一种应用节流短管的余热回收系统的制作方法

本实用新型属于新能源汽车热泵空调系统领域，涉及一种应用节流短管的余热回收系统。

背景技术：

新能源汽车尤其是电动汽车的采暖一直影响着驾驶里程和驾乘人员的舒适性，新能源车相比传统车的空调系统最大区别就在于取暖方式的变化。传统电动车靠高压水暖ptc加热冷却液，冷却液流入暖风机芯，暖通空调总成(hvac)内的气流经过暖风机芯后获得热量，即可实现采暖；但是这样的采暖方式是直接消耗电能，在取暖时的行驶里程相比不使用时要降低40％～50％。热泵空调系统作为目前电动汽车的前沿方案，都在消耗电能的条件下，热泵相比ptc能提供更多的热量，于是在相同能量需求时，热泵就可以消耗更少的能量，行驶里程相比不使用时要降低20％。其余热回收又有效的补偿了电动汽车采暖不足问题。

余热回收的余热来自于车辆行驶过程中电机和电控单元产生的热量。传统余热回收器为层叠式(或板式)换热器，其中一路为冷却液(乙二醇溶液)回路，另一路为制冷剂回路，其中，余热回收来自于冷却液回路的循环。其工作原理为：冷却液流过电控和驱动电机单元，吸收该处产生的热量，然后经过余热回收器，热量由冷却液传递给制冷剂回路。经冷却后的冷却液经过电磁三通阀回到水泵进水口，完成一次循环。

余热系统中一个关键的环节便是冷媒与吸收电控单元及驱动电机热量的冷却液的热交换过程，该过程相当于制冷循环系统中的蒸发过程，用于提高压缩机进入压缩机冷媒的吸气温度，直接提升了冷媒的换热效率(cop)。

热泵系统的余热回收利用中最重要的就冷媒吸热过程，而该过程的必不可少的便是节流降压过程，传统的节流降压过程使用的热力膨胀阀(txv)，热泵空调系统余热回收的热量通常情况下比较小，目前余热回收的热量基本在1000w以下，且余热回收系统只用于采暖循环，因此，所需要的调节范围就比较小，热力膨胀阀的行程范围使用就比较小。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种应用节流短管的余热回收系统，以提高热泵空调系统的冬季采暖性能，降低热泵空调系统，尤其是余热回收回路的成本。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种应用节流短管的余热回收系统，包括冷媒回路、冷却液回路、电池冷却系统回路、制热循环的冷却液回路；所述冷媒回路包括顺次连接的压缩机、气液分离器、余热回收回路、水冷冷凝器，所述水冷冷凝器连接回压缩机；所述余热回收回路包括相并联的第一截止阀及电子膨胀阀，一端连接水冷冷凝器、另一端连接外置冷凝器，通过余热回收器及节流短管回流至水冷冷凝器；所述气液分离器与余热回收回路之间还分别并联有暖通空调总成及电池冷却器。

可选地，所述冷却液回路设置在余热回收回路内部，包括设置在外置冷凝器内部的低温散热器以及电子风扇，所述低温散热器及电子风扇分别与第二三通水阀连通，第二三通水阀连通余热回收器并通过第三三通水阀流入第三水泵，通过驱动电机及逆变器回流至低温散热器及电子风扇。

可选地，第二三通水阀上连通有加注口，通过第三水壶向加注口内加水。

可选地，水冷冷凝器通过高压电加热系统连接至第一三通水阀，所述第一三通水阀分别连通暖通空调总成、电池冷却器及高压电加热系统。

可选地，所述电池冷却器通过第一水泵连通至水冷冷凝器。

可选地，气液分离器及余热回收回路之间还并联有相连通的第三截止阀及第三热力膨胀阀。

可选地，所述压缩机两侧分设有第一温度和压力传感器及第四温度和压力传感器。

可选地，所述水冷冷凝器与余热回收回路之间连通有第二温度和压力传感器。

可选地，所述暖通空调总成包括分别并联的暖风芯体、蒸发器、风机，其端部设有第一热力膨胀阀。

可选地，所述电池冷却器通过电流包、第二水泵连通至第四三通水阀并回流至电池冷却器，所述第四三通水阀分别连通第二水泵、电池冷却器及冷却液回路。

可选地，还包括连通至第一水泵与电池冷却器之间的第一水壶。

可选地，还包括连接至电流包及第二水泵之间的第二水壶。

可选地，所述暖通空调总成通过第二截止阀连通至余热回收回路。

可选地，还包括设置在余热回收器与外置冷凝器之间的第三温度和压力传感器。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型中的整体系统由传统的燃油车改造二来，整体系统与传统热泵系统工作原理基本相同。但本实用新型中并联了一套余热回收回路，可以通过节流短管的设置，在保证换热量基本相当的前提条件下降低整体系统的成本。可以提高热泵空调的采暖性能，提高整车续航能力，具有一定的工业实用前景。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：

