一體式電動空調機的設計

高超文　高君華

摘要：目前，汽車空調存在效率低、空調體積大等問題。為了解決這些問題，文章提出了一種一體式電動空調機的設計方案，這種一體式電動空調機的優點是：電驅壓縮機、冷凝器、蒸發器、送風機布置在一個殼體內，空調管路長度減少，制冷劑壓力損失小，冷熱風損失小，冷媒充注量減少。一體式頂置空調體積小、材料成本降低、效率及可靠性提高。該設計方案已獲得發明專利。

關鍵詞：汽車空調；電動空調；一體式

中圖分類號：TM343 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）03-0031-02

國內現已形成生產規模的汽車空調生產企業，分別從國外引進了國際最先進的平行流式冷凝器和層疊式蒸發器的生產技術和生產線，同時按《蒙特利爾議定書》和《中國消耗臭氧層物質逐步淘汰國家方案》的要求，開始研究開發汽車空調制冷裝置工質由氟利昂R12向R134a的轉換。至此，我國汽車空調技術縮小了與世界領先水平的差距。但是比較而言，國內的轎車空調控制比較簡單，沒能達到車室內舒適性的要求。

1 電動空調系統

電動空調系統目前采用的方案主要包括電動熱泵式空調系統、電動壓縮機制冷與電加熱器混合調節空調

系統。

2 一體式電動空調機設計

2.1 技術方案

整個空調機包括空調系統和送風機兩大部分。空調系統由電驅壓縮機、冷凝器、蒸發器通過管路接成，送風機將該空調系統換熱的氣體驅動輸出。空調系統裝在一個由底座和罩蓋構成的殼體內，殼體內分隔有前室、中室和后室。罩蓋在前室的前方設有前室空氣入口，在前室的上方設有前室空氣出口，在前室的下方設有前室空氣入口。罩蓋在前室空氣出口上裝有冷凝器風扇，冷凝器裝在前室空氣入口與前室空氣出口之間的氣流通道中。底座在中室部分設有與駕駛室相通的中室空氣入口和中室空氣出口，蒸發器裝在中室內的中室空氣入口和中室空氣出口形成的氣流通道中，中室空氣入口裝有加熱器。送風機裝在中室空氣出口上。電驅壓縮機裝在后室中。

以上技術方案中，進一步的方案為：送風機在底座的安裝平面高于蒸發器的安裝平面，在送風機的安裝平面與蒸發器的安裝平面之間設置有排水孔。

2.2 具體實施方式

下面結合圖1、圖2、圖3、圖4對本設計作進一步詳述。

如圖1、圖2、圖3、圖4所示的一體式電動空調機器，包括有由電驅壓縮機7、冷凝器1、蒸發器4通過管路接成的空調系統和將該空調系統換熱的氣體驅動輸出的送風機3，空調系統安裝在一個由底座13和罩蓋5構成的殼體內，殼體內分隔有前室、中室和后室；罩蓋5在前室的正前方設有前室空氣入口8，在前室的上方設有前室空氣出口9，在前室的下方設有前室空氣入口10，罩蓋5在前室空氣出口9上裝有冷凝器風扇2，冷凝器風扇2的扇葉朝上，冷凝器1傾斜地安裝在前室空氣入口8與前室空氣出口9之間的氣流通道中；前室與中室之間通過隔板隔斷，底座13在中室部分的下方設有中室空氣入口12和中室空氣出口11，蒸發器4裝在中室內中室空氣入口12和中室空氣出口11形成的氣流通道中，它的最大散熱面與氣流通道互相垂直，中室空氣入口12裝有加熱器6，加熱器6水平地安裝在底座5上，它的最大加熱面與中室空氣入口12相對，送風機3裝在中室空氣出口11上，它的出風口與中室空氣出口11對接；電驅壓縮機7裝在后室中，中室與后室通過隔板隔開。

