汽車空調(diào)系統(tǒng)中制冷劑流量的控制方法及汽車空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種汽車空調(diào)系統(tǒng)中制冷劑流量的控制方法及汽車空調(diào)系統(tǒng)，所述汽車空調(diào)系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、冷凝器、內(nèi)部熱交換器及蒸發(fā)器，所述汽車空調(diào)系統(tǒng)還包括安裝在內(nèi)部熱交換器的高壓側(cè)的出口與蒸發(fā)器的進(jìn)口之間的電子膨脹閥。所述控制器根據(jù)內(nèi)部熱交換器的低壓側(cè)出口的壓力及溫度向所述電子膨脹閥發(fā)出控制信號(hào)，所述電子膨脹閥接收該控制信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)所述電子膨脹閥的開(kāi)度，進(jìn)而控制內(nèi)部熱交換器的低壓側(cè)出口的過(guò)熱度。在另一種實(shí)施方式中，所述控制器根據(jù)內(nèi)部熱交換器的高壓側(cè)出口的壓力及溫度向所述電子膨脹閥發(fā)出控制信號(hào)，進(jìn)而控制內(nèi)部熱交換器的高壓側(cè)出口的過(guò)冷度。根據(jù)該過(guò)熱度或者過(guò)冷度來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的流量。
【專利說(shuō)明】汽車空調(diào)系統(tǒng)中制冷劑流量的控制方法及汽車空調(diào)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車空調(diào)系統(tǒng)中制冷劑流量的控制方法及汽車空調(diào)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]制冷劑從當(dāng)前的R134a向R1234yf替代已經(jīng)成為汽車空調(diào)領(lǐng)域一個(gè)重大技術(shù)改進(jìn)措施。但是，由于R1234yf冷媒的潛熱比較低，直接替換會(huì)造成系統(tǒng)制冷量降低。因此，通常的做法是采用一個(gè)內(nèi)部熱交換器，即Internal Heat Exchanger (IHX),以提高系統(tǒng)的制冷量。內(nèi)部熱交換器是一個(gè)連接在壓縮機(jī)、蒸發(fā)器和冷凝器之間的換熱器，其作用是利用蒸發(fā)器出口的制冷劑來(lái)冷卻冷凝器出口的制冷劑，以提高冷凝器出口的過(guò)冷度，增加制冷量。而為了提高蒸發(fā)器的利用效率，蒸發(fā)器出口的制冷劑最佳狀態(tài)為飽和蒸汽，這樣可以利用蒸發(fā)器出口的過(guò)熱來(lái)冷卻冷凝器出口的制冷劑，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。這種內(nèi)部熱交換器系統(tǒng)對(duì)節(jié)流機(jī)構(gòu)的過(guò)熱度控制提出更高的要求。
[0003]電子膨脹閥作為一種新型的節(jié)流元件已廣泛應(yīng)用在家用空調(diào)領(lǐng)域。電子膨脹閥可以根據(jù)系統(tǒng)的要求靈活改變空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑流量，實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)熱度的有效控制，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的效能的提高。電子膨脹閥是一種由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)閥芯運(yùn)動(dòng)、通過(guò)針形閥芯開(kāi)啟度，調(diào)整閥口的大小，從而調(diào)整制冷劑流量的機(jī)構(gòu)，可以精確控制制冷劑的流量，達(dá)到精確的過(guò)熱度控制，并且可以靈活地設(shè)置所需要的控制信號(hào)輸入。
[0004]圖1揭示了一種現(xiàn)有的帶內(nèi)部熱交換器的汽車空調(diào)系統(tǒng)，其中所述內(nèi)部熱交換器(IHX)連接在壓縮機(jī)(Comp)、蒸發(fā)器(Evap)和冷凝器(Cond)之間。該汽車空調(diào)系統(tǒng)中制冷劑的流量控制是通過(guò)熱力膨脹閥(TXV)來(lái)感知蒸發(fā)器出口溫度，進(jìn)而調(diào)節(jié)閥門的開(kāi)度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
