一体式电动空调机的设计

高超文　高君华

摘要：目前，汽车空调存在效率低、空调体积大等问题。为了解决这些问题，文章提出了一种一体式电动空调机的设计方案，这种一体式电动空调机的优点是：电驱压缩机、冷凝器、蒸发器、送风机布置在一个壳体内，空调管路长度减少，制冷剂压力损失小，冷热风损失小，冷媒充注量减少。一体式顶置空调体积小、材料成本降低、效率及可靠性提高。该设计方案已获得发明专利。

关键词：汽车空调；电动空调；一体式

中图分类号：TM343 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）03-0031-02

国内现已形成生产规模的汽车空调生产企业，分别从国外引进了国际最先进的平行流式冷凝器和层叠式蒸发器的生产技术和生产线，同时按《蒙特利尔议定书》和《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》的要求，开始研究开发汽车空调制冷装置工质由氟利昂R12向R134a的转换。至此，我国汽车空调技术缩小了与世界领先水平的差距。但是比较而言，国内的轿车空调控制比较简单，没能达到车室内舒适性的要求。

1 电动空调系统

电动空调系统目前采用的方案主要包括电动热泵式空调系统、电动压缩机制冷与电加热器混合调节空调

系统。

2 一体式电动空调机设计

2.1 技术方案

整个空调机包括空调系统和送风机两大部分。空调系统由电驱压缩机、冷凝器、蒸发器通过管路接成，送风机将该空调系统换热的气体驱动输出。空调系统装在一个由底座和罩盖构成的壳体内，壳体内分隔有前室、中室和后室。罩盖在前室的前方设有前室空气入口，在前室的上方设有前室空气出口，在前室的下方设有前室空气入口。罩盖在前室空气出口上装有冷凝器风扇，冷凝器装在前室空气入口与前室空气出口之间的气流通道中。底座在中室部分设有与驾驶室相通的中室空气入口和中室空气出口，蒸发器装在中室内的中室空气入口和中室空气出口形成的气流通道中，中室空气入口装有加热器。送风机装在中室空气出口上。电驱压缩机装在后室中。

以上技术方案中，进一步的方案为：送风机在底座的安装平面高于蒸发器的安装平面，在送风机的安装平面与蒸发器的安装平面之间设置有排水孔。

2.2 具体实施方式

下面结合图1、图2、图3、图4对本设计作进一步详述。

如图1、图2、图3、图4所示的一体式电动空调机器，包括有由电驱压缩机7、冷凝器1、蒸发器4通过管路接成的空调系统和将该空调系统换热的气体驱动输出的送风机3，空调系统安装在一个由底座13和罩盖5构成的壳体内，壳体内分隔有前室、中室和后室；罩盖5在前室的正前方设有前室空气入口8，在前室的上方设有前室空气出口9，在前室的下方设有前室空气入口10，罩盖5在前室空气出口9上装有冷凝器风扇2，冷凝器风扇2的扇叶朝上，冷凝器1倾斜地安装在前室空气入口8与前室空气出口9之间的气流通道中；前室与中室之间通过隔板隔断，底座13在中室部分的下方设有中室空气入口12和中室空气出口11，蒸发器4装在中室内中室空气入口12和中室空气出口11形成的气流通道中，它的最大散热面与气流通道互相垂直，中室空气入口12装有加热器6，加热器6水平地安装在底座5上，它的最大加热面与中室空气入口12相对，送风机3装在中室空气出口11上，它的出风口与中室空气出口11对接；电驱压缩机7装在后室中，中室与后室通过隔板隔开。

送风机3在底座13的安装平面高于蒸发器4的安装平面，在送风机3的安装平面与蒸发器4的安装平面之间设置有排水孔14。

本设计的一体式电动空调机，按技术方案的布置使壳体前室形成冷凝器散热区，壳体中室形成驾驶室空气调节区，壳体后室形成电驱压缩机安装区；冷凝器的冷却风从壳体前室的前部和下部进入，从顶部排出；汽车驾驶室内的空气通过壳体中室空气入口12进入壳体中室，经过加热器6、蒸发器4后被吸入送风机3的空气入口，最后从送风机3的空气出口和壳体中室空气出口11吹入汽车驾驶室；由于送风机3的安装平面高于蒸发器4的安装平面，所以确保了从蒸发器4出来的冷凝水不会被吹入汽车驾驶室，而是从排水孔14排出车外。

