本發(fā)明涉及車載空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，具體說是涉及一種具有快速梯級降溫的高效車載空調(diào)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

車載空調(diào)系統(tǒng)是裝備在汽車、客車或貨車上的空調(diào)器，其作用是調(diào)節(jié)車內(nèi)的溫度、濕度和空氣清新度，用以提高車內(nèi)駕乘人員的舒適性。與家用空調(diào)相比，車載空調(diào)工作環(huán)境具有一定的特殊性，如：車內(nèi)的空間狹小，人員相對密集，人體散發(fā)的熱量相對較多；車身的隔熱差，加之車門窗玻璃和前后風(fēng)窗玻璃的面積較大，接受太陽輻射時間長，車外的熱量容易通過導(dǎo)熱、熱對流和熱輻射的傳熱方式進(jìn)入室內(nèi)；為了車內(nèi)環(huán)境的舒適性，提高行駛安全性，車內(nèi)經(jīng)常要換氣，引入車外含氧量高的新風(fēng)；車子啟動后，車內(nèi)的高溫要快速降低，高溫容易引起司機(jī)頭昏腦漲、精神不集中、思維遲鈍的情況發(fā)生，造成行車事故。因此，在這樣的環(huán)境工況下決定了車載空調(diào)應(yīng)具有制冷量足夠大、降低車內(nèi)溫度要迅速等特點(diǎn)。

目前，車載空調(diào)系統(tǒng)常采用變頻壓縮機(jī)滿足車內(nèi)快速降溫的目的，但是由于車內(nèi)空間結(jié)構(gòu)有限，常采用體積小、重量輕的單一全鋁制蒸發(fā)器，當(dāng)壓縮機(jī)高頻率運(yùn)行時，蒸發(fā)溫度往往較低，機(jī)組主要用于消除濕負(fù)荷,導(dǎo)致車內(nèi)溫度降低較慢。另外，在炎熱的夏季，車載空調(diào)器經(jīng)常工作在溫度較高的環(huán)境中，由于空調(diào)器蒸發(fā)溫度和冷凝溫度都比較高，將會導(dǎo)致壓縮機(jī)的排氣溫度、排氣壓力過高，空調(diào)器系統(tǒng)性能下降，潤滑油的粘度降低，壓縮機(jī)因過熱保護(hù)而頻繁停機(jī)，嚴(yán)重影響車載空調(diào)器的正常運(yùn)行。因此，高溫工況下車載空調(diào)器如何高效運(yùn)行成了一個亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的為了提供一種具有快速梯級降溫的高效車載空調(diào)系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有車載空調(diào)器在高溫工況下存在的壓縮機(jī)壓縮比過大、排氣溫度過高、系統(tǒng)制冷量和能效比急劇下降、車內(nèi)降溫速度較慢等突出技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種具有快速梯級降溫的高效車載空調(diào)系統(tǒng)，包括用壓縮機(jī)、油分離器、車外冷凝器、車外風(fēng)機(jī)、再冷器、干燥過濾器、觀察鏡、電動液位調(diào)節(jié)閥、液位傳感器、車內(nèi)高溫級蒸發(fā)器、車內(nèi)低溫級蒸發(fā)器、車內(nèi)風(fēng)機(jī)、中壓氣液分離器、電子膨脹閥、蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥、低壓氣液分離器以及連接管道，所述車用壓縮機(jī)的排氣口與油分離器相連，油分離器與車外冷凝器的進(jìn)口相連接，車外冷凝器的出口與再冷器的主路進(jìn)口相連接，再冷器的主路出口與車內(nèi)高溫級蒸發(fā)器的進(jìn)口相連接、二者之間的連接管道上依次設(shè)有干燥過濾器、觀察鏡、電動液位調(diào)節(jié)閥，車內(nèi)高溫級蒸發(fā)器的出口與中壓氣液分離器的進(jìn)口相連接，中壓氣液分離器的兩個出口分別與再冷器的輔路進(jìn)口、電子膨脹閥的進(jìn)口相連接；所述再冷器的輔路出口與蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥的進(jìn)口相連接，電子膨脹閥的出口與車內(nèi)低溫級蒸發(fā)器的進(jìn)口相連接，車內(nèi)低溫級蒸發(fā)器的出口分別與蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥的出口和低壓氣液分離器的進(jìn)口相連接；所述的低壓氣液分離器的出口與壓縮機(jī)的吸氣口相連接；所述的車內(nèi)高溫級蒸發(fā)器、車內(nèi)低溫級蒸發(fā)器和車內(nèi)風(fēng)機(jī)先后并排安裝在車內(nèi)進(jìn)風(fēng)風(fēng)道內(nèi)；所述的電動液位調(diào)節(jié)閥的液位傳感器安裝在中壓氣液分離器的內(nèi)部。

