本实用新型涉及的是一种汽车空调领域的技术，具体是一种余热回收式热泵装置。
背景技术：
当前对于节能环保的要求越来越严格，在政策和市场的双重驱动下，新能源汽车发展迅速。由于新能源车的动力源单一，且电气元器件效率高，无大量余热可以利用的前提下，高效节能的热泵系统由此应运而生。目前市场上的热泵系统在低温下连续制热后，室外换热器的翅片上会结霜，导致换热性能和效率大大降低。为了使电动车电池保持在20℃～35℃的舒适温度区间，对热泵装置提出了更高的要求。
技术实现要素：
本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出一种余热回收式热泵装置，在易结霜区域采用余热回收装置或者以辅助制热的方式满足乘员舱采暖需求。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
本实用新型包括：分别与压缩机出口相连的两条排气通路和与压缩机进口相连的气液分离器，以及两条旁通路。
所述的第二排气通路包括：依次连接的室外换热器、单向阀、第三节流阀和室内蒸发器，其中：室内蒸发器的出口与气液分离器的进口相连。
所述的第一排气通路包括：相互连接的冷凝机构和第一节流阀，其中：第一节流阀的出口与室外换热器的出口相连。
所述的第一旁通路为与冷凝机构的出口相连的高压电磁阀通路，该高压电磁阀依次与第二节流阀和冷却装置串联后与气液分离器的进口相连以实现一器两用，即冷却装置在制冷模式和高温模式下与室内蒸发器并联且与室外换热器串联，在制热模式二下与室外换热器并联，在化霜模式下与室外换热器串联，即可使冷却装置提供冷却效果和余热回收。
所述的第二旁通路为与室外换热器的进口相连的低压电磁阀通路，该低压电磁阀与气液分离器的进口相连。
所述的冷却装置依次与恒温水箱、冷却板和第一循环泵连接形成闭合回路。
所述的冷凝机构为室内冷凝器或闭环式热循环装置，该闭环式热循环装置包括：串联的板式换热器、第二循环泵、补液壶和暖风芯体。
技术效果
与现有技术相比，本实用新型的热泵装置在制冷和制热时，由于室外换热器进出口冷媒流向发生反转，从而使室外换热器在充当冷凝器和蒸发器时的换热效果以及压损都能实现平衡，降低了系统能耗，提高了换热效果；在高温环境下，为乘员舱提供冷量的同时，也为电池/电机、控制器等提供冷量；采用余热回收利用方式，在室外换热器开始结霜时，将电池/电机、控制器等冷却液作为低温热源，热泵吸收其热量，避免结霜工况，解决了室外换热器结霜时，乘员舱放热量不足，热泵系统效率低的问题；本装置采用尽可能少的零件，并且充分利用空气和余热热源，节省了能源。
附图说明
图1为本实用新型示意图；
图2为实施例为制冷模式时冷媒流动路径的示意图；
图3为实施例为制热模式一时冷媒流动路径的示意图；
图4为实施例为制热模式二时冷媒流动路径的示意图；
图5为实施例为制热模式三时冷媒流动路径的示意图；
图6为实施例为低温除湿模式时冷媒流动路径的示意图；
图7为实施例为高温除湿模式时冷媒流动路径的示意图；
图8为实施例为化霜模式时冷媒流动路径的示意图；
图9为实施例的双室外换热器热泵装置的示意图；
图中：实线为冷媒流动路径，虚线为冷媒非流通路径；第一排气通路a、第二排气通路b、第一旁通路c、第二旁通路d、压缩机1、三通电磁阀2、冷凝机构3、高压电磁阀4、室外换热器5、第一节流阀6、单向阀7、第二节流阀8、冷却装置9、第三节流阀10、室内蒸发器11、低压电磁阀12、气液分离器13、恒温水箱14、冷却板15、第一循环泵16、板式换热器17、第二循环泵18、补液壶19、暖风芯体20。
具体实施方式
如图1所示，本实施例包括：通过三通电磁阀2与压缩机1出口相连的两条排气通路a、b和与压缩机进口相连的气液分离器13，以及两条旁通路c、d共同形成的闭合装置。
所述的第二排气通路b包括：依次连接的室外换热器5、单向阀7、第三节流阀10和室内蒸发器11，其中：室内蒸发器11的出口与气液分离器13的进口相连。
所述的第一排气通路a包括：相互连接的冷凝机构3和第一节流阀6，其中：第一节流阀6的出口与室外换热器5的出口相连。
所述的冷凝机构3可通过室内冷凝器实现。
所述的第一旁通路c为与冷凝机构3的出口相连的高压电磁阀4通路，该高压电磁阀4依次与第二节流阀8和冷却装置9串联后与气液分离器13的进口相连。
所述的第二旁通路d为与室外换热器5的进口相连的低压电磁阀12通路，该低压电磁阀12与气液分离器13的进口相连。
