本發(fā)明涉及空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種車用空調(diào)換熱系統(tǒng)和車輛。

背景技術(shù)：

目前，與家用、商用空調(diào)產(chǎn)品不同，用于公共交通領(lǐng)域的大巴、客車、公交車等車用空調(diào)產(chǎn)品在使用的過程中存在乘客流量大，車廂與外界環(huán)境頻繁交換熱量等特點(diǎn)。考慮其使用環(huán)境的特殊性，此類大巴空調(diào)產(chǎn)品具有冷量需求大，冷量損失頻繁，制冷環(huán)境熱平衡性較差。

現(xiàn)有技術(shù)中的大巴車空調(diào)基本為頂置式，即換熱器均放置在車廂頂部，頂部空調(diào)系統(tǒng)工作，將冷風(fēng)通過汽車頂部風(fēng)道將制冷、制熱風(fēng)量送至車廂內(nèi)部，即大巴空調(diào)產(chǎn)品均為車廂內(nèi)頂部出風(fēng)，內(nèi)循環(huán)冷熱出風(fēng)口風(fēng)道相同，制熱出風(fēng)沉不下來，乘客制熱感受較差。冬天制熱，頻繁開關(guān)門，上部風(fēng)道吹出的熱風(fēng)容易散失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例中提供一種車用空調(diào)換熱系統(tǒng)和車輛，以解決現(xiàn)有技術(shù)中制冷制熱出風(fēng)的舒適度差的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供一種車用空調(diào)換熱系統(tǒng)，包括：壓縮機(jī)、四通閥、冷凝器、制冷蒸發(fā)器和制熱冷凝器；壓縮機(jī)的一端與四通閥的第一端連接、另一端與四通閥的第二端連接；四通閥的第三端與冷凝器的第一端連接，冷凝器的第二端通過熱力膨脹閥分別與制冷蒸發(fā)器的第一端、及制熱冷凝器的第一端連接，制冷蒸發(fā)器的第二端、及制熱冷凝器的第二端均與四通閥的第四端連接；制冷蒸發(fā)器安裝在車廂廂體的頂部，制熱冷凝器安裝在車廂廂體的側(cè)部或底部。

作為優(yōu)選，車用空調(diào)換熱系統(tǒng)還包括設(shè)置在冷凝器一側(cè)的、用于對(duì)冷凝器除霜的熔霜化霜管路，熔霜化霜管路的一端與冷凝器的一端連接、另一端與冷凝器的另一端連接。

作為優(yōu)選，車用空調(diào)換熱系統(tǒng)還包括設(shè)置在車輛電池處的用于對(duì)車輛電池制冷和/或制熱的電池?zé)峁芾碚舭l(fā)器，電池?zé)峁芾碚舭l(fā)器的一端與熱力膨脹閥連接、另一端與四通閥的第四端連接。

作為優(yōu)選，車用空調(diào)換熱系統(tǒng)還包括第一閥和第二閥，第一閥設(shè)置在熱力膨脹閥與制冷蒸發(fā)器之間的連接管路上，第二閥設(shè)置在制冷蒸發(fā)器與四通閥之間的連接管路上。

作為優(yōu)選，車用空調(diào)換熱系統(tǒng)還包括第三閥和第四閥，第三閥設(shè)置在熱力膨脹閥與制熱冷凝器之間的連接管路上，第四閥設(shè)置在制熱冷凝器與四通閥之間的連接管路上。

作為優(yōu)選，車用空調(diào)換熱系統(tǒng)包括兩個(gè)制熱冷凝器。

作為優(yōu)選，車用空調(diào)換熱系統(tǒng)還包括第三閥和第五閥，第三閥設(shè)置在熱力膨脹閥與電池?zé)峁芾碚舭l(fā)器之間的連接管路上，第五閥設(shè)置在電池?zé)峁芾碚舭l(fā)器與四通閥之間的連接管路上。

作為優(yōu)選，車用空調(diào)換熱系統(tǒng)還包括第六閥和第七閥，第六閥設(shè)置在熔霜化霜管路的入口處，第七閥設(shè)置在熔霜化霜管路的出口處。

作為優(yōu)選，車用空調(diào)換熱系統(tǒng)還包括干燥過濾器、和/或單向閥、和/或視液鏡、和/或汽液分離器、和/或低壓開關(guān)、和/或高壓開關(guān)、和/或卸荷閥；干燥過濾器、或單向閥、或視液鏡的一端與冷凝器連接、另一端與熱力膨脹閥連接，汽液分離器設(shè)置在壓縮機(jī)的另一端與四通閥的第二端之間的連接管路上，低壓開關(guān)與壓縮機(jī)的另一端連接，高壓開關(guān)與壓縮機(jī)的一端連接，卸荷閥與冷凝器的第二端連接。

