CN109373645B - 带有节流多口膨胀阀的补气增焓热泵***、交通工具、方法 - Google Patents
带有节流多口膨胀阀的补气增焓热泵***、交通工具、方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种带有节流多口膨胀阀的补气增焓热泵***、交通工具、方法所述热泵***包含至少一个制冷剂回路，所述制冷剂回路包含压缩机、车内冷凝器、车外换热器、车内蒸发器、节流多口膨胀阀组件、气液分离器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、电子膨胀阀、第一止回阀、第二止回阀。所述车内冷凝器与车内蒸发器置于空调箱内，所述空调箱设有鼓风机用于提供气流，温度风门用于改变气流方向。本发明无需使用闪蒸器或经济器，仅通过一个节流多口膨胀阀即可实现补气增焓的功能，***结构简单且成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车热泵***，具体地，涉及一种带有节流多口膨胀阀的补气增焓热泵***。尤其是涉及一种适用于电动车的带有两级节流三口电子膨胀阀的补气增焓热泵***。
背景技术
电动汽车越来越受到关注，面临冬天供暖耗电高的难题，热泵***由于高效节能得到广泛研究，但热泵***也存在低温启动及制热性能不足的问题。解决的办法之一是通过补气增焓提高热泵***的制热量。专利文献CN106016811B公开了一种带经济器的电动汽车空调热泵***，在所述***中分别设置第一四通换向阀和第二四通换向阀作为制冷剂流路切换阀组；压缩机采用设有补气口的全封闭式车用电动空调压缩机；并联设置室内换热器和除霜换热器，其并联线路的一端与所述第一四通换向阀的第一端口相连接，并联线路的另一端与所述第二四通换向阀的第一端口相连；所述第一四通换向阀的其它三个端口分别连接油分离器的出口、气液分离器的进口以及室外换热器的第一端口，所述油分离器的入口与压缩机的排气口相连，所述气液分离器的出口与压缩机的吸气口相连；所述第二四通换向阀的其它三个端口分别与室外换热器的第二端口、干燥过滤器以及主电子膨胀阀相连；在所述干燥过滤器的出口端一侧分别设置有主回路和辅助回路。
但其需要复杂的闪蒸器配合电子膨胀阀或通过经济器配合电子膨胀阀实现，热泵***结构复杂且成本较高。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种带有节流多口膨胀阀的补气增焓热泵***及交通工具与方法。
根据本发明提供的一种带有节流多口膨胀阀的补气增焓热泵***，包括制冷剂回路；
所述制冷剂回路包含压缩机、车内冷凝器、车外换热器、车内蒸发器、节流多口膨胀阀组件、气液分离器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、电子膨胀阀、第一止回阀、第二止回阀；
压缩机的出口连接车内冷凝器的入口；车内冷凝器的出口经车外换热器连接车内蒸发器的入口；车内蒸发器的出口经气液分离器连接压缩机的入口；
所述节流多口膨胀阀组件包括阀体；所述阀体上设置有阀入口、第一阀出口、第二阀出口、中间压力腔；所述阀入口的输出口通过毛细节流管连接中间压力腔；中间压力腔中的第一位置连接第一阀出口，中间压力腔中的第二位置连接第二阀出口，其中，第一位置低于第二位置；第一位置处设置有节流孔；
第一电磁阀连接在车内冷凝器的出口与阀入口的管路上；
第二电磁阀连接在车内冷凝器的出口与车外换热器入口的管路上；
第三电磁阀连接在车内蒸发器的出口与车外换热器入口的管路上；
电子膨胀阀连接在车外换热器出口与车内蒸发器入口的管路上；
第一止回阀连接在第一阀出口与车外换热器出口的管路上；
第二止回阀连接在第二阀出口与压缩机的补气口的管路上。
优选地，包括空调箱；
所述空调箱设有鼓风机、温度风门；
所述车外换热器设有冷却风扇。
优选地，压缩机为补气增焓涡旋压缩机。
根据本发明提供的一种上述的带有节流多口膨胀阀的补气增焓热泵***的使用方法，其特征在于，包括如下任一个步骤：
