空调系统及具有其的汽车的制作方法

本发明涉及汽车设备技术领域，具体而言，涉及一种空调系统及具有其的汽车。

背景技术：

现有技术中，电动车空调多采用简单的单机压缩制冷系统加PTC加热器。夏天制冷采用制冷系统，冬天采暖采用的是PTC加热器，而PTC加热器的效率较低，COP约为0.8。由于现有技术中电动车空调的制热效率太低，导致电动车在冷天运行时，使得电动车续航里程减少近50％。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种空调系统及具有其的汽车，以解决现有技术中空调系统换热效率低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种空调系统，包括：压缩机、第一换热器和第二换热器，第一换热器、第二换热器以及压缩机构成冷媒循环回路；第三换热器，位于第一换热器和第三换热器之间的管路上并与第一换热器和第三换热器相连通；补气管路，补气管路的第一端与第一换热器和第二换热器之间的管路相连通，补气管路的第二端与压缩机相连通，部分的补气管路与第三换热器进行热交换。

进一步地，补气管路的第一端与第一换热器和第三换热器之间的管路相连通，补气管路的第二端与压缩机相连通。

进一步地，第一换热器与压缩机之间通过第一管路连通，第二换热器与压缩机通过第二管路连通，第三换热器和补气管路的第一端均设置在第三管路上。

进一步地，空调系统包括：第一单向阀，设置于第一换热器与第三换热器之间。

进一步地，空调系统包括：第一电磁阀，设置于第一换热器与第三换热器之间并与第一单向阀并联。

进一步地，空调系统包括：第二单向阀，设置于第二换热器和第三换热器之间。

进一步地，空调系统包括：第二电磁阀，设置于第二换热器和第三换热器之间并与第二单向阀并联。

进一步地，空调系统还包括：第三电磁阀，设置于补气管路上。

进一步地，第三换热器包括相互进行热交换的第一换热通道和第二换热通道，第一换热通道与第三管路连通，第二换热通道与补气管路连通。

进一步地，空调系统包括制冷模式和制热模式，当空调系统处于制冷模式时，第二换热通道中冷媒的流向与第一换热通道中冷媒的流向相同，当空调系统处于制热模式时，补气管路中冷媒的流向与第三换热器中冷媒的流向相反。

进一步地，第三换热器为套管式或板式换热器。

根据本发明的另一方面，提供了一种汽车，包括空调系统，空调系统为上述的空调系统。

应用本发明的技术方案，空调系统包括压缩机、第一换热器、第二换热器、第三换热器和补气管路。第一换热器、第二换热器以及压缩机构成冷媒循环回路。第三换热器位于第一换热器和第三换热器之间的管路上并与第一换热器和第三换热器相连通。补气管路的第一端与第一换热器和第二换热器之间的管路相连通，补气管路的第二端与压缩机相连通，部分的补气管路与第三换热器进行热交换。通过补气管路与第三换热器进行热交换，有效地提高了补气管路中冷媒的补气干度，有效地避免液态冷媒从补气管路中进入压缩机内。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的空调系统在制冷模式下的实施例的冷媒走向示意图；

图2示出了图1中空调系统在制冷模式下的增焓效果图；

图3出了根据本发明的空调系统在制热模式下的实施例的冷媒走向示意图；以及

图4出了图3空调系统在制热模式下的增焓效果图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、压缩机；20、第一换热器；30、第二换热器；40、第三换热器；50、补气管路；61、第一单向阀；62、第二单向阀；71、第一电磁阀；72、第二电磁阀；73、第三电磁阀；80、气液分离器；90、四通阀。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

如图1至图4所示，根据本发明的一个方面，提供了一种空调系统。空调系统包括压缩机10、第一换热器20、第二换热器30、第三换热器40和补气管路50。第一换热器20、第二换热器30以及压缩机10构成冷媒循环回路。第三换热器40位于第一换热器20和第三换热器40之间的管路上并与第一换热器20和第三换热器40相连通。补气管路50的第一端与第一换热器20和第二换热器30之间的管路相连通，补气管路50的第二端与压缩机10相连通，部分的补气管路50与第三换热器40进行热交换。

在本实施例中，通过补气管路50与第三换热器40进行热交换，有效地提高了补气管路50中冷媒的补气干度，有效地避免液态冷媒从补气管路50中进入压缩机内。其中，压缩机是带有中间补气口的压缩机，也可以是一体式双级转子压缩机或带有补气功能的转子式单级压缩机、带有中间补气功能的涡旋压缩机。

其中，补气管路50的第一端与第一换热器20和第三换热器40之间的管路相连通，补气管路50的第二端与压缩机10的补气口相连通。这样设置可以使得从第一换热器20或第二换热器30中流出的冷媒均可以通过补气管路50与第三换热器40进行热交换后进入压缩机10内。其中，第三换热器40起到主要降低补气管路50内冷媒的温度，加大蒸发段焓差，提高补气干度，防止液态冷媒从补气口进入压缩机10。

如图1所示，补气管路50的第一端与第一换热器20和第三换热器40之间的管路相连通，补气管路50的第二端与压缩机10相连通。具体地，第一换热器20和第二换热器30的进口端分别通过四通阀90与压缩机10的排气口相导通，例如，在制冷模式时，通过控制四通阀90使压缩机10的排气口与第二换热器30相导通。此时，第一换热器20的进口端通过四通阀90与空调系统中的气液分离器80相连通。这样设置使得在制冷的过程中，冷媒在经过第三换热器40之后部分的冷媒通入补气管路50中再一次与第三换热器40进行热交换。这样设置使得在制冷的过程中，冷媒在经过第三换热器40之后部分的冷媒通入补气管路50中再一次与第三换热器40进行热交换。

