本發(fā)明涉及空調技術領域，具體而言，涉及一種CO₂熱泵空調系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術：

隨著人們生活水平的不斷提高，不管是在居住處還是在行駛的汽車內都安裝有空調，特別是對于汽車來說，無論是在夏天還是在冬天都承受著嚴重的天氣情況。例如，夏天汽車在室外奔馳，會產生大量的熱，然而車內的熱量也會隨著增加，目前車內的空調系統(tǒng)中，冷媒冷卻度較低，制冷效果很差且能效比較差。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種CO₂熱泵空調系統(tǒng)及其控制方法，其能夠提高空調系統(tǒng)的利用率與制冷效果。

本發(fā)明的方案是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供的一種CO₂熱泵空調系統(tǒng)，其包括：壓縮機、冷凝器、第一截止閥、車外換熱器、回熱器、液氣分離器、第一電子膨脹閥和蒸發(fā)器，所述壓縮機的輸出口與所述冷凝器的輸入口連通，所述冷凝器的輸出口與所述第一截止閥的輸入口連通，所述第一截止閥的輸出口與所述車外換熱器的輸入口連通，所述車外換熱器的輸出口與所述回熱器連通，所述回熱器液氣分離器的輸出端與所述第一電子膨脹閥的輸入端連通，所述第一電子膨脹閥與所述蒸發(fā)器的輸入端連通，所述蒸發(fā)器的輸出端與所述液氣分離器的輸入端連通，所述液氣分離器的輸出端與所述壓縮機的輸入端連通。所述壓縮機用于將所生成的高溫高壓氣態(tài)的冷媒經由所述冷凝器和所述第一截止閥輸送到車外換熱器；所述車外換熱器用于將所接收的高溫高壓氣態(tài)的冷媒冷卻后輸送至所述回熱器。所述回熱器用于將所接收的冷媒冷卻后輸送至所述第一電子膨脹閥。所述第一電子膨脹閥用于將所接收的冷媒通過節(jié)流降壓處理，將處理后的低溫低壓的冷媒輸送到所述蒸發(fā)器。所述蒸發(fā)器用于利用所接收的低溫低壓的冷媒吸收熱量后，將所述冷媒發(fā)送至所述液氣分離器。所述液氣分離器用于將所述冷媒進行液氣分離后輸送至所述壓縮機。

優(yōu)選地，還包括第二換熱器、第二電子膨脹閥和第二截止閥，所述壓縮機與所述第二換熱器連通，所述第二換熱器與所述第二電子膨脹閥的輸入端連通，所述第二電子膨脹閥的輸出端與所述車外換熱器的輸入端連通，所述第二截止閥的輸入端與所述回熱器的輸出端連接，所述第二截止閥的輸出端與所述液氣分離器的輸入端連通。所述第二換熱器用于用于將接收的所述冷凝器輸送的高溫高壓氣態(tài)的冷媒冷卻后輸送到第二電子膨脹閥。所述第二電子膨脹閥用于將所接收的冷媒進行節(jié)流降壓處理，將處理后的低溫低壓的冷媒輸送到車外換熱器。

優(yōu)選地，還包括暖風加熱器和水泵，所述水泵的輸入端與所述冷凝器的第二輸出端連通，所述水泵的輸出端與所述暖風加熱器的輸入端連通，所述暖風加熱器的輸出端與所述冷凝器的第二輸入端連通。所述水泵用于將所述冷凝器中的高溫的水輸送到所述暖風加熱器。所述暖風加熱器用于將所接收的高溫的水進行熱交換處理，將處理后的低溫的水輸送到冷凝器，完成制熱循環(huán)。

優(yōu)選地，所述冷凝器為水冷冷凝器或空冷冷凝器。

優(yōu)選地，所述第二換熱器為CO₂板式換熱器。

優(yōu)選地，所述回熱器和所述液氣分離器集成為帶回熱器液氣分離器。

優(yōu)選地，所述蒸發(fā)器為CO₂蒸發(fā)器。

優(yōu)選地，還包括控制器和用于采集所述車外換熱器的工作溫度的溫度傳感器，所述溫度傳感器設置于所述車外換熱器表面，所述溫度傳感器與所述控制器耦合。所述溫度傳感器用于采集所述車外換熱器的工作溫度。所述控制器用于根據(jù)所述溫度傳感器發(fā)送的溫度數(shù)據(jù)和預設規(guī)則調控所述車外換熱器的工作溫度。

