本發(fā)明屬于汽車空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于大環(huán)境溫差的汽車空調(diào)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，汽車行業(yè)和其他的行業(yè)一樣，也獲得了迅速的發(fā)展。汽車空調(diào)設(shè)計(jì)人員越來越多，對設(shè)計(jì)要求也越來越高。許多其他行業(yè)的人也越來越多的關(guān)心汽車空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的合理性和經(jīng)濟(jì)性。尤其是近年來能源危機(jī)的出現(xiàn)、環(huán)保意識(shí)的不斷提高，對汽車空調(diào)制冷性能提升提出了新的更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，能否設(shè)計(jì)出合理的高效實(shí)用、經(jīng)濟(jì)可行的汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)成了當(dāng)前各國汽車空調(diào)行業(yè)的研究方向。

車外環(huán)境溫度過高、散熱條件惡劣時(shí)系統(tǒng)制冷量不足，壓縮機(jī)排氣溫度過高等突出問題對汽車的安全續(xù)航行駛非常重要。汽車空調(diào)是汽車的重要組成部分，為乘客提供了一個(gè)舒適的空調(diào)環(huán)境，目前汽車空調(diào)夏季供冷時(shí)主要采用風(fēng)冷對車外換熱器進(jìn)行冷卻，由于夏季車外環(huán)境溫度較高、車外換熱器過冷度較低，導(dǎo)致?lián)Q熱效果不理想，同時(shí)也造成了能源的浪費(fèi)，嚴(yán)重影響了汽車在車外環(huán)境溫度過高的安全續(xù)航行駛。在節(jié)能減排的要求下，需要提高車外換熱器的過冷度，增大系統(tǒng)制冷量、增強(qiáng)汽車空調(diào)的制冷效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的是目前客車空調(diào)系統(tǒng)車外環(huán)境溫度過高、散熱條件惡劣時(shí)系統(tǒng)制冷量不足，壓縮機(jī)排氣溫度過高等技術(shù)問題。從而提供一種適用于大環(huán)境溫差的汽車空調(diào)系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種適用于大環(huán)境溫差的汽車空調(diào)系統(tǒng)，包括制冷單元、輔助制冷單元和冷凝水收集單元，所述輔助制冷單元的第一控制閥與制冷單元的過冷器的第一輸入端連接，輔助制冷單元的輔助節(jié)流閥與過冷器的第二輸入端連接，過冷器的第二輸出端分為兩路，一路與制冷單元的冷凝器的輸入管道連接，與制冷單元共同組成中高溫環(huán)境制冷循環(huán)；另一路與制冷單元的蒸發(fā)器的輸出管道連接，與制冷單元共同組成超高溫環(huán)境制冷循環(huán)；所述冷凝水收集單元通過冷凝水管路與制冷單元的蒸發(fā)器排水口連接；且冷凝水管路的輸出端分為兩路，一路經(jīng)第三控制閥與排水管連接；另一路經(jīng)冷凝水泵和單向閥與位于冷凝器的上方的冷凝水噴頭連接，構(gòu)成冷凝水霧化噴淋子系統(tǒng)。

所述制冷單元包括壓縮機(jī)、四通換向閥、冷凝器、過冷器、主路節(jié)流閥、蒸發(fā)器和氣液分離器，壓縮機(jī)的輸出端與四通換向閥的第一輸入端連接，四通換向閥的第一輸出端與冷凝器的輸入端連接；冷凝器的輸出端與過冷器的第一輸入端連接，過冷器的第一輸出端經(jīng)主路節(jié)流閥與蒸發(fā)器的輸入端連接；蒸發(fā)器的輸出端與四通換向閥的第二輸入端連接，四通換向閥的第二輸出端與氣液分離器的輸入端連接，氣液分離器的輸出端與壓縮機(jī)的輸入端連接。