图1为本方案的整体结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1，附图中的元件标号分别表示：压缩机1、气液分离器2、电池冷却器3、低温散热器4、外置冷凝器5、电子风扇6、风机7、蒸发器8、暖风芯体9、水冷冷凝器10、第一截止阀11、第二截止阀12、第三截止阀13、第一三通水阀14、第二三通水阀15、第三三通水阀16、第四三通水阀17、电子膨胀阀18、节流短管19、第一水壶20、第二水壶21、电流包22、第一温度和压力传感器23、第二温度和压力传感器24、第一水泵25、第二水泵26、第一热力膨胀阀27、高压电加热系统28、第三水壶29、逆变器30、驱动电机31、第三水泵32、第三温度和压力传感器33、第四温度和压力传感器34、第二热力膨胀阀35、余热回收器36。

本实用新型涉及一种应用节流短管19的余热回收系统，包括冷媒回路、冷却液回路、电池冷却系统回路、制热循环的冷却液回路；所述冷媒回路包括顺次连接的压缩机1、气液分离器2、余热回收回路、水冷冷凝器10，所述水冷冷凝器10连接回压缩机1；所述余热回收回路包括相并联的第一截止阀11及电子膨胀阀18，一端连接水冷冷凝器10、另一端连接外置冷凝器5，通过余热回收器36及节流短管19回流至水冷冷凝器10；所述气液分离器2与余热回收回路之间还分别并联有暖通空调总成及电池冷却器3。

可选地，所述冷却液回路设置在余热回收回路内部，包括设置在外置冷凝器5内部的低温散热器4以及电子风扇6，所述低温散热器4及电子风扇6分别与第二三通水阀15连通，第二三通水阀15连通余热回收器36并通过第三三通水阀16流入第三水泵32，通过驱动电机31及逆变器30回流至低温散热器4及电子风扇6；第二三通水阀15上连通有加注口，通过第三水壶29向加注口内加水。

具体地，水冷冷凝器10通过高压电加热系统28连接至第一三通水阀14，所述第一三通水阀14分别连通暖通空调总成、电池冷却器3及高压电加热系统28；所述电池冷却器3通过第一水泵25连通至水冷冷凝器10；气液分离器2及余热回收回路之间还并联有相连通的第三截止阀13及第三热力膨胀阀；所述压缩机1两侧分设有第一温度和压力传感器23及第四温度和压力传感器34；所述水冷冷凝器10与余热回收回路之间连通有第二温度和压力传感器24；所述暖通空调总成包括分别并联的暖风芯体9、蒸发器8、风机7，其端部设有第一热力膨胀阀27；所述电池冷却器3通过电流包22、第二水泵26连通至第四三通水阀17并回流至电池冷却器3，所述第四三通水阀17分别连通第二水泵26、电池冷却器3及冷却液回路；还包括连通至第一水泵25与电池冷却器3之间的第一水壶20；还包括连接至电流包22及第二水泵26之间的第二水壶21；所述暖通空调总成通过第二截止阀12连通至余热回收回路；还包括设置在余热回收器36与外置冷凝器5之间的第三温度和压力传感器33。

本系统的采暖循环工作原理为：第二三通水阀15可以控制水路的流向，当第二三通水阀15连通电子风扇6断开低温散热器4时，冷却液回路不经过低温散热器4，逆变器30和驱动电机31单元产生的热量全部进入余热回收器36。在余热回收器36中，经过节流短管19节流降压的制冷剂与冷却液发生热交换,加热冷媒，提高压缩机1的吸气温度，进而提高压缩机1的排气温度，同时也就提高了水冷冷凝器10的换热量。

当第二三通水阀15断开电子风扇6并连通低温散热器4时，此时逆变器30和驱动电机31单元产生的热量经低温散热器4带走，余热回收器36不工作，电机和电控单元的热量经低温散热器4排到空气中，此时电子风扇6工作。

本实用新型的冷却液回路需增设第三水壶29，第三水壶29的作用是防止循环系统里温度波动导致管路中压力变化过大，第三水壶29上开设加注口方便冷却液的加注。本实用新型中的余热回收系统开启后，冬季的系统制热量最大提升700w左右。

节流短管19工作原理与热力膨胀阀一致，热力膨胀阀根据系统的压力不同可以调节开度，节流短管19由于开度无法调节，因此需要根据不同系统，匹配不同的节流短管19。

根据不同系统匹配的结果显示，节流短管19在余热回收回路中换热量的提升与使用热力膨胀阀基本相当，其换热量分别如下：500-600w。节流短管19的成本仅仅是热力膨胀阀的10％，因此使用节流短管19不仅系统的换热量基本相当，同时可以降低整个系统的成本。

本申请中的部分零部件，如暖通空调总成、电池冷却器3、第一三通水阀14、第二热力膨胀阀35等，可采用现有技术中零部件进行装配，在本实施例中，借用了长安逸动c211ev的相关零部件。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。