一种空调系统和空调控制方法与流程

本发明涉及温湿度控制技术领域,具体可应用于汽车领域。

背景技术：

电动汽车热泵空调系统在制热时，为了防止车内起雾，通常使用外循环通风，即空调的进风是外环境的空气，同时乘客车舱内的空气被排出，带走了乘客车舱内的水汽，以防止车内起雾。目前，被排出的乘客舱或车舱内的空气通过乘客舱或车舱后部的排风门排到外部环境中，这些空气携带的热量也随之排到外部环境中，没有得到有效利用，降低了热泵空调的效率。

因此，有必要对现有的技术进行改进，以解决以上技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种空调系统和空调控制方法，提高了热泵空调的能量利用率。

本发明的一个方面是提供了一种空调系统，包括制冷剂循环系统和第二载冷剂循环系统，所述空调系统包括第一换热器、第二换热器、第三换热器、第五换热器以及能量回收装置；

所述制冷剂循环系统包括压缩机、第一换热器、第三换热器、第二换热器以及至少一个节流装置；

所述第二载冷剂循环系统包括第二泵、第五换热器以及能量回收装置；所述空调系统包括空调箱或送风通道，空调箱或送风通道的出口通向室内或可以连通到室内，所述第五换热器设置于所述空调箱或送风通道；在所述第二泵工作且所述能量回收装置与所述第五换热器以及第二泵之间的管路流通时，所述第二载冷剂循环系统形成回收热量的循环通路，使第二载 冷剂在能量回收装置吸收热量，并通过第二载冷剂循环系统传到空调箱或送风通道的第五换热器；所述能量回收装置设置在室内排出风的通道或者所述能量回收装置与室内排风的通道相邻设置使室内排出的风与能量回收装置可接触。

所述空调系统还包括第四换热器和第一载冷剂循环系统；所述第一换热器和第二换热器为双流道换热器，所述双流道包括供制冷剂流通的第一流道和供载冷剂流通的第二流道，所述第一流道与第二流道彼此密封隔离；所述制冷剂循环系统包括第一换热器的第一流道、第二换热器的第一流道；所述第二载冷剂循环系统包括第二换热器的第二流道；所述第二换热器的第二流道、所述能量回收装置所在的管路包括控制阀可以控制管路导通与否；在所述第二泵工作时，所述第二换热器的第二流道、所述能量回收装置两者其中之一可以选择性与所述第五换热器连通而形成循环通路；所述第一载冷剂循环系统包括第一换热器的第二流道、第一泵、第四换热器；所述第四换热器设置于所述空调箱或送风通道。

所述空调系统的运行模式至少包括制冷模式、制热模式；在制热模式且所述第二泵工作时，所述第二载冷剂循环系统的第二换热器的第二流道与所述第五换热器不连通，所述能量回收装置所在的管路与所述第五换热器连通，在所述空调箱或送风通道中，从向室内送风的方向来说，所述第五换热器位于所述第四换热器的前面或者说所述第四换热器相对第五换热器离所述所述空调箱或送风通道的出风口较近。

所述空调系统还包括第一旁通路、第二旁通路和控制阀或控制阀组件，控制阀或控制阀组件控制所述第一旁通路和或第二旁通路导通与否或控制其导通与否并控制其中一个旁通路导通时的流量，所述第一旁通路、所述第二旁通路均是一端连通第一载冷剂循环系统、另一端连通第二载冷剂循环系统；所述第一旁通路的一端与所述第一换热器出口端连通的管路连通，所述第一旁通路的另一端与第五换热器或能量回收装置连通；所述第二旁通路的一端与所述第五换热器出口端或能量回收装置出口端连通，所述第 二旁通路的另一端与第四换热器出口端或第一换热器的第二流道的进口端连通。

所述制冷剂循环回路还包括第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀和单向阀；所述节流装置包括第一节流装置和第二节流装置；

所述第一截止阀导通或截止第一换热器和第三换热器连通的通路；所述第三截止阀导通或截止第三换热器和压缩机连通的通路，或导通或截止第三换热器经所述气液分离器与压缩机连通的通路；所述第二截止阀导通或截止第一换热器同时与所述第一节流装置和第二节流装置连通的通路；所述第一节流装置的另一端与所述第三换热器连通，所述第二节流装置的另一端和所述第二换热器连通；所述第一节流装置旁通有单向阀，所述单向阀导通方向为制冷剂从第三换热器流向第二换热器的方向。

所述能量回收装置所在的第二载冷剂循环系统包括作为控制阀的第一控制阀，空调系统包括制冷模式与制热模式；制冷时，第一截止阀导通，第二截止阀、第三截止阀截止，第一节流装置截止，第二节流装置导通，所述第一控制阀使所述第二流道所在的流路导通或者第一控制阀与第二泵和第二换热器第二流道出口端连通的端口导通，所述第一控制阀使能量回收装置所在的流路截止或者第一控制阀与能量回收装置出口端连通的端口截止；

空调系统制热时，所述第一截止阀截止，第二、第三截止阀导通，第一节流装置导通，第二节流装置截止，第一控制阀使所述能量回收装置所在的流路导通或第一控制阀与第二泵和能量回收装置出口端连通的端口导通，所述第一控制阀使第二换热器第二流道所在的流路截止或第一控制阀与第二换热器第二流道出口端连通的端口截止。

所述能量回收装置所在的第二载冷剂循环系统包括作为控制阀的第一控制阀，空调系统还包括除湿模式，除湿模式包括两种工作模式；其中第一除湿模式时，所述第一截止阀截止，第二、第三截止阀导通，所述第一节流装置和第二节流装置同时节流，所述第一控制阀使所述能量回收装置 所在的流路截止或第一控制阀与第二泵和能量回收装置出口端连通的端口截止，所述第一控制阀使第二换热器第二流道所在的流路导通或第一控制阀与第二换热器第二流道出口端连通的端口导通；