本發(fā)明所述的車用壓縮機(jī)為定頻渦旋式壓縮機(jī)、定頻滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)、斜盤式壓縮機(jī)、變頻渦旋式壓縮機(jī)、變頻滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)中的任意一種形式。所述的車外冷凝器、車內(nèi)高溫級蒸發(fā)器，車內(nèi)低溫級蒸發(fā)器為翅片管式換熱器、層疊式換熱器、平行流式換熱器中的任意一種結(jié)構(gòu)形式。所述的車外風(fēng)機(jī)、車內(nèi)風(fēng)機(jī)為變頻風(fēng)機(jī)、定頻風(fēng)機(jī)、調(diào)擋風(fēng)機(jī)中的任意一種形式。所述再冷器為板式換熱器、套管換熱器、閃發(fā)器中的任意一種結(jié)構(gòu)形式。所述的液位傳感器為浮筒式液位傳感器、浮球式液位傳感器、靜壓式液位傳感器、投入式液位變送器的任意一種形式。所述的蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥為一種受閥前壓力（即蒸發(fā)壓力）控制的比例調(diào)節(jié)閥、比例積分調(diào)節(jié)閥、比例微分調(diào)節(jié)閥、比例積分微分調(diào)節(jié)閥中的任意一種調(diào)節(jié)器形式。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明提供一種具有快速梯級降溫的高效車載空調(diào)系統(tǒng)，其構(gòu)思新穎，機(jī)組設(shè)計優(yōu)化巧妙，具有以下主要優(yōu)點(diǎn)：

（1）通過電動液位調(diào)節(jié)閥一級節(jié)流、車內(nèi)高溫級蒸發(fā)器初級蒸發(fā)、中壓氣液分離器閃發(fā)分離、電子膨脹閥二級節(jié)流和車內(nèi)低溫級蒸發(fā)器二級蒸發(fā)，該車載空調(diào)器可實現(xiàn)車內(nèi)空氣或引入車外新風(fēng)的快速梯級降溫和除濕，同時顯著降低了系統(tǒng)的節(jié)流損失，提高了空調(diào)器的制冷系數(shù)。

（2）通過再冷器和蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥的輔助調(diào)節(jié)，該車載空調(diào)器增加了電動液位調(diào)節(jié)閥節(jié)流前的過冷度，降低了車用壓縮機(jī)的吸氣過熱度，解決了高溫工況下冷凝壓力過高、壓縮機(jī)壓縮比過大、排氣溫度過高、制冷能力和能效比急劇下降的突出問題，拓寬了車載空調(diào)器的工作范圍。

（3）本發(fā)明的一種具有快速梯級降溫的高效車載空調(diào)系統(tǒng)，其制冷量大、降溫除濕迅速，高溫工況下安全、可靠、高效運(yùn)行，因此可以廣泛應(yīng)用于汽車、客車或貨車等所有采用空調(diào)器的場所。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。

圖2為雙蒸發(fā)器工作模式流程圖。

圖3為單一蒸發(fā)器工作模式流程圖。

圖中：各部件的序號和名稱如下：

1-車用壓縮機(jī)；2-油分離器；3-車外冷凝器；4-車外風(fēng)機(jī)；5-再冷器；6-干燥過濾器；7-觀察鏡；8-電動液位調(diào)節(jié)閥；9-液位傳感器；10-車內(nèi)高溫級蒸發(fā)器；11-車內(nèi)低溫級蒸發(fā)器；12-車內(nèi)風(fēng)機(jī)；13-中壓氣液分離器；14-電子膨脹閥；15-蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥；16-低壓氣液分離器。