[0005]由于從系統(tǒng)的角度，對(duì)內(nèi)部熱交換器系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，希望蒸發(fā)器出口的過(guò)熱度恰好為飽和狀態(tài)，如圖2中的壓焓圖所示。熱力膨脹閥的目標(biāo)是控制蒸發(fā)器出口盡可能低的過(guò)熱度，且不能為兩相流體，一旦出現(xiàn)兩相流體，熱力膨脹閥將容易失控。而對(duì)于熱力膨脹閥來(lái)講，低過(guò)熱度控制，特別是接近于(TC控制，是非常困難的。熱力膨脹閥流量過(guò)多或者過(guò)少地提供給蒸發(fā)器均對(duì)系統(tǒng)不利，會(huì)造成系統(tǒng)振蕩或者性能降低。特別是在低負(fù)荷工況下，系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩的概率非常聞。
[0006]因此，有必要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中熱力膨脹閥無(wú)法準(zhǔn)確控制系統(tǒng)流量和過(guò)熱度的問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種汽車空調(diào)系統(tǒng)中制冷劑流量的控制方法及汽車空調(diào)系統(tǒng)，其能夠準(zhǔn)確控制流入蒸發(fā)器中制冷劑的流量。
[0008]為解決實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種汽車空調(diào)系統(tǒng)中制冷劑流量的控制方法，所述汽車空調(diào)系統(tǒng)包括相互連接的壓縮機(jī)、冷凝器、內(nèi)部熱交換器及蒸發(fā)器，其中所述壓縮機(jī)、冷凝器及蒸發(fā)器均包括進(jìn)口及出口，所述內(nèi)部熱交換器包括高壓側(cè)及低壓側(cè)，所述高壓側(cè)及低壓側(cè)亦均包括進(jìn)口及出口，所述壓縮機(jī)的出口與冷凝器的進(jìn)口相連，所述冷凝器的出口與內(nèi)部熱交換器的高壓側(cè)的進(jìn)口相連，所述內(nèi)部熱交換器的高壓側(cè)的出口與蒸發(fā)器的進(jìn)口相連，所述蒸發(fā)器的出口與內(nèi)部熱交換器的低壓側(cè)的進(jìn)口相連，所述內(nèi)部熱交換器的低壓側(cè)的出口與壓縮機(jī)的進(jìn)口相連，所述汽車空調(diào)系統(tǒng)還包括安裝在內(nèi)部熱交換器的高壓側(cè)的出口與蒸發(fā)器的進(jìn)口之間的電子膨脹閥及用以向所述電子膨脹閥發(fā)出控制信號(hào)的控制器，所述控制器通過(guò)如下方式一或者方式二向所述電子膨脹閥發(fā)出控制信號(hào)，所述電子膨脹閥接收該控制信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)其開(kāi)度，進(jìn)而調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的流量:
方式一:所述控制器根據(jù)內(nèi)部熱交換器的低壓側(cè)出口的壓力及溫度來(lái)控制內(nèi)部熱交換器的低壓側(cè)出口的過(guò)熱度，并根據(jù)該過(guò)熱度向所述電子膨脹閥發(fā)出控制信號(hào)；
方式二:所述控制器根據(jù)內(nèi)部熱交換器的高壓側(cè)出口的壓力及溫度來(lái)控制內(nèi)部熱交換器的高壓側(cè)出口的過(guò)冷度，并根據(jù)該過(guò)冷度來(lái)向所述電子膨脹閥發(fā)出控制信號(hào)。
[0009]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案:未在蒸發(fā)器內(nèi)完全蒸發(fā)的制冷劑在內(nèi)部熱交換器的低壓側(cè)繼續(xù)蒸發(fā)吸熱，并由此進(jìn)一步降低內(nèi)部熱交換器的高壓側(cè)出口處制冷劑的溫度。
[0010]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案:所述汽車空調(diào)系統(tǒng)還包括安裝在內(nèi)部熱交換器的低壓側(cè)的出口與壓縮機(jī)的進(jìn)口之間的氣液分離器，所述氣液分離器將內(nèi)部熱交換器的低壓側(cè)出口的氣液兩相制冷劑進(jìn)行分離，以確保進(jìn)入壓縮機(jī)的制冷劑呈氣態(tài)。