制冷模式使用步骤：令第一电磁阀、第三电磁阀关闭，第二电磁阀、电子膨胀阀开启，调节温度风门使气流不经过车内冷凝器；
补气增焓制热模式使用步骤：令第一电磁阀、第三电磁阀开启，第二电磁阀、电子膨胀阀关闭，调节温度风门使气流经过车内冷凝器。
根据本发明提供的一种交通工具，包括上述的带有节流多口膨胀阀的补气增焓热泵***。
优选地，所述交通工具为汽车。
尤其是：
优选地，所述阀体具备流量调节机构，所述流量调节机构包含驱动杆、传动套杆、阀杆；
所述驱动杆的一端与传动套杆的一端连接，所述传动套杆的另一端与阀杆的一端连接，所述阀杆的另一端延伸入节流孔；
在驱动杆的带动下，阀杆能够在节流孔中运动，以改变阀杆与节流孔之间的间隙大小。
优选地，流量调节机构包括电机，电机驱动所述驱动杆。
优选地，所述阀体内部设置有密封垫片；
所述密封垫片密封连接阀体与流量调节机构的阀杆。
优选地，所述阀体内部设置有干燥过滤网；所述干燥过滤网设置于第二阀出口内侧，所述干燥过滤网与节流孔之间形成中间压力腔。
优选地，所述阀入口的输入口为冷凝器出口的连接口；第一阀出口的输出口为蒸发器进口的连接口；第二阀出口的输出口为补气增焓压缩机补气口的连接口。
优选地，所述干燥过滤网，仅能通过制冷剂气体，制冷剂液体被阻挡形成液滴后落进中间压力腔。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明在电动汽车补气增焓热泵***中，减少了闪蒸器与经济器的使用，仅通过一个集成式电子膨胀阀即达到了节流与气液分离的作用；部件占用空间小，***结构简单，成本较低。
2、本发明无需使用闪蒸器或经济器，仅通过一个两级节流三口电子膨胀阀即可实现补气增焓的功能。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的带有节流多口膨胀阀的补气增焓热泵***结构示意图。
图2为本发明的节流多口膨胀阀组件的结构示意图。
图3为制冷模式工作状态示意图。
图4为补气增焓制热模式工作状态示意图。
图中示出：
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
根据本发明提供的一种交通工具，包括带有节流多口膨胀阀的补气增焓热泵***。根据图1所示带有节流多口膨胀阀的补气增焓热泵***，所述热泵***包含至少一个制冷剂回路，所述制冷剂回路包含压缩机1、车内冷凝器2、车外换热器3、车内蒸发器4、节流多口膨胀阀组件5、气液分离器6、第一电磁阀7、第二电磁阀8、第三电磁阀9、电子膨胀阀10、第一止回阀11、第二止回阀12。
压缩机1的出口连接车内冷凝器2的入口；车内冷凝器2的出口经车外换热器3连接车内蒸发器4的入口；车内蒸发器4的出口经气液分离器6连接压缩机1的入口；
所述节流多口膨胀阀组件5包括阀体；所述阀体上设置有阀入口17、第一阀出口18、第二阀出口19、中间压力腔26；所述阀入口17的输出口通过毛细节流管20连接中间压力腔26；中间压力腔26中的第一位置连接第一阀出口18，中间压力腔26中的第二位置连接第二阀出口19，其中，第一位置低于第二位置；第一位置处设置有节流孔21；
第一电磁阀7连接在车内冷凝器2的出口与阀入口17的管路上；第二电磁阀8连接在车内冷凝器2的出口与车外换热器3入口的管路上；第三电磁阀9连接在车内蒸发器4的出口与车外换热器3入口的管路上；电子膨胀阀10连接在车外换热器3出口与车内蒸发器4入口的管路上；第一止回阀11连接在第一阀出口18与车外换热器3出口的管路上；第二止回阀12连接在第二阀出口19与压缩机1的补气口的管路上。优选地，所述带有节流多口膨胀阀的补气增焓热泵***包括空调箱13；所述空调箱13设有鼓风机15、温度风门16；所述车外换热器3设有冷却风扇14。压缩机1为补气增焓涡旋压缩机。
