CN105270132A - 车用制冷***及使用其的汽车 - Google Patents

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仇杰
周禕
王莹
曹楷
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SAIC General Motors Corp Ltd
Pan Asia Technical Automotive Center Co Ltd
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Pan Asia Technical Automotive Center Co Ltd
Shanghai General Motors Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种车用制冷***，其将半导体制冷模块设于车用制冷***中的空气循环***中，以解决现有技术中车用制冷***中的压缩机与发动机关联，任何制冷工况都需要在启动发动机的情况下才能进行的问题，实现了在车辆发动机短暂停用时通过半导体制冷模块来提供制冷效果，避免了此时专门为制冷工况而开启发动机的问题，提高了发动机的节油效率。另一方面，同样增大了车用制冷***的气温调节范围，提高了用户舒适性。

Description

车用制冷***及使用其的汽车
技术领域
本发明涉及汽车领域，更具体地，本发明涉及车用制冷***。
背景技术
如图1所示，目前，车辆中通常配备一套车用制冷***100，其包括冷媒循环***200和空气循环***300，其中冷媒循环***200包括通过管道顺次连接的压缩机210、冷凝器220、节流元件230及蒸发器320；而空气循环***300包括通过风道顺次连接的进风口、前置空气处理模块310、蒸发器320、后置空气处理模块330及出风口。当车辆用户需要调节车舱内气温时，车用制冷***开始工作：空气循环***使空气流过蒸发器外，此时冷媒循环***使制冷剂流过蒸发器内并在蒸发器中膨胀吸收流过的空气中的热量，来实现使空气降温的目的，此时降温后的空气继续通过空气循环***依次流至出风口，并进入车舱内吸热，从而实现调节车内温度的目的。车用制冷***的应用对于车辆具有重大意义，其能够实现调节乘员舱温度、湿度及实现挡风玻璃除雾等功能。
一般来说，车用制冷***在工作循环中，通常需要由发动机皮带轮来带动压缩机。而在汽车的使用过程中，不时会出现发动机停机的工况，例如当车辆停止以等待交通红灯时，此时若需要继续开启或维持车用制冷***的制冷功能，则需要额外启动发动机来带动压缩机工作，这会严重影响发动机的节油效率。
另一方面，虽然现有的半导体冷***可以脱离压缩机的使用，从而无需发动机的带动也能制冷，但是由于其自身限制而无法产生较高的功率。因此应用半导体制冷***难以在多种车辆工况下满足其制冷需求。
发明内容
本发明目的在于提供一种车用制冷***，以解决现有技术中常规车用制冷***带来的影响发动机的节油效率的技术问题。
根据本发明的一个方面，提供一种车用制冷***，其包括：冷媒循环***、空气循环***及半导体制冷模块；所述冷媒循环***包括通过管道顺次连接的压缩机、冷凝器、节流元件及蒸发器；所述空气循环***包括通过风道顺次连接的进风口、前置空气处理模块、所述蒸发器、后置空气处理模块及出风口；所述半导体制冷模块设于所述空气循环***中。
可选地，所述前置空气处理模块包括相互连接的空气过滤装置及风机。
可选地，所述后置空气处理模块包括顺次连接的第一调节阀门、加热装置及第二调节阀门；所述第一调节阀门用于调节流过所述加热装置的空气量；所述第二调节阀门用于调节流入所述出风口的空气量。
可选地，所述半导体制冷模块与所述蒸发器并联。
可选地，所述半导体制冷模块串联于所述前置处理空气模块与所述蒸发器之间。
可选地，所述半导体制冷模块设于所述后置空气处理模块中。
可选地，所述后置空气处理模块还包括设于所述加热装置与所述第二调节阀门之间的第三调节阀门，所述半导体制冷模块设于所述第二调节阀门与所述第三调节阀门之间。
可选地，设有多个所述出风口，所述第二调节阀门用于调节流入多个所述出风口的风量。
根据本发明的另一个方面，还提供一种汽车，其具有如前所述的任意一种车用制冷***。
根据本发明，通过对车用制冷***布局的设计，将技术已较为成熟的半导体制冷模块布置于该车用制冷***中的空气循环***中，由于半导体制冷模块可脱离对发动机的依赖而启动，因此一方面在发动机中途停机的情况下可以继续维持制冷***的工作，提高了发动机的节油效率；另一方面还增加了车用制冷***的冷量可调节范围，增加适用性。根据本发明的汽车包含了该套车用制冷***，使得在车辆使用过程中，即便发生了因红灯等待或其他原因而导致发动机处于停机工况时，也依然能够保持制冷***的持续运行，提高了用户舒适性；并且也避免在这些情况下继续开启发动机，从而提高了节油效率。
附图说明
图1是现有技术中的车用制冷***的布置；
图2是根据本发明的半导体制冷模块的布置位置示意图；
图3是根据本发明的空气循环***的一个实施例的示意图；
图4是根据本发明的空气循环***的另一个实施例的示意图；
图5是根据本发明的空气循环***的再一个实施例的示意图；
图6是根据本发明的后置空气处理模块中的阀门调节示意图；
图7是根据本发明的后置空气处理模块中的阀门调节示意图；以及
图8是根据本发明的后置空气处理模块中的阀门调节示意图。
具体实施方式
下面参照附图详细地说明本发明的具体实施方式。
本发明的车用制冷***中同样包括冷媒循环***及空气循环***，但为了清楚起见，本发明在具体实施方式中提供的参考附图主要展示出在车用制冷***中与发明密切相关的布置，而省略掉了其他在现有技术中较为成熟的部分。