[0011]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案:所述汽車空調(diào)系統(tǒng)還包括安裝在蒸發(fā)器的出口與內(nèi)部熱交換器低壓側(cè)的進(jìn)口之間的氣液分離器，所述氣液分離器將氣液兩相制冷劑進(jìn)行分離，以確保進(jìn)入內(nèi)部熱交換器的低壓側(cè)進(jìn)口處的制冷劑呈氣態(tài)。
[0012]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案:方式一中調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的流量包括如下步驟:
51)判斷過(guò)熱度設(shè)定值減去過(guò)熱度實(shí)際值與設(shè)定區(qū)間的大小關(guān)系；
52)若過(guò)熱度設(shè)定值減去過(guò)熱度實(shí)際值大于所述設(shè)定區(qū)間的最大閥值，所述控制器向電子膨脹閥發(fā)出控制信號(hào)，減小電子膨脹閥的開(kāi)度；
53)若過(guò)熱度設(shè)定值減去過(guò)熱度實(shí)際值小于所述設(shè)定區(qū)間的最小閥值，所述控制器向電子膨脹閥發(fā)出控制信號(hào)，增大電子膨脹閥的開(kāi)度；
54)若過(guò)熱度設(shè)定值減去過(guò)熱度實(shí)際值落在所述設(shè)定區(qū)間內(nèi)，所述電子膨脹閥維持當(dāng)前的開(kāi)度。
[0013]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案:方式二中調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的流量包括如下步驟:
51)判斷過(guò)冷度設(shè)定值減去過(guò)冷度實(shí)際值與設(shè)定區(qū)間的大小關(guān)系；
52)若過(guò)冷度設(shè)定值減去過(guò)冷度實(shí)際值大于所述設(shè)定區(qū)間的最大閥值，所述控制器向電子膨脹閥發(fā)出控制信號(hào)，減小電子膨脹閥的開(kāi)度；
53)若過(guò)冷度設(shè)定值減去過(guò)冷度實(shí)際值小于所述設(shè)定區(qū)間的最小閥值，所述控制器向電子膨脹閥發(fā)出控制信號(hào)，增大電子膨脹閥的開(kāi)度；
54)若過(guò)冷度設(shè)定值減去過(guò)冷度實(shí)際值落在所述設(shè)定區(qū)間內(nèi)，所述電子膨脹閥維持當(dāng)前的開(kāi)度。[0014]為解決實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還可以采用如下技術(shù)方案:一種汽車空調(diào)系統(tǒng)，其包括相互連接的壓縮機(jī)、冷凝器、內(nèi)部熱交換器及蒸發(fā)器，其中所述壓縮機(jī)、冷凝器及蒸發(fā)器均包括進(jìn)口及出口，所述內(nèi)部熱交換器包括高壓側(cè)及低壓側(cè)，所述高壓側(cè)及低壓側(cè)亦均包括進(jìn)口及出口，所述壓縮機(jī)的出口與冷凝器的進(jìn)口相連，所述冷凝器的出口與內(nèi)部熱交換器的高壓側(cè)的進(jìn)口相連，所述內(nèi)部熱交換器的高壓側(cè)的出口與蒸發(fā)器的進(jìn)口相連，所述蒸發(fā)器的出口與內(nèi)部熱交換器的低壓側(cè)的進(jìn)口相連，所述內(nèi)部熱交換器的低壓側(cè)的出口與壓縮機(jī)的進(jìn)口相連，所述汽車空調(diào)系統(tǒng)還包括安裝在內(nèi)部熱交換器的高壓側(cè)的出口與蒸發(fā)器的進(jìn)口之間的電子膨脹閥及用以向所述電子膨脹閥發(fā)出控制信號(hào)的控制器，信號(hào)通過(guò)如下方式一或者方式二被傳遞到所述控制器，所述電子膨脹閥接收所述控制器的控制信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)其開(kāi)度，進(jìn)而調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的流量:
方式一:將反映內(nèi)部熱交換器的低壓側(cè)出口的過(guò)熱度的低壓側(cè)出口的壓力及溫度信號(hào)傳遞到所述控制器；
方式二:將反映內(nèi)部熱交換器的高壓側(cè)出口的過(guò)冷度的高壓側(cè)出口的壓力及溫度信號(hào)傳遞到所述控制器。
