一种车用二氧化碳混合工质热泵空调组分调控系统和方法技术方案

本发明专利技术公开一种车用二氧化碳混合工质热泵空调组分调控系统和方法，包括：热泵单元和组分调控单元；所述热泵系统单元包含压缩机、第一换热器、四通阀、蒸发/气冷器、回热器、第一节流阀、蒸发/冷凝器和第一气液分离器；所述组分调控单元包含：第二节流阀、第二气液分离器、第二换热器、第一调整罐、第二调整罐和三通阀。采用本发明专利技术的技术方案，能够在制冷制热模式转变时，根据对节流后气液相组分和调整罐内组分进行收集与释放，起到组分调控的作用，进而提升系统性能，促进节能减排。促进节能减排。促进节能减排。

【技术实现步骤摘要】
一种车用二氧化碳混合工质热泵空调组分调控系统和方法


[0001]本专利技术属于混合工质组分调控领域，尤其涉及一种车用二氧化碳混合工质热泵空调组分调控系统和方法。

技术介绍

[0002]热泵空调是近代科学专利技术的一种节能技术。向热泵机组输入一定电能驱动压缩机作功，使机组中的工质(如R22、R134a)反复发生蒸发吸热和冷凝放热的物理相变过程，就能实现空间上的热量交换和传递转移。目前定组分混合工质无法使热泵空调实时运行于最佳工况，进而无法提升二氧化碳混合工质汽车热泵空调对运行模式和环境的适应性。