图1 主视图

图2 俯视图

汽车空调制冷时，加热器6不工作，电驱压缩机7启动后输出的高温高压冷媒介质气体通过管道进入冷凝器1，从外面进来的空气流过冷凝器1，使冷凝器1内的高温高压冷媒介质气体冷却变成高温高压液体，此时冷凝器风扇2转动，流过冷凝器1的高温气体被吸进冷凝器风扇2并从壳体上部的前室空气出口9排出，从冷凝器1输出的高温高压液体经过管道进入贮液干燥器经干燥、过滤后进入膨胀阀，经膨胀阀节流降压输出的低温低压液体经管道进入蒸发器4，并在蒸发器4内吸收驾驶室内空气的热量变为低温低压气体经管道进入电驱压缩机7的输入端进行再循环，同时从壳体中室空气入口12进入中室的气体经蒸发器4后温度降低变成冷气被吸入送风机3，并被送风机3从壳体中室空气出口11吹入汽车驾驶室；汽车空调采暖时，电驱压缩机7、冷凝器1、蒸发器4不工作，加热器6开始升温，从壳体中室空气入口12进入壳体中室的气体经加热器6后温度升高变成热气被吸入送风机3，并被送风机3从壳体中室空气出口11吹入汽车驾驶室。

图3 左视图

图4 仰视图

3 结语

由于采用了上述技术方案，本设计与现有技术相比具有如下有益效果：（1）电驱压缩机、冷凝器、蒸发器、送风机布置在一个壳体内，空调管路长度减少，制冷剂压力损失小，冷热风损失小，冷媒充注量减少；（2）一体式顶置空调体积小、材料成本降低、效率及可靠性提高。

参考文献

[1] 曹中义.电动汽车空调系统解决方案[J].汽车电器，2008，（3）.

[2] 王久生.大客车空调的现状及发展趋势[J].天津

汽车，2003，（5）.

[3] 方贵银，李辉.汽车空调技术[M].北京：机械工

业出版社，2002.

摘要：目前，汽车空调存在效率低、空调体积大等问题。为了解决这些问题，文章提出了一种一体式电动空调机的设计方案，这种一体式电动空调机的优点是：电驱压缩机、冷凝器、蒸发器、送风机布置在一个壳体内，空调管路长度减少，制冷剂压力损失小，冷热风损失小，冷媒充注量减少。一体式顶置空调体积小、材料成本降低、效率及可靠性提高。该设计方案已获得发明专利。

关键词：汽车空调；电动空调；一体式

中图分类号：TM343 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）03-0031-02

国内现已形成生产规模的汽车空调生产企业，分别从国外引进了国际最先进的平行流式冷凝器和层叠式蒸发器的生产技术和生产线，同时按《蒙特利尔议定书》和《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》的要求，开始研究开发汽车空调制冷装置工质由氟利昂R12向R134a的转换。至此，我国汽车空调技术缩小了与世界领先水平的差距。但是比较而言，国内的轿车空调控制比较简单，没能达到车室内舒适性的要求。

1 电动空调系统

电动空调系统目前采用的方案主要包括电动热泵式空调系统、电动压缩机制冷与电加热器混合调节空调

系统。

2 一体式电动空调机设计

2.1 技术方案

整个空调机包括空调系统和送风机两大部分。空调系统由电驱压缩机、冷凝器、蒸发器通过管路接成，送风机将该空调系统换热的气体驱动输出。空调系统装在一个由底座和罩盖构成的壳体内，壳体内分隔有前室、中室和后室。罩盖在前室的前方设有前室空气入口，在前室的上方设有前室空气出口，在前室的下方设有前室空气入口。罩盖在前室空气出口上装有冷凝器风扇，冷凝器装在前室空气入口与前室空气出口之间的气流通道中。底座在中室部分设有与驾驶室相通的中室空气入口和中室空气出口，蒸发器装在中室内的中室空气入口和中室空气出口形成的气流通道中，中室空气入口装有加热器。送风机装在中室空气出口上。电驱压缩机装在后室中。

以上技术方案中，进一步的方案为：送风机在底座的安装平面高于蒸发器的安装平面，在送风机的安装平面与蒸发器的安装平面之间设置有排水孔。

2.2 具体实施方式

下面结合图1、图2、图3、图4对本设计作进一步详述。

如图1、图2、图3、图4所示的一体式电动空调机器，包括有由电驱压缩机7、冷凝器1、蒸发器4通过管路接成的空调系统和将该空调系统换热的气体驱动输出的送风机3，空调系统安装在一个由底座13和罩盖5构成的壳体内，壳体内分隔有前室、中室和后室；罩盖5在前室的正前方设有前室空气入口8，在前室的上方设有前室空气出口9，在前室的下方设有前室空气入口10，罩盖5在前室空气出口9上装有冷凝器风扇2，冷凝器风扇2的扇叶朝上，冷凝器1倾斜地安装在前室空气入口8与前室空气出口9之间的气流通道中；前室与中室之间通过隔板隔断，底座13在中室部分的下方设有中室空气入口12和中室空气出口11，蒸发器4装在中室内中室空气入口12和中室空气出口11形成的气流通道中，它的最大散热面与气流通道互相垂直，中室空气入口12装有加热器6，加热器6水平地安装在底座5上，它的最大加热面与中室空气入口12相对，送风机3装在中室空气出口11上，它的出风口与中室空气出口11对接；电驱压缩机7装在后室中，中室与后室通过隔板隔开。

