本發(fā)明涉及溫濕度控制技術(shù)領(lǐng)域,具體可應(yīng)用于汽車領(lǐng)域。
背景技術(shù):
電動(dòng)汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)在制熱時(shí),為了防止車內(nèi)起霧,通常使用外循環(huán)通風(fēng),即空調(diào)的進(jìn)風(fēng)是外環(huán)境的空氣,同時(shí)乘客車艙內(nèi)的空氣被排出,帶走了乘客車艙內(nèi)的水汽,以防止車內(nèi)起霧。目前,被排出的乘客艙或車艙內(nèi)的空氣通過乘客艙或車艙后部的排風(fēng)門排到外部環(huán)境中,這些空氣攜帶的熱量也隨之排到外部環(huán)境中,沒有得到有效利用,降低了熱泵空調(diào)的效率。
因此,有必要對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn),以解決以上技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種空調(diào)系統(tǒng)和空調(diào)控制方法,提高了熱泵空調(diào)的能量利用率。
本發(fā)明的一個(gè)方面是提供了一種空調(diào)系統(tǒng),包括制冷劑循環(huán)系統(tǒng)和第二載冷劑循環(huán)系統(tǒng),所述空調(diào)系統(tǒng)包括第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器、第五換熱器以及能量回收裝置;
所述制冷劑循環(huán)系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、第一換熱器、第三換熱器、第二換熱器以及至少一個(gè)節(jié)流裝置;
所述第二載冷劑循環(huán)系統(tǒng)包括第二泵、第五換熱器以及能量回收裝置;所述空調(diào)系統(tǒng)包括空調(diào)箱或送風(fēng)通道,空調(diào)箱或送風(fēng)通道的出口通向室內(nèi)或可以連通到室內(nèi),所述第五換熱器設(shè)置于所述空調(diào)箱或送風(fēng)通道;在所述第二泵工作且所述能量回收裝置與所述第五換熱器以及第二泵之間的管路流通時(shí),所述第二載冷劑循環(huán)系統(tǒng)形成回收熱量的循環(huán)通路,使第二載 冷劑在能量回收裝置吸收熱量,并通過第二載冷劑循環(huán)系統(tǒng)傳到空調(diào)箱或送風(fēng)通道的第五換熱器;所述能量回收裝置設(shè)置在室內(nèi)排出風(fēng)的通道或者所述能量回收裝置與室內(nèi)排風(fēng)的通道相鄰設(shè)置使室內(nèi)排出的風(fēng)與能量回收裝置可接觸。
所述空調(diào)系統(tǒng)還包括第四換熱器和第一載冷劑循環(huán)系統(tǒng);所述第一換熱器和第二換熱器為雙流道換熱器,所述雙流道包括供制冷劑流通的第一流道和供載冷劑流通的第二流道,所述第一流道與第二流道彼此密封隔離;所述制冷劑循環(huán)系統(tǒng)包括第一換熱器的第一流道、第二換熱器的第一流道;所述第二載冷劑循環(huán)系統(tǒng)包括第二換熱器的第二流道;所述第二換熱器的第二流道、所述能量回收裝置所在的管路包括控制閥可以控制管路導(dǎo)通與否;在所述第二泵工作時(shí),所述第二換熱器的第二流道、所述能量回收裝置兩者其中之一可以選擇性與所述第五換熱器連通而形成循環(huán)通路;所述第一載冷劑循環(huán)系統(tǒng)包括第一換熱器的第二流道、第一泵、第四換熱器;所述第四換熱器設(shè)置于所述空調(diào)箱或送風(fēng)通道。
所述空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行模式至少包括制冷模式、制熱模式;在制熱模式且所述第二泵工作時(shí),所述第二載冷劑循環(huán)系統(tǒng)的第二換熱器的第二流道與所述第五換熱器不連通,所述能量回收裝置所在的管路與所述第五換熱器連通,在所述空調(diào)箱或送風(fēng)通道中,從向室內(nèi)送風(fēng)的方向來說,所述第五換熱器位于所述第四換熱器的前面或者說所述第四換熱器相對(duì)第五換熱器離所述所述空調(diào)箱或送風(fēng)通道的出風(fēng)口較近。
所述空調(diào)系統(tǒng)還包括第一旁通路、第二旁通路和控制閥或控制閥組件,控制閥或控制閥組件控制所述第一旁通路和或第二旁通路導(dǎo)通與否或控制其導(dǎo)通與否并控制其中一個(gè)旁通路導(dǎo)通時(shí)的流量,所述第一旁通路、所述第二旁通路均是一端連通第一載冷劑循環(huán)系統(tǒng)、另一端連通第二載冷劑循環(huán)系統(tǒng);所述第一旁通路的一端與所述第一換熱器出口端連通的管路連通,所述第一旁通路的另一端與第五換熱器或能量回收裝置連通;所述第二旁通路的一端與所述第五換熱器出口端或能量回收裝置出口端連通,所述第 二旁通路的另一端與第四換熱器出口端或第一換熱器的第二流道的進(jìn)口端連通。
所述制冷劑循環(huán)回路還包括第一截止閥、第二截止閥、第三截止閥和單向閥;所述節(jié)流裝置包括第一節(jié)流裝置和第二節(jié)流裝置;
所述第一截止閥導(dǎo)通或截止第一換熱器和第三換熱器連通的通路;所述第三截止閥導(dǎo)通或截止第三換熱器和壓縮機(jī)連通的通路,或?qū)ɑ蚪刂沟谌龘Q熱器經(jīng)所述氣液分離器與壓縮機(jī)連通的通路;所述第二截止閥導(dǎo)通或截止第一換熱器同時(shí)與所述第一節(jié)流裝置和第二節(jié)流裝置連通的通路;所述第一節(jié)流裝置的另一端與所述第三換熱器連通,所述第二節(jié)流裝置的另一端和所述第二換熱器連通;所述第一節(jié)流裝置旁通有單向閥,所述單向閥導(dǎo)通方向?yàn)橹评鋭牡谌龘Q熱器流向第二換熱器的方向。
所述能量回收裝置所在的第二載冷劑循環(huán)系統(tǒng)包括作為控制閥的第一控制閥,空調(diào)系統(tǒng)包括制冷模式與制熱模式;制冷時(shí),第一截止閥導(dǎo)通,第二截止閥、第三截止閥截止,第一節(jié)流裝置截止,第二節(jié)流裝置導(dǎo)通,所述第一控制閥使所述第二流道所在的流路導(dǎo)通或者第一控制閥與第二泵和第二換熱器第二流道出口端連通的端口導(dǎo)通,所述第一控制閥使能量回收裝置所在的流路截止或者第一控制閥與能量回收裝置出口端連通的端口截止;
空調(diào)系統(tǒng)制熱時(shí),所述第一截止閥截止,第二、第三截止閥導(dǎo)通,第一節(jié)流裝置導(dǎo)通,第二節(jié)流裝置截止,第一控制閥使所述能量回收裝置所在的流路導(dǎo)通或第一控制閥與第二泵和能量回收裝置出口端連通的端口導(dǎo)通,所述第一控制閥使第二換熱器第二流道所在的流路截止或第一控制閥與第二換熱器第二流道出口端連通的端口截止。