送風機3在底座13的安裝平面高于蒸發器4的安裝平面，在送風機3的安裝平面與蒸發器4的安裝平面之間設置有排水孔14。

本設計的一體式電動空調機，按技術方案的布置使殼體前室形成冷凝器散熱區，殼體中室形成駕駛室空氣調節區，殼體后室形成電驅壓縮機安裝區；冷凝器的冷卻風從殼體前室的前部和下部進入，從頂部排出；汽車駕駛室內的空氣通過殼體中室空氣入口12進入殼體中室，經過加熱器6、蒸發器4后被吸入送風機3的空氣入口，最后從送風機3的空氣出口和殼體中室空氣出口11吹入汽車駕駛室；由于送風機3的安裝平面高于蒸發器4的安裝平面，所以確保了從蒸發器4出來的冷凝水不會被吹入汽車駕駛室，而是從排水孔14排出車外。

圖1 主視圖

圖2 俯視圖

汽車空調制冷時，加熱器6不工作，電驅壓縮機7啟動后輸出的高溫高壓冷媒介質氣體通過管道進入冷凝器1，從外面進來的空氣流過冷凝器1，使冷凝器1內的高溫高壓冷媒介質氣體冷卻變成高溫高壓液體，此時冷凝器風扇2轉動，流過冷凝器1的高溫氣體被吸進冷凝器風扇2并從殼體上部的前室空氣出口9排出，從冷凝器1輸出的高溫高壓液體經過管道進入貯液干燥器經干燥、過濾后進入膨脹閥，經膨脹閥節流降壓輸出的低溫低壓液體經管道進入蒸發器4，并在蒸發器4內吸收駕駛室內空氣的熱量變為低溫低壓氣體經管道進入電驅壓縮機7的輸入端進行再循環，同時從殼體中室空氣入口12進入中室的氣體經蒸發器4后溫度降低變成冷氣被吸入送風機3，并被送風機3從殼體中室空氣出口11吹入汽車駕駛室；汽車空調采暖時，電驅壓縮機7、冷凝器1、蒸發器4不工作，加熱器6開始升溫，從殼體中室空氣入口12進入殼體中室的氣體經加熱器6后溫度升高變成熱氣被吸入送風機3，并被送風機3從殼體中室空氣出口11吹入汽車駕駛室。

圖3 左視圖

圖4 仰視圖

3 結語

由于采用了上述技術方案，本設計與現有技術相比具有如下有益效果：（1）電驅壓縮機、冷凝器、蒸發器、送風機布置在一個殼體內，空調管路長度減少，制冷劑壓力損失小，冷熱風損失小，冷媒充注量減少；（2）一體式頂置空調體積小、材料成本降低、效率及可靠性提高。

參考文獻

[1] 曹中義.電動汽車空調系統解決方案[J].汽車電器，2008，（3）.

[2] 王久生.大客車空調的現狀及發展趨勢[J].天津

汽車，2003，（5）.

[3] 方貴銀，李輝.汽車空調技術[M].北京：機械工

業出版社，2002.

摘要：目前，汽車空調存在效率低、空調體積大等問題。為了解決這些問題，文章提出了一種一體式電動空調機的設計方案，這種一體式電動空調機的優點是：電驅壓縮機、冷凝器、蒸發器、送風機布置在一個殼體內，空調管路長度減少，制冷劑壓力損失小，冷熱風損失小，冷媒充注量減少。一體式頂置空調體積小、材料成本降低、效率及可靠性提高。該設計方案已獲得發明專利。

關鍵詞：汽車空調；電動空調；一體式

中圖分類號：TM343 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）03-0031-02

國內現已形成生產規模的汽車空調生產企業，分別從國外引進了國際最先進的平行流式冷凝器和層疊式蒸發器的生產技術和生產線，同時按《蒙特利爾議定書》和《中國消耗臭氧層物質逐步淘汰國家方案》的要求，開始研究開發汽車空調制冷裝置工質由氟利昂R12向R134a的轉換。至此，我國汽車空調技術縮小了與世界領先水平的差距。但是比較而言，國內的轎車空調控制比較簡單，沒能達到車室內舒適性的要求。

