一种用于汽车上的改进型热泵空调系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于汽车上的改进型热泵空调系统，包括室内换热器、室外换热器、蒸发器、电动压缩机、气液分离器、空调厢体、鼓风机，空调厢体上设有进风口和出风口，鼓风机、蒸发器及室内换热器置于空调厢体内、且沿着由进风至出风方向前后依次设置；室内换热器、室外换热器、蒸发器、电动压缩机、气液分离器经管路连接形成冷媒循环回路，其特点为：在室内换热器的本体上或其迎风上游侧设置有第一预加热结构。本改进型热泵空调系统，通过增设第一预加热结构，在室外环境温度较低时，在启动热泵前，可通过第一预加热结构对室内换热器内的冷媒进行预加热，使热泵系统内冷媒压力升高，确保热泵系统在‑10℃或更低环境温度中启动并稳定运行。

An improved heat pump air conditioning system for automobiles

The invention relates to an improved heat pump air conditioning system for an automobile, including an indoor heat exchanger, an outdoor heat exchanger, an evaporator, an electric compressor, a gas liquid separator, an air conditioning chamber body, a blower, an air inlet and an air outlet on the air conditioning chamber. The blower, evaporator and indoor heat exchanger are placed in the air conditioning chamber, and The heat exchanger, the outdoor heat exchanger, the evaporator, the electric compressor and the gas liquid separator are connected to form the refrigerant circulation loop, which is characterized by the first preheating structure on the body of the indoor heat exchanger or the upstream side of the upwind. By adding the first preheating structure, the improved heat pump air conditioning system can pre heat the cooling medium in the indoor heat exchanger before starting the heat pump before starting the heat pump when the temperature of the outdoor environment is low, so that the heat of the heat pump system can be raised to ensure that the heat pump system is started at 10 or lower ambient temperature. And stable operation.