[0015]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案:上述方式一及方式二中的壓力信號(hào)均通過(guò)壓力傳感器測(cè)量出。
[0016]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案:上述方式一及方式二中的溫度信號(hào)均通過(guò)溫度傳感器測(cè)量出。
[0017]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案:所述汽車空調(diào)系統(tǒng)按照上述的控制方法對(duì)進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)測(cè)量?jī)?nèi)部熱交換器的低壓側(cè)出口的壓力及溫度來(lái)控制內(nèi)部熱交換器的低壓側(cè)出口的過(guò)熱度，或者測(cè)量?jī)?nèi)部熱交換器的高壓側(cè)出口的壓力及溫度來(lái)控制內(nèi)部熱交換器的高壓側(cè)出口的過(guò)冷度，并根據(jù)該過(guò)熱度或者過(guò)冷度來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的流量，從而能夠準(zhǔn)確控制制冷劑的流量，使本發(fā)明汽車空調(diào)系統(tǒng)的能效比(COP)最優(yōu)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的汽車空調(diào)系統(tǒng)；
圖2是現(xiàn)有技術(shù)中汽車空調(diào)系統(tǒng)的壓焓圖；
圖3是本發(fā)明汽車空調(diào)系統(tǒng)于第一實(shí)施方式中的組成示意圖；
圖4是對(duì)應(yīng)于圖3中汽車空調(diào)系統(tǒng)于不同位置處的壓焓圖；
圖5是本發(fā)明汽車空調(diào)系統(tǒng)的能效比(COP)-過(guò)熱度圖；
圖6是第一實(shí)施方式中調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的流量的步驟圖；
圖7是本發(fā)明汽車空調(diào)系統(tǒng)于第二實(shí)施方式中的組成示意圖；
圖8是對(duì)應(yīng)于圖7中汽車空調(diào)系統(tǒng)于不同位置處的壓焓圖；
圖9是本發(fā)明汽車空調(diào)系統(tǒng)的能效比(COP)-過(guò)冷度圖；
圖10是第二實(shí)施方式中調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的流量的步驟圖。
【具體實(shí)施方式】[0020]請(qǐng)參圖3所示，本發(fā)明于第一實(shí)施方式中的汽車空調(diào)系統(tǒng)，其包括壓縮機(jī)1、冷凝器2、內(nèi)部熱交換器3、電子膨脹閥4及蒸發(fā)器5。所述電子膨脹閥4根據(jù)控制器發(fā)出的控制信號(hào)進(jìn)行開(kāi)度調(diào)節(jié)。所述壓縮機(jī)I包括進(jìn)口 11及出口 12，所述冷凝器2包括進(jìn)口 21及出口 22，所述蒸發(fā)器5包括進(jìn)口 51及出口 52。所述內(nèi)部熱交換器3包括高壓側(cè)31及低壓側(cè)32，所述高壓側(cè)31包括進(jìn)口 311及出口 312，所述低壓側(cè)32包括進(jìn)口 321及出口 322。從圖3中能夠明顯看出，所述壓縮機(jī)I的出口 12與冷凝器2的進(jìn)口 21相連，所述冷凝器2的出口 22與內(nèi)部熱交換器3的高壓側(cè)31的進(jìn)口 311相連，所述電子膨脹閥4安裝在內(nèi)部熱交換器3的高壓側(cè)31的出口 312與蒸發(fā)器5的進(jìn)口 51之間，蒸發(fā)器5的出口 52與內(nèi)部熱交換器3的低壓側(cè)32的進(jìn)口 321相連，所述內(nèi)部熱交換器3的低壓側(cè)32的出口 322與壓縮機(jī)I的進(jìn)口 11相連。
[0021]請(qǐng)參圖4所示，其中左邊曲線左側(cè)的部分所對(duì)應(yīng)的制冷劑為液態(tài)，右邊曲線右側(cè)的部分所對(duì)應(yīng)的制冷劑為氣態(tài)，左邊曲線與右邊曲線之間的部分所對(duì)應(yīng)的制冷劑為氣液兩相混合。圖4中梯形圖上的數(shù)字對(duì)應(yīng)于圖3中具有相同標(biāo)號(hào)的位置。
[0022]請(qǐng)參圖3及圖4所示，以下對(duì)本發(fā)明汽車空調(diào)系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行介紹:
