[发明专利]一种CO2空调热泵系统

说明书

本发明公开一种CO₂空调热泵系统，压缩机的出口连接室内气体冷却器的入口、室内气体冷却器的出口连接旁通阀和膨胀阀的入口，室外热交换器的入口连接旁通阀和膨胀阀的出口，回热器的d端入口连接室外热交换器的出口，回热器的d端出口连接三通阀的a端口，三通阀的b端口连接膨胀阀的一端，三通阀的c端口连接回热器的e端出口和储能器的入口，室内热交换器的入口连接膨胀阀的另一端，室内热交换器的出口连接回热器的e端入口，回热器的e端出口连接储能器的入口，储能器的出口连接压缩机的入口。本发明通过合理的设置系统流程，实现了通过控制机组的膨胀阀和各种电磁阀的开闭，可以实验制冷、制热和除湿的三种模式的互相转换，机组功能全面。

技术领域

本发明属于空调热泵技术领域，特别涉及一种CO₂空调热泵系统。

背景技术

电动汽车克服了燃油汽车的化石燃料依赖问题，能源利用多元化，安静环保，代表着未来汽车发展的趋势。在夏季高温环境中，电动汽车车厢内温度过高，因此需要汽车空调进行制冷，使得车厢内的空气温度降到舒适度要求范围内；在冬季供暖方面，由于纯电动汽车无发动机余热可利用，因此目前纯电动汽车冬季基本采用PTC电加热供暖，然而纯电动汽车的车载电池蓄电能力有限，采用电加热供暖势必会影响汽车的续驶里程。热泵型空调系统运行的制热系数在1以上，与电加热供暖相比，其高效节能的特点更有利于纯电动汽车的发展。在连续多雨天气，车厢内湿度过高，也有必要降低车厢内的湿度。

传统的汽车空调系统使用最广泛的制冷剂为R134a，环保性能差，已经逐渐被淘汰，汽车在行驶过程中，环境多变，遇到严重堵车情况、雨雪以及大雾等天气，根据道路规定，需按要求降低行驶速度，气体冷却器风量减少，对汽车空调制热性能要求更高，因此对于传统工质来讲，也是一个很大的考验，难以满足实际要求。已有的汽车空调循环系统中，虽然对传统的系统有所改进，传统的系统在运行除湿模式时，需要开启辅助加热装置，对除湿后的空气进行加热，以达到舒适的温度。这样的辅助加热装置一方面使系统变得复杂，增加了设备成本，另一方面，提高了系统运行时的能耗，使系统制热效率降低，但是其工作性能和效率仍有待进一步提高。另外，由于电动汽车依靠电池续航，长期行驶在极度不稳定的环境中，导致电动汽车的电池组长时间的工作在一个恶劣的热环境中，这将缩短电池的使用寿命，降低电池的使用性能。并且电池箱内温度场的长久不均匀分布将造成各电池模块、单体性能的不均衡，因此电池组的热监控和热管理对整车运行安全意义重大。

传统的汽车空调系统，对于汽车内的温度场，并没有一个详细清晰地温度控制系统，无法做到在高效精确地控制车内温度的同时，使系统性能最优并且节约能源。

发明内容

本发明专利的目的在于提供一种CO2空调热泵系统，以解决上述技术问题。本发明利用 CO₂热泵型式进行制热，通过改变三向阀的接入端口，可以直接将原系统转变为制冷模式；并且除湿模式下不需要电加热，通过控制风阀的开启和关闭，将室内热交换器接入室内风路，再对除湿后的空气进行加热，使其达到适宜的温度；系统还增加了回热器在制冷模式下进行回热，以提高系统的工作效率和循环性能；同时还增设了风道和电池温度控制，通过控制风阀的开启和关闭，对电池所处的工作环境进行温度监控和调节，以确保电动汽车的电池机组处在一个均匀稳定的温度场中，从而改善电池的工作性能，延长电池的使用寿命。同时采用PI控制系统，在制冷模式下，对汽车内的温度进行控制，保证车内温度一直稳定在27℃，同时使空调系统一直处于最优COP状态下运行。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：