一种用于电动汽车变频涡旋压缩机的余热蓄能除霜系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于电动汽车变频涡旋压缩机的余热蓄能除霜系统，包括压缩机、车外换热器、车内换热器、电子膨胀阀、气液分离器、干燥器、四通换向阀、包裹在压缩机外的压缩机相变蓄热器、流量调节阀、风机、轴流风机、直流电源，该余热蓄能除霜系统通过温度传感器控制流量调节阀的开闭，用压缩机相变蓄热器储存压缩机外壳余热和冷凝器出口制冷剂余热，有效的利用系统余热，保证汽车空调系统的安全高效运行。本实用新型的效果和优势在于有效的利用电动汽车空调系统的余热，提高热泵系统的制热效率，达到节能的目的。此实用新型可灵活应用于混合动力和纯电动汽车，其节能效果，增加电动汽车的续航里程对电动汽车的发展有着重大意义。
【专利说明】一种用于电动汽车变频涡旋压缩机的余热蓄能除霜系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电动汽车热泵空调系统领域，特别涉及一种用于电动汽车变频涡旋压缩机的余热蓄能除霜系统。
【背景技术】
[0002]电动汽车克服了燃油汽车的化石燃料依赖问题和环保问题，能源利用多元化，安静无污染，代表着未来汽车发展的趋势，电动汽车没有发动机余热可以利用，需要采用热泵型的空调系统在冬季供热除霜除雾，电动汽车空调冬季制热运行是电动汽车空调有别于普通汽车空调的重要特点，涡旋压缩机适应电动汽车热泵空调的节能、变工况调节、轻量化、直流驱动的需求，是电动汽车热泵空调系统的发展方向。
[0003]汽车空调的运行环境较恶劣，汽车空调冷热负荷动态变化大，要求空调系统具有较为宽广的负荷调节能力和快速制冷制热能力，电动汽车没有发动机余热可供采暖用，而除霜除雾不仅仅是车内舒适性的要求，同时也是为满足汽车驾驶安全性的国家标准强制要求，所以电动汽车热泵系统需要在冬季低温工况下保证正常供热运行，热泵低温节能运行问题和蒸发器有效除霜问题是电动汽车热泵系统亟待解决的瓶颈问题。
[0004]本实用新型的目的在于克服现有电动汽车热泵空调在低温环境下不能正常工作以及运行效率较低的缺点和不足，提供了一种电动汽车的包含热泵空调系统的涡旋压缩机的余热蓄能除霜系统。本实用新型解决现有的电动汽车热泵空调系统在低温工况下运行效率低，甚至无法运行等问题；本实用新型在保证压缩机正常工作的前提下，有效地利用了冬季冷凝器出口制冷剂余热和压缩机余热，提高了电动汽车热泵空调冬季的制热效率。
[0005]本实用新型通过下述技术方案实现:
[0006]一种用于电动汽车变频涡旋压缩机的余热蓄能除霜系统，包括压缩机、车外换热器、车内换热器、电子膨胀阀、气液分离器、干燥器、四通换向阀、包裹在压缩机外的压缩机相变蓄热器、流量调节阀、风机、轴流风机、直流电源，所述压缩机的输出端与四通换向阀的输入端相接，四通换向阀的第一输出端口与车内换热器的输入端相通，车内换热器的输出端通过第一三通管分别连接电子膨胀阀及压缩机相变蓄热器的输入端，电子膨胀阀的输出端与干燥器的入口相接，干燥器的出口通过第二三通管分别与车外换热器及流量调节阀的输入端相连接，车外换热器的输出端与四通换向阀的第三输出端口相接，流量调节阀的输出端与压缩机相变蓄热器的输出端相连接，四通换向阀的第二输出端口与气液分离器的入口相接，气液分离器的出口与压缩机的入口相接，所述风机设置于车外换热器一侧，所述轴流风机设置于车内换热器一侧，所述直流电源通过电路为压缩机、风机和轴流风机提供电力。
[0007]进一步地，所述电子膨胀阀与干燥器之间还串接有视液镜。
[0008]进一步地，还包括与流量调节阀电路连接的温度传感器，用于根据车外换热器及压缩机相变蓄热器的温度开启和关闭流量调节阀，提高自动化程度及舒适度。
