车辆及其冷凝水管理系统的制作方法

1.本实用新型涉及车辆的空调技术领域，具体涉及一种车辆及其冷凝水管理系统。


背景技术：

2.空调系统是汽车必不可少的组成部分之一，以作为新能源汽车的代表的电动汽车为例，空调系统主要用于对整车功能部件(如动力电池等发热部件)、驾乘空间以及车内配置的如车载冰箱等辅助功能设备进行热管理。
3.以对驾乘空间进行制冷这一热管理方式为例，如空调系统应当包括形成冷媒回路的压缩机、冷凝器、节流部件(如毛细管、电子膨胀阀等)和蒸发器，通过冷媒在压缩机-冷凝器-节流部件-蒸发器-压缩机形成的回路中的循环流动，伴随着冷媒的相变，可以向蒸发器的表面发放冷量。空气在流经蒸发器的表面时，通过与蒸发器的表面换热便可使其温度降低之后送往驾乘空间。这样一来，便可对驾乘空间的环境进行降温处理。
4.在向驾乘空间发放冷量的同时，蒸发器的表面存在析出冷凝水的可能性。为了保证装载有空调系统的汽车的使用性能以及制冷的可持续性，需要将这部分冷凝水及时地消化，如一种处理方式为：将其直接通过冷凝水管排出至车外环境。一方面，直接排出的方式会伴随着这部分水资源的完全浪费。另一方面，冷凝水自带有相当的能量(冷量)，因此，直接排出的方式还会伴随有能量的浪费。
5.相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。


技术实现要素：

6.技术问题
7.为了至少一定程度地解决现有技术中存在的上述技术问题，提出本实用新型。
8.技术方案
9.有鉴于此，本实用新型第一方面提供了一种车辆的冷凝水管理系统，所述车辆包括：空调系统，其具有冷媒循环回路，冷媒循环回路包括蒸发器；以及冷量回收系统，其包括需要转入和/或转出热量的部件；所述冷凝水管理系统包括：第一储水部，其用于收集所述冷媒循环回路中的蒸发器在回路处于制冷循环期间析出的冷凝水；水处理部，其用于对冷凝水进行洁净化处理；以及净水消化部，其用于以动态消化和/或静态消化的方式接收经所述水处理部洁净化处理后的冷凝水；所述冷凝水管理系统还包括：阀门部，其包括：第一阀门组，所述第一储水部能够通过所述第一阀门组与所述冷量回收系统连通；第二阀门组，所述第一储水部能够通过所述第二阀门组与所述水处理部连通；以及第三阀门组，所述第一储水部能够通过所述第三阀门组与所述净水消化部连通。
10.通过这样的构成，能够谋求通过冷凝水管理系统对冷凝水的水体以及包含于水体中的冷量进行回收、利用。
11.可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求确定冷量回收系统中包含的部件的具体形式，如可以是车辆的基础功能部件，也可以是额外配置的辅助功能部件，在部件
包括多个的情形下，针对各个部件的热量转移可以是无差别地控制(如同时均等等)，也可以是有差别地控制(如具有优先级等)。
12.可以理解的是，在能够实现相应的连通功能的前提下，本领域技术人员可以根据实际情形选择第一阀门组、第二阀门组以及第三阀门组中包含的阀门的形式个数及其组合方式等。如可以是：连接不同的部之间的管路包括总管和支管，可以在总管和支管上分别设置有阀门或者仅在支管上设置阀门；其中的某一个阀门可以是单向阀、双向阀、三通阀；等。此外，其中的连通可以是直接连通或者间接连通。
13.对于上述车辆的冷凝水管理系统，在一种可能的实施方式中，所述净水消化部包括：第二储水部，其用于收集至少经所述水处理部处理后的冷凝水；以及净水输送部，其与所述第二储水部和/或所述水处理部相连，以便将经所述水处理部处理后的冷凝水输送至目标位置。
14.通过这样的构成，给出了净水消化部的一种具体的形式。
15.可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求确定目标位置的具体形式，如在目标位置具有一储水器皿、在目标位置具有用水的需求等。