所述能量回收裝置所在的第二載冷劑循環(huán)系統(tǒng)包括作為控制閥的第一控制閥,空調(diào)系統(tǒng)還包括除濕模式,除濕模式包括兩種工作模式;其中第一除濕模式時(shí),所述第一截止閥截止,第二、第三截止閥導(dǎo)通,所述第一節(jié)流裝置和第二節(jié)流裝置同時(shí)節(jié)流,所述第一控制閥使所述能量回收裝置 所在的流路截止或第一控制閥與第二泵和能量回收裝置出口端連通的端口截止,所述第一控制閥使第二換熱器第二流道所在的流路導(dǎo)通或第一控制閥與第二換熱器第二流道出口端連通的端口導(dǎo)通;
第二除濕模式時(shí),第一截止閥導(dǎo)通,第二截止閥、第三截止閥截止,第一節(jié)流裝置截止,第二節(jié)流裝置導(dǎo)通,所述第一控制閥使第二換熱器第二流道所在的流路導(dǎo)通或第一控制閥與第二泵和第二換熱器第二流道出口端連通的端口導(dǎo)通,所述第一控制閥使能量回收裝置所在的流路截止或第一控制閥與能量回收裝置出口端連通的端口截止。
還包括第一通斷控制旁路和第二通斷控制旁路,所述節(jié)流裝置包括第一節(jié)流裝置和第二節(jié)流裝置;
所述第一節(jié)流裝置連接在第一換熱器與所述第三換熱器之間;所述第二節(jié)流裝置連接在第三換熱器連通與所述第二換熱器之間;所述第一通斷控制旁路與所述第一節(jié)流裝置并聯(lián),導(dǎo)通或截止所述第一通斷控制旁路;所述第二通斷控制旁路與所述第二節(jié)流裝置并聯(lián),導(dǎo)通或截止所述第二通斷控制旁路。
相應(yīng)的,本發(fā)明實(shí)施例的第二方面提供了一種空調(diào)系統(tǒng)控制方法,所述控制方法包括如下步驟:在空調(diào)系統(tǒng)制熱時(shí),所述第二泵工作,且所述能量回收裝置與所述第五換熱器以及第二泵之間的管路流通而形成回收熱量的循環(huán)通路,第二載冷劑在能量回收裝置吸收熱量,并通過第二載冷劑循環(huán)系統(tǒng)傳到空調(diào)箱或送風(fēng)通道的第五換熱器;所述第五換熱器相對(duì)靠近空調(diào)箱或送風(fēng)通道的新風(fēng)進(jìn)口設(shè)置,所述進(jìn)入空調(diào)箱或送風(fēng)通道的空氣先流經(jīng)所述第五換熱器。
所述空調(diào)系統(tǒng)還包括用于檢測所述能量回收裝置溫度的傳感器或感溫元件,所述空調(diào)系統(tǒng)的控制方法還包括:檢測所述能量回收裝置的表面溫度或進(jìn)入的液體溫度,判斷所述能量回收裝置表面是否結(jié)霜,若是,則控制所述第二泵停止工作;若否,則控制第二泵繼續(xù)工作。
所述空調(diào)系統(tǒng)還包括第四換熱器和第一載冷劑循環(huán)系統(tǒng);所述第一換熱器和第二換熱器為雙流道換熱器,所述空調(diào)系統(tǒng)還包括第一旁通路、第二旁通路和控制閥或控制閥組件,第一旁通路、第二旁通路分別連通所述第一載冷劑循環(huán)系統(tǒng)和第二載冷劑循環(huán)系統(tǒng)從而形成旁通回路;所述控制閥為為第二控制閥或第二控制閥組件,用于控制所述第一旁通路和或第二旁通路導(dǎo)通與否;所述空調(diào)系統(tǒng)預(yù)設(shè)有第二載冷劑不需要化霜的極限溫度即第一極限溫度、第二載冷劑需要化霜的極限溫度第二極限溫度,第一極限溫度高于第二極限溫度;在空調(diào)系統(tǒng)制熱時(shí),所述控制方法還包括以下步驟:
獲取從第五換熱器流出的第二載冷劑的溫度或能量回收裝置入口端的第二載冷劑的溫度;
判斷所述獲取的第二載冷劑的溫度是否小于預(yù)設(shè)的第一極限溫度;
若所述獲取的第二載冷劑的溫度小于預(yù)設(shè)的第一極限溫度,則比較所述獲取的第二載冷劑的溫度是否大于預(yù)設(shè)的第二極限溫度,若是,則根據(jù)預(yù)設(shè)的目標(biāo)溫度調(diào)整第二控制閥或控制閥組件的開度,否則控制第二控制閥或控制閥組件與第一旁通路連通的端口的開度為預(yù)設(shè)允許的最大值;
若所述獲取的第二載冷劑的溫度大于等于預(yù)設(shè)的第一極限溫度,則關(guān)閉所述第二控制閥或閥組件使第一旁通路、第二旁通路形成的旁通回路不導(dǎo)通。
所述空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行模式包括制冷模式,所述空調(diào)系統(tǒng)預(yù)設(shè)有制冷模式相應(yīng)特定工況下的第二載冷劑不需要輔熱的相應(yīng)溫度即第三極限溫度、第二載冷劑需要輔熱的相應(yīng)溫度即第四極限溫度,所述第三極限溫度、第四極限溫度為固定值或?yàn)殡S設(shè)定溫度及工況而改變的預(yù)設(shè)值,同一工況且相同設(shè)定溫度時(shí)所述第三極限溫度高于第四極限溫度;所述方法還包括如下步驟:
獲取壓縮機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速;
判斷壓縮機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速是否為預(yù)設(shè)的最小轉(zhuǎn)速,并在判斷為是后,獲 取從第五換熱器流出的第二載冷劑的當(dāng)前溫度或能量回收裝置入口端的第二載冷劑的溫度;
若第二載冷劑的當(dāng)前溫度小于預(yù)設(shè)的第三極限溫度,則比較所述第二載冷劑的當(dāng)前溫度是否大于預(yù)設(shè)的第四極限溫度,若是,則根據(jù)預(yù)設(shè)的第二載冷劑從第五換熱器流出的目標(biāo)溫度,調(diào)整第二控制閥或控制閥組件的開度而改變第一旁通路液體流通的流量,否則,控制第二控制閥或控制閥組件的開度為預(yù)設(shè)允許的最大;
若所述獲取的第二載冷劑的當(dāng)前溫度大于等于預(yù)設(shè)的第三極限溫度,則關(guān)閉第二控制閥或控制閥組件使第一旁通路和第二旁通路不導(dǎo)通。
本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置有能量回收裝置,該能量回收裝置用于回收乘客艙或車艙內(nèi)排出的空氣中攜帶能量,并將回收的能量重新帶入空調(diào)箱或風(fēng)道中進(jìn)行利用,提高了空調(diào)系統(tǒng)的效率。
【附圖說明】
圖1是本發(fā)明空調(diào)系統(tǒng)第一種實(shí)施例在制熱模式下的原理示意圖;
圖2是本發(fā)明空調(diào)系統(tǒng)第一種實(shí)施例在制冷模式下的運(yùn)行示意圖;
圖3是本發(fā)明空調(diào)系統(tǒng)第一種實(shí)施例在除濕模式下的兩種運(yùn)行示意圖;
圖4是本發(fā)明空調(diào)系統(tǒng)在制熱模式的控制方法的一種實(shí)施例的局部流程示意圖;
圖5是本發(fā)明空調(diào)系統(tǒng)第二實(shí)施例的原理示意圖;
圖6是本發(fā)明空調(diào)系統(tǒng)第二種實(shí)施例在制熱模式下的控制方法局部流程示意圖;
圖7是本發(fā)明空調(diào)系統(tǒng)第二種實(shí)施例在制冷模式下的控制方法的一種實(shí)施例的局部流程示意圖;
圖8是本發(fā)明空調(diào)系統(tǒng)第三種實(shí)施例的原理示意圖;
圖9是本發(fā)明空調(diào)系統(tǒng)第四種實(shí)施例的原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