具體實施方式

本發(fā)明一下將結(jié)合實施例（附圖）做進(jìn)一步描述，但并不限制本發(fā)明。

實施例1

如圖1所示，本發(fā)明提供一種具有快速梯級降溫的高效車載空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由車用壓縮機(jī)1、油分離器2、車外冷凝器3、車外風(fēng)機(jī)4、再冷器5、干燥過濾器6、觀察鏡7、電動液位調(diào)節(jié)閥8、液位傳感器9、車內(nèi)高溫級蒸發(fā)器10、車內(nèi)低溫級蒸發(fā)器11、車內(nèi)風(fēng)機(jī)12、中壓氣液分離器13、電子膨脹閥14、蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥15、低壓氣液分離器16以及連接管道組成。其中所述的車用壓縮機(jī)1的排氣口通過油分離器2與車外冷凝器3的進(jìn)口相連接；所述的車外冷凝器3的出口與再冷器5的主路進(jìn)口相連接，所述的再冷器5的主路出口依次通過干燥過濾器6、觀察鏡7、電動液位調(diào)節(jié)閥8與車內(nèi)高溫級蒸發(fā)器10的進(jìn)口相連接；所述的車內(nèi)高溫級蒸發(fā)器10的出口與中壓氣液分離器13的進(jìn)口相連接；所述的中壓氣液分離器13的兩個出口分別與再冷器5的輔路進(jìn)口、電子膨脹閥14的進(jìn)口相連接；所述的再冷器5的輔路出口與蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥15的進(jìn)口相連接；所述的電子膨脹閥14的出口與車內(nèi)低溫級蒸發(fā)器11的進(jìn)口相連接；所述的車內(nèi)低溫級蒸發(fā)器11的出口，分別與蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥15的出口和低壓氣液分離器16的進(jìn)口相連接；所述的低壓氣液分離器16的出口與壓縮機(jī)1的吸氣口相連接；所述的車內(nèi)高溫級蒸發(fā)器10、車內(nèi)低溫級蒸發(fā)器11和車內(nèi)風(fēng)機(jī)12先后并排安裝在車內(nèi)進(jìn)風(fēng)風(fēng)道內(nèi)；所述的電動液位調(diào)節(jié)閥8的液位傳感器9安裝在中壓氣液分離器13的內(nèi)部。

本發(fā)明所述的車用壓縮機(jī)1為定頻渦旋式壓縮機(jī)，所述的車外冷凝器3為翅片管式換熱器、車內(nèi)高溫級蒸發(fā)器10為層疊式換熱器，車內(nèi)低溫級蒸發(fā)器11為平行流式換熱器，所述的車外風(fēng)機(jī)4為變頻風(fēng)機(jī)、車內(nèi)風(fēng)機(jī)12為定頻風(fēng)機(jī)，所述再冷器5為板式換熱器，所述的液位傳感器9為浮筒式液位傳感器，所述的蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥15為一種受閥前壓力（即蒸發(fā)壓力）控制的比例調(diào)節(jié)閥。

實施例2

本發(fā)明所述的車用壓縮機(jī)1為定頻滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)，所述的車外冷凝器3為平行流式換熱器、車內(nèi)高溫級蒸發(fā)器10為層疊式換熱器，車內(nèi)低溫級蒸發(fā)器11為翅片管式換熱器，所述的車外風(fēng)機(jī)4為調(diào)擋風(fēng)機(jī)、車內(nèi)風(fēng)機(jī)12為定頻風(fēng)機(jī)。所述再冷器5為套管換熱器，所述的液位傳感器9為浮球式液位傳感器，所述的蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥15為一種受閥前壓力（即蒸發(fā)壓力）控制的比例積分調(diào)節(jié)閥。其他結(jié)構(gòu)與實施例1相同。

實施例3

本發(fā)明所述的車用壓縮機(jī)1為斜盤式壓縮機(jī)，所述的車外冷凝器3為平行流式換熱器、車內(nèi)高溫級蒸發(fā)器10為翅片管式換熱器，車內(nèi)低溫級蒸發(fā)器11為層疊式換熱器，所述的車外風(fēng)機(jī)4為調(diào)擋風(fēng)機(jī)、車內(nèi)風(fēng)機(jī)12為變頻風(fēng)機(jī)，所述再冷器5為閃發(fā)器，所述的液位傳感器9為投入式液位變送器，所述的蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥15為一種受閥前壓力（即蒸發(fā)壓力）控制的比例微分調(diào)節(jié)閥。其它結(jié)構(gòu)與實施例1相同。

實施例4

本發(fā)明所述的車用壓縮機(jī)1為變頻渦旋式壓縮機(jī)，所述的車外冷凝器3為層疊式換熱器、車內(nèi)高溫級蒸發(fā)器10為平行流式換熱器，所述的車外風(fēng)機(jī)4為變頻風(fēng)機(jī)、車內(nèi)風(fēng)機(jī)12為定頻風(fēng)機(jī)，所述再冷器5為板式換熱器，所述的液位傳感器9為浮球式液位傳感器，所述的蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥15為一種受閥前壓力（即蒸發(fā)壓力）控制的比例積分微分調(diào)節(jié)閥。其它結(jié)構(gòu)與實施例1相同。

