一种纯电动客车热泵空调系统的制作方法

本实用新型涉及采暖和制冷领域，尤其涉及一种纯电动客车热泵空调系统。

背景技术：

纯电动客车由于没有燃油发动机废热作为采暖热源，目前行业内多采用热泵或热泵+PTC（热敏电阻）的技术方案。在严寒冬季这两种方案存在以下问题：

1.纯热泵方案系统制热量不足，尤其在0℃以下环境温度下；

2.热泵+PTC方案满足制热量要求，但制热能效低、功耗高。严重影响电动车的续航里程。

此外，传统技术方案中均采用风循环系统，而客车空调风道均在车厢上部，冬季空调吹出的热风由于密度较低，下送难度大，容易形成气流短路，舒适性差。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提出一种纯电动客车热泵空调

系统。该系统能有效地解决传统纯电动客车热泵空调制热能力低和能效差的问题。

本实用新型采用的技术方案是，设计一种纯电动客车热泵空调系统，包括：压缩机、车外换热器、车内换热器、节流部件和四通阀，所述车内换热器采用风循环系统，风道设在车厢上部，其中，所述节流部件和所述车内换热器之间的循环管路中设有一第一换热器，所述车内换热器侧管路引出一支路，该支路通过一补气节流阀与所述第一换热器连通，该支路中工质与主循环工质在所述第一换热器中换热后与所述压缩机的补气管连接，增加压缩机输气量。

所述第一换热器采用板式换热器或管式换热器。

在一实施例中，所述纯电动客车热泵空调系统还包括一载热剂循环，该循环包括多个并联设置在座位附近的采暖末端、一水泵和一设置在所述车内换热器和所述第一换热器之间管路中的第二换热器，所述载热剂通过第二换热器与主循环工质进行换热。

所述采暖末端以埋管形式或辐射板形式布置在乘客和司机座位附近。

所述第二换热器采用管式换热器或板式换热器。

本实用新型提出的空调系统的运行方法包括制冷模式和制热模式，其中，所述制热模式末端的供暖方式包括：对流、辐射和对流加辐射。

在制冷模式中，所述压缩机排气通过四通阀导向所述车外换热器，所述补气节流阀和所述水泵关闭，所述车内换热器的风机和所述车外换热器的风机开启。

在制热模式的对流供暖中，所述压缩机排气工质通过四通阀导向所述车内换热器，所述补气节流阀开启，所述水泵关闭，所述车内换热器的风机和所述车外换热器的风机开启。

在制热模式的辐射供暖中，所述压缩机排气通过四通阀导向所述车内换热器，所述补气节流阀和所述水泵开启，所述车内换热器的风机关闭，所述车外换热器的风机开启。

在制热模式的对流加辐射供暖中，所述压缩机排气通过四通阀导向所述车内换热器，所述补气节流阀、所述水泵、所述车内换热器的风机和所述车外换热器的风机全部开启。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型采用喷气增焓热泵系统，制热量和制热能效比COP分别提升20%

和25%，有效地解决了传统纯电动客车热泵空调制热能力低和能效差问题。

2在客车内采用对流供暖+辐射供暖两种供暖结合的技术方案，克服了传统

空调系统热风下送难度大，舒适性差的问题。

附图说明

图1为本实用新型系统制热循环原理图；

图2为本实用新型系统制冷循环原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对发明进行详细的说明。

目前行业内纯电动客车空调采暖均采用传统单级热泵循环系统，该系统制热量不足，尤其在0℃以下环境温度下尤为突出。

如图1和图2所示，本实用新型提出的纯电动客车热泵空调系统包括：压缩机1、车外换热器2、车内换热器3、节流部件4和四通阀5。车内换热器采用风循环系统，风道设在车厢上部，每个座位都可以单独控制。节流部件4和车内换热器3之间的循环管路中设有一第一换热器6。车内换热器侧管路引出一支路，该支路通过一补气节流阀7与第一换热器连通，该支路中工质与主循环工质在第一换热器6中换热后与压缩机的补气管8连接，增加压缩机输气量。

第一换热器6可以采用板式换热器、管式换热器或其他形式的换热器。

在一实施例中，本实用新型提出的纯电动客车热泵空调系统还包括一载热剂循环，该循环包括多个并联设置在座位附近的采暖末端10、一水泵11和一设置在车内换热器3和第一换热器6之间管路中的第二换热器12，载热剂通过第二换热器与主循环工质进行换热。

第二换热器可以采用管式换热器、板式换热器或其他形式的换热器。

本实用新型采用喷气增焓系统，夏季制冷模式下，补气节流阀7关闭，循环原理与传统单级系统一致。严寒冬季制热模式下，补气节流阀7打开调节，在主循环节流前通过一支路分流一部分冷媒经过补气节流阀7后与主循环工质换热，蒸发为气体后进入压缩机补气管8，增加压缩机输气量。本实用新型提出的技术方案目的在于增加纯电动客车热泵系统在低温环境下运行的制热量和制热能效比COP。

本实用新型的空调系统的运行方式包括制冷模式和制热模式。其中，制热模式末端的供暖方式包括：对流、辐射和对流加辐射。

在制冷模式中，压缩机1排气通过四通阀5导向车外换热器2，补气节流阀7和水泵11关闭，车内换热器3的风机和车外换热器2的风机开启。

在制热模式的对流供暖中，压缩机1排气工质通过四通阀5导向车内换热器3，补气节流阀7开启，水泵11关闭，车内换热器3的风机和车外换热器2的风机开启。

在制热模式的辐射供暖中，压缩机1排气通过四通阀5导向车内换热器3，补气节流阀7和水泵11开启，车内换热器3的风机关闭，车外换热器2的风机开启。

在制热模式的对流加辐射供暖中，压缩机1排气通过四通阀5导向车内换热器3，补气节流阀7、水泵11、车内换热器3的风机和车外换热器2的风机全部开启。

对流供暖+辐射供暖方案在车内换热器3和第一换热器6（增焓部件）之间增加了一个第二换热器12，主循环制冷剂-载热剂之间进行热交换器，用于热泵系统和辐射供暖系统的耦合。

本实用新型的几种运行模式各部件的工作情况如下表：

1.制冷模式：循环方式与传统方式一致，不再赘述；

2.制热模式1-对流方式：车内换热器3的风机工作，载热剂系统水泵11关闭，主循环冷媒-载热剂换热器停止换热，热泵循环方式与传统热泵方式一致，不赘述。

3.制热模式2-辐射方式：车内换热3的风机不工作，载热剂系统水泵11开启，冷媒流过车内换热器3但不换热，在主循环冷媒-载热剂换热器上释放热量。而载热剂将热量通过供暖末端释放到车内环境中，其中供暖末端采用辐射换热形式。供暖末端可以埋管道形式或辐射板形式布置在乘客和司机座位附近。

4.制热模式3-对流+辐射方式：此模式为制热模式2和制热模式3的结合，车内风扇和水泵同时工作。主循环制冷剂经过车内换热器3释放部分热量后，再进入第二换热器12,（主循环冷媒-载热剂换热器）释放剩余热量。

本实用新型采用喷气增焓热泵系统，制热量和制热能效比COP分别提升20%

和25%，有效地解决了传统纯电动客车热泵空调制热能力低和能效差问题。此外。本实用新型在客车内采用对流供暖+辐射供暖两种供暖结合的技术方案，克服了传统空调系统热风下送难度大，舒适性差的问题。

上述实施例仅用于说明本实用新型的具体实施方式。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和变化，这些变形和变化都应属于本实用新型的保护范围。