CN101504204A - 用于车辆的空气调节*** - Google Patents

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CN101504204A CNA2009100059254A CN200910005925A CN101504204A CN 101504204 A CN101504204 A CN 101504204A CN A2009100059254 A CNA2009100059254 A CN A2009100059254A CN 200910005925 A CN200910005925 A CN 200910005925A CN 101504204 A CN101504204 A CN 101504204A
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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的空气调节***，其包括第一制冷回路(1)，该第一制冷回路(1)包含电动压缩机(2)、冷凝器(4)、膨胀阀(10)和潜冷存储器(12)。通过该第一制冷回路(1)从该潜冷存储器(12)中提取热量；这也被称作潜冷存储器(12)的充添。该***还设有用于冷却空气的装置，该用于冷却空气的装置以这样的方式构造，以使得将热量从所述空气中提取出来并供给至潜冷存储器(12)。因此，可以使用低成本、高效的空气调节***，特别是在车辆静止时。

Description

用于车辆的空气调节***
本申请是申请日为2005年1月14日、申请号为200580008707.6、发明名称为“用于车辆的空气调节***”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的空气调节***，其具有第一制冷回路(或制冷剂回路)，该第一制冷回路包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和潜冷存储器(latent cold storage)，该潜冷存储器的热量可通过第一制冷回路提取。这种热提取被称作充添。此外，该空气调节***包括用于冷却空气的装置，该装置这样形成，以使得热量从空气中提取出来并且被供给到潜冷存储器。这种热量的供给被称作放出。特别是，这种空气调节***被用于载重汽车或运货汽车。特别是，其被用作固定或静止的空气调节***。
背景技术
从DE 198 52 641 C1中已知用于车辆的固定空气调节***，该空气调节***具有制冷回路，该制冷回路包括压缩机、液化器、蓄积器和至少一个蓄冰单元。该蓄冰单元由带有膨胀机构的汽化器和围绕在膨胀机构周围的冰蓄积器组成。此外，带有膨胀机构的另一汽化器与至少一个蓄冰单元并联连接，其中，如果制冷剂流过蓄冰单元的另一汽化器或者所述汽化器，可通过相应的开关阀进行控制。压缩机由车辆的驱动马达机械驱动，并可经由风扇传动皮带借助于电磁离合器与驱动马达联接。
发明内容
本发明的目的是提供一种紧凑的空气调节***，其适于在车辆的静止操作中冷却该车辆。
为此，本发明提供一种用于车辆的空气调节***，其具有第一制冷回路和用于冷却空气的装置，该第一制冷回路包括电动压缩机、冷凝器、膨胀阀和潜冷存储器，其中为了充添，通过该第一制冷回路从该潜冷存储器中提取热量，该用于冷却空气的装置被这样形成，以使得从空气中提取热量并将该热量供给至该潜冷存储器，其中，该电动压缩机被提供用于充添该潜冷存储器。
本发明的特征在于提出一种用于车辆的空气调节***，其具有第一制冷回路和用于冷却空气的装置，该第一制冷回路包括电动压缩机、冷凝器、膨胀阀和潜冷存储器，该潜冷存储器的热量通过该第一制冷回路被提取，该用于冷却空气的装置被这样形成，以使得从空气中提取热量并将该热量供给至该潜冷存储器。借助于该电动压缩机，可以独立于车辆的驱动轴的转速调节压缩机的功率，并且如果需要，压缩机也可独立于车辆的驱动被提供电能。由此，在极高热度的情况下也可以简单的方式从潜冷存储器中提取预定量的热量。
如果在车辆内还设有另一主空气调节***，该主空气调节***的压缩机通过利用车辆的驱动轴、例如曲轴驱动，在主空气调节***的压缩机以最大容量操作时，该空气调节***的潜冷存储器的充添也会迅速地产生作用。
潜冷存储器的特征在于其非常高的特定冷容量。这具有可以非常紧凑地形成空气调节***的优点。特别是，在驱动轴不旋转时，其可以从车辆的静止操作中的空气中提取大量的热量。
在本发明的有利构造中，该空气调节***具有一第二制冷回路，该第二制冷回路包括泵、所述潜冷存储器和换热器，通过该换热器可提取空气中的热量并将该热量供给至潜冷存储器。这具有换热器可以置于车辆的任何位置上的优点。
在本发明的另一有利构造中，为该换热器设置一鼓风机，该鼓风机影响流过换热器的空气并同时影响流过加热元件的空气。这具有以下优点，即只需一个鼓风机，以一方面用于冷却空气，另一方面用于加热空气。
特别地，有利的是，当加热元件为使流体流过的加热换热器时，可通过燃料加热装置对其进行加热。利用以这种方式形成的加热元件，可以获得非常高的加热功率。
在本发明的另一有利构造中，潜冷存储器被这样设置，以使得待冷却的空气在流过潜冷存储器的同时被其冷却。因此，该空气调节***可以特别紧凑地形成。在上下文中，当第一制冷回路包括多个潜冷存储器时是非常有利的。
因此，可以在车辆的许多位置处进行冷却。特别是，这在载重汽车中是有利的，其中该载重汽车除了具有驾驶室之外，还具有独立于该驾驶室的卧室/起居室。
