车用热泵系统的空调箱及其通风策略技术方案

本发明专利技术提供了一种车用热泵系统的空调箱及其通风策略，从而降低了制冷与制热时的风阻差异，提高了出风口温度的线性度，在保证各工况出风温度需求的同时，降低了热损失、消除了各换热芯体之间的影响。本发明专利技术包括车外换热器、车内冷凝器、车内蒸发器、制热件、进风箱和出风部，所述出风部设有混风区和出风口，还包括用于连通所述进风箱和所述出风部的送风通道，所述送风通道包括第一通道、第二通道以及将两者与所述出风部连通的第三通道，所述第一通道和所述第二通道并联设置且均与所述进风箱连通，所述车内蒸发器设于所述第一通道内；所述第三通道包括并联设置的至少三个分通道，所述车内冷凝器和所述制热件分别设于其中两个所述分通道内。

Air conditioning box and ventilation strategy of vehicle heat pump system

【技术实现步骤摘要】
车用热泵系统的空调箱及其通风策略
本专利技术涉及汽车空调
，特别是涉及一种车用热泵系统的空调箱及其通风策略。
技术介绍
传统的热泵空调箱，暖风芯体(或PTC，PositiveTemperatureCoefficient，正温度系数很大的半导体材料或元器件)与车内冷凝器以“串联”的形式布置在一个风道内，当处于制热模式时，该风道的风阻包含车内冷凝器、暖风芯体(或PTC)和蒸发器的风阻；当处于制冷模式时，风道的风阻仅包含蒸发器的风阻，也就是说，该风道处于制热模式和处于制冷模式时的风阻差异较大。这种风阻的差异导致空调箱出风口很难通过温度风门控制实现温度的线性调节，即空调箱出风口温度的线性很难保证，往往出现温度风门往复调整震荡。其次，在热泵空调系统的车外换热器进行化霜时，需要关闭车内冷凝器所处的风道，导致空调箱不能提供暖风。再者，暖风芯体(或PTC)和车内冷凝器布置在单通道内将导致其中任一者工作时，另一者的工质同时被加热，从而导致无效的热损失，还会降低升温速率。因此，如何设置一种车用热泵系统的空调箱，同时提供一种适用于该空调箱的通风策略，以提高出风口温度的线性度，兼顾车外换热器化霜时车内的供暖需求，提高制热模式下的升温效率，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种车用热泵系统的空调箱及其通风策略，将车内冷凝器和暖风芯体分别布置在两个相对独立的风道内，从而降低了制冷与制热时的风阻差异，提高了出风口温度的线性度，在保证各工况出风温度需求的同时，降低了热损失、消除了各换热芯体之间的影响，可满足车外换热器化霜时客舱内的制热需求。为实现上述目的，本专利技术提供了一种车用热泵系统的空调箱，包括车外换热器、车内冷凝器、车内蒸发器、制热件、进风箱和出风部，所述出风部设有混风区和出风口，还包括用于连通所述进风箱和所述出风部的送风通道，所述送风通道包括第一通道、第二通道以及将两者与所述出风部连通的第三通道，所述第一通道和所述第二通道并联设置且均与所述进风箱连通，所述车内蒸发器设于所述第一通道内；所述第三通道包括并联设置的至少三个分通道，所述车内冷凝器和所述制热件分别设于其中两个所述分通道内。本专利技术的空调箱中，送风通道包括并联设置的第一通道和第二通道，两者均与进风箱连通，形成进风通道，由于车内蒸发器设于第一通道内，第二通道内不设置换热部件，故第二通道的风阻较小，当车内蒸发器不工作时，可以通过开启第二通道降低风阻；并且，当需要进行除雾时，也可以开启第二通道，使得进风仅部分通过第一通道内的车内蒸发器进行冷却除湿，另一部分通过第二通道直接向后流动，这两部分混合后再经过车内冷凝器升温，此时，不仅可以通过车内蒸发器的冷却除湿实现除雾目的，还由于部分进风未经过车内蒸发器冷却而降低了车内冷凝器的负荷，起到节约能源的目的。与此同时，送风通道还包括与出风部连通的第三通道，该第三通道包括并联设置的至少三个分通道，各分通道均与出风部连通，形成出风通道，车内冷凝器和制热件分别设于其中两个分通道内，其他分通道内不设置换热件。由于车内冷凝器和制热件分别设置在两个相对独立的分通道内，当需要对车外换热器进行化霜时，可以关闭车内冷凝器所处的分通道，以确保车外换热器进入化霜模式，并且，进风箱内的进风可以通过制热件进行加热，形成热风送入客舱内，满足车外换热器化霜时客舱内的制热需求；而且，当仅需要采用车内冷凝器和制热件中的一者进行制热时，这种并联设置的结构形式可以避免另一者被动加热而导致的热量损失，消除了车内冷凝器和制热件之间的相互影响。再者，车内冷凝器和制热件分别处于两个分通道时，可以降低两者所述的分通道与其他分通道之间的风阻差异，由于车用热泵系统处于制冷模式时通过其他分通道进入出风部，制热模式时必然要通过车内冷凝器和/或制热件所处的分通道进入出风部，当各分通道的风阻差异降低时，相当于降低了制热和制冷时的风阻差异。加之，在制热时，可以开启第二通道，以降低风阻，从而进一步降低制冷与制热的风阻差异，提高温度调节的线性度。可选地，所述第一通道处于常开状态。可选地，还包括用于控制所述第二通道通断的第一控制件。可选地，还包括用于控制所述第三通道通断的第二控制件。可选地，所述第二控制件包括与各所述分通道一一对应地设置的风门，或者，所述第二控制件为可同时控制三个以上通道的移门或碗门，以同时实现各所述分通道的通断。可选地，所述第一通道的截面积大于所述第二通道的截面积；设有所述制热件的所述分通道和设有所述车内冷凝器的所述分通道的截面积均大于其他所述分通道的截面积。本专利技术还提供了一种车用热泵系统的通风策略，采用上述任一项所述的空调箱，包括以下步骤：预置化霜制热通风模式：关闭所述车内蒸发器，开启所述制热件的热源，打开所述第二通道和所述制热件所处的所述分通道，关闭其他所述分通道，以保证所述车外换热器进入化霜模式。现有技术中，当需要对车外换热器进行化霜时，需要关闭车内冷凝器所处的风道，而现有技术中将制热件和车内冷凝器置于同一风道内，也就导致化霜时无法为客舱提供热风。本专利技术的通风策略，将车内冷凝器和制热件分别设置在两个相对独立的分通道内，进行化霜时，可以关闭车内冷凝器所处的分通道，以确保车外换热器进入化霜模式，同时打开制热件所处的分通道并开启制热件的热源，通过制热件进行制热，为客舱提供热风，满足化霜的同时兼顾制热需求。此外，还开启第二通道，以降低风阻，并关闭其他分通道，以提高制热件对进风进行加热的升温速度，提高制热效率。可选地，还预置有超低温通风模式，采用与所述化霜制热通风模式相同的控制策略。可选地，还预置有全热通风模式：关闭所述车内蒸发器，开启所述车内冷凝器，打开所述第二通道和所述车内冷凝器所处的所述分通道，关闭其他所述分通道。可选地，还预置有低温全热通风模式：关闭所述车内蒸发器，开启所述车内冷凝器和所述制热件的热源，打开所述第二通道、所述车内冷凝器所处的所述分通道以及所述制热件所处的所述分通道，关闭其他所述分通道。可选地，还预置有除雾通风模式：开启所述车内蒸发器和所述车内冷凝器，打开所述第二通道和所述车内冷凝器所处的所述分通道，关闭其他所述分通道。可选地，还预置有混合通风模式：设定目标出风温度；根据所述进风箱的进风温度和所述目标出风温度进行热负荷计算和标定；根据标定的所述热负荷控制所述第二通道和各所述分通道的开启程度，以便在所述混风区形成满足所述目标出风温度的出风。可选地，还预置有全冷通风模式：开启所述车内蒸发器，关闭所述第二通道、所述车内冷凝器和所述制热件所处的所述分通道，打开其他所述分通道中的至少一者。附图说明图1为本专利技术所提供车用热泵系统的空调箱在一种具体实施方式中的结构示意图；图2为图1所示车用热泵系统的空调箱采用全冷通风模式的结构示意图；图3为图1所示车用热泵系统的空调箱采用全热通风模式的结构示意图；图4为图1所示车用热泵系统的空调箱采用低温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车用热泵系统的空调箱，包括车外换热器、车内冷凝器(1)、车内蒸发器(2)、制热件(3)、进风箱(4)和出风部(5)，所述出风部(5)设有混风区和出风口，其特征在于，还包括用于连通所述进风箱(4)和所述出风部(5)的送风通道，所述送风通道包括第一通道(6)、第二通道(7)以及将两者与所述出风部(5)连通的第三通道(8)，所述第一通道(6)和所述第二通道(7)并联设置且均与所述进风箱(4)连通，所述车内蒸发器(2)设于所述第一通道(6)内；所述第三通道(8)包括并联设置的至少三个分通道，所述车内冷凝器(1)和所述制热件(3)分别设于其中两个所述分通道内。/n

