具有采暖及制冷功能的车辆热泵空调系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于车辆空调系统，特别涉及一种具有采暖及制冷功能的车辆热栗空调系统。
【背景技术】
[0002]车辆空调系统通常采用蒸汽压缩制冷循环，目前一般使用R134a作为工质，以满足夏季客运车厢舒适性需求。冬季乘员有采暖需求时，汽车空调系统使车外空气流从发动机冷却液吸收废热，提供给车厢。
[0003]但是，随着一些先进高效发动机及混合动力、电动车等新能源车辆的研发，使车辆空调在冬季将不能提供足够的热量进行车厢内采暖，或根本无法利用发动机余热进行采暖。通常，此类问题可以通过增加燃油加热器、电加热器等补充热源做为供暖辅助系统的补充。然而，这些设备通常具有效率低、使用成本高和不环保的不足。同时，由于增加了额外的采暖装置，而是得车辆空调系统自身的重量增加。
[0004]目前，能提供较高效率及足够热量的，比较合理的解决方案是汽车热栗空调系统。传统的汽车热栗空调系统在冬季采暖时，将蒸汽压缩式制冷循环的制冷剂流动的方向倒转，车外换热器做为蒸发器使用，吸收车外空气的热量；而车内换热器做为冷凝器使用，在车室内放出热量。但这种热栗也存在系统复杂，零部件多，成本高的缺陷。更重要的是，这类系统在环境温度低于-10°C时，车外蒸发器发生结冰，很难再吸收低温空气中的热量，这样导致系统效率低下，甚至无法正常工作。
[0005]另外，传统汽车空调热栗系统的结构复杂，管路、部件及阀门等配置较多，潜在的漏点多，重量大且控制策略复杂。同时，传统汽车空调热栗系统由于冷凝器在机舱内，占用机舱空间，且对机舱内的其他部件产生热辐射。
【发明内容】
[0006]本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种简化空调系统的复杂性和控制难度、减少潜在漏点，且避免在环境温度较低的情况下，系统无法正常工作的具有采暖及制冷功能的车辆热栗空调系统。
[0007]本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:
[0008]具有采暖及制冷功能的车辆热栗空调系统，包括空调厢体、压缩机、储液器，冷凝器、冷凝器风扇组、蒸发器、蒸发器风扇组及膨胀阀，压缩机的出口经管路与冷凝器的进口连接，冷凝器的出口经管路与储液器的进口连接，储液器的出口经管路连接膨胀阀的进口，膨胀阀的出口经管路连接蒸发器的进口，蒸发器的出口经管路连接压缩机的进口，其特征在于:所述空调厢体配置于驾驶室内，所述空调厢体内设有隔板，隔板的两侧分别形成热空气生产区和冷空气生产区，所述冷凝器和冷凝器风扇组安装于空调厢体内的热空气生产区，所述蒸发器、蒸发器风扇组及膨胀阀安装于空调厢体内的冷空气生产区；在空调厢体的上端部位设有吹面风口和除霜风口，在空调厢体的一侧部位设有进风风口、外排风口 A和外排风口 B，在空调厢体的另一侧靠近下端的部位设有吹足风口 ；所述进风风口经两独立的通道分别与热空气生产区和冷空气生产区连通；在空调厢体内设有排风风门A、排风风门B、除霜风门、吹面风门、温控风门和吹足风门；在排风风门A处于全打开、排风风门B处于全关闭、除霜风门处于全关闭、吹面风门处于全打开、温控风门处于全关闭及吹足风门处于全关闭的状态下，热空气生产区与外排风口 A连通，且冷空气生产区与吹面风口连通，使空调系统处于夏季制冷模式；在排风风门A处于全关闭、排风风门B处于全打开、除霜风门处于全关闭、吹面风门处于全关闭、温控风门处于全打开和吹足风门处于全打开的状态下，热空气生产区与吹足风口连通，且冷空气生产区与外排风口 A和外排风口 B同时连通，使空调系统处于冬季采暖模式；在排风风门A处于全打开、排风风门B处于全打开、除霜风门处于全打开、吹面风门处于全关闭、温度风门处于全关闭和吹足风门处于全打开的状态下，热空气生产区与除霜风口连通，且冷空气生产区与外排风口 B连通，使空调系统处于冬季除霜模式；在排风风门A处于全打开、排风风门B处于关闭、除霜风门处于全关闭、吹面风门处于半打开、温控风门处于半打开和吹足风门处于半打开的状态下，热空气生产区与外排风口 A、冷空气生产区、吹足风口同时连通，且冷空气生产区与吹面风口、热空气生产区和吹足风口同时连通，使空调系统处于春秋通风模式；在排风风门A处于全打开、排风风门B处于全打开、除霜风门处于全打开、吹面风门处于全关闭、温控风门处于全打开和吹足风门处于全打开的状态下，热空气生产区与除霜风口、吹足风口同时连通，且冷空气生产区与外排风口 B连通，使空调系统处于除霜采暖模式；所述压缩机和储液器配置在机舱内。
[0009]本发明还可以采取的技术方案为:
[0010]所述进风风口和外排风口 A各为两个，两个进风风口分别设置在空调厢体的对应侧靠近两边的位置，两个外排风口 A也分别设置在空调厢体的对应侧靠近两边的位置，且两外排风口 A分别设置在两进风风口的上方，所述外排风口 B为一个，外排风口 B设置在两外排风口 A之间；所述排风风门A为两个，两个排风风门A与两个外排风口 A —一对应。
[0011]本发明具有的优点和积极效果是:
[0012]本空调系统将冷凝器和蒸发器同时配置于安装在驾驶室内的空调厢体内，通过切换设置在空调厢体内的各个控制风门，实现了夏季制冷、冬季采暖、冬季除霜、春秋通风和除霜采暖五种工作模式。该系统简化了空调系统的复杂性和控制难度，减少了连接管路、控制阀等配置，从而减少了潜在漏点；另外，避免了环境温度对系统工作造成的不利影响，保证了在环境温度较低的情况下，系统仍可正常工作。
【附图说明】
[0013]图1是本发明处于夏季制冷模式的连接示意图；
[0014]图2是本发明处于冬季采暖模式的连接示意图；
[0015]图3是本发明处于冬季除霜模式的连接示意图；
[0016]图4是本发明处于春秋通风模式的连接示意图；
[0017]图5是本发明处于除霜采暖模式的连接示意图；
[0018]图6是本发明的空调厢体的立体结构示意图。
[0019]图中:1、空调厢体；1_1、吹面风口 ；1_2、除霜风口 ；1_3进风风口 ；1_4、外排风口A ;1-5、外排风口 B ;1_6、吹足风口 ；2、压缩机；3、储液器；4、冷凝器；5、冷凝器风扇组；6、蒸发器；7、蒸发器风扇组；8膨胀阀；9、热空气生产区；10、冷空气生产区；11、排风风门A;12、排风风门B ;13、除霜风门；14、吹面风丨1 ; 15、温控风门；16、吹足风丨]。
【具体实施方式】
[0020]为能进一步了解本发明的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下:
[0021]请参阅图1-6，具有采暖及制冷功能的车辆热栗空调系统，包括空调厢体1、压缩机2、储液器3，冷凝器4、冷凝器风扇组5、蒸发器6、蒸发器风扇组7及膨胀阀8。上述各部件的连接关系为:压缩机的出口经管路与冷凝器的进口连接，冷凝器的出口经管路与储液器的进口连接，储液器的出口经管路连接膨胀阀的进口，膨胀阀的出口经管路连接蒸发器的进口，蒸发器的出口经管路连接压缩机的进口。上述空调厢体配置于驾驶室内，在空调厢体内设有隔板，隔板的两侧分别形成热空气生产区9和冷空气生产区10。所述冷凝器和冷凝器风扇组安装于空调厢体内的热空气生产区。所述蒸发器、蒸发器风扇组及膨胀阀安装于空调厢体内的冷空气生产区。在空调厢体的上端设有吹面风口 1-1和除霜风口 1-2，在空调厢体的一侧部位设有进风风口 1-3、外排风口 A1-4和外排风口 B1-5，在空调厢体的另一侧靠近下端的部位设有吹足风口 1-6。所述进风风口经两独立的通道分别与热空气生产区和冷空气生产区连通，这样，在空调系统工作时，车外空气可从进风风口通过不同的通道分别被吸入到冷凝器风扇组与蒸发器风扇组。在空调厢体内设有排风风门All、排风风门B12、除霜风门13、吹面风门14、温控风门15和吹足风门16，其中排风风门A的作用是??切换两个空气生产区与外排风口 A的连通状态；排风风门B的作用是:控制冷空气生产区与外排风口 B的连通状态；除霜风门的作用是:控制热空气生产区与除霜口的连通状态，同时可控制外排风口 A的打开和关闭；吹面风门的作用是:控制冷空气生产区与吹面风口的连通状态；温控风门的作用:控制冷空气生产区与吹足风口的连通状态；吹足风门的作用是:控制吹足风口的打开和关闭，同时控制冷空气生产与热空气生产区的连通状态。
[0022]本热栗空调系统，通过控制各风门的打开，可实现以下五种工作模式:
[0023]1、夏季制冷模式
[0024]在夏季制冷模式时，其内部(制冷剂侧)的工作状态为:由压缩机驱动系统内部制冷剂流动，进入压缩机的低温低压制冷剂蒸汽经过压缩机输入压缩功后转化为高温高压的制冷剂蒸汽，制冷剂蒸汽进入空调厢体内的冷凝器，转化为高温高压的液态制冷剂，液态制冷剂通过管路进入发动机舱内的储液器，再进入空调厢体内的膨胀阀进行等焓节流，转化为低温低压的气液混合制冷剂蒸汽，进入空调厢体内的蒸发器进行等温膨胀吸热，形成低温低压的制冷剂蒸汽，再次进入压缩机，周而复始形成连续逆卡诺循环。
[0025]在该模式下，系统外部空气侧的工作状态为:
[0026]车外空气从空调厢体进风口通过不同的通道分别被吸入到冷凝器风扇组与蒸发器风扇组。冷凝器风扇组将车外空气输送到冷凝器，通过冷凝器的空气被加热，此时温控风门全关闭，排风风门A全打开，除霜风门全关闭，使热空气生产区与外排风口 A连通，热空气通过外排风口 A排放到车外；同时，蒸发器风扇组将车外空气输送到蒸发器，通过蒸发器的空气被冷却，此时吹足风门全关闭，排风风门B全关闭，而吹面风门全打开，使冷空气生产区与吹面风口连通，这样，冷空气通过吹面风口输送到驾驶室内