所述冷凝水收集單元包括冷凝水管路、第三控制閥、冷凝水泵、單向閥和冷凝水噴頭，冷凝水管路的一端與蒸發(fā)器的排水口連接，冷凝水管路的另一端分為兩路，一路經(jīng)第三控制閥與排水管連接；另一路經(jīng)冷凝水泵和單向閥與冷凝水噴頭連接，冷凝水噴頭安裝在冷凝器的上方。

所述輔助制冷單元包括第一控制閥、輔助節(jié)流閥、輔助壓縮機(jī)、感溫包和第二控制閥；感溫包安裝在冷凝器的輸出管道上，第一控制閥的一端連接在感溫包和過冷器的第一輸入端之間，第一控制閥的另一端與輔助節(jié)流閥串聯(lián)連接，輔助節(jié)流閥與過冷器的第二輸入端連接，過冷器的第二輸出端分為兩路，一路經(jīng)第二控制閥與蒸發(fā)器的輸出管道連通；另一路經(jīng)輔助壓縮機(jī)與冷凝器的輸入管道路連通。

本發(fā)明輔助制冷單元的兩路分別與制冷單元配合，分別構(gòu)成超高溫環(huán)境制冷循環(huán)和中高溫環(huán)境制冷循環(huán)；從而實(shí)現(xiàn)溫度在43°C以上時(shí)的超高溫環(huán)境制冷循環(huán)和35°C~43°C的中高溫環(huán)境制冷循環(huán)以及普通制冷循環(huán)三種工作模式，以解決目前開發(fā)的汽車空調(diào)系統(tǒng)在車外環(huán)境溫度過高、散熱條件惡劣時(shí)系統(tǒng)制冷量不足、壓縮機(jī)排氣溫度過高等突出問題，且采取的超高溫環(huán)境制冷循環(huán)和中高溫環(huán)境制冷循環(huán)能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)冷凝器散熱后液態(tài)制冷劑的換熱過冷。同時(shí)，相比目前已開發(fā)的壓縮機(jī)帶有中、低壓補(bǔ)氣系統(tǒng)以及系統(tǒng)中應(yīng)用回?zé)嵫h(huán)的汽車空調(diào)系統(tǒng)，參與超高溫環(huán)境制冷循環(huán)的制冷劑在運(yùn)行過程中沒有參與制冷單元的壓縮機(jī)吸、排氣循環(huán)，減小了節(jié)流損失、相對增加了參與蒸發(fā)器蒸發(fā)吸熱的制冷劑質(zhì)量流量，降低制冷單元的壓縮機(jī)的排氣溫度，從而增大系統(tǒng)制冷量。本發(fā)明的冷凝水收集單元分為兩路，在普通制冷模式下，蒸發(fā)器中的冷凝水直接通過第三控制閥排除車外，在超高溫環(huán)境制冷循環(huán)和中高溫環(huán)境制冷循環(huán)的模式下，蒸發(fā)器中的冷凝水通過冷凝水泵和單向閥輸送至冷凝水噴頭內(nèi)，冷凝水噴頭噴灑在冷凝器上，一方面實(shí)現(xiàn)對冷凝器的冷卻，另一方面有效利用冷凝水，有效地提高冷凝器散熱、降低冷凝壓力，提升系統(tǒng)冷凝、制冷效果，可以使汽車空調(diào)系統(tǒng)性能，舒適性和安全可靠性均得到提高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明適用于大環(huán)境溫差的汽車空調(diào)系統(tǒng)的原理圖。