優(yōu)選地，所述車外換熱器為扁管豎直放置風結構的換熱器裝置。

本發(fā)明提供的一種CO₂熱泵空調系統(tǒng)的控制方法：用于控制上述內容所述的CO₂熱泵空調系統(tǒng)，所述方法包括：壓縮機將所生成的高溫高壓氣態(tài)的冷媒經由冷凝器和第一截止閥輸送到車外換熱器；所述車外換熱器用于將所接收的高溫高壓氣態(tài)的冷媒冷卻后輸送至回熱器。所述帶回熱器液氣分離器將所接收的冷媒冷卻后輸送至第一電子膨脹閥；所述第一電子膨脹閥將所接收的冷媒通過節(jié)流降壓處理，將處理后的低溫低壓的冷媒輸送到蒸發(fā)器。所述蒸發(fā)器利用所接收的低溫低壓的冷媒吸收熱量后，將所述冷媒發(fā)送至液氣分離器；所述液氣分離器將所述冷媒進行液氣分離后輸送至所述壓縮機。

上述本發(fā)明提供的一種CO₂熱泵空調系統(tǒng)及其控制方法，由壓縮機產生的高溫高壓氣態(tài)的冷媒經由所述冷凝器和第一截止閥后輸送至車外換熱器，由所述車外換熱器將所接收的高溫高壓氣態(tài)的冷媒冷卻后輸送至回熱器，由所述回熱器將冷媒進一步冷卻后輸送至第一電子膨脹閥進行節(jié)流降壓處理，將處理后的低溫低壓的冷媒輸送至蒸發(fā)器，由所述蒸發(fā)器利用所接收的低溫低壓的冷媒吸收熱量后輸送至液氣分離器進行液氣分離后輸送回壓縮機，即為完成了空調系統(tǒng)的制冷工況的冷媒循環(huán)，由所述車外換熱器和回熱器對冷媒進行多重冷卻，并由所述第一電子膨脹閥對冷媒進行節(jié)流降壓處理，可以提高冷媒的冷卻度，進而提高CO₂熱泵空調系統(tǒng)的制冷效果和能效比。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1是本發(fā)明較佳實施例提供的一種CO₂熱泵空調系統(tǒng)的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明較佳實施例提供的一種CO₂熱泵空調系統(tǒng)的結構示意圖；

圖3是本發(fā)明較佳實施例提供的一種CO₂熱泵空調系統(tǒng)的工作狀態(tài)示意圖；

圖4是本發(fā)明較佳實施例提供的一種CO₂熱泵空調系統(tǒng)的控制方法的流程圖。

圖標：100－CO₂熱泵空調系統(tǒng)；110－壓縮機；120－車外換熱器；121－溫度傳感器；122－控制器；130－帶回熱器液氣分離器；131－回熱器；132－液氣分離器；140－第一電子膨脹閥；150－蒸發(fā)器；160－第一截止閥；170－冷凝器；180－第二電子膨脹閥；190－第二截止閥；200－水泵；210－暖風加熱器；220－第二換熱器。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

此外，術語“水平”、“豎直”、“懸垂”等術語并不表示要求部件絕對水平或懸垂，而是可以稍微傾斜。如“水平”僅僅是指其方向相對“豎直”而言更加水平，并不是表示該結構一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。

在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“設置”、“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。

第一實施例

請參照圖1，示出了本發(fā)明較佳實施例提供的一種CO2熱泵空調系統(tǒng)的結構示意圖。所述空調系統(tǒng)包括：壓縮機110、冷凝器170、第一截止閥160、車外換熱器120、回熱器131和液氣分離器132、第一電子膨脹和蒸發(fā)器150，所述壓縮機110的輸出口與所述冷凝器170的輸入口連通，所述冷凝器170的輸出口與所述第一截止閥160的輸入口連通，所述第一截止閥160的輸出口與所述車外換熱器120的輸入口連通，所述車外換熱器120的輸出口與所述回熱器131連通，所述回熱器131的輸出端與所述第一電子膨脹閥140的輸入端連通，所述第一電子膨脹閥140的輸出端與所述蒸發(fā)器150的輸入端連通，所述蒸發(fā)器150的輸出端與所述液氣分離器132的輸入端連通，所述液氣分離器132的輸出端與所述壓縮機110的輸入端連通。

