用于车辆的气体注入式热管理系统技术方案

本公开涉及一种用于车辆的气体注入式热管理系统，更具体地，涉及一种用于车辆的气体注入式热管理系统，该系统可以根据车辆操作状况实施各种类型的加热和冷却模式，并通过增加循环制冷剂的流量来提高加热效率。该系统包括：主制冷剂管线，在主制冷剂管线中设置有压缩机、内部冷凝器、第一膨胀阀、空气冷凝器、第二膨胀阀和蒸发器以使制冷剂循环；集成热交换器，在主制冷剂管线上设置在内部冷凝器和空气冷凝器之间，并允许制冷剂之间的热交换；气体注入制冷剂管线，从压缩机或内部冷凝器的后端分支，并且分支的制冷剂通过第三膨胀阀，然后通过集成热交换器旁通到压缩机；以及控制器，控制压缩机是否操作并控制制冷剂是否流动以及制冷剂是否膨胀。及制冷剂是否膨胀。及制冷剂是否膨胀。

【技术实现步骤摘要】
用于车辆的气体注入式热管理系统


[0001]本公开涉及一种用于车辆的气体注入式热管理系统，更具体地，涉及一种用于车辆的气体注入式热管理系统，该系统可以根据车辆操作状况实施各种类型的加热和冷却模式，并通过增加循环制冷剂的流量来提高加热效率。

技术介绍

[0002]最近，由于内燃机车辆的环境问题，电动车辆作为一种环保的选项，得到越来越多的普及。然而，传统的内燃机车辆因为发动机的废热可以用来加热车厢，因此不需要附加的能源来加热，而电动车辆则不同，它没有发动机，因此没有热源，需要能源来加热车厢，这导致能源效率下降。这缩短了电动车辆的行驶里程，造成了需要频繁充电等不便之处。
[0003]另一方面，最近正在积极开展利用热泵系统进行加热的研究，以提高电动车辆的加热效率。提高热泵系统效率的方法之一是使用气体注入式热泵。气体注入式热泵通过利用热交换器(H/X)或闪蒸罐增加加热期间循环到压缩机的制冷剂的流量来提高车辆的加热效率。
[0004]然而，由于传统的气体注入式热泵被确定为根据热交换器或闪蒸罐中的任一个的加热回路，因此存在的问题是，难以根据车辆操作状况选择性地实施加热或冷却，而且效率不高。
[0005]上述作为相关技术描述的内容仅用于理解本公开的背景，不应视为承认其与本领域普通技术人员已知的现有技术相对应。

