CN107985005A - 一种汽车及其空调*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空调***，包括电动压缩机、蒸发器、冷凝器、闪发器以及连接整个***的各种管路，其中闪发器结构与电动压缩机一体化设计，实际的主要构件仅包括压缩机、蒸发器、冷凝器以及连接整个***的各种管路。构成本***的电动压缩机不仅包括驱动电机、压缩腔，还包括具有闪发功能的闪发腔。一体化的压缩机结构使整个增焓***更为简单，减省额外再设置闪发器结构的空间，使得更适用于空间有限的车载空调***上。本发明还公开了一种应用上述空调***的汽车，尤其是电动汽车。

Description

一种汽车及其空调***
技术领域
本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种汽车及其空调***。
背景技术
电动汽车作为一种新能源汽车，具有节能环保的优势，车载空调***作为其中的耗能部件，既要能实现快速制冷制热又要保持低功耗，因此，电动汽车的空调***对压缩机的能效要求和制冷制热能力要求更高。特别是在严寒的冬天，外部环境温度低于-10度，电池输出效率变低，此时车载空调需要在如此恶劣的环境温度实现快速制热且保持高能效，这对车载压缩机的能效和应用环境有了更高的要求。
要解决超低温快速制热的功能，常规压缩机仍然很难满足要求，就需应用增焓技术。相比于常规空调***，带增焓***更为复杂，需要额外增设中间冷却结构即闪发装置，管路和空间设置要求更多，其结构可以参照图1所示。
虽然增焓空调***已经成熟广泛应用与家用和商用空调***中，但是现有的车载空调***中还是极少应用，主要是因为现有的增焓***本身更复杂，车载***需要尽量轻量；其次是非电动汽车可以利用汽车发动机的热量进行制热，缓解了对空调***制热量的需要，而电动汽车无法利用发动机的热量，完全需要空调***提供。因此，带有能向压缩机中间冷却补气的增焓***迫切需要应用在电动汽车上。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种空调***，其压缩机集中间冷却闪发装置一体化设计，简化了增焓空调***，提高***的可靠性。
本发明还提供了一种应用上述空调***的汽车。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种空调***，包括压缩机、冷凝器和蒸发器；所述压缩机包括压缩腔体，所述压缩机还包括能进行液态制冷剂闪发的闪发腔体，以及连通所述闪发腔体气体出口和所述压缩腔体增焓补气接口之间的连通通道；
所述闪发腔体的入口连通于所述冷凝器的出口，所述闪发腔体的液体出口连通于所述蒸发器的入口。
优选的，所述闪发腔体和所述压缩腔体相邻，两个腔体共用一个侧壁。
优选的，所述连通通道设置于所述共用侧壁。
优选的，所述共用侧壁上开设有通孔作为所述连通通道直接连通所述闪发腔体和所述压缩腔体。
优选的，所述压缩机的机身外壁面作为构成所述闪发腔体的一部分。
优选的，所述压缩机采用铝合金制机身。
优选的，所述压缩机为电动压缩机。
一种汽车，包括空调***，所述空调***为上述的空调***。
优选的，所述汽车为新能源汽车。
优选的，所述汽车为电动汽车。
从上述的技术方案可以看出，本发明提供的空调***，将闪发器结构设置在压缩机机身上，使得空调***更为简化和紧凑；减少现有***从闪发器到压缩机之间的补气增焓管路设置，实现闪发出来的中间冷却气体能快速进入压缩腔，减少了中间管路中的压力损失和管路温升；闪发器结构与压缩机一体化设计增加了闪发结构的耐振动性，使得其更适应于车载空调***，增加增焓***的可靠性。本发明还提供了一种应用上述空调***的汽车。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中增焓空调***的框架结构示意图；
图2为本发明实施例提供的电动车用增焓空调***的框架结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一体化压缩机的结构特征示意图。
其中，在图1的现有技术中，01为压缩机；02为冷凝器；03为蒸发器；04为***管路；05为闪发器；Ps为吸气侧制冷剂；Pd为排气侧制冷剂；a为闪发器气体出口；b为压缩机增焓补气接口；Pm为闪发中间压力；
在图2和图3的本方案中，11为压缩机；12为冷凝器；13为蒸发器；14为***管路；16为驱动电机；17为压缩腔体；18为闪发腔体；19为连接通道；P1为冷凝器出口高压制冷剂；P2为闪发腔体冷却后制冷剂。
具体实施方式