(I).氣態(tài)制冷劑從進(jìn)口 11進(jìn)入壓縮機(jī)1，被壓縮機(jī)I壓縮后形成高溫高壓的氣體(即氣態(tài)制冷劑)，從出口 12流出。即圖4中出口 12處氣體的壓力及比焓值均高于進(jìn)口 11處氣體的壓力及比焓值。
[0023](2).隨后，該高溫高壓的氣體從進(jìn)口 21進(jìn)入冷凝器2，在冷凝器2上冷卻成低溫高壓的液體(即液態(tài)制冷劑)，并從出口 22流出。即圖4中出口 22處液體的比焓值低于出口 12處氣體的比焓值。
[0024](3).隨后，該低溫高壓的液體進(jìn)入內(nèi)部熱交換器3的高壓側(cè)31以與內(nèi)部熱交換器3的低壓側(cè)32進(jìn)行熱交換(容后詳述)，從而得到更低溫度的高壓的液體。即圖4中出口 312處液體的比焓值低于出口 22處液體的比焓值。該內(nèi)部熱交換器3的功能在于提升汽車空調(diào)系統(tǒng)的制冷能力。
[0025](4).隨后，從出口 312流出的液體經(jīng)電子膨脹閥4節(jié)流減壓后流入蒸發(fā)器5，氣液兩相混合的制冷劑在蒸發(fā)器5中蒸發(fā)吸熱。
[0026](5).隨后，從蒸發(fā)器5的出口 52流出的氣液兩相混合的制冷劑進(jìn)入內(nèi)部熱交換器3的低壓側(cè)32。在這種情形下，未在蒸發(fā)器5中完全汽化的液態(tài)制冷劑在內(nèi)部熱交換器3中繼續(xù)蒸發(fā)吸熱，這也就是為何從內(nèi)部熱交換器3的高壓側(cè)31的出口 312流出的液態(tài)制冷劑具有更低的溫度。此外，經(jīng)過(guò)內(nèi)部熱交換器3的處理，從其低壓側(cè)32的出口 321出來(lái)的制冷器完全為氣態(tài)，從而避免了會(huì)損壞壓縮機(jī)I的液擊現(xiàn)象。
[0027](6).最后，從內(nèi)部熱交換器3的低壓側(cè)32的出口 321出來(lái)的氣態(tài)制冷器進(jìn)入壓縮機(jī)I，實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)。
[0028]在本發(fā)明汽車空調(diào)系統(tǒng)的第一實(shí)施方式中，所述控制器根據(jù)內(nèi)部熱交換器3的低壓側(cè)32出口 322的壓力⑵及溫度⑴來(lái)控制內(nèi)部熱交換器3的低壓側(cè)32出口 322的過(guò)熱度，并根據(jù)該過(guò)熱度向所述電子膨脹閥4發(fā)出控制信號(hào)。所述電子膨脹閥4接收該控制信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)其開(kāi)度，進(jìn)而控制進(jìn)入蒸發(fā)器5內(nèi)制冷劑的流量。所述壓力(P)及溫度(T)信號(hào)分別通過(guò)壓力傳感器及溫度傳感器測(cè)量出。電子膨脹閥4的開(kāi)度隨著溫度壓力傳感器所在位置的過(guò)熱度和設(shè)置過(guò)熱度的差值的變化進(jìn)行調(diào)整。[0029]請(qǐng)參圖5所示，本發(fā)明汽車空調(diào)系統(tǒng)的能效比(COP)與過(guò)熱度存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，即在某一工況下，存在一個(gè)過(guò)熱度設(shè)定值(例如10°c )使汽車空調(diào)系統(tǒng)的能效比最優(yōu)(接近2.5)。當(dāng)然，對(duì)于不同的工況，汽車空調(diào)系統(tǒng)的能效比隨過(guò)熱度設(shè)定值的變化規(guī)律也不一樣。本發(fā)明采用電子膨脹閥4控制的優(yōu)勢(shì)是可以針對(duì)不同的應(yīng)用工況，標(biāo)定出不同工況下最優(yōu)過(guò)熱度設(shè)定值，使得汽車空調(diào)系統(tǒng)始終處于最優(yōu)的能效比下運(yùn)行。
[0030]請(qǐng)參圖6所示，電子膨脹閥4調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器5內(nèi)制冷劑的流量采用比例積分微分(PID)的控制方法，其包括如下步驟:
51)判斷過(guò)熱度設(shè)定值減去過(guò)熱度實(shí)際值與設(shè)定區(qū)間的大小關(guān)系，所述設(shè)定區(qū)間舉例來(lái)說(shuō)可以為0.5~1 ；
52)若過(guò)熱度設(shè)定值減去過(guò)熱度實(shí)際值大于所述設(shè)定區(qū)間的最大閥值(即1)，所述控制器向電子膨脹閥4發(fā)出控制信號(hào)，減小電子膨脹閥4的開(kāi)度；
