車用熱泵空調系統及其控制方法技術方案

本發明專利技術公開了一種車用熱泵空調系統及其控制方法，包括壓縮機、四通換向閥、車內風機、車內換熱器、車外風機、車外換熱器，還包括經濟器組件、主膨脹閥組件，壓縮機帶輔助進氣口；經濟器組件分別與主膨脹閥組件、截止電磁閥、車內換熱器連接，截止電磁閥連接壓縮機的輔助進氣口；經濟器組件包括過冷器、中間噴射膨脹閥，過冷器與中間噴射膨脹閥具有公共端，中間噴射膨脹閥的末端連接過冷器；主膨脹閥組件的主膨脹閥與兩個單向閥支路并聯，每個單向閥支路有兩個同流向串聯設置的單向閥。該空調系統不僅滿足了不同區域駕乘人員對冷暖的需求，還能夠保證系統無論在何種工況下，都能節能、高效、可靠地運行。靠地運行。靠地運行。

【技術實現步驟摘要】
車用熱泵空調系統及其控制方法


[0001]本專利技術涉及汽車空調
，特別是涉及一種車用熱泵空調系統及其控制方法。

技術介紹

[0002]隨著電動車的普及，其空調系統作為影響電動車動力性、經濟性和續航能力的重要因素，受到了越來越多的關注。目前，電動車用空調的系統解決方案主要有熱電空調、電動壓縮機制冷+PTC加熱器制熱的混合調節空調、熱泵型空調等。由于熱泵型空調不受原材料的制約，且制冷和制熱能效比都大于1，因此被認為是最適合電動車的空調系統解決方案。但傳統熱泵型空調的系統性能并不理想，難以適應復雜的汽車運行工況，尤其在低溫工況下，系統能效比低甚至不能正常運行。因此，為減小空調系統對電動車續航里程的影響，專利技術一種在不同工況下都能節能、高效、可靠運行的電動車空調系統是在電動車的推廣和普及中迫切需要解決的問題。