16.对于上述车辆的冷凝水管理系统，在一种可能的实施方式中，所述车辆包括：冲洗系统，其用于对车辆的至少一部分区域进行清洗；其中，在经所述水处理部处理后的冷凝水输送至目标位置的情形下，所述冲洗系统能够利用这部分冷凝水中的至少一部分。
17.通过这样的构成，给出了净水消化部动态回收、利用冷凝水的一种具体的形式。
18.对于上述车辆的冷凝水管理系统，在一种可能的实施方式中，所述车辆包括：下水系统，冷凝水能够经所述下水系统排出至车外环境；所述阀门部包括：第四阀门组，所述第一储水部和/或所述第二储水部能够通过所述第四阀门组与所述下水系统连通。
19.通过这样的构成，给出了阀门部的一种具体的形式。
20.可以理解的是，与前述的第一/第二/第三阀门组类似，本领域技术人员可以根据实际情形选择包含的阀门的形式个数及其组合方式等，第四阀门组第一储水部和/或第二储水部与下水系统的连通可以是直接连通或者间接连通。
21.对于上述车辆的冷凝水管理系统，在一种可能的实施方式中，所述第二阀门组包括第五阀门，所述第一储水部通过所述第五阀门以不通过冷量回收系统的方式直接与所述水处理部连通。
22.通过这样的构成，给出了第二阀门组的一种具体的形式。
23.对于上述车辆的冷凝水管理系统，在一种可能的实施方式中，所述第二阀门组包括第六阀门，其中，所述第六阀门包括第一三通阀，所述第一三通阀的第一侧和第二侧分别与所述水处理部和所述第一储水部相连接，所述第一三通阀的第三侧能够与所述第一储水部和/或第二储水部和/或所述下水系统相连接。
24.通过这样的构成，给出了第二阀门组的一种具体的形式。
25.对于上述车辆的冷凝水管理系统，在一种可能的实施方式中，所述第三阀门组包括第七阀门，其中，所述第七阀门包括第二三通阀，所述第二三通阀的第一侧和第二侧分别与所述第二储水部和所述第一三通阀的第三侧相连接，所述第二三通阀的第三侧能够与所述第一储水部和/或所述下水系统相连接。
26.通过这样的构成，给出了第三阀门组的一种具体的形式。
27.对于上述车辆的冷凝水管理系统，在一种可能的实施方式中，所述第四阀门组包括第八阀门，其中，所述第八阀门包括第三三通阀，所述第三三通阀的第一侧和第二侧分别与所述第一储水部和所述下水系统相连接，所述第三三通阀的第三侧与所述第二三通阀的第三侧相连接。
28.通过这样的构成，给出了第四阀门组的一种具体的形式。
29.对于上述车辆的冷凝水管理系统，在一种可能的实施方式中，所述阀门部包括第九阀门，所述第二储水部通过所述第九阀门与所述冲洗系统连接。
30.通过这样的构成，给出了阀门部的一种具体的形式。
31.本实用新型第二方面提供了一种车辆，所述车辆配置有前述任一项所述的车辆的冷凝水管理系统。
32.可以理解的是，该车辆具有前述任一项所述的车辆的冷凝水管理系统的所有技术效果，在此不再赘述。
附图说明
33.下面参照附图并结合车辆来描述本实用新型的冷凝水管理系统。附图中：
34.图1示出本实用新型一种实施例的车辆的冷凝水回收系统的结构示意图；
35.图2示出本实用新型一种实施例的车辆的冷凝水管理系统在全能量回收/全水量净化模式下的原理示意图；
36.图3示出本实用新型一种实施例的车辆的冷凝水管理系统在全能量回收/无水量净化模式下的原理示意图；
37.图4示出本实用新型一种实施例的车辆的冷凝水管理系统在无能量回收/全水量净化模式下的原理示意图；
38.图5示出本实用新型一种实施例的车辆的冷凝水管理系统在全能量回收/部分水量净化模式下的原理示意图；以及
39.图6示出本实用新型一种实施例的车辆的冷凝水管理系统在无能量回收/无水量净化模式下的原理示意图。
40.附图标记列表：
41.100、空调系统；200、冷量回收系统；21、动力/电控热管理循环子系统；22、驾乘舱舒适性控制循环子系统；23、车内设备热管理循环子系统；300、冲洗系统；400、下水系统；500、冷凝水管理系统；51、第一储水箱；52、第二储水箱；53、水处理部；60、水泵；61、第一阀门；62、第二阀门；63、第三阀门；64、第四阀门；65、第五阀门；66、第六阀门；67、第七阀门；68、第八阀门；69、第九阀门。
