CN109269152A - 压缩机换热装置和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压缩机换热装置和车辆，其中，压缩机换热装置包括设于压缩机的换热通道，换热通道包括第一开口；第一支管，第一支管的一端用于连接引擎冷却***的冷却管道，另一端用于连接第一开口；以及设于第一支管上的控制阀；控制阀能够控制第一支管导通，以使冷却管道中的冷却液经第一支管进入换热通道，对压缩机进行冷却或加热。本发明通过在常规车载引擎驱动的压缩机上增加了换热通道，并与车辆引擎冷却***相连，高温天气下可以有效降低压缩机的温度，防止压缩机过热而损坏；低温天气冷启动时，可以提前预热压缩机，降低液击风险。

Description

压缩机换热装置和车辆

技术领域

本发明涉及压缩机领域，尤其涉及一种压缩机换热装置和车辆。

背景技术

在现有车辆(例如卡车)的非独立制冷机组中，压缩机通过引擎来驱动，在高温天气行驶时，压缩机温度会非常高，导致润滑油品质及压缩机密封部件被破坏，从而导致压缩机损坏；低温天气下冷启动压缩机，压缩机容易受到液击而损坏；低温天气开启热气旁路制热或除霜功能时，制热或除霜速度慢。

发明内容

本发明提供一种压缩机换热装置和车辆。

具体地，本发明是通过如下技术方案实现的：

根据本发明的第一方面，提供一种压缩机换热装置，应用于车辆，所述车辆包括引擎冷却***，包括：

设于压缩机的换热通道，所述换热通道包括第一开口和第二开口；

第一支管，所述第一支管的一端用于连接所述引擎冷却***的冷却管道，另一端用于连接所述第一开口；以及设于所述第一支管上的控制阀；

其中，所述控制阀能够控制所述第一支管导通，以使所述冷却管道中的冷却液经所述第一支管进入所述换热通道，对所述压缩机进行冷却或加热。

可选地，还包括：

温度传感器，用于检测所述压缩机的排气温度或者环境温度；

控制器，与所述控制阀、温度传感器分别电连接；

所述控制器在判断出所述排气温度或所述环境温度高于第一温度阈值，或者，在判断出所述排气温度或所述环境温度低于第二温度阈值时，控制所述控制阀打开，以使所述第一支管导通，其中，所述第一温度阈值大于所述第二温度阈值。

可选地，所述控制器在判断出所述排气温度或所述环境温度低于第二温度阈值时，控制所述控制阀打开之后，若判断出所述排气温度或所述环境温度高于第三温度阈值，则控制所述控制阀关闭并开启所述压缩机。

可选地，所述换热通道形成于所述压缩机的机壳内。

可选地，所述换热通道为水管盘管，所述水管盘管缠绕或者嵌设在所述压缩机的机壳上。

可选地，所述换热通道包括多个。

可选地，所述控制阀为电磁阀。

可选地，所述换热通道还包括第二开口；

所述装置还包括：第二支管，所述第二支管的一端用于连接所述第二开口，另一端用于连接所述冷却管道；

所述换热通道内的冷却液依次经所述第二开口、所述第二支管后回流至所述冷却管道，或者，所述引擎流出的冷却液经所述第二支管流入所述第二开口，所述冷却液流经所述换热通道后由所述第一开口流出，并经所述第一支管循环至所述冷却管道。

根据本发明的第二方面，提供一种车辆，包括：

引擎；

引擎冷却***，所述引擎冷却***包括用于循环冷却液以对所述引擎进行冷却的冷却管道；

制冷机组，所述制冷机组包括压缩机；以及

上述任一项所述的压缩机换热装置。

可选地，所述压缩机包括机壳，所述机壳由铸铝材质制作。

由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明通过在常规车载引擎驱动的压缩机上增加了换热通道，并与车辆引擎冷却***相连，高温天气下可以有效降低压缩机的温度，防止压缩机过热而损坏；低温天气冷启动时，可以提前预热压缩机，降低液击风险；低温天气制热或除霜运行时，可以通过提高压缩机温度进而提升制热能力或除霜速度。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是相关技术中的一种车辆的结构示意图；

图2是相关技术中的一种制冷机组的结构示意图；

图3是本发明一示例性实施例示出的一种车辆的结构示意图；

图4是本发明一示例性实施例示出的一种压缩机换热装置的结构框图；

图5是本发明一示例性实施例示出的压缩机的剖面示意图，其中，虚线为冷却液在压缩机中的流动路径；

图6是本发明一示例性实施例示出的压缩机的立体图。

附图标记：100：引擎；200：引擎冷却***；210：冷却管道；220：泵；230：散热器；240：储液箱；300：制冷机组；310：压缩机；311：机壳；320：冷凝器模块；330：蒸发器模块；400：压缩机换热装置；1：换热通道；11：第一开口；12：第二开口；2：第一支管；3：控制阀；4：第二支管；5：控制器；6：温度传感器。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