第二除湿模式时，第一截止阀导通，第二截止阀、第三截止阀截止，第一节流装置截止，第二节流装置导通，所述第一控制阀使第二换热器第二流道所在的流路导通或第一控制阀与第二泵和第二换热器第二流道出口端连通的端口导通，所述第一控制阀使能量回收装置所在的流路截止或第一控制阀与能量回收装置出口端连通的端口截止。

还包括第一通断控制旁路和第二通断控制旁路，所述节流装置包括第一节流装置和第二节流装置；

所述第一节流装置连接在第一换热器与所述第三换热器之间；所述第二节流装置连接在第三换热器连通与所述第二换热器之间；所述第一通断控制旁路与所述第一节流装置并联，导通或截止所述第一通断控制旁路；所述第二通断控制旁路与所述第二节流装置并联，导通或截止所述第二通断控制旁路。

相应的，本发明实施例的第二方面提供了一种空调系统控制方法，所述控制方法包括如下步骤:在空调系统制热时，所述第二泵工作，且所述能量回收装置与所述第五换热器以及第二泵之间的管路流通而形成回收热量的循环通路，第二载冷剂在能量回收装置吸收热量，并通过第二载冷剂循环系统传到空调箱或送风通道的第五换热器；所述第五换热器相对靠近空调箱或送风通道的新风进口设置，所述进入空调箱或送风通道的空气先流经所述第五换热器。

所述空调系统还包括用于检测所述能量回收装置温度的传感器或感温元件，所述空调系统的控制方法还包括：检测所述能量回收装置的表面温度或进入的液体温度，判断所述能量回收装置表面是否结霜，若是，则控制所述第二泵停止工作；若否，则控制第二泵继续工作。

所述空调系统还包括第四换热器和第一载冷剂循环系统；所述第一换热器和第二换热器为双流道换热器，所述空调系统还包括第一旁通路、第二旁通路和控制阀或控制阀组件，第一旁通路、第二旁通路分别连通所述第一载冷剂循环系统和第二载冷剂循环系统从而形成旁通回路；所述控制阀为为第二控制阀或第二控制阀组件，用于控制所述第一旁通路和或第二旁通路导通与否；所述空调系统预设有第二载冷剂不需要化霜的极限温度即第一极限温度、第二载冷剂需要化霜的极限温度第二极限温度，第一极限温度高于第二极限温度；在空调系统制热时，所述控制方法还包括以下步骤：

获取从第五换热器流出的第二载冷剂的温度或能量回收装置入口端的第二载冷剂的温度；

判断所述获取的第二载冷剂的温度是否小于预设的第一极限温度；

若所述获取的第二载冷剂的温度小于预设的第一极限温度，则比较所述获取的第二载冷剂的温度是否大于预设的第二极限温度，若是，则根据预设的目标温度调整第二控制阀或控制阀组件的开度，否则控制第二控制阀或控制阀组件与第一旁通路连通的端口的开度为预设允许的最大值；

若所述获取的第二载冷剂的温度大于等于预设的第一极限温度，则关闭所述第二控制阀或阀组件使第一旁通路、第二旁通路形成的旁通回路不导通。

所述空调系统的运行模式包括制冷模式，所述空调系统预设有制冷模式相应特定工况下的第二载冷剂不需要辅热的相应温度即第三极限温度、第二载冷剂需要辅热的相应温度即第四极限温度，所述第三极限温度、第四极限温度为固定值或为随设定温度及工况而改变的预设值，同一工况且相同设定温度时所述第三极限温度高于第四极限温度；所述方法还包括如下步骤：

获取压缩机的当前转速；

判断压缩机的当前转速是否为预设的最小转速，并在判断为是后，获 取从第五换热器流出的第二载冷剂的当前温度或能量回收装置入口端的第二载冷剂的温度；

若第二载冷剂的当前温度小于预设的第三极限温度，则比较所述第二载冷剂的当前温度是否大于预设的第四极限温度，若是，则根据预设的第二载冷剂从第五换热器流出的目标温度，调整第二控制阀或控制阀组件的开度而改变第一旁通路液体流通的流量，否则，控制第二控制阀或控制阀组件的开度为预设允许的最大；

若所述获取的第二载冷剂的当前温度大于等于预设的第三极限温度，则关闭第二控制阀或控制阀组件使第一旁通路和第二旁通路不导通。

本发明的空调系统设置有能量回收装置，该能量回收装置用于回收乘客舱或车舱内排出的空气中携带能量，并将回收的能量重新带入空调箱或风道中进行利用，提高了空调系统的效率。

【附图说明】

图1是本发明空调系统第一种实施例在制热模式下的原理示意图；

图2是本发明空调系统第一种实施例在制冷模式下的运行示意图；

图3是本发明空调系统第一种实施例在除湿模式下的两种运行示意图；

图4是本发明空调系统在制热模式的控制方法的一种实施例的局部流程示意图；

图5是本发明空调系统第二实施例的原理示意图；

图6是本发明空调系统第二种实施例在制热模式下的控制方法局部流程示意图；

图7是本发明空调系统第二种实施例在制冷模式下的控制方法的一种实施例的局部流程示意图；

图8是本发明空调系统第三种实施例的原理示意图；

图9是本发明空调系统第四种实施例的原理示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

需要说明的，为了叙述方便，下面将第一载冷剂循环系统中的载冷剂称为第一载冷剂，第二载冷剂循环系统中的载冷剂称为第二载冷剂，“第一”、“第二”仅为了彼此进行区分，并无其他特定的含义；本文所说的载冷剂是指和制冷剂、空气进行热交换的流体媒质，可以用来承载冷量，也可以用来承载热量，具体的，载冷剂可以为乙二醇和水以不同比例进行混合后获得的混合物。