需要說明的,為了敘述方便,下面將第一載冷劑循環(huán)系統(tǒng)中的載冷劑稱為第一載冷劑,第二載冷劑循環(huán)系統(tǒng)中的載冷劑稱為第二載冷劑,“第一”、“第二”僅為了彼此進(jìn)行區(qū)分,并無其他特定的含義;本文所說的載冷劑是指和制冷劑、空氣進(jìn)行熱交換的流體媒質(zhì),可以用來承載冷量,也可以用來承載熱量,具體的,載冷劑可以為乙二醇和水以不同比例進(jìn)行混合后獲得的混合物。
本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)可以是汽車空調(diào)系統(tǒng),也可以是家用空調(diào)系統(tǒng)或商用空調(diào)系統(tǒng),下面以一種汽車空調(diào)系統(tǒng)為例進(jìn)行說明,其中本發(fā)明實(shí)施例中所述的室內(nèi),對(duì)應(yīng)汽車的乘客艙或車艙或駕駛艙,乘客艙或或駕駛艙以乘客艙表述。
參考圖1、圖2,該空調(diào)系統(tǒng)包括制冷劑循環(huán)系統(tǒng)100以及載冷劑循環(huán)系統(tǒng)。載冷劑循環(huán)系統(tǒng)包括第一載冷劑循環(huán)系統(tǒng)200、第二載冷劑循環(huán)系統(tǒng)300。制冷劑循環(huán)系統(tǒng)100包括通過管路連接的壓縮機(jī)101、第一換熱器102、第二換熱器110以及第三換熱器105和氣液分離器111。另外,還可以包括控制閥和節(jié)流裝置,例如第一節(jié)流裝置107、第二節(jié)流裝置109,截止閥103、104、108以及單向閥106。壓縮機(jī)101的出口端與第一換熱器102制冷劑的入口端連通,第一換熱器102制冷劑的出口端與第三換熱器105的一個(gè)端口連通,第三換熱器105另一個(gè)端口與第二換熱器110的第一流道入口端連通,第二換熱器110的第一流道出口端與氣液分離器111入口端連通,氣液分離器111的出口端與壓縮機(jī)101入口端連通。另外,第一換熱器102與第三換熱器105相連通的管路設(shè)置有第一截止閥103,具體的第一截止閥的一端與第一換熱器第一流道出口端即制冷劑出口端連通,另一端與第三換熱器的一端連通;第三換熱器105與第二換熱器110連通的管路設(shè)置有第一節(jié)流裝置107和第二節(jié)流裝置109,其中,第一節(jié)流裝置107一端連接第三換熱器的一端即第二端,另一端連接第二節(jié)流裝 置109的一個(gè)端口,第二節(jié)流裝置109的另一個(gè)端口與第二換熱器110的第一流道的入口端相連。第一節(jié)流裝置107和第二節(jié)流裝置109彼此分開,位于第二截止閥108所在管路的兩側(cè),或者說第一節(jié)流裝置107和第二節(jié)流裝置109相連的一端連通第二截止閥108;其中,第一節(jié)流裝置107的一端通過截止閥108所在的管路與第一換熱器102第一流道的出口端連通,另一端與第三換熱器105連通;第一節(jié)流裝置107兩端與單向閥106控制的旁路并聯(lián),單向閥106單向?qū)◤牡谌龘Q熱器105流向第二截止閥108、第二節(jié)流裝置109的管路。第二節(jié)流裝置109的一端與第二換熱器第一流道的入口端相連通,另一端連通第二截止閥108及通過單向閥106與第三換熱器105的一端相連通,第三換熱器105另一端通過第三截止閥104所在的管路與氣液分離器111的入口端連通。本說明書中所述的連接或連通,可以是直接的連接或連通,也可以是間接的連接或連通,此處不再進(jìn)行一一贅述。
第一載冷劑循環(huán)系統(tǒng)200是可選擇運(yùn)行的,其中的第一載冷劑與制冷劑循環(huán)系統(tǒng)100的相對(duì)高溫制冷劑,可在第一換熱器102中進(jìn)行熱交換,并將熱量攜帶到空調(diào)箱400中進(jìn)行熱交換。第二載冷劑循環(huán)系統(tǒng)按照空調(diào)系統(tǒng)不同的模式,存在兩種循環(huán)方式,一種是在制冷或除濕模式下,第二載冷劑循環(huán)系統(tǒng)的第二載冷劑與制冷劑循環(huán)系統(tǒng)100中的相對(duì)低溫制冷劑在第二換熱器110進(jìn)行熱交換,并將冷量攜帶到空調(diào)箱400與通過空調(diào)箱的空氣進(jìn)行熱交換;另一種是在制熱模式下,第二載冷劑與乘客艙或車艙內(nèi)排出的風(fēng)在能量回收裝置304進(jìn)行熱交換,回收乘客艙或車艙內(nèi)排出的部分熱量,使第二載冷劑得以升溫,并在回到空調(diào)箱400時(shí)與外部進(jìn)來的空氣進(jìn)行熱交換,使外部進(jìn)來的空氣能夠有所升溫從而完成了熱能量的回收利用。第一載冷劑循環(huán)系統(tǒng)200的第一載冷劑與制冷劑循環(huán)系統(tǒng)100的制冷劑彼此密閉隔離;第二載冷劑循環(huán)系統(tǒng)300的第二載冷劑與制冷劑循環(huán)系統(tǒng)100的制冷劑相互密閉隔離。
第一換熱器102和第二換熱器110為雙流道換熱器,均包括第一流道和 第二流道,這里第一流道指供制冷劑流過的通道,第二流道指供載冷劑流過的通道,第一流道和第二流道相互密閉隔離使流道內(nèi)的介質(zhì)互不連通。第一流道包括制冷劑流入口端和制冷劑流出口端,以及連接制冷劑流入口和流出口的流道。第二流道包括載冷劑入口端和載冷劑流出口端,以及連接載冷劑入口端和出口端的流通通道。
第三換熱器105,設(shè)置于與外界空氣相對(duì)連通的空間用于與環(huán)境進(jìn)行熱交換,該與外界空氣連通的空間可以是汽車的車前方通風(fēng)格柵的背風(fēng)側(cè),制冷劑在第三換熱器105和外界空氣進(jìn)行熱交換,例如吸收外界環(huán)境中空氣的熱量,或者向外界環(huán)境釋放熱量。其可以為板式換熱器、翅片式換熱器或者微通道換熱器,具體結(jié)構(gòu)可包括至少兩個(gè)端口,一個(gè)作為制冷劑入口端,一個(gè)作為制冷劑出口端,以及連接兩端的多組流通管形成的流道,流道管之間可設(shè)置換熱翅片。
第一節(jié)流裝置107、第二節(jié)流裝置109,可以為具有截止功能的電子膨脹閥,也可以是不具有截止功能的膨脹閥等調(diào)節(jié)制冷劑壓力大小的節(jié)流裝置再加上控制通斷的控制閥形成。
截止閥103、104、108,也可以是流量調(diào)節(jié)閥或電磁閥等通斷控制閥,只要能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)通或截止流通管路就可以,下述的其他截止閥也同樣可以是流量調(diào)節(jié)閥或者電磁閥等通斷控制閥,后續(xù)不再重復(fù)說明。
氣液分離器111,與壓縮機(jī)的入口端相連,使回流的低溫低壓氣態(tài)制冷劑中含有的液態(tài)制冷劑留存在氣液分離器111。
壓縮機(jī)101,將低溫低壓的制冷劑壓縮為高溫高壓制冷劑后排出,可采用電動(dòng)壓縮機(jī),也可以采用發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的壓縮機(jī),或其他能夠?qū)崿F(xiàn)將低溫低壓的制冷劑壓縮為高溫高壓制冷劑的設(shè)備。