1 電動空調系統

電動空調系統目前采用的方案主要包括電動熱泵式空調系統、電動壓縮機制冷與電加熱器混合調節空調

系統。

2 一體式電動空調機設計

2.1 技術方案

整個空調機包括空調系統和送風機兩大部分。空調系統由電驅壓縮機、冷凝器、蒸發器通過管路接成，送風機將該空調系統換熱的氣體驅動輸出。空調系統裝在一個由底座和罩蓋構成的殼體內，殼體內分隔有前室、中室和后室。罩蓋在前室的前方設有前室空氣入口，在前室的上方設有前室空氣出口，在前室的下方設有前室空氣入口。罩蓋在前室空氣出口上裝有冷凝器風扇，冷凝器裝在前室空氣入口與前室空氣出口之間的氣流通道中。底座在中室部分設有與駕駛室相通的中室空氣入口和中室空氣出口，蒸發器裝在中室內的中室空氣入口和中室空氣出口形成的氣流通道中，中室空氣入口裝有加熱器。送風機裝在中室空氣出口上。電驅壓縮機裝在后室中。

以上技術方案中，進一步的方案為：送風機在底座的安裝平面高于蒸發器的安裝平面，在送風機的安裝平面與蒸發器的安裝平面之間設置有排水孔。

2.2 具體實施方式

下面結合圖1、圖2、圖3、圖4對本設計作進一步詳述。

如圖1、圖2、圖3、圖4所示的一體式電動空調機器，包括有由電驅壓縮機7、冷凝器1、蒸發器4通過管路接成的空調系統和將該空調系統換熱的氣體驅動輸出的送風機3，空調系統安裝在一個由底座13和罩蓋5構成的殼體內，殼體內分隔有前室、中室和后室；罩蓋5在前室的正前方設有前室空氣入口8，在前室的上方設有前室空氣出口9，在前室的下方設有前室空氣入口10，罩蓋5在前室空氣出口9上裝有冷凝器風扇2，冷凝器風扇2的扇葉朝上，冷凝器1傾斜地安裝在前室空氣入口8與前室空氣出口9之間的氣流通道中；前室與中室之間通過隔板隔斷，底座13在中室部分的下方設有中室空氣入口12和中室空氣出口11，蒸發器4裝在中室內中室空氣入口12和中室空氣出口11形成的氣流通道中，它的最大散熱面與氣流通道互相垂直，中室空氣入口12裝有加熱器6，加熱器6水平地安裝在底座5上，它的最大加熱面與中室空氣入口12相對，送風機3裝在中室空氣出口11上，它的出風口與中室空氣出口11對接；電驅壓縮機7裝在后室中，中室與后室通過隔板隔開。

送風機3在底座13的安裝平面高于蒸發器4的安裝平面，在送風機3的安裝平面與蒸發器4的安裝平面之間設置有排水孔14。

本設計的一體式電動空調機，按技術方案的布置使殼體前室形成冷凝器散熱區，殼體中室形成駕駛室空氣調節區，殼體后室形成電驅壓縮機安裝區；冷凝器的冷卻風從殼體前室的前部和下部進入，從頂部排出；汽車駕駛室內的空氣通過殼體中室空氣入口12進入殼體中室，經過加熱器6、蒸發器4后被吸入送風機3的空氣入口，最后從送風機3的空氣出口和殼體中室空氣出口11吹入汽車駕駛室；由于送風機3的安裝平面高于蒸發器4的安裝平面，所以確保了從蒸發器4出來的冷凝水不會被吹入汽車駕駛室，而是從排水孔14排出車外。

圖1 主視圖

圖2 俯視圖

汽車空調制冷時，加熱器6不工作，電驅壓縮機7啟動后輸出的高溫高壓冷媒介質氣體通過管道進入冷凝器1，從外面進來的空氣流過冷凝器1，使冷凝器1內的高溫高壓冷媒介質氣體冷卻變成高溫高壓液體，此時冷凝器風扇2轉動，流過冷凝器1的高溫氣體被吸進冷凝器風扇2并從殼體上部的前室空氣出口9排出，從冷凝器1輸出的高溫高壓液體經過管道進入貯液干燥器經干燥、過濾后進入膨脹閥，經膨脹閥節流降壓輸出的低溫低壓液體經管道進入蒸發器4，并在蒸發器4內吸收駕駛室內空氣的熱量變為低溫低壓氣體經管道進入電驅壓縮機7的輸入端進行再循環，同時從殼體中室空氣入口12進入中室的氣體經蒸發器4后溫度降低變成冷氣被吸入送風機3，并被送風機3從殼體中室空氣出口11吹入汽車駕駛室；汽車空調采暖時，電驅壓縮機7、冷凝器1、蒸發器4不工作，加熱器6開始升溫，從殼體中室空氣入口12進入殼體中室的氣體經加熱器6后溫度升高變成熱氣被吸入送風機3，并被送風機3從殼體中室空氣出口11吹入汽車駕駛室。