本发明的空调系统可以是汽车空调系统，也可以是家用空调系统或商用空调系统，下面以一种汽车空调系统为例进行说明，其中本发明实施例中所述的室内，对应汽车的乘客舱或车舱或驾驶舱，乘客舱或或驾驶舱以乘客舱表述。

参考图1、图2，该空调系统包括制冷剂循环系统100以及载冷剂循环系统。载冷剂循环系统包括第一载冷剂循环系统200、第二载冷剂循环系统300。制冷剂循环系统100包括通过管路连接的压缩机101、第一换热器102、第二换热器110以及第三换热器105和气液分离器111。另外，还可以包括控制阀和节流装置，例如第一节流装置107、第二节流装置109，截止阀103、104、108以及单向阀106。压缩机101的出口端与第一换热器102制冷剂的入口端连通，第一换热器102制冷剂的出口端与第三换热器105的一个端口连通，第三换热器105另一个端口与第二换热器110的第一流道入口端连通，第二换热器110的第一流道出口端与气液分离器111入口端连通，气液分离器111的出口端与压缩机101入口端连通。另外，第一换热器102与第三换热器105相连通的管路设置有第一截止阀103，具体的第一截止阀的一端与第一换热器第一流道出口端即制冷剂出口端连通，另一端与第三换热器的一端连通；第三换热器105与第二换热器110连通的管路设置有第一节流装置107和第二节流装置109，其中，第一节流装置107一端连接第三换热器的一端即第二端，另一端连接第二节流装 置109的一个端口，第二节流装置109的另一个端口与第二换热器110的第一流道的入口端相连。第一节流装置107和第二节流装置109彼此分开，位于第二截止阀108所在管路的两侧，或者说第一节流装置107和第二节流装置109相连的一端连通第二截止阀108；其中，第一节流装置107的一端通过截止阀108所在的管路与第一换热器102第一流道的出口端连通，另一端与第三换热器105连通；第一节流装置107两端与单向阀106控制的旁路并联，单向阀106单向导通从第三换热器105流向第二截止阀108、第二节流装置109的管路。第二节流装置109的一端与第二换热器第一流道的入口端相连通，另一端连通第二截止阀108及通过单向阀106与第三换热器105的一端相连通，第三换热器105另一端通过第三截止阀104所在的管路与气液分离器111的入口端连通。本说明书中所述的连接或连通，可以是直接的连接或连通，也可以是间接的连接或连通，此处不再进行一一赘述。

第一载冷剂循环系统200是可选择运行的，其中的第一载冷剂与制冷剂循环系统100的相对高温制冷剂，可在第一换热器102中进行热交换，并将热量携带到空调箱400中进行热交换。第二载冷剂循环系统按照空调系统不同的模式，存在两种循环方式，一种是在制冷或除湿模式下，第二载冷剂循环系统的第二载冷剂与制冷剂循环系统100中的相对低温制冷剂在第二换热器110进行热交换，并将冷量携带到空调箱400与通过空调箱的空气进行热交换；另一种是在制热模式下，第二载冷剂与乘客舱或车舱内排出的风在能量回收装置304进行热交换，回收乘客舱或车舱内排出的部分热量，使第二载冷剂得以升温，并在回到空调箱400时与外部进来的空气进行热交换，使外部进来的空气能够有所升温从而完成了热能量的回收利用。第一载冷剂循环系统200的第一载冷剂与制冷剂循环系统100的制冷剂彼此密闭隔离；第二载冷剂循环系统300的第二载冷剂与制冷剂循环系统100的制冷剂相互密闭隔离。

第一换热器102和第二换热器110为双流道换热器，均包括第一流道和 第二流道，这里第一流道指供制冷剂流过的通道，第二流道指供载冷剂流过的通道，第一流道和第二流道相互密闭隔离使流道内的介质互不连通。第一流道包括制冷剂流入口端和制冷剂流出口端，以及连接制冷剂流入口和流出口的流道。第二流道包括载冷剂入口端和载冷剂流出口端，以及连接载冷剂入口端和出口端的流通通道。

第三换热器105，设置于与外界空气相对连通的空间用于与环境进行热交换，该与外界空气连通的空间可以是汽车的车前方通风格栅的背风侧，制冷剂在第三换热器105和外界空气进行热交换，例如吸收外界环境中空气的热量，或者向外界环境释放热量。其可以为板式换热器、翅片式换热器或者微通道换热器，具体结构可包括至少两个端口，一个作为制冷剂入口端，一个作为制冷剂出口端，以及连接两端的多组流通管形成的流道，流道管之间可设置换热翅片。

第一节流装置107、第二节流装置109，可以为具有截止功能的电子膨胀阀，也可以是不具有截止功能的膨胀阀等调节制冷剂压力大小的节流装置再加上控制通断的控制阀形成。

截止阀103、104、108，也可以是流量调节阀或电磁阀等通断控制阀，只要能够实现导通或截止流通管路就可以，下述的其他截止阀也同样可以是流量调节阀或者电磁阀等通断控制阀，后续不再重复说明。

气液分离器111，与压缩机的入口端相连，使回流的低温低压气态制冷剂中含有的液态制冷剂留存在气液分离器111。

压缩机101，将低温低压的制冷剂压缩为高温高压制冷剂后排出，可采用电动压缩机，也可以采用发动机带动的压缩机，或其他能够实现将低温低压的制冷剂压缩为高温高压制冷剂的设备。