如图2示出了根据本发明的半导体制冷模块的布置位置示意图，其中空气循环***300中的进风口、前置空气处理模块310、蒸发器320（其同时属于空气循环***300及冷媒循环***）、后置空气处理模块330及出风口通过风道顺次连接。而半导体制冷模块400应设于该空气循环***300中，以起到能够与蒸发器320共同吸收风道内的空气中的热量，从而起到调节温度的作用。基于此目的，图2中示出了半导体制冷模块400可以设置的多个位置：其分别可设置于前置空气处理模块310中；串联于前置空气处理模块310与蒸发器320之间；与蒸发器320并联；串联于蒸发器320与后置空气处理模块330之间或设置于后置空气处理模块330中。值得注意的是，为了达到较好的调节气温的效果，半导体制冷模块400在前置空气处理模块310及后置空气处理模块330中的设置方式通常为串联。
基于图2所示的设计方案，图3、图4、图5分别给出了半导体制冷模块在空气循环***中的具体布置的多个实施例。在这些实施例中，一般而言，前置空气处理模块310包括通过风道顺次连接的空气过滤装置311及风机312，其中过滤装置311用于过滤从外界流入的空气或已在车舱内完成循环的空气，而风机312用于给流入的空气提供动力来迫使其以给定速度流动。而后置空气处理模块330通常包括通过风道顺次连接的第一调节阀门331、加热装置332及第二调节阀门333，其中第一调节阀门331用于调节流过加热装置332的空气的量，从而与加热装置共同实现对流入车舱内的空气温度的调节，而第二调节阀门则用于调节气流的走向（在下文对图6-图8的说明中会详细描述）。
图3提供了半导体制冷模块在空气循环***中的具体布置的一个实施例。其中半导体制冷模块400布置于风机312与蒸发器320之间。此时可将该半导体制冷模块400制冷模块与前置空气处理模块310中的空气过滤装置311及风机312置于同一个箱体内，具有较高的部件集成程度。
此时，空气从车外环境中或从车舱内经进风口而进入空气循环***300，并在风机312的驱动下依次经过空气过滤装置311进行过滤，经过半导体制冷模块400进行换热，经过蒸发器320进一步地换热后，再依次经由第一调节阀门331调节，经由加热装置332加热并经由第二调节阀门333调节，然后从出风口进入车舱来调节舱内温度。
图4提供了半导体制冷模块在空气循环***中的具体布置的另一个实施例。其中半导体制冷模块400与蒸发器320并联。此时可将该半导体制冷模块400制冷模块与蒸发器320集成于同一个箱体内，具有较高的部件集成程度。
此时，空气从车外环境中或从车舱内经进风口而进入空气循环***300，并在风机312的驱动下依次经过空气过滤装置311进行过滤，并经过半导体制冷模块400及蒸发器320进行换热，再依次经由第一调节阀门331调节，经由加热装置332加热并经由第二调节阀门333调节，然后从出风口进入车舱来调节舱内温度。
图5提供了半导体制冷模块在空气循环***中的具体布置的另一个实施例。其中半导体制冷模块400布置于后置空气处理模块330中。此时后置空气处理模块330还包括设于加热装置332与第二调节阀门333之间的第三调节阀门334，而半导体制冷模块400则布置于第三调节阀门334与第二调节阀门333之间。此时相当于将半导体制冷模块400置于此段的风道中，合理地利用了已经十分成熟并且十分紧凑的汽车内部结构的布置，因而在无需对现有车型的结构做过多调整的情况下实现了本发明的目的。
此时，空气从车外环境中或从车舱内经进风口而进入空气循环***300，并在风机312的驱动下依次经过空气过滤装置311进行过滤，经过蒸发器320进行换热后，再依次经由第一调节阀门331调节，经由加热装置332加热，经过第三调节阀门334调节，经过半导体制冷模块400进行换热，并经由第二调节阀门333调节，然后从出风口进入车舱来调节舱内温度。
应当注意的是，在如图3至图5所示的示意图中，空气并非必须和半导体制冷模块400及蒸发器320两者进行换热，其取决于车辆工况及对用户的制冷需求程度。例如，当在发动机停机时，车用制冷***中的冷媒循环***实际上出于停止工作的状态，此时蒸发器不工作。这时，为了保证发动机的节油效率，不宜仅仅为了调节温度而重新开启发动机，所以只需使半导体制冷模块工作来维持制冷效果即可。又如，当发动机出于启动工况下，此时冷媒循环***正在工作，在其足以满足用户的制冷需求时，就无需再开启半导体制冷模块。当然，在需要的情况下，也可以同时使用制冷循环***及半导体制冷模块来满足用户较大的制冷需求。
图6、图7及图8给出了在本发明的常规的后置空气处理模块中的阀门调节示意图。下面结合图6至图8说明本发明的车用制冷***对车舱内温度进行调节的工作原理。
如图6所示，其中第一调节阀门331处于关闭位置，第二调节阀门332也处于关闭位置。此时，经过冷却的空气通过后置空气处理模块直接流至出风口，并对车舱进行温度调节。此种情况可能发生于车舱内存在较大的降温需求时，因而使经过冷却的空气直接流入车舱内降温。
如图7所示，其中第一调节阀门331处于部分打开位置，第二调节阀门332处于关闭位置。此时，一部分经过冷却的空气通过后置空气处理模块直接流至出风口；另一部分经过冷却的空气在经由加热装置进行加热升温后在流至出风口，两部分空气共同对车舱内进行温度调节。此种情况可能发生于车舱内的温度调节需求不需要这些***满负荷工作，此时可使一部分经过冷却的空气流过加热装置来提升部分温度，从而使最终流入车舱内的两部分空气的混合物具有相对高一些的温度，从而实现对车舱内温度的调节；另一方面，当该套***应用于制热工况下时，加热装置的设置可进一步提高流入车舱内的空气温度，从而提高制热效果。
如图8所示，其中第一调节阀门331处于关闭位置，第二调节阀门332处于部分打开位置。此时，一部分经过冷却的空气通过后置空气处理模块流向典型的出风口，另一部分经过冷却的空气通过第二调节阀门332流向其他出风口。这些出风口可分别为吹挡风玻璃的出风口、吹前排用户的脚的出风口及吹后排用户的脚的出风口等。
值得注意的是，这些调节阀门既可以处于打开位置或关闭位置，也可以处于部分打开位置，从而实现多种温度调节需求。
根据本发明的另一方面，还提供有一种汽车，其可包括上述具体实施方式中提及的任意一种车用制冷***，使得在车辆使用过程中，即便发生了因红灯等待或其他原因而导致发动机处于停机工况时，也依然能够保持制冷***的持续运行，提高了用户舒适性；并且也避免在这些情况下继续开启发动机，从而提高了节油效率。
如上根据附图对本发明的具体实施方式进行了详细的描述。所属领域的技术人员根据上述说明可以对实施方式中具体的特征进行等同的改型或变型，毫无疑问，这些改变的实施方式也将落入权利要求书所覆盖的保护范围内。