具体实施方式
42.下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。例如，虽然本实施方式是结合其中的三个阀门为三通阀其他的阀门均为电磁阀的形式来进行介绍的，但是这并非旨在于限制本实用新型的保护范围，在不偏离本实用新型原理的条件下，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。
43.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。单数形式的术语“一个”、“这个”也可以包含复数形式。
44.此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
45.另外，为了更好地说明本实用新型，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节，本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本实用新型同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的空调系统的原理等未作详细描述，以便于凸显本实用新型的主旨。
46.参照图1，图1示出本实用新型一种实施例的车辆的冷凝水回收系统的结构示意图。如图1所示，车辆包括空调系统100、冷量回收系统200、冲洗系统300、下水系统400和冷凝水管理系统500。其中，空调系统主要用于对驾乘空间进行温度调节处理，冷量回收系统主要包含包括需要转入和/或转出热量的一个多个功能部件，冲洗系统主要用于对车辆的相关部分(如车身的外表面或者车内空间等)进行冲洗，下水系统主要用于将水体排出车外环境。
47.在一种可能的实施方式中，空调系统100包括形成冷媒循环回路的压缩机、蒸发器、电子膨胀阀和冷凝器，在冷媒循环回路处于运行状态的情形下，冷媒沿压缩机
→
冷凝器
→
电子膨胀阀
→
蒸发器
→
压缩机的回路循环流动，空气在与蒸发器的表面换热之后送达车辆的驾乘空间，便可实现对驾乘空间的降温处理。此外，空调系统还包括ptc，在ptc运行的情形下，通过对ptc对送达车辆的驾乘空间的空气进行加热，便可实现对驾乘空间的升温处理。其中，在冷媒循环回路运行的情形下，蒸发器的表面会析出包含有冷量的冷凝水，本实用新型的冷凝水管理系统主要用于对这部分冷凝水的水体和/或冷量进行回收、利用。
48.在一种可能的实施方式中，冷量回收系统200主要包括需要转出热量(因此能够消化冷凝水中的冷量)的动力/电控热管理循环子系统21(如动力电池、电机、电机控制器等)、驾乘舱舒适性控制循环子系统22(如风机等)以及车内设备热管理循环子系统23(如散热器等)。显然，本领域技术人员可以根据实际情况对每个子系统所包含的部件以及子系统的个数进行调节，示例性地，将驾乘舱舒适性控制循环子系统22和车内设备热管理循环子系统23中的部件进行对调重组或者将二者划分为一个系统等。
49.在一种可能的实施方式中，冷凝水管理系统500主要包括作为第一储水部的第一储水箱51、作为第二储水部的第二储水箱52以及水处理部53，其中，第一储水箱与蒸发器对接，主要用于收集冷媒循环回路中的蒸发器在回路处于制冷循环期间析出的冷凝水，水处理部主要用于对冷凝水进行洁净化处理。之所以设置第一储水箱51，是因为冷凝水处理系统中的水是由外界大气中的水蒸气经过冷凝之后产生的，其产量与车辆所处地域(当地)的
大气温/湿度条件及空调系统的制冷能力紧密相关，因此冷凝水的流量波动较大。为此，须通过第一储水箱51对产生的冷凝水进行储存，以保证冷量回收系统中在对冷凝水进行分配时流量的稳定性。
50.此外，本实用新型的冷凝水冷量回收系统还包括阀门部，借助于阀门部中各个阀门的连通状态的切换，冷凝水能够实现其在相关的部件之间的流转，从而有望伴随着流转实现水体和/或冷量的回收、利用。在一种可能的实施方式中，阀门部主要包括：