为了满足电动车用空调***超低温快速制热的需求，本发明提出一种更适用于电动车载的增焓空调***，其车载电动压缩机集中间冷却闪发装置一体化设计，简化了车载增焓空调***，提高***的可靠性。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的空调***，包括压缩机11、冷凝器12和蒸发器13；压缩机11包括对制冷剂进行压缩的压缩腔体17，其核心改进点在于，
压缩机11还包括能进行液态制冷剂闪发的闪发腔体18，以及连通闪发腔体18气体出口和压缩腔体17增焓补气接口之间的连通通道19；
闪发腔体18的入口连通于冷凝器12的出口，闪发腔体18的液体出口连通于蒸发器13的入口，其结构可以参照图2和图3所示。
工作原理：从蒸发器13中蒸发出的低压制冷剂气体源源不断地被吸入压缩机11内进行压缩，低压Ps的制冷剂气体被压缩成高压Pd制冷剂气体从压缩机11排出进入冷凝器12内，高温高压制冷气体在冷凝器12内等压冷却后再进入压缩机11的闪发腔体18部分，液态制冷剂在闪发腔体18内进行闪发，闪发出的制冷剂气体通过连接通路19直接进入压缩腔体17内，实现对压缩腔17进行冷却增焓的作用，尚未闪发的制冷剂液体进入蒸发器13内进行蒸发换热，蒸发换热成的低压制冷剂气体继续被吸入压缩机11的压缩腔体17内进行压缩，从而实现制冷剂在空调***中的循环，源源不断的利用机械能做工转换成热能。
从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的空调***，闪发器装置与压缩机11一体化设计，减少了在***中额外再增加闪发器结构和空间，精简空调***；同时，闪发后气体能够快速进入压缩腔17，减少中间管路压力损失和传热温升，提升补气增焓效率进而进一步提升压缩机低温制热性能；另外，设置在压缩机机11身上的闪发结构同压缩机11一并固定连接在汽车上，比传统自带闪发器结构的空调***其具有更好的耐振动性性能，提升整个车载增焓***的可靠性。本设计特别适用于车载增焓空调***。
作为优选，闪发腔体18和压缩腔体17相邻，两个腔体共用一个侧壁。这样一来，就进一步简化了空调***的结构，同时拉近了两个腔体之间的距离，使连接通路19尽可能的短，减少中间管路压力损失和传热温升，提升补气增焓效率进而进一步提升压缩机低温制热性能。
在本方案提供的具体实施例中，连通通道19设置于上述共用侧壁。
为了进一步优化上述的技术方案，共用侧壁上开设有通孔作为连通通道19直接连通闪发腔体18增焓补气接口和压缩腔体17气体出口，实现闪发腔体18闪发出来的中间冷却气体能直接进入压缩腔体17，增焓冷却效果更好。
作为优选，压缩机11的机身外壁面作为构成闪发腔体18的一部分。在充分利用机身外壁面精简结构的同时，还便于闪发腔体18各管路的连接。如图3所示，压缩腔体17居中设置，闪发腔体18位于其一侧，驱动部分位于另一侧，如此组成压缩机11的主体，结构紧凑。
为了进一步优化上述的技术方案，压缩机11采用铝合金制机身。充分利用压缩机铝合金制机身可机加工性的特点，铝合金开启式结构相比于传统的钢板圆筒全封闭结构具有更多的可加工型。正是因为铝合金机身结构的压缩机，使得将外部的闪发器结构一体化设计在压缩机整机上十分方便，能充分发挥出一体化结构的优势配置。
在本方案提供的具体实施例中，压缩机11为电动压缩机，包括驱动泵体进行压缩的驱动电机16部分，采用压缩腔体17居中，闪发腔体18和驱动电机16分别位于其两侧的布置形式，结构紧凑。
本发明提供的电动车用增焓空调***主要包括压缩机11、冷凝器12、蒸发器13、***管路14等四大部件。压缩机11集吸气、压缩、排气以及中间闪发一体化设计，使得整个增焓***结构紧凑，可靠性高。本发明的一体式的压缩机11包括：驱动泵体进行压缩的驱动电机16部分、对制冷剂进行压缩的压缩腔体17部分、能进行液态制冷剂闪发的闪发腔体18部分以及连通闪发腔体和压缩腔体之间连通通道19。
如图1所示的现有技术的增焓空调***，与本发明不同的是需要在压缩机01和冷凝器02中间额外设置闪发器05结构，经闪发器05闪发出的制冷气体需要通过连接管路a、b后再进入压缩机01压缩腔内实现增焓补气。本发明专利的空调***相比现有技术的空调***，具有如下特点；
1、轻量化空调***：
