CN211918314U - 空调***及车辆 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种空调***及车辆。该空调***包括压缩机、室内冷凝器、室外换热器、室内蒸发器和第一开关阀。压缩机的出口分别与室外换热器的入口，且压缩机的出口还经由第一开关阀与室内冷凝器的入口相连。室内冷凝器的出口与室外换热器的入口相连，室外换热器的出口可选择地分别与压缩机的入口或室内蒸发器的入口相连，室内蒸发器的出口与压缩机的入口相连。通过将室内冷凝器和室内蒸发器并联，冷媒在管道内流动时，可以针对性地流动到需要进行热交换的装置中，即在制冷时流经室内蒸发器，在采暖时流经室内冷凝器，从而能够减少不必要的热量消耗，提高能量利用效率，进而可以提高空调***的能效，增加车辆的续航里程。
Description
技术领域
本公开涉及车辆空调技术领域，具体地，涉及一种空调***及车辆。
背景技术
汽车空调***用以调节车厢内的温湿度，为乘客提供舒适的乘车环境，是汽车中重要的功能部件。传统燃油汽车的空调***在夏季时通过发动机带动压缩机对车厢内进行制冷，而在冬季时则可利用发动机的余热对车厢内供暖。电动汽车采用电池作为动力源，相比传统燃油汽车更加节能环保，但其冬季供暖时却没有发动机的余热可以利用，而仅靠电动汽车的电池发热又不足以满足车厢内的制热需求。
当前的电动汽车空调***安装有电辅助加热器(PTC)，然而由于PTC的供暖能源转换效率较低，导致空调***的能效也较低，并且使用PTC取暖还会导致电动汽车的续航里程大幅度降低。
实用新型内容
本公开的目的是提供一种空调***及车辆，其能够提高空调***的能效。
为了实现上述目的，本公开提供一种空调***及具有该空调***的车辆，该空调***包括压缩机、室内冷凝器、室外换热器、室内蒸发器和第一开关阀，所述压缩机的出口分别与所述室外换热器的入口且所述压缩机的出口还经由所述第一开关阀与所述室内冷凝器的入口相连，所述室内冷凝器的出口与所述室外换热器的入口相连，所述室外换热器的出口可选择地分别与所述压缩机的入口或所述室内蒸发器的入口相连，所述室内蒸发器的出口与所述压缩机的入口相连，以使经所述室外换热器的出口流出的冷媒流过所述室内蒸发器或直接流至所述压缩机。
可选地，所述空调***还包括流量调节阀，所述压缩机的出口经由所述流量调节阀与所述室外换热器的入口连通。
可选地，所述流量调节阀为电子调节阀。
可选地，所述空调***还包括第二开关阀，所述室内冷凝器的出口经由所述第二开关阀与所述室内蒸发器的入口连通。
可选地，所述空调***还包括第三开关阀，所述室外换热器的出口经由所述第三开关阀与所述压缩机的入口连通。
可选地，所述空调***还包括第一膨胀阀，所述室内冷凝器的出口经由所述第一膨胀阀与所述室外换热器的入口连通。
可选地，所述空调***还包括第二膨胀阀，所述室外换热器的出口经由所述第二膨胀阀与所述室内蒸发器的入口连通。
可选地，所述第二膨胀阀为电子膨胀阀。
可选地，所述空调***还包括并联的第三膨胀阀和第四开关阀，所述压缩机的出口经由所述并联的第三膨胀阀和第四开关阀与所述室外换热器的入口连通。
根据本公开的另一方面提供一种车辆，其包括上述的空调***。
通过上述技术方案，通过将室内冷凝器和室内蒸发器并联，冷媒在管道内流动时，可以针对性地流动到需要进行热交换的装置中，即在制冷时流经室内蒸发器，在采暖时流经室内冷凝器，从而能够减少不必要的热量消耗，提高能量利用效率，进而可以提高空调***的能效，增加车辆的续航里程。而且，可以根据需要有针对地调节制冷时的冷媒流量或采暖时的冷媒流量，二者互不影响。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中，用箭头示意出冷媒的流动路径，在阀上画斜线代表此阀关闭：
图1是本公开一种实施方式的空调***处于基本采暖模式下的原理图；
图2是本公开一种实施方式的空调***处于制冷模式下的原理图；
图3是本公开一种实施方式的空调***的处于特殊采暖模式下的原理图；
