一种高效融霜的热泵型纯电动客车空调的制作方法

本发明涉及电动客车空调技术领域，具体涉及一种高效融霜的热泵型纯电动客车空调。

背景技术：

由于没有传统车的燃油发动机余热可以利用，现有纯电动客车空调冬季采暖只能依靠空调机组或者PTC加热器，采用PTC加热器供热可以有效弥补空调热泵系统低温制热性能差的问题，但是效率太低，严重影响整车的续航里程。采用热泵空调系统效率较高，但是机组在制热运行过程中冷凝器容易结霜，冷凝器结霜后机组性能衰减较为明显，为了降低结霜对系统造成的风险，部分客车空调厂家在温度较低时限制热泵的使用，仅使用电加热进行供热；还有部分厂家虽然使用热泵系统供热，但是未考虑空调运行工况对系统融霜的影响，造成融霜不彻底或者融霜效率低；另外由于采用热力膨胀阀作为节流机构，流量调节精度较差，造成融霜过程中制冷剂流量较低，进而影响融霜效率。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种高效融霜的热泵型纯电动客车空调，将热泵系统和PTC电加热系统结合起来应用到制热除霜过程中，提高融霜过程中制冷剂的质量流量和压力，提升融霜速度和融霜效果。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高效融霜的热泵型纯电动客车空调，所述空调安装于客车大顶上，包括压缩机、两套蒸发器总成、一套冷凝器总成、管路总成和控制器总成，压缩机通过四通阀与蒸发器总成相连接，所述蒸发器总成的入口处安装有电子膨胀阀，电子膨胀阀的前后分别设有过滤器；蒸发器总成包括蒸发芯体和蒸发风机，冷凝器总成包括冷凝芯体和冷凝风机，所述蒸发芯体和蒸发风机之间设有PTC电加热器，所述压缩机出口处布置有排气温度传感器，所述冷凝芯体上布置有融霜温度传感器，冷凝器进风口位置处布置有室外温度传感器，所述蒸发芯体上布置有蒸发温度传感器，蒸发器总成的回风口处设有回风温度传感器；上述所有传感器通过管路与控制器总成相连接。

所述压缩机为直流变频压缩机。

一种高效融霜的热泵型纯电动客车空调的热除霜方法，包括以下步骤：

1）制热模式运行，同时分两个方面运行，一方面检测冷凝芯体温度传感器是否正常，若正常，检测冷凝芯体温度，若冷凝芯体温度高于0℃，返回至制热模式运行，完成一个循环，若冷凝芯体温度低于0℃，检测压缩机非除霜模式累计运行时间是否满足要求，若不满足要求，返回至制热模式运行，完成一个循环，若满足要求，开启热除霜模式；若冷凝芯体温度传感器不正常，则跳过检测冷凝芯体温度这一步，直接进行检测压缩机非除霜模式累计运行时间是否满足要求；

另一方面，检测空调面板是否开启热除霜，若开启，返回至制热模式运行，完成一个循环，若未开启，检测冷凝芯体温度传感器是否正常，不正常，开启热除霜模式，若正常，检测冷凝芯体温度是否低于10℃，若低于10℃，开启热除霜模式，若不低于10℃，返回至制热模式运行，完成一个循环；

2）对于进入热除霜模式的，检测热除霜运行时间，当热除霜运行时间超过设定值，返回至制热模式运行，完成一个循环，若热除霜运行时间未超过设定值，至系统上传高压故障，若故障，返回至制热模式运行，完成一个循环，若非故障，检测冷凝芯体温度是否高于设定除霜退出温度，若高于设定除霜退出温度，返回至制热模式运行，完成一个循环，若否，返回至热除霜模式，继续进行系统循环。

所述热除霜模式包括以下几个方面，1）压缩机转速调整、2）电子膨胀阀开度调整、3）四通阀断电、4）冷凝风机关机、5）蒸发风机关机、6）PTC电加热器开启度调整、7）面板显示除霜。

本发明的热泵型纯电动空调采用热气融霜的方式除掉空调制热过程中冷凝器表面产生的霜层，节流机构采用电子膨胀阀，融霜过程中通过调整电子膨胀阀的开度，提高系统的制冷剂流量，提升融霜速度，此空调产品采用热泵机组和PTC辅助加热的组合方式，可以解决低温下热泵机组供热能力不足的问题，在融霜过程中通过开启电加热又可以提升吸气端的压力，提高融霜效率。本发明的纯电动客车空调通过监测制热过程中车外环境温度、冷凝芯体温度、压缩机排气温度数据，智能计算空调进入和退出融霜的时间以及融霜过程中压缩机的转速、电子膨胀阀的开度、PTC电加热的开启等级，在实现空调系统快速融霜的同时，提高融霜效率，降低产品电耗。

