頂置式車載空調系統的製作方法
2024-02-25 15:28:15
專利名稱：頂置式車載空調系統的製作方法
技術領域：
頂置式車載空調系統本申請是實用新型分案申請，本分案申請原案的申請號為201120046728. X，申請日為2011年2月M日，實用新型名稱為《一種頂置式車載空調系統》。本實用新型涉及車用空調，尤其涉及一種頂置式車載空調系統。 [背景技術]目前汽車空調製冷系統所使用的製冷劑R12，由於其ODP值和GWP值過大，已被國際上列為禁用的CFC物質，R22作為短期替代工質很快也將被禁用。隨著近幾年混合工質研究的深入，出現了多種適合作為替代製冷劑的混合工質。其中R407C、R410A分別是三種及兩種純HFC工質按一定比例配製而成的ODP為零的混合工質。作為一種較為理想的長期替代工質，已在很多製冷設備中得到廣泛應用。但是的標準沸點僅為-26. 7°C，限制了其在低溫下的應用。R407C的單位容積製冷量和壓力都和R22比較接近。因此，只要簡單調整系統設計就能使原R22系統也適用於R407C 系統。不過，系統能效比(COP)會較原系統降低約5%。這是由於相對於其他製冷劑，R407C 會有高達6°C的溫度漂移。因此R407c系統在同樣大小的冷凝器和蒸發器時會減少熱傳遞， 並影響系統能效比。R410A是由R32與R125按1 1的比例混合而成的二元準共沸製冷劑。與R22相比，R410A有著顯著優勢的熱傳遞與流動特性，但是，在相同溫度條件下，R410A的壓力約為 R22的1. 5倍，比R22更容易洩漏，限制了 R410A在車載空調上的使用。傳統的車載空調系統的冷凝進風採用的是從冷凝腔兩側進風，經過左右冷凝器後，由中間的冷凝風機吹出，這種結構無法利用車輛行駛的迎面來風，功耗較高，而且結構不夠緊湊。本實用新型要解決的技術問題是提供一種結構緊湊、能效比較高的頂置式車載空調系統。為了解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案是，一種頂置式車載空調系統，包括空調機殼、冷凝器、冷凝風機、壓縮機、蒸發器、蒸發風機、膨脹閥、製冷劑循環管路、 控制電路、壓縮機供電電路和製冷劑，所述的壓縮機布置在機殼內，是電驅動全封閉的臥式壓縮機；所述的製冷劑循環管路與同循環管路連接的部件之間的連接結構採用焊接結構； 所述的製冷劑是R410A製冷劑。所述的空調機殼分為前腔、中腔和後腔，前腔與中腔之間、 中腔與後腔之間用隔板隔開；所述的冷凝器、冷凝風機、壓縮機布置在前腔中，所述的蒸發器和蒸發風機布置在後腔中，所述的控制電路和壓縮機供電電路的主體部分布置在中腔中。以上所述的頂置式車載空調系統，壓縮機與冷凝器之間的高壓管路、冷凝器與膨CN 202204062 U 脹閥之間的高壓管路採用厚壁管。以上所述的頂置式車載空調系統，所述厚壁管的壁厚不小於1. 2毫米。以上所述的頂置式車載空調系統，冷凝器換熱面積與蒸發器換熱面積之比為0. 31 至 0. 35。本實用新型頂置式車載空調系統採用電驅動全封閉的臥式壓縮機，壓縮機布置在機殼內，製冷劑的循環管路全部採用焊接管路，解決系統使用R410A製冷劑的洩漏問題， R410A單位質量的製冷量比高11.2%，單位製冷量的氣體容積比小132% ； R410A的壓力比R407C的高50%，但單位質量製冷量比R407C高6. 2%，單位製冷量的氣體容積比R407C小60%。因此，可以減小系統體積，提高系統的能效比。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。
圖1是本實用新型頂置式車載空調系統實施例的外形圖。圖2是本實用新型頂置式車載空調結構實施例內部結構的俯視圖。圖3是圖2的A向剖視圖。圖4是圖3中B部位的局部放大圖。圖5是本實用新型頂置式車載空調系統實施例冷凝器的結構原理圖。 [具體實施方式