车载空调***有别与家用或者商用空调***，其内部安装空间有限且***尽量轻便，特别是电动汽车要求尤为严格，电池既需要为驱动电机提供电力，又需要为车载空调***提供电力。因此，电动汽车需要更轻的车身配置以便延迟续航能力，为了减轻重量，电动车用压缩机一般都采用铝合金开启式结构，铝合金开启式结构相比于传统的钢板圆筒全封闭结构具有更多的可加工型。正是因为铝合金机身结构的压缩机，使得将外部的闪发器结构一体化设计在压缩机整机上十分方便，能充分发挥出一体化结构的优势配置。如图2所示的车载空调***，与现有***相比，由于缺少了闪发器结构设置，可以使得***配置的更为紧凑，虽然在压缩机上再设计闪发腔体会使得压缩机机身增大，但是相比额外在增加闪发器装置，一体化压缩机机身在空间还是更有优势，因为在设计闪发器腔体时可充分利用压缩机机身***空间，使得本身一体化的设计更为紧凑。传统的闪发器装置都是在***中设置专门的闪发灌，再通过管路连接压缩机、冷凝器和蒸发器，而本发明的一体化的闪发器腔体设置在压缩机的机身上，即压缩机机身外壁面作为构成闪发腔体结构的一部分。
2、补气增焓通路短，补气效果更稳定，能提供更舒适温度的室内温度：
如图1所示的连接闪发器出口a和压缩机之间b的补气增焓通路，在增焓空调***设置时，受空间结构的影响，a、b端之间的管路长度首先很难作为首要考虑因素，其次，管路外部环境温度受汽车运行车速影响。因此，从闪发器闪发出来的制冷剂气体在经过增焓连通管路(ab)后的因为压力损失和传热导致气体状态属性变化，相比于从闪发腔体闪发后直接进入压缩腔相比，其增焓效果较差，压缩机实际运行工况不稳定从而导致室内温度波动，影响室内的舒适度，同时，由于压缩机工况波动也会影响压缩机的可靠性。
3、一体化结构设计使得增焓***耐振动性好：
相比于家用或商用空调***，车载空调***振动剧烈，对车载空调***的耐振动性要求更高。而本发明采用的闪发器结构和压缩机机身一体化的结构设计，如图3所示，闪发腔体18作为压缩机的一部分结构同压缩机整体固定在车体上，同压缩机具有相同的振动特性，而如图1所示的现有技术方案，闪发器05结构和压缩机分别固定在车体上，受自身结构的影响，压缩机和闪发器的振动特性各异，导致连接闪发器和压缩机之间的增焓管路振动剧烈，影响整个***的可靠性。而本发明实施实例的连接闪发器和压缩腔之间的增焓管路直接设置在压缩机内部，不存在该处的管路振动。从而使得整个增焓***耐振动性更好。
如图3所示的本发明实施实例的一体化压缩机结构示意图，在铝合金机身的压缩机上设置闪发腔体直接连通压缩腔，一经闪发即进入压缩腔体冷却压缩腔，增焓冷却效果更好。
本发明实施例还提供了一种汽车，包括空调***，其核心改进点在于，空调***为上述的空调***。特别是新能源汽车，尤其是电动汽车。
该设计更适用于电动车载增焓空调***，其车载电动压缩机集中间冷却闪发装置一体化设计，简化了车载增焓空调***，提高***的可靠性，满足了电动车用空调***超低温快速制热的需求。
综上所述，本发明实施例提供了一种空调***，包括电动压缩机、蒸发器、冷凝器、闪发器以及连接整个***的各种管路，其中闪发器结构与电动压缩机一体化设计，实际的主要构件仅包括压缩机、蒸发器、冷凝器以及连接整个***的各种管路。构成本***的电动压缩机不仅包括驱动电机、压缩腔，还包括具有闪发功能的闪发腔。一体化的压缩机结构使整个增焓***更为简单，减省额外再设置闪发器结构的空间，使得更适用于空间有限的车载空调***上。本发明实施例还提供了一种应用上述空调***的汽车，尤其是电动汽车。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种空调***，包括压缩机(11)、冷凝器(12)和蒸发器(13)；所述压缩机(11)包括压缩腔体(17)，其特征在于，
所述压缩机(11)还包括能进行液态制冷剂闪发的闪发腔体(18)，以及连通所述闪发腔体(18)气体出口和所述压缩腔体(17)增焓补气接口之间的连通通道(19)；
所述闪发腔体(18)的入口连通于所述冷凝器(12)的出口，所述闪发腔体(18)的液体出口连通于所述蒸发器(13)的入口。
2.根据权利要求1所述的空调***，其特征在于，所述闪发腔体(18)和所述压缩腔体(17)相邻，两个腔体共用一个侧壁。
3.根据权利要求2所述的空调***，其特征在于，所述连通通道(19)设置于所述共用侧壁。
4.根据权利要求2所述的空调***，其特征在于，所述共用侧壁上开设有通孔作为所述连通通道(19)直接连通所述闪发腔体(18)和所述压缩腔体(17)。
5.根据权利要求1所述的空调***，其特征在于，所述压缩机(11)的机身外壁面作为构成所述闪发腔体(18)的一部分。
6.根据权利要求1所述的空调***，其特征在于，所述压缩机(11)采用铝合金制机身。
7.根据权利要求1所述的空调***，其特征在于，所述压缩机(11)为电动压缩机。
8.一种汽车，包括空调***，其特征在于，所述空调***为如权利要求1-7任意一项所述的空调***。
9.根据权利要求8所述的汽车，其特征在于，所述汽车为新能源汽车。
10.根据权利要求8所述的汽车，其特征在于，所述汽车为电动汽车。
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