所述壓縮機110用于產生高溫高壓的冷媒，將所產生的高溫高壓的冷媒輸送至與之連通的冷凝器170。壓縮機110，是將低壓氣提升為高壓氣體的一種從動的流體機械，從吸氣管吸入低溫低壓的制冷劑氣體，通過電機運轉帶動活塞對其進行壓縮后，向排氣管排出高溫高壓的制冷劑氣體，為制冷循環(huán)提供動力。本實施例通提供的氣態(tài)冷媒優(yōu)選為CO₂，冷媒來源成本低，在能量轉換過程中能效比較高。本實施例所應用的CO₂壓縮機110可以包括電動壓縮機110、CO₂活塞式壓縮機110、CO₂滑片式壓縮機110、CO₂螺桿式壓縮機110、CO₂渦旋式壓縮機110、CO₂滾動轉子式壓縮機110等，其他能適用于本實施例提供的冷媒壓縮功能的壓縮機110均可適用于本實施例。

所述冷凝器170接收所述壓縮機110輸送的高溫高壓氣態(tài)的冷媒后，將所接收的冷媒輸送至第一截止閥160。冷凝器170，為能將氣體或蒸氣轉變成液體的流體機械。在本實施例中，所述冷凝器170起流通管道的作用，供所述冷媒流通。

所述第一截止閥160的輸入端與所述冷凝器170的輸出端連通，所述第一截止閥160的輸出端與所述車外換熱器120的輸入端連通。所述第一截止閥160用于根據(jù)輸入的流體的壓力等參數(shù)控制閥門的啟閉，實現(xiàn)冷媒的流通。所述第一截止閥160的啟閉件是塞形的閥瓣，密封上面呈平面或海錐面，閥瓣沿閥座的中心線作直線運動。閥桿的運動形式有升降旋轉桿式，可以用于控制流體的流動，可以作為切斷或調解以及節(jié)流用。由于該類閥門的閥桿開啟和關閉形成相對較短，而且具有非常可靠的切斷功能，又由于閥座通口的變化與閥瓣的行程成正比關系，非常適用于流量的調節(jié)。經過所述第一截止閥160的啟閉控制和流量調節(jié)作用后，流通至車外換熱器120。

所述車外換熱器120用于將所接收的高溫高壓氣態(tài)的冷媒冷卻，并將冷卻后的冷媒輸送至所述回熱器131。所述車外換熱器120可以利用其內部的換熱管進行換熱，還可以利用自帶的風機提高換熱效率。所述車外換熱器120還可以優(yōu)選采用扁管豎直放置風結構的換熱器裝置，便于除霜時冷凝水的排放。

經由所述車外換熱器120冷卻后的冷媒輸送至回熱器131，經由回熱器131利用溫差進行熱交換，將冷媒進一步冷卻后再輸送至第一電子膨脹閥140。經由所述回熱器131將高壓液體過冷，以防止冷媒在節(jié)流前汽化，同時可提高壓縮機110吸氣溫度，以減輕有害過熱和改善壓縮機110工作條件。另外，通過回熱器131過冷后輸送至第一電子膨脹閥140節(jié)流，可以提高制冷裝置應用多種制冷劑的制冷系數(shù)，還可以抵消氣體中夾帶的液體汽化，既可回收冷量又可確保壓縮機110正?；赜汀１緦嵤├鶓玫幕責崞?31可以包括貼附式、套管式和殼管式等類型。其中，貼附式是將回氣管與供液管焊接在一起或將毛細管纏繞在回氣管上，可用于小型制冷裝置。套管式實在回氣管外套一大管徑管段，液體制冷劑在兩管夾層中流動。殼管式是液體在殼管內的盤管中流動，回氣在殼管間流動。其他能適用于本發(fā)明實施例中的冷媒過冷功能的回熱器131均可適用于本實施例。

經由回熱器131過冷處理后的冷媒輸送至第一電子膨脹閥140進行節(jié)流降壓處理，將處理后的低溫低壓的冷媒輸送至所述蒸發(fā)器150。電子膨脹閥按照預設程序調節(jié)蒸發(fā)器150供液量，主要包括電磁式膨脹閥和電動式膨脹閥。電磁式膨脹閥在電磁線圈通電前，針閥處于打開位置，由線圈施加的電壓控制針閥開度的大小，從而調節(jié)膨脹閥的流量，動作響應快。

