CN110345673A - 一种热泵***车外换热器化霜方法以及热泵***和车辆 - Google Patents

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邱峰
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Abstract

本发明公开了一种热泵***车外换热器化霜方法以及热泵***和车辆，涉及车辆技术领域。所述热泵***车外换热器化霜方法包括判断所述车外换热器是否需要化霜；若是，降低车辆的电机驱动效率，迫使电机提高发热量；其中，所述电机产生的热量通过电机散热管道中的传热介质输送至所述车外换热器，从而快速去除所述车外换热器表面的结霜层。本发明还提供了一种热泵***和车辆，所述车辆包括热泵***，所述热泵***和所述车辆的热泵***采用上述所述的化霜方法来去除所述热泵***车外换热器表面的结霜层。本发明的化霜方法不影响乘员舱舒适性，且能够提高能源利用率。

Description

一种热泵***车外换热器化霜方法以及热泵***和车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别是涉及一种热泵***车外换热器化霜方法以及热泵***和车辆。
背景技术
随着自然资源的日益枯竭，新能源车辆作为新一代代步工具，逐渐受到人们的欢迎。
目前，新能源车辆上对热泵空调***中室外换热器的化霜，一般采用的是让制冷剂反流，使得室外换热器放热，以此来达到化霜的方式。
但是，当热泵空调***在除霜的时候，由于制冷剂反流，因而制冷剂的热量均传递至室外换热器上，从而使得乘员舱内因无热量提供而使得温度下降，这极大降低了乘员舱的舒适性，易引起乘客抱怨。
发明内容
本发明第一方面的一个目的在于提供一种不影响乘员舱舒适性的热泵***车外换热器化霜方法。
本发明第一方面的另一个目的是提高能源利用率。
本发明第二方面的一个目的是提供一种热泵***，所述热泵***采用上述所述的化霜方法来去除所述热泵***车外换热器表面的结霜层。
本发明第三方面的一个目的是提供一种车辆，所述车辆包括上述热泵***，所述热泵***采用上述所述的化霜方法来去除所述热泵***车外换热器表面的结霜层。
根据本发明的第一方面，本发明提供了一种热泵***车外换热器化霜方法，包括：
判断所述车外换热器是否需要化霜；
若是，降低车辆的电机驱动效率，迫使电机提高发热量；
其中，所述电机产生的热量通过电机散热管道中的传热介质输送至所述车外换热器，从而快速去除所述车外换热器表面的结霜层。
进一步地，所述判断所述车外换热器是否需要化霜，包括：
测量所述车外换热器出口蒸发温度；
测量所述车外换热器出口过热度；
比较所述出口蒸发温度与设定出口蒸发温度；
比较所述出口过热度与设定出口过热度；
若所述出口蒸发温度大于所述设定出口蒸发温度，所述出口过热度大于所述设定出口过热度，则判断所述车外换热器需要化霜。
进一步地，所述设定出口蒸发温度为-12℃—-10℃之间的任一数值，所述设定出口过热度为-1℃—1℃之间的任一数值。
进一步地，还包括：
启动邻近所述车外换热器的风扇。
进一步地，所述传热介质为通过泵输送并可流动的普通冷媒。
进一步地，所述传热介质为无需泵输送以循环流动的超导液。
根据本发明的第二方面，本发明提供了一种热泵***，所述热泵***采用上述所述的化霜方法来去除所述热泵***车外换热器表面的结霜层；且
所述热泵***包括冷媒输送泵和所述电机散热管道，所述电机散热管道穿过所述电机和电机散热器，所述普通冷媒在所述冷媒输送泵的泵送下吸收所述电机产生的热量并将所述热量传递至所述电机散热器；
其中，所述电机散热器靠近所述车外换热器。
进一步地，所述热泵***包括所述电机散热管道，所述电机散热管道穿过所述电机和电机散热器，所述超导液通过相变传热的方式吸收所述电机产生的热量并将热量传递至所述电机散热器；
其中，其中，所述电机散热器和所述车外换热器共同组成集成式换热器。
根据本发明的第三方面，本发明提供了一种车辆，所述车辆设有上述所述的热泵***。
本发明的热泵***车外换热器化霜方法及热泵***和车辆，在车外换热器需要化霜时，通过降低车辆的电机驱动效率，利用电机产生热量并将该热量传递至车外换热器，从而去除所述车外换热器表面的结霜层。因此，就无需像现有技术中那样通过制冷剂反流放热至车外换热器来化霜，由此导致乘员舱温度下降而降低乘员舱舒适性，引起乘客抱怨，本发明的化霜方式能够完全避免上述弊端，因而不仅能够保证乘员舱的舒适性，还能够保证热泵***的正常工作。