圖3 左視圖

圖4 仰視圖

3 結語

由于采用了上述技術方案，本設計與現有技術相比具有如下有益效果：（1）電驅壓縮機、冷凝器、蒸發器、送風機布置在一個殼體內，空調管路長度減少，制冷劑壓力損失小，冷熱風損失小，冷媒充注量減少；（2）一體式頂置空調體積小、材料成本降低、效率及可靠性提高。

參考文獻

[1] 曹中義.電動汽車空調系統解決方案[J].汽車電器，2008，（3）.

[2] 王久生.大客車空調的現狀及發展趨勢[J].天津

汽車，2003，（5）.

[3] 方貴銀，李輝.汽車空調技術[M].北京：機械工

業出版社，2002.

摘要：目前，汽車空調存在效率低、空調體積大等問題。為了解決這些問題，文章提出了一種一體式電動空調機的設計方案，這種一體式電動空調機的優點是：電驅壓縮機、冷凝器、蒸發器、送風機布置在一個殼體內，空調管路長度減少，制冷劑壓力損失小，冷熱風損失小，冷媒充注量減少。一體式頂置空調體積小、材料成本降低、效率及可靠性提高。該設計方案已獲得發明專利。

關鍵詞：汽車空調；電動空調；一體式

中圖分類號：TM343 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）03-0031-02

國內現已形成生產規模的汽車空調生產企業，分別從國外引進了國際最先進的平行流式冷凝器和層疊式蒸發器的生產技術和生產線，同時按《蒙特利爾議定書》和《中國消耗臭氧層物質逐步淘汰國家方案》的要求，開始研究開發汽車空調制冷裝置工質由氟利昂R12向R134a的轉換。至此，我國汽車空調技術縮小了與世界領先水平的差距。但是比較而言，國內的轎車空調控制比較簡單，沒能達到車室內舒適性的要求。

1 電動空調系統

電動空調系統目前采用的方案主要包括電動熱泵式空調系統、電動壓縮機制冷與電加熱器混合調節空調

系統。

2 一體式電動空調機設計

2.1 技術方案

整個空調機包括空調系統和送風機兩大部分。空調系統由電驅壓縮機、冷凝器、蒸發器通過管路接成，送風機將該空調系統換熱的氣體驅動輸出。空調系統裝在一個由底座和罩蓋構成的殼體內，殼體內分隔有前室、中室和后室。罩蓋在前室的前方設有前室空氣入口，在前室的上方設有前室空氣出口，在前室的下方設有前室空氣入口。罩蓋在前室空氣出口上裝有冷凝器風扇，冷凝器裝在前室空氣入口與前室空氣出口之間的氣流通道中。底座在中室部分設有與駕駛室相通的中室空氣入口和中室空氣出口，蒸發器裝在中室內的中室空氣入口和中室空氣出口形成的氣流通道中，中室空氣入口裝有加熱器。送風機裝在中室空氣出口上。電驅壓縮機裝在后室中。