蒸發(fā)器150的輸入口接收冷媒后，將所接收的低溫低壓的冷媒吸收熱量后輸送至液氣分離器132進行液氣分離。所述蒸發(fā)器150用于利用所接收的低溫低壓的冷媒吸收熱量后，降低車內外溫度，實現(xiàn)了CO2熱泵空調系統(tǒng)100的制冷功能。流入所述蒸發(fā)器150內的低溫低壓的冷媒，與蒸發(fā)器150所在的車艙內的空氣進行熱交換，吸收外借的空氣中的熱量，實現(xiàn)熱交換，達到制冷的效果。蒸發(fā)器150內的冷媒完成熱交換之后，將吸熱后的冷媒發(fā)送至所述液氣分離器132進行液氣分離。

液氣分離器132將由蒸發(fā)器150進行熱交換后的氣相液相混合的冷媒進行液氣分離器132后，將高溫高壓的冷媒輸送至壓縮機110，即為完成了一個制冷循環(huán)。為了進一步減小空調系統(tǒng)的體積，優(yōu)選將所述回熱器131和所述液氣分離器132即成為帶回熱器液氣分離器130。達到占用車艙空間較小，元件集成度高，降低加工成本且延長使用壽命的效果。

請繼續(xù)參見圖1，上述本發(fā)明提供的CO2熱泵空調系統(tǒng)100，其主要的制冷工況可以包括：CO₂壓縮機110做功，生成高溫高壓氣態(tài)的冷媒，將生成的氣態(tài)冷媒輸送至處于非換熱模式的冷凝器170，經由所述冷凝器170輸送至第一截止閥160，再由所述第一截止閥160輸送至車外換熱器120。通過車外換熱器120換熱，將高溫高壓氣態(tài)的冷媒冷卻后輸送至所述回熱器131，或者是帶回熱器液氣分離器130的回熱通道，將冷媒進一步冷卻后輸送至第一電子膨脹閥140進行節(jié)流降壓，使得冷媒變成低溫低壓后輸送至蒸發(fā)器150。在蒸發(fā)器150內，低溫低壓冷媒與蒸發(fā)器150所處的外界環(huán)境進行熱交換，達到室內空氣制冷的效果。吸熱后的蒸發(fā)器150經由所述液氣分離器132或者是帶回熱器液氣分離器130的液器分離管道的液器分離作用后回到壓縮機110，完成了制冷循環(huán)。

本發(fā)明實施例提供的CO2熱泵空調系統(tǒng)100，由所述車外換熱器120和所述回熱器131對冷媒進行多重冷卻，經由回熱器131過冷后的冷媒輸送至第一電子膨脹閥140對冷媒進行節(jié)流降壓處理，可以極大程度地提高冷媒的冷卻度，提高CO2熱泵空調系統(tǒng)100的制冷效果和能效比。

請參見圖2和圖3，圖2是本發(fā)明較佳實施例提供的CO2熱泵空調系統(tǒng)100的結構示意圖，圖3是本發(fā)明較佳實施例提供的CO2熱泵空調系統(tǒng)100的工作狀態(tài)示意圖。在上述實施例的基礎上，本實施例提供的CO2熱泵空調系統(tǒng)100還包括：第二換熱器220、第二電子膨脹閥180和第二截止閥190。所述冷凝器170的輸出口與所述第二換熱器220的輸入口連通，所述第二換熱器220與所述第二電子膨脹閥180的輸入端連通，所述第二電子膨脹閥180的輸出端與所述車外換熱器120的輸入端連通，所述第二截止閥190的輸入端與所述回熱器131的輸出端連通，所述第二截止閥190的輸出端與所述液氣分離器132的輸入端連通。

增熱第二換熱器220，用于將接收的所述冷凝器170輸送的高溫高壓氣態(tài)的冷媒冷卻后輸送至第二電子膨脹閥180進行節(jié)流降壓處理。所述第二換熱器220可以優(yōu)選為CO₂板式換熱器。

所述第二電子膨脹閥180的輸入端與所述CO₂板式換熱器的輸出口連通，所述第二電子膨脹閥180的輸出端與所述車外換熱器120的輸入端連通。所述第二電子膨脹閥180在該CO2熱泵空調系統(tǒng)100處于制冷工況時關閉，與之并列設置的第一截止閥160打開，而在該CO2熱泵空調系統(tǒng)100處于制熱工況時，所述第一截止閥160關閉，所述第二電子膨脹閥180打開，控制所述冷媒由所述冷凝器170流經第二換熱器220冷卻后輸送至第二電子膨脹閥180節(jié)流降壓處理。其中，所述第二電子膨脹閥180與上述實施例的第一電子膨脹閥140可以為相同的元件。