图4是本公开一种实施方式的空调***的处于采暖模式下进行除湿时的原理图。
附图标记说明
10-压缩机；20-室内冷凝器；30-室外换热器；41-第一膨胀阀；42-第二膨胀阀；53-第一开关阀；52-第二开关阀；54-第三开关阀；51-流量调节阀；60-室内蒸发器。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
在本公开中，对开关阀的具体类型不做限制，只要能够实现打开和关闭功能的阀即可，例如可以是截止阀，也可以是流量调节阀或多位多通阀等。此外，本公开实施例中使用的术语“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。
根据本公开的一方面提供了一种空调***，其包括压缩机10、室内冷凝器20、室外换热器30、室内蒸发器60和第一开关阀53。压缩机10的出口分别与室外换热器30的入口相连，且压缩机的出口还经由第一开关阀53与室内冷凝器20的入口相连。室内冷凝器20的出口与室外换热器30的入口相连。室外换热器30的出口可选择地分别与压缩机10的入口或室内蒸发器60的入口相连。室内蒸发器60的出口与压缩机10的入口相连，以使经室外换热器30的出口流出的冷媒流过室内蒸发器60或直接流至压缩机10。
可选地，在一种实施方式中，为了对流路中的冷媒起到节流降压的作用，空调***还包括第一膨胀阀41和第二膨胀阀42，室内冷凝器20的出口经由第一膨胀阀41与室外换热器30的入口连通。室外换热器30的出口经由第二膨胀阀42与室内蒸发器60的入口连通。
如图1所示，在基础采暖模式下，打开第一开关阀53，室外换热器30的出口与压缩机10的入口连通。在压缩机10的驱动下，冷媒的基础采暖循环回路为：室内冷凝器20-第一膨胀阀41-室外换热器30-压缩机10-第一开关阀53-室内冷凝器20。从而可以通过室内冷凝器20将高温高压的冷媒气体液化成低温的冷媒液体，在此过程中释放出热量来加热空气提供给车内乘员舱。
如图2所示，在制冷模式下，关闭第一开关阀53，室外换热器30的出口与室内蒸发器60的入口连通。在压缩机10的驱动下，冷媒的基础采暖循环回路为：室内蒸发器60-压缩机10-室外换热器30-第二膨胀阀42-室内蒸发器60。从而可以通过室内蒸发器60将低温低压的冷媒液体气化成高温的冷媒气体，在此过程中吸收热量将空气降温后提供给车内乘员舱。
通过将室内冷凝器20和室内蒸发器60并联，冷媒在管道内流动时，可以针对性地流动到需要进行热交换的装置中，即在制冷时流经室内蒸发器60，在采暖时流经室内冷凝器20，从而能够减少不必要的热量消耗，提高能量利用效率，进而可以提高空调***的能效，增加车辆的续航里程。而且，可以根据需要有针对地调节制冷时的冷媒流量或采暖时的冷媒流量，二者互不影响。
为了在采暖时进一步地提高空调***的能效，在本公开的一种实施方式中，空调***还包括流量调节阀51，压缩机10的出口经由流量调节阀51与室外换热器30的入口连通。
在现有技术中，空调***在制热时，室外换热器用作蒸发器的功能使用时，若环境温度温度过低，而室外换热器中的冷媒蒸发时，要吸收大量的热量，这样会使室外换热器表面温度大幅降低，容易造成室外换热器30表面结冰现象，这样会影响室外换热器的正常工作。而且，由于环境温度过低，单纯依靠室外换热器来制热无法满足车辆内的采暖需求，必须另外增加PTC加热器进行加热，这样会增加能耗，减少车辆的续航里程。
本公开中的空调***在制热时，不仅包括基础采暖模式(如图1所示)，还包括特殊采暖模式(如图3所示)。
如图3所示，在特殊采暖模式下，第一开关阀53打开，流量调节阀51打开，室外换热器30的出口与压缩机10的入口连通。从压缩机10的出口流出的冷媒能够根据需要被分流，一部分流入室内冷凝器20，另一部分流入室外换热器30。由于设置了流量调节阀51，能够调节此两条流路中的流量。在上述基础采暖模式下的循环路径的基础上，增加了一个特殊采暖循环回路，即为：压缩机10-流量调节阀51-室外换热器30-压缩机10。
