[发明专利]热泵式车辆用空调系统以及其除霜方法

说明书

本发明提供一种热泵式车辆用空调系统以及其除霜方法，在除霜操作时，在车室外冷凝器以及车室外蒸发器双方流通热气体，即便在外界气温较低的情况下，也能够在短时间内有效地除霜，并且可直接共用现有系统的冷气用循环。该系统，对由电动压缩机、车室外冷凝器、带有开闭阀功能的第一减压装置、车室内蒸发器、蓄能器组成的冷气用循环，借助制冷剂切换装置连接设置在HVAC单元内的车室内蒸发器下游的车室内冷凝器，同时在车室外冷凝器的出口一侧液态制冷剂导管处借助带有开闭阀功能的第二减压装置连接设置在车室外的车室外蒸发器，进一步连接在车室外冷凝器的出口一侧液态制冷剂导管和蓄能器之间具有带有开闭阀功能的第三减压装置的旁路线路。

技术领域

本发明涉及一种适用于电动汽车和混合动力车等的空调装置的热泵式车辆用空调系统以及其除霜方法。

背景技术

在车辆用空调系统中，电动汽车(EV)不能利用引擎排热来暖气。即便在混合动力车(HEV，PHEV)中，由于人们推进的节约燃料费化，将极力控制引擎令其停止，因此人们研究采用由使用制冷剂的热泵暖气系统或将冷却剂作为媒介的电暖器构成的暖气系统。特别是暖气运行的电力消费很大，因此人们希望采用一种能够实现高COP暖气的热泵系统，其中，电暖器的情况下为COP≤1。

另一方面，在热泵系统的情况下，当于较低的外界气温下开着暖气驾车时，车室外热交换器即蒸发器上会出现结霜，导致从外界大气中的吸热量减少，结果会出现暖气效能下降的问题。因此，需要对车室外热交换器即蒸发器进行除霜(defrosting)，而如果使用适用于建筑物用热泵式空调装置的除霜方法，则无法继续进行暖气运行。在车辆用空调装置的情况下，会出现这样的问题：若停止暖气运行，则会导致窗户起雾，从而无法确保行车安全性，因此在车辆行驶过程中进行除霜操作很难。

在此，专利文献1提供了这样一种适用于EV车和HEV、PHEV车等的优质热泵式车辆用空调系统：共用现有的车辆用空调装置的冷气循环，通过追加最小限度的暖气用线路以及机器，从而能够以较低成本解决车室外蒸发器上的结霜问题。该系统为，对现有系统的冷气循环，连接设置于HVAC单元内的车室内蒸发器的下游一侧的车室内冷凝器，同时在车室外连接车室外蒸发器，从而构成暖气用热泵循环，在暖气运行时，若检测出车室外蒸发器的结霜，切断供应给车室外蒸发器的制冷剂，令制冷剂在车室内蒸发器一侧流通，切换为除湿暖气，得以让暖气继续运行。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2012-158197号公报

发明内容

要解决的技术问题

在专利文献1的发明中，当暖气运行时，若出现车室外蒸发器结霜的情况，则在车室内蒸发器一侧令制冷剂流通，切换为除湿暖气，让暖气能够继续运行，而这段时间要么令车室外蒸发器自然除霜，要么在车辆停止之后，于无乘员的状态下且在车辆电池充电中或充电后进行除霜操作。

然而，在除霜操作时，因为没办法直接将热气体导入车室外蒸发器来进行除霜，因此采用利用车室内蒸发器吸热且利用车室内冷凝器散热，然后将暖风通风到车室外蒸发器的方法，所以当外界气温较低时，由于吸热量不足，不仅无法在短时间内有效地进行除霜操作，还会在外界气温低于0℃的情况下出现难以除霜等的问题。

本发明是鉴于这样的事实而制造出来的，其目的在于提供一种热泵式车辆用空调系统及其除霜方法，其在除霜操作时，同时给车室外冷凝器和车室外蒸发器双方流通热气体，从而即便外界气温较低，也能够在短时间内有效地除霜，并且可以直接共用现有的空调系统的冷气用循环。

技术方案

为了解决上述问题，本发明的热泵式车辆用空调系统及其除霜方法采用以下的方法。