第一載冷劑循環(huán)系統(tǒng)200,包括通過管路連接的第一泵201、第一換熱器102的第二流道、第四換熱器202。第一泵201的出口端與第一換熱器102的第二流道的入口端連通,第一換熱器102第二流道的出口端與第四 換熱器202的入口端連通,第四換熱器202的出口端與第一泵201的入口端連通。第一泵201可以采用電子泵,另外第一泵也可以裝在第一載冷劑循環(huán)系統(tǒng)的兩件部件之間的管路中的任一位置。
第四換熱器202可以設(shè)置在空調(diào)箱風(fēng)道中,為第一載冷劑和風(fēng)道中空氣的熱交換提供場所;該第四換熱器可以為液體換熱器或者是其他可以和空氣進(jìn)行熱交換的換熱器,液體換熱器的流通管之間可以設(shè)置散熱翅片。
第二載冷劑循環(huán)系統(tǒng)300包括通過管路連接的第二泵301、第二換熱器110的第二流道、第五換熱器302、能量回收裝置304,以及使循環(huán)回路在第五換熱器302和能量回收裝置304之間進(jìn)行切換的第一控制閥303。第二換熱器110的第二流道出口端通過第一控制閥303分別連通第二泵301的入口端和能量回收裝置304的出口端,第二泵301的出口端與第五換熱器302的入口端連通,第五換熱器302的出口端同時(shí)與第二換熱器110的第二流道入口端和能量回收裝置304的入口端連通。另外,第二泵也可以裝在第二載冷劑循環(huán)系統(tǒng)的兩個(gè)部件之間的管路中的其余位置,第一控制閥303可以用兩個(gè)控制閥替代,兩個(gè)控制閥分別設(shè)在第五換熱器302和能量回收裝置304所在管路。
第五換熱器302設(shè)置在空調(diào)箱400的風(fēng)道中,為第二載冷劑與空調(diào)箱風(fēng)道中的空氣進(jìn)行熱交換提供場所。其可以為液體換熱器或其他可以與周圍空氣進(jìn)行熱交換的換熱器,液體換熱器的流通管之間可以設(shè)置散熱翅片。
能量回收裝置304可設(shè)置在乘客艙或車艙出風(fēng)的通道,通??拷嚨奈膊?,為第二載冷劑與乘客艙或車艙排出的風(fēng)進(jìn)行熱交換提供場所,回收乘客艙或車艙排出熱風(fēng)的能量。具體實(shí)現(xiàn)時(shí),其可以是板式換熱器也可以是其他可以實(shí)現(xiàn)熱交換的換熱器,例如盤旋的可供載冷劑流通的管道,即設(shè)置于出風(fēng)管道中的盤管式換熱器。
第一控制閥303可以為三通閥或組合的兩通閥,以三通閥為例,其中一個(gè)端口與第二換熱器的第二流道出口端連通,一個(gè)端口與能量回收裝置的 出口端連通,另外一個(gè)端口與第二泵的入口端連通;并可以根據(jù)空調(diào)不同的模式控制三個(gè)端口中的其中一個(gè)進(jìn)口與兩個(gè)出口的其中一個(gè)端口選擇性導(dǎo)通以進(jìn)行切換或者兩個(gè)進(jìn)口的其中一個(gè)端口與一個(gè)出口選擇性導(dǎo)通以進(jìn)行切換,這樣第二泵301連接通路可以在第二換熱器110和能量回收裝置304之間進(jìn)行切換,即或者第二泵301入口端與第二換熱器110的第二流道出口端連通,或者第二泵301入口端與能量回收裝置304出口端連通,改變了第二載冷劑進(jìn)行熱交換的場所。具體的,當(dāng)?shù)谝豢刂崎y303導(dǎo)通第二泵301入口端與能量回收裝置304出口端之間的管路時(shí),第二泵301入口端與第二換熱器的第二流道出口端的管路截止,這樣第二載冷劑在能量回收裝置304中與乘客艙或車艙內(nèi)排出的空氣可進(jìn)行熱交換,在環(huán)境溫度很低時(shí)可回收乘客艙或車艙排出的熱量,使從外部進(jìn)入的新風(fēng)得以初步升溫。
空調(diào)箱400,設(shè)置有第四換熱器202和第五換熱器302,兩者可間隔一定的距離設(shè)置。空調(diào)箱內(nèi)循環(huán)或外循環(huán)的空氣,經(jīng)過第五換熱器302、第四換熱器202后進(jìn)入乘客艙或車艙。另外,根據(jù)實(shí)際應(yīng)用,空調(diào)箱中還可以設(shè)置空調(diào)箱出風(fēng)通道、內(nèi)外循環(huán)風(fēng)口、電加熱器、鼓風(fēng)機(jī)等,另外還可以設(shè)置溫度風(fēng)門。
需要說明的,本實(shí)施例中的第一載冷劑循環(huán)系統(tǒng)也可以沒有,而將第一換熱器設(shè)置在空調(diào)箱風(fēng)道中,并通過溫度風(fēng)門控制是否進(jìn)行換熱。
汽車空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行模式包括制熱模式、制冷模式、除濕模式等,下面分別對(duì)上述幾種模式下空調(diào)系統(tǒng)的第一實(shí)施例的工作狀況進(jìn)行說明。
參考圖1所示,在制熱模式時(shí),制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的第一截止閥103截止,第二截止閥108、第三截止閥104導(dǎo)通,第一節(jié)流裝置107開啟進(jìn)行節(jié)流,第二節(jié)流裝置109關(guān)閉。制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)101被壓縮為高溫高壓的氣體,然后通過壓縮機(jī)101的排氣管排出后進(jìn)入第一換熱器102的第一流道,在第一換熱器102中與流經(jīng)第一換熱器102第二流道的第一載冷劑進(jìn)行熱交換,被冷卻成為高壓液體,由于第一截止閥103截止,第三截止閥108導(dǎo) 通,因此高壓液態(tài)制冷劑從第一換熱器102第一流道的出口端流出后,經(jīng)過第二截止閥108流入第一節(jié)流裝置107入口端,在第一節(jié)流裝置107高溫液態(tài)制冷劑被降溫降壓成為低壓流體。氣液兩相制冷劑從第一節(jié)流裝置107的出口端流出后流入第三換熱器105,在第三換熱器105氣液兩相制冷劑與外界環(huán)境中的空氣進(jìn)行熱交換,吸收空氣中的熱量成為低壓低溫氣體。低溫低壓制冷劑從第三換熱器105流出后,由于第一截止閥103截止,第二截止閥104導(dǎo)通,因此制冷劑經(jīng)過第二截止閥104所在的管道進(jìn)入氣液分離器111入口端,使回流的低溫低壓氣態(tài)制冷劑中含有的液態(tài)制冷劑留存在氣液分離器111,而低壓低溫的氣態(tài)制冷劑被吸入壓縮機(jī),再次被壓縮機(jī)101壓縮為高溫高壓的氣態(tài)制冷劑。
第一載冷劑循環(huán)系統(tǒng):第一載冷劑在第一泵201的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入第一換熱器102的第二流道,在第一換熱器102第一載冷劑與第一流道中的高溫高壓的制冷劑進(jìn)行熱交換,吸收熱量使溫度升高。溫度升高的第一載冷劑從第一換熱器102第二通道的出口端流出,流入第四換熱器202,在第四換熱器第一載冷劑與流經(jīng)第四換熱器的空氣進(jìn)行熱交換,進(jìn)行熱交換后的空氣因吸收第一載冷劑的熱量而溫度升高,最后進(jìn)入車輛乘客艙或車艙內(nèi)。
