一种间接式热泵系统技术方案

本实用新型专利技术涉及换热技术领域，公开了一种间接式热泵系统，包括：制冷剂单元；冷水输送单元，冷水输送单元的冷水入口连通于蒸发器的第二出口，冷水输送单元的冷水出口连通于蒸发器的第二进口，冷水输送单元与多个负载并联，冷水输送单元的管路中设有多个冷水两通阀，多个冷水两通阀用以控制多个负载中冷水的通断；热水输送单元，热水输送单元的热水入口连通于冷凝器的第二出口，热水输送单元的热水出口连通于冷凝器的第二进口，热水输送单元与多个负载并联，热水输送单元的管路中设有多个热水两通阀，多个热水两通阀用以控制多个负载中热水的通断；热水两通阀与冷水两通阀一一对应设置且通断状态互锁。通断状态互锁。通断状态互锁。

【技术实现步骤摘要】
一种间接式热泵系统


[0001]本技术涉及换热
，尤其涉及一种间接式热泵系统。

技术介绍

[0002]传统的汽车空调系统制冷依靠空调系统自身，采暖依靠发动机冷却液散发的热量，但在新能源电动车上通常采用搭载热泵系统或PTC发热体来进行温度调节。然而，PTC发热体的效率始终小于1，耗损电池能量大，会大大降低整车的续航里程，加剧客户的里程焦虑。
[0003]随着用户对汽车续航里程提出的要求越来越高的要求，各种热泵系统应运而生，并因其高效节能的优点在新能源电动车上得到了越来越多的普及推广。
[0004]当前，在新能源汽车的热泵空调仍然存在诸多限制：
[0005]新能源电动车上的热泵空调以直接式热泵系统居多，即利用乘客舱空调箱内的蒸发器冷却乘客舱、空调箱内的冷凝器为乘客舱采暖，再加上用于电池包冷却的板式换热器，冷媒侧连成一个多换热器系统。该热泵系统将冷媒直接输送至负载处，具有较高的热效率，系统能效比较高。然而，该类直接式热泵系统由于换热器数量众多，导致冷媒回路模式多、冷媒管路走向复杂、管路尺寸长、冷媒回路电磁截止阀和节流阀数量多。
[0006]该种热泵系统直接造成热泵系统成本居高不下，提高了用户使用门槛；冷媒管路的复杂性加剧了制冷剂泄漏、压缩机回油、系统内杂质洁净度等问题的风险，缩短了热泵系统的使用寿命，增加了维护成本；冷媒管路尺寸长和换热器数量多会导致系统中的制冷剂充注量显著大于传统空调系统，一方面增加了制冷剂的采购成本，同时对制冷剂的安全性提出了更高的要求，并且加剧了制冷剂种类选择的局限性。
[0007]针对以上直接式热泵系统的不足，目前虽已有对间接式热泵系统在汽车热泵空调领域应用可行性的探索，期望简化冷媒回路的设计，改善直接式热泵系统的不足。然而，目前绝大部分间接式热泵系统的研究仅限于将用于制热的室内冷凝器替换成水冷式冷凝器配合暖芯来实现乘客舱的间接式采暖，此类方案仍未解决前述直接式热泵系统的诸多不足。
[0008]此外，间接式热泵系统应用推广的主要挑战还在于冷却液回路的设计，由于整车对于汽车热泵空调提出了许多的负载需求，负载数量多，车型配置(单空调箱、前后空调箱)、空调箱采暖方式(PTC发热体、暖芯)、车辆特殊配置(手套箱冷却、车载冷藏箱)等灵活多变的负载搭配。再加上不同类型负载往往具有不同的需求，如乘客舱和电池包既需要冷源冷却，也需要热源加热，电机通常只需要冷却等，使得冷却液回路极其复杂，系统稳定性差，应用难度高。

