CN208180714U

CN208180714U - 一种空调电池热泵系统

Info

Publication number: CN208180714U
Application number: CN201820623471.1U
Authority: CN
Inventors: 罗岳华
Original assignee: Hunan Vaqoung Electric Co Ltd
Current assignee: Hunan Vaqoung Electric Co Ltd
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2018-04-27
Publication date: 2018-12-04
Anticipated expiration: 2028-04-27

Abstract

本实用新型公开了一种空调电池热泵系统，包括空调热泵子系统和电池热泵子系统；空调热泵子系统包括压缩机、气液分离器、四通阀、冷凝器和蒸发器；压缩机出口经第一单向阀接四通阀的D端口；四通阀的S端口经第二单向阀接气液分离器的入口，气液分离器的出口与压缩机的入口相连；电池热泵子系统包括第二电磁阀、电池热泵子系统换热器、第二膨胀阀和第三电磁阀；所述蒸发器的第二端依次经第二电磁阀、第二膨胀阀、电池热泵子系统换热器的第一换热通道和第三电磁阀接四通阀的C端口；电池热泵子系统换热器与电池冷却水路相连。该空调电池热泵系统结构巧妙，易于实施，控制灵活方便。

Description

一种空调电池热泵系统

技术领域

本实用新型涉及一种空调电池热泵系统。

背景技术

随着国家对节能减排的推广，越来越多的汽车采用动力电池驱动，车辆运行过程中，需要在车内温度过高或过低时开启空调，这是普通的客运大巴或公交车都具有的功能。但是，由于大巴或公交车功能较大，空调开启时，会导致电池发热量大，为保障电池散热，一般是另外配置外部的散热装置对电池实施降温，另外，当车辆在高寒环境运行时，电池的性能会快速下降，有必要对电池进行加温以保障其可靠稳定运行，现有技术中是特别增加增温装置对电池升温，总而言之，需要借助外部设备对电池进行降温和升温，不利于统一控制，而且设备复杂，维护困难，因此，有必要设计一种新的空调电池热泵系统。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种空调电池热泵系统，该空调电池热泵系统结构巧妙，易于实施，易于控制。

实用新型的技术解决方案如下：

一种空调电池热泵系统，包括空调热泵子系统和电池热泵子系统；

空调热泵子系统包括压缩机(1)、气液分离器(14)、四通阀(5)、冷凝器(3)和蒸发器(10)；

四通阀具有4个端口：D，E，S和C，其中D端口位于第一侧，而E、S、C端口位于第二侧，且S端口位于E端口和C端口之间；

压缩机出口经第一单向阀(2)接四通阀的D端口；四通阀的S端口经第二单向阀(13)接气液分离器的入口，气液分离器的出口与压缩机的入口相连；

四通阀的E端口接冷凝器的第一端，冷凝器的第二端依次经第一电磁阀(8)和第一膨胀阀(9)接蒸发器的第一端，蒸发器的第二端经第四电磁阀(12)接四通阀的C端口；

电池热泵子系统包括第二电磁阀(15)、电池热泵子系统换热器(17)、第二膨胀阀(16)和第三电磁阀(18)；

电池热泵子系统换热器可以是板式换热器或者水冷换热器等。

所述蒸发器的第二端依次经第二电磁阀、第二膨胀阀、电池热泵子系统换热器的第一换热通道和第三电磁阀接四通阀的C端口；电池热泵子系统换热器的第二换热通道串接在电池冷却水路中。

第一电磁阀和第二电磁阀均通过干燥过滤器与冷凝器的第二端相连。

第一电磁阀或第二电磁阀与干燥过滤器之间的管路上设有视液镜。具体的，第一电磁阀、第二电磁阀与干燥过滤器通过三通管相连。

所述的电池热泵子系统换热器为多个，且并联连接。

蒸发器处设有蒸发风机，冷凝器处设有冷凝风机。

第一膨胀阀和第二膨胀阀均为电子膨胀阀，第一膨胀阀和第二膨胀阀均连接有能实现电压调节的驱动电路。通过驱动电路调节膨胀阀的开度来分配两个子系统的热量需求，优选的，2个驱动电路是独立的，即能单独控制，膨胀阀也可以是手动膨胀阀。