以上技術方案中，進一步的方案為：送風機在底座的安裝平面高于蒸發器的安裝平面，在送風機的安裝平面與蒸發器的安裝平面之間設置有排水孔。

2.2 具體實施方式

下面結合圖1、圖2、圖3、圖4對本設計作進一步詳述。

如圖1、圖2、圖3、圖4所示的一體式電動空調機器，包括有由電驅壓縮機7、冷凝器1、蒸發器4通過管路接成的空調系統和將該空調系統換熱的氣體驅動輸出的送風機3，空調系統安裝在一個由底座13和罩蓋5構成的殼體內，殼體內分隔有前室、中室和后室；罩蓋5在前室的正前方設有前室空氣入口8，在前室的上方設有前室空氣出口9，在前室的下方設有前室空氣入口10，罩蓋5在前室空氣出口9上裝有冷凝器風扇2，冷凝器風扇2的扇葉朝上，冷凝器1傾斜地安裝在前室空氣入口8與前室空氣出口9之間的氣流通道中；前室與中室之間通過隔板隔斷，底座13在中室部分的下方設有中室空氣入口12和中室空氣出口11，蒸發器4裝在中室內中室空氣入口12和中室空氣出口11形成的氣流通道中，它的最大散熱面與氣流通道互相垂直，中室空氣入口12裝有加熱器6，加熱器6水平地安裝在底座5上，它的最大加熱面與中室空氣入口12相對，送風機3裝在中室空氣出口11上，它的出風口與中室空氣出口11對接；電驅壓縮機7裝在后室中，中室與后室通過隔板隔開。

送風機3在底座13的安裝平面高于蒸發器4的安裝平面，在送風機3的安裝平面與蒸發器4的安裝平面之間設置有排水孔14。

本設計的一體式電動空調機，按技術方案的布置使殼體前室形成冷凝器散熱區，殼體中室形成駕駛室空氣調節區，殼體后室形成電驅壓縮機安裝區；冷凝器的冷卻風從殼體前室的前部和下部進入，從頂部排出；汽車駕駛室內的空氣通過殼體中室空氣入口12進入殼體中室，經過加熱器6、蒸發器4后被吸入送風機3的空氣入口，最后從送風機3的空氣出口和殼體中室空氣出口11吹入汽車駕駛室；由于送風機3的安裝平面高于蒸發器4的安裝平面，所以確保了從蒸發器4出來的冷凝水不會被吹入汽車駕駛室，而是從排水孔14排出車外。

圖1 主視圖

圖2 俯視圖

汽車空調制冷時，加熱器6不工作，電驅壓縮機7啟動后輸出的高溫高壓冷媒介質氣體通過管道進入冷凝器1，從外面進來的空氣流過冷凝器1，使冷凝器1內的高溫高壓冷媒介質氣體冷卻變成高溫高壓液體，此時冷凝器風扇2轉動，流過冷凝器1的高溫氣體被吸進冷凝器風扇2并從殼體上部的前室空氣出口9排出，從冷凝器1輸出的高溫高壓液體經過管道進入貯液干燥器經干燥、過濾后進入膨脹閥，經膨脹閥節流降壓輸出的低溫低壓液體經管道進入蒸發器4，并在蒸發器4內吸收駕駛室內空氣的熱量變為低溫低壓氣體經管道進入電驅壓縮機7的輸入端進行再循環，同時從殼體中室空氣入口12進入中室的氣體經蒸發器4后溫度降低變成冷氣被吸入送風機3，并被送風機3從殼體中室空氣出口11吹入汽車駕駛室；汽車空調采暖時，電驅壓縮機7、冷凝器1、蒸發器4不工作，加熱器6開始升溫，從殼體中室空氣入口12進入殼體中室的氣體經加熱器6后溫度升高變成熱氣被吸入送風機3，并被送風機3從殼體中室空氣出口11吹入汽車駕駛室。

圖3 左視圖

圖4 仰視圖

3 結語

由于采用了上述技術方案，本設計與現有技術相比具有如下有益效果：（1）電驅壓縮機、冷凝器、蒸發器、送風機布置在一個殼體內，空調管路長度減少，制冷劑壓力損失小，冷熱風損失小，冷媒充注量減少；（2）一體式頂置空調體積小、材料成本降低、效率及可靠性提高。

參考文獻

[1] 曹中義.電動汽車空調系統解決方案[J].汽車電器，2008，（3）.

[2] 王久生.大客車空調的現狀及發展趨勢[J].天津

汽車，2003，（5）.

[3] 方貴銀，李輝.汽車空調技術[M].北京：機械工

業出版社，2002.