第一载冷剂循环系统200，包括通过管路连接的第一泵201、第一换热器102的第二流道、第四换热器202。第一泵201的出口端与第一换热器102的第二流道的入口端连通，第一换热器102第二流道的出口端与第四 换热器202的入口端连通，第四换热器202的出口端与第一泵201的入口端连通。第一泵201可以采用电子泵，另外第一泵也可以装在第一载冷剂循环系统的两件部件之间的管路中的任一位置。

第四换热器202可以设置在空调箱风道中，为第一载冷剂和风道中空气的热交换提供场所；该第四换热器可以为液体换热器或者是其他可以和空气进行热交换的换热器，液体换热器的流通管之间可以设置散热翅片。

第二载冷剂循环系统300包括通过管路连接的第二泵301、第二换热器110的第二流道、第五换热器302、能量回收装置304，以及使循环回路在第五换热器302和能量回收装置304之间进行切换的第一控制阀303。第二换热器110的第二流道出口端通过第一控制阀303分别连通第二泵301的入口端和能量回收装置304的出口端，第二泵301的出口端与第五换热器302的入口端连通，第五换热器302的出口端同时与第二换热器110的第二流道入口端和能量回收装置304的入口端连通。另外，第二泵也可以装在第二载冷剂循环系统的两个部件之间的管路中的其余位置，第一控制阀303可以用两个控制阀替代，两个控制阀分别设在第五换热器302和能量回收装置304所在管路。

第五换热器302设置在空调箱400的风道中，为第二载冷剂与空调箱风道中的空气进行热交换提供场所。其可以为液体换热器或其他可以与周围空气进行热交换的换热器，液体换热器的流通管之间可以设置散热翅片。

能量回收装置304可设置在乘客舱或车舱出风的通道，通常靠近车的尾部，为第二载冷剂与乘客舱或车舱排出的风进行热交换提供场所，回收乘客舱或车舱排出热风的能量。具体实现时，其可以是板式换热器也可以是其他可以实现热交换的换热器，例如盘旋的可供载冷剂流通的管道，即设置于出风管道中的盘管式换热器。

第一控制阀303可以为三通阀或组合的两通阀，以三通阀为例，其中一个端口与第二换热器的第二流道出口端连通，一个端口与能量回收装置的 出口端连通，另外一个端口与第二泵的入口端连通；并可以根据空调不同的模式控制三个端口中的其中一个进口与两个出口的其中一个端口选择性导通以进行切换或者两个进口的其中一个端口与一个出口选择性导通以进行切换，这样第二泵301连接通路可以在第二换热器110和能量回收装置304之间进行切换，即或者第二泵301入口端与第二换热器110的第二流道出口端连通，或者第二泵301入口端与能量回收装置304出口端连通，改变了第二载冷剂进行热交换的场所。具体的，当第一控制阀303导通第二泵301入口端与能量回收装置304出口端之间的管路时，第二泵301入口端与第二换热器的第二流道出口端的管路截止，这样第二载冷剂在能量回收装置304中与乘客舱或车舱内排出的空气可进行热交换，在环境温度很低时可回收乘客舱或车舱排出的热量，使从外部进入的新风得以初步升温。

空调箱400，设置有第四换热器202和第五换热器302，两者可间隔一定的距离设置。空调箱内循环或外循环的空气，经过第五换热器302、第四换热器202后进入乘客舱或车舱。另外，根据实际应用，空调箱中还可以设置空调箱出风通道、内外循环风口、电加热器、鼓风机等，另外还可以设置温度风门。

需要说明的，本实施例中的第一载冷剂循环系统也可以没有，而将第一换热器设置在空调箱风道中，并通过温度风门控制是否进行换热。

汽车空调系统的运行模式包括制热模式、制冷模式、除湿模式等，下面分别对上述几种模式下空调系统的第一实施例的工作状况进行说明。

参考图1所示，在制热模式时，制冷剂循环系统的第一截止阀103截止，第二截止阀108、第三截止阀104导通，第一节流装置107开启进行节流，第二节流装置109关闭。制冷剂经压缩机101被压缩为高温高压的气体，然后通过压缩机101的排气管排出后进入第一换热器102的第一流道，在第一换热器102中与流经第一换热器102第二流道的第一载冷剂进行热交换，被冷却成为高压液体，由于第一截止阀103截止，第三截止阀108导 通，因此高压液态制冷剂从第一换热器102第一流道的出口端流出后，经过第二截止阀108流入第一节流装置107入口端，在第一节流装置107高温液态制冷剂被降温降压成为低压流体。气液两相制冷剂从第一节流装置107的出口端流出后流入第三换热器105，在第三换热器105气液两相制冷剂与外界环境中的空气进行热交换，吸收空气中的热量成为低压低温气体。低温低压制冷剂从第三换热器105流出后，由于第一截止阀103截止，第二截止阀104导通，因此制冷剂经过第二截止阀104所在的管道进入气液分离器111入口端，使回流的低温低压气态制冷剂中含有的液态制冷剂留存在气液分离器111，而低压低温的气态制冷剂被吸入压缩机，再次被压缩机101压缩为高温高压的气态制冷剂。

第一载冷剂循环系统：第一载冷剂在第一泵201的驱动下进入第一换热器102的第二流道，在第一换热器102第一载冷剂与第一流道中的高温高压的制冷剂进行热交换，吸收热量使温度升高。温度升高的第一载冷剂从第一换热器102第二通道的出口端流出，流入第四换热器202，在第四换热器第一载冷剂与流经第四换热器的空气进行热交换，进行热交换后的空气因吸收第一载冷剂的热量而温度升高，最后进入车辆乘客舱或车舱内。