技术实现思路

[0009]本技术的目的在于提供一种间接式热泵系统，该间接式热泵系统的结构紧凑，能够为多种负载安全可靠地切换冷源或热源，从而实现制冷和制热功能，满足客户需
求。
[0010]为达此目的，本技术采用以下技术方案：
[0011]一种间接式热泵系统，包括：制冷剂单元，所述制冷剂单元包括压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器，所述压缩机的出口连通于所述冷凝器的第一进口，所述冷凝器的第一出口通过所述节流阀连通于所述蒸发器的第一进口，所述蒸发器的第一出口连通于所述压缩机的进口；冷水输送单元，所述冷水输送单元的冷水入口连通于所述蒸发器的第二出口，所述冷水输送单元的冷水出口连通于所述蒸发器的第二进口，所述冷水输送单元与多个负载并联，所述冷水输送单元的管路中设有多个冷水两通阀，多个所述冷水两通阀用以控制多个所述负载中冷水的通断；所述冷水输送单元上设有第一加注口，所述第一加注口用以补充所述冷水；热水输送单元，所述热水输送单元的热水入口连通于所述冷凝器的第二出口，所述热水输送单元的热水出口连通于所述冷凝器的第二进口，所述热水输送单元与多个所述负载并联，所述热水输送单元的管路中设有多个热水两通阀，多个所述热水两通阀用以控制多个所述负载中热水的通断；所述热水输送单元上设有第二加注口，所述第二加注口用以补充所述热水；所述热水两通阀与所述冷水两通阀一一对应设置且通断状态互锁。
[0012]作为一种间接式热泵系统的优选方案，所述冷水输送单元包括多个与所述冷水入口连通的冷水支路和多个与所述冷水出口连通的冷水支路，所述冷水支路与所述负载连通，所述冷水支路用于向所述负载通入所述冷水。
[0013]作为一种间接式热泵系统的优选方案，第一冷水支路的两端分别连通于所述冷水入口和第一负载的入口；第二冷水支路的一端连通于所述第一冷水支路，另一端连通于所述第一负载的出口和第二负载的入口；第三冷水支路的两端分别连通于所述冷水入口和第三负载的入口；第四冷水支路的两端分别连通于所述冷水入口和第四负载的入口；第五冷水支路的两端分别连通于所述冷水入口和第五负载的入口；第六冷水支路的两端分别连通于所述冷水出口和第二负载的出口；第七冷水支路的两端分别连通于所述冷水出口和第五负载的出口；第八冷水支路的两端分别连通于所述冷水出口和第四负载的出口；第九冷水支路的两端分别连通于所述冷水出口和第三负载的出口。
[0014]作为一种间接式热泵系统的优选方案，所述第一冷水支路上设有第一冷水两通阀和第九冷水两通阀，所述第一冷水支路与所述第二冷水支路连接处位于所述第一冷水两通阀和所述第九冷水两通阀之间；所述第二冷水支路上设有第十冷水两通阀；所述第三冷水支路上设有第二冷水两通阀；所述第四冷水支路上设有第三冷水两通阀；所述第五冷水支路上设有第四冷水两通阀；所述第六冷水支路上设有第五冷水两通阀；所述第七冷水支路上设有第六冷水两通阀；所述第八冷水支路上设有第七冷水两通阀；所述第九冷水支路上设有第八冷水两通阀；所述第五冷水支路和所述第六冷水支路通过第十冷水支路连通，且所述第十冷水支路上设有第十二冷水两通阀；所述第一冷水支路和所述第九冷水支路通过第十一冷水支路连通，且所述第十一冷水支路上设有第十一冷水两通阀。
[0015]作为一种间接式热泵系统的优选方案，该间接式热泵系统还包括PTC加热体，所述PTC加热体设置于所述冷水入口和所述蒸发器的第二出口之间，所述PTC加热体用于加热所述冷水。
[0016]作为一种间接式热泵系统的优选方案，该间接式热泵系统还包括冷水泵，所述冷水泵设置于所述冷水出口和所述蒸发器的第二进口之间，所述冷水泵用于输送所述冷水。
[0017]作为一种间接式热泵系统的优选方案，所述热水输送单元包括多个与所述热水入口连通的热水支路和多个与所述热水出口连通的热水支路，所述热水支路与所述负载连通，所述热水支路用于向所述负载通入所述热水。
[0018]作为一种间接式热泵系统的优选方案，第一热水支路的两端分别连通于所述热水入口和第一负载的入口；第二热水支路的一端连通于所述第一热水支路，另一端连通于所述第一负载的出口和第二负载的入口；第三热水支路的两端分别连通于所述热水入口和第三负载的入口；第四热水支路的两端分别连通于所述热水入口和第四负载的入口；第五热水支路的两端分别连通于所述热水入口和第五负载的入口；第六热水支路的两端分别连通于所述热水出口和第二负载的出口；第七热水支路的两端分别连通于所述热水出口和第五负载的出口；第八热水支路的两端分别连通于所述热水出口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种间接式热泵系统，其