所述的冷却装置9依次与恒温水箱14、冷却板15和第一循环泵16连接形成闭合回路。
如图2所示，本实施例在制冷模式下：高温高压气态冷媒经三通电磁阀2从压缩机1排出，此时的三通电磁阀2左侧阀芯开启，其右侧阀芯关闭，冷媒由第二排气通路b进入室外换热器5，向环境释放热量以达到制冷效果，然后冷媒流经单向阀7后分流，一部分流向第二节流阀8，变为低温低压两相态冷媒并吸收由恒温水箱14流出的冷却液的热量，使换热后冷却液达到电池舒适温度区间，变为低温过热态冷媒进入气液分离器13；另一部分流向第三节流阀10，变为低温低压两相态冷媒并吸收室内蒸发器11内鼓入风的热量，变为低温低压过热/两相态冷媒进入气液分离器13中，最后两路冷媒在气液分离器13内进行压力平衡，分离出气态冷媒，再进入压缩机1内，完成一个循环。
如图3所示，本实施例在制热模式下会先启动制热模式一：此时的热源来自空气。高温高压气态冷媒经三通电磁阀2从压缩机1排出，此时的三通电磁阀2右侧阀芯打开，左侧阀芯关闭，冷媒由第一排气通路a进入冷凝机构3，向鼓入的风释放热量后变成中温高压过冷态冷媒，实现乘员舱采暖，然后过冷态冷媒流入第一节流阀6，变为低温低压两相态冷媒并由室外换热器5的出口流入，吸收空气中的热量变成低温低压气态/两相态冷媒，再由第二旁通路d的低压电磁阀12直接流入气液分离器13，分离出的气态冷媒进入压缩机1，完成一个循环。
如图4所示，本实施例在制热模式二下：此时热源来自环境空气和冷却板15。高温高压气态冷媒经三通电磁阀2从压缩机1排出，此时三通电磁阀2的右侧阀芯打开，左侧阀芯关闭，冷媒由第一排气通路a进入冷凝机构3，向鼓入的风释放热量后变成中温高压过冷态冷媒，实现乘员舱采暖，然后过冷态冷媒一部分流入第一节流阀6，变为低温低压两相态冷媒由室外换热器5出口流入，吸收空气中的热量变成低温低压气态/两相态冷媒，再由第二旁通路d的低压电磁阀12直接流入气液分离器13内；另一部分冷媒通过第一旁通路c的高压电磁阀4进入第二节流阀8，变为低温低压气态/两相态冷媒，在冷却装置9中吸收电池/电机、控制器等冷却液的热量，变成低温低压气态/两相态冷媒，进入气液分离器13内，两路冷媒在气液分离器13中自平衡，分离出的气态冷媒进入压缩机1，完成一个循环。其中，由于第一节流阀6节流后的冷媒压力比通过第一旁通路c的冷媒的小，单向阀7进出口两侧存在压力差，此时单向阀7关闭，经过第一节流阀6的冷媒无法流过单向阀7，通过第一旁通路c的冷媒无法通过单向阀7逆流，而第三节流阀10完全关闭，所以经过第一旁通路c的冷媒只能通过第二节流阀8进入冷却装置9。
如图5所示，本实施例通过传感器判断室外换热器5表面结霜导致制热效果变差后，会启动制热模式三，该模式的热源来自冷却板15。高温高压气态冷媒经三通电磁阀2从压缩机1排出，此时三通电磁阀2的右侧阀芯打开，左侧阀芯关闭，冷媒进入第一排气通路a，进入冷凝机构3，向鼓入的风释放热量后变成中温高压过冷态冷媒，实现乘员舱采暖，由于第一节流阀6完全关闭，过冷态冷媒通过第一旁通路c的高压电磁阀4，进入第二节流阀8，变为低温低压气态/两相态冷媒并进入气液分离器13，分离出的气态冷媒进入压缩机1内，完成一个循环。
如图6所示，本实施例在处于低温高湿的环境下时，启动低温除湿模式，该模式的高温高压气态冷媒经三通电磁阀2从压缩机1排出，此时三通电磁阀2的右侧阀芯打开，左侧阀芯关闭，冷媒经第一排气通路a进入冷凝机构3中，向鼓入的风释放热量后变为中温高压过冷态冷媒，实现乘员舱采暖，一部分过冷态冷媒流入第一节流阀6进行节流，变为低温低压两相态冷媒，由室外换热器5的出口流入，吸收空气中的热量，变为低温低压气态/两相态冷媒，经过第二旁通路d的低压电磁阀12后流入气液分离器13内；另一部分冷媒通过第一旁通路c的高压电磁阀4进入第三节流阀10进行节流，变为低温低压气态/两相态冷媒，吸收鼓入室内蒸发器11内的风的热量，将风中的水分析出，达到除湿效果，冷媒变为低温低压气态/两相态冷媒，进入气液分离器13中，此时的两路冷媒由于压力差很小，在气液分离器13中自平衡后，分离出的气态冷媒进入压缩机1内，完成一个循环。其中，由于通过第一节流阀6节流后冷媒的压力比通过第一旁通路c的要小，单向阀7进出口两侧存在压力差，此时单向阀7关闭，经过第一节流阀6的冷媒无法流过单向阀7，通过第一旁通路c的冷媒也无法通过单向阀7逆流，且第二节流阀8完全关闭，所以经过第一旁通路c的冷媒只能通过第二节流阀8进入室内蒸发器11中。