第二载冷剂循环系统，第一控制阀303与第二泵301入口端和能量回收装置304出口端连通两个端口导通，与第二换热器110连通的端口截止，因此第二泵301工作时，第二载冷剂不会流入第二换热器110进行热交换，而是进入能量回收装置中进行热交换。第二载冷剂在能量回收装置304和乘客舱或车舱排出高于外部环境的气流进行热交换，吸收乘客舱或车舱排出空气的热量，温度升高。第二载冷剂携带着吸收的热量从能量回收装置304出口端流出，流到第五换器，具体可以通过第一控制阀303进入第二泵301入口端，在第二泵301驱动下进入第五换热器入口端，在第五换热器与空调箱风道的新风进行热交换，第二载冷剂释放热量，新风吸收热量使温度初步升高，然后再通过第四换热器进一步吸收热量，升温后进入乘客舱或车舱，实现制热目的。

可以理解，空调系统在制热模式下，乘客舱或车舱中暖风被排出后，经过能量回收装置304与第二载冷剂循环系统中的载冷剂进行热交换，热风携带的热量被第二载冷剂吸收，然后第二载冷剂携带着吸收的热量进入空调箱风道，在第五换热器302中与空调箱新风进行热交换，第二载冷剂的温度降低，同时经过第五换热器的空气吸收热量，温度升高，这样不但回收了热量，而且由于空调箱新风在进入第四换热器202吸收制冷剂的热量之前，就吸收了回收的热量，降低了对制冷剂供热量的要求，节约了能量，同时可满足低温下制热的要求。当然第二载冷剂循环系统可选择性进行工作。

制冷模式如图2所示，制冷剂循环系统100的第一截止阀103导通，第二截止阀108、第三截止阀104截止，单向阀106导通，第一节流装置107不工作，第二节流装置109节流工作。制冷剂经压缩机101被压缩成高温高压的气体，从压缩机101的出口端排出，进入到第一换热器102的第一流道，在第一换热器102第一流道中的高温高压的气态制冷剂与流经第一换热器102第二流道的第一载冷剂可进行热交换，高温高压气态制冷剂放出热量成为高压气液两相制冷剂。高压气液两相的制冷剂经第一换热器102的第一流道出口端流出后，经过第一截止阀103进入第三换热器105的入口端，高压两相态制冷剂在第三换热器105中被外界环境中的空气冷却成为高压液态或两相制冷剂，制冷剂从第三换热器105出口端排出，经过单向阀106进入第二节流装置109节流降压，成为低压低温气液两相制冷剂，低压低温气液两相制冷剂进入第二换热器110的第一流道，在第二换热器110第一流道中的低压低温液态制冷剂与第二流道中的第二载冷剂进行热交换，制冷剂吸收第二载冷剂的热量，蒸发成为气态制冷剂；气态制冷剂从第二换热器110第一流道出口端流出，进入气液分离器111，经气液分离器111分离，气态制冷剂从气态分离器111出口端流出，进入压缩机101。

第二载冷剂循环系统的第二泵工作，第一控制阀303与第二换热器110 连通的端口导通，第一控制阀303与第五换热器302相连通的端口导通，第一控制阀303与能量回收装置304相连通的端口截止，因此能量回收装置304不工作。第二载冷剂在第二换热器110的第二流道，与第二换热器110的第一流道中的制冷剂进行热交换，第二载冷剂释放热量，温度降低。第二载冷剂从第二换热器110的出口端流出到第五换热器，如可经第二泵301再进入第五换热器302，与空调箱400内的空气进行热交换，第二载冷剂吸收空调箱空气的热量，温度升高，同时使流经空气的温度降低。

第一载冷剂循环系统的第一泵可选择性工作，第一泵201工作时，第一载冷剂进入第一换热器102的第二流道入口端，第一载冷剂在第一换热器的第二流道与流经第一流道的制冷剂进行热交换，第一载冷剂吸收热量后温度升高，然后经过第二控制阀203进入第四换热器202，在第四换热器202第一载冷剂与经过第四换热器202表面的空气进行热交换，第一载冷剂释放热量温度降低。第一载冷剂流经第四换热器的流量可通过第一泵或第二控制阀203可调，从而控制通过第四换热器后空气流的温度。

可以理解，在制冷模式中，可以根据用户的需求开启或者关闭第一载冷剂循环系统的第一泵，当第一泵开启时，第一载冷剂与制冷剂在第一换热器中进行热交换，吸收制冷剂的热量温度升高，然后进入第四换热器，此时，空调箱400中的进风经过第五换热器302被第二载冷剂冷却后，温度降低，同时将空气中的水分冷凝出来，除去了空气中的水分，起到了除湿的效果，然后经过第四换热器202吸收第一载冷剂的热量，温度升高，最后进入乘客舱或车舱。与没有经过第一载冷剂循环系统的冷风相比，进入乘客舱或车舱的冷风会比较柔和，提高了乘客的舒适度；同时，第一制冷剂循环系统的开启，也起到了混风的作用，不需要在空调箱风道，另外节省了用于混合或调节冷风和热风的温度风门及其驱动装置，节约了成本。具体的，例如，当空调箱的进风温度为Ta0，空气流经第五换热器302被冷却，温度降低为Ta1，空气离开第五换热器进入第四换热器被加热，温度升高为Ta2,Ta2也是空调箱的出风温度，则存在这样的关系 Ta0>Ta2>Ta1，为了保证这样的关系，需要控制Ta2的数值。Ta2与空气从第四换热器获取的热量直接相关，即与第一载冷剂携带的热量直接相关，第一载冷剂携带的热量与第一载冷剂的量、温度相关。因此，可通过控制第一泵来控制第一载冷剂的流速，进而控制到第四换热器的量和温度及Ta2，具体可根据获取的各工况参数及设定的乘客舱或车舱温度等，由系统得出标定后的第一泵的功率或第一载冷剂的流速及温度等参数并按此运行。