第二載冷劑循環(huán)系統(tǒng),第一控制閥303與第二泵301入口端和能量回收裝置304出口端連通兩個(gè)端口導(dǎo)通,與第二換熱器110連通的端口截止,因此第二泵301工作時(shí),第二載冷劑不會(huì)流入第二換熱器110進(jìn)行熱交換,而是進(jìn)入能量回收裝置中進(jìn)行熱交換。第二載冷劑在能量回收裝置304和乘客艙或車艙排出高于外部環(huán)境的氣流進(jìn)行熱交換,吸收乘客艙或車艙排出空氣的熱量,溫度升高。第二載冷劑攜帶著吸收的熱量從能量回收裝置304出口端流出,流到第五換器,具體可以通過第一控制閥303進(jìn)入第二泵301入口端,在第二泵301驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入第五換熱器入口端,在第五換熱器與空調(diào)箱風(fēng)道的新風(fēng)進(jìn)行熱交換,第二載冷劑釋放熱量,新風(fēng)吸收熱量使溫度初步升高,然后再通過第四換熱器進(jìn)一步吸收熱量,升溫后進(jìn)入乘客艙或車艙,實(shí)現(xiàn)制熱目的。
可以理解,空調(diào)系統(tǒng)在制熱模式下,乘客艙或車艙中暖風(fēng)被排出后,經(jīng)過能量回收裝置304與第二載冷劑循環(huán)系統(tǒng)中的載冷劑進(jìn)行熱交換,熱風(fēng)攜帶的熱量被第二載冷劑吸收,然后第二載冷劑攜帶著吸收的熱量進(jìn)入空調(diào)箱風(fēng)道,在第五換熱器302中與空調(diào)箱新風(fēng)進(jìn)行熱交換,第二載冷劑的溫度降低,同時(shí)經(jīng)過第五換熱器的空氣吸收熱量,溫度升高,這樣不但回收了熱量,而且由于空調(diào)箱新風(fēng)在進(jìn)入第四換熱器202吸收制冷劑的熱量之前,就吸收了回收的熱量,降低了對(duì)制冷劑供熱量的要求,節(jié)約了能量,同時(shí)可滿足低溫下制熱的要求。當(dāng)然第二載冷劑循環(huán)系統(tǒng)可選擇性進(jìn)行工作。
制冷模式如圖2所示,制冷劑循環(huán)系統(tǒng)100的第一截止閥103導(dǎo)通,第二截止閥108、第三截止閥104截止,單向閥106導(dǎo)通,第一節(jié)流裝置107不工作,第二節(jié)流裝置109節(jié)流工作。制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)101被壓縮成高溫高壓的氣體,從壓縮機(jī)101的出口端排出,進(jìn)入到第一換熱器102的第一流道,在第一換熱器102第一流道中的高溫高壓的氣態(tài)制冷劑與流經(jīng)第一換熱器102第二流道的第一載冷劑可進(jìn)行熱交換,高溫高壓氣態(tài)制冷劑放出熱量成為高壓氣液兩相制冷劑。高壓氣液兩相的制冷劑經(jīng)第一換熱器102的第一流道出口端流出后,經(jīng)過第一截止閥103進(jìn)入第三換熱器105的入口端,高壓兩相態(tài)制冷劑在第三換熱器105中被外界環(huán)境中的空氣冷卻成為高壓液態(tài)或兩相制冷劑,制冷劑從第三換熱器105出口端排出,經(jīng)過單向閥106進(jìn)入第二節(jié)流裝置109節(jié)流降壓,成為低壓低溫氣液兩相制冷劑,低壓低溫氣液兩相制冷劑進(jìn)入第二換熱器110的第一流道,在第二換熱器110第一流道中的低壓低溫液態(tài)制冷劑與第二流道中的第二載冷劑進(jìn)行熱交換,制冷劑吸收第二載冷劑的熱量,蒸發(fā)成為氣態(tài)制冷劑;氣態(tài)制冷劑從第二換熱器110第一流道出口端流出,進(jìn)入氣液分離器111,經(jīng)氣液分離器111分離,氣態(tài)制冷劑從氣態(tài)分離器111出口端流出,進(jìn)入壓縮機(jī)101。
第二載冷劑循環(huán)系統(tǒng)的第二泵工作,第一控制閥303與第二換熱器110 連通的端口導(dǎo)通,第一控制閥303與第五換熱器302相連通的端口導(dǎo)通,第一控制閥303與能量回收裝置304相連通的端口截止,因此能量回收裝置304不工作。第二載冷劑在第二換熱器110的第二流道,與第二換熱器110的第一流道中的制冷劑進(jìn)行熱交換,第二載冷劑釋放熱量,溫度降低。第二載冷劑從第二換熱器110的出口端流出到第五換熱器,如可經(jīng)第二泵301再進(jìn)入第五換熱器302,與空調(diào)箱400內(nèi)的空氣進(jìn)行熱交換,第二載冷劑吸收空調(diào)箱空氣的熱量,溫度升高,同時(shí)使流經(jīng)空氣的溫度降低。
第一載冷劑循環(huán)系統(tǒng)的第一泵可選擇性工作,第一泵201工作時(shí),第一載冷劑進(jìn)入第一換熱器102的第二流道入口端,第一載冷劑在第一換熱器的第二流道與流經(jīng)第一流道的制冷劑進(jìn)行熱交換,第一載冷劑吸收熱量后溫度升高,然后經(jīng)過第二控制閥203進(jìn)入第四換熱器202,在第四換熱器202第一載冷劑與經(jīng)過第四換熱器202表面的空氣進(jìn)行熱交換,第一載冷劑釋放熱量溫度降低。第一載冷劑流經(jīng)第四換熱器的流量可通過第一泵或第二控制閥203可調(diào),從而控制通過第四換熱器后空氣流的溫度。
可以理解,在制冷模式中,可以根據(jù)用戶的需求開啟或者關(guān)閉第一載冷劑循環(huán)系統(tǒng)的第一泵,當(dāng)?shù)谝槐瞄_啟時(shí),第一載冷劑與制冷劑在第一換熱器中進(jìn)行熱交換,吸收制冷劑的熱量溫度升高,然后進(jìn)入第四換熱器,此時(shí),空調(diào)箱400中的進(jìn)風(fēng)經(jīng)過第五換熱器302被第二載冷劑冷卻后,溫度降低,同時(shí)將空氣中的水分冷凝出來,除去了空氣中的水分,起到了除濕的效果,然后經(jīng)過第四換熱器202吸收第一載冷劑的熱量,溫度升高,最后進(jìn)入乘客艙或車艙。與沒有經(jīng)過第一載冷劑循環(huán)系統(tǒng)的冷風(fēng)相比,進(jìn)入乘客艙或車艙的冷風(fēng)會(huì)比較柔和,提高了乘客的舒適度;同時(shí),第一制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的開啟,也起到了混風(fēng)的作用,不需要在空調(diào)箱風(fēng)道,另外節(jié)省了用于混合或調(diào)節(jié)冷風(fēng)和熱風(fēng)的溫度風(fēng)門及其驅(qū)動(dòng)裝置,節(jié)約了成本。具體的,例如,當(dāng)空調(diào)箱的進(jìn)風(fēng)溫度為Ta0,空氣流經(jīng)第五換熱器302被冷卻,溫度降低為Ta1,空氣離開第五換熱器進(jìn)入第四換熱器被加熱,溫度升高為Ta2,Ta2也是空調(diào)箱的出風(fēng)溫度,則存在這樣的關(guān)系 Ta0>Ta2>Ta1,為了保證這樣的關(guān)系,需要控制Ta2的數(shù)值。Ta2與空氣從第四換熱器獲取的熱量直接相關(guān),即與第一載冷劑攜帶的熱量直接相關(guān),第一載冷劑攜帶的熱量與第一載冷劑的量、溫度相關(guān)。因此,可通過控制第一泵來控制第一載冷劑的流速,進(jìn)而控制到第四換熱器的量和溫度及Ta2,具體可根據(jù)獲取的各工況參數(shù)及設(shè)定的乘客艙或車艙溫度等,由系統(tǒng)得出標(biāo)定后的第一泵的功率或第一載冷劑的流速及溫度等參數(shù)并按此運(yùn)行。