實施例5

本發(fā)明所述的車用壓縮機(jī)1為定頻渦旋式壓縮機(jī)變頻滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)中，所述的車外冷凝器3為平行流式換熱器、車內(nèi)高溫級蒸發(fā)器10為翅片管式換熱器，車內(nèi)低溫級蒸發(fā)器11為層疊式換熱器。所述的車外風(fēng)機(jī)4為定頻風(fēng)機(jī)、車內(nèi)風(fēng)機(jī)12為變頻風(fēng)機(jī)，所述再冷器5為閃發(fā)器，所述的液位傳感器9為投入式液位變送器，所述的蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥15為一種受閥前壓力（即蒸發(fā)壓力）控制的比例微分調(diào)節(jié)閥。其他結(jié)構(gòu)與實施例1相同。

實施例6

本發(fā)明所述的車用壓縮機(jī)1為定頻滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)，所述的車外冷凝器3為平行流式換熱器、車內(nèi)高溫級蒸發(fā)器10為翅片管式換熱器，車內(nèi)低溫級蒸發(fā)器11為平行流式換熱器，所述的車外風(fēng)機(jī)4為調(diào)擋風(fēng)機(jī)、車內(nèi)風(fēng)機(jī)12為變頻風(fēng)機(jī)，所述再冷器5為套管換熱器，所述的液位傳感器9為浮球式液位傳感器，所述的蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥15為一種受閥前壓力（即蒸發(fā)壓力）控制的比例微分調(diào)節(jié)閥。

本發(fā)明的原理為：通過兩個膨脹閥、兩個蒸發(fā)器及一個中壓氣液分離器的巧妙匹配組合，以及再冷器和蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥的輔助優(yōu)化調(diào)節(jié)，該車載空調(diào)器可實現(xiàn)三種工作模式：

（1）雙蒸發(fā)器工作模式

圖2為雙蒸發(fā)器工作模式流程圖，當(dāng)夏季車內(nèi)空氣溫度35℃以上或者引入車外新風(fēng)時，可采用此工作模式。此時車用壓縮機(jī)1、車外風(fēng)機(jī)4、電動液位調(diào)節(jié)閥8、車內(nèi)風(fēng)機(jī)12、電子膨脹閥14啟動。系統(tǒng)的工作流程：車用壓縮機(jī)1排出的高溫高壓氣態(tài)制冷劑通過油分離器2進(jìn)入車外冷凝器3，釋放熱量加熱經(jīng)車外風(fēng)機(jī)4引入的室外空氣，冷凝為過冷或飽和液態(tài)制冷劑，然后進(jìn)入再冷器5的主路側(cè)釋放熱量加熱經(jīng)再冷器5輔路側(cè)的中壓中溫的飽和氣態(tài)制冷劑，進(jìn)一步過冷變?yōu)檫^冷度較大的液態(tài)制冷劑，再依次通過干燥過濾器6、觀察鏡7進(jìn)入電動液位調(diào)節(jié)閥8，經(jīng)過電動液位調(diào)節(jié)閥8的節(jié)流調(diào)節(jié)后變?yōu)橹袦刂袎旱臍庖簝上嘀评鋭?，進(jìn)入車內(nèi)高溫級蒸發(fā)器10吸收車內(nèi)風(fēng)機(jī)12引入的車內(nèi)回風(fēng)的熱量或車外新風(fēng)的熱量，一部分液體制冷劑汽化蒸發(fā)，仍為中溫中壓的氣液兩相制冷劑，然后進(jìn)入中壓氣液分離器13進(jìn)行氣液閃發(fā)分離后分為兩路，其中一路為分離出的中壓中溫的飽和液態(tài)制冷劑，經(jīng)中壓氣液分離器13下部排出，再經(jīng)過電子膨脹閥14的節(jié)流調(diào)節(jié)后變?yōu)榈蜏氐蛪旱臍庖簝上嘀评鋭?，進(jìn)入車內(nèi)低溫級蒸發(fā)器11二次吸收車內(nèi)風(fēng)機(jī)12引入的車內(nèi)回風(fēng)的熱量或車外新風(fēng)的熱量，蒸發(fā)變?yōu)榈蛪哼^熱的制冷劑蒸汽，進(jìn)入低壓氣液分離器16，另一路為分離出的中壓中溫的飽和氣態(tài)制冷劑，經(jīng)中壓氣液分離器13上部排出，進(jìn)入再冷器5的輔路側(cè)吸收經(jīng)再冷器5主路側(cè)的過冷或飽和液態(tài)制冷劑的熱量，變?yōu)橹袎哼^熱的氣態(tài)制冷劑，再經(jīng)過蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥15節(jié)流調(diào)壓后變?yōu)榈蛪哼^熱的氣態(tài)制冷劑，也進(jìn)入低壓氣液分離器16，兩路低壓過熱的制冷劑蒸汽在低壓氣液分離器16內(nèi)混合分離后，低壓氣態(tài)制冷劑進(jìn)入車用壓縮機(jī)1的吸氣口，經(jīng)過車用壓縮機(jī)1的壓縮后，排出高溫高壓氣態(tài)制冷劑，開始進(jìn)入下一循環(huán)。車內(nèi)風(fēng)機(jī)12引入的車內(nèi)回風(fēng)或車外新風(fēng)先后經(jīng)過車內(nèi)高溫級蒸發(fā)器10、車內(nèi)低溫級蒸發(fā)器11，釋放熱量逐步梯級降溫去濕，然后送入車內(nèi)快速降低車內(nèi)溫度和濕度。

