CN221519225U - 车用热泵系统及车辆 - Google Patents

Abstract

一种车用热泵系统，包括第一换热器、第二换热器和压缩机，第一换热器具有第一换热入口、第一换热出口和第二换热出口，第二换热出口位于第一换热入口和第一换热出口之间，压缩机具有第一吸气口、第二吸气口和排气出口，第二吸气口位于第一吸气口和排气出口之间，排气出口依次连通第一换热入口、第一换热出口、第二换热器和第一吸气口以构成第一回路，排气出口依次连通第一换热入口、第二换热出口以及第二吸气口以构成第二回路。由于本申请中的热泵系统设置有第二吸气口，第一换热器的部分温度较高的冷媒可以通过第二吸气孔进入压缩腔内，进而提高压缩机的排气温度和压力，低温环境时在提高压缩机转速的情况下也能避免压缩机液击，增加系统制热量。

Description

车用热泵系统及车辆

技术领域

本申请属于空调技术领域，尤其涉及一种车用热泵系统及车辆。

背景技术

近年来新能源汽车的快速发展，也对其配件产生了越来越高的要求。现有的新能源汽车的热泵系统，在冬季或低温工况下制热时，现有的解决方式有通过设置PTC辅助加热装置达到快速制热，但是PTC辅助加热装置成本较高，且对于新能源汽车耗能较大。

通过热泵系统制热的方式成为一种择优解决方案，热泵系统一般包括压缩机、室内冷凝器和室外蒸发器。但面对在冬季或低温工况下制热时，蒸发换热量低，系统COP低，导致系统制热量无法满足低温需求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种车用热泵系统，其旨在解决现有技术中面对在冬季或低温工况下制热时，压缩机转速受限，导致系统制热量无法满足低温需求的技术问题。

本实用新型提供一种车用热泵系统，包括第一换热器、第二换热器和压缩机，所述第一换热器具有第一换热入口、第一换热出口和第二换热出口，所述第二换热出口位于所述第一换热入口和所述第一换热出口之间，所述压缩机具有第一吸气口、第二吸气口和排气出口，所述第二吸气口位于所述第一吸气口和所述排气出口之间，所述排气出口依次连通所述第一换热入口、所述第一换热出口、所述第二换热器和所述第一吸气口以构成第一回路，所述排气出口依次连通所述第一换热入口、所述第二换热出口以及所述第二吸气口以构成第二回路。

可选地，所述第一换热出口和所述第二换热器之间设置有第一节流器，所述第一节流器用于控制进入所述第二换热器内的冷媒的流量。

可选地，所述第二换热出口和所述第二吸气口之间设置有第二节流器，所述第二节流器用于控制进入所述第二吸气口的冷媒的流量。

可选地，所述第一节流器和所述第二节流器为电子节流阀或者电子膨胀阀。

可选地，当进入所述第一吸气口的冷媒的温度小于预设最低环境温度且冷媒的压力小于所述压缩机允许运行的最低压力时，所述第二节流器根据系统制热量需求控制开度状态。

可选地，当进入所述第一吸气口的冷媒的温度大于预设最低环境温度且冷媒的压力大于所述压缩机允许运行的最低压力时，或无需制热时，所述第二节流器为关闭状态。

可选地，所述排气出口和所述第一换热入口之间设置有第一压力温度传感器，所述第一压力温度传感器用于监测进入所述第一换热入口的冷媒的温度和压力。

可选地，所述第二换热出口以及所述第二吸气口之间设置有第二压力温度传感器，所述第二压力温度传感器用于监测进入所述第二吸气口内的冷媒的温度和压力。

可选地，所述第二换热器和所述第一吸气口之间设置有第三压力温度传感器，所述第三压力温度传感器用于监测进入所述第一吸气口内的冷媒的温度和压力。

本实用新型还提供一种车辆，包括上述任一项的车用热泵系统。

本实用新型提供一种车用热泵系统，包括第一换热器、第二换热器和压缩机，第一换热器具有第一换热入口、第一换热出口和第二换热出口，第二换热出口位于第一换热入口和第一换热出口之间，压缩机具有第一吸气口、第二吸气口和排气出口，第二吸气口位于第一吸气口和排气出口之间，排气出口依次连通第一换热入口、第一换热出口、第二换热器和第一吸气口以构成第一回路，排气出口依次连通第一换热入口、第二换热出口以及第二吸气口以构成第二回路。由于本申请中的热泵系统设置有第二吸气口，第一换热器的部分温度、压力较高的冷媒可以通过第二吸气孔进入压缩腔内，进而提高进入压缩机内的所有冷媒的温度和压力，在提高压缩机转速的情况下也能避免压缩机液击，增加系统制热量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供车用热泵系统的整体结构示意图。

