CN202747508U - 一种电动汽车热泵空调*** - Google Patents

一种电动汽车热泵空调*** Download PDF

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刘余根
张潞宽
王鑫楠
韩捷
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Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车热泵空调***，解决现有采用四通阀换向的热泵空调***采用制热效率低、制热时无法进行除湿的技术问题，本实用新型的方案包括压缩机、第一内部换热器、第二内部换热器、外部换热器以及气液分离器，所述压缩机的出口连接第二内部换热器的入口，所述第二内部换热器的出口通过第一节流阀连接外部换热器的入口，所述外部换热器的出口通过第二节流阀连接第一内部换热器的入口，所述第一内部换热器的出口通过所述气液分离器连接所述压缩机的进口，所述压缩机的出口与外部换热器的入口之间设有第一电磁阀，所述外部换热器的出口与第一内部换热器的出口之间设有第二电磁阀，所述第一节流阀上并联有第三电磁阀。

Description

一种电动汽车热泵空调***
技术领域
本实用新型涉及一种空调***，尤其是应用在电动汽车上的热泵空调***。
背景技术
电动汽车使用电池作为驱动动力，使得它的空调***也不同于燃油汽车；由于作为驱动动力的电池容量有限，空调***的能耗对电动汽车充电一次后的行程有很大的影响。同燃油汽车相比，对电动汽车空调***的能耗提出了更高的要求。由于电动汽车没有用来采暖的发动机余热，不能提供作为汽车空调冬天采暖用的热源，必须自身具有供暖的功能。传统电动汽车采用PTC电加热实现车内制热，但PTC电加热属于对电源的硬消耗，制热效率低，影响电动汽车的续行里程。现有电动汽车改用热泵制热，相比于PTC电加热具有节能优势。
目前常规的热泵空调***采用的是四通阀换向，在除霜模式下四通阀换向，空调***由制热循环切换为制冷循环，同时内风机停止工作，***在频繁停机换向除霜过程中占用了大量制热时间，大大降低空调***制热效率，四通阀在车载工况使用不能满足可靠换向要求。另外，由于车室内空间小，常规热泵空调***制热时无法进行除湿，车内空气中水分易在挡风玻璃形成雾阻挡视线，影响驾驶安全性。为此，现有采用四通阀换向的热泵空调***应用在电动汽车上并不理想，有待改进。
发明内容
本实用新型提供一种电动汽车热泵空调***，解决现有电动汽车空调***存在的问题，实现了电动汽车室内环境的全面控制。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种电动汽车热泵空调***，包括压缩机、第一内部换热器、第二内部换热器、外部换热器以及气液分离器，所述压缩机的出口连接第二内部换热器的入口，所述第二内部换热器的出口通过第一节流阀连接外部换热器的入口，所述外部换热器的出口通过第二节流阀连接第一内部换热器的入口，所述第一内部换热器的出口通过所述气液分离器连接所述压缩机的进口，所述压缩机的出口与外部换热器的入口之间设有第一电磁阀，所述外部换热器的出口与第一内部换热器的出口之间设有第二电磁阀，所述第一节流阀上并联有第三电磁阀。
进一步的，所述第一内部换热器为蒸发器，所述第二内部换热器为冷凝器。
进一步的，所述外部换热器为平行流换热器或管片式换热器。
进一步的，所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀均为12V电磁阀。
进一步的，所述压缩机为直流电动压缩机。
进一步的，所述第一内部换热器与所述第二内部换热器设在蒸发箱总成内，所述蒸发箱总成上设有风门。
进一步的，所述风门在热泵空调***制热、除湿时关闭，所述风门在热泵空调***制冷时打开。
本实用新型的有益效果：
采用电磁阀旁通技术代替了现有热泵空调的四通阀换向技术，利用第一内部换热器、第二内部换热器、外部换热器三个换热器，实现制冷、制热、除湿除霜等功能，解决了现有热泵空调***制热模式下无法进行除湿的弊端，实现了电动汽车室内环境的全面控制；另外，采用三个电磁阀进行控制，整个过程压缩机无需停机，避免了因压缩机频繁停机而造成的压缩机寿命下降，同时提高了空调***制热效率。
本实用新型的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的解释和说明：
图1为本实用新型电动汽车热泵空调***的原理图；
图2为本实用新型电动汽车热泵空调***在制冷模式下的原理图；
图3为本实用新型电动汽车热泵空调***在制热模式下的原理图；
图4为本实用新型电动汽车热泵空调***在除霜除湿模式下的原理图。
具体实施方式