送风机3在底座13的安装平面高于蒸发器4的安装平面，在送风机3的安装平面与蒸发器4的安装平面之间设置有排水孔14。

本设计的一体式电动空调机，按技术方案的布置使壳体前室形成冷凝器散热区，壳体中室形成驾驶室空气调节区，壳体后室形成电驱压缩机安装区；冷凝器的冷却风从壳体前室的前部和下部进入，从顶部排出；汽车驾驶室内的空气通过壳体中室空气入口12进入壳体中室，经过加热器6、蒸发器4后被吸入送风机3的空气入口，最后从送风机3的空气出口和壳体中室空气出口11吹入汽车驾驶室；由于送风机3的安装平面高于蒸发器4的安装平面，所以确保了从蒸发器4出来的冷凝水不会被吹入汽车驾驶室，而是从排水孔14排出车外。

图1 主视图

图2 俯视图

汽车空调制冷时，加热器6不工作，电驱压缩机7启动后输出的高温高压冷媒介质气体通过管道进入冷凝器1，从外面进来的空气流过冷凝器1，使冷凝器1内的高温高压冷媒介质气体冷却变成高温高压液体，此时冷凝器风扇2转动，流过冷凝器1的高温气体被吸进冷凝器风扇2并从壳体上部的前室空气出口9排出，从冷凝器1输出的高温高压液体经过管道进入贮液干燥器经干燥、过滤后进入膨胀阀，经膨胀阀节流降压输出的低温低压液体经管道进入蒸发器4，并在蒸发器4内吸收驾驶室内空气的热量变为低温低压气体经管道进入电驱压缩机7的输入端进行再循环，同时从壳体中室空气入口12进入中室的气体经蒸发器4后温度降低变成冷气被吸入送风机3，并被送风机3从壳体中室空气出口11吹入汽车驾驶室；汽车空调采暖时，电驱压缩机7、冷凝器1、蒸发器4不工作，加热器6开始升温，从壳体中室空气入口12进入壳体中室的气体经加热器6后温度升高变成热气被吸入送风机3，并被送风机3从壳体中室空气出口11吹入汽车驾驶室。

图3 左视图

图4 仰视图

3 结语

由于采用了上述技术方案，本设计与现有技术相比具有如下有益效果：（1）电驱压缩机、冷凝器、蒸发器、送风机布置在一个壳体内，空调管路长度减少，制冷剂压力损失小，冷热风损失小，冷媒充注量减少；（2）一体式顶置空调体积小、材料成本降低、效率及可靠性提高。

参考文献

[1] 曹中义.电动汽车空调系统解决方案[J].汽车电器，2008，（3）.

[2] 王久生.大客车空调的现状及发展趋势[J].天津

汽车，2003，（5）.

[3] 方贵银，李辉.汽车空调技术[M].北京：机械工

业出版社，2002.

摘要：目前，汽车空调存在效率低、空调体积大等问题。为了解决这些问题，文章提出了一种一体式电动空调机的设计方案，这种一体式电动空调机的优点是：电驱压缩机、冷凝器、蒸发器、送风机布置在一个壳体内，空调管路长度减少，制冷剂压力损失小，冷热风损失小，冷媒充注量减少。一体式顶置空调体积小、材料成本降低、效率及可靠性提高。该设计方案已获得发明专利。

关键词：汽车空调；电动空调；一体式

中图分类号：TM343 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）03-0031-02

国内现已形成生产规模的汽车空调生产企业，分别从国外引进了国际最先进的平行流式冷凝器和层叠式蒸发器的生产技术和生产线，同时按《蒙特利尔议定书》和《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》的要求，开始研究开发汽车空调制冷装置工质由氟利昂R12向R134a的转换。至此，我国汽车空调技术缩小了与世界领先水平的差距。但是比较而言，国内的轿车空调控制比较简单，没能达到车室内舒适性的要求。

1 电动空调系统

电动空调系统目前采用的方案主要包括电动热泵式空调系统、电动压缩机制冷与电加热器混合调节空调

系统。

2 一体式电动空调机设计

2.1 技术方案

整个空调机包括空调系统和送风机两大部分。空调系统由电驱压缩机、冷凝器、蒸发器通过管路接成，送风机将该空调系统换热的气体驱动输出。空调系统装在一个由底座和罩盖构成的壳体内，壳体内分隔有前室、中室和后室。罩盖在前室的前方设有前室空气入口，在前室的上方设有前室空气出口，在前室的下方设有前室空气入口。罩盖在前室空气出口上装有冷凝器风扇，冷凝器装在前室空气入口与前室空气出口之间的气流通道中。底座在中室部分设有与驾驶室相通的中室空气入口和中室空气出口，蒸发器装在中室内的中室空气入口和中室空气出口形成的气流通道中，中室空气入口装有加热器。送风机装在中室空气出口上。电驱压缩机装在后室中。