附图标号说明：1、第一换热器；11、第一换热入口；12、第一换热出口；13、第二换热出口；2、第二换热器；3、压缩机；31、第一吸气口；32、第二吸气口；33、排气出口；4、第二节流器；5、第一节流器；6、第一压力温度传感器；7、第二压力温度传感器；8、第三压力温度传感器。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

还需要说明的是，本申请实施例中的左、右、上和下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

参照图1，本实用新型提供了一种车用热泵系统，包括第一换热器1、第二换热器2和压缩机3，所述第一换热器1具有第一换热入口11、第一换热出口12和第二换热出口13，所述第二换热出口13位于所述第一换热入口11和所述第一换热出口12之间，所述压缩机3具有第一吸气口31、第二吸气口32和排气出口33，所述第二吸气口32位于所述第一吸气口31和所述排气出口33之间，所述排气出口33依次连通所述第一换热入口11、所述第一换热出口12、所述第二换热器2和所述第一吸气口31以构成第一回路，所述排气出口33依次连通所述第一换热入口11、所述第二换热出口13以及所述第二吸气口32以构成第二回路。

在本申请中，第一换热器1可以为设在车内的冷凝器，冷凝器内设置有可供冷媒进行换热的管道，第一换热入口11和第一换热出口12设置在管道的两端，而第二换热出口13设置在管道的中段位置上。第二换热器2可以为设置在车外的蒸发器。压缩机3内设有压缩腔，第一吸气口31设置在压缩腔内的初始位置，排气口设置在压缩腔内的末端位置，第二吸气口32设置在初始位置和末端位置之间。值得注意的是，冷媒在第一吸气口31、第二吸气口32和排气出口33的位置的压力依次增大。车辆采用制热模式时，低温低压的冷媒通过第一吸气口31进入压缩腔内。冷媒被压缩至第二吸气口32的位置时，相较于在第一吸气口31的位置冷媒的温度和压力升高，冷媒被压缩为高温高压的冷媒。高温高压的冷媒在通过排气出口33进入第一换热器1内。高温高压的冷媒在第一换热器1内进行换热后，冷媒温度降低，变为高压低温的冷媒。一部分高压低温的冷媒通过第二换热出口13和第二吸气口32进入压缩腔内，与压缩腔内被压缩至第二吸气口32处的冷媒汇合，再次被压缩。另一部分的冷媒从第二换热出口13进入第一换热出口12，在此过程中，冷媒的温度进一步被降低。降低温度后的冷媒进入第二换热器2内进行换热。温度较低的冷媒在第二换热器2内吸收外界的温度后，从第二换热器2内排出进入压缩腔内。在上述过程中，冷媒分别在第一回路和第二回路中形成一个热力循环。

值得注意的是，当实际环境温度小于预设最低环境温度且压缩机3当前运行的压力小于压缩机3允许运行的最低压力时，热泵系统的制热过程需要第二回路进行参与以满足实现车辆所需的制热量。在其他情况下，只需第一回路完成热力循环满足实现车辆所需的制热量。

在针对环境温度较低导致压缩机3的转速受限的问题，本领域技术人员通常采用多设置一个旁通管路，旁通管路的两端分别连接压缩机3的进口和出口，压缩机3出口的冷媒一部分进入第一换热器1内，另一部分经过旁通管路流回压缩机3的进口处和从第二换热器2流出的冷媒一起进入压缩机3内。上述方式使得从第二换热器2流出的冷媒和从旁通管路流出的冷媒之间的温差过大，导致系统COP(CoefficientOfPerformance，制冷性能系数)下降，增加了热损失。而在本申请中，从第一冷媒被压缩至第二吸气口32的位置时，与从第二吸气口32进入压缩腔内的冷媒一起被压缩，避免了系统COP下降，提高制热性能。

此外，第二换热器2中的冷媒获取热量的方式还包括获取电驱主动发热的热量、从车辆上带有余热的低温热源获取或者从空气中吸取热量。

在一个可行的实施方式中，第一换热出口12和第二换热器2之间设置有第一节流器5，第一节流器5用于控制进入第二换热器2内的冷媒的流量。第二换热出口13和第二吸气口32之间设置有第二节流器4，第二节流器4用于控制进入第二吸气口32的冷媒的流量。第一节流器5和第二节流器4可以采用电子节流阀或者电子膨胀阀。在本实施方式中，通过调节第一节流器5和第二节流器4开度的大小和开启时间等，可调节从节流器中流出的气体的流量，以保证在不同的工况下，既满足压缩机3的运行压力、温度，又满足热泵系统的快速制热，可完全取代传统的PTC辅助加热，降低成本、提高系统COP和制热能力。