（2）單一蒸發(fā)器工作模式

圖3為單一蒸發(fā)器工作模式流程圖，當(dāng)夏季車內(nèi)空氣溫度位于20℃~34℃之間時，可采用此工作模式。此時車用壓縮機(jī)1、車外風(fēng)機(jī)4、電動液位調(diào)節(jié)閥8、車內(nèi)風(fēng)機(jī)12啟動，電子膨脹閥14關(guān)閉。系統(tǒng)的工作流程：車用壓縮機(jī)1排出的高溫高壓氣態(tài)制冷劑通過油分離器2進(jìn)入車外冷凝器3，釋放熱量加熱經(jīng)車外風(fēng)機(jī)4引入的室外空氣，冷凝為過冷或飽和液態(tài)制冷劑，然后進(jìn)入再冷器5的主路側(cè)釋放熱量加熱經(jīng)再冷器5輔路側(cè)的中壓中溫的飽和氣態(tài)制冷劑，進(jìn)一步過冷變?yōu)檫^冷度較大的液態(tài)制冷劑，再依次通過干燥過濾器6、觀察鏡7進(jìn)入電動液位調(diào)節(jié)閥8，經(jīng)過電動液位調(diào)節(jié)閥8的節(jié)流調(diào)節(jié)后變?yōu)橹袦刂袎旱臍庖簝上嘀评鋭M(jìn)入車內(nèi)高溫級蒸發(fā)器10吸收車內(nèi)風(fēng)機(jī)12引入的車內(nèi)回風(fēng)的熱量或車外新風(fēng)的熱量，蒸發(fā)變?yōu)檫^熱制冷劑蒸汽，然后進(jìn)入中壓氣液分離器13進(jìn)行氣液閃發(fā)分離，分離出的中壓中溫的飽和氣態(tài)制冷劑，經(jīng)中壓氣液分離器13上部排出，進(jìn)入再冷器5的輔路側(cè)吸收經(jīng)再冷器5主路側(cè)的過冷或飽和液態(tài)制冷劑的熱量，變?yōu)橹袎哼^熱的氣態(tài)制冷劑，然后再經(jīng)過蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥15節(jié)流調(diào)壓變?yōu)榈蛪哼^熱的氣態(tài)制冷劑，進(jìn)入低壓氣液分離器16進(jìn)行氣液分離，分離后的低壓氣態(tài)制冷劑進(jìn)入車用壓縮機(jī)1的吸氣口，經(jīng)過車用壓縮機(jī)1的壓縮后，排出高溫高壓氣態(tài)制冷劑，開始進(jìn)入下一循環(huán)。車內(nèi)風(fēng)機(jī)12引入的車內(nèi)回風(fēng)經(jīng)過車內(nèi)高溫級蒸發(fā)器10釋放熱量降溫去濕，然后送入車內(nèi)快速降低車內(nèi)溫度和濕度。

（3）快速除濕工作模式

當(dāng)夏季車內(nèi)相對濕度在70%以上時，可采用此工作模式。此時車用壓縮機(jī)1、車外風(fēng)機(jī)4、電動液位調(diào)節(jié)閥8、車內(nèi)風(fēng)機(jī)12、電子膨脹閥14啟動。系統(tǒng)的工作流程與雙蒸發(fā)器工作模式相同。