本实用新型提供一种电动汽车热泵空调***，包括压缩机1、第一内部换热器2、第二内部换热器3、外部换热器4以及气液分离器5，所述压缩机1的出口连接第二内部换热器3的入口，所述第二内部换热器3的出口通过第一节流阀6连接外部换热器4的入口，所述外部换热器4的出口通过第二节流阀7连接第一内部换热器2的入口，所述第一内部换热器2的出口通过所述气液分离器5连接所述压缩机1的进口，所述压缩机1的出口与外部换热器4的入口之间设有第一电磁阀8，所述外部换热器4的出口与第一内部换热器2的出口之间设有第二电磁阀9，所述第一节流阀6上并联有第三电磁阀10。采用电磁阀旁通技术代替了现有热泵空调的四通阀换向技术，利用第一内部换热器2、第二内部换热器3、外部换热器4三个换热器，实现制冷、制热、除湿除霜等功能，解决了现有热泵空调***制热模式下无法进行除湿的弊端，实现了电动汽车室内环境的全面控制。
下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。
参照图1，电动汽车热泵空调***，包括压缩机1、第一内部换热器2、第二内部换热器3、外部换热器4以及气液分离器5，所述压缩机1的出口连接第二内部换热器3的入口，所述第二内部换热器3的出口通过第一节流阀6连接外部换热器4的入口，所述外部换热器4的出口通过第二节流阀7连接第一内部换热器2的入口，所述第一内部换热器2的出口通过所述气液分离器5连接所述压缩机1的进口，所述压缩机1的出口与外部换热器4的入口之间设有第一电磁阀8，所述外部换热器4的出口与第一内部换热器2的出口之间设有第二电磁阀9，所述第一节流阀6上并联有第三电磁阀10。
本实施例的第一内部换热器2与第二内部换热器3均安装在蒸发箱总成11内，蒸发箱总成11上设有风门12。一般来说，汽车具备气流内循环和气流外循环功能，气流内循环是指鼓风机吹出的风只在车内部循环，由于没有外部空气参与，具有省油、制冷/制热快的优点，缺点是不利于车内空气的更新，而气流外循环是指鼓风机从车外部吸入空气吹入车内，其优点是保持车内空气的新鲜度，但费油，制冷/制热速度慢，因此，气流内循环和气流外循环需要交替使用。气流内循环是靠蒸发箱总成11上的风门12来控制，在制热、除湿模式时风门12关闭实现换热，制冷模式时风门12打开以减小风阻。
本实施例中，第一内部换热器2为蒸发器，第二内部换热器3为冷凝器，蒸发器和冷凝器原理属于本领域技术人员的公知常识，不再详述。外部换热器4为平行流换热器或管片式换热器，平行流换热器与管片式换热器各有优缺点，可根据实际需要进行选择。
上述的第一电磁阀8、第二电磁阀9、第三电磁阀10使用但不限于12V电磁阀，压缩机1为直流电动压缩机。
下面结合具体的工作原理解释上述实施例的特点：
参照图2，电动汽车热泵空调***在制冷模式下，第一电磁阀8开启，第二电磁阀9与第三电磁阀10关闭，制冷剂通过压缩机1压缩成高温高压气体，利用第一电磁阀8的旁通作用，使高温高压的制冷剂直接进入外部换热器4，而流经第二内部换热器3制冷剂的量基本可以忽略，这样就大大减少了第二内部换热器3对蒸发箱的漏热，同时也减少了制冷***高压端的压力损失，提高了空调制冷效率。高温高压制冷剂经外部换热器4冷凝后变成高压液体，高压液态制冷剂经过第二节流阀7的节流降压后变成低温低压的液态制冷剂，低温低压液态制冷剂进入第一内部换热器2中蒸发吸热，以达到降低车内环境温度的目的，蒸发后的气态制冷剂通过气液分离器5分离后回到压缩机1内，上述过程周而复始，实现了空调***制冷功能。
参照图3，电动汽车热泵空调***在制热模式下，第二电磁阀9开启，第一电磁阀8与第三电磁阀10关闭，压缩机1产生的高温高压气态制冷剂直接进入第二内部换热器3，经第二内部换热器3的冷凝放热后，制冷剂变成高压液体，冷凝放热的同时车内环境温度升高，达到制热的目的；高压液态制冷剂经第一节流阀6的节流降压后变成低温低压的液态制冷剂并进入外部换热器4中蒸发，蒸发后的低温低压的气态制冷剂通过第二电磁阀9进入气液分离器5，气液分离后回到压缩机1内，上述过程周而复始，实现了空调***制热功能。
参照图4，电动汽车热泵空调***在除霜除湿模式下，第三电磁阀10开启，第一电磁阀8与第二电磁阀9关闭，压缩机1产生的高温高压气态制冷剂直接进入第二内部换热器3和外部换热器4，经第二内部换热器3和外部换热器4冷凝放热后，高温高压气态制冷剂变成高压液体，若外部换热器4在制热过程中结霜，此时就进行除霜工作；高压液态制冷剂经过第二节流阀7的节流降压后变成低温低压的液态制冷剂，低温低压液态制冷剂进入第一内部换热器2中蒸发，蒸发后的低温低压气态制冷剂进入气液分离器5，气液分离后回到压缩机1内。上述过程中，第一内部换热器2、第二内部换热器3、外部换热器4三个换热器均有制冷剂流过，其中第一内部换热器2制冷除湿，第二内部换热器3制热保证出风温度，在除霜的同时控制出风口空气的温度，该过程周而复始，实现了空调***除湿功能。
通过上述实施例，本发明的目的已经被完全有效的达到了。熟悉该项技艺的人士应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (7)

