數(shù)。本實(shí)施例中補(bǔ)氣回路流量控制單元通過四支溫度傳感器的檢測(cè)信號(hào)計(jì) 算出系統(tǒng)的蒸發(fā)壓力化、冷凝壓力化W及中間補(bǔ)氣壓力Pm,調(diào)節(jié)補(bǔ)氣電子膨脹閥14的開度， 使得中間補(bǔ)氣壓力化與最佳中間補(bǔ)氣壓力化，opt相等，從而使得系統(tǒng)獲得最佳補(bǔ)氣量。本 發(fā)明采用的W中間壓力為目標(biāo)的補(bǔ)氣量流量調(diào)節(jié)方法，可W使得系統(tǒng)循環(huán)在最佳補(bǔ)氣量的 工況下運(yùn)行，提高空調(diào)的性能。
[0化3]系統(tǒng)運(yùn)行方式一：
[0054] 圖2所示為普通制冷模式原理圖，系統(tǒng)處于制冷工況時(shí)，若室外溫度《T2,系統(tǒng)切 換為如圖2所示的普通制冷模式，第一電磁閥9打開，第二電磁閥10和第=電磁閥13關(guān)閉，截 止閥11打開。第一四通換向閥3將油分離器2的出口與室外換熱器12的第一端口接通，并將 氣液分離器6的進(jìn)口通過第一四通換向閥3的第一端口與室內(nèi)換熱器4接通;第二四通換向 閥7將室外換熱器12的第二端口與干燥過濾器8接通，并將主電子膨脹閥16與第一電磁閥9 接通。
[0055] 普通制冷模式下，制冷劑經(jīng)過壓縮機(jī)1壓縮后，變成高溫高壓的制冷劑氣體，經(jīng)過 油分離器2后，進(jìn)入室外換熱器12冷凝為過冷液體，再經(jīng)過干燥過濾器8、經(jīng)濟(jì)器17、儲(chǔ)液器 15,并通過主電子膨脹閥16節(jié)流，變成低溫低壓的氣液混合物，再經(jīng)第一電磁閥9進(jìn)入室內(nèi) 換熱器4，蒸發(fā)為氣態(tài)工質(zhì)，經(jīng)過氣液分離器6進(jìn)入壓縮機(jī)1。
[0化6]系統(tǒng)運(yùn)行方式二：
[0057] 圖3所示為補(bǔ)氣增洽制冷模式原理圖，系統(tǒng)處于制冷工況時(shí)，若室外溫度>T2,系 統(tǒng)切換為如圖3所示的補(bǔ)氣增洽制冷模式，第一電磁閥9和第=電磁閥13打開，第二電磁閥 10關(guān)閉，截止閥11打開。第一四通換向閥3將油分離器2的出口與室外換熱器12的第一端口 接通，并將氣液分離器6的通過第一四通換向閥3的第一端口與室內(nèi)換熱器4接通;第二四通 換向閥7將室外換熱器12的第二端口與干燥過濾器8接通，并將主電子膨脹閥16與第一電磁 閥9接通。
[0058] 補(bǔ)氣增洽制冷模式下，制冷劑經(jīng)過壓縮機(jī)1壓縮后，變成高溫高壓的制冷劑氣體， 經(jīng)過油分離器2后，進(jìn)入室外換熱器12冷凝為過冷液體。經(jīng)過干燥過濾器8后，制冷劑液體分 為兩部分，部分制冷劑液體進(jìn)入輔助回路，經(jīng)補(bǔ)氣電子膨脹閥14節(jié)流后降至中間壓力，形成 中壓氣液混合物，并與來自主回路的溫度較高的制冷劑液體在經(jīng)濟(jì)器17中發(fā)生熱交換。之 后，經(jīng)過截止閥11回到壓縮機(jī)中間補(bǔ)氣口，主回路制冷劑液體經(jīng)過經(jīng)濟(jì)器17,使制冷劑進(jìn)一 步過冷，經(jīng)儲(chǔ)液器15、主電子膨脹閥16節(jié)流，變成低溫低壓的氣液混合物，經(jīng)過電磁閥9進(jìn)入 室內(nèi)換熱器4，蒸發(fā)為氣態(tài)工質(zhì)，再經(jīng)過氣液分離器6進(jìn)入壓縮機(jī)1。
[0化9]系統(tǒng)運(yùn)行方式S:
[0060] 圖4所示為普通制熱模式原理圖，系統(tǒng)處于熱累工況時(shí)，若室外溫度>T1，系統(tǒng)切 換為如圖4所示的普通制熱模式，第一電磁閥9打開，第二電磁閥10和第=電磁閥13關(guān)閉，截 止閥11打開。第一四通換向閥3將油分離器2的出口通過第一四通換向閥3的第一端口與室 內(nèi)換熱器4接通，并將氣液分離器6的進(jìn)口與室外換熱器12的第一端口接通;第二四通換向 閥7將干燥過濾器8與第一電磁閥9接通，并將主電子膨脹閥16與室外換熱器12的第二端口 接通。