需要說明的,此時(shí)第四換熱器和第一泵處于工作狀態(tài),從而在空調(diào)系統(tǒng)中不存在混風(fēng)風(fēng)門的情況下,也可以進(jìn)行混風(fēng),另外,此方法也適用于空調(diào)系統(tǒng)的除濕模式。
參考圖3,在除濕模式下,第一截止閥103截止,第二截止閥108、第三截止閥104導(dǎo)通,第二節(jié)流裝置109進(jìn)行節(jié)流,第一節(jié)流裝置107可根據(jù)需要工作如同時(shí)進(jìn)行節(jié)流;第一控制閥303導(dǎo)通的端口為與第二泵301和第二換熱器110第二流道之間連通的兩個(gè)端口,第一控制閥303與能量回收裝置110之間連通的端口截止。制冷劑經(jīng)過壓縮機(jī)101壓縮成高溫高壓的氣體,經(jīng)壓縮機(jī)101出口端排出后進(jìn)入第一換熱器102的第一流道,第一流道的制冷劑在第一換熱器102與第二流道的第一載冷劑進(jìn)行熱交換,然后制冷劑從第一換熱器102的第一流道出口端流出經(jīng)過第二截止閥108后可以分成兩路,其中一路經(jīng)過第一節(jié)流裝置107節(jié)流降壓后進(jìn)入第三換熱器105,在第三換熱器105制冷劑與外界環(huán)境中的空氣進(jìn)行熱交換,吸收外界環(huán)境溫度的熱量成為低溫低壓的氣體,低溫低壓的氣態(tài)制冷劑從第三換熱器105出來后經(jīng)過第三截止閥104進(jìn)入氣液分離器111,最后回到壓縮機(jī);另一路經(jīng)過第二節(jié)流裝置109節(jié)流成為低溫低壓氣液兩相的制冷劑,然后進(jìn)入第二換熱器110的第一流道,在第二換熱器第一流道的制冷劑與第二流道流動(dòng)的第二載冷劑交換熱量,低溫低壓氣液兩相制冷劑吸收第二載冷劑的熱量成為低壓低溫氣態(tài)制冷劑,后進(jìn)入氣液分離器111,最后回流到壓縮機(jī)。第一節(jié)流裝置107可根據(jù)環(huán)境溫度選擇是否工作,如果環(huán)境溫度較高,第四換熱器需要的熱量相對(duì)較少,第一節(jié)流裝置107可 不工作;而如果環(huán)境溫度較低,則第一節(jié)流裝置107可節(jié)流工作,使第三換熱器吸收外部熱量。
第一載冷劑循環(huán)系統(tǒng):第一載冷劑在第一泵201的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入第一換熱器102的第二流道,第一載冷劑在第一換熱器102與第一流道中的高溫高壓的制冷劑進(jìn)行熱交換,吸收熱量溫度升高。攜帶著熱量的第一載冷劑從第一換熱器102第二通道的出口端流出后,流入第四換熱器,制冷劑在第四換熱器與流經(jīng)的空氣進(jìn)行熱交換,進(jìn)行熱交換后的空氣因吸收第一載冷劑的熱量而溫度升高,最后進(jìn)入車輛乘客艙或車艙內(nèi)。
第二載冷劑循環(huán)系統(tǒng):第一控制閥303與第二換熱器110和第五換熱器302相連通的兩個(gè)端口導(dǎo)通,與能量回收裝置304相連的端口截止,因此能量回收裝置304不工作。第二載冷劑在第二換熱器110的第二流道,與流經(jīng)第二換熱器110的第一流道的制冷劑進(jìn)行熱交換,第二載冷劑釋放熱量,溫度降低。第二載冷劑從第二換熱器110的出口端流出,經(jīng)第二泵301驅(qū)動(dòng)進(jìn)入第五換熱器302,與空調(diào)箱內(nèi)的空氣進(jìn)行熱交換,吸收空調(diào)箱空氣的熱量,溫度升高。相應(yīng)的經(jīng)過第五換熱器302后,空氣的溫度降低。由于第二載冷劑的溫度很低,因此與第五換熱器302表面接觸的空氣會(huì)因冷凝而析出冷凝水,從而使經(jīng)過的空氣的濕度降低。另外第五換器也可以是沒有的,而是將第二換熱器直接設(shè)置在空調(diào)箱,這樣去濕的效果會(huì)更好。
可以理解,在除濕模式中,制冷劑從第一換熱器出來后,通過第二截止閥108后被分成了兩條管路,因此第一載冷劑在第一換熱器中會(huì)吸收熱量,空調(diào)箱進(jìn)風(fēng)在第五換熱器中被第二載冷劑冷卻除濕后,再進(jìn)入第四換熱器與第一載冷劑進(jìn)行熱交換,溫度升高,因此進(jìn)入乘客艙或車艙的是不會(huì)太冷,如有必要時(shí)可以是暖風(fēng)。這樣,在陰冷多雨潮濕的天氣,能夠在除去乘客艙或車艙的水汽的同時(shí)保持乘客艙或車艙內(nèi)乘客的舒適性。舉例來說,環(huán)境溫度較低時(shí)空調(diào)箱的進(jìn)風(fēng)空氣溫度Ta0,空氣流經(jīng)第五換熱器302被冷卻,溫度降低為Ta1,同時(shí)空氣中的水汽在第五換熱器302表面冷凝下來,即發(fā)生除濕過程??諝怆x開第五換熱器302進(jìn)入第四換熱器202被加熱,溫度升為Ta2,Ta2為空調(diào)箱出風(fēng)溫度,則Ta2>Ta0>Ta1。也就是說,經(jīng)過除濕后,空調(diào)箱的出風(fēng)溫度Ta2可以比進(jìn)風(fēng)溫度Ta0高空氣溫度 升高的能量來源于壓縮機(jī)的能量及制冷劑經(jīng)過室外換熱器時(shí)從外界環(huán)境中吸收的熱量。另外環(huán)境溫度較高時(shí)空調(diào)箱的出風(fēng)溫度可以比進(jìn)風(fēng)空氣溫度Ta0低,空氣流經(jīng)第五換熱器302被冷卻,然后經(jīng)過第四換熱器升溫,但升溫的熱量小于冷卻的熱量,這時(shí),空調(diào)系統(tǒng)需要向外界放出熱量,具體地第一截止閥103導(dǎo)通,第一節(jié)流裝置107關(guān)閉,通過第一換熱器的第一流道的制冷劑進(jìn)一步通過第一截止閥103流向第三換熱器105,制冷劑在第三換熱器105放出熱量,具體運(yùn)行時(shí)制冷劑的流動(dòng)可參圖2,即大致與制冷模式相似,而控制方法有所不同。
參考圖4,該圖是本發(fā)明空調(diào)系統(tǒng)第一種實(shí)施例在制熱模式的控制方法的局部的流程示意圖,包括如下步驟:
步驟S32,檢測能量回收裝置表面是否結(jié)霜,若是,則執(zhí)行步驟S33,否則,執(zhí)行步驟s34;
步驟S33,控制第二泵停止工作;
步驟S34,控制第二泵繼續(xù)工作。
可以理解,空調(diào)系統(tǒng)在制熱模式下,乘客艙或車艙排出的暖風(fēng)中攜帶有水汽,當(dāng)在能量回收裝置進(jìn)行熱交換時(shí),水汽被冷凝下來,可能會(huì)使能量回收裝置表面結(jié)霜。通過對(duì)第二泵的控制,解決能量回收裝置表面結(jié)霜、化霜的問題,提高了能量回收裝置的效率。能量回收裝置可以是液體換熱器,另外也可以是管路盤繞而成的管組,盤繞的管組可以設(shè)置在乘客艙或車艙排出的空氣通道中,另外盤繞的管組還可以是大致中空的形成通道的結(jié)構(gòu),乘客艙或車艙排出的空氣通過盤繞的管組中中空的通道。