[0009]本实用新型具有的优点和有益效果如下:[0010]1、融合热泵系统的电动汽车空调系统，冬季热泵系统运行制热模式。在车内制热负荷较小的运行阶段，开启流量调节阀，将制冷剂流过冷凝器后的余热和压缩机外壳的余热储存在相变蓄热器中；当流过冷凝器后的制冷剂温度低于相变蓄热器的温度时，关闭流量调节阀，将压缩机外壳的余热储存在相变蓄热器中；在不影响电动汽车空调系统正常工作的情况下，储存了系统的部分余热。
[0011]2、融合热泵系统的电动汽车空调系统，冬季热泵系统运行制热模式。当车外换热器工作在结霜工况时，流量调节阀开启，从车内换热器出来的制冷剂一部分流过节流部件节流，另一部分吸收相变蓄热器内储存的热量，两部分制冷剂汇合后温度达到了除霜要求，流过车外换热器进行除霜。保证了电动汽车空调系统的正常运行，同时也达到除霜的目的。
[0012]【专利附图】
【附图说明】:
[0013]图1是本实用新型实施例的结构示意图。
[0014]图2是本实用新型实施例的冬季热泵工况系统低温蓄热流程图。
[0015]图3是本实用新型实施例的冬季热泵工况系统高温蓄热流程图。
[0016]图4本实用新型实施例的冬季热泵工况系统除霜流程图。
[0017]图中所示为:1_压缩机；2_压缩机相变蓄热器；3_气液分离器；4_四通阀；5-流量调节阀；6_干燥器；7_轴流风机；8_风机；9_车外换热器；10_车内换热器；11_视液镜；12-膨胀阀；13-直流电源；14-输入端口 ； 15-第一输出端口 ； 16-第二输出端口 ；17_第三输出端口。
【具体实施方式】
[0018]下面结合具体实例对本实用新型做进一步具体详细描述。
[0019]如图1所示，一种用于电动汽车变频涡旋压缩机的余热蓄能除霜系统，包括压缩机1、车外换热器9、车内换热器10、电子膨胀阀12、气液分离器3、干燥器6、四通换向阀4、包裹在压缩机I外的压缩机相变蓄热器2、流量调节阀5、风机8、轴流风机7、直流电源13，所述压缩机I的输出端与四通换向阀的输入端14相接，四通换向阀4的第一输出端口 15与车内换热器10的输入端相通，车内换热器10的输出端通过第一三通管分别连接电子膨胀阀12及压缩机相变蓄热器2的输入端，电子膨胀阀12的输出端与干燥器6的入口相接，干燥器6的出口通过第二三通管分别与车外换热器9及流量调节阀5的输入端相连接，车外换热器9的输出端与四通换向阀4的第三输出端口 17相接，流量调节阀5的输出端与压缩机相变蓄热器2的输出端相连接，四通换向阀4的第二输出端口 16与气液分离器3的入口相接，气液分离器3的出口与压缩机I的入口相接，所述风机8设置于车外换热器9 一侧，所述轴流风机7设置于车内换热器10 —侧，所述直流电源13通过电路为压缩机1、轴流风机7)和风机7提供电力。
[0020]进一步地，所述电子膨胀阀12与干燥器6之间还串接有用户观察的视液镜11。
[0021]进一步地，还包括与流量调节阀5电路连接的温度传感器，用于根据车外换热器9及压缩机相变蓄热器2的温度开启和关闭流量调节阀5，用于根据环境温度自动控制流量调节阀的开启和关闭，使系统能根据环境温度自动启动或关闭相应的运行模式，提高自动化程度及舒适度。
[0022]下面结合附图，详细说明本实施例的工作原理及运行模式。[0023]1，如图2所示，当温度传感器探测到压缩机相变蓄热器2的温度同时低于压缩机I外壳温度和车内换热器10出口制冷剂温度时，热泵系统运行制热模式，此时在温度传感器的控制下开启流量调节阀5 (开度较小)，压缩机相变蓄热器2吸收压缩机I外壳余热和车内换热器10出口制冷剂余热进行蓄热过程，制冷剂的流动方向如图3中箭头所示，其中四通阀换向阀4的输入端口 14和第一输出端口 15相通，第二输出端口 16和第三输出端口17相通。