[0061] 普通制熱模式下，制冷劑經(jīng)過壓縮機(jī)1壓縮后，變成高溫高壓的制冷劑氣體，經(jīng)過 油分離器2后，進(jìn)入室內(nèi)換熱器4冷凝為過冷液體。再經(jīng)第一電磁閥9,干燥過濾器8,經(jīng)濟(jì)器 17,儲(chǔ)液器15并通過主電子膨脹閥16節(jié)流，變成低溫低壓的氣液混合物，進(jìn)入室外換熱器 12，蒸發(fā)為氣態(tài)工質(zhì)，再經(jīng)過氣液分離器6進(jìn)入壓縮機(jī)1。
[0062] 系統(tǒng)運(yùn)行方式四：
[0063] 圖5所示補(bǔ)氣增洽制熱模式原理圖，系統(tǒng)處于熱累工況時(shí)，若室外溫度<T1，系統(tǒng) 切換為如圖5所示的補(bǔ)氣增洽制熱模式，第一電磁閥9和第=電磁閥13打開，第二電磁閥10 關(guān)閉，截止閥11打開。第一四通換向閥3將油分離器2的出口與室內(nèi)換熱器4的第二端口接 通，并將氣液分離器6的進(jìn)口與室外換熱器12的第一端口接通;第二四通換向閥7將干燥過 濾器8與第一電磁閥9接通，并將主電子膨脹閥16與室外換熱器12的第二端口接通。
[0064] 補(bǔ)氣增洽制熱模式下，制冷劑經(jīng)過壓縮機(jī)1壓縮后，變成高溫高壓制冷劑氣體，經(jīng) 過油分離器2后，進(jìn)入室內(nèi)換熱器4冷凝為過冷液體。再經(jīng)第一電磁閥9、干燥過濾器8后，審U 冷劑液體分為兩部分，部分制冷劑液體進(jìn)入輔助回路，經(jīng)補(bǔ)氣電子膨脹閥14節(jié)流后，降至中 間壓力，成為中壓氣液混合物，并與來自主回路的溫度較高的制冷劑液體在經(jīng)濟(jì)器17中發(fā) 生熱交換。之后，經(jīng)過截止閥11回到壓縮機(jī)中間補(bǔ)氣口。主回路制冷劑液體經(jīng)過經(jīng)濟(jì)器17， 使制冷劑進(jìn)一步過冷，經(jīng)儲(chǔ)液器15、主電子膨脹閥16節(jié)流，變成低溫低壓的氣液混合物，進(jìn) 入室外換熱器12，蒸發(fā)為氣態(tài)工質(zhì)，再經(jīng)過氣液分離器6進(jìn)入壓縮機(jī)1。
[00化]系統(tǒng)運(yùn)行方式五：
[0066] 圖6所示為除霜模式原理圖，除霜模式下，第二電磁閥10打開，第一電磁閥9和第= 電磁閥13關(guān)閉，截止閥11打開。第一四通換向閥3將油分離器2的出口與室外換熱器12的第 一端口接通，并將氣液分離器6的進(jìn)口通過第一四通換向閥3的第一端口與室內(nèi)換熱器4接 通;第二四通換向閥7將室外換熱器12的第二端口與干燥過濾器8接通，并將主電子膨脹閥 16與第一電磁閥9接通。
[0067] 除霜模式下，制冷劑經(jīng)過壓縮機(jī)1壓縮后，變成高溫高壓的制冷劑氣體，經(jīng)過油分 離器2后，進(jìn)入室外換熱器12冷凝為過冷液體。再經(jīng)干燥過濾器8、經(jīng)濟(jì)器17,儲(chǔ)液器15并通 過主電子膨脹閥16節(jié)流，變成低溫低壓的氣液混合物后，經(jīng)過第二電磁閥10進(jìn)入除霜換熱 器，蒸發(fā)為氣態(tài)工質(zhì)，再經(jīng)過氣液分離器6進(jìn)入壓縮機(jī)1。待除霜完畢后，系統(tǒng)重新切換為熱 累工況，繼續(xù)供熱。