51.1)第一阀门组，第一储水箱能够通过第一阀门组与冷量回收系统连通。
52.在一种可能的实施方式中，第一储水箱和冷量回收系统的上游侧之间通过第一管路连接，第一管路包括总管以及与动力/电控热管理循环子系统21、驾乘舱舒适性控制循环子系统22以及车内设备热管理循环子系统23分别连接的三个支管，第一阀门组包括设置于总管上的第一阀门61以及分别设置于三个支管上的第二阀门62、第三阀门63和第四阀门64。
53.2)第二阀门组，第一储水箱能够通过第二阀门组与水处理部连通。
54.在一种可能的实施方式中，冷量回收系统的下游侧和水处理部之间通过第二管路连接，第二管路包括分别与动力/电控热管理循环子系统21、驾乘舱舒适性控制循环子系统22以及车内设备热管理循环子系统23连接的三个支管以及总管，其中，第一管路的总管和第二管路的总管设置有能够直接连通第一储水箱和水处理部的第一连接管路和第二连接管路，第一连接管路和第二连接管路上分别设置有第五阀门65和第六阀门66，第五阀门65和第六阀门66构成了第二阀门组。
55.3)第三阀门组，第一储水箱能够通过第三阀门组与第二储水箱直接连通。
56.在一种可能的实施方式中，第三阀门组包括设置于第一储水箱和第二储水箱之间的第七阀门67。
57.4)第四阀门组，第一储水箱和/或第二储水箱能够通过第四阀门组与下水系统连通。
58.在一种可能的实施方式中，第四阀门组包括第八阀门68,第八阀门68的下游侧连接至下水系统，上游侧可以连接至第一储水箱和/或第二储水箱。
59.在一种优选的实施方式中，第六阀门66、第七阀门67和第八阀门68均为三通阀，分别记作第一三通阀、第二三通阀和第三三通阀，其中，第一三通阀的第一侧和第二侧串接于连接管路上(分别与水处理部和第一储水箱连接)，第三侧连接至第二三通阀的第二侧。第二三通阀的第一侧和和第三侧分别与第二储水箱和第三三通阀的第三侧连接。第三三通阀的第一侧和第二侧分别与第一储水箱和下水系统连接。
60.在一种可能的实施方式中，经水处理部处理后的冷凝水(如可称作净化水)至少可以满足车辆的冲洗系统的使用要求。相应地，阀门部还包括设置于第二储水箱和冲洗系统之间的第九阀门69，以便将第二储水箱收集的、经水处理部处理后的冷凝水供应至冲洗系统。
61.在一种可能的实施方式中，第一管路的总管上设置有水泵60，第五阀门65设置于水泵的下游侧。这样一来，在水泵的作用下，第一储水箱51中的收集的冷凝水依次经第一阀门61和阀门(62、63、64、65)中的阀门(62、63、64)输送至冷量回收系统200的三个子系统进行能量分配从而合理地回收冷凝水中包含的冷量。完成冷量回收后的将冷凝水可以通向水
处理部53中对其进行洁净化处理，处理后的净化水可以暂时存储在第二储水箱52等待利用。如在冲洗系统运行的时候，可以将第九阀门69打开从而为冲洗系统的供应水源。不过，可能存在这样的情形：第二储水箱的当前容量无法继续储存净化水或者当前状态下指定不需要储存净化水，此时，可以通过将第一三通阀的第一侧和第三侧连通、第三三通阀的第二侧和第三侧连通、第三三通阀的第二侧和第三侧连通，从而在对冷凝水进行能量回收之后不净化、直接经下水系统排出车外环境。
62.冷凝水管理系统还包括控制部，通过控制部控制上述第一-第九阀门的连通状态，便可对第一储水箱收集的冷凝水进行合理的处理。下面进一步结合图2至图6来阐述本实用新型的冷凝水管理系统的几种典型的工作模式。
63.参照图2，图2示出本实用新型一种实施例的车辆的冷凝水管理系统在全能量回收/全水量净化模式下的原理示意图。如图2所示，在该模式下，控制部使第一、第二、第三三通阀的全侧均关闭。这样一来，第一储水箱51收集的来自空调系统100的冷凝水依次通过第一阀门61和阀门(62、63、64)进入到冷量回收系统中进行能量回收，之后全部进入水处理部中进行洁净化处理，随后通向第二储水箱中进行储存。如在冲洗系统运行时，控制部可以使第九阀门打开，此时的第二储水箱便可作为冲洗系统的水源。