在上述實施例的基礎上，所述CO2熱泵空調系統(tǒng)100還可以增設暖風加熱器210和水泵200，所述水泵200的輸入端與所述冷凝器170的地熱輸出端連通，所述水泵200的輸出端與所述暖風加熱器210的輸入端連通，所述暖風加熱器210的輸出端與所述冷凝器170的第二輸入端連通。

增設與所述冷凝器170連通的水泵200和暖風加熱器210，以實現(xiàn)水路加熱循環(huán)。其中，所述水泵200用于將所述冷凝器170中的高溫的水輸送到所述暖風加熱器210，由所述暖風加熱器210對所接收的高溫的水進行熱交換處理，將熱交換之后的低溫的水輸送到冷凝器170，已完成制熱循環(huán)。

請繼續(xù)參見圖3，上述本實施例提供的CO2熱泵空調系統(tǒng)100，其制熱工況的過程可以包括：CO₂壓縮機110做功，生成高溫高壓的氣態(tài)冷媒，將生成的氣態(tài)冷媒輸送至處于熱交換狀態(tài)的冷凝器170進行熱交換處理，將所接收的高溫高壓氣態(tài)冷媒進行冷卻后輸送至第二電子膨脹閥180進行節(jié)流降壓處理，使得冷媒變成低溫低壓后進入車外換熱器120。低溫低壓的制冷劑在所述車外換熱器120內吸收熱量變成低溫氣態(tài)的冷媒，經由所述回熱器131或者所述帶回熱器液氣分離器130的回熱管道輸送至第二截止閥190，此時回熱器131或者帶回熱器液氣分離器130的回熱管道只是起通道作用。冷媒經由所述第二截止閥190后輸送至液氣分離器132或者帶回熱器液氣分離器130液氣分離器132管道進行液氣分離后輸送至第二換熱器220進行加熱，再將加熱后的冷媒輸送至壓縮機110，完成冷媒在制熱工況的循環(huán)。

本實施例提供的CO2熱泵空調系統(tǒng)100的水路加熱循環(huán)可以包括：啟動水泵200，使得水泵200帶動冷凝器170中的熱水進行循環(huán)，熱水通過水泵200進入暖風加熱器210，在暖風加熱器210內與外界進行熱交換，使得高溫的水變成低溫的水后進入冷凝器170進行加熱，即可實現(xiàn)水路制熱循環(huán)。

在上述實施例的基礎上，所述車外換熱器120還可以設有溫度傳感器121和控制器122。所述溫度傳感器121與所述控制器122耦合，所述溫度傳感器121與所述車外換熱器120連接。

所述溫度傳感器121用于檢測所述車外換熱器120工作時的溫度，當?shù)竭_預設溫度時，便開始除車外換熱器120上的霜，從而避免長時間除霜，影響加熱效果。例如，預設溫度為100度，當車外換熱器120的溫度超過預設溫度100時，溫度傳感器121將檢測的結果發(fā)送到控制器122，控制器122通過判斷溫度傳感器121檢測的溫度是否超過100度，當超過100度時執(zhí)行除霜的指令。

在本實施例中，控制器122用于控制溫度傳感器121工作，以及當溫度傳感器121檢測溫度達到預設溫度時，執(zhí)行除霜的指令。

上述本實施例提供的CO2熱泵空調系統(tǒng)100，在可實現(xiàn)制冷工況的CO2熱泵空調系統(tǒng)100內增設第二換熱器220、第二電子膨脹閥180和第二截止閥190，通過冷媒在多個設備之間的流通和能量轉換實現(xiàn)制熱工況和制冷工況的自由切換。且增設水泵200和暖風換熱器，由水泵200帶動冷凝器170內的熱水參與水路制熱循環(huán)，在暖風加熱器210內實現(xiàn)熱交換，進而實現(xiàn)熱水循環(huán)。

第三實施例

請參照圖1和圖4，本發(fā)明較佳實施例提供的CO2熱泵空調系統(tǒng)100的控制方法的流程圖，用于控制上述實施例提供的CO2熱泵空調系統(tǒng)100。所述方法主要包括：