其中，1、壓縮機(jī)；2、四通換向閥；2-1、四通換向閥的第一輸入端；2-2、四通換向閥的第一輸出端；2-3、四通換向閥的第二輸入端；2-4、四通換向閥的第二輸出端；3、氣液分離器；4、冷凝器；5、冷凝水噴頭；6、第一控制閥；7、輔助節(jié)流閥；8、主路節(jié)流閥；9、過冷器；9-1、過冷器9的第一輸入端；9-2、過冷器9的第一輸出端；9-3、過冷器9的第二輸入端；9-4、過冷器9的第二輸出端；10、輔助壓縮機(jī)；11、蒸發(fā)器；12、第三控制閥；13、冷凝水泵；14、單向閥；15、冷凝水管路；16、感溫包；17、第二控制閥。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種適用于大環(huán)境溫差的汽車空調(diào)系統(tǒng)，包括制冷單元、輔助制冷單元和冷凝水收集單元，所述輔助制冷單元的第一控制閥6與制冷單元的過冷器9的第一輸入端9-1連接，輔助制冷單元的輔助節(jié)流閥7與過冷器9的第二輸入端9-3連接，過冷器9的第二輸出端9-4分為兩路，一路與制冷單元的冷凝器4的輸入管道連接，與制冷單元共同組成中高溫環(huán)境制冷循環(huán)；另一路與制冷單元的蒸發(fā)器11的輸出管道連接，與制冷單元共同組成超高溫環(huán)境制冷循環(huán)；所述冷凝水收集單元通過冷凝水管路15與制冷單元的蒸發(fā)器11排水口連接；且冷凝水管路15的輸出端分為兩路，一路經(jīng)第三控制閥12與排水管連接；另一路經(jīng)冷凝水泵13和單向閥14與位于冷凝器4的上方的冷凝水噴頭5連接，構(gòu)成冷凝水霧化噴淋子系統(tǒng)。

所述制冷單元包括壓縮機(jī)1、四通換向閥2、冷凝器4、過冷器9、主路節(jié)流閥8、蒸發(fā)器11和氣液分離器3，壓縮機(jī)1的輸出端與四通換向閥2的第一輸入端2-1連接，四通換向閥2的第一輸出端2-2與冷凝器4的輸入端連接；冷凝器4的輸出端與過冷器9的第一輸入端9-1連接，過冷器9的第一輸出端9-2經(jīng)主路節(jié)流閥8與蒸發(fā)器11的輸入端連接；蒸發(fā)器11的輸出端與四通換向閥2的第二輸入端2-3連接，四通換向閥2的第二輸出端2-4與氣液分離器3的輸入端連接，氣液分離器3的輸出端與壓縮機(jī)1的輸入端連接。

所述冷凝水收集單元包括冷凝水管路15、第三控制閥12、冷凝水泵13、單向閥14和冷凝水噴頭5，冷凝水管路15的一端與蒸發(fā)器11的排水口連接，冷凝水管路15的另一端分為兩路，一路經(jīng)第三控制閥12與排水管連接；另一路經(jīng)冷凝水泵13和單向閥14與冷凝水噴頭5連接，冷凝水噴頭5安裝在冷凝器4的上方。

所述輔助制冷單元包括第一控制閥6、輔助節(jié)流閥7、輔助壓縮機(jī)10、感溫包16和第二控制閥17；感溫包16安裝在冷凝器4的輸出管道上，第一控制閥6的一端連接在感溫包16和過冷器9的第一輸入端9-1之間，第一控制閥6的另一端與輔助節(jié)流閥7串聯(lián)連接，輔助節(jié)流閥7與過冷器9的第二輸入端9-3連接，過冷器9的第二輸出端9-4分為兩路，一路經(jīng)第二控制閥17與蒸發(fā)器11的輸出管道連通；另一路經(jīng)輔助壓縮機(jī)10與冷凝器4的輸入管道路連通。

工作過程：汽車在夏季行駛工況，感溫包16監(jiān)測到車外環(huán)境溫度較高時(shí)，分別啟動(dòng)超高溫環(huán)境制冷循環(huán)和中高溫環(huán)境制冷循環(huán)回路實(shí)現(xiàn)制冷劑換熱過冷，運(yùn)行超高溫環(huán)境（43℃以上）制冷循環(huán)模式和中高溫環(huán)境（35℃～43℃）制冷循環(huán)模式，同時(shí)，采用冷凝水霧化噴淋子系統(tǒng)。