[0024]2，如图4所示，当温度传感器探测到压缩机相变蓄热器2的温度低于压缩机I外壳温度并高于车内换热器10出口制冷剂温度时，热泵系统运行制热模式，此时温度传感器关闭流量调节阀5，压缩机相变蓄热器2吸收压缩机I外壳余热进行蓄热过程，制冷剂的流动方向如图4中箭头所示，其中四通阀换向阀4的输入端口 14和第一输出端口 15相通，第二输出端口 16和第三输出端口 17相通。
[0025]3、如图5所示，压缩机相变蓄热器2完成蓄热，若温度传感器检测到车外换热器9的温度过低而出现结霜时，热泵系统运行制热模式，此时压缩机相变蓄热器2释放热量进行除霜，此时在温度传感器的控制下开启流量调节阀5 (开度较大)，当前制冷剂的流动方向如图5中箭头所示，从压缩机相变蓄热器2流出的具有一定温度的制冷剂经流量调节阀5流入车外换热器，实现对车外换热器的除霜目的，其中四通阀换向阀4的输入端口 14和第一输出端口 15相通，第二输出端口 16和第三输出端口 17相通。
[0026]该余热蓄能除霜系统通过温度传感器控制流量调节阀的开闭，用压缩机相变蓄热器2储存压缩机I外壳余热和冷凝器出口制冷剂余热，有效的利用系统余热，保证汽车空调系统的安全高效运行。
[0027]由于本实用新型变频涡旋压缩机的余热蓄能除霜系统在冬季时，压缩机相变蓄热器2利用储存的热量加热流过的制冷剂，此部分制冷剂与经过节流部件节流后的制冷汇合，温度达到车外换热器9的除霜温度，提高系统蒸发器的蒸发温度，从而保证热泵空调系统的高效运行，减少电量的消耗，提高电动汽车的续航里程。同时由于系统的各个部件正常运行，可以保证车内的热舒适性。
[0028]本实用新型的效果和优势在于有效的利用电动汽车空调系统的余热，提高热泵系统的制热效率，达到节能的目的。此实用新型可灵活应用于混合动力和纯电动汽车，其节能效果,增加电动汽车的续航里程对电动汽车的发展有着重大意义。
[0029]如上所述便可较好地实现本实用新型。
[0030]本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于电动汽车变频涡旋压缩机的余热蓄能除霜系统，其特征在于:包括压缩机(1)、车外换热器(9)、车内换热器(10)、电子膨胀阀(12)、气液分离器(3)、干燥器(6)、四通换向阀(4)、包裹在压缩机(1)外的压缩机相变蓄热器(2)、流量调节阀(5)、风机(8)、轴流风机⑵、直流电源(13)，所述压缩机⑴的输出端与四通换向阀的输入端(14)相接，四通换向阀⑷的第一输出端口(15)与车内换热器(10)的输入端相通,车内换热器(10)的输出端通过第一三通管分别连接电子膨胀阀(12)及压缩机相变蓄热器(2)的输入端，电子膨胀阀(12)的输出端与干燥器(6)的入口相接，干燥器(6)的出口通过第二三通管分别与车外换热器(9)及流量调节阀(5)的输入端相连接，车外换热器(9)的输出端与四通换向阀(4)的第三输出端口(17)相接，流量调节阀(5)的输出端与压缩机相变蓄热器(2)的输出端相连接，四通换向阀(4)的第二输出端口(16)与气液分离器(3)的入口相接，气液分离器⑶的出口与压缩机⑴的入口相接，所述风机⑶设置于车外换热器(9) 一侧，所述轴流风机(7)设置于车内换热器(10) —侧，所述直流电源(13)通过电路为压缩机(1)、轴流风机(7)和风机⑶提供电力。
2.根据权利要求1所述的用于电动汽车变频涡旋压缩机的余热蓄能除霜系统，其特征在于:所述电子膨胀阀(12)与干燥器(6)之间还串接有视液镜(11)。
3.根据权利要求2所述的用于电动汽车变频涡旋压缩机的余热蓄能除霜系统，其特征在于:还包括与流量调节阀(5)电路连接的温度传感器，用于根据车外换热器(9)及压缩机相变蓄热器(2)的温度开启和关闭流量调节阀(5)。
【文档编号】F25B41/04GK203719268SQ201420089094
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】巫江虹, 李会喜 申请人:华南理工大学