技术实现思路

[0006]因此，考虑发生在现有技术中的上述问题做出了本公开，并且本公开旨在提供一种用于车辆的气体注入式热管理系统，该系统可以根据车辆操作状况实施各种类型的加热和冷却模式，并通过增加循环到压缩机的制冷剂的流量来提高加热效率。
[0007]为了实现上述目的，根据本公开的实施例，提供一种用于车辆的气体注入式热管理系统，该系统包括：主制冷剂管线，在主制冷剂管线中设置有压缩机、内部冷凝器、第一膨胀阀、空气冷凝器、第二膨胀阀和蒸发器以使制冷剂循环；集成热交换器，该集成热交换器在主制冷剂管线上设置在内部冷凝器和空气冷凝器之间，并允许从压缩机或内部冷凝器排出的一部分制冷剂和作为其余制冷剂的膨胀形式的制冷剂之间的热交换；气体注入制冷剂管线，从压缩机或内部冷凝器的后端分支，并且分支的制冷剂通过第三膨胀阀，然后通过集成热交换器旁通到压缩机；以及控制器，该控制器控制压缩机是否操作，并通过调节第一膨胀阀、第二膨胀阀和第三膨胀阀的开度来控制制冷剂是否流动以及制冷剂是否膨胀。
[0008]可以在压缩机和内部冷凝器之间设置有第一分支管线，在第一分支管线中，从压缩机排出的制冷剂在绕过内部冷凝器之后与已经通过内部冷凝器的制冷剂汇合，气体注入制冷剂管线可以从第一分支管线与主制冷剂管线汇合的点的后端分支，可以在气体注入制冷剂管线的第三膨胀阀的后端处设置第二分支管线，在第二分支管线中，在第三膨胀阀中
膨胀的制冷剂与已经绕过第三膨胀阀的制冷剂汇合，并且集成热交换器可以设置有第三分支管线，该第三分支管线允许气态制冷剂在气体注入制冷剂管线的压缩机的前端处汇合。
[0009]在集成热交换器中，热交换可以发生在作为从压缩机或内部冷凝器排出的一部分制冷剂的液态制冷剂和在第三膨胀阀中膨胀的气态制冷剂之间，并且热交换的气态制冷剂可以被分离并旁通到压缩机。
[0010]在一般热泵模式下，控制器可以使制冷剂仅通过主制冷剂管线循环，并允许在空气冷凝器中从外部空气吸收的热量以及当制冷剂在压缩机中被压缩时产生的热量在内部冷凝器中被散发给室内空气。
[0011]在一般热泵模式下，控制器可以操作压缩机，使得压缩的制冷剂通过内部冷凝器并与车辆的室内空气交换热量以散热，并且调节第一膨胀阀的开度，使得通过内部冷凝器散热的制冷剂在通过第一膨胀阀时膨胀并在通过空气冷凝器时与外部空气交换热量以吸热。
[0012]在一般热泵模式下，控制器可以完全打开第二膨胀阀并完全关闭第三膨胀阀。
[0013]在一般冷却模式下，控制器可以在使在压缩机中压缩的制冷剂流到第一分支管线以绕过内部冷凝器的同时，使制冷剂循环到主制冷剂管线，并且确保为了室内冷却而在蒸发器中吸收的热量以及当制冷剂在压缩机中被压缩时产生的热量在空气冷凝器中被散发。
[0014]在一般冷却模式下，控制器可以操作压缩机，使得压缩的制冷剂通过空气冷凝器并与外部空气交换热量以散热，并且调节第二膨胀阀的开度，使得在通过空气冷凝器时冷凝的制冷剂在通过第二膨胀阀时膨胀，并在通过蒸发器时与流入车辆的外部空气交换热量以吸热。
[0015]在一般冷却模式下，控制器可以完全打开第一膨胀阀并完全关闭第三膨胀阀。
[0016]在第一气体注入热泵模式下，控制器可以使制冷剂循环到主制冷剂管线和气体注入制冷剂管线，并且确保已经通过内部冷凝器的制冷剂中的一部分制冷剂在集成热交换器中被过冷后循环，而其余制冷剂膨胀然后在集成热交换器中进行热交换后循环到压缩机，并且允许在空气冷凝器中从外部空气吸收的热量以及当制冷剂在压缩机中被压缩时产生的热量在内部冷凝器中被散发给室内空气。
[0017]在第一气体注入热泵模式下，控制器可以操作压缩机，使得压缩的制冷剂通过内部冷凝器并与车辆的室内空气交换热量以散热，调节第三膨胀阀的开度，使得通过内部冷凝器散热的制冷剂中的一部分制冷剂在在集成热交换器中交换热量时被过冷，并且其余制冷剂在通过第三膨胀阀时膨胀然后在集成热交换器中交换热量以吸热，并且调节第一膨胀阀的开度，使得在集成热交换器中过冷的制冷剂在通过第一膨胀阀时膨胀并在通过空气冷凝器时与外部空气交换热量以吸热。
[0018]在第一气体注入热泵模式下，控制器可以完全打开第二膨胀阀。
[0019]在COP＝1加热模式下，控制器可以使制冷剂循环到气体注入制冷剂管线，并且确保已经通过内部冷凝器的制冷剂中的一部分制冷剂旁通到集成热交换器，而其余制冷剂膨胀然后在集成热交换器中吸热后循环到压缩机，并且允许在集成热交换器中通过热交换吸收的热量以及当制冷剂在压缩机中被压缩时产生的热量在内部冷凝器中被散发给室内空气。
[0020]在COP＝1加热模式下，控制器可以操作压缩机，使得压缩的制冷剂通过内部冷凝
器并与车辆的室内空气交换热量以散热，调节第三膨胀阀的开度，使得通过内部冷凝器散热的制冷剂中的一部分制冷剂在在集成热交换器中交换热量时散热，并且其余制冷剂在通过第三膨胀阀时膨胀然后在集成热交换器中交换热量以吸热。