Claims (9)

1.一种车用制冷***，其特征在于，包括：冷媒循环***、空气循环***及半导体制冷模块；所述冷媒循环***包括通过管道顺次连接的压缩机、冷凝器、节流元件及蒸发器；所述空气循环***包括通过风道顺次连接的进风口、前置空气处理模块、所述蒸发器、后置空气处理模块及出风口；所述半导体制冷模块设于所述空气循环***中。
2.根据权利要求1所述的车用制冷***，其特征在于，所述前置空气处理模块包括相互连接的空气过滤装置及风机。
3.根据权利要求1所述的车用制冷***，其特征在于，所述后置空气处理模块包括顺次连接的第一调节阀门、加热装置及第二调节阀门；所述第一调节阀门用于调节流过所述加热装置的空气量；所述第二调节阀门用于调节流入所述出风口的空气量。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的车用制冷***，其特征在于，所述半导体制冷模块与所述蒸发器并联。
5.根据权利要求1至3任意一项所述的车用制冷***，其特征在于，所述半导体制冷模块串联于所述前置处理空气模块与所述蒸发器之间。
6.根据权利要求1至2任意一项所述的车用制冷***，其特征在于，所述半导体制冷模块设于所述后置空气处理模块中。
7.根据权利要求3所述的车用制冷***，其特征在于，所述后置空气处理模块还包括设于所述加热装置与所述第二调节阀门之间的第三调节阀门，所述半导体制冷模块设于所述第二调节阀门与所述第三调节阀门之间。
8.根据权利要求3所述的车用制冷***，其特征在于，设有多个所述出风口，所述第二调节阀门用于调节流入多个所述出风口的风量。
9.一种汽车，其特征在于，具有如权利要求1至8任意一项所述的车用制冷***。
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