作為優(yōu)選，冷凝器安裝在車廂廂體的頂部。

本發(fā)明還提供了一種車輛，其特征在于，包括上述的車用空調(diào)換熱系統(tǒng)。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明在制冷時(shí)由頂部的制冷蒸發(fā)器提供冷風(fēng)，制熱時(shí)則由位于側(cè)部或底部的制熱冷凝器提供熱風(fēng)，從而可將制冷、制熱出風(fēng)風(fēng)道分開，從而有效地改善了制冷制熱出風(fēng)的舒適度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的車用空調(diào)換熱系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的制冷模式下的工作原理圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例的制熱模式下的工作原理圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例的熱汽熔霜模式下的工作原理圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例的電池制冷或制熱時(shí)的工作原理圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明實(shí)施例的安裝結(jié)構(gòu)剖視圖。

附圖標(biāo)記說明：1、壓縮機(jī)；2、四通閥；3、冷凝器；4、制冷蒸發(fā)器；5、制熱冷凝器；6、車廂廂體；7、熔霜化霜管路；8、車輛電池；9、電池?zé)峁芾碚舭l(fā)器；10、熱力膨脹閥；11、第一閥；12、第二閥；13、第三閥；14、第四閥；15、第五閥；16、第六閥；17、第七閥；18、干燥過濾器；19、單向閥；20、視液鏡；21、汽液分離器；22、低壓開關(guān)；23、高壓開關(guān)；24、卸荷閥。

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)一步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

現(xiàn)有技術(shù)中的車輛(特別是大巴)空調(diào)系統(tǒng)中的冷凝器、蒸發(fā)器均放置在汽車頂部，因此存在制熱出風(fēng)不能有效的送至車廂腳部，制熱效果較差的問題。

請(qǐng)參考圖1至圖7，為了解決上述問題，本發(fā)明中的車用空調(diào)換熱系統(tǒng)包括：壓縮機(jī)1、四通閥2、冷凝器3、制冷蒸發(fā)器4和制熱冷凝器5。

其中，壓縮機(jī)1、四通閥2、冷凝器3、制冷蒸發(fā)器4和制熱冷凝器5以下方式連接，例如：壓縮機(jī)1的一端與四通閥2的第一端連接、另一端與四通閥2的第二端連接；四通閥2的第三端與冷凝器3的第一端連接，冷凝器3的第二端通過熱力膨脹閥10分別與制冷蒸發(fā)器4的第一端、及制熱冷凝器5的第一端連接，制冷蒸發(fā)器4的第二端、及制熱冷凝器5的第二端均與四通閥2的第四端連接。優(yōu)選地，冷凝器3可安裝在車廂廂體6的頂部。

與現(xiàn)有技術(shù)中的車用空調(diào)系統(tǒng)不同的是，本發(fā)明將制冷蒸發(fā)器4安裝在車廂廂體6的頂部、制熱冷凝器5安裝在車廂廂體6的側(cè)部或底部。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明在制冷時(shí)由頂部的制冷蒸發(fā)器4提供冷風(fēng)，制熱時(shí)則由位于側(cè)部或底部的制熱冷凝器5提供熱風(fēng)，從而可將制冷、制熱出風(fēng)風(fēng)道分開，特別地，當(dāng)制熱冷凝器5安裝在側(cè)部時(shí)，熱風(fēng)可由側(cè)面環(huán)繞吹出，若安裝在底部(即腳部)，則從底部向上出風(fēng)送暖，從而有效地改善了制冷制熱出風(fēng)的舒適度。

為了實(shí)現(xiàn)制冷、制熱循環(huán)工作模式的切換，本發(fā)明采用在制冷和制熱管路上設(shè)置了多個(gè)控制閥，例如，它們分別是圖1至圖5所示的第一閥11、第二閥12、第三閥13和第四閥14。其中，第一閥11和第二閥12用于打開或關(guān)閉制冷管路，具體地說，第一閥11設(shè)置在冷凝器3的第二端與熱力膨脹閥10之間的連接管路上，第二閥12設(shè)置在制冷蒸發(fā)器4與四通閥2之間的連接管路上。第三閥13和第四閥14用于打開或關(guān)閉制熱管路，其中，第三閥13設(shè)置在冷凝器3的第二端與熱力膨脹閥10之間的連接管路上，第四閥14設(shè)置在制熱冷凝器5與四通閥2之間的連接管路上。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明中的車用空調(diào)換熱系統(tǒng)包括兩個(gè)制熱冷凝器5。例如，可在左右兩側(cè)分別設(shè)置一個(gè)制熱冷凝器5，也可將這兩個(gè)制熱冷凝器5均設(shè)置在底部。