相关技术中，参见图1，车辆包括引擎100、引擎冷却***200和制冷机组300。

其中，引擎冷却***200包括冷却管道210、泵220、散热器230和储液箱240，泵220将冷却液(如水)吸入引擎100内的冷却通道中，冷却引擎100后的冷却液通过散热器230降温并继续循环回泵220，实现冷却液的循环利用。在冷却管道210中的冷却液不足时，泵220可从储液箱240中获取冷却液。通常，进入引擎100的冷却液的温度小于特定温度阈值(如80℃)。引擎冷却***200与引擎100同步动作，即引擎100工作时，引擎冷却***200对引擎100进行冷却，防止引擎100温度过高。

车辆上的非独立制冷机组300包括压缩机310、冷凝器模块320(外机)和蒸发器模块330(内机)，压缩机310、冷凝器模块320和蒸发器模块330之间通过管路(如软管)连接。本实施例的压缩机310设有离合器，通过皮带轮或其他动力传输组件与引擎100连接，当引擎100运行时，离合器吸合，引擎100通过皮带轮或其他动力传输组件带动压缩机310转动。

其中，冷凝器模块320包括冷凝器，蒸发器模块330包括蒸发器。制冷机组制冷时，冷媒的循环回路为：压缩机310->冷凝器模块320->蒸发器模块330->压缩机310。各个模块之间通过管路连接形成循环回路。冷凝器模块和蒸发器模块之间的管路上可设有流量调节装置340，用于调节冷凝器模块流向蒸发器模块的冷媒的流量。可选的，压缩机310采用斜盘式压缩机、摇摆式压缩机或者其他类型的压缩机。

夏季高温(气温>43℃)天气，冷凝器模块320暴露在环境中，***的冷凝温度一般在50℃以上，压缩机310的机壳311及排气温度过高(排气温度>120℃，机壳311温度>100℃)，会破坏润滑油品质及压缩机310密封部件，从而导致压缩机310损坏。另外，引擎100的转速由是根据司机的驾驶需要来决定的，所以传递给压缩机310的转速是不可控的。在高温环境下，如果压缩机310转速过高，会更进一步提高压缩机310的机壳311及排气温度。

对于此，相关技术通过压缩机310喷液***来冷却压缩机310，具体的，在压缩机310排气管上设置排气温度传感器或开关；参见图2，在制冷***冷凝器出口与吸气管之间设置喷液支路(图2所示)，喷液支路上设有第一电磁阀350(常闭)。当排气温度传感器或开关检测到压缩机310排气温度高于某一设定值后，第一电磁阀350打开，一部分液态冷媒被吸入压缩机310吸气管并汽化吸收热量，从而冷却压缩机310至安全的温度。喷液支路上设有喷液孔来限制喷液时流过的冷媒量，起到节流降压的作用。此外，喷液孔的直径不能太大，通常<1.0mm。然而，喷液会减少正常制冷回路中的冷媒流量，导致冷媒量下降5～15％。而且，喷液对压缩机310排气温度的降低受到喷液孔的限制，高温天气下，如果引擎100转速很高，压缩机310排气温度仍会过高。

此外，相关技术中，当压缩机310排气温度超过安全值后，会强制压缩机310停止工作直至排气温度恢复到安全值以内。然而，强制压缩机310停止工作会使得制冷***不能正常工作，车辆所运输的低温食品或货物得不到良好存储，最终会变质导致用户索赔。

而冬季低温天气，车辆停放一夜后，压缩机310温度较低，冷媒可能迁移到压缩机310内，压缩机310冷启动易造成液击而损坏。制冷机组300一般使用热气旁通方式除霜及制热，制热量依赖于压缩机310温度，低温天气制热时，压缩机310温度低，机组的制热量不高。如图2所示，在蒸发器和压缩机310之间设置热气除霜/制热旁路，热气除霜/制热旁路上设有第二电磁阀360(常闭)。当排气温度传感器或开关检测到压缩机310排气温度低于某一预设值后，第二电磁阀360打开，热气除霜/制热旁路工作，冷凝器处于断开状态，从而对压缩机310进行加热。

针对上述缺陷，本发明实施例通过在常规车载引擎100驱动的压缩机310上增加了换热通道1，并与车辆引擎冷却***200相连，高温天气下可以有效降低压缩机310的温度，防止压缩机310过热而损坏；低温天气冷启动时，可以提前预热压缩机310，降低液击风险。