技术实现思路

[0003]鉴于上述技术问题，本专利技术提供一种车用二氧化碳混合工质热泵空调组分调控系统和方法，以实现工质状态对运行环境的跟随。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：
[0005]一种车用二氧化碳混合工质热泵空调组分调控系统，其特征在于，包括：热泵单元和组分调控单元；所述热泵系统单元包含压缩机、第一换热器、四通阀、蒸发/气冷器、回热器、第一节流阀、蒸发/冷凝器和第一气液分离器；所述组分调控单元包含：第二节流阀、第二气液分离器、第二换热器、第一调整罐、第二调整罐和三通阀；
[0006]其中，当系统进行正常的工作循环时，组分调控单元不参与循环，当系统制冷、制热模式转换时，组分调控单元开始工作，原本流向热泵单元的第一节流阀的工质，会全部流向组分调控单元的第二节流阀，经第二节流阀节流降压达到合适的气液相组成后会进入组分调控单元的第二气液分离器中，经第二气液分离器分离气液相组分后，第一调整罐或第二调整罐收集分离出的组分，第二调整罐或第一调整罐向热泵单元释放组分，直至系统达到所需的二氧化碳混合工质配比。
[0007]作为优选，所述第二节流阀用于调节节流后的压力，以使节流后的二氧化碳混合工质达到合适的气液相组成。
[0008]作为优选，第二气液分离器用于分离经第二节流阀节流后的气液两相。
[0009]作为优选，第二换热器用于当组分调控过程收集气相组分时，对气相组分进行降温冷凝；当收集气相组分时，气相组分会进入第二换热器中，并且原本通向蒸发器的部分工质会通向第二该换热器对气相组分进行降温冷凝。
[0010]作为优选，第一调整罐和第二调整罐分别初始充注一定量合适配比的二氧化碳混合工质，并在组分调控过程中用于收集气液分离器分离出的气相或液相混合工质，并在需要时向热泵单元释放混合工质。
[0011]作为优选，所述三通阀用来调整工质流向，使调控过程正常进行。
[0012]本专利技术还提供一种车用二氧化碳混合工质热泵空调组分调控方法，当系统正常运行时，组分调控单元不进行工作，混合工质依次经过压缩机、蒸发/冷凝器、回热器、第一节
流阀、蒸发/气冷器、第一气液分离器、回热器完成循环；当系统模式发生转换时，需要进行组分调控时，组分调控单元开始工作，系统内全部工质流向第二节流阀，第一调整罐或第二调整罐收集第二气液分离器分离出的液体，气相则正常流入热泵单元中，当组分收集过程完成后，系统内剩余工质不进入组分调控单元，组分调控单元需要第二调整罐或第一调整罐向系统释放组分，直至回到系统原来的工质充注量。
[0013]本专利技术还提供一种车用二氧化碳混合工质热泵空调组分调控方法，当系统正常运行时，组分调控单元不进行工作，混合工质依次经过压缩机、蒸发/冷凝器、回热器、第一节流阀、蒸发/气冷器、第一气液分离器、回热器完成循环；当系统模式发生转换时，需要进行组分调控时，组分调控单元开始工作，系统内全部工质流向第二节流阀，当系统需要二氧化碳组分降低时，第一调整罐收集气液分离器分离处的气相，通入蒸发器的工质通向气相收集处，对气相工质进行降温液化，而后流入第一调整罐中，第二气液分离器分离出的液相工质流入热泵单元中，当组分收集过程完成后，系统内剩余工质不进入组分调控单元，组分调控单元需要第二调整罐向系统释放组分，直至回到系统原来的工质充注量；当系统需要二氧化碳组分升高时，第二调整罐收集第二气液分离器分离出的液相工质，第二气液分离器分离出的气相工质流入热泵单元中，当组分收集过程完成后，系统内剩余工质不进入组分调控单元，组分调控单元需要第一调整罐向系统释放组分，直至回到系统原来的工质充注量。
[0014]本专利技术还提供一种车用二氧化碳混合工质热泵空调组分调控方法，当系统正常运行时，组分调控单元不进行工作，混合工质依次经过压缩机、蒸发/冷凝器、回热器、第一节流阀、蒸发/气冷器、第一气液分离器、回热器完成循环；当系统模式发生转换时，需要进行组分调控时，组分调控单元开始工作，系统内全部工质流向第二节流阀，当系统需要二氧化碳组分降低时，第一调整罐收集第二气液分离器分离出的气相，通入蒸发器的工质通向气相收集处，对气相工质进行降温液化，而后流入第一调整罐中，第二气液分离器分离出的液相工质流入热泵单元中，同时第二调整罐向系统释放组分，直至达到系统所需的组分；当系统需要二氧化碳组分升高时，第二调整罐收集气液分离器分离出的液相工质，第二气液分离器分离出的液相工质流入热泵单元中，同时第一调整罐向系统释放组分，直至达到系统所需的组分。
[0015]本专利技术技术方案可在制冷制热模式转变时，根据对节流后气液相组分和调整罐内组分进行收集与释放，起到组分调控的作用，提高混合工质热泵空调系统的性能，促进节能减排，实现工质状态对运行环境的跟随。
附图说明
[0016]图1为本专利技术一种实施例的二氧化碳混合工质热泵空调系统的结构示意图；
[0017]图2为本专利技术另一种实施例的二氧化碳混合工质热泵空调系统的结构示意图；
[0018]图3为本专利技术实施例的三通阀的方向示意图；
[0019]图4为实施例2中制冷向制热转换，当系统需要二氧化碳组分升高时，组分收集过程的示意图；
[0020]图5为实施例2中制冷向制热转换，当系统需要二氧化碳组分升高时，组分释放过程示意图；
[0021]图6为实施例2中制热向制冷转换，当系统需要二氧化碳组分降低时，组分收集过程示意图；
[0022]图7为实施例2中制热向制冷转换，当系统需要二氧化碳组分降低时，组分释放过程示意图；
[0023]图8为实施例3中制冷向制热转换，当系统需要二氧化碳组分升高时，组分收集过程示意图；
[0024]图9为实施例3中制冷向制热转换，当系统需要二氧化碳组分升高时，组分释放过程示意图；
[0025]图10为实施例3中制热向制冷转换，当系统需要二氧化碳组分降低时，组分收集过程示意图；
[0026]图11为实施例3中制热向制冷转换，当系统需要二氧化碳组分降低时，组分释放过程示意图；
[0027]图12为实施例4中制冷向制热转换，当系统需要二氧化碳组分升高时，组分调控过程示意图；
[0028]图13为实施例4中制热向制冷转换，当系统需要二氧化碳组分降低时，组分调控过程示意图。
[0029]其中，1
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压缩机；2
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第一换热器(除霜换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车用二氧化碳混合工质热泵空调组分调控系统，其特征在于，包括：热泵单元和组分调控单元；所述热泵系统单元包含压缩机、第一换热器、四通阀、蒸发/气冷器、回热器、第一节流阀、蒸发/冷凝器和第一气液分离器；所述组分调控单元包含：第二节流阀、第二气液分离器、第二换热器、第一调整罐、第二调整罐和三通阀；其中，当系统进行正常的工作循环时，组分调控单元不参与循环，当系统制冷、制热模式转换时，组分调控单元开始工作，原本流向热泵单元的第一节流阀的工质，会全部流向组分调控单元的第二节流阀，经第二节流阀节流降压达到合适的气液相组成后会进入组分调控单元的第二气液分离器中，经第二个气液分离器分离气液相组分后，第一调整罐或第二调整罐收集分离出的组分，第二调整罐或第一调整罐向热泵单元释放组分，直至系统达到所需的二氧化碳混合工质配比。2.根据权利要求1所述的车用二氧化碳混合工质热泵空调组分调控系统，其特征在于，所述第二节流阀用于调节节流后的压力，以使节流后的二氧化碳混合工质达到合适的气液相组成。3.根据权利要求2所述的车用二氧化碳混合工质热泵空调组分调控系统，其特征在于，所述第二气液分离器用于分离经第二节流阀节流后的气液两相。4.根据权利要求3所述的车用二氧化碳混合工质热泵空调组分调控系统，其特征在于，所述第二换热器用于当组分调控过程收集气相组分时，对气相组分进行降温冷凝；当收集气相组分时，气相组分会进入所述第二换热器中，并且原本通向蒸发器的部分工质会通向第二该换热器对气相组分进行降温冷凝。5.根据权利要求4所述的车用二氧化碳混合工质热泵空调组分调控系统，其特征在于，所述第一调整罐和第二调整罐分别初始充注一定量合适配比的二氧化碳混合工质，并在组分调控过程中用于收集气液分离器分离出的气相或液相混合工质，并在需要时向热泵单元释放混合工质。6.根据权利要求5所述的车用二氧化碳混合工质热泵空调组分调控系统，其特征在于，所述三通阀用于调整工质流向，使调控过程正常进行。7.一种采用权利要求1至6任何一项的车用二氧化碳混合工质热泵空调组分调控系统实现车用二氧化碳混合工质热泵空调组分调控方法，其特征在于，当系统正常运行时，组分调控单元不进行工作，混合工质依次经过压缩机、蒸发/冷凝器、回热器、第一节流阀、蒸发/气冷器、第一气液分离器、回热器完成循环；当系统模式发生转换时，需要进行组分调控时，组分调控单元开始工作，系统内全...

【专利技术属性】
技术研发人员：石凌峰，孙静，舒歌群，田华，孙孝存，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：