[0021]在COP＝1加热模式下，控制器可以完全关闭第一膨胀阀和第二膨胀阀。
[0022]在第二气体注入热泵模式下，控制器可以使制冷剂循环到主制冷剂管线和气体注入制冷剂管线，并且确保已经通过内部冷凝器的制冷剂中的一部分制冷剂膨胀并与其余制冷剂汇合，并且确保制冷剂在集成热交换器中被过冷，然后使一部分制冷剂循环到压缩机并使其余制冷剂循环到空气冷凝器，并且允许在空气冷凝器中从外部空气吸收的热量以及当制冷剂在压缩机中被压缩时产生的热量在内部冷凝器中被散发给室内空气。
[0023]在第二气体注入热泵模式下，控制器可以操作压缩机，使得压缩的制冷剂通过内部冷凝器并与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于车辆的气体注入式热管理系统，其特征在于，包括：主制冷剂管线，在所述主制冷剂管线中设置有压缩机、内部冷凝器、第一膨胀阀、空气冷凝器、第二膨胀阀和蒸发器以使制冷剂循环；集成热交换器，所述集成热交换器在所述主制冷剂管线上设置在所述内部冷凝器和所述空气冷凝器之间，并允许从所述压缩机或所述内部冷凝器排出的一部分制冷剂和作为其余制冷剂的膨胀形式的制冷剂之间的热交换；气体注入制冷剂管线，所述气体注入制冷剂管线从所述压缩机或所述内部冷凝器的后端分支，并且分支的制冷剂通过第三膨胀阀，然后通过所述集成热交换器旁通到所述压缩机；以及控制器，所述控制器控制所述压缩机是否操作，并通过调节所述第一膨胀阀、所述第二膨胀阀和所述第三膨胀阀的开度来控制所述制冷剂是否流动以及所述制冷剂是否膨胀。2.根据权利要求1所述的用于车辆的气体注入式热管理系统，其中，在所述压缩机和所述内部冷凝器之间设置有第一分支管线，在所述第一分支管线中，从所述压缩机排出的所述制冷剂在绕过所述内部冷凝器之后与已经通过所述内部冷凝器的所述制冷剂汇合，所述气体注入制冷剂管线从所述第一分支管线与所述主制冷剂管线汇合的点的后端分支，在所述气体注入制冷剂管线的所述第三膨胀阀的后端处设置有第二分支管线，在所述第二分支管线中，在所述第三膨胀阀中膨胀的所述制冷剂与已经绕过所述第三膨胀阀的所述制冷剂汇合，并且所述集成热交换器设置有第三分支管线，所述第三分支管线允许气态制冷剂在所述气体注入制冷剂管线的所述压缩机的前端处汇合。3.根据权利要求1所述的用于车辆的气体注入式热管理系统，其中，在所述集成热交换器中，热交换发生在作为从所述压缩机或内部冷凝器排出的一部分制冷剂的液态制冷剂和在所述第三膨胀阀中膨胀的气态制冷剂之间，并且热交换的所述气态制冷剂被分离并旁通到所述压缩机。4.根据权利要求1所述的用于车辆的气体注入式热管理系统，其中，在一般热泵模式下，所述控制器使所述制冷剂仅通过所述主制冷剂管线循环，并允许在所述空气冷凝器中从外部空气吸收的热量以及当所述制冷剂在所述压缩机中被压缩时产生的热量在所述内部冷凝器中被散发给室内空气。5.根据权利要求4所述的用于车辆的气体注入式热管理系统，其中，在所述一般热泵模式下，所述控制器操作所述压缩机，使得压缩的所述制冷剂通过所述内部冷凝器并与车辆的所述室内空气交换热量以散热，并且所述控制器调节所述第一膨胀阀的开度，使得通过所述内部冷凝器散热的所述制冷剂在通过所述第一膨胀阀时膨胀并在通过所述空气冷凝器时与所述外部空气交换热量以吸热。6.根据权利要求5所述的用于车辆的气体注入式热管理系统，其中，在所述一般热泵模式下，所述控制器完全打开所述第二膨胀阀并完全关闭所述第三膨胀阀。7.根据权利要求1所述的用于车辆的气体注入式热管理系统，其中，在一般冷却模式下，所述控制器在使在所述压缩机中压缩的所述制冷剂流到第一分支管线以绕过所述内部
冷凝器的同时，使所述制冷剂循环到所述主制冷剂管线，并且确保为了室内冷却而在所述蒸发器中吸收的热量以及当所述制冷剂在所述压缩机中被压缩产生的热量在所述空气冷凝器中被散发。8.根据权利要求7所述的用于车辆的气体注入式热管理系统，其中，在所述一般冷却模式下，所述控制器操作所述压缩机，使得压缩的所述制冷剂通过所述空气冷凝器并与外部空气交换热量以散热，并且所述控制器调节所述第二膨胀阀的开度，使得在通过所述空气冷凝器时冷凝的所述制冷剂在通过所述第二膨胀阀时膨胀，并在通过所述蒸发器时与流入车辆的所述外部空气交换热量以吸热。9.根据权利要求8所述的用于车辆的气体注入式热管理系统，其中，在所述一般冷却模式下，所述控制器完全打开所述第一膨胀阀并完全关闭所述第三膨胀阀。10.根据权利要求2所述的用于车辆的气体注入式热管理系统，其中，在第一气体注入热泵模式...

【专利技术属性】
技术研发人员：金钟元，
申请(专利权)人：起亚株式会社，
类型：发明
国别省市：