53)若過(guò)熱度設(shè)定值減去過(guò)熱度實(shí)際值小于所述設(shè)定區(qū)間的最小閥值(即0.5)，所述控制器向電子膨脹閥4發(fā)出控制信號(hào)，增大電子膨脹閥4的開(kāi)度；
54)若過(guò)熱度設(shè)定值減去過(guò)熱度實(shí)際值落在所述設(shè)定區(qū)間內(nèi)，所述電子膨脹閥4維持當(dāng)前的開(kāi)度。
[0031]請(qǐng)參圖7及圖8所示，本發(fā)明于第二實(shí)施方式中的汽車空調(diào)系統(tǒng)與第一實(shí)施方式的區(qū)別在于:在內(nèi)部熱交換器3的低壓側(cè)32的出口 322與壓縮機(jī)I的進(jìn)口 11之間安裝了一個(gè)氣液分離器6。所述氣液分離器6將內(nèi)部熱交換器3的低壓側(cè)32出口 322的氣液兩相制冷劑進(jìn)行分離，以確保進(jìn)入壓縮機(jī)I的制冷劑呈氣態(tài)，從而避免了會(huì)損壞壓縮機(jī)I的液擊現(xiàn)象。另外，所述控制器根據(jù)內(nèi)部熱交換器3的高壓側(cè)31出口 312的壓力(P)及溫度(T)來(lái)控制內(nèi)部熱交換器3的高壓側(cè)31出口 312的過(guò)冷度，并根據(jù)該過(guò)冷度向所述電子膨脹閥4發(fā)出控制信號(hào)。所述電子膨脹閥4接收該控制信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)其開(kāi)度，進(jìn)而控制進(jìn)入蒸發(fā)器5內(nèi)制冷劑的流量。所述壓力(P)及溫度(T)信號(hào)分別通過(guò)壓力傳感器及溫度傳感器測(cè)量出。
[0032]請(qǐng)參圖9所示，本發(fā)明汽車空調(diào)系統(tǒng)的能效比(COP)與過(guò)冷度也存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，即在某一工況下，存在一個(gè)過(guò)冷度設(shè)定值使汽車空調(diào)系統(tǒng)的能效比最優(yōu)。當(dāng)然，對(duì)于不同的工況，汽車空調(diào)系統(tǒng)的能效比隨過(guò)冷度設(shè)定值的變化規(guī)律也不一樣。本發(fā)明采用電子膨脹閥4控制的優(yōu)勢(shì)是可以針對(duì)不同的應(yīng)用工況，標(biāo)定出不同工況下最優(yōu)過(guò)冷度設(shè)定值，使得汽車空調(diào)系統(tǒng)始終處于最優(yōu)的能效比下運(yùn)行。
[0033]請(qǐng)參圖10所示，電子膨脹閥4調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器5內(nèi)制冷劑的流量采用比例積分微分(PID)的控制方法，其包括如下步驟:
51)判斷過(guò)冷度設(shè)定值減去過(guò)冷度實(shí)際值與設(shè)定區(qū)間的大小關(guān)系，所述設(shè)定區(qū)間舉例來(lái)說(shuō)可以為0.5^1 ；
52)若過(guò)冷度設(shè)定值減去過(guò)冷度實(shí)際值大于所述設(shè)定區(qū)間的最大閥值(即1)，所述控制器向電子膨脹閥4發(fā)出控制信號(hào)，減小電子膨脹閥4的開(kāi)度；
53)若過(guò)冷度設(shè)定值減去過(guò)冷度實(shí)際值小于所述設(shè)定區(qū)間的最小閥值(即0.5)，所述控制器向電子膨脹閥4發(fā)出控制信號(hào)，增大電子膨脹閥4的開(kāi)度；
54)若過(guò)冷度設(shè)定值減去過(guò)冷度實(shí)際值落在所述設(shè)定區(qū)間內(nèi)，所述電子膨脹閥4維持當(dāng)前的開(kāi)度。[0034]需要說(shuō)明的是，由于第二實(shí)施方式中的汽車空調(diào)系統(tǒng)是通過(guò)測(cè)量?jī)?nèi)部熱交換器3的高壓側(cè)31出口 312的過(guò)冷度來(lái)調(diào)節(jié)電子膨脹閥4的開(kāi)度，對(duì)于蒸發(fā)器5的出口 52過(guò)熱度及內(nèi)部熱交換器3的低壓側(cè)32的出口 322過(guò)熱度均無(wú)法監(jiān)控到，也正是基于此考慮，本發(fā)明通過(guò)設(shè)置氣液分離器6很巧妙的解決了該問(wèn)題。當(dāng)然，所述氣液分離器6也可以設(shè)置在蒸發(fā)器5的出口 52與內(nèi)部熱交換器3低壓側(cè)32的進(jìn)口 321之間。