技術實現思路

[0003]在本專利技術的目的在于克服現有技術的缺點和不足，提供一種帶準二級壓縮循環的車用熱泵空調系統及其控制方法，它不僅能適應電動車在不同區域駕乘人員對冷暖的需求，還能夠保證系統無論在普通工況還是低溫工況下，都能可靠運行，且能實現節能、高效的目的。
[0004]為解決上述技術問題，本專利技術是通過以下技術方案實現的：一種車用熱泵空調系統包括壓縮機、四通換向閥、車內風機、車內換熱器、車外風機、車外換熱器，所述車外換熱器連接水冷系統，其特征在于：還包括經濟器組件、主膨脹閥組件，且所述壓縮機帶輔助進氣口；所述經濟器組件分別與主膨脹閥組件、截止電磁閥、車內換熱器連接，所述截止電磁閥連接壓縮機的輔助進氣口；所述經濟器組件包括過冷器、中間噴射膨脹閥，所述過冷器與中間噴射膨脹閥具有公共端，所述中間噴射膨脹閥的末端連接過冷器；所述主膨脹閥組件的主膨脹閥與第一、第二單向閥支路并聯，每個單向閥支路有兩個同流向串聯設置的單向閥。
[0005]所述車外換熱器為套管式結構。
[0006]所述壓縮機、車內風機、車外風機均采用變頻器控制。
[0007]所述水冷系統包括電動水泵和冷卻裝置。
[0008]所述壓縮機與車外換熱器之間連接有除霜電磁閥。
[0009]所述第一單向閥支路包括第一、第二單向閥，第二單向閥支路包括第三、第四單向閥，所述截止電磁閥、中間噴射膨脹閥均與過冷器的第二流道連接，過冷器的第一流道一端連接所述公共端、另一端連接在第三、第四單向閥之間。
[0010]上述的車用熱泵空調系統的控制方法，空調系統根據環境工況切換工作模式，其特征在于包括以下步驟：
S1)當環境溫度低于系統第一設定溫度、高于第二設定溫度時，執行S2；當環境溫度低于系統第二設定溫度時，執行S3；S2）啟動普通制熱模式，四通換向閥通電，截止電磁閥和除霜電磁閥均關閉，中間噴射膨脹閥不運行，制冷劑從內置交流電機驅動的變頻渦旋壓縮機流經四通換向閥ad口，通過車內換熱器向車內環境放熱后，依次經過過冷器、第三單向閥、干燥過濾器、主膨脹閥和第二單向閥流入車外換熱器，通過四通換向閥的bc口，經氣液分離器回到壓縮機；S3)啟動低溫制熱模式，四通換向閥通電，除霜電磁閥關閉；截止電磁閥開啟，中間噴射膨脹閥投入運行，從壓縮機排出的高溫高壓制冷劑氣體流經四通換向閥ad口，通過車內換熱器向車內環境放熱后冷凝成高壓液體，從車內換熱器出來的高壓制冷劑液體分流成主回路、輔助回路，輔助回路的制冷劑經中間噴射膨脹閥節流后進入過冷器，與主回路的制冷劑在過冷器中換熱后進入壓縮機的中間輔助進氣口；主回路制冷劑直接進入過冷器，經第三單向閥、干燥過濾器、主膨脹閥和第二單向閥后流入車外換熱器，再經四通換向閥的bc口和氣液分離器后被壓縮機吸氣口吸入。
[0011]本專利技術具有以下有益效果：1、本專利技術通過輔助回路上截止電磁閥的開啟和關閉實現了準二級壓縮循環和單級壓縮循環之間的切換，這樣既不影響系統在一般工況下的性能，又可實現低溫工況下的安全經濟運行，有效地擴大了系統的工作范圍。
[0012]2、本專利技術的空調系統還可根據車外換熱器的結霜情況，開啟除霜電磁閥進行除霜。該空調系統還可根據控制目標和環境工況，通過對多變頻器的協調控制，實時調節壓縮機、車內風機和車外風機三者的運行速度，達到既能盡快滿足舒適性要求又高效節能的目的。
[0013]3、本專利技術的空調系統解決了現有電動車空調系統存在的適應性和節能性等問題，減小了空調系統對整車性能的影響，對推動電動車的普及有參考意義。
附圖說明
[0014]為了更清楚地說明本專利技術實施例的技術方案，下面將對實施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為本專利技術的車用熱泵空調系統結構示意圖；圖2為本專利技術的車用熱泵空調系統在制冷模式下的制冷劑流向示意圖；圖3為本專利技術的車用熱泵空調系統在普通制熱模式下的制冷劑流向示意圖；圖4為本專利技術的車用熱泵空調系統在低溫制熱模式下的制冷劑流向示意圖。
具體實施方式
[0016]下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。
[0017]請參閱圖1
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圖4所示，本專利技術為一種車用熱泵空調系統，包括壓縮機1、四通換向閥2、車內風機3、車內換熱器4、經濟器組件5、干燥過濾器8、主膨脹閥9、車外換熱器12、車外風機13、第一單向閥6、第二單向閥7、第三單向閥10、第四單向閥11、除霜電磁閥14、氣液分離器15、截止電磁閥16、第一變頻器19、第二變頻器20、第三變頻器21、電動水泵17和冷卻裝置18。
[0018]其中壓縮機為帶輔助進氣口的渦旋壓縮機，其內置三相交流電機，并使用變頻電源驅動。所用車內換熱器旁安裝車內風機，車外換熱器旁安裝車外風機。車外換熱器為套管式結構，用于實現制冷劑和冷卻液之間的換熱。其中，第一變頻器用于調節壓縮機的轉速，第二變頻器用于調節車內風機的轉速，第三變頻器用于調節車外風機的轉速。
[0019]經濟器組件5由過冷器51、中間噴射膨脹閥52及其制冷劑進出口的連接管路組成。
[0020]主膨脹閥為單向膨脹閥。通過四個單向閥換向的結構形式，保證了系統無論運行在制冷還是制熱模式，制冷劑都先經過干燥過濾器后進入主膨脹閥，實現干燥過濾器和主膨脹閥的單向通過問題。
[0021]冷卻裝置用于收集電動車上電氣元件產生的廢熱，它通過電動水泵和連接管路與車外換熱器相連，可實現冷卻液和制冷劑之間的熱交換。
[0022]該空調系統的壓縮機通過四通換向閥、車內換熱器、經濟器組件、干燥過濾器、主膨脹閥、車外換熱器和氣液分離器依次相連；所述干燥過濾器的進口同時與第一單向閥6的出口和第三單向閥10的出口相連，所述主膨脹閥的出口同時與第二單向本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種車用熱泵空調系統，包括壓縮機、四通換向閥、車內風機、車內換熱器、車外風機、車外換熱器，所述車外換熱器連接水冷系統，其特征在于：還包括經濟器組件、主膨脹閥組件，且所述壓縮機帶輔助進氣口；所述經濟器組件分別與主膨脹閥組件、截止電磁閥、車內換熱器連接，所述截止電磁閥連接壓縮機的輔助進氣口；所述經濟器組件包括過冷器、中間噴射膨脹閥，所述過冷器與中間噴射膨脹閥具有公共端，所述中間噴射膨脹閥的末端連接過冷器；所述主膨脹閥組件的主膨脹閥與第一、第二單向閥支路并聯，每個單向閥支路有兩個同流向串聯設置的單向閥。2.根據權利要求1所述的車用熱泵空調系統，其特征在于：所述車外換熱器為套管式結構。3.根據權利要求2所述的車用熱泵空調系統，其特征在于：所述壓縮機、車內風機、車外風機均采用變頻器控制。4.根據權利要求3所述的車用熱泵空調系統，其特征在于：所述水冷系統包括電動水泵和冷卻裝置。5.根據權利要求4所述的車用熱泵空調系統，其特征在于：所述壓縮機與車外換熱器之間連接有除霜電磁閥。6.根據權利要求1至5任一所述的車用熱泵空調系統，其特征在于：所述第一單向閥支路包括第一、第二單向閥，第二單向閥支路包括第三、第四單向閥，所述截止電磁閥、中間噴射膨脹閥均與過冷器的第二流道連接，過冷器的第一流道一端連接所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：彭慶紅，何欽波，趙良紅，
申請(專利權)人：順德職業技術學院，
類型：發明
國別省市：