[发明专利]一种电动车废热利用变频热泵空调系统及其方法

权利要求书

1.一种电动车废热利用变频热泵空调系统，包括能根据环境工况实现单、双级压缩自动切换的制冷剂循环回路和废热回收回路，其特征在于：

所述制冷剂循环回路包括低压级压缩机(1)、第一单向阀(11)、四通换向阀(2)、车内换热器(12)、车外换热器(10)、第一车内风机(22)、车外风机(21)、主膨胀阀(5)、第二单向阀(6)、第三单向阀(7)、第四单向阀(8)、第五单向阀(9)、第一三通电磁阀(13)、第二三通电磁阀(14)、高压级压缩机组件(3)和中间冷却器组件(4)；

所述废热回收回路包括废热回收散热器(15)、废热排放散热器(18)、电动水泵(16)、电气元件水冷装置(17)、废热回收控制阀(19)和废热排放控制阀(20)；

所述高压级压缩机组件(3)由高压级压缩机(31)、第六单向阀(32)和单双级切换控制阀(33)组成；

所述中间冷却器组件(4)由中间节流膨胀阀(41)、中间冷却器(42)及其制冷剂进出口的连接管路组成；

所述低压级压缩机(1)、车内风扇电机(22)和车外风扇电机(21)均采用各自的变频器控制，实现调速；

所述低压级压缩机(1)通过第一单向阀(11)、四通换向阀(2)、单双级切换控制阀(33)、车内换热器(12)、第一三通电磁阀(13)、第二三通电磁阀(14)、主膨胀阀(5)和车外换热器(10)依次相连；

所述主膨胀阀(5)的进口同时与第二单向阀(6)的出口和第三单向阀(7)的出口相连；所述主膨胀阀(5)的出口同时与第四单向阀(8)的进口和第五单向阀(9)的进口相连；

所述高压级压缩机(31)与第六单向阀(32)的串联管路与单双级切换控制阀(33)管路并联形成高压级压缩机组件(3)；

所述高级压缩机组件(3)一端与车内换热器(12)相连，另一端同时与四通换向阀(2)的d口和中间冷却器组件(4)的制冷剂蒸气出口相连；

所述中间冷却器组件(4)的制冷剂入口与第一三通阀(13)的c口相连，制冷剂高压过冷液体出口与第二三通阀(14)的c口相连，制冷剂的饱和蒸气出口与高压级压缩机(31)的吸气口相连；

所述中间冷却器组件(4)的饱和蒸气出口的制冷剂气体与来自低压级压缩机(1)的中温中压制冷剂气体在管路中混合，变成中压过热蒸气后进入高压级压缩机(31)，实现制冷剂中间不完全冷却。

2.根据权利要求1所述的电动车废热利用变频热泵空调系统，其特征在于：所述废热回收回路，由废热回收利用循环回路和废热排放循环回路组成，回路中电动水泵(16)与电气元件水冷装置(17)串联，其冷却水出口一端通过废热回收控制阀(19)与废热回收散热器(15)相连，形成废热回收利用循环回路，其冷却水出口的另一端通过废热排放控制阀(20)与废热排放散热器(18)相连，形成废热排放循环回路。

3.根据权利要求2所述的电动车废热利用变频热泵空调系统，其特征在于：所述电气元件水冷装置(17)由分别安装在电气元件上的水冷块和连接水管组成，用于收集发热电气元件上产生的废热。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动车废热利用变频热泵空调系统，其特征在于：所述低压级压缩机(1)采用内置3相感应电机的车用涡旋压缩机，并使用变频电源驱动；所述高压级压缩机(31)采用定频或变频车用涡旋压缩机；高压级压缩机(31)与低压级压缩机(1)的额定排气量之比在1:3～1:2范围内。

5.根据权利要求4所述的电动车废热利用变频热泵空调系统，其特征在于：所述车内风机(22)为离心风机，车外风机(21)为轴流风机，它们由各自的变频器控制以实现调速；所述车外风机(21)为压入式结构，设置在废热回收散热器(15)和车外换热器(10)进风口侧。

6.根据权利要求4所述的电动车废热利用变频热泵空调系统，其特征在于：所述车内换热器(12)和车外换热器(10)为管翅式结构，换热器翅片材料为亲水铝箔；所述主膨胀阀(5)和中间节流膨胀阀(41)为电子膨胀阀或热力膨胀阀中的任意一种。

7.根据权利要求4所述的电动车废热利用变频热泵空调系统，其特征在于：所述废热回收散热器(15)并装在车外换热器(10)旁，并处于车外换热器(10)进风口前方，与车外换热器(10)的距离为5～20mm。