需要说明的，此时第四换热器和第一泵处于工作状态，从而在空调系统中不存在混风风门的情况下，也可以进行混风，另外，此方法也适用于空调系统的除湿模式。

参考图3，在除湿模式下，第一截止阀103截止，第二截止阀108、第三截止阀104导通，第二节流装置109进行节流，第一节流装置107可根据需要工作如同时进行节流；第一控制阀303导通的端口为与第二泵301和第二换热器110第二流道之间连通的两个端口，第一控制阀303与能量回收装置110之间连通的端口截止。制冷剂经过压缩机101压缩成高温高压的气体，经压缩机101出口端排出后进入第一换热器102的第一流道，第一流道的制冷剂在第一换热器102与第二流道的第一载冷剂进行热交换，然后制冷剂从第一换热器102的第一流道出口端流出经过第二截止阀108后可以分成两路，其中一路经过第一节流装置107节流降压后进入第三换热器105，在第三换热器105制冷剂与外界环境中的空气进行热交换，吸收外界环境温度的热量成为低温低压的气体，低温低压的气态制冷剂从第三换热器105出来后经过第三截止阀104进入气液分离器111，最后回到压缩机；另一路经过第二节流装置109节流成为低温低压气液两相的制冷剂，然后进入第二换热器110的第一流道，在第二换热器第一流道的制冷剂与第二流道流动的第二载冷剂交换热量，低温低压气液两相制冷剂吸收第二载冷剂的热量成为低压低温气态制冷剂，后进入气液分离器111，最后回流到压缩机。第一节流装置107可根据环境温度选择是否工作，如果环境温度较高，第四换热器需要的热量相对较少，第一节流装置107可 不工作；而如果环境温度较低，则第一节流装置107可节流工作，使第三换热器吸收外部热量。

第一载冷剂循环系统：第一载冷剂在第一泵201的驱动下进入第一换热器102的第二流道，第一载冷剂在第一换热器102与第一流道中的高温高压的制冷剂进行热交换，吸收热量温度升高。携带着热量的第一载冷剂从第一换热器102第二通道的出口端流出后，流入第四换热器，制冷剂在第四换热器与流经的空气进行热交换，进行热交换后的空气因吸收第一载冷剂的热量而温度升高，最后进入车辆乘客舱或车舱内。

第二载冷剂循环系统：第一控制阀303与第二换热器110和第五换热器302相连通的两个端口导通，与能量回收装置304相连的端口截止，因此能量回收装置304不工作。第二载冷剂在第二换热器110的第二流道，与流经第二换热器110的第一流道的制冷剂进行热交换，第二载冷剂释放热量，温度降低。第二载冷剂从第二换热器110的出口端流出，经第二泵301驱动进入第五换热器302，与空调箱内的空气进行热交换，吸收空调箱空气的热量，温度升高。相应的经过第五换热器302后，空气的温度降低。由于第二载冷剂的温度很低，因此与第五换热器302表面接触的空气会因冷凝而析出冷凝水，从而使经过的空气的湿度降低。另外第五换器也可以是没有的，而是将第二换热器直接设置在空调箱，这样去湿的效果会更好。

可以理解，在除湿模式中，制冷剂从第一换热器出来后，通过第二截止阀108后被分成了两条管路，因此第一载冷剂在第一换热器中会吸收热量，空调箱进风在第五换热器中被第二载冷剂冷却除湿后，再进入第四换热器与第一载冷剂进行热交换，温度升高，因此进入乘客舱或车舱的是不会太冷，如有必要时可以是暖风。这样，在阴冷多雨潮湿的天气，能够在除去乘客舱或车舱的水汽的同时保持乘客舱或车舱内乘客的舒适性。举例来说，环境温度较低时空调箱的进风空气温度Ta0，空气流经第五换热器302被冷却，温度降低为Ta1，同时空气中的水汽在第五换热器302表面冷凝下来，即发生除湿过程。空气离开第五换热器302进入第四换热器202被加热，温度升为Ta2，Ta2为空调箱出风温度，则Ta2>Ta0>Ta1。也就是说，经过除湿后，空调箱的出风温度Ta2可以比进风温度Ta0高空气温度 升高的能量来源于压缩机的能量及制冷剂经过室外换热器时从外界环境中吸收的热量。另外环境温度较高时空调箱的出风温度可以比进风空气温度Ta0低，空气流经第五换热器302被冷却，然后经过第四换热器升温，但升温的热量小于冷却的热量，这时，空调系统需要向外界放出热量，具体地第一截止阀103导通，第一节流装置107关闭，通过第一换热器的第一流道的制冷剂进一步通过第一截止阀103流向第三换热器105，制冷剂在第三换热器105放出热量，具体运行时制冷剂的流动可参图2，即大致与制冷模式相似，而控制方法有所不同。

参考图4，该图是本发明空调系统第一种实施例在制热模式的控制方法的局部的流程示意图，包括如下步骤：

步骤S32，检测能量回收装置表面是否结霜，若是，则执行步骤S33，否则，执行步骤s34；

步骤S33，控制第二泵停止工作；

步骤S34，控制第二泵继续工作。

可以理解，空调系统在制热模式下，乘客舱或车舱排出的暖风中携带有水汽，当在能量回收装置进行热交换时，水汽被冷凝下来，可能会使能量回收装置表面结霜。通过对第二泵的控制，解决能量回收装置表面结霜、化霜的问题，提高了能量回收装置的效率。能量回收装置可以是液体换热器，另外也可以是管路盘绕而成的管组，盘绕的管组可以设置在乘客舱或车舱排出的空气通道中，另外盘绕的管组还可以是大致中空的形成通道的结构，乘客舱或车舱排出的空气通过盘绕的管组中中空的通道。