參考圖5,該圖是本發(fā)明空調(diào)系統(tǒng)的第二種實(shí)施例的原理示意圖,與第一實(shí)施例不同的是,本實(shí)施例還包括:第一旁通路204、第二旁通路205以及第三控制閥207。第一旁通路204的一端通過第三控制閥207接入與第一換熱器102第二流道出口端連通的管路,第一旁通路204的另一端接入與第五換熱器302入口端連通的管路;第二旁通路205的一端接入與第五換熱器302出口端連通的管路,另一端接入與第四換熱器202出口端連通的管路。
第三控制閥207用于控制第一旁通路204的流量,可以為三通閥或兩 通閥,若為三通閥時(shí)包括三個(gè)端口,其中一個(gè)端口與第一換熱器102第二流道的出口端連通,一個(gè)端口與第四換熱器入口端的管路連通,另外,還有一個(gè)端口與第一旁通路204連通,從而使第一載冷劑能夠通過第一旁通路204流入第二載冷劑循環(huán)系統(tǒng),并使第二載冷劑循環(huán)系統(tǒng)的載冷劑可通過第二旁通路205回流到第一載冷劑循環(huán)系統(tǒng)。
該空調(diào)系統(tǒng)在制熱、制冷、除濕模式下,第一截止閥、第二截止閥、第三截止閥,第一節(jié)流裝置、第二節(jié)流裝置,第一控制閥的狀態(tài)可參照第一實(shí)施例,在此不再贅述。
下面對(duì)該空調(diào)系統(tǒng)通過旁通路進(jìn)行控制部分的控制方法進(jìn)行說明。
參考圖6,該圖是該空調(diào)系統(tǒng)在制熱模式下的控制方法流程示意圖,該流程表述了在制熱模式下能量回收裝置結(jié)霜的控制方法,以盡可能的避免能量回收裝置結(jié)霜,包括如下步驟:
步驟S12,獲取能量回收裝置入口端的第二載冷劑的當(dāng)前溫度Tr1,和乘客艙或車艙排出空氣的溫度;具體實(shí)現(xiàn)時(shí),Tr1的獲取方法可以有很多種,例如可以檢測能量回收裝置入口端的第二載冷劑的溫度,也可以檢測第五換熱器出口端第二載冷劑的溫度;
步驟S13,比較乘客艙或車艙排出的空氣溫度是否大于第二載冷劑的當(dāng)前溫度Tr1,若是,則執(zhí)行步驟S14,否則,返回步驟S12;
步驟S14,判斷能量回收裝置入口端的第二載冷劑溫度Tr1是否小于等于預(yù)設(shè)的第一極限值Tr1_high,若是,則執(zhí)行步驟S15,否則,執(zhí)行步驟S16;本實(shí)施例中預(yù)設(shè)Tr1_high為0.5,也可以是其他的根據(jù)實(shí)際情況確定的數(shù)值;第一極限值為該模式下第二載冷劑不需要化霜的極限溫度;
步驟S15,判斷能量回收裝置入口端的第二載冷劑溫度Tr1是否大于預(yù)設(shè)的第二極限Tr1_low,若是,則執(zhí)行步驟S17,否則,執(zhí)行步驟S18;本實(shí)施例中預(yù)設(shè)Tr1_low為-0.5,也可以是其他的根據(jù)實(shí)際情況確定的數(shù)值;這里第二極限值為該模式下第二載冷劑需要化霜的極限溫度;
步驟S16,關(guān)閉第三控制閥與第一旁通路連通的端口,然后返回;
步驟S17,根據(jù)預(yù)設(shè)的Tr1的目標(biāo)值或程序,調(diào)整第三控制閥與第一旁通路連通的端口的開度,使第一載冷劑經(jīng)過第一旁通路204流入第二載冷劑循環(huán)系統(tǒng),使第二載冷劑與部分第一載冷劑混合,進(jìn)而使第二載冷劑在第五換熱器中進(jìn)行熱交換之后的溫度,達(dá)到預(yù)設(shè)的目標(biāo)值,然后返回;
可以理解,為了使能量回收裝置表面溫度維持在0℃以上而避免結(jié)霜,該預(yù)設(shè)的目標(biāo)值可以是(Tr1_low+Tr1_high)/2,本實(shí)施例中設(shè)置的兩個(gè)極限值可為對(duì)稱的數(shù)值,也可以根據(jù)實(shí)際請(qǐng)況,設(shè)置為不對(duì)稱的數(shù)值。
步驟S18,控制第三控制閥與第一旁通路連通的端口,使其開度達(dá)到預(yù)設(shè)的最大值;
可以理解,在制熱模式下,能量回收裝置304正常工作,第二換熱器110不工作,此時(shí)乘客艙或車艙排出的空氣在能量回收裝置304處得到部分回收。本實(shí)施例根據(jù)預(yù)設(shè)的第二載冷劑的目標(biāo)溫度調(diào)整第三控制閥的端口及其開度,控制旁通路的流量,從而控制了第一載冷劑循環(huán)系統(tǒng)中的載冷劑流入第二載冷劑循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行混合后的載冷劑溫度,該混合后的載冷劑就是流入能量回收裝置的載冷劑,能量回收裝置的表面溫度與該混合后的載冷劑的溫度相關(guān),因此可以將能量回收裝置表面溫度控制在0℃左右,從而解決了能量回收裝置表面結(jié)霜的問題,即解決了乘客艙或車艙排出的空氣中攜帶的水汽在能量回收裝置進(jìn)行熱交換時(shí)容易被冷凝下來,使能量回收裝置表面結(jié)霜的問題。
參考圖7,該圖是該空調(diào)系統(tǒng)在制冷模式下壓縮機(jī)最低極限轉(zhuǎn)速情況下控制方法的局部流程示意圖,包括如下步驟:
步驟S22,獲取壓縮機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速;
步驟S23,判斷壓縮機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速是否達(dá)到預(yù)設(shè)的最低轉(zhuǎn)速,若是,則執(zhí)行步驟S24,否則,返回步驟S22;
步驟S24,獲取從第五換熱器流出的第二載冷劑的當(dāng)前溫度Tc1;
步驟S25,比較Tc1是否小于預(yù)設(shè)的第三極限Tc1_high,若是,則執(zhí)
行步驟S26,否則,執(zhí)行步驟S27;第三極限值為該模式及設(shè)定溫度下
第二載冷劑不需要輔熱的相應(yīng)溫度,即可直接通過調(diào)節(jié)制冷劑系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
步驟s26,比較Tc1是否大于預(yù)設(shè)的第四極限值Tc1_low,若是,則執(zhí)行s28,否則,執(zhí)行步驟29;第四極限值為第二載冷劑需要輔熱的溫度。
步驟s27,關(guān)閉第三控制閥與第一旁通路連通的端口,然后返回;
步驟s28,根據(jù)預(yù)設(shè)的Tc1的目標(biāo)值,調(diào)整第三控制閥與第一旁通路連通的端口的開度,使第一載冷劑經(jīng)過第一旁通路204流入第二載冷循環(huán)系統(tǒng),與第一載冷劑混合,進(jìn)而使第二載冷劑在第五換熱器中進(jìn)行熱交換之后的溫度,達(dá)到預(yù)設(shè)的目標(biāo)值;可以理解,為了使能量回收裝置表面溫度維持在0℃附近,該預(yù)設(shè)的目標(biāo)值可以是(Tc1_low+Tc1_high)/2,兩個(gè)極限可以是正負(fù)對(duì)稱的數(shù)值,也可以根據(jù)實(shí)際請(qǐng)況,設(shè)置為不對(duì)稱的數(shù)值,然后返回;
步驟s29,控制第三控制閥與第一旁通路連通的端口的開度為預(yù)設(shè)的最大值。