由于具有此特殊采暖循环回路，在基础采暖模式下打开流量调节阀51，将高温高压的气态冷媒提供给作为蒸发器使用的室外换热器30，可以使高温气态冷媒与从室内冷凝器20流出的低温液态冷媒混合并进行热交换，使得低温液态冷媒获得热量，使得室外换热器30不必从外部环境中吸收热量，或者减少室外换热器30需要从外界吸收的热量，因此可以使得室外换热器30能够获得足够的热量以将从室内冷凝器20中流出的液态冷媒进行气化，进而充分满足车内的采暖需求。与此同时，还能够有效防止室外换热器30表面出现结冰现象。通过设置特殊采暖循环回路来满足特殊条件下的车内采暖需求，替代了能源转换效率较低的PTC加热器，进而可以提高空调***的能效，增加车辆的续航里程。
进一步地，流量调节阀51为电子调节阀。该电子调节阀与车辆的控制***电连接，在环境温度较低时，控制器可以根据需要打开并调节压缩机10至室外换热器30之间的流路中的流量，使其既能够防止室外换热器30表面出现结冰现象，又能够满足车内的采暖要求。
在本公开中对室外换热器30如何选择与室内蒸发器60的入口连通或压缩机10的入口连通不作限制，可以根据需要设置。在一种实施方式中，空调***还包括第三开关阀54。室外换热器30的出口经由第三开关阀54与压缩机10的入口连通。
由于设置了第三开关阀54，打开第三开关阀54，室外换热器30与压缩机10的入口连通，打开第一开关阀53，能够实现通过压缩机10向室内冷凝器20供送冷媒，实现采暖；关闭第三开关阀54，室外换热器30与室内蒸发器60的入口连通，关闭第一开关阀53，能够实现通过压缩机10向室内蒸发器60供送冷媒，实现制冷。因此，通过第三开关阀54结合第一开关阀53的打开和关闭，能够实现采暖和制冷模式的切换。而且实现了室内蒸发器60和室内冷凝器20的并联，冷媒可以针对性地流动到需要进行热交换的装置中，从而能够减少不必要的热量消耗，提高能量利用效率。
为了实现在采暖的同时还能够对车内空气进行除湿，在本公开的一种实施方式中，如图4所示，空调***还包括第二开关阀52。室内冷凝器20的出口经由第二开关阀52与室内蒸发器60的入口连通。
从室内冷凝器20流出的冷媒会分流，一部分流进室外换热器30，然后流进压缩机10；另一部分经过第二开关阀52流进室内蒸发器60，然后再流进压缩机10。流进室内蒸发器60内的冷媒在室内蒸发器60内蒸发而发生热交换，吸收大量的热量，会使得室内蒸发器60表面的温度大幅下降，车内空气中的水蒸气遇到冰冷的室内蒸发器60的表面会产生遇冷凝结成水的现象，并且凝结的水可以通过接水盘等排出。因此，通过设置第二开关阀52，可以在需要的时候，打开第二开关阀52，通过室内蒸发器60起到对车内空气除湿的功能。
为了对流路中的冷媒起到节流降压的作用，空调***还包括第一膨胀阀41，室内冷凝器20的出口经由第一膨胀阀41与室外换热器30的入口连通。从室内冷凝器20中流出的高压低温的冷媒，经过第一膨胀阀41的节流降压的作用后成为低压低温的冷媒，并提供给室外换热器30。
进一步地，空调***还包括第二膨胀阀42，室外换热器30的出口经由第二膨胀阀42与室内蒸发器60的入口连通。第二膨胀阀42不仅能够在制冷时将从室外换热器30中流出的冷媒节流降压后提供给室内蒸发器60，而且能够在采暖时完全关闭，使得冷媒在采暖时不会流经室内蒸发器60，减少了不必要的热交换，提高了空调***的能效。
具体指，第二膨胀阀42为电子膨胀阀，和/或第一膨胀阀41为电子膨胀阀。该电子膨胀阀与车辆的控制***电连接，控制器可以根据需要打开或关闭第一膨胀阀41和第二膨胀阀42，便于实现空调***的自动化。
在特殊采暖模式下，为了能够调节从压缩机10输出至室外换热器30中的冷媒的流量，在另一种实施方式中，空调***还包括并联的第三膨胀阀和第四开关阀(图中未示出)。压缩机10的出口经由并联的第三膨胀阀和第四开关阀与室外换热器30的入口连通。在制冷模式下，第三膨胀阀关闭，第四开关阀打开，冷媒通过第四开关阀通流至室外换热器30；在基础采暖模式下，第三膨胀阀关闭，第四开关阀关闭；在特殊采暖模式下，第三膨胀阀打开并可以根据需要调节流量，第四开关阀关闭，从而调节从压缩机10输出至室外换热器30中的冷媒的流量。