以上技术方案中，进一步的方案为：送风机在底座的安装平面高于蒸发器的安装平面，在送风机的安装平面与蒸发器的安装平面之间设置有排水孔。

2.2 具体实施方式

下面结合图1、图2、图3、图4对本设计作进一步详述。

如图1、图2、图3、图4所示的一体式电动空调机器，包括有由电驱压缩机7、冷凝器1、蒸发器4通过管路接成的空调系统和将该空调系统换热的气体驱动输出的送风机3，空调系统安装在一个由底座13和罩盖5构成的壳体内，壳体内分隔有前室、中室和后室；罩盖5在前室的正前方设有前室空气入口8，在前室的上方设有前室空气出口9，在前室的下方设有前室空气入口10，罩盖5在前室空气出口9上装有冷凝器风扇2，冷凝器风扇2的扇叶朝上，冷凝器1倾斜地安装在前室空气入口8与前室空气出口9之间的气流通道中；前室与中室之间通过隔板隔断，底座13在中室部分的下方设有中室空气入口12和中室空气出口11，蒸发器4装在中室内中室空气入口12和中室空气出口11形成的气流通道中，它的最大散热面与气流通道互相垂直，中室空气入口12装有加热器6，加热器6水平地安装在底座5上，它的最大加热面与中室空气入口12相对，送风机3装在中室空气出口11上，它的出风口与中室空气出口11对接；电驱压缩机7装在后室中，中室与后室通过隔板隔开。

送风机3在底座13的安装平面高于蒸发器4的安装平面，在送风机3的安装平面与蒸发器4的安装平面之间设置有排水孔14。

本设计的一体式电动空调机，按技术方案的布置使壳体前室形成冷凝器散热区，壳体中室形成驾驶室空气调节区，壳体后室形成电驱压缩机安装区；冷凝器的冷却风从壳体前室的前部和下部进入，从顶部排出；汽车驾驶室内的空气通过壳体中室空气入口12进入壳体中室，经过加热器6、蒸发器4后被吸入送风机3的空气入口，最后从送风机3的空气出口和壳体中室空气出口11吹入汽车驾驶室；由于送风机3的安装平面高于蒸发器4的安装平面，所以确保了从蒸发器4出来的冷凝水不会被吹入汽车驾驶室，而是从排水孔14排出车外。

图1 主视图

图2 俯视图

汽车空调制冷时，加热器6不工作，电驱压缩机7启动后输出的高温高压冷媒介质气体通过管道进入冷凝器1，从外面进来的空气流过冷凝器1，使冷凝器1内的高温高压冷媒介质气体冷却变成高温高压液体，此时冷凝器风扇2转动，流过冷凝器1的高温气体被吸进冷凝器风扇2并从壳体上部的前室空气出口9排出，从冷凝器1输出的高温高压液体经过管道进入贮液干燥器经干燥、过滤后进入膨胀阀，经膨胀阀节流降压输出的低温低压液体经管道进入蒸发器4，并在蒸发器4内吸收驾驶室内空气的热量变为低温低压气体经管道进入电驱压缩机7的输入端进行再循环，同时从壳体中室空气入口12进入中室的气体经蒸发器4后温度降低变成冷气被吸入送风机3，并被送风机3从壳体中室空气出口11吹入汽车驾驶室；汽车空调采暖时，电驱压缩机7、冷凝器1、蒸发器4不工作，加热器6开始升温，从壳体中室空气入口12进入壳体中室的气体经加热器6后温度升高变成热气被吸入送风机3，并被送风机3从壳体中室空气出口11吹入汽车驾驶室。

图3 左视图

图4 仰视图

3 结语

由于采用了上述技术方案，本设计与现有技术相比具有如下有益效果：（1）电驱压缩机、冷凝器、蒸发器、送风机布置在一个壳体内，空调管路长度减少，制冷剂压力损失小，冷热风损失小，冷媒充注量减少；（2）一体式顶置空调体积小、材料成本降低、效率及可靠性提高。

参考文献

[1] 曹中义.电动汽车空调系统解决方案[J].汽车电器，2008，（3）.

[2] 王久生.大客车空调的现状及发展趋势[J].天津

汽车，2003，（5）.

[3] 方贵银，李辉.汽车空调技术[M].北京：机械工

业出版社，2002.