[0068] 本發(fā)明系統(tǒng)的補(bǔ)氣增洽理論循環(huán)如圖7所示，本發(fā)明應(yīng)用于電動(dòng)汽車空調(diào)熱累系 統(tǒng)，在使用了補(bǔ)氣增洽技術(shù)后，實(shí)現(xiàn)"準(zhǔn)二級(jí)"壓縮，與傳統(tǒng)熱累技術(shù)相比，壓縮機(jī)的排氣溫 度由從t3降至t3'，保證壓縮機(jī)可W安全可靠的運(yùn)行。而且主回路中的制冷劑在節(jié)流前，在 經(jīng)濟(jì)器中進(jìn)一步得到過冷，從而進(jìn)一步提高了系統(tǒng)處于低溫工況下的循環(huán)吸熱量。并且補(bǔ) 氣過程可W增加壓縮機(jī)的排氣量，從而進(jìn)一步增加了循環(huán)的制熱量與制冷量，提高了系統(tǒng) 循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種帶經(jīng)濟(jì)器的電動(dòng)汽車空調(diào)熱栗系統(tǒng)，其特征是： 在所述系統(tǒng)中分別設(shè)置第一四通換向閥（3)和第二四通換向閥（7)作為制冷劑流路切 換閥組;壓縮機(jī)(1)采用設(shè)有補(bǔ)氣口的全封閉式車用電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)； 并聯(lián)設(shè)置室內(nèi)換熱器(4)和除霜換熱器(5)，其并聯(lián)線路的一端與所述第一四通換向閥 (3)的第一端口相連接，并聯(lián)線路的另一端與所述第二四通換向閥（7)的第一端口相連;所 述第一四通換向閥（3)的其它三個(gè)端口分別連接油分離器(2)的出口、氣液分離器(6)的進(jìn) 口以及室外換熱器（12)的第一端口，所述油分離器(2)的入口與壓縮機(jī)（1)的排氣口相連， 所述氣液分離器(6)的出口與壓縮機(jī)（1)的吸氣口相連;所述第二四通換向閥（7)的其它三 個(gè)端口分別與室外換熱器(12)的第二端口、干燥過濾器(8)以及主電子膨脹閥（16)相連； 在所述干燥過濾器(8)的出口端一側(cè)分別設(shè)置有主回路和輔助回路； 所述主回路為：自干燥過濾器(8)的出口端起依次連接的是經(jīng)濟(jì)器（17)的主回路接口、 儲(chǔ)液器(15)和主電子膨脹閥（16); 所述輔助回路：自干燥過濾器(8)的出口端起依次連接的是第三電磁閥（13)、補(bǔ)氣電子 膨脹閥（14)、經(jīng)濟(jì)器(17)的輔助回路接口、截止閥（11)，至壓縮機(jī)(1)的補(bǔ)氣口； 設(shè)置所述電動(dòng)汽車空調(diào)熱栗系統(tǒng)制冷工況下的運(yùn)行方式為： 設(shè)置制冷模式下的補(bǔ)氣開啟轉(zhuǎn)換溫度T2,當(dāng)室外溫度ST2時(shí)，系統(tǒng)切換為普通制冷模 式;當(dāng)室外溫度>T2時(shí)，系統(tǒng)切換為補(bǔ)氣增焓制冷模式； 所述普通制冷模式為:第一電磁閥（9)打開，第二電磁閥（10)和第三電磁閥（13)關(guān)閉， 截止閥（11)打開;第一四通換向閥（3)將油分離器(2)的出口與室外換熱器(12)的第一端口 接通，并將氣液分離器(6)的進(jìn)口通過第一四通換向閥（3)與室內(nèi)換熱器(4)的第一端口接 通;第二四通換向閥（7)將室外換熱器（12)的第二端口與干燥過濾器(8)接通，并將主電子 膨脹閥（16)與第一電磁閥(9)接通； 所述補(bǔ)氣增焓制冷模式為:第一電磁閥（9)和第三電磁閥（13)打開，第二電磁閥（10)關(guān) 閉，截止閥（11)打開;第一四通換向閥（3)將油分離器(2)的出口與室外換熱器（12)的第一 端口接通，并將氣液分離器(6)的通過第一四通換向閥（3)與室內(nèi)換熱器(4)的第一端口接 通;第二四通換向閥（7)將室外換熱器（12)的第二端口與干燥過濾器(8)接通，并將主電子 膨脹閥（16)與第一電磁閥(9)接通。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶經(jīng)濟(jì)器的電動(dòng)汽車空調(diào)熱栗系統(tǒng)，其特征是設(shè)置所述電動(dòng) 汽車空調(diào)熱栗系統(tǒng)熱栗工況下的運(yùn)行方式為： 設(shè)置制熱模式下的補(bǔ)氣開啟轉(zhuǎn)換溫度Τ1，在室外溫度多Τ1時(shí)，系統(tǒng)切換為普通制熱模 式;在室外溫度<T1時(shí)，系統(tǒng)切換為補(bǔ)氣增焓制熱模式； 所述普通制熱模式為:第一電磁閥（9)打開，第二電磁閥（10)和第三電磁閥（13)關(guān)閉， 截止閥（11)打開。