[發明專利]二次回路空調熱泵系統

有效

• 申請號: 201810343291.2
• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN108944332B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 朱悅;蘇林;李康;方奕棟;蘭嬌;葉飛
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: B60H1/00
• 分類號: B60H1/00;B60H1/32
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根;王晶

本發明涉及一種二次回路空調熱泵系統，該系統包括：制冷劑回路、冷端載冷劑回路、熱端載冷劑回路、除霜回路。制冷劑回路包含有：電動壓縮機、板式蒸發器、節流裝置和板式冷凝器。冷端載冷劑回路與板式蒸發器連接，制熱模式下，蒸發器端將冷量傳給載冷劑，通過泵將載冷劑輸送給室外換熱器并吸收熱量，此后再流經電機換熱器對其進行冷卻控溫，最后流回板式蒸發器；制冷模式下，蒸發器端將冷量傳給載冷劑，載冷劑通過泵輸送給室內冷卻器將冷量排到車廂內，此后再流經電池組相變材料換熱器對電池組進行冷卻控溫，最后流回板式蒸發器；除霜模式下，此回路不工作。通過增設載冷劑回路將制冷劑回路與車廂隔絕，這樣做可有效消除制冷劑向車廂泄露的隱患。

技術領域

本發明涉及一種應用于電動汽車除霜的二次回路空調熱泵系統，尤其涉及一種可使用可燃性環保制冷劑以及具有獨立除霜回路的電動汽車二次回路空調熱泵系統。

背景技術

考慮全球氣候變暖和二氧化碳的排放，機動車排放法規日趨嚴格，新能源電動汽車也成為一個必然的趨勢。由于溫室效應越來越嚴重，在新能源汽車空調中，新型制冷劑(ODP≤150)的替代已成共同關注的焦點。表1是具有潛力的制冷劑對比。可以看出，除了二氧化碳沒有可燃性，其他的制冷劑均具有不同程度的可燃性。現階段，二氧化碳熱泵系統由于跨臨界循環特點，其部件對耐壓性的要求特別高，系統泄露可能也較大，使得二氧化碳制冷劑在實際使用時受到限制。而其他可燃性制冷劑在使用時，也需要解決泄漏問題，它主要是針對一旦發生泄漏后怎么樣才能不對乘員艙的乘客造成影響。

表1具有替換潛力的制冷劑的對比

利用二次回路系統使制冷劑回路不與乘員艙進行直接的接觸，而是通過載冷劑對空調箱內的空氣進行溫度的控制，可以有效避免在制冷劑發生泄漏時進入乘員艙，若乘員艙內有火源，此時就可以避免對乘員艙的人員造成人身安全。

在制熱模式下，熱泵的室外換熱器葉片在一定溫度與濕度條件下有可能結霜，霜的形成會在一定程度上阻礙空氣的流動，進而影響熱量的交換，降低系統的傳熱效率。這個影響程度隨著霜層增厚而不斷加劇，因此除霜是保障熱泵制熱能力的一個重要措施。

傳統熱泵除霜措施為逆轉系統運行方向，使原為蒸發器的室外換熱器變為冷凝器，由吸收熱量轉變為放出熱量，霜層被所放出熱量融化，以達到除霜效果。但這個方法，一是會迫使室內換熱器向車廂內產出制冷量，車廂內環境舒適性大幅降低；二短時間內改變的運行方向改變，系統各個設備所承受的流體溫度與壓力都將瞬時巨幅改變，這對設備的安全以及耐久度帶來了不小的考驗。若能不逆轉循環方向的同時利用某種熱源對換熱器進行除霜，這樣不管是對車廂中的人還是系統中的設備都有好處。

發明內容

本發明是要提供一種用于電動汽車除霜的二次回路空調熱泵系統，一方面是針對電動汽車空調的環保制冷劑大多數為可燃性制冷劑，利用二次載冷劑回路將制冷系統與乘員艙隔離，若可燃性制冷劑發生泄漏，制冷劑不會進入車廂危機乘員艙乘客的安全；另一方面是提出一種有別于傳統逆轉循環方向的除霜方式，采用三通閥與單向閥，可選地將室外換熱器與電機換熱器、PTC模塊以及泵串聯成一個回路，利用回路中載冷劑將電機余熱以PTC熱量傳遞給室外換熱器進行融霜。這樣可以不用在除霜的同時向需要制熱需求的車廂制冷此外系統各部件可以不用負載短時間大幅度溫度、壓力變化的流體，設備安全性與耐久度得到保障。

本發明的技術方案是：一種二次回路空調熱泵系統，由制冷劑回路、冷端載冷劑回路、熱端載冷劑回路和除霜回路組成；

所述制冷劑回路包括電動壓縮機、板式蒸發器、板式冷凝器、節流裝置。電動壓縮機的輸出端依次連接板式冷凝器、節流裝置、板式蒸發器、電動壓縮機的輸入端形成制冷劑回路；