进一步地，在能够保证热泵***正常工作和电机正常工作的情况下，通过适当降低电机的驱动效率来使电机散发更多的热量去除车外换热器表面的化霜层，因此，也无需像现有技术中那样采用额外的加热器来进行化霜，从而浪费车辆额外的能量，特别是对电动车辆来说，其会极大降低车辆的续航能力，因而，本发明的化霜方式极大提高了能量利用率，在一定程度上提高了车辆的续航能力。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的热泵***车外换热器化霜方法的流程图；
图2是根据本发明另一个实施例的热泵***车外换热器化霜方法的流程图；
图3是根据本发明一个实施例的集成式换热器的结构示意图；
图4是根据本发明一个实施例的集成式换热器的制冷剂扁管和超导液扁管的结构示意图。
具体实施方式
图1是根据本发明一个实施例的热泵***车外换热器化霜方法的流程图。如图1所示，所述热泵***车外换热器化霜方法用于去除所述车外换热器表面的结霜层，包括：
S100，判断所述车外换热器是否需要化霜；
S200，若是，降低车辆的电机驱动效率，迫使电机提高发热量。
其中，所述电机产生的热量通过电机散热管道中的传热介质传递至所述车外换热器，从而快速去除所述车外换热器表面的结霜层。
在这里，所述车外换热器位于热泵***制冷剂循环回路中，且在车辆的外部，当环境温度较低时，所述车外换热器表面会结霜，从而影响热泵***的正常工作。此时，通过电机产生热量并将热量用于除霜，可以有效保证热泵***的正常工作。同时，在不影响电机正常工作的情况下，适当降低车辆的电机驱动效率为本领域技术人员熟知的技术，在此不再赘述。
本发明的热泵***车外换热器化霜方法，在车外换热器需要化霜时，通过降低车辆的电机驱动效率，利用电机产生热量并将该热量传递至车外换热器，从而去除所述车外换热器表面的结霜层。因此，就无需像现有技术中那样通过制冷剂反流放热至车外换热器来化霜，由此导致乘员舱温度下降而降低乘员舱舒适性，引起乘客抱怨，本发明的化霜方式能够完全避免上述弊端，因而不仅能够保证乘员舱的舒适性，还能够保证热泵***的正常工作。
进一步地，在能够保证热泵***正常工作和电机正常工作的情况下，通过适当降低电机的驱动效率来使电机散发更多的热量去除车外换热器表面的化霜层，因此，也无需像现有技术中那样采用额外的加热器来进行化霜，从而浪费车辆额外的能量，特别是对电动车辆来说，其会极大降低车辆的续航能力，因而，本发明的化霜方式极大提高了能量利用率，在一定程度上提高了车辆的续航能力。
具体地，所述判断所述车外换热器是否需要化霜，包括：
测量所述车外换热器出口蒸发温度；
测量所述车外换热器出口过热度；
比较所述出口蒸发温度与设定出口蒸发温度；
比较所述出口过热度与设定出口过热度；
若所述出口蒸发温度大于所述设定出口蒸发温度，所述出口过热度大于所述设定出口过热度，则判断所述车外换热器需要化霜。
在这里，所述设定出口蒸发温度为-12℃—-10℃之间的任一数值，所述设定出口过热度为-1℃—1℃之间的任一数值。如此，则可以准确掌控车外换热器的化霜时机，有利于能量的合理利用。可以理解的是，本发明的设定出口蒸发温度和设定出口过热度是根据热泵***不同工况而设置的标定值，其在不同工况下具有不同的标定值，具体地是通过实验标定出来的，上述的两个范围是热泵***处于制热工况时，当车外换热器的出口蒸发温度和出口过热度达到上述范围时，则判定车外换热器表面结霜，需要进行去霜处理。
进一步地，图2是根据本发明另一个实施例的热泵***车外换热器化霜方法的流程图。如图2所示，所述化霜方法还包括：
S300，启动邻近所述车外换热器的风扇。
通过将风扇打开，可以加快车外换热器附近空气的流通，使得电机产生的热量及时散发至车外换热器的表面而用于化霜，因此，风扇的设置，可加快车外换热器的化霜过程，且可以充分利用电机产生的热量，有利于能量的合理及时利用。
同时，在本发明一个实施例中，所述传热介质还可以吸收电机控制器产生的热量；其中，所述电机控制器靠近所述电机散热管道，所述电机散热管道中的传热介质流经所述电机控制器时，吸收所述电机控制器产生的热量。
通过吸收电机控制器产生的热量并将热量传递至车外换热器，用于去除车外换热器表面的结霜层，就可以充分利用电机控制器产生的热量，因此，进一步提高了能源的利用效率。
进一步地，所述传热介质可以为通过泵输送并可流动的普通冷媒，也可以是无需泵输送以循环流动的超导液，所述超导液可以是由硫酸钾、重铬酸钾、二次蒸馏水按一定配比制成。
在这里，所述普通冷媒可以是水，所述超导液为具有相变传热功能的液体。
同时，在本发明一个实施例中，本发明还提供了一种热泵***，所述热泵***采用上述所述的化霜方法来去除所述热泵***车外换热器表面的结霜层。
在本发明一个实施例中，所述热泵***采用普通冷媒来传递热量。所述热泵***包括冷媒输送泵和所述电机散热管道，所述电机散热管道穿过所述电机和电机散热器，所述普通冷媒在所述冷媒输送泵的泵送下吸收所述电机产生的热量并将所述热量传递至所述电机散热器。其中，所述电机散热器靠近所述车外换热器。如此，电机散热器散发出的热量就能够用于车外换热器的化霜。