特征在于，包括：制冷剂单元，所述制冷剂单元包括压缩机(1)、冷凝器(2)、节流阀(5)和蒸发器(6)，所述压缩机(1)的出口连通于所述冷凝器(2)的第一进口，所述冷凝器(2)的第一出口通过所述节流阀(5)连通于所述蒸发器(6)的第一进口，所述蒸发器(6)的第一出口连通于所述压缩机(1)的进口；冷水输送单元(11)，所述冷水输送单元(11)的冷水入口连通于所述蒸发器(6)的第二出口，所述冷水输送单元(11)的冷水出口连通于所述蒸发器(6)的第二进口，所述冷水输送单元(11)与多个负载并联，所述冷水输送单元(11)的管路中设有多个冷水两通阀，多个所述冷水两通阀用以控制多个所述负载中冷水的通断；所述冷水输送单元(11)上设有第一加注口(19)，所述第一加注口(19)用以补充所述冷水；热水输送单元(13)，所述热水输送单元(13)的热水入口连通于所述冷凝器(2)的第二出口，所述热水输送单元(13)的热水出口连通于所述冷凝器(2)的第二进口，所述热水输送单元(13)与多个所述负载并联，所述热水输送单元(13)的管路中设有多个热水两通阀，多个所述热水两通阀用以控制多个所述负载中热水的通断；所述热水输送单元(13)上设有第二加注口(20)，所述第二加注口(20)用以补充所述热水；所述热水两通阀与所述冷水两通阀一一对应设置且通断状态互锁。2.根据权利要求1所述的间接式热泵系统，其特征在于，所述冷水输送单元(11)包括多个与所述冷水入口连通的冷水支路和多个与所述冷水出口连通的冷水支路，所述冷水支路与所述负载连通，所述冷水支路用于向所述负载通入所述冷水。3.根据权利要求2所述的间接式热泵系统，其特征在于，第一冷水支路的两端分别连通于所述冷水入口和第一负载(12)的入口；第二冷水支路的一端连通于所述第一冷水支路，另一端连通于所述第一负载(12)的出口和第二负载(10)的入口；第三冷水支路的两端分别连通于所述冷水入口和第三负载(14)的入口；第四冷水支路的两端分别连通于所述冷水入口和第四负载(15)的入口；第五冷水支路的两端分别连通于所述冷水入口和第五负载(17)的入口；第六冷水支路的两端分别连通于所述冷水出口和第二负载(10)的出口；第七冷水支路的两端分别连通于所述冷水出口和第五负载(17)的出口；第八冷水支路的两端分别连通于所述冷水出口和第四负载(15)的出口；第九冷水支路的两端分别连通于所述冷水出口和第三负载(14)的出口。4.根据权利要求3所述的间接式热泵系统，其特征在于，所述第一冷水支路上设有第一冷水两通阀(1
‑
L)和第九冷水两通阀(9
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L)，所述第一冷水支路与所述第二冷水支路连接处位于所述第一冷水两通阀(1
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L)和所述第九冷水两通阀(9
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L)之间；所述第二冷水支路上设有第十冷水两通阀(10
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L)；所述第三冷水支路上设有第二冷水两通阀(2
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L)；所述第四冷水支路上设有第三冷水两通阀(3
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L)；所述第五冷水支路上设有第四冷水两通阀(4
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L)；所述第六冷水支路上设有第五冷水两通阀(5
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L)；所述第七冷水支路上设有第六冷水两通阀(6
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L)；所述第八冷水支路上设有第七冷水两通阀(7
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L)；所述第九冷水支路上设有第八冷水两通阀(8
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘旗，余兆开，赵宇，吴铎，瞿晓华，穆景阳，洪光泽，
申请(专利权)人：艾泰斯热系统研发上海有限公司，
类型：新型
国别省市：