可以理解,在乘客艙或車艙需要制冷,但制冷需求不大的情況時(shí),例如所需要的制冷量比壓縮機(jī)最小轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的制冷量還要小的時(shí)候,第五換熱器進(jìn)行熱交換后溫度降低,其表面很容易結(jié)霜。因此需要將一部分第一載冷劑循環(huán)系統(tǒng)中的載冷劑通過第三控制閥203和第一旁通路204旁通到第二載冷劑循環(huán)系統(tǒng),使較高溫度的載冷劑與較低溫度的載冷劑混合,降低載冷劑攜帶的冷量。一方面,避免了壓縮機(jī)因最小轉(zhuǎn)速的限制帶來的頻繁啟動(dòng),延長了壓縮機(jī)壽命,提高了壓縮機(jī)的工作效率的降低。另一方面,第五換熱器流出的載冷劑溫度可以反映第五換熱器的表面溫度,因此可以控制第五換熱器表面的溫度,使其不結(jié)霜。
另外,空調(diào)系統(tǒng)在制冷模式、制熱模式下的控制方法(如圖6、圖7所示)也適用于除濕模式,在此不再贅述。
圖8是本發(fā)明空調(diào)系統(tǒng)的第三實(shí)施例原理示意圖,本實(shí)施例同樣包括制冷劑循環(huán)系統(tǒng)和載冷劑循環(huán)系統(tǒng),與第一實(shí)施例不同的地方在于,本實(shí)施例的制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的第一換熱器12的第一流道的出口端與第一節(jié)流 裝置15的入口端和第一截止閥17的入口端通過管路連通,第一節(jié)流裝置15的出口端與第一截止閥17的出口端共同與第三換熱器14的一端連通,第三換熱器14的另一端與第二節(jié)流裝置16的入口端和第二截止閥18的入口端連通,第二節(jié)流裝置16的出口端和第二截止閥18的出口端共同與第二換熱器13的第一流道的入口端連通。第一載冷劑循環(huán)系統(tǒng)和第二載冷劑循環(huán)系統(tǒng)請(qǐng)參考第一實(shí)施例,在此不進(jìn)行贅述。
需要說明,空調(diào)系統(tǒng)在各種模式下的控制方法,以及第一載冷劑和第二載冷劑循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)過程可參照上述實(shí)施例。另外,在本實(shí)施例的基礎(chǔ)上,也可以不設(shè)置第一旁通路和第二旁通路;此外,也可以在本實(shí)施例的基礎(chǔ)上不設(shè)置第一載冷劑循環(huán)系統(tǒng),而是直接將第一換熱器設(shè)置在空調(diào)箱風(fēng)道,另外也可以將第二換熱器直接設(shè)置在空調(diào)箱風(fēng)道。
參考圖9,該圖是本發(fā)明空調(diào)控制系統(tǒng)的第四實(shí)施例示意圖,與第一實(shí)施例不同的是,本實(shí)施例的制冷循環(huán)系統(tǒng)包括:通過管路連接的壓縮機(jī)101、第一換熱器102、第二換熱器110以及第三換熱器105和氣液分離器111,另外,還包括第一節(jié)流裝置107、第一截止閥103、第三截止閥104、第二截止閥108以及第四截止閥112,第一節(jié)流裝置107為可雙向流通并雙向節(jié)流的節(jié)流裝置。
在制熱模式下,第一截止閥103、第四截止閥112關(guān)閉,第三截止閥104、第二截止閥108導(dǎo)通,制冷劑在壓縮機(jī)101被壓縮為高溫高壓的氣體,然后通過壓縮機(jī)101的排氣管排出后進(jìn)入第一換熱器102的第一流道,在第一換熱器102中與流經(jīng)第一換熱器102第二流道的第一載冷劑進(jìn)行熱交換,被冷卻成為高壓液體,由于第一截止閥103截止,第三截止閥108導(dǎo)通,因此高壓液態(tài)制冷劑從第一換熱器102第一流道的出口端流出后,經(jīng)過第二截止閥108流經(jīng)第一節(jié)流裝置107,在第一節(jié)流裝置107中高溫液態(tài)制冷劑經(jīng)節(jié)流降壓成為低壓氣液兩相液體。制冷劑從第一節(jié)流裝置107流出后流入第三換熱器105,在第三換熱器105氣液兩相制冷劑與經(jīng)過第三換熱器的空氣進(jìn)行熱交換,吸收空氣中的熱量成為低壓低溫氣體。低溫低壓制冷劑從第三換熱器105流出后,由于第一截止閥103截止,第二截止閥 104導(dǎo)通,因此制冷劑經(jīng)過第二截止閥104所在的管道進(jìn)入氣液分離器111入口端,在氣液分離器111液態(tài)制冷劑儲(chǔ)藏在氣液分離器111,而低壓低溫的氣體制冷劑被吸入壓縮機(jī),完成一個(gè)循環(huán)。
在制冷模式下,第一截止閥103、第四截止閥112導(dǎo)通,第二截止閥108、第三截止閥104截止。制冷劑在壓縮機(jī)101被壓縮成高溫高壓的氣體后,從壓縮機(jī)101的出口端排出,進(jìn)入到第一換熱器102的第一流道,在第一換熱器102第一流道中的高溫高壓的氣態(tài)制冷劑與流經(jīng)第一換熱器102第二流道的第一載冷劑可以進(jìn)行熱交換,也可以不進(jìn)行熱交換;制冷劑經(jīng)第一換熱器102的第一流道出口端流出后,經(jīng)過第一截止閥103進(jìn)入第三換熱器105,制冷劑在第三換熱器105中被經(jīng)過的的空氣冷卻成為高壓液態(tài)或兩相制冷劑,制冷劑從第三換熱器105出口端排出,經(jīng)過第一節(jié)流裝置107節(jié)流降壓后,成為低壓低溫氣液兩相制冷劑,然后制冷劑進(jìn)入第二換熱器110的第一流道,在第二換熱器110第一流道的制冷劑與第二流道的第二載冷劑進(jìn)行熱交換,吸收第二載冷劑的熱量,成為低壓低溫氣態(tài)制冷劑;制冷劑從第二換熱器110第一流道出口端流出后,經(jīng)過氣液分離器111,再回到壓縮機(jī)101。另外,第二換熱器可以放置在空調(diào)箱風(fēng)道,這樣第二換熱器只要是一般的蒸發(fā)器即可,而不再是雙流道換熱器。該空調(diào)系統(tǒng)在各種模式下第一載冷劑循環(huán)系統(tǒng)和第二載冷循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)過程可參照上述實(shí)施例,也可以添加第二實(shí)施例所述的第一旁通路和第二旁通路,也可以不設(shè)置第一載冷劑循環(huán)系統(tǒng),而是將第一換熱器設(shè)置在空調(diào)箱,這樣第一換熱器可以為一般的冷凝器而不再是雙流道換熱器。
需要說明的是:以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術(shù)方案,盡管本說明書參照上述的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)的說明,但是,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員仍然可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換,而一切不脫離本發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn),均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。