在本公开的另一方面还提供了一种车辆，其包括上述的空调***。由于具有上述的空调***，冷媒在管道内流动时，可以针对性地流动到需要进行热交换的装置中，即在制冷时流经室内蒸发器60，在采暖时流经室内冷凝器20，从而能够减少不必要的热量消耗，提高能量利用效率，进而可以提高空调***的能效，增加车辆的续航里程。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (10)
1.一种空调***，其特征在于，包括压缩机(10)、室内冷凝器(20)、室外换热器(30)、室内蒸发器(60)和第一开关阀(53)，所述压缩机(10)的出口与所述室外换热器(30)的入口相连，且所述压缩机(10)的出口还经由所述第一开关阀(53)与所述室内冷凝器(20)的入口相连，所述室内冷凝器(20)的出口与所述室外换热器(30)的入口相连，所述室外换热器(30)的出口可选择地与所述压缩机(10)的入口或所述室内蒸发器(60)的入口相连，所述室内蒸发器(60)的出口与所述压缩机(10)的入口相连，以使经所述室外换热器(30)的出口流出的冷媒流过所述室内蒸发器(60)或直接流至所述压缩机(10)。
2.根据权利要求1所述的空调***，其特征在于，所述空调***还包括流量调节阀(51)，所述流量调节阀(51)的入口与所述压缩机(10)的出口连通，所述流量调节阀(51)的出口与所述室外换热器(30)的入口连通。
3.根据权利要求2所述的空调***，其特征在于，所述流量调节阀(51)为电子调节阀。
4.根据权利要求1所述的空调***，其特征在于，所述空调***还包括第二开关阀(52)，所述第二开关阀(52)的入口与所述室内冷凝器(20)的出口连通，所述第二开关阀(52)的出口与所述室内蒸发器(60)的入口连通。
5.根据权利要求1所述的空调***，其特征在于，所述空调***还包括第三开关阀(54)，所述第三开关阀(54)的入口与所述室外换热器(30)的出口连通，所述第三开关阀(54)的出口与所述压缩机(10)的入口连通。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的空调***，其特征在于，所述空调***还包括第一膨胀阀(41)，所述室内冷凝器(20)的出口经由所述第一膨胀阀(41)与所述室外换热器(30)的入口连通。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的空调***，其特征在于，所述空调***还包括第二膨胀阀(42)，所述室外换热器(30)的出口经由所述第二膨胀阀(42)与所述室内蒸发器(60)的入口连通。
8.根据权利要求7所述的空调***，其特征在于，所述第二膨胀阀(42)为电子膨胀阀。
9.根据权利要求1所述的空调***，其特征在于，所述空调***还包括并联的第三膨胀阀和第四开关阀，所述压缩机(10)的出口经由所述并联的第三膨胀阀和第四开关阀与所述室外换热器(30)的入口连通。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的空调***。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112389275A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-02-23 | 睿驰电装(大连)电动***有限公司 | 基于电驱主动发热模式的安全控制方法和装置 |
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2019
- 2019-12-13 CN CN201922249984.8U patent/CN211918314U/zh active Active
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