参考图5，该图是本发明空调系统的第二种实施例的原理示意图，与第一实施例不同的是，本实施例还包括：第一旁通路204、第二旁通路205以及第三控制阀207。第一旁通路204的一端通过第三控制阀207接入与第一换热器102第二流道出口端连通的管路，第一旁通路204的另一端接入与第五换热器302入口端连通的管路；第二旁通路205的一端接入与第五换热器302出口端连通的管路，另一端接入与第四换热器202出口端连通的管路。

第三控制阀207用于控制第一旁通路204的流量，可以为三通阀或两 通阀，若为三通阀时包括三个端口，其中一个端口与第一换热器102第二流道的出口端连通，一个端口与第四换热器入口端的管路连通，另外，还有一个端口与第一旁通路204连通，从而使第一载冷剂能够通过第一旁通路204流入第二载冷剂循环系统，并使第二载冷剂循环系统的载冷剂可通过第二旁通路205回流到第一载冷剂循环系统。

该空调系统在制热、制冷、除湿模式下，第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀，第一节流装置、第二节流装置，第一控制阀的状态可参照第一实施例，在此不再赘述。

下面对该空调系统通过旁通路进行控制部分的控制方法进行说明。

参考图6，该图是该空调系统在制热模式下的控制方法流程示意图，该流程表述了在制热模式下能量回收装置结霜的控制方法，以尽可能的避免能量回收装置结霜，包括如下步骤：

步骤S12，获取能量回收装置入口端的第二载冷剂的当前温度Tr1，和乘客舱或车舱排出空气的温度；具体实现时，Tr1的获取方法可以有很多种，例如可以检测能量回收装置入口端的第二载冷剂的温度，也可以检测第五换热器出口端第二载冷剂的温度；

步骤S13，比较乘客舱或车舱排出的空气温度是否大于第二载冷剂的当前温度Tr1，若是，则执行步骤S14，否则，返回步骤S12；

步骤S14，判断能量回收装置入口端的第二载冷剂温度Tr1是否小于等于预设的第一极限值Tr1_high，若是，则执行步骤S15，否则，执行步骤S16；本实施例中预设Tr1_high为0.5，也可以是其他的根据实际情况确定的数值；第一极限值为该模式下第二载冷剂不需要化霜的极限温度；

步骤S15，判断能量回收装置入口端的第二载冷剂温度Tr1是否大于预设的第二极限Tr1_low，若是，则执行步骤S17，否则，执行步骤S18；本实施例中预设Tr1_low为-0.5，也可以是其他的根据实际情况确定的数值；这里第二极限值为该模式下第二载冷剂需要化霜的极限温度；

步骤S16，关闭第三控制阀与第一旁通路连通的端口，然后返回；

步骤S17，根据预设的Tr1的目标值或程序，调整第三控制阀与第一旁通路连通的端口的开度，使第一载冷剂经过第一旁通路204流入第二载冷剂循环系统，使第二载冷剂与部分第一载冷剂混合，进而使第二载冷剂在第五换热器中进行热交换之后的温度，达到预设的目标值，然后返回；

可以理解，为了使能量回收装置表面温度维持在0℃以上而避免结霜，该预设的目标值可以是(Tr1_low+Tr1_high)/2，本实施例中设置的两个极限值可为对称的数值，也可以根据实际请况，设置为不对称的数值。

步骤S18，控制第三控制阀与第一旁通路连通的端口，使其开度达到预设的最大值；

可以理解，在制热模式下，能量回收装置304正常工作，第二换热器110不工作，此时乘客舱或车舱排出的空气在能量回收装置304处得到部分回收。本实施例根据预设的第二载冷剂的目标温度调整第三控制阀的端口及其开度，控制旁通路的流量，从而控制了第一载冷剂循环系统中的载冷剂流入第二载冷剂循环系统进行混合后的载冷剂温度，该混合后的载冷剂就是流入能量回收装置的载冷剂，能量回收装置的表面温度与该混合后的载冷剂的温度相关，因此可以将能量回收装置表面温度控制在0℃左右，从而解决了能量回收装置表面结霜的问题，即解决了乘客舱或车舱排出的空气中携带的水汽在能量回收装置进行热交换时容易被冷凝下来，使能量回收装置表面结霜的问题。

参考图7，该图是该空调系统在制冷模式下压缩机最低极限转速情况下控制方法的局部流程示意图，包括如下步骤：

步骤S22，获取压缩机的当前转速；

步骤S23，判断压缩机的当前转速是否达到预设的最低转速，若是，则执行步骤S24，否则，返回步骤S22；

步骤S24，获取从第五换热器流出的第二载冷剂的当前温度Tc1；

步骤S25，比较Tc1是否小于预设的第三极限Tc1_high，若是，则执

行步骤S26，否则，执行步骤S27；第三极限值为该模式及设定温度下

第二载冷剂不需要辅热的相应温度，即可直接通过调节制冷剂系统实现。

步骤s26,比较Tc1是否大于预设的第四极限值Tc1_low，若是，则执行s28，否则，执行步骤29；第四极限值为第二载冷剂需要辅热的温度。

步骤s27，关闭第三控制阀与第一旁通路连通的端口，然后返回；

步骤s28，根据预设的Tc1的目标值，调整第三控制阀与第一旁通路连通的端口的开度，使第一载冷剂经过第一旁通路204流入第二载冷循环系统，与第一载冷剂混合，进而使第二载冷剂在第五换热器中进行热交换之后的温度，达到预设的目标值；可以理解，为了使能量回收装置表面温度维持在0℃附近，该预设的目标值可以是(Tc1_low+Tc1_high)/2，两个极限可以是正负对称的数值，也可以根据实际请况，设置为不对称的数值，然后返回；