下面结合附图，对本发明的压缩机换热装置400和车辆进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

结合图3至图6，本发明实施例提供一种压缩机换热装置400，应用于具有引擎冷却***200的车辆。本实施例的压缩机换热装置400可包括换热通道1、第一支管2和控制阀3。其中，换热通道1包括第一开口11，并且，换热通道1设于压缩机310。第一支管2的一端用于连接引擎冷却***200的冷却管道210，另一端用于连接第一开口11，控制阀3设于第一支管2上。在本实施例中，控制阀3能够控制第一支管2导通，以使冷却管道210中的冷却液经第一支管2进入换热通道1，对压缩机310进行冷却或加热。

具体的，在夏季温度较高时，打开控制阀3，控制第一支管2导通，冷却管道210中的冷却液经第一支管2进入换热通道1，从而冷却压缩机310。

冬季低温天气，车辆启动后，在制冷机组300进行制热或除霜之前，开启控制阀3，利用冷却液加热压缩机310，从而增加制热量及加快除霜速度。具体而言，打开控制阀3，冷却管道210中的冷却液(冬季冷却液的温度一般在60℃以上)经第一支管2进入换热通道1，从而加热压缩机310。

此外，当不需要冷却压缩机310或者不需要加热压缩机310时，可通过控制阀3控制第一支管2截止，阻止冷却管道210中的冷却液经第一支管2进入换热通道1。

换热通道1的类型可包括多种，例如，在其中一实施例中，结合图5和图6，换热通道1形成于压缩机310的机壳311内。本实施例中，换热通道1由机壳311直接形成，冷却液直接对机壳311进行热交换，冷却或加热效果好。可选的，机壳311为导热材质制作，当冷却液从换热通道1流过时，能够最大限度的将机壳311内的热量带走或者将热量传递给机壳311(对机壳311加热)，从而冷却或加热压缩机310。

在另一实施例中，换热通道1为水管盘管。可选的，水管盘管缠绕在压缩机310的机壳311上，例如，水管盘管缠绕在机壳311的外侧壁。可选的，水管盘管嵌设在压缩机310的机壳311上，例如，在机壳311的外侧壁和/或内侧壁设有凹槽，将水管盘管嵌设在机壳311的外侧壁和/或内侧壁的凹槽中。当冷却液流经水管盘管时，水管盘管内的冷却液可带走机壳311上的热量，或者将自身的热量传递给机壳311，从而冷却或加热压缩机310。

换热通道1可包括一个或多个，本实施例中，换热通道1包括多个，多个换热通道1排布在机壳311的不同位置，从而充分冷却或加热压缩机310，并加快压缩机310的冷却或加热速度。

以换热通道1形成于机壳311内为例进行说明，在本实施例中，机壳311呈圆环形。可选的，参见图5和图6，多个换热通道1相互平行，并且，每个换热通道1沿着机壳311的一端延伸至机壳311的另一端，相邻两个换热通道1相互连通。可选的，每个换热通道1沿着机壳311的径向分布，并且，相邻换热通道1在压缩机两端端盖内相互连通。

控制阀3的类型也可根据需要选择，例如，可以为电磁阀，也可以为其他类型的控制阀。

进一步的，参见图3，压缩机换热装置400还包括第二支管4，换热通道1还包括第二开口12。本实施例的第二支管4的一端用于连接第二开口12，另一端用于连接冷却管道210。在本实施例中，换热通道1内的冷却液依次经第二开口12、第二支管4后回流至冷却管道210，实现冷却液的循环使用。

上述实施例中，第一开口11作为冷却液进入换热通道1的入口，第二开口12作为冷却液从换热通道1流出的出口。在另一实现方式中，为获得更好的加热效果，可改变第一支路和第二支路中的冷却液的流动方向，具体的，对控制阀3的流向进行控制，从而改变第一支路和第二支路中的冷却液的流动方向。本实施例中，第一开口11作为冷液从换热通道1流出的出口，第二开口12作为冷却液进入换热通道1的入口。本实施例中，引擎100流出的冷却液经第二支管4流入第二开口12，冷却液流经换热通道1后由第一开口11流出，并经第一支管2循环至冷却管道210。具体的，冷却液流经引擎100的冷却通道后，经第二支管4流入第二开口12，从而进入换热通道1内，换热通道1内的冷却液经第一开口11流出，并经第一支管2流入冷却管道210内。

