[发明专利]使用CO2

说明书

本发明公开了一种使用COsubgt;2/subgt;制冷剂的热泵型电动汽车空调系统及其工作方法，该空调系统包括二氧化碳制冷压缩机、气液分离器、车外冷却器、车外冷却器风扇、回热器、板式换热器、水泵、膨胀水壶、暖风芯体、蒸发器、鼓风机、两位三通阀、电子膨胀阀a、电子膨胀阀b、电磁阀a、电磁阀b、电磁阀c、电磁阀d、风门、车内空气流道a、车内空气流道b、车内空气流道c。本发明解决了传统热泵型汽车空调采用R134a制冷剂所带来的弊端，提高了空调系统冬季的制热能力。

技术领域

本发明涉及汽车空调，尤其是一种使用CO₂制冷剂的热泵型电动汽车空调系统及其工作方法。

背景技术

电动汽车作为目前汽车发展的主流方向之一，具有能源利用多元化，安静无污染等优点。与传统燃油汽车相比，电动汽车没有发动机的热利用，无法采用传统的空调系统。热泵系统是一种很好的解决方案，具有效率高的优点。

目前电动汽车空调系统主要具有以下缺点：

1、部分电动汽车空调系统，制热时采用纯PTC加热的方式，不节能；

2、对于传统的热泵型汽车空调，制冷剂均采用R134a，在低温制热能力低，这种低温下制热能力低归根结底是由于R134a制冷剂物理性质决定的，在较低的环境温度下，R134a系统的吸气压力太低，例如在-15度时，R134a对应饱和压力1.64bar，为了避免系统真空，压缩机吸气压力控制在不低于1bar，同时为了保护压缩机需要对吸气压力限制，压缩机转速减小，制冷剂流量减小，进一步导致性能变低；

3、R134a制冷剂在使用和生产过程中，均会对环境产生污染。

目前，欧盟和北美均已出台关于汽车空调系统排放物的法规，可以预见的是，随着相关国际公约的推进，在数年之内，汽车行业将逐步削减HFC类物质的生产和使用。

目前CO₂作为制冷剂已经具备相当成熟的技术，在汽车空调中也有应用，但是大多数是作为制冷系统使用，在电动汽车热泵空调中，使用CO₂作为制冷剂的技术还不成熟， CO₂作为制冷剂最大的缺点是CO₂具有高临界压力和低临界温度(临界温度31.1℃，临界压力7.37MPa)，技术上主要的难度如下：

1、安全性：CO₂作为制冷剂，高压太高，尤其是在制冷时，高压最大达到 11MPa～15MPa，而汽车空调中采用R134a制冷剂高压最大不超过2Mpa。如果将高压侧的换热器放置于车内，如果发生泄漏将会危及车内人员生命。

2、对换热器的耐压要求高：目前汽车空调基本采用平行流换热器作为冷凝器，这种换热器具有换热能力强，体积小的优点，但是其耐压程度不高，很难应对CO₂热泵系统的压力要求。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种使用CO₂制冷剂的热泵型电动空调系统及其工作方法，旨在解决传统热泵型汽车空调采用R134a制冷剂所带来的弊端，提高空调系统冬季的制热能力。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种使用CO₂制冷剂的热泵型电动汽车空调系统，包括二氧化碳制冷压缩机、气液分离器、车外冷却器、车外冷却器风扇、回热器、板式换热器、水泵、膨胀水壶、暖风芯体、蒸发器、鼓风机、两位三通阀、电子膨胀阀a、电子膨胀阀b、电磁阀a、电磁阀b、电磁阀c、电磁阀d、风门、车内空气流道a、车内空气流道b、车内空气流道c；