第一四通換向閥（3)將油分離器(2)的出口通過第一四通換向閥（3)的第 一端口與室內(nèi)換熱器(4)接通，并將氣液分離器(6)的進(jìn)口與室外換熱器(12)的第一端口接 通;第二四通換向閥（7)將干燥過濾器(8)與第一電磁閥（9)接通，并將主電子膨脹閥（16)與 室外換熱器(12)的第二端口接通； 所述補(bǔ)氣增焓制熱模式為:第一電磁閥（9)和第三電磁閥（13)打開，第二電磁閥（10)關(guān) 閉，截止閥（11)打開。第一四通換向閥（3)將油分離器(2)的出口與室內(nèi)換熱器(4)的第二端 口接通，并將氣液分離器(6)的進(jìn)口與室外換熱器（12)的第一端口接通;第二四通換向閥 (7)將干燥過濾器(8)與第一電磁閥（9)接通，并將主電子膨脹閥（16)與室外換熱器（12)的 第二端口接通； 設(shè)置除霜模式為:第二電磁閥（10)打開，第一電磁閥（9)和第三電磁閥（13)關(guān)閉，截止 閥（11)打開;第一四通換向閥（3)將油分離器(2)的出口與室外換熱器（12)的第一端口接 通，并將氣液分離器(6)的進(jìn)口通過第一四通換向閥（3)的第一端口與室內(nèi)換熱器(4)接通； 第二四通換向閥7將室外換熱器（12)的第二端口與干燥過濾器(8)接通，并將主電子膨脹閥 (16) 與第一電磁閥（9)接通。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶經(jīng)濟(jì)器的電動(dòng)汽車空調(diào)熱栗系統(tǒng)，其特征是:獨(dú)立設(shè)置補(bǔ)氣 回路流量控制單元，以所述補(bǔ)氣回路流量控制單元的輸出信號(hào)控制所述補(bǔ)氣電子膨脹閥 (14)的開度，至少有四支溫度傳感器為所述補(bǔ)氣回路流量控制單元的信號(hào)輸入端提供溫度 檢測(cè)信號(hào)，所述四支溫度傳感器分別安裝在室內(nèi)換熱器(4)的入口管路和出口管路、經(jīng)濟(jì)器 (17) 的輔助回路入口管路，以及室外換熱器(12)的散熱翅片中； 所述補(bǔ)氣回路流量控制單元通過四支溫度傳感器的檢測(cè)信號(hào)計(jì)算出系統(tǒng)的蒸發(fā)壓力 Pe、冷凝壓力Pk以及中間補(bǔ)氣壓力Pm，調(diào)節(jié)補(bǔ)氣電子膨脹閥（14)的開度，使得中間補(bǔ)氣壓力 Pm與最佳中間補(bǔ)氣壓力Pm, opt相等。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶經(jīng)濟(jì)器的電動(dòng)汽車空調(diào)熱栗系統(tǒng)，其特征是:所述除霜換熱 器(5)安置在汽車空調(diào)的送風(fēng)通道外部。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶經(jīng)濟(jì)器的電動(dòng)汽車空調(diào)熱栗系統(tǒng)，其特征是:在所述第二四 通換向閥（7)的第一端口與室內(nèi)換熱器(4)之間設(shè)置有第一電磁閥(9)，所述第一電磁閥(9) 在熱栗與制冷工況下為開啟狀態(tài)，在除霜工況下為關(guān)閉狀態(tài);在所述第二四通換向閥（7)的 第一端口與除霜換熱器(5)之間設(shè)置有第二電磁閥（10)，所述第二電磁閥（10)僅在除霜工 況下為開啟狀態(tài)，其余工況下均為關(guān)閉狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】F25B49/02GK106016811SQ201610563257
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2014年11月5日
【發(fā)明人】劉向農(nóng), 朱露, 楊友進(jìn), 金元春
【申請(qǐng)人】合肥工業(yè)大學(xué)