根据图2所示的节流多口膨胀阀组件，包括阀体，所述阀体上设置有阀入口17与第一阀出口18及第二阀出口19，所述阀入口17后有毛细节流管20，所述阀入口17与车内冷凝器出口相连，第一阀出口18与蒸发器进口相连，第二阀出口19与补气增焓压缩机补气口相连。阀入口17的输入口连接冷凝器出口；第一阀出口18的输出口连接蒸发器进口；第二阀出口19的输出口连接补气增焓压缩机补气口。
车内冷凝器出口的制冷剂液体进入阀入口17，首先经过毛细节流管20进行第一次节流，节流后形成的气液两相流进入中间压力腔26，由于重力分离作用，制冷剂液体进入节流孔21进行第二次节流，第二次节流后的气液两相流进入蒸发器，制冷剂气体经过干燥过滤网22，未分离的制冷剂液体经干燥过滤网22阻拦形成液滴返回中间压力腔26，干燥的制冷剂气体经第二阀出口19进入压缩机补气口完成补气增焓。在图2中，附图标记21的引线局部与剖面线重合，但是该引线的末端所指记为节流孔。
本发明的节流多口膨胀阀组件，具备流量调节机构，所述调节机构包含的驱动杆23可通过步进电机进去驱动，驱动杆23通过传动套杆24带动阀杆25，通过阀杆25的上下移动改变制冷剂的流量。在驱动杆23的带动下，阀杆25能够在节流孔21中运动，以改变阀杆25与节流孔21之间的间隙大小。流量调节机构包括电机，电机驱动所述驱动杆23。所述阀体内部设置有密封垫片27；所述密封垫片27密封连接阀体与流量调节机构的阀杆25。所述阀体内部设置有干燥过滤网22；所述干燥过滤网22设置于第二阀出口19内侧，所述干燥过滤网22与节流孔21之间形成中间压力腔26。所述阀入口17的输入口为冷凝器出口的连接口；第一阀出口18的输出口为蒸发器进口的连接口；第二阀出口19的输出口为补气增焓压缩机补气口的连接口。所述干燥过滤网22，仅能通过制冷剂气体，制冷剂液体被阻挡形成液滴后落进中间压力腔26。
鼓风机15用于提供气流，温度风门16用于改变气流方向。冷却风扇14用于提供气流，取得更好的换热效果，冷却风扇14优选为电子风扇。所述车外换热器3出口管路设有温度压力传感器用于检测室外换热器3出口制冷剂过热度。所述流量调节机构根据室外换热器3出口制冷剂的过热度进行制冷剂流量的调节。
根据图3的制冷模式工作状态示意图，所述制冷剂回路的第一电磁阀7、第三电磁阀9关闭，第二电磁阀8、电子膨胀阀10开启，调节温度风门16使气流不经过车内冷凝器2。压缩机1排出的高温高压制冷剂气体经车内冷凝器2，此时车内冷凝器2不换热，车内冷凝器2出口的制冷剂气体经第二电磁阀8进入车外换热器3，此时车外换热器3作为冷凝器向环境排热，车外换热器3出口的制冷剂经电子膨胀阀10节流后进入车内蒸发器4内蒸发吸热，车内蒸发器4出口的制冷剂进入气液分离器6后返回压缩机1完成循环。
根据图4的补气增焓制热模式工作状态示意图，所述制冷剂回路的第一电磁阀7、第三电磁阀9开启，第二电磁阀8、电子膨胀阀10关闭，调节温度风门16使气流经过车内冷凝器2。压缩机1排出的高温高压制冷剂气体经车内冷凝器2向车内排热，车内冷凝器2出口的制冷剂液体经第一电磁阀7进入节流多口膨胀阀组件5的阀入口17，制冷剂液体首先经过毛细节流管20进行第一次节流，节流后形成的气液两相流进入中间压力腔26，由于重力分离作用，制冷剂液体进入节流孔21进行第二次节流，第二次节流后的气液两相流进入车外换热器3，制冷剂流量由室外换热器3出口制冷剂过热度调节，制冷剂气体经过干燥过滤网22，未分离的制冷剂液体经干燥过滤网22阻拦形成液滴返回中间压力腔26，干燥的制冷剂气体经第二阀出口19进入压缩机1补气口完成补气增焓。车外换热器3作为蒸发器向环境吸热，车外换热器3出口的制冷剂经第三电磁阀9进入节流多口膨胀阀组件5的第一阀出口18进入气液分离器6，气液分离器6出来的制冷剂返回压缩机1完成循环。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (6)
1.一种带有节流多口膨胀阀的补气增焓热泵***，其特征在于，包括制冷剂回路；
所述制冷剂回路包含压缩机（1）、车内冷凝器（2）、车外换热器（3）、车内蒸发器（4）、节流多口膨胀阀组件（5）、气液分离器（6）、第一电磁阀（7）、第二电磁阀（8）、第三电磁阀（9）、电子膨胀阀（10）、第一止回阀（11）、第二止回阀（12）；