在本发明的另一有利构造中，该空气调节***还设装有一发电机，该发电机由内燃机的驱动器的驱动轴驱动，并因此提供电动压缩机的电能。通过这种方式，在驱动操作过程中，电动压缩机可以较高的功率工作。
附图说明
下面将基于示意性的附图描述本发明的实施例，其中：
图1示出了空气调节***的第一实施例，
图2示出了空气调节***的第二实施例，
图3示出了空气调节***的第三实施例，
图4示出了空气调节***的第四实施例，
图5示出了空气调节***的第五实施例，
图6示出了空气调节***的第六实施例。
具体实施方式
在所有附图中，结构和功能相同的元件用相同的附图标记表示。
空气调节***(图1)置于车辆、特别是载重汽车(motor truck)中。该空气调节***具有第一制冷回路1，该第一制冷回路1包括电动压缩机2、冷凝器4、蓄积器8、膨胀阀10和潜冷存储器12，其中所述冷凝器4设有冷凝器鼓风机6。
膨胀阀10可被控制或者仅形成为流量限制器。压缩机2的输出端经由第一管线14与冷凝器4相连，该第一管线14反过来通过其输出端经由第二管线16与蓄积器8相连，该第二管线16优选还包括干燥器。蓄积器8经由第三管线18与膨胀阀10相连，该第三管线18经由第五管线22将其输出端与潜冷存储器相连。潜冷存储器12的输出端经由第五管线22与压缩机2的输入端相连。电动压缩机2优选由发电机24供给电能，该发电机24由车辆的驱动器28的驱动轴26驱动。例如，驱动器28可以是内燃机。然而，电动压缩机也可以其他方式被供给电能，例如，可借助于燃料电池或者输出电能的任何元件如电池组供给电能。而且，也可以通过所列举的示例元件的任何组合向该电动压缩机供给电能。通过这些元件的相应尺寸设计，电动压缩机2可以通过在极限运行条件下也足够的功率工作，以便从潜冷存储器12中提取所需量的热量。
在电动压缩机2的工作过程中，例如为R134a或CO2的制冷剂被压缩，由此其温度升高。冷凝器4与冷凝器鼓风机协作，从而使得通过流过冷凝器4的空气从制冷剂中提取热量。
由此被冷却和液化的制冷剂经由第二管线16进一步流到蓄积器8，并接着经由第三管线18流到膨胀阀10，借助于该膨胀阀10，其被膨胀至低压状态，其中制冷剂的温度显著降低。随后，制冷剂流到潜冷存储器12中，并在此通过将其汽化从该冷存储介质中提取热量。其然后再次汽化的制冷剂经由第五管线22进一部流到电动压缩机2，并在此被再次压缩。
潜冷存储器12的高的特定冷容量由这样的事实产生，即，通过制冷剂从潜冷存储器中的冷存储介质提取能量，从而发生从液态向固态的相态转变。因此，可以紧凑地形成潜冷存储器。此外，其可以廉价地制造。
在制冷剂为CO2时，优选地，冷凝器4为气体冷却器，且管线18、22在内部换热器中相互接触，并且蓄积器置于管线22内。
该空气调节***包括第二制冷回路30，该第二制冷回路具有换热器32、泵34和潜冷存储器12。该潜冷存储器12经由第六管线36与换热器32相连，该第六管线36的输出端经由第七管线38与泵34的输入端相连。泵34的输出端经由第八管线40与潜冷存储器12相连。
优选地，泵34被电驱动，并且例如可以从未示出的电池获得其所需的电能。泵34将第二制冷回路的制冷剂泵送通过潜冷存储器12，其中，潜冷存储器12被供给热量并以该方式被冷却。冷却的制冷剂然后通过第六管线36倒出或流入换热器32，该鼓风机42以可控方式向该换热器32供给空气，然后空气将热量传递给换热器32，并因此被冷却并有助于实现车辆的内部空间的所需冷却。换热器32可置于客室的区域内，或者也可置于车辆的卧室或起居室内。从流动的空气所传递的热量将换热器32内的制冷剂加热，并且因此，加热的制冷剂经由第八管线38流动至泵34，在此其被再次泵送到潜冷存储器12。
优选的是，在车辆的驱动操作过程中，电动压缩机2***作，并且因此从潜冷存储器12提取热量。在车辆的静止操作过程中，优选的是，压缩机22未操作或者至多以低电功率操作。在静止操作中，泵34根据所需的制冷功率驱动，并因此借助于第二制冷回路30冷却车辆内的空气。
在本发明的第二实施例中(图2)，另外设置一加热元件，该加热元件为加热换热器44，其中，优选为水和乙二醇的混合物的流体流过加热换热器44，该流体可被燃料加热装置46加热，并经由第九管线48供给到加热换热器44。加热换热器44被这样设置，以使得鼓风机42也控制流过加热换热器44的空气。因此，简单地通过一鼓风机42便可控制流过加热换热器44的空气和流过换热器32的空气。
在空气调节***的第三实施例(图3)中，设置有空气加热元件50，该加热元件例如可成形为PTC电阻元件，并因此将电能转化为热能，并这样设置该加热元件50，以使得通过鼓风机42来控制紧邻空气加热元件52流过的空气量。例如，空气加热元件50可以形成为燃料空气加热装置。
在空气调节***的第四实施例(图4)中，为潜冷存储器12配备一鼓风机42，并控制流过潜冷存储器或者紧邻用于该潜冷存储器的散热片流过的待冷却空气，且因此将热量传递给潜冷存储器12，并且该空气因此被冷却。通过这种方式，该空气调节***可以特别紧凑地形成，因为第二制冷回路30可以被省略，特别是在其处于车辆内的多个位置时，空气的冷却必须实施，有利的是，在该上下文中，该空气调节***包括多个潜冷存储器12。该多个潜冷存储器12然后可置于车辆的多个相应位置处，例如，载重汽车中的潜冷存储器12可置于客室内，其他潜冷存储器12可置于独立于客室形成的卧室和/或起居室内。
在空气调节***的第四实施例中，也可存在根据图2和3所示的实施例的燃料加热装置46和加热换热器44或者空气加热元件50。
在空气调节***的第五实施例(图5)中，燃料加热装置46置于第二制冷回路30的旁路48中。在空气调节***的第六实施例中，燃料加热装置46与第六管线36相连。