64.参照图3，图3示出本实用新型一种实施例的车辆的冷凝水管理系统在全能量回收/无水量净化模式下的原理示意图。如图3所示，在该模式下，控制部使第一三通阀的第一侧和第三侧打开、第二三通阀的第二侧和第三侧打开、第三三通阀的第二侧和第三侧打开。这样一来，第一储水箱51收集的来自空调系统100的冷凝水依次通过第一阀门61和阀门(62、63、64)进入到冷量回收系统200中进行能量回收，之后全部在不净化的前提下直接经下水系统排出。可选地，为了有效地阻止冷凝水进入水处理部，可以进行这样的处理：如假设水处理部具有开关状态，则可以将其切换为关状态；或者在水处理的上游侧增设一个阀门(如可记作第十阀门)，则可通过使第十阀门处于关状态的方式阻止冷凝水进入水处理部。
65.参照图4，图4示出本实用新型一种实施例的车辆的冷凝水管理系统在无能量回收/全水量净化模式下的原理示意图。如图4所示，在该模式下，控制部使阀门(62、63、64)全部关闭，(第一、第二、第三)三通阀全侧关闭。这样一来，第一储水箱51收集的来自空调系统100的冷凝水不经过冷量回收系统200而是直接经第五阀门65进入水处理部中进行净化处理，随后通向第二储水箱中进行储存。如在冲洗系统运行时，控制部可以使第九阀门69打开，此时的第二储水箱便可作为冲洗系统的水源。
66.参照图5，图5示出本实用新型一种实施例的车辆的冷凝水管理系统在全能量回收/部分水量净化模式下的原理示意图。如图5所示，在该模式下，对于能量回收而言，与前述的情形类似，第一储水箱51收集的来自空调系统100的冷凝水依次通过第一阀门61和阀门(62、63、64)(同上)进入到冷量回收系统中进行能量回收，之后全部进入水处理部中进行洁净化处理，随后通向第二储水箱中进行储存。之所以设定部分水量净化的限定，是因为：如前所述，冷凝水处理系统中的冷凝水的来源是外界大气中的水蒸气，因此其水质与当地大气的空气质量相关。基于此，当空气质量较差时，冷凝水中污染物的含量可能超过水处理部的处理能力，此时即便通过水处理部进行处理也会存在水质低于冲洗系统所要求的达标水质的情形。此外，当冲洗系统较长时间不使用时，也可能存在第二储水箱中的净化水的水
质低于冲洗系统所要求的达标水质的情形。为了应对这样的情形(仅以空气质量的好坏为例)，使控制部通过调控第一三通阀、第二三通阀、第九阀门、第一阀门的连通状态来调控进入水泵60的水质。如在空气质量污染严重超过水处理部的处理能力时，控制部使：
67.1)第一阀门打开、第一三通阀的第二侧和第三侧打开、第二三通阀的第一侧和第二侧打开，从而通过第二储水箱内的净化水的注入来稀释冷凝水的不达标程度。如本领技术人员可以根据实际需求调整第一储水箱和第二储水箱中的冷凝水到达水泵上游侧的比例。
68.2)第三三通阀的第一侧和第二侧打开，从而使部分冷凝水通过下水系统排出车外，从而通过将部分冷凝水通过不回收水体/能量直接排出的方式来促进第二储水箱的稀释效果。
69.3)第九阀门关阀，从而有效地阻止冷凝水在达标之前进入冲洗系统。
70.参照图6，图6示出本实用新型一种实施例的车辆的冷凝水管理系统在无能量回收/无水量净化模式下的原理示意图。如在冷凝水管理系统出现故障需要排水维修、长期不使用第二储水箱中的净化水、环境温度长期出于冰点以下的情形下，出于方便维护/保护冷凝水管理系统的目的，需要将冷凝水管理系统中的水全部排出。鉴于此，提出了该模式。如图6所示，在该模式下，控制部仅使第二三通阀的第一侧和第三侧打开、第三三通阀的第一侧和第二侧打开，此时，第一储水箱新收集的冷凝水经第三三通阀、下水系统排出车外，第二储水箱中存储的净化水经第二三通阀、第三三通阀和下水系统排出车外。
71.可以看出，在本实用新型的冷凝水管理系统中，通过冷量回收系统进行热交换，在对冷量回收系统实现了降温的前提下回收了冷凝水中的冷量避免了能量的浪费，通过第二储水箱与冲洗系统等需求进行关联，有效地利用了冷凝水的水体避免了水资源的浪费。
72.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。