此外，压缩机换热装置400还包括温度传感器6和控制器5，控制器5与控制阀3、温度传感器6分别电连接。

在一实施例中，温度传感器6用于检测压缩机310的排气温度，例如，将温度传感器6设于压缩机310的排气口，从而检测压缩机310的排气温度。控制器5在判断出排气温度高于第一温度阈值，或者，在判断出排气温度低于第二温度阈值时，控制控制阀3打开，以使第一支管2导通。具体的，夏季等高温时间段，控制器5在判断出排气温度高于第一温度阈值时，控制控制阀3打开，以使第一支管2导通，从而冷却压缩机310，防止压缩机310温度过高而损坏。冬季等低温时间段，控制器5在判断出排气温度低于第二温度阈值时，控制控制阀3打开，以使第一支管2导通，从而加热压缩机310，防止冷启动压缩机310而导致压缩机310被液击。

在另一实施例中，温度传感器6用于检测环境温度。控制器5在判断出环境温度高于第一温度阈值，或者，在判断出环境温度低于第二温度阈值时，控制控制阀3打开，以使第一支管2导通。具体的，夏季等高温时间段，控制器5在判断出环境温度高于第一温度阈值时，控制控制阀3打开，以使第一支管2导通，从而冷却压缩机310，防止压缩机310温度过高而损坏。冬季等低温时间段，控制器5在判断出环境温度低于第二温度阈值时，控制控制阀3打开，以使第一支管2导通，从而加热压缩机310，防止冷启动压缩机310而导致压缩机310被液击。此外，低温天气制热或除霜运行时，可以通过提高压缩机310温度进而提升制热能力或除霜速度。

上述实施例中，第一温度阈值大于第二温度阈值。第一温度阈值、第二温度阈值的大小可根据需要设定，在本实施例中，第一温度阈值大于100℃，第二温度阈值小于0℃，例如，第一温度阈值可以为110℃，第二温度阈值可以为-10℃。

进一步的，控制器5在判断出排气温度或环境温度低于第二温度阈值时，控制控制阀3打开之后，若判断出排气温度或环境温度高于第三温度阈值，则控制控制阀3关闭，并开启压缩机310，防止冷启动造成压缩机310液击。

参见图3，本发明实施例还提供一种车辆，包括引擎100、引擎冷却***200、制冷机组300以及上述实施例的压缩机换热装置400。其中，引擎冷却***200包括用于循环冷却液以对引擎100进行冷却的冷却管道210，制冷机组300包括压缩机310。

在本实施例中，压缩机310包括机壳311，机壳311由导热材质制作，可选的，机壳311由铸铝材质制作。

此外，本实施例的制冷机组300还具备制热功能，具体的，在制热时，冷媒回路为：压缩机310->蒸发器模块330->压缩机310，压缩机310输出的高温高压的冷媒进入蒸发器模块330换热而实现制热。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种压缩机换热装置，应用于车辆，所述车辆包括引擎冷却***，其特征在于，包括：

设于压缩机的换热通道，所述换热通道包括第一开口；

第一支管，所述第一支管的一端用于连接所述引擎冷却***的冷却管道，另一端用于连接所述第一开口；以及设于所述第一支管上的控制阀；

其中，所述控制阀能够控制所述第一支管导通，以使所述冷却管道中的冷却液经所述第一支管进入所述换热通道，对所述压缩机进行冷却或加热。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

温度传感器，用于检测所述压缩机的排气温度或者环境温度；

控制器，与所述控制阀、温度传感器分别电连接；

所述控制器在判断出所述排气温度或所述环境温度高于第一温度阈值，或者，在判断出所述排气温度或所述环境温度低于第二温度阈值时，控制所述控制阀打开，以使所述第一支管导通，其中，所述第一温度阈值大于所述第二温度阈值。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制器在判断出所述排气温度或所述环境温度低于第二温度阈值时，控制所述控制阀打开之后，若判断出所述排气温度或所述环境温度高于第三温度阈值，则控制所述控制阀关闭并开启所述压缩机。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述换热通道形成于所述压缩机的机壳内。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述换热通道为水管盘管，所述水管盘管缠绕或者嵌设在所述压缩机的机壳上。

6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述换热通道包括多个。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制阀为电磁阀。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述换热通道还包括第二开口；

所述装置还包括：

第二支管，所述第二支管的一端用于连接所述第二开口，另一端用于连接所述冷却管道；

所述换热通道内的冷却液依次经所述第二开口、所述第二支管后回流至所述冷却管道，或者，所述引擎流出的冷却液经所述第二支管流入所述第二开口，所述冷却液流经所述换热通道后由所述第一开口流出，并经所述第一支管循环至所述冷却管道。

9.一种车辆，其特征在于，包括：

引擎；

引擎冷却***，所述引擎冷却***包括用于循环冷却液以对所述引擎进行冷却的冷却管道；

制冷机组，所述制冷机组包括压缩机；以及

权利要求1至8任一项所述的压缩机换热装置。

10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述压缩机包括机壳，所述机壳由铸铝材质制作。