Claims (7)

1.一种用于车辆的空气调节***，其具有第一制冷回路(1)和用于冷却空气的装置，该第一制冷回路(1)包括电动压缩机(2)、冷凝器(4)、膨胀阀(10)和潜冷存储器(12)，其中为了充添，通过该第一制冷回路(1)从该潜冷存储器(12)中提取热量，该用于冷却空气的装置被这样形成，以使得从空气中提取热量并将该热量供给至该潜冷存储器(12)，其特征在于，该电动压缩机(2)被提供用于充添该潜冷存储器(12)。
2.根据权利要求1所述的空气调节***，其特征在于，该用于冷却空气的装置包括第二制冷回路(30)，该第二制冷回路(30)包括泵(34)、所述潜冷存储器(12)和换热器(32)，通过该换热器(32)从空气中提取热量并且然后将该热量供给至该潜冷存储器(12)。
3.根据权利要求2所述的空气调节***，其特征在于，为该换热器(32)设置一鼓风机(42)，该鼓风机(42)影响流过该换热器(32)的空气并同时影响流过一加热元件的空气。
4.根据权利要求3所述的空气调节***，其特征在于，该加热元件为加热换热器(44)，其中一流体流过该加热换热器(44)，该流体可由一燃料加热装置(46)加热。
5.根据权利要求1所述的空气调节***，其特征在于，该潜冷存储器(12)被这样设置，以使得待冷却的空气流过该潜冷存储器(12)并以此方式被冷却。
6.根据权利要求5所述的空气调节***，其特征在于，该第一制冷回路(1)包括多个潜冷存储器(12)。
7.根据前述任一权利要求所述的空气调节***，其特征在于，为该空气调节***设置一发电机(24)，该发电机(24)由该车辆的驱动器(28)的驱动轴(26)驱动，并因此提供用于驱动该电动压缩机(2)的电能。
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