下面，結(jié)合圖2和圖3分別對(duì)本發(fā)明的制冷和制熱過程進(jìn)行詳細(xì)說明。

請(qǐng)參考圖2，在制冷循環(huán)中，第一閥11以及第二閥12是連通狀態(tài)，其余各閥均為截止?fàn)顟B(tài)。制冷時(shí)，高溫高壓制冷劑氣體從壓縮機(jī)1排出，經(jīng)過四通閥2，進(jìn)入冷凝器3放熱，變成低溫高壓的制冷劑氣體，再通過熱力膨脹閥10進(jìn)行降壓節(jié)流，變成低溫低壓的制冷劑，流經(jīng)開啟狀態(tài)的第一閥11，進(jìn)入分布在車廂頂部的制冷蒸發(fā)器4吸收熱量，實(shí)現(xiàn)制冷，吸熱完成后，再流經(jīng)打開的第二閥12，通過四通閥2，再通過壓縮機(jī)吸氣口回到壓縮機(jī)1，完成一個(gè)制冷循環(huán)。

請(qǐng)參考圖3，在制熱循環(huán)中，第三閥13和第四閥14為開啟狀態(tài)，其余各閥為截止?fàn)顟B(tài)，制熱循環(huán)中，制熱冷凝器5設(shè)置并分布于車廂廂體6的兩側(cè)。工作時(shí)，制冷劑經(jīng)過壓縮機(jī)1壓縮成高溫高壓制冷劑氣體，通過四通閥2，制冷劑經(jīng)過第四閥14進(jìn)入分布在車廂廂體6兩側(cè)的制熱冷凝器5進(jìn)行冷凝放熱，與車廂內(nèi)部冷空氣進(jìn)行交換熱量，對(duì)車廂內(nèi)部進(jìn)行制熱。制熱后，制冷劑氣體變成低溫高壓的制冷劑氣體，再經(jīng)過第三閥13進(jìn)入熱力膨脹閥10進(jìn)行節(jié)流降壓，變成低溫低壓的制冷劑汽液混合物，流入冷凝器3中，對(duì)外界環(huán)境吸收熱量，變成低溫低壓制冷劑氣體，再通過四通閥2，最后進(jìn)入壓縮機(jī)吸氣口回到壓縮機(jī)1，完成一個(gè)制熱循環(huán)。

現(xiàn)有技術(shù)中在低溫環(huán)境制熱時(shí)，蒸發(fā)器處在低溫環(huán)境下的結(jié)霜嚴(yán)重，為了解決這一問題，本發(fā)明在冷凝器3一側(cè)設(shè)置有一個(gè)熔霜化霜管路7，其中，熔霜化霜管路7的一端與冷凝器3的一端連接、另一端與冷凝器3的另一端連接。在一個(gè)優(yōu)選地實(shí)施例中，冷凝器3包括風(fēng)扇，主要作用是增強(qiáng)冷凝器3換熱效果。熔霜化霜管路7可利用高溫高壓的制冷劑氣體在管路中的熱氣放熱，直接對(duì)蒸發(fā)器進(jìn)行放熱。為了控制熔霜化霜管路7的工作情況，在熔霜化霜管路7的入口處設(shè)置有第六閥16，在熔霜化霜管路7的出口處設(shè)置有第七閥17。

請(qǐng)參考圖4，在熱氣熔霜模式與制冷模式相類似，其中，第一閥11、第二閥12、第六閥16、第七閥17是開啟狀態(tài)，其余各閥均為截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)需要去除結(jié)霜時(shí)，制冷劑在壓縮機(jī)1中壓縮升壓，變成高溫高壓的制冷劑氣體排出，流過四通閥2，流經(jīng)開啟的第七閥17，進(jìn)入熔霜化霜管路7，進(jìn)行熱氣熔霜，對(duì)冷凝器3(因?yàn)樵诘蜏刂茻峁r下，冷凝器3充當(dāng)?shù)氖钦舭l(fā)器，此時(shí)，冷凝器3及蒸發(fā)器和相應(yīng)管路溫度低于0℃，很容易結(jié)霜)進(jìn)行放熱，之后流出熔霜化霜管路7，經(jīng)過第六閥16，變成高壓低溫制冷劑再進(jìn)入熱力膨脹閥10中降壓，通過第一閥11，進(jìn)入制冷蒸發(fā)器4進(jìn)行吸熱，變成低溫低壓制冷劑，再流經(jīng)第二閥12，再通過四通閥2，再回到壓縮機(jī)1中，從而完成一個(gè)熱氣熔霜回路循環(huán)，從而可以快速有效去除低溫制冷時(shí)冷凝器3的結(jié)霜。