【技术特征摘要】
1.一种车用热泵系统的空调箱，包括车外换热器、车内冷凝器(1)、车内蒸发器(2)、制热件(3)、进风箱(4)和出风部(5)，所述出风部(5)设有混风区和出风口，其特征在于，还包括用于连通所述进风箱(4)和所述出风部(5)的送风通道，所述送风通道包括第一通道(6)、第二通道(7)以及将两者与所述出风部(5)连通的第三通道(8)，所述第一通道(6)和所述第二通道(7)并联设置且均与所述进风箱(4)连通，所述车内蒸发器(2)设于所述第一通道(6)内；所述第三通道(8)包括并联设置的至少三个分通道，所述车内冷凝器(1)和所述制热件(3)分别设于其中两个所述分通道内。


2.如权利要求1所述的车用热泵系统的空调箱，其特征在于，所述第一通道(6)处于常开状态。


3.如权利要求1或2所述的车用热泵系统的空调箱，其特征在于，还包括用于控制所述第二通道(7)通断的第一控制件(9)。


4.如权利要求3所述的车用热泵系统的空调箱，其特征在于，还包括用于控制所述第三通道(8)通断的第二控制件(10)。


5.如权利要求4所述的车用热泵系统的空调箱，其特征在于，所述第二控制件(10)包括与各所述分通道一一对应地设置的风门，或者，所述第二控制件(10)为可同时控制三个以上通道的移门或碗门，以同时实现各所述分通道的通断。


6.如权利要求4所述的车用热泵系统的空调箱，其特征在于，所述第一通道(6)的截面积大于所述第二通道(7)的截面积；设有所述制热件(3)的所述分通道和设有所述车内冷凝器(1)的所述分通道的截面积均大于其他所述分通道的截面积。


7.一种车用热泵系统的通风策略，其特征在于，采用上述权利要求3-6任一项所述的空调箱，包括以下步骤：
预置化霜制热通风模式：关闭所述车内蒸发器(2)，开启所述制热件(...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵志宇，龚智方，刘杰，
申请(专利权)人：上海汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31