]在
圖1至圖5所示的頂置式車載空調系統實施例中，頂置式車載空調系統包括空調機殼10、冷凝器1、冷凝風機2、壓縮機3、蒸發器4、蒸發風機5、膨脹閥6、製冷劑循環管路、控制電路和壓縮機供電電路。系統所用的製冷劑是R410A製冷劑。空調機殼10分為前腔、中腔和後腔，前腔為冷凝腔，中腔為電氣布置腔，後腔為蒸發腔。冷凝腔與電氣布置腔之間、電氣布置腔與蒸發腔之間都有隔板1001將相鄰的兩個腔隔開。冷凝器1、冷凝風機2、壓縮機3布置在冷凝腔中，蒸發器和蒸發風機布置在蒸發腔中。電氣布置腔中主要布置控制電路的主體部分和壓縮機3供電電路的主體部分，如變頻器，PLC可編程控制器、溫度模塊、快速熔斷器、熱繼電器等。將大部分電氣零部件布置在該中腔，既有利於防水和電氣絕緣，也便於日後的維修。壓縮機3是電驅動全封閉的臥式壓縮機，由機車提供的電力驅動，布置在空調機殼10的冷凝腔中，可以有效地減小製冷劑循環管路的長度；製冷劑循環管路與同循環管路連接的部件之間的連接結構全部採用焊接結構；壓縮機3與冷凝器1之間的高壓管路、冷凝器1與膨脹閥之間的高壓管路都採用壁厚不小於1. 2毫米厚壁管。以上措施，可以使系統適應R410A製冷劑較高的壓力，減少R410A製冷劑洩漏的隱患。在壓縮機3與冷凝器1之間的高壓管路上裝有高壓保護開關。在壓縮機3與冷凝器1之間的高壓管路上裝有高壓保護開關。壓縮機供電電路上有壓縮機的繼電器，高壓保護開關的輸出端接控制電路，控制電路的輸出端接繼電器的控制端。壓縮機輸出端輸出的壓力過高時，高壓保護開關斷開，向控制電路發出壓縮機排氣壓力過高的保護信號，控制電路通過繼電器切斷壓縮機的供電電路，有效消除系統冷凝高壓帶來的隱患，保證了系統使用R410A製冷劑的安全性。
4[0023]空調機殼10的前端面1002為後傾的斜面，冷凝器1布置在冷凝腔的前端，冷凝器 1後傾布置，後傾角為76°。冷凝風機2共3個，3個冷凝風機2橫向布置在冷凝腔的中部、 冷凝器1的後面。壓縮機3布置在前腔的後部。空調機殼10的前端面1002有冷凝器的進風1003，空調機殼10的頂部1004有冷凝風機2的出風口。如圖5所示，冷凝器1為平行流換熱器，有利於改善冷凝器的耐壓水平。平行流換熱器包括分流管11、匯流管12和複數根扁管13，每根扁管13有多個平行的微孔通道1301， 扁管13連接分流管與匯流管；分流管11上部有與壓縮機3連接的入口 1101，下部有與膨脹閥6連接的出1102，分流管11中有隔板將分流管分成第一部分和第二部分，入口 1101與第一部分連通，出1102與第二部分連通；製冷劑在冷凝器中逐漸冷卻，體積流量減小，與分流管第一部分直接連通的扁管多於與分流管第二部分直接連通的扁管。如圖4所示，為了減小進風阻力，扁管13橫剖面長軸的軸線並不與冷凝器3的主平面垂直，而是傾斜一個角度，這樣，本實施例中，扁管13橫剖面長軸的軸線與空調機殼10 下平面的夾角為19°。相比其他的換熱器，本實施例中的平行流換熱器具有的優點如下空氣側迎風面積小，增加了空氣側的傳熱面積；內部體積小，冷媒充注量小；重量輕；傳熱係數高；風阻小，從而噪音低。通過換熱器的風量越大，則換熱器所獲得的換熱量就越大。但是想要獲得越大的風量，就必須消耗越多的風機功率，從而不利於節能。本實施例冷凝器1布置在空調機殼10 的前端、冷凝器1後傾布置，主要考慮到車輛高速向前行駛，環境中的空氣相對的形成迎向車輛的風，利用迎面風的和風機葉片導向，在消耗相同風機功率的情況下，冷凝器1可獲得較大的風量。在一定程度上獲得了節能的效果，同時風機也可獲得較好的性能曲線，從而實現空調系統的高效節能。本實用新型以上實施例採用R410A作為製冷劑，R410A的氣體密度和壓力高於 R22，運行壓力高出50% -60%。