超高溫環(huán)境（43℃以上）制冷循環(huán)模式：當(dāng)車外環(huán)境溫度高于43℃時(shí)，制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)1壓縮后經(jīng)四通換向閥2輸出至冷凝器4內(nèi)。感溫包16感受到冷凝器4輸出管道的溫度變化后，將第一控制閥6打開，經(jīng)冷凝器4后的制冷劑分為兩路，一路在過冷器9中與通過節(jié)流閥7的低溫低壓制冷劑換熱過冷后，經(jīng)低壓節(jié)流閥8進(jìn)入蒸發(fā)器11內(nèi)并蒸發(fā)吸熱，降低車內(nèi)溫度。與車內(nèi)空氣換熱后的制冷器成為低溫低壓的氣態(tài)制冷劑通過四通換向閥2進(jìn)入氣液分離器3進(jìn)行氣液分離，分離后的冷凝劑進(jìn)入壓縮機(jī)1構(gòu)成循環(huán)；另一路制冷劑通過第一控制閥6和節(jié)流閥7后與過冷器9中制冷劑換熱后進(jìn)入輔助壓縮機(jī)10，經(jīng)輔助壓縮機(jī)10壓縮后的氣態(tài)制冷劑與壓縮機(jī)1的排氣混合，混合后再輸入冷凝器4中。此時(shí)，冷凝水收集單元中的第三控制閥12關(guān)閉，收集的冷凝水通過冷凝水泵13和單向閥14輸送至冷凝水噴頭5，冷凝水噴頭5噴灑在冷凝器4中，實(shí)現(xiàn)對冷凝器的冷卻和冷凝水的利用。

中高溫環(huán)境（35℃～43℃）制冷循環(huán)模式：制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)1壓縮后經(jīng)四通換向閥2輸出至冷凝器4內(nèi)。感溫包16感受到冷凝器4輸出管道的溫度變化后，將第一控制閥6打開，經(jīng)冷凝器4后的制冷劑分為兩路，一路在過冷器9中與通過節(jié)流閥7的低溫低壓制冷劑換熱過冷后，經(jīng)低壓節(jié)流閥8進(jìn)入蒸發(fā)器11內(nèi)并蒸發(fā)吸熱，降低車內(nèi)溫度。另一路制冷劑通過第一控制閥6和節(jié)流閥7后與過冷器9中制冷劑換熱后通過第二控制閥17，與來自蒸發(fā)器11的低溫低壓制冷劑蒸汽混合，混合后的制冷劑通過四通換向閥2進(jìn)入氣液分離器3內(nèi)，經(jīng)氣液分離器3氣液分離后進(jìn)入壓縮機(jī)1，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)制冷循環(huán)。此時(shí)，冷凝水收集單元中的第三控制閥12關(guān)閉，收集的冷凝水通過冷凝水泵13和單向閥14輸送至冷凝水噴頭5，冷凝水噴頭5噴灑在冷凝器4中，實(shí)現(xiàn)對冷凝器的冷卻和冷凝水的利用。

普通制冷（35℃）循環(huán)模式：制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)1壓縮后經(jīng)四通換向閥2輸出至冷凝器4內(nèi)，經(jīng)冷凝器4后進(jìn)入過冷器9中過冷后，通過主路節(jié)流閥8后進(jìn)入蒸發(fā)器11內(nèi)與車內(nèi)空氣換熱，熱交換后的制冷劑形成低溫低壓制冷劑蒸汽通過四通換向閥2進(jìn)入氣液分離器3內(nèi)，經(jīng)氣液分離器3進(jìn)行氣液分離后進(jìn)入壓縮機(jī)1，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的制冷循環(huán)。此時(shí)，冷凝水收集單元中的第三控制閥12打開，產(chǎn)生的冷凝水直接排出車外。