步驟S401，壓縮機110將所生成的高溫高壓氣態(tài)的冷媒經由冷凝器170和第一截止閥160輸送到車外換熱器120。

所述壓縮機110用于產生高溫高壓的冷媒，將所產生的高溫高壓的冷媒輸送至與之連通的冷凝器170。壓縮機110，是將低壓氣提升為高壓氣體的一種從動的流體機械，從吸氣管吸入低溫低壓的制冷劑氣體，通過電機運轉帶動活塞對其進行壓縮后，向排氣管排出高溫高壓的制冷劑氣體，為制冷循環(huán)提供動力。本實施例通提供的氣態(tài)冷媒優(yōu)選為CO₂，冷媒來源成本低，在能量轉換過程中能效比較高。本實施例所應用的CO₂壓縮機110可以包括電動壓縮機110、CO₂活塞式壓縮機110、CO₂滑片式壓縮機110、CO₂螺桿式壓縮機110、CO₂渦旋式壓縮機110、CO₂滾動轉子式壓縮機110等，其他能適用于本實施例提供的冷媒壓縮功能的壓縮機110均可適用于本實施例。

步驟S402，所述車外換熱器120將所接收的高溫高壓氣態(tài)的冷媒冷卻后輸送至回熱器131。

所述冷凝器170接收所述壓縮機110輸送的高溫高壓氣態(tài)的冷媒后，將所接收的冷媒輸送至第一截止閥160。冷凝器170，為能將氣體或蒸氣轉變成液體的流體機械。在本實施例中，所述冷凝器170起流通管道的作用，供所述冷媒流通。

所述第一截止閥160的輸入端與所述冷凝器170的輸出端連通，所述第一截止閥160的輸出端與所述車外換熱器120的輸入端連通。所述第一截止閥160用于根據(jù)輸入的流體的壓力等參數(shù)控制閥門的啟閉，實現(xiàn)冷媒的流通。所述第一截止閥160的啟閉件是塞形的閥瓣，密封上面呈平面或海錐面，閥瓣沿閥座的中心線作直線運動。閥桿的運動形式有升降旋轉桿式，可以用于控制流體的流動，可以作為切斷或調解以及節(jié)流用。由于該類閥門的閥桿開啟和關閉形成相對較短，而且具有非?？煽康那袛喙δ?，又由于閥座通口的變化與閥瓣的行程成正比關系，非常適用于流量的調節(jié)。經過所述第一截止閥160的啟閉控制和流量調節(jié)作用后，流通至車外換熱器120。

所述車外換熱器120用于將所接收的高溫高壓氣態(tài)的冷媒冷卻，并將冷卻后的冷媒輸送至所述回熱器131。所述車外換熱器120可以利用其內部的換熱管進行換熱，還可以利用自帶的風機提高換熱效率。所述車外換熱器120還可以優(yōu)選采用扁管豎直放置風結構的換熱器裝置，便于除霜時冷凝水的排放。

步驟S403，所述回熱器131液將所接收的冷媒冷卻后輸送至第一電子膨脹閥140。

經由所述車外換熱器120冷卻后的冷媒輸送至回熱器131，經由回熱器131利用溫差進行熱交換，將冷媒進一步冷卻后再輸送至第一電子膨脹閥140。經由所述回熱器131將高壓液體過冷，以防止冷媒在節(jié)流前汽化，同時可提高壓縮機110吸氣溫度，以減輕有害過熱和改善壓縮機110工作條件。另外，通過回熱器131過冷后輸送至第一電子膨脹閥140節(jié)流，可以提高制冷裝置應用多種制冷劑的制冷系數(shù)，還可以抵消氣體中夾帶的液體汽化，既可回收冷量又可確保壓縮機110正?；赜?。本實施例所應用的回熱器131可以包括貼附式、套管式和殼管式等類型。其中，貼附式是將回氣管與供液管焊接在一起或將毛細管纏繞在回氣管上，可用于小型制冷裝置。套管式實在回氣管外套一大管徑管段，液體制冷劑在兩管夾層中流動。殼管式是液體在殼管內的盤管中流動，回氣在殼管間流動。其他能適用于本發(fā)明實施例中的冷媒過冷功能的回熱器131均可適用于本實施例。