在一个可行的实施方式中，当进入第一吸气口31的冷媒的温度小于预设最低环境温度且冷媒的压力小于压缩机3允许运行的最低压力时，第二节流器4为根据需要控制开启状态。当进入第一吸气口31的冷媒的温度大于预设最低环境温度且冷媒的压力大于压缩机3允许运行的最低压力时，第二节流器4根据需要控制关闭状态。应当说明的是，关闭第二节流器4的条件，能够设定一个特定的阈值，这样更便于对热泵系统的控制。在本实施方式中，第一节流器5和第二节流器4均与电控系统的控制器连接。电控系统可集成入压缩机3的电控系统中，包括压缩机3的温度、功率及转速等反馈的信号也可以并入压缩机3的电控系统中，使得系统布局更加简洁，控制更加方便，进一步地降低整体成本。

在一个可行的实施方式中，排气出口33和第一换热入口11之间设置有第一压力温度传感器6，第一压力温度传感器6用于监测进入第一换热入口11的冷媒的温度和压力。第二换热出口13以及第二吸气口32之间设置有第二压力温度传感器7，第二压力温度传感器7用于监测进入第二吸气口32内的冷媒的温度和压力。第二换热器2和第一吸气口31之间设置有第三压力温度传感器8，第三压力温度传感器8用于监测进入第一吸气口31内的冷媒的温度和压力。在本实施方式中，第一压力温度传感器6、第二压力温度传感器7和第三压力温度传感器8均与电控系统的控制器连接，将测得的各个管路的温度和压力反馈至电控系统，以使电控系统根据反馈的信号对第一节流器5、第二节流器4和压缩机3作出相应的调整。

本实用新型提供一种车辆，包括上述任一项的车用热泵系统。该车辆的其他各部分结构请参考现有技术，在此不作赘述。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车用热泵系统，其特征在于：包括第一换热器(1)、第二换热器(2)和压缩机(3)，所述第一换热器(1)具有第一换热入口(11)、第一换热出口(12)和第二换热出口(13)，所述第二换热出口(13)位于所述第一换热入口(11)和所述第一换热出口(12)之间，所述压缩机(3)具有第一吸气口(31)、第二吸气口(32)和排气出口(33)，所述第二吸气口(32)位于所述第一吸气口(31)和所述排气出口(33)之间，所述排气出口(33)依次连通所述第一换热入口(11)、所述第一换热出口(12)、所述第二换热器(2)和所述第一吸气口(31)以构成第一回路，所述排气出口(33)依次连通所述第一换热入口(11)、所述第二换热出口(13)以及所述第二吸气口(32)以构成第二回路。

2.如权利要求1所述的车用热泵系统，其特征在于，所述第一换热出口(12)和所述第二换热器(2)之间设置有第一节流器(5)，所述第一节流器(5)用于控制进入所述第二换热器(2)内的冷媒的流量。

3.如权利要求2所述的车用热泵系统，其特征在于，所述第二换热出口(13)和所述第二吸气口(32)之间设置有第二节流器(4)，所述第二节流器(4)用于控制进入所述第二吸气口(32)的冷媒的流量。

4.如权利要求3所述的车用热泵系统，其特征在于，所述第一节流器(5)和所述第二节流器(4)为电子节流阀或者电子膨胀阀。

5.如权利要求3所述的车用热泵系统，其特征在于，当进入所述第一吸气口(31)的冷媒的温度小于预设最低环境温度且冷媒的压力小于所述压缩机(3)允许运行的最低压力时，所述第二节流器(4)根据需要控制开启状态。

6.如权利要求3所述的车用热泵系统，其特征在于，当进入所述第一吸气口(31)的冷媒的温度大于预设最低环境温度且冷媒的压力大于所述压缩机(3)允许运行的最低压力时，所述第二节流器(4)根据需要控制关闭状态。

7.如权利要求1所述的车用热泵系统，其特征在于，所述排气出口(33)和所述第一换热入口(11)之间设置有第一压力温度传感器(6)，所述第一压力温度传感器(6)用于监测进入所述第一换热入口(11)的冷媒的温度和压力。

8.如权利要求1所述的车用热泵系统，其特征在于，所述第二换热出口(13)以及所述第二吸气口(32)之间设置有第二压力温度传感器(7)，所述第二压力温度传感器(7)用于监测进入所述第二吸气口(32)内的冷媒的温度和压力。

9.如权利要求1所述的车用热泵系统，其特征在于，所述第二换热器(2)和所述第一吸气口(31)之间设置有第三压力温度传感器(8)，所述第三压力温度传感器(8)用于监测进入所述第一吸气口(31)内的冷媒的温度和压力。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的车用热泵系统。