1.一种电动汽车热泵空调***，其特征在于：包括压缩机、第一内部换热器、第二内部换热器、外部换热器以及气液分离器，所述压缩机的出口连接第二内部换热器的入口，所述第二内部换热器的出口通过第一节流阀连接外部换热器的入口，所述外部换热器的出口通过第二节流阀连接第一内部换热器的入口，所述第一内部换热器的出口通过所述气液分离器连接所述压缩机的进口，所述压缩机的出口与外部换热器的入口之间设有第一电磁阀，所述外部换热器的出口与第一内部换热器的出口之间设有第二电磁阀，所述第一节流阀上并联有第三电磁阀。
2.如权利要求1所述的一种电动汽车热泵空调***，其特征在于：所述第一内部换热器为蒸发器，所述第二内部换热器为冷凝器。
3.如权利要求1所述的一种电动汽车热泵空调***，其特征在于：所述外部换热器为平行流换热器或管片式换热器。
4.如权利要求1所述的一种电动汽车热泵空调***，其特征在于：所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀均为12V电磁阀。
5.如权利要求1所述的一种电动汽车热泵空调***，其特征在于：所述压缩机为直流电动压缩机。
6.如权利要求1所述的一种电动汽车热泵空调***，其特征在于：所述第一内部换热器与所述第二内部换热器设在蒸发箱总成内，所述蒸发箱总成上设有风门。
7.如权利要求6所述的一种电动汽车热泵空调***，其特征在于：所述风门在热泵空调***制热、除湿时关闭，所述风门在热泵空调***制冷时打开。
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