【技术实现步骤摘要】
一种用于汽车上的改进型热泵空调系统
本专利技术涉及纯电动汽车制冷采暖的热泵空调领域，特别涉及一种用于汽车上的改进型热泵空调系统。
技术介绍
电动汽车在冬季由于没有发动机提供余热进行采暖，从而要求汽车空调系统不但具有夏季制冷功能，还应承担冬季的采暖需求。目前，市面上电动汽车的空调系统以PTC电加热辅助空调系统为主，如图10所示，在空调厢体内蒸发器的出风侧后端设置电加热辅助结构A11。由于采用的是电加热，其制热COP(制热能效比)最大为1，极为耗能，降低了电动汽车的续航里程。另外，在一些外资或合资汽车上，也有采用热泵空调系统进行采暖，如图11所示。用热泵空调系统进行采暖具有耗能小的优点，但一般适用于在-5℃～+10℃以上的室外环境，当室外环境温度较低时，在-5℃～-10℃环境下，热泵空调系统性能无法满足取暖正常的需求，因此，还需要同时配备电加热辅助结构，电加热辅助结构B12设置在室内换热器的出风侧后端。在-10℃以下，由于热泵系统无法正常运行，因此关闭冷媒循环系统，用电加热辅助结构进行取暖，这样就制约了现有热泵空调系统的使用。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种可以在-10℃或更低环境温度下稳定运行，COP可达1.8，可以极大的减少纯电动车冬季采暖能耗，从而可延长续航里程的用于汽车上的改进型热泵空调系统。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种用于汽车上的改进型热泵空调系统，包括室内换热器、室外换热器、蒸发器、电动压缩机、气液分离器、空调厢体、鼓风机，空调厢体上设置有进风口和出风口，所述鼓风机、蒸发器及室内换热器置于空调厢体内、且沿着由进风至出风方向前后依次设置；室内换热器、室外换热器、蒸发器、电动压缩机、气液分离器经管路连接形成冷媒循环回路，其特征在于：在室内换热器的本体上或室内换热器的迎风上游侧设置有第一预加热结构。进一步的：第一预加热结构的加热元件嵌装于室内换热器的扁管之间或伸入到室内换热器的集液管内或外覆于室内换热器的集液管外。进一步的：在室外换热器的本体上或室外换热器的迎风上游侧设置有第二预加热结构。进一步的：第二预加热结构的加热元件嵌装于室外换热器的扁管之间或伸入到室外换热器的集液管内或外覆于室外换热器的集液管外。进一步的：在气液分离器的本体上设置有第三预加热结构。进一步的：第三预加热结构的加热元件插入到气液分离器的筒体内或外覆于气液分离器的筒体外。进一步的：三个预加热结构采用电加热结构或蓄热工质加热结构。本专利技术具有的优点和积极效果是：本改进型热泵空调系统，通过在室内换热器的本体上或室内换热器的迎风上游侧设置有第一预加热结构，在室外环境温度较低时，在启动热泵前，可通过第一预加热结构对室内换热器内的冷媒进行预加热，使热泵系统内冷媒压力发生变化(冷媒压力升高)，确保热泵系统在-10℃或更低环境温度中，启动并稳定运行。在热泵正常启动并稳定运行后，就可关闭第一预加热结构。采用本改进型热泵空调系统，COP可达1.8，大幅度减少了纯电动车冬季采暖能耗，从而可延长汽车续航里程。本改进型热泵空调系统在运行过程中，出现不稳定的情况下，也可短时间开启预加热结构，使热泵空调系统达到稳定状态。附图说明图1是本专利技术的整体连接示意图；图2是本专利技术在室内或室外换热器的扁管间嵌装加热元件的结构示意图；图3是图2的A-A剖视图；图4是本专利技术在室内或室外换热器的集液管内设置加热元件的结构示意图；图5是图4的B向局部示意图；图6是本专利技术在室内或室外换热器的集液管外外覆加热元件的结构示意图；图7是图6的C-C剖视图；图8是本专利技术在气液分离器的筒体内设置加热元件的结构示意图；图9是本专利技术在气液分离器的筒体外外覆加热元件的结构示意图；图10是现有PTC电加热辅助空调系统的连接示意图；图11是现有热泵空调系统的连接示意图。图中：1、室内换热器；1-1、扁管；1-2、翅片；1-3、集液管；2、室外换热器；2-1、扁管；2-2、翅片；2-3、集液管；3、蒸发器；4、电动压缩机；5、气液分离器；6、空调厢体；7、鼓风机；8、第一加热元件；9、第二加热元件；10、第三加热元件；11、电加热辅助结构A；12、电加热辅助结构B。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：请参见图1-9，一种用于汽车上的改进型热泵空调系统，包括室内换热器1、室外换热器2、蒸发器3、电动压缩机4、气液分离器5、空调厢体6、鼓风机7。空调厢体上设置有进风口和出风口。所述鼓风机、蒸发器及室内换热器置于空调厢体内、且沿着由进风至出风方向前后依次设置。室内换热器、室外换热器、蒸发器、电动压缩机、气液分离器经管路连接形成冷媒循环回路。该循环回路可参考现有热泵空调系统的循环回路。除上述技术特征外，本技术方案的创新点在于：在室内换热器的本体上或室内换热器的迎风上游侧设置有第一预加热结构。第一预加热结构的作用是：对室内换热器内的冷媒直接进行加热，或加热空气后，通过热空气与室内换热器内的冷媒进行热量交换，同样可实现对冷媒的加热，提升冷媒循环回路内的压力。当上述第一预加热结构设置于室内换热器的本体上时，第一预加热结构的加热元件(也可称为第一加热元件8)进一步优选以三种方式安装于室内换热器上：1、嵌装于室内换热器的扁管1-1之间，具体的，可去除室内换热器上的几处翅片1-2，在去除的几处翅片位置嵌装上第一加热元件。2、伸入到室内换热器的集液管1-3内，具体的，在室内换热器的集液管的一端设置插入孔，通过插入孔将第一加热元件插入到集液管内，插入孔位置需要进行密封。3、外覆于室内换热器的集液管外。具体，包覆固定于室内换热器的集液管外，与集液管的外壁形成接触换热。上述改进型热泵空调系统中，在室外换热器的本体上或室外换热器的迎风上游侧进一步设置有第二预加热结构。第二预加热结构的作用是：对室外换热器内的冷媒直接进行加热，或加热空气后，通过热空气与室外换热器内的冷媒进行热量交换，同样可实现对冷媒的加热，可提升冷媒循环回路内的压力。当上述第二预加热结构设置于室外换热器的本体上时，第二预加热结构的加热元件(也称第二加热元件9)进一步优选以三种方式安装于室内换热器上：1、嵌装于室外换热器的扁管2-1之间，具体的，可去除室外换热器上的几处翅片2-2，在去除的几处翅片位置嵌装上第二加热元件。2、伸入到室外换热器的集液管2-3内，具体的，在室外换热器的集液管的一端设置插入孔，通过插入孔将第二加热元件插入到集液管内，插入孔位置需要进行密封。3、外覆于室外换热器的集液管外。具体，包覆固定于室外换热器的集液管外，与集液管的外壁形成接触换热。上述改进型热泵空调系统中，在气液分离器的本体上设置有第三预加热结构。第三预加热结构的作用是：对气液分离器内的冷媒直接进行加热，可提升冷媒循环回路内的压力。上述第三预加热结构的加热元件(也称第三加热元件10)进一步优选通过以下两种方式安装于气液分离器上：1、插入到气液分离器的筒体内，这样，加热元件可与冷媒介质直接接触。2、外覆于气液分离器的筒体外，这样，通过筒体进行传热，也能实现对气液分离器内的冷媒介质进行加热。除上述在室内换热器、室外换热器及气液分离器三个位置设置预加热结构外，热泵空调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于汽车上的改进型热泵空调系统，包括室内换热器、室外换热器、蒸发器、电动压缩机、气液分离器、空调厢体、鼓风机，空调厢体上设置有进风口和出风口，所述鼓风机、蒸发器及室内换热器置于空调厢体内、且沿着由进风至出风方向前后依次设置；室内换热器、室外换热器、蒸发器、电动压缩机、气液分离器经管路连接形成冷媒循环回路，其特征在于：在室内换热器的本体上或室内换热器的迎风上游侧设置有第一预加热结构。

【技术特征摘要】
1.一种用于汽车上的改进型热泵空调系统，包括室内换热器、室外换热器、蒸发器、电动压缩机、气液分离器、空调厢体、鼓风机，空调厢体上设置有进风口和出风口，所述鼓风机、蒸发器及室内换热器置于空调厢体内、且沿着由进风至出风方向前后依次设置；室内换热器、室外换热器、蒸发器、电动压缩机、气液分离器经管路连接形成冷媒循环回路，其特征在于：在室内换热器的本体上或室内换热器的迎风上游侧设置有第一预加热结构。2.根据权利要求1所述的用于汽车上的改进型热泵空调系统，其特征在于：第一预加热结构的加热元件嵌装于室内换热器的扁管之间或伸入到室内换热器的集液管内或外覆于室内换热器的集液管外。3.根据权利要求2所述的用于汽车上的改进型热泵空调系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆新林，史以奇，
申请(专利权)人：天津三电汽车空调有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12