[實用新型]一種電動車廢熱利用變頻熱泵空調系統

有效

• 申請號: 201420784517.X
• 申請日: 2014-12-11
• 公開（公告）號: CN204593934U
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 杜群貴;彭慶紅
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F25B13/00
• 分類號: F25B13/00;F25B27/02;F25B41/04
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

技術領域

本實用新型涉及汽車空調領域，尤其涉及一種電動車廢熱利用變頻熱泵空調系統。

背景技術

在日益注重環保的今天，電動車因其在能源安全、環境保護及可持續發展等方面的優勢，受到越來越廣泛的關注。而現有的汽車空調系統一方面能效比較低，另一方面它采用發動機余熱作為冬天采暖用的熱源，不能適用于電動汽車的供暖需求。

目前電動車主要采用傳統熱泵型空調系統或電加熱方式為車室內供暖。但由于傳統熱泵型空調系統無法滿足低溫工況時汽車的制熱需求；而電加熱方式又需要消耗大量的電能，極大地縮短了電動車的續航里程。因此，為進一步促進電動車的應用和推廣，發明一種能適應低溫工況的、高能效比的電動車空調系統是迫切需要解決的問題。

發明內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種既能適應低溫工況，又具有高能效比的電動車廢熱利用變頻熱泵空調系統；它不僅能夠滿足電動車低溫供暖的需求，還能夠保證系統無論在制冷、一般工況下制熱還是低溫工況下制熱，都能以高效節能方式運行。

本實用新型通過下述技術方案實現：

一種電動車廢熱利用變頻熱泵空調系統，包括能根據環境工況實現單、雙級壓縮自動切換的制冷劑循環回路和廢熱回收回路；所述制冷劑循環回路包括低壓級壓縮機1、第一單向閥11、四通換向閥2、車內換熱器12、車外換熱器10、第一車內風機22、車外風扇電機21、主膨脹閥5、第二單向閥6、第三單向閥7、第四單向閥8、第五單向閥9、第一三通電磁閥13、第二三通電磁閥14、高壓級壓縮機組件3和中間冷卻器組件4；

所述廢熱回收回路包括廢熱回收散熱器15、廢熱排放散熱器18、電動水泵16、電氣元件水冷裝置17、廢熱回收控制閥19和廢熱排放控制閥20；

所述高壓級壓縮機組件3由高壓級壓縮機31、第六單向閥32和單雙級切換控制閥33組成；

所述中間冷卻器組件4由中間節流膨脹閥41、中間冷卻器42及其制冷劑進出口的連接管路組成；

所述低壓級壓縮機1、第一車內風機22和車外風扇電機21均采用各自的變頻器控制，實現調速；

所述低壓級壓縮機1通過第一單向閥11、四通換向閥2、單雙級切換控制閥33、車內換熱器12、第一三通電磁閥13、第二三通電磁閥14、主膨脹閥5和車外換熱器10依次相連；?

所述主膨脹閥5的進口同時與第二單向閥6的出口和第三單向閥7的出口相連；所述主膨脹閥5的出口同時與第四單向閥8的進口和第五單向閥9的進口相連；?

所述高壓級壓縮機31與第六單向閥32的串聯管路與單雙級切換控制閥33管路并聯形成高壓級壓縮機組件3；

所述高壓級壓縮機組件3一端與車內換熱器12相連，另一端同時與四通換向閥2的d口和中間冷卻器組件4的制冷劑蒸氣出口相連；

所述中間冷卻器組件4的制冷劑入口與第一三通電磁閥13的c口相連，?制冷劑高壓過冷液體出口與第二三通電磁閥14的c口相連，制冷劑的飽和蒸氣出口與高壓級壓縮機31的吸氣口相連；

所述中間冷卻器組件4的飽和蒸氣出口的制冷劑氣體與來自低壓級壓縮機1的中溫中壓制冷劑氣體在管路中混合，變成中壓過熱蒸氣后進入高壓級壓縮機31，實現制冷劑中間不完全冷卻。

所述廢熱回收回路，由廢熱回收利用循環回路和廢熱排放循環回路組成，回路中電動水泵16與電氣元件水冷裝置17串聯，其冷卻水出口一端通過廢熱回收控制閥19與廢熱回收散熱器15相連，形成廢熱回收利用循環回路，其冷卻水出口的另一端通過廢熱排放控制閥20與廢熱排放散熱器18相連，形成廢熱排放循環回路。

所述電氣元件水冷裝置17由分別安裝在電氣元件上的水冷塊和連接水管組成，用于收集發熱電氣元件上產生的廢熱。

所述低壓級壓縮機1采用內置3相感應電機的車用渦旋壓縮機，并使用變頻電源驅動；所述高壓級壓縮機31采用定頻或變頻車用渦旋壓縮機；高壓級壓縮機31與低壓級壓縮機1的額定排氣量之比在1:3～1:2范圍內。

所述第一車內風機22為離心風機，車外風扇電機21為軸流風機，它們由各自的變頻器控制以實現調速；所述車外風扇電機21為壓入式結構，設置在廢熱回收散熱器15和車外換熱器10進風口側。

所述車內換熱器12和車外換熱器10為管翅式結構，換熱器翅片材料為親水鋁箔；所述主膨脹閥5和中間節流膨脹閥41為電子膨脹閥或熱力膨脹閥中的任意一種。