[0035]需要說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術(shù)方案，盡管本說(shuō)明書(shū)參照上述的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員仍然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而一切不脫離本發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車空調(diào)系統(tǒng)中制冷劑流量的控制方法，所述汽車空調(diào)系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、冷凝器、內(nèi)部熱交換器及蒸發(fā)器，其中所述壓縮機(jī)、冷凝器及蒸發(fā)器均包括進(jìn)口及出口，所述內(nèi)部熱交換器包括高壓側(cè)及低壓側(cè)，所述高壓側(cè)及低壓側(cè)亦均包括進(jìn)口及出口，所述壓縮機(jī)的出口與冷凝器的進(jìn)口相連，所述冷凝器的出口與內(nèi)部熱交換器的高壓側(cè)的進(jìn)口相連，所述內(nèi)部熱交換器的高壓側(cè)的出口與蒸發(fā)器的進(jìn)口相連，所述蒸發(fā)器的出口與內(nèi)部熱交換器的低壓側(cè)的進(jìn)口相連，所述內(nèi)部熱交換器的低壓側(cè)的出口與壓縮機(jī)的進(jìn)口相連，其特征在于:所述汽車空調(diào)系統(tǒng)還包括安裝在內(nèi)部熱交換器的高壓側(cè)的出口與蒸發(fā)器的進(jìn)口之間的電子膨脹閥及用以向所述電子膨脹閥發(fā)出控制信號(hào)的控制器，所述控制器通過(guò)如下方式一或者方式二向所述電子膨脹閥發(fā)出控制信號(hào)，所述電子膨脹閥接收該控制信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)其開(kāi)度，進(jìn)而調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的流量: 方式一:所述控制器根據(jù)內(nèi)部熱交換器的低壓側(cè)出口的壓力及溫度來(lái)控制內(nèi)部熱交換器的低壓側(cè)出口的過(guò)熱度，并根據(jù)該過(guò)熱度向所述電子膨脹閥發(fā)出控制信號(hào)； 方式二:所述控制器根據(jù)內(nèi)部熱交換器的高壓側(cè)出口的壓力及溫度來(lái)控制內(nèi)部熱交換器的高壓側(cè)出口的過(guò)冷度，并根據(jù)該過(guò)冷度來(lái)向所述電子膨脹閥發(fā)出控制信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于:未在蒸發(fā)器內(nèi)完全蒸發(fā)的制冷劑在內(nèi)部熱交換器的低壓側(cè)繼續(xù)蒸發(fā)吸熱，并由此進(jìn)一步降低內(nèi)部熱交換器的高壓側(cè)出口處制冷劑的溫度。
3.如權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于:所述汽車空調(diào)系統(tǒng)還包括安裝在內(nèi)部熱交換器的低壓側(cè)的出口與壓縮機(jī)的進(jìn)口之間的氣液分離器，所述氣液分離器將內(nèi)部熱交換器的低壓側(cè)出口的氣液兩相制冷劑進(jìn)行分離，以確保進(jìn)入壓縮機(jī)的制冷劑呈氣態(tài)。
4.如權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于:所述汽車空調(diào)系統(tǒng)還包括安裝在蒸發(fā)器的出口與內(nèi)部熱交換器低壓側(cè)的進(jìn)口之間的氣液分離器，所述氣液分離器將氣液兩相制冷劑進(jìn)行分離，以確保進(jìn)入內(nèi)部熱交換器的低壓側(cè)進(jìn)口處的制冷劑呈氣態(tài)。
5.如權(quán)利要求1至4項(xiàng)中任意一項(xiàng)所述的控制方法，其特征在于:方式一中調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的流量包括如下步驟: 51)判斷過(guò)熱度設(shè)定值減去過(guò)熱度實(shí)際值與設(shè)定區(qū)間的大小關(guān)系； 52)若過(guò)熱度設(shè)定值減去過(guò)熱度實(shí)際值大于所述設(shè)定區(qū)間的最大閥值，所述控制器向電子膨脹閥發(fā)出控制信號(hào)，減小電子膨脹閥的開(kāi)度； 53)若過(guò)熱度設(shè)定值減去過(guò)熱度實(shí)際值小于所述設(shè)定區(qū)間的最小閥值，所述控制器向電子膨脹閥發(fā)出控制信號(hào)，增大電子膨脹閥的開(kāi)度； 54)若過(guò)熱度設(shè)定值減去過(guò)熱度實(shí)際值落在所述設(shè)定區(qū)間內(nèi)，所述電子膨脹閥維持當(dāng)前的開(kāi)度。