步骤s29，控制第三控制阀与第一旁通路连通的端口的开度为预设的最大值。

可以理解，在乘客舱或车舱需要制冷，但制冷需求不大的情况时，例如所需要的制冷量比压缩机最小转速对应的制冷量还要小的时候，第五换热器进行热交换后温度降低，其表面很容易结霜。因此需要将一部分第一载冷剂循环系统中的载冷剂通过第三控制阀203和第一旁通路204旁通到第二载冷剂循环系统，使较高温度的载冷剂与较低温度的载冷剂混合，降低载冷剂携带的冷量。一方面，避免了压缩机因最小转速的限制带来的频繁启动，延长了压缩机寿命，提高了压缩机的工作效率的降低。另一方面，第五换热器流出的载冷剂温度可以反映第五换热器的表面温度，因此可以控制第五换热器表面的温度，使其不结霜。

另外，空调系统在制冷模式、制热模式下的控制方法(如图6、图7所示)也适用于除湿模式，在此不再赘述。

图8是本发明空调系统的第三实施例原理示意图，本实施例同样包括制冷剂循环系统和载冷剂循环系统，与第一实施例不同的地方在于，本实施例的制冷剂循环系统的第一换热器12的第一流道的出口端与第一节流 装置15的入口端和第一截止阀17的入口端通过管路连通，第一节流装置15的出口端与第一截止阀17的出口端共同与第三换热器14的一端连通，第三换热器14的另一端与第二节流装置16的入口端和第二截止阀18的入口端连通，第二节流装置16的出口端和第二截止阀18的出口端共同与第二换热器13的第一流道的入口端连通。第一载冷剂循环系统和第二载冷剂循环系统请参考第一实施例，在此不进行赘述。

需要说明，空调系统在各种模式下的控制方法，以及第一载冷剂和第二载冷剂循环系统的循环过程可参照上述实施例。另外，在本实施例的基础上，也可以不设置第一旁通路和第二旁通路；此外，也可以在本实施例的基础上不设置第一载冷剂循环系统，而是直接将第一换热器设置在空调箱风道，另外也可以将第二换热器直接设置在空调箱风道。

参考图9，该图是本发明空调控制系统的第四实施例示意图，与第一实施例不同的是，本实施例的制冷循环系统包括：通过管路连接的压缩机101、第一换热器102、第二换热器110以及第三换热器105和气液分离器111，另外，还包括第一节流装置107、第一截止阀103、第三截止阀104、第二截止阀108以及第四截止阀112，第一节流装置107为可双向流通并双向节流的节流装置。

在制热模式下，第一截止阀103、第四截止阀112关闭，第三截止阀104、第二截止阀108导通，制冷剂在压缩机101被压缩为高温高压的气体，然后通过压缩机101的排气管排出后进入第一换热器102的第一流道，在第一换热器102中与流经第一换热器102第二流道的第一载冷剂进行热交换，被冷却成为高压液体，由于第一截止阀103截止，第三截止阀108导通，因此高压液态制冷剂从第一换热器102第一流道的出口端流出后，经过第二截止阀108流经第一节流装置107，在第一节流装置107中高温液态制冷剂经节流降压成为低压气液两相液体。制冷剂从第一节流装置107流出后流入第三换热器105，在第三换热器105气液两相制冷剂与经过第三换热器的空气进行热交换，吸收空气中的热量成为低压低温气体。低温低压制冷剂从第三换热器105流出后，由于第一截止阀103截止，第二截止阀 104导通，因此制冷剂经过第二截止阀104所在的管道进入气液分离器111入口端，在气液分离器111液态制冷剂储藏在气液分离器111，而低压低温的气体制冷剂被吸入压缩机，完成一个循环。

在制冷模式下，第一截止阀103、第四截止阀112导通，第二截止阀108、第三截止阀104截止。制冷剂在压缩机101被压缩成高温高压的气体后，从压缩机101的出口端排出，进入到第一换热器102的第一流道，在第一换热器102第一流道中的高温高压的气态制冷剂与流经第一换热器102第二流道的第一载冷剂可以进行热交换，也可以不进行热交换；制冷剂经第一换热器102的第一流道出口端流出后，经过第一截止阀103进入第三换热器105，制冷剂在第三换热器105中被经过的的空气冷却成为高压液态或两相制冷剂，制冷剂从第三换热器105出口端排出，经过第一节流装置107节流降压后，成为低压低温气液两相制冷剂，然后制冷剂进入第二换热器110的第一流道，在第二换热器110第一流道的制冷剂与第二流道的第二载冷剂进行热交换，吸收第二载冷剂的热量，成为低压低温气态制冷剂；制冷剂从第二换热器110第一流道出口端流出后，经过气液分离器111，再回到压缩机101。另外，第二换热器可以放置在空调箱风道，这样第二换热器只要是一般的蒸发器即可，而不再是双流道换热器。该空调系统在各种模式下第一载冷剂循环系统和第二载冷循环系统的循环过程可参照上述实施例，也可以添加第二实施例所述的第一旁通路和第二旁通路，也可以不设置第一载冷剂循环系统，而是将第一换热器设置在空调箱，这样第一换热器可以为一般的冷凝器而不再是双流道换热器。

需要说明的是：以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施例进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对上述实施方式进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的保护范围内。