所述的空调电池热泵系统还包括控制器，控制器用于控制空调电池热泵系统中各电磁阀的开关状态以及四通阀的开关状态，还用于控制第一膨胀阀和第二膨胀阀的开度。

控制器连接有通信模块。通信模块用于将现场状态传输到上位机或远程终端，通信模块为有线或无线通信模块。

四通阀处于第一状态(失电状态或默认状态)时，空调电池热泵系统工作在制冷状态；

所述的第一状态是指：四通阀的S和C端口形成一组端口相连通，四通阀的D和E端口形成第二组端口相连通；第一组端口与第二组端口之间不连通；

四通阀处于第二状态(得电状态)时，空调电池热泵系统工作在制热状态；所述的第二状态是指：四通阀的S和E端口形成一组端口相连通，四通阀的D和C端口形成第二组端口相连通；第一组端口与第二组端口之间不连通；

控制器为单片机，DSP，PLCD等。控制器为现有现有成熟产品，因此，本方案不设计任何方法和程序，属于实用新型的保护客体。

有益效果：

本实用新型公开了一种空调电池热泵系统，通过空调热泵子系统和电池热泵子系统能实现对空调以及电池的温度调节，灵活性好，且实现了一体化的统一控制，易于实施。

另外，可以根据对膨胀阀的控制，对冷量或热量进行灵活的分配，既能实现温度调节的效果，还有利于实现最大限度的节能。

总而言之，该系统可以满足各类工况下，空调和电池对热量的需求，具备了合理分配，快速反应，高效利用等显著优势。

附图说明

图1为空调电池热泵系统在制冷时示意图；

图2为为空调电池热泵系统在制热时示意图。

标号说明：1-压缩机，2-第一单向阀，3-冷凝器，4-冷凝风机，5-四通阀，6-干燥过滤器，7-视液镜，8-第一电磁阀，9-第一膨胀阀，10蒸发器，11-蒸发风机，12-第四电磁阀，13-第二单向阀，14-气液分离器，15-第一电磁阀，16-第二膨胀阀，17-电池热泵子系统换热器，18-第三电磁阀。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明：

实施例1：如图1～2，一种空调电池热泵系统，包括空调热泵子系统和电池热泵子系统；

空调热泵子系统包括压缩机1、气液分离器14、四通阀5、冷凝器3和蒸发器10；

压缩机出口经第一单向阀2接四通阀的D端口；四通阀的S端口经第二单向阀13接气液分离器的入口，气液分离器的出口与压缩机的入口相连；

四通阀的E端口接冷凝器的第一端，冷凝器的第二端依次经第一电磁阀8和第一膨胀阀(9)接蒸发器的第一端，蒸发器的第二端经第四电磁阀12接四通阀的C端口；

电池热泵子系统包括第二电磁阀15、电池热泵子系统换热器17、第二膨胀阀16和第三电磁阀18；

所述的电池热泵子系统换热器为多个，且并联连接。

蒸发器处设有蒸发风机，冷凝器处设有冷凝风机。

控制器为单片机，DSP，PLCD等。

空调电池热泵子系统主要分为空调热泵子系统和电池热泵子系统两部分；

一、空调电池热泵子系统制冷原理，参见图1：

1、空调热泵子系统(制冷)：

低压制冷剂蒸汽被吸入到压缩机中，被压缩成高温高压蒸汽，经第一单向阀、四通换向阀(不得电)，进入冷凝器。在冷凝器中，高温高压的蒸汽被冷凝为高压液体。冷凝时排出的热量由冷凝风机排放到大气中。液态制冷剂经干燥过滤器、视液镜，通过第一电磁阀(得电打开)、第一单向阀，节流为低温低压液体，进入蒸发器，在蒸发器内吸收通过蒸发器的空气中的热量而被汽化，成为低压蒸汽，通过第四电磁阀(得电打开)、四通换向阀(不得电)、第二单向阀和气液分离器，回到压缩机，完成一个制冷循环，同时被冷却的空气由蒸发风机送入车内，从而达到制冷的目的。由于压缩机的不断工作，使制冷循环不断进行，这样就产生了连续制冷的效果。

2、电池热泵子系统(制冷)：

从视液镜出来的液态制冷剂通过三通的分流，一部分进入电池热泵子系统，通过第二电磁阀(得电打开)、第二单向阀，节流为低温低压液体，进入电池热泵子系统换热器，在电池热泵子系统换热器中吸收电池冷却水路中循环水的热量而被气化，成为低压蒸汽，通过第三电磁阀、四通换向阀(不得电)、第二单向阀和气液分离器，回到压缩机，完成一个制冷循环，同时被冷却的电池冷却水路中的循环水被泵入电池中以达到冷却电池的目的。由于压缩机的不断工作，使制冷循环不断进行，这样就产生了对电池连续制冷的效果。