附图说明

图1为本发明的空调系统布置示意图。

图2为本发明的空调系统工作原理图。

图3为空调系统融霜控制逻辑图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员对本发明更好地理解，下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明：

如图1所示，一种高效融霜的热泵型纯电动客车空调，所述空调安装于客车大顶上，包括压缩机8、两套蒸发器总成、一套冷凝器总成、管路总成和控制器总成，压缩机8通过四通阀6与蒸发器总成相连接，所述蒸发器总成的入口处安装有电子膨胀阀5，电子膨胀阀5的前后分别设有过滤器；蒸发器总成包括蒸发芯体1和蒸发风机2，冷凝器总成包括冷凝芯体7和冷凝风机3，所述蒸发芯体1和蒸发风机2之间设有PTC电加热器4，所述压缩机8出口处布置有排气温度传感器，所述冷凝芯体7上布置有融霜温度传感器9，冷凝器进风口位置处布置有室外温度传感器10，所述蒸发芯体1上布置有蒸发温度传感器11，蒸发器总成的回风口12处设有回风温度传感器13；上述所有传感器通过管路与控制器总成相连接。

所述压缩机8为直流变频压缩机。本发明专利采用全直流变频压缩机，融霜过程中根据温度传感器反馈各温度参数的耦合，调整压缩机转速，保证压缩机在最佳的转速运行。

如图3所示，一种高效融霜的热泵型纯电动客车空调的热除霜方法，包括以下步骤：

1）制热模式运行，同时分两个方面运行，一方面检测冷凝芯体温度传感器是否正常，若正常，检测冷凝芯体温度，若冷凝芯体温度高于0℃，返回至制热模式运行，完成一个循环，若冷凝芯体温度低于0℃，检测压缩机非除霜模式累计运行时间是否满足要求，若不满足要求，返回至制热模式运行，完成一个循环，若满足要求，开启热除霜模式；若冷凝芯体温度传感器不正常，则跳过检测冷凝芯体温度这一步，直接进行检测压缩机非除霜模式累计运行时间是否满足要求；

另一方面，检测空调面板是否开启热除霜，若开启，返回至制热模式运行，完成一个循环，若未开启，检测冷凝芯体温度传感器是否正常，若不正常，开启热除霜模式，若正常，检测冷凝芯体温度是否低于10℃，若低于10℃，开启热除霜模式，若不低于10℃，返回至制热模式运行，完成一个循环；

2）对于进入热除霜模式的，检测热除霜运行时间，当热除霜运行时间超过设定值，返回至制热模式运行，完成一个循环，若热除霜运行时间未超过设定值，至系统上传高压故障，若故障，返回至制热模式运行，完成一个循环，若非故障，检测冷凝芯体温度是否高于设定除霜退出温度，若高于设定除霜退出温度，返回至制热模式运行，完成一个循环，若否，返回至热除霜模式，继续进行系统循环。

所述热除霜模式包括以下几个方面，1）压缩机转速调整、2）电子膨胀阀开度调整、3）四通阀断电、4）冷凝风机关机、5）蒸发风机关机、6）PTC电加热器开启度调整、7）面板显示除霜。

此空调系统的PTC加热器采用分级加热的控制逻辑，根据智能计算的结果，调整融霜过程中电加热的输入功率，降低因PTC的换热效率低对整车的续航里程的影响，在保证化霜效果的同时，降低系统的电耗。

如图2所示，本发明的高效融霜的热泵型纯电动客车空调的工作过程为，空调制热运行一段时间后，系统根据检测冷凝芯体7上布置的融霜传感器温度以及压缩机8的运行时间，判断是否进入融霜模式，如果满足条件，系统进入融霜模式，此时四通换向阀6断电，冷凝风机3停止工作，空调面板显示进入化霜模式，电子膨胀阀5开始根据室外传感器、排气温度传感器、融霜温度传感器的测量后所得的耦合结果进行开度调整，压缩机8也根据耦合结果进行转速提升，PTC电加热根据该耦合结果调整开度值，保证机组融霜过程中系统制冷剂的质量流量以及PTC在合理的开度运行。在融霜过程中，系统自动实时记录压缩机8的运行时间和融霜传感器的温度，当满足融霜退出条件后，四通换向阀6上电，冷凝风机3开始工作，电子膨胀阀5的开度和压缩机8的转速自动根据制热模式下的控制逻辑进行调整。系统融霜过程中，根据对环境温度、融霜温度和排气温度的检测结果对压缩机转速、电子膨胀阀开度、PTC电加热开度值进行调整，保证融霜的速度和融霜效果，同时降低PTC全开造成的较高电量消耗，提升整车舒适性和客户满意度。