压缩机（1）的出口连接车内冷凝器（2）的入口；车内冷凝器（2）的出口经车外换热器（3）连接车内蒸发器（4）的入口；车内蒸发器（4）的出口经气液分离器（6）连接压缩机（1）的入口；
所述节流多口膨胀阀组件（5）包括阀体；所述阀体上设置有阀入口（17）、第一阀出口（18）、第二阀出口（19）、中间压力腔（26）；所述阀入口（17）的输出口通过毛细节流管（20）连接中间压力腔（26）；中间压力腔（26）中的第一位置连接第一阀出口（18），中间压力腔（26）中的第二位置连接第二阀出口（19），其中，第一位置低于第二位置；第一位置处设置有节流孔（21）；
第一电磁阀（7）连接在车内冷凝器（2）的出口与阀入口（17）的管路上；
第二电磁阀（8）连接在车内冷凝器（2）的出口与车外换热器（3）入口的管路上；
第三电磁阀（9）连接在车内蒸发器（4）的出口与车外换热器（3）入口的管路上；
电子膨胀阀（10）连接在车外换热器（3）出口与车内蒸发器（4）入口的管路上；
第一止回阀（11）连接在第一阀出口（18）与车外换热器（3）出口的管路上；
第二止回阀（12）连接在第二阀出口（19）与压缩机（1）的补气口的管路上；
车内冷凝器出口的制冷剂液体进入阀入口（17），首先经过毛细节流管（20）进行第一次节流，节流后形成的气液两相流进入中间压力腔（26），由于重力分离作用，制冷剂液体进入节流孔（21）进行第二次节流，第二次节流后的气液两相流进入车内蒸发器，制冷剂气体经过干燥过滤网（22），未分离的制冷剂液体经干燥过滤网（22）阻拦形成液滴返回中间压力腔（26），干燥的制冷剂气体经第二阀出口（19）进入压缩机补气口完成补气增焓；
节流多口膨胀阀组件，具备流量调节机构，所述流量调节机构包含的驱动杆（23）通过步进电机进行驱动，驱动杆（23）通过传动套杆（24）带动阀杆（25），通过阀杆（25）的上下移动改变制冷剂的流量；在驱动杆（23）的带动下，阀杆（25）能够在节流孔（21）中运动，以改变阀杆（25）与节流孔（21）之间的间隙大小；流量调节机构包括步进电机，步进电机驱动所述驱动杆（23）；所述阀体内部设置有密封垫片（27）；所述密封垫片（27）密封连接阀体与流量调节机构的阀杆（25）；所述阀体内部设置有干燥过滤网（22）；所述干燥过滤网（22）设置于第二阀出口（19）内侧，所述干燥过滤网（22）与节流孔（21）之间形成中间压力腔（26）；所述阀入口（17）的输入口为车内冷凝器出口的连接口；第一阀出口（18）的输出口为车内蒸发器进口的连接口；第二阀出口（19）的输出口为补气增焓压缩机补气口的连接口；所述干燥过滤网（22），仅能通过制冷剂气体，制冷剂液体被阻挡形成液滴后落进中间压力腔（26）；
所述流量调节机构根据车外换热器（3）出口制冷剂的过热度进行制冷剂流量的调节。
2.根据权利要求1所述的带有节流多口膨胀阀的补气增焓热泵***，其特征在于，包括空调箱（13）；
所述空调箱（13）设有鼓风机（15）、温度风门（16）；
所述车外换热器（3）设有冷却风扇（14）。
3.根据权利要求1所述的带有节流多口膨胀阀的补气增焓热泵***，其特征在于，压缩机（1）为补气增焓涡旋压缩机。
4.一种权利要求1至3中任一项所述的带有节流多口膨胀阀的补气增焓热泵***的使用方法，其特征在于，包括如下任一个步骤：
制冷模式使用步骤：令第一电磁阀（7）、第三电磁阀（9）关闭，第二电磁阀（8）、电子膨胀阀（10）开启，调节温度风门（16）使气流不经过车内冷凝器（2）；
补气增焓制热模式使用步骤：令第一电磁阀（7）、第三电磁阀（9）开启，第二电磁阀（8）、电子膨胀阀（10）关闭，调节温度风门（16）使气流经过车内冷凝器（2）。
5.一种交通工具，其特征在于，包括权利要求1至3中任一项所述的带有节流多口膨胀阀的补气增焓热泵***。
6.根据权利要求5所述的交通工具，其特征在于，所述交通工具为汽车。
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