附加说明：第一电磁阀和第四电磁阀处于失电关闭状态时，可使空调热泵子系统处于完全关闭的状态；

同样，第二电磁阀和第三电磁阀处于失电关闭状态时，可使电池热泵子系统处于完全关闭的状态；

通过给电子膨胀阀线圈施加不同大小的电压值，可以调节电子膨胀阀的开度，从而控制空调热泵子系统和电池热泵子系统的流量，以实现对两个系统冷量需求的合理分配；

综上所述，可以通过控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀的关断，来控制两个系统的打开和关闭状态；也可以通过调节电子膨胀阀的开度来分配两个系统的冷量需求；因此，该系统可以满足各类工况下，空调和电池对冷量的需求，具备了合理分配，快速反应，高效利用等显著优势。

如图2，空调电池热泵子系统制热原理说明：

1、空调热泵子系统(制热)：

低压制冷剂蒸汽被吸入到压缩机中，被压缩成高温高压蒸汽，经第一单向阀、四通换向阀(得电换向)、第四电磁阀(得电打开)，进入蒸发器。在蒸发器中，高温高压的蒸汽被冷凝为高压液体。冷凝时排出的热量由蒸发风机送入车内，从而达到了制热的目的。液态制冷剂经第一单向阀被节流为低温低压液体，进入第一电磁阀(得电打开)、视液镜和干燥过滤器，再进入冷凝器，在冷凝器内吸收通过冷凝器的空气中的热量而被气化，成为低压蒸汽，同时被冷却的空气被冷凝风机排入大气中，低压蒸汽通过四通换向阀(得电换向)、第二单向阀和气液分离器，回到压缩机，完成一个制热循环。由于压缩机的不断工作，使制热循环不断进行，这样就产生了连续制热的效果。

2、电池热泵子系统(制热)：

从四通换向阀(得电换向)出来的高温高压的蒸汽通过三通的分流，一部分进入电池冷却系统，通过第三电磁阀(得电打开)，进入电池热泵子系统换热器，在电池热泵子系统换热器中，高温高压的蒸汽被冷凝为高压液体，冷凝时排出的热量传递给电池冷却水路中的循环水，吸收热量的循环水被泵入电池中以达到加热电池的目的。高压液态制冷剂进入第二单向阀，被节流为低温低压液体，通过第二电磁阀(得电打开)、视液镜和干燥过滤器，进入到冷凝器，在冷凝器中吸收经过冷凝器的空气中的热量而被气化，成为低压蒸汽，同时被冷却的空气被冷凝风机排入大气中，低压蒸汽通过四通换向阀(得电换向)、第二单向阀和气液分离器，回到压缩机，完成一个制热循环。由于压缩机的不断工作，使制热循环不断进行，这样就产生了对电池连续加热的效果。

附加说明：第四电磁阀和第一电磁阀处于失电关闭状态时，可使空调热泵子系统处于完全关闭的状态；

同样，第三电磁阀和第二电磁阀处于失电关闭状态时，可使电池热泵子系统处于完全关闭的状态；

通过给电子膨胀阀线圈施加不同大小的电压值，可以调节电子膨胀阀的开度，从而控制空调热泵子系统和电池热泵子系统的流量，以实现对两个系统热量需求的合理分配；

综上所述，可以通过控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀的关断，来控制两个系统的打开和关闭状态；也可以通过调节电子膨胀阀的开度来分配两个系统的热量需求；因此，该系统可以满足各类工况下，空调和电池对热量的需求，具备了合理分配，快速反应，高效利用等显著优势。

Claims

1.一种空调电池热泵系统，其特征在于，包括空调热泵子系统和电池热泵子系统；

2.根据权利要求1所述的空调电池热泵系统，其特征在于，第一电磁阀和第二电磁阀均通过干燥过滤器与冷凝器的第二端相连。

3.根据权利要求2所述的空调电池热泵系统，其特征在于，第一电磁阀或第二电磁阀与干燥过滤器之间的管路上设有视液镜。

4.根据权利要求1所述的空调电池热泵系统，其特征在于，所述的电池热泵子系统换热器为多个，且并联连接。

5.根据权利要求1所述的空调电池热泵系统，其特征在于，蒸发器处设有蒸发风机，冷凝器处设有冷凝风机。

6.根据权利要求1所述的空调电池热泵系统，其特征在于，第一膨胀阀和第二膨胀阀均为电子膨胀阀，第一膨胀阀和第二膨胀阀均连接有能实现电压调节的驱动电路。

7.根据权利要求1所述的空调电池热泵系统，其特征在于，还包括控制器，控制器用于控制空调电池热泵系统中各电磁阀的开关状态以及四通阀的开关状态，还用于控制第一膨胀阀和第二膨胀阀的开度。

8.根据权利要求1-7任一项所述的空调电池热泵系统，其特征在于，控制器连接有通信模块。