如图4所示，在制热模式时，通过控制四通阀90使压缩机10的排气口与第一换热器20相导通。此时，第二换热器30的进口端通过四通阀90与空调系统中的气液分离器80相连通。这样设置使得从第一换热器20中流出的冷媒部分地通入补气管路50内与第三换热器40进行热交换时，补气管路50内冷媒的流向与第三换热器40中冷媒的流向相反，有效地提高了在制热模式下整个空调系统的效能，同时增加了整个空调系统的制热量，提高了空调系统的换热效率。

进一步地，第一换热器20与压缩机10之间通过第一管路连通，第二换热器30与压缩机10通过第二管路连通，第三换热器40和补气管路50的第一端均设置在第三管路上。这样设置使得整个空调系统管路走线简单，操作方便，能够进一步地提高压缩机10的效能。

空调系统包括第一单向阀61。第一单向阀61设置于第一换热器20与第三换热器40之间。通过设置单向阀避免第一换热器20中的冷媒流向第三换热器40时管路内产生压降，有效地提高了压缩机10的增焓效果，提高了压缩机10的效能。

空调系统包括第一电磁阀71。第一电磁阀71设置于第一换热器20与第三换热器40之间并与第一单向阀61并联。这样设置能够通过控制选择第一电磁阀71导通或第一单向阀61导通，有效地提高了压缩机10的效能。

空调系统包括第二单向阀62和第二电磁阀72。第二单向阀62设置于第二换热器30和第三换热器40之间。第二电磁阀72设置于第二换热器30和第三换热器40之间并与第二单向阀62并联。这样设置可以根据所需的制冷或制热模式，选择第二单向阀62导通或第二电磁阀72导通，有效地提高了压缩机10的效能。避免电子膨胀阀阻力降低了内部换热器的换热温差，影响到换热效果，有效地提升空调系统的补气量。

优选地，为了能够有效地控制补气管路50内冷媒的流量，在补气管路50上设置有第三电磁阀73。

其中，第三换热器40包括相互进行热交换的第一换热通道和第二换热通道，第一换热通道与第三管路连通，第二换热通道与补气管路50连通。当空调系统处于制冷模式时，第二换热通道中冷媒的流向与第一换热通道中冷媒的流向相同，当空调系统处于制热模式时，补气管路50中冷媒的流向与第三换热器40中冷媒的流向相反。这样设置能够有效地增加补气管路50与第三换热器40的换热效果。其中，第一换热器20为内侧换热器，第二换热器30为外侧换热器，补气管路50的第一端设在第三换热器40和第一电磁阀71之间。

第一电磁阀71、第二电磁阀72各并联设置有一个单向阀，防止电子膨胀阀不用时的节流损失，可提高内部换热器即第三换热器40之间的换热温差和换热效率。

优选地，第三换热器40为套管式或板式换热器。这样设置能够减小冷媒进入主路电子膨胀阀前的干度，加大蒸发段焓差，提高补气干度，防止液态冷媒从补气口进入压缩机10内。

上述实施例中的空调器系统可以用于汽车技术领域，即根据本发明的另一个实施例，提供了一种汽车。该汽车包括空调系统。空调系统为上述实施例中的空调系统。空调系统包括压缩机10、第一换热器20、第二换热器30、第三换热器40和补气管路50。第一换热器20、第二换热器30以及压缩机10构成冷媒循环回路。第三换热器40位于第一换热器20和第三换热器40之间的管路上并与第一换热器20和第三换热器40相连通。补气管路50的第一端与第一换热器20和第二换热器30之间的管路相连通，补气管路50的第二端与压缩机10相连通，部分的补气管路50与第三换热器40进行热交换。

通过补气管路50与第三换热器40进行热交换，有效地提高了补气管路50中冷媒的补气干度，有效地避免液态冷媒从补气管路50中进入压缩机内。相比传统车载热泵系统，-15℃低温制热能力提升25％，COP提升16％。提高舒适性的同时，减少了空调对具有该系统的汽车或电动车的续航里程的影响。

有上述可知，制冷模式工作原理，高温高压的气态冷媒从压缩机排气口吐出，通过四通阀进入室外侧换热器，经过风冷式换热器换热冷凝为高压低温的液态冷媒。此时，室外侧单向阀即第二单向阀62导通，液态冷媒经过单向阀进入内部换热器降温，过冷度增加。小部分冷媒经过三通阀分流出来，通过电子膨胀阀即第三电磁阀73节流为中压汽液混合相冷媒，经过内部换热器升温蒸发为过热态冷媒进入压缩机中间补气口，此时内部换热器两侧流体流向相同。室内侧单向阀即第一单向阀61闭合，分流后主路的冷媒经过内侧电子膨胀阀即第一电磁阀71节流为低温低压的混合相冷媒。低温低压冷媒经过室内侧风冷式换热器换热蒸发形成过热态，低温低压过热态冷媒经过汽液分离器进入压缩机吸气口。

制热模式工作原理，高温高压的气态冷媒从压缩机排气口吐出，通过四通阀进入室内侧换热器，经过风冷式换热器换热冷凝为高压低温的液态冷媒。此时，室内侧单向阀导通，液态冷媒经过单向阀进入内部换热器降温，过冷度增加。小部分冷媒经过内部换热器前的三通阀分流出来，通过电子膨胀阀即第三电磁阀73节流为中压汽液混合相冷媒，经过内部换热器升温蒸发为过热态冷媒进入压缩机中间补气口。此时，内部换热器两侧流体流向相反。室外侧单向阀闭合，分流后主路的冷媒经过内侧电子膨胀阀节流为低温低压的混合相冷媒。低温低压冷媒经过室外侧风冷式换热器换热蒸发形成过热态，低温低压过热态冷媒经过汽液分离器进入压缩机吸气口。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。