如图7所示，本实施例在处于高温高湿的环境下时，启动高温除湿模式，此时需要同时满足电池热管理需求。高温高压气态冷媒经三通电磁阀2从压缩机1排出，此时三通电磁阀2的左侧阀芯打开，其右侧阀芯关闭，冷媒经第二排气通路b进入室外换热器5中，向环境中释放热量，达到过冷效果，冷媒流经单向阀7后分流，一部分冷媒进入第二节流阀8进行节流，变为低温低压两相态冷媒，吸收从恒温水箱14流出的冷却液的热量，使换热后冷却液达到电池舒适温度区间要求，变为低温过热态冷媒进入气液分离器13中；另一部分进入第三节流阀10中进行节流，变为低温低压两相态冷媒，吸收室内蒸发器11内鼓入的风的热量，将鼓入风中的水分析出，达到除湿效果，变为低温低压过热/两相态冷媒进入气液分离器13中，最后两路冷媒在气液分离器13内进行压力平衡，分离出气态冷媒，进入压缩机1内，完成一个循环。
如图8所示，本实施例在车辆运行三种制热模式后，判定室外换热器5结霜或者结冰，启动化霜模式，实现快速除霜。高温高压气态冷媒经三通电磁阀2从压缩机1排出，此时三通电磁阀2的左侧阀芯打开，右侧阀芯关闭，冷媒经第二排气通路b进入室外换热器5，高温气态冷媒将室外换热器5的翅片上的霜层或冰块融化，变为中温高压过冷态冷媒，流经单向阀7，此时的第三节流阀10完全关闭，冷媒在第二节流阀8中进行节流，变为低温低压两相态冷媒，吸收从恒温水箱14流出的冷却液的热量，变为低温过热态冷媒进入气液分离器13，分离出气态冷媒，进入压缩机1内，完成一个循环。
如图9所示，所述的冷凝机构3可通过板式换热器17以及依次与之串联的第二循环泵18、补液壶19和暖风芯体20实现，同样能够实现上述模式且出风温度变化更平滑。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本实用新型原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本实用新型的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本实用新型之约束。
技术特征：
1.一种余热回收式热泵装置，其特征在于，包括：分别与压缩机出口相连的两条排气通路、与压缩机进口相连的气液分离器以及两条旁通路，其中：
第一排气通路包括：相互连接的冷凝机构和第一节流阀，其中：第一节流阀的出口与室外换热器的出口相连；
第二排气通路包括：依次连接的室外换热器、单向阀、第三节流阀和室内蒸发器，其中：室内蒸发器的出口与气液分离器的进口相连；
第一旁通路为与冷凝机构的出口相连的高压电磁阀通路，该高压电磁阀依次与第二节流阀和冷却装置串联后与气液分离器的进口相连；
第二旁通路为与室外换热器的进口相连的低压电磁阀通路，该低压电磁阀与气液分离器的进口相连。
2.根据权利要求1所述的余热回收式热泵装置，其特征是，所述的冷却装置在制冷模式和高温模式下与室内蒸发器并联且与室外换热器串联，在制热模式二下与室外换热器并联，在化霜模式下与室外换热器串联，即可使冷却装置提供冷却效果和余热回收。
3.根据权利要求1所述的余热回收式热泵装置，其特征是，所述的冷却装置依次与恒温水箱、冷却板和第一循环泵连接形成闭合回路。
4.根据权利要求1所述的余热回收式热泵装置，其特征是，所述的压缩机与两条排气通路通过三通电磁阀或两个二通电磁阀实现排气流通的唯一连接。
5.根据权利要求1所述的余热回收式热泵装置，其特征是，所述的冷凝机构为室内冷凝器或闭环式热循环装置，该闭环式热循环装置包括：串联的板式换热器、第二循环泵、补液壶和暖风芯体。
技术总结
一种余热回收式热泵装置，包括：分别与压缩机出口相连的两条排气通路、与压缩机进口相连的气液分离器以及两条旁通路，本实用新型的热泵装置在制冷和制热时，由于室外换热器进出口冷媒流向发生反转，从而使室外换热器在充当冷凝器和蒸发器时的换热效果以及压损都能实现平衡，降低了系统能耗，提高了换热效果；在高温环境下，为乘员舱提供冷量的同时，也为电池/电机、控制器等提供冷量；采用余热回收利用方式，在避免室外换热器结霜；采用尽可能少的零件，充分利用空气和余热热源，以节省能源。
技术研发人员：瞿晓华;王超;穆景阳;江宜春;赵宇;朱亮
受保护的技术使用者：空调国际(上海)有限公司
技术研发日：.03.28
技术公布日：.11.26