同时，在本发明另一个实施例中，所述热泵***采用超导液来传递热量。所述热泵***包括所述电机散热管道，所述电机散热管道穿过所述电机和电机散热器，所述超导液通过相变传热的方式吸收所述电机产生的热量并将热量传递至所述电机散热器。其中，所述电机散热器和所述车外换热器共同组成集成式换热器。
具体地，图3是根据本发明一个实施例的集成式换热器的结构示意图，图4是根据本发明一个实施例的集成式换热器的制冷剂扁管和超导液扁管的结构示意图。参见图3，还可以参见图4，本实施例以图3为主加以说明。所述集成式换热器5可以包括多组制冷剂扁管15、制冷剂集液管16、多组超导液扁管17和超导液集液管18。如图4所示，每组制冷剂扁管15内均设有多个制冷剂流道19。制冷剂集液管16设置于多组制冷剂扁管15的两端且与每个制冷剂流道19连通。如图4所示，每一超导液扁管17套设于每一制冷剂扁管15的外侧，超导液扁管17与制冷剂扁管15的外表面之间形成有多个超导液流道20。超导液集液管18设置于多组超导液扁管17的两端且与每个超导液流道20连通，超导液集液管18与制冷剂集液管16相隔离，使得制冷剂在制冷剂扁管15和制冷剂集液管16内流通，超导液在超导液扁管17和超导液集液管18内流动。其中，所述制冷剂扁管15和制冷剂集液管16位于热泵***制冷剂循环回路中，超导液扁管17和超导液集液管18位于电机散热管道中。
通过集成式换热器的设置，特别是制冷剂扁管15与超导液扁管17的套设设计，可以将电机产生的热量最大限度的传递至集成式换热器内部，该热量或用于集成式换热器化霜、或用于制冷剂吸热，因此，可以最大限度地提高车辆的能量利用率，符合当前节能趋势。
同时，在其他实施例中，还提供了一种车辆，所述车辆设有上述所述的热泵***。
由于所述热泵***和所述车辆的热泵***采用上述所述的化霜方法来去除所述热泵***车外换热器表面的结霜层，因此，在车外换热器需要化霜时，通过降低车辆的电机驱动效率，利用电机产生热量并将该热量传递至车外换热器，从而去除所述车外换热器表面的结霜层。因此，就无需像现有技术中那样通过制冷剂反流放热至车外换热器来化霜，由此导致乘员舱温度下降而降低乘员舱舒适性，引起乘客抱怨，本发明的化霜方式能够完全避免上述弊端，因而不仅能够保证乘员舱的舒适性，还能够保证热泵***的正常工作。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种热泵***车外换热器化霜方法，其特征在于，包括：
判断所述车外换热器是否需要化霜；
若是，降低车辆的电机驱动效率，迫使电机提高发热量；
其中，所述电机产生的热量通过电机散热管道中的传热介质输送至所述车外换热器，从而快速去除所述车外换热器表面的结霜层。
2.根据权利要求1所述的化霜方法，其特征在于，所述判断所述车外换热器是否需要化霜，包括：
测量所述车外换热器出口蒸发温度；
测量所述车外换热器出口过热度；
比较所述出口蒸发温度与设定出口蒸发温度；
比较所述出口过热度与设定出口过热度；
若所述出口蒸发温度大于所述设定出口蒸发温度，所述出口过热度大于所述设定出口过热度，则判断所述车外换热器需要化霜。
3.根据权利要求2所述的化霜方法，其特征在于，所述设定出口蒸发温度为-12℃—-10℃之间的任一数值，所述设定出口过热度为-1℃—1℃之间的任一数值。
4.根据权利要求1所述的化霜方法，其特征在于，还包括：
启动邻近所述车外换热器的风扇。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的化霜方法，其特征在于，所述传热介质为通过泵输送并可流动的普通冷媒。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的化霜方法，其特征在于，所述传热介质为无需泵输送以循环流动的超导液。
7.一种热泵***，其特征在于，所述热泵***采用如权利要求5所述的化霜方法来去除所述热泵***车外换热器表面的结霜层；且
所述热泵***包括冷媒输送泵和所述电机散热管道，所述电机散热管道穿过所述电机和电机散热器，所述普通冷媒在所述冷媒输送泵的泵送下吸收所述电机产生的热量并将所述热量传递至所述电机散热器；
其中，所述电机散热器靠近所述车外换热器。
8.一种热泵***，其特征在于，所述热泵***采用如权利要求6所述的化霜方法来去除所述热泵***车外换热器表面的结霜层；且
所述热泵***包括所述电机散热管道，所述电机散热管道穿过所述电机和电机散热器，所述超导液通过相变传热的方式吸收所述电机产生的热量并将热量传递至所述电机散热器；
其中，所述电机散热器和所述车外换热器共同组成集成式换热器。
9.一种车辆，其特征在于，所述车辆设有如权利要求7所述的热泵***。
10.一种车辆，其特征在于，所述车辆设有如权利要求8所述的热泵***。
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