[发明专利]一种带全热回收装置的顶置式热泵型客车空调系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种带全热回收装置的顶置式热泵型客车冷暖空调系统。

背景技术

随着我国客车技术的发展以及国家政策的导向节能环保的新能源客车将会是未来的发展方向，开发带有热回收装置的热泵型客车空调系统已成为亟待解决的关键技术之一，其原因在于：由于缺少了内燃发动机，冬季制热受到很大的制约，特别是在室外空气温度很低时，开发的热泵型客车空调系统普遍存在供热能力不足甚至无法正常工作的现象，这些极大地影响了客车在北方城市的推广与应用。

目前常用的解决方案主要是采用PTC电加热器方式，但效率较低，严重影响新能源客车的行驶里程。

发明内容

本发明的目的正是为了提供一种带全热回收装置的顶置式热泵型客车空调系统，以解决目前客车空调系统在室外温度过低时，车外换热器结霜严重导致整个系统无法正常工作以及其动力系统能源的巨大浪费的突出问题。

本发明的目的可通过下述技术措施来实现：

本发明带全热回收装置的顶置式热泵型客车空调系统包括一个顶置式热泵型空调子系统、一个客车动力系统复合式全热回收子系统和运行模式切换控制子；其中所述顶置式热泵空调子系统包括车用空调压缩机、消声器、四通换向阀、车外换热器、车外风机、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、储液器、干燥过滤器、中间换热器、主路膨胀阀、辅路膨胀阀、混气换热器旁通阀、车内换热器、车内风机、气液分离器、第五单向阀、控制阀及其相应连接管路；所述客车动力系统复合式全热回收子系统包括辅助电加热PTC、全热回收换热器、动力系统热回收与蓄热装置、动力装置热回收循环泵、第一控制调节阀和第二控制调节阀、动力系统换热器、变频风机及其相应连接管路；所述运行模式切换控制子系统包括控制器、以及通过连接数据线与控制器相应接口电连接的第一车内风道控制阀、第二车内风道控制阀、系统调节执行器；其中组成顶置式热泵空调子系统的所述车用空调压缩机排气口与消声器入口相连接，消声器出口通过四通换向阀以及相应连接管路分别与车外换热器、车内换热器、气液分离器相应接口连接；所述气液分离器出口接入车用空调压缩机吸气口；所述车外换热器的另一接口与第一单向阀入口和第二单向阀出口相连接，第一单向阀出口与储液器入口和第三单向阀出口相连接；所述储液器出口通过干燥过滤器分别与混气换热器旁通阀入口和经济器的第一入口相连接；所述经济器的第一出口分别与辅路膨胀阀的入口、主路膨胀阀入口、混气换热器旁通阀的出口相连接；所述辅路膨胀阀的出口与经济器的第二入口相连接，经济器的第二出口通过第五单向阀、混气控制阀与压缩机补气口相连接；所述主路膨胀阀出口接第二单向阀入口和第四单向阀入口，第四单向阀出口和第三单向阀的入口与室内换热器另一接口相连接；组成所述客车动力系统复合式全热回收子系统的所述动力系统热回收与蓄热装置的出口通过动力装置热回收循环水泵分别与第一控制调节阀和第二控制调节阀的入口相连接；所述第一电动调节阀的出口与全热回收换热器的入口相连接；所述第二电动调节阀的出口与动力系统换热器的入口相连接；所述全热回收换热器的出口和动力系统换热器的出口均与动力系统热回收与蓄热装置的入口相连接；所述辅助电加热PTC安装车内换热器前侧；所述全热回收换热器安装在车内换热器后侧。

本发明中所述顶置式热泵型空调子系统由一个或多个独立热泵空调系统组成；所述的车内风机、车外风机为变频风机、定频风机或调挡风机中的任意一种形式；所述车用空调压缩机为定频压缩机、分挡压缩机或变频压缩机中的任意一种；所述辅路膨胀阀和主路膨胀阀为毛细管、热力膨胀阀或电子膨胀阀中的任意一种；所述经济器为板式换热器或套管换热器；所述循环水泵为定频水泵、变频水泵或分挡水泵的任意一种；所述的车外换热器、车内换热器、全热回收换热器、动力系统换热器为管翅式、层叠式或平行流式换热器中的任意一种；所述运行模式切换控制系统中的第一、而控制调节阀、混气控制阀、混气换热器旁通阀、车内风道控制阀为电动控制阀、电磁控制阀或手动控制阀中的任意一种。

本发明的有益效果如下：

本发明提供的带全热回收装置的顶置式热泵型客车空调系统，通过一个顶置式热泵型空调子系统、一个客车动力系统复合式全热回收子系统和运行模式切换控制子系统的组合。可显著解决热泵空调低温运行时压缩机的排气温度过高、车外换热器结霜较厚和融霜较难、系统供热能力和供热效率低、系统运行的可靠性差、系统的能源利用率低等突出问题。

本发明经初步实验研究表明：在室外温度-20℃的超低温供热工况下，客车空调能够正常运行，在室外温度-10℃的低温供热工况下可以满足其供热要求。