6.如權(quán)利要求1至4項(xiàng)中任意一項(xiàng)所述的控制方法，其特征在于:方式二中調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的流量包括如下步驟: 51)判斷過(guò)冷度設(shè)定值減去過(guò)冷度實(shí)際值與設(shè)定區(qū)間的大小關(guān)系； 52)若過(guò)冷度設(shè)定值減去過(guò)冷度實(shí)際值大于所述設(shè)定區(qū)間的最大閥值，所述控制器向電子膨脹閥發(fā)出控制信號(hào)，減小電子膨脹閥的開(kāi)度； 53)若過(guò)冷度設(shè)定值減去過(guò)冷度實(shí)際值小于所述設(shè)定區(qū)間的最小閥值，所述控制器向電子膨脹閥發(fā)出控制信號(hào)，增大電子膨脹閥的開(kāi)度；S4)若過(guò)冷度設(shè)定值減去過(guò)冷度實(shí)際值落在所述設(shè)定區(qū)間內(nèi)，所述電子膨脹閥維持當(dāng)前的開(kāi)度。
7.一種汽車空調(diào)系統(tǒng)，其包括相互連接的壓縮機(jī)、冷凝器、內(nèi)部熱交換器及蒸發(fā)器，其中所述壓縮機(jī)、冷凝器及蒸發(fā)器均包括進(jìn)口及出口，所述內(nèi)部熱交換器包括高壓側(cè)及低壓側(cè)，所述高壓側(cè)及低壓側(cè)亦均包括進(jìn)口及出口，所述壓縮機(jī)的出口與冷凝器的進(jìn)口相連，所述冷凝器的出口與內(nèi)部熱交換器的高壓側(cè)的進(jìn)口相連，所述內(nèi)部熱交換器的高壓側(cè)的出口與蒸發(fā)器的進(jìn)口相連，所述蒸發(fā)器的出口與內(nèi)部熱交換器的低壓側(cè)的進(jìn)口相連，所述內(nèi)部熱交換器的低壓側(cè)的出口與壓縮機(jī)的進(jìn)口相連，其特征在于:所述汽車空調(diào)系統(tǒng)還包括安裝在內(nèi)部熱交換器的高壓側(cè)的出口與蒸發(fā)器的進(jìn)口之間的電子膨脹閥及用以向所述電子膨脹閥發(fā)出控制信號(hào)的控制器，信號(hào)通過(guò)如下方式一或者方式二傳遞到所述控制器，所述電子膨脹閥接收所述控制器的控制信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)其開(kāi)度，進(jìn)而調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的流量: 方式一:將反映內(nèi)部熱交換器的低壓側(cè)出口的過(guò)熱度的低壓側(cè)出口的壓力及溫度信號(hào)傳遞到所述控制器； 方式二:將反映內(nèi)部熱交換器的高壓側(cè)出口的過(guò)冷度的高壓側(cè)出口的壓力及溫度信號(hào)傳遞到所述控制器。
8.如權(quán)利要求7所述的汽車空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:上述方式一及方式二中的壓力信號(hào)均通過(guò)壓力傳感器測(cè)量出。
9.如權(quán)利要求7所述的汽車空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:上述方式一及方式二中的溫度信號(hào)均通過(guò)溫度傳感器測(cè)量出。
10.如權(quán)利要求7所述的汽車空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:所述汽車空調(diào)系統(tǒng)按照權(quán)利要求1至6項(xiàng)中任意一項(xiàng)所述的控制方法對(duì)進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的流量進(jìn)行`調(diào)節(jié)。
【文檔編號(hào)】F25B41/00GK103673416SQ201210316149
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月31日
【發(fā)明者】張榮榮, 愛(ài)德文·斯坦科, 唐立 申請(qǐng)人:杭州三花研究院有限公司