為了在夏季較炎熱環(huán)境有效冷卻純電動(dòng)汽車電池組，或在冬季較寒冷環(huán)境有效地預(yù)熱電池組，增加電池組的穩(wěn)定性，本發(fā)明在車輛電池8處設(shè)置有一個(gè)用于對(duì)車輛電池8制冷和/或制熱的電池?zé)峁芾碚舭l(fā)器9，其中，電池?zé)峁芾碚舭l(fā)器9的一端與熱力膨脹閥10連接、另一端與四通閥2的第四端連接。為了實(shí)現(xiàn)電池?zé)峁芾淼目刂疲景l(fā)明在熱力膨脹閥10與電池?zé)峁芾碚舭l(fā)器9之間的連接管路上設(shè)置有第三閥13，在電池?zé)峁芾碚舭l(fā)器9與四通閥2之間的連接管路上設(shè)置有第五閥15。

請(qǐng)參考圖5，以有效緩解夏季純電動(dòng)汽車電池組發(fā)熱的問題為例，本發(fā)明中的電池?zé)峁芾碚舭l(fā)器9對(duì)車輛電池8進(jìn)行制冷，因此與電池?zé)峁芾碚舭l(fā)器9兩端連接的管路均處于打開狀態(tài)，即在一個(gè)最簡單的實(shí)施例中，第三閥13打開，同時(shí)第五閥15打開，其余閥則截止。工作時(shí)，高溫高壓制冷劑氣體從壓縮機(jī)1排出，經(jīng)過四通閥2，進(jìn)入冷凝器3放熱，變成低溫高壓的制冷劑氣體，通過熱力膨脹閥10進(jìn)行降壓節(jié)流，變成低溫低壓的制冷劑，流經(jīng)開啟的第三閥13后，進(jìn)入電池?zé)峁芾碚舭l(fā)器9對(duì)電池系統(tǒng)環(huán)境吸收熱量，冷卻系統(tǒng)環(huán)境后，流出蒸發(fā)器，通過開啟的第五閥15，再經(jīng)過四通閥2，回到壓縮機(jī)1中，從而完成一個(gè)電池冷卻回路的循環(huán)。另外，當(dāng)冬季外界環(huán)境較低時(shí)，該回路的逆回路也可對(duì)電池組進(jìn)行制熱，在此不再贅述。

為提高系統(tǒng)可靠性，請(qǐng)參考圖1，本發(fā)明優(yōu)選地還包括干燥過濾器18、和/或單向閥19、和/或視液鏡20、和/或汽液分離器21、和/或低壓開關(guān)22、和/或高壓開關(guān)23、和/或卸荷閥24。

其中，干燥過濾器18、單向閥19、視液鏡20的一端與冷凝器3連接、另一端與所述熱力膨脹閥10連接；汽液分離器21設(shè)置在壓縮機(jī)1的另一端(即吸氣端)與四通閥2的第二端之間的連接管路上；低壓開關(guān)22與壓縮機(jī)1的另一端(即吸氣端)連接，高壓開關(guān)23與壓縮機(jī)1的所述一端(即排氣端)連接；卸荷閥24與冷凝器3的第二端連接。當(dāng)壓力高過動(dòng)作壓力時(shí)，壓力即向汽液分離器21處排壓。

以上各個(gè)循環(huán)中，通過上述技術(shù)方案，可增加高低壓保護(hù)裝置。例如，系統(tǒng)中設(shè)置有卸荷閥24，當(dāng)系統(tǒng)壓力過高時(shí)，卸荷閥24動(dòng)作泄壓，泄壓后，若系統(tǒng)壓力仍然較高，壓縮機(jī)1排氣口設(shè)置有高壓開關(guān)23，當(dāng)排氣壓力超過限定值時(shí)，壓力開關(guān)斷開，壓縮機(jī)停機(jī)，從而有效防止因系統(tǒng)壓力過高而燒壞其他元器件。同理，當(dāng)吸氣壓力過低時(shí)，低壓開關(guān)22動(dòng)作，系統(tǒng)低壓保護(hù)停機(jī)，保護(hù)系統(tǒng)性能。干燥過濾器18、視液鏡20可保持系統(tǒng)中制冷劑的純度，增加汽液分離器21可防止壓縮機(jī)1液擊。

本發(fā)明還提供了一種車輛，包括上述的車用空調(diào)換熱系統(tǒng)。

當(dāng)然，以上是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明基本原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。