步驟S404，所述第一電子膨脹閥140將所接收的冷媒通過節(jié)流降壓處理，將處理后的低溫低壓的冷媒輸送到蒸發(fā)器150。

經由回熱器131過冷處理后的冷媒輸送至第一電子膨脹閥140進行節(jié)流降壓處理，將處理后的低溫低壓的冷媒輸送至所述蒸發(fā)器150。電子膨脹閥按照預設程序調節(jié)蒸發(fā)器150供液量，主要包括電磁式膨脹閥和電動式膨脹閥。電磁式膨脹閥在電磁線圈通電前，針閥處于打開位置，由線圈施加的電壓控制針閥開度的大小，從而調節(jié)膨脹閥的流量，動作響應快。

步驟S405，所述蒸發(fā)器150利用所接收的低溫低壓的冷媒吸收熱量后，將所述冷媒發(fā)送至液氣分離器132。

蒸發(fā)器150的輸入口接收冷媒后，將所接收的低溫低壓的冷媒吸收熱量后輸送至液氣分離器132進行液氣分離。所述蒸發(fā)器150用于利用所接收的低溫低壓的冷媒吸收熱量后，降低車內外溫度，實現(xiàn)了CO2熱泵空調系統(tǒng)100的制冷功能。流入所述蒸發(fā)器150內的低溫低壓的冷媒，與蒸發(fā)器150所在的車艙內的空氣進行熱交換，吸收外借的空氣中的熱量，實現(xiàn)熱交換，達到制冷的效果。蒸發(fā)器150內的冷媒完成熱交換之后，將吸熱后的冷媒發(fā)送至所述液氣分離器132進行液氣分離。

步驟S406，所述液氣分離器132將所述冷媒進行液氣分離后輸送至所述壓縮機110。

液氣分離器132將由蒸發(fā)器150進行熱交換后的氣相液相混合的冷媒進行液氣分離器132后，將高溫高壓的冷媒輸送至壓縮機110，即為完成了一個制冷循環(huán)。為了進一步減小空調系統(tǒng)的體積，優(yōu)選將所述回熱器131和所述液氣分離器132即成為帶回熱器液氣分離器130。達到占用車艙空間較小，元件集成度高，降低加工成本且延長使用壽命的效果。

上述本發(fā)明實施例提供的CO2熱泵空調系統(tǒng)100的控制方法，由所述車外換熱器120和所述回熱器131對冷媒進行多重冷卻，經由回熱器131過冷后的冷媒輸送至第一電子膨脹閥140對冷媒進行節(jié)流降壓處理，可以極大程度地提高冷媒的冷卻度，提高CO2熱泵空調系統(tǒng)100的制冷效果和能效比。本發(fā)明實施例提供的CO2熱泵空調系統(tǒng)100的控制方法可參照上述系統(tǒng)實施例，在此不再一一贅述。

綜上所述，本發(fā)明實施例提供的CO2熱泵空調系統(tǒng)及其控制方法，可以實現(xiàn)零下20度熱泵空調系統(tǒng)的制冷、制熱、除霜、除霧等功能。采用CO₂板式回熱器技術解決零下20度制熱工況能夠正常工作，主要是利用CO₂板式回熱器將回壓縮機的冷媒加熱，提高回氣溫度，從而提高制熱循環(huán)的能效比。采用帶回熱器液器分離器在制冷循環(huán)和制熱循環(huán)起液氣分離的作用，在制冷循環(huán)中起回熱作用，能有效降低從車外換熱器出來的冷媒溫度，從而提高制冷能力，彌補CO₂作為制冷劑制冷不足的缺陷。在制熱工況采用水冷冷凝器(結構采用板式結構)來實現(xiàn)熱量交換。在制熱工況采用CO₂板式回熱器進行熱交換，結構采用板式結構。該系統(tǒng)實用CO₂制冷劑的熱泵空調系統(tǒng)，HVAC總成與傳統(tǒng)的HVAC改變不大。只需要將傳統(tǒng)蒸發(fā)器換成CO₂專用蒸發(fā)器即可，可有效降低主機廠和供應商的開發(fā)成本，降低開發(fā)風險，縮短開發(fā)周期。該系統(tǒng)采用一個車外溫度傳感器來監(jiān)控車外換熱器表面溫度，在制熱工況能有效解決車外換熱器的結霜。該系統(tǒng)可以進行擴展功能，實現(xiàn)電池的冷卻和加熱。車外換熱器采用扁管豎直放置風結構，便于除霜時冷凝水的排放。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。