高壓力和高氣體密度帶來的結果是，不但可以用更小排氣量的壓縮機，還可以用更小直徑的管路和閥門。高壓保護開關的使用消除了系統冷凝高壓帶來的隱患。厚壓縮機殼體使系統經受更高的運行壓力。壓縮機造得厚重一些還有一個好處，即R410A壓縮機的運行噪聲比R22壓縮機明顯地低2_4個分貝。與R22系統相比，R410A系統有個顯著的熱傳遞優勢一蒸發器的熱傳遞高35 %，冷凝器高5%。而和R407c的系統熱傳遞係數均低於R22。同等質量流量下，R410A的壓降較小，使其可以使用比R22或其他製冷劑更小的管路和閥門。這將為製造R410A系統降低更多的材料成本，並且在長配管家用機和多聯機系統中更有優勢。當然，只有重新設計系統，才能充分發揮R410A的熱傳遞和壓降小的優勢——例如可以考慮採取以下優化技術 使用較小直徑的盤管；不同的翅片結構和增加循環迴路長度；減少製冷迴路的數量等。最終我們可以看到，針對R410A製冷劑重新設計後的系統中，採用較小體積的蒸發器和冷凝器，成本更低，而且最高可達30%的製冷劑充注減小量。製冷劑充注量的減少，除了成本降低外，還能提升整個系統的可靠性。在相同製冷量，相同冷凝溫度的系統中，採用R410A的系統能效比可以比R22高出6 %。這是由於壓縮機在壓縮過程中的損耗更低，蒸發器和冷凝器具有更強的熱傳遞性，整個系統內的壓降更小。高效的熱傳遞和更小的壓降使其在相同運行條件下，冷凝溫度更低，蒸發溫度更高，這使壓縮機在耗電更少，效率比更高的情況下，獲得一個更好的運行範圍。冷凝器1換熱面積與蒸發器換熱面積之比為0. 31至0. 35。本實用新型以上的實施例採用厚壁管和微通道換熱器，提高了系統耐壓，通過採用全封閉壓縮機和焊接管路，解決系統洩漏問題。在將冷凝器1換熱面積與蒸發器換熱面積之比確定為0. 33的條件下，在吸氣過熱度4. 2°C、排氣過熱度25°C、過冷度11. 5°C、蒸發溫度7°C、冷凝溫度55°C的工況時，可以獲得頂置式車載空調系統2. 65的能效比，明顯高於傳統頂置式車載空調系統不足2. 5的能效比。
權利要求1.一種頂置式車載空調系統，包括空調機殼、冷凝器、冷凝風機、壓縮機、蒸發器、蒸發風機、膨脹閥、製冷劑循環管路、控制電路和製冷劑，其特徵在於，包括壓縮機供電電路，所述的壓縮機布置在機殼內，是電驅動全封閉的臥式壓縮機；所述的製冷劑循環管路與同循環管路連接的部件之間的連接結構採用焊接結構；所述的製冷劑是R410A製冷劑；所述的空調機殼分為前腔、中腔和後腔，前腔與中腔之間、中腔與後腔之間用隔板隔開；所述的冷凝器、冷凝風機、壓縮機布置在前腔中，所述的蒸發器和蒸發風機布置在後腔中，所述的控制電路和壓縮機供電電路的主體部分布置在中腔中。
2.根據權利要求1所述的頂置式車載空調系統，其特徵在於，壓縮機與冷凝器之間的高壓管路、冷凝器與膨脹閥之間的高壓管路採用厚壁管。
3.根據權利要求2所述的頂置式車載空調系統，其特徵在於，所述厚壁管的壁厚不小於1.2毫米。
4.根據權利要求1至3中任一權利要求所述的頂置式車載空調系統，其特徵在於，冷凝器換熱面積與蒸發器換熱面積之比為0. 31至0. 35。
專利摘要本實用新型公開了一種頂置式車載空調系統，包括空調機殼、冷凝器、冷凝風機、壓縮機、蒸發器、蒸發風機、膨脹閥、製冷劑循環管路、控制電路、壓縮機供電電路和製冷劑，所述的壓縮機布置在機殼內，是電驅動全封閉的臥式壓縮機；所述的製冷劑循環管路與同循環管路連接的部件之間的連接結構採用焊接結構；所述的製冷劑是R410A製冷劑。本實用新型解決了系統使用R410A製冷劑的洩漏問題，有利於減小系統體積，提高系統的能效比。
文檔編號F24F13/30GK202204062SQ20112024522
公開日2012年4月25日 申請日期2011年2月24日 優先權日2011年2月24日
發明者羅嶽華 申請人:湖南華強電氣有限公司