CN106965647B - 用于车辆空调设备的具有热泵功能的制冷剂回路 - Google Patents

用于车辆空调设备的具有热泵功能的制冷剂回路 Download PDF

Info

Publication number
CN106965647B
CN106965647B CN201610940632.5A CN201610940632A CN106965647B CN 106965647 B CN106965647 B CN 106965647B CN 201610940632 A CN201610940632 A CN 201610940632A CN 106965647 B CN106965647 B CN 106965647B
Authority
CN
China
Prior art keywords
refrigerant circuit
air
additional
evaporator
heat exchanger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610940632.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106965647A (zh
Inventor
马克·格拉夫
格拉尔德·里希特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hanon Systems Corp
Original Assignee
Hanon Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hanon Systems Corp filed Critical Hanon Systems Corp
Publication of CN106965647A publication Critical patent/CN106965647A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106965647B publication Critical patent/CN106965647B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00899—Controlling the flow of liquid in a heat pump system
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00007—Combined heating, ventilating, or cooling devices
    • B60H1/00021—Air flow details of HVAC devices
    • B60H1/00028—Constructional lay-out of the devices in the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00357—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles
    • B60H1/00385—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00899—Controlling the flow of liquid in a heat pump system
    • B60H1/00921—Controlling the flow of liquid in a heat pump system where the flow direction of the refrigerant does not change and there is an extra subcondenser, e.g. in an air duct
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H1/2215—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H1/2215—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters
    • B60H1/2225—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters arrangements of electric heaters for heating air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/40—Fluid line arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B5/00—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity
    • F25B5/04—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity arranged in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B6/00—Compression machines, plants or systems, with several condenser circuits
    • F25B6/04—Compression machines, plants or systems, with several condenser circuits arranged in series
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00007—Combined heating, ventilating, or cooling devices
    • B60H1/00021—Air flow details of HVAC devices
    • B60H2001/00114—Heating or cooling details
    • B60H2001/00128—Electric heaters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H2001/00942—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices comprising a plurality of heat exchangers, e.g. for multi zone heating or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H2001/00949—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices comprising additional heating/cooling sources, e.g. second evaporator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/39—Dispositions with two or more expansion means arranged in series, i.e. multi-stage expansion, on a refrigerant line leading to the same evaporator
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/02—Heaters using heating elements having a positive temperature coefficient
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/022—Heaters specially adapted for heating gaseous material
    • H05B2203/023—Heaters of the type used for electrically heating the air blown in a vehicle compartment by the vehicle heating system

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于车辆空调设备的具有热泵功能的制冷剂回路(1)，所述制冷剂回路至少具有蒸发器(3)、压缩机(5)、冷凝器(6)以及膨胀机构(7)，所述制冷剂回路的特征在于，在所述制冷剂回路(1)中，在独立的流体引导装置(8)中的附加蒸发器(9)设置在所述压缩机(5)上游。此外，本发明涉及一种用于运行制冷剂回路的方法。

Description

用于车辆空调设备的具有热泵功能的制冷剂回路
技术领域
本发明涉及一种用于车辆空调设备的具有热泵功能的制冷剂回路。
背景技术
由于车辆发动机的日益改进的效率或者由于车辆使用电动驱动装置，越来越少的废热可供用于符合舒适性地加热车辆座舱。由此需要辅助加热***，所述辅助加热***辅助对车辆的内部空间的加热，从而提高乘客的舒适度。
从现有技术中已知用于车辆空调设备的各式各样的辅助加热***。
除了电的辅助加热***外，也应用基于制冷剂的热泵。在此，除了通过切换制冷剂回路中的制冷剂流来确保加热功能的常规的热泵电路，也已知紧凑的热泵***，其中能够借助于标准制冷剂回路通过有针对性地在空气侧布线来实现加热功能、冷却功能和除湿功能以及产生每个任意的混合温度。
从DE 10 2012 108 891 A1和DE 10 2011 052 752 A1中已知最后提到的类型的紧凑的机动车辆空调设备，其中制冷剂回路的冷凝器的热空气流和蒸发器的冷空气流根据机动车辆空调设备的所需要的排风温度混合。所混合的空气通过空气通道导入到车辆座舱中。通过设置在座舱中的、具有不同的出口-控制元件的空气分配***，将空气引导至相应的空气出口，例如除霜出口、通风出口和脚部出口，并进入车辆。过量的空气通过附加的出口从紧凑的空调器被吹送到环境中。这些设备相对于常规的热泵***已经具有提高的效率和更小的复杂性。
现有技术中常规的热泵的缺点是高的复杂性，因构件的大的数量引起带来高的成本以及在环境温度低时低的有效功率。
紧凑的空调***的缺点是由于其应用而明显改变的车辆构架，所述车辆构架无法实现在传统的车辆中的使用。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于车辆空调设备的具有热泵功能的制冷剂回路，所述制冷剂回路在保持机动车辆中的传统的空间划分的同时实现低的复杂性，并且实现用于车辆空调设备的标准部件的使用。
所述目的通过一种用于车辆空调设备的具有热泵功能的制冷剂回路和一种用于运行所述制冷剂回路的方法来实现。改进方案在实施例中说明。
本发明的所述目的尤其通过一种用于机动车辆的具有热泵功能的制冷剂回路实现，其中制冷剂回路具有至少一个蒸发器、压缩机、冷凝器以及膨胀阀。此外，制冷剂回路的特征在于，在制冷剂回路中，在独立的流体引导装置中的附加蒸发器设置在压缩机的上游。
流体引导装置满足如下目的：将与制冷剂相比相对热的流体与制冷剂接触以将热量传递到制冷剂上。由此，在更广泛的意义上流体引导装置已经是流体-流体-热交换器。根据本发明的一个优选的设计方案，流体引导装置构成为制冷剂回路的附加蒸发器，所述附加蒸发器具有壳体并且必要时具有其它部件以改进流体引导的效率。就上述描述而言，作为热的流体，除了循环空气、环境空气或者发动机舱空气外，也可以使用增压空气、冷却水、冷却油或者废气。
作为机动车辆空调设备，就本发明而言，应视为空调器和制冷剂回路。在空调器中除了制冷剂回路的所需要的部件外还设有其它用于处理、引导和分配待进行调节的空气流的部件，如风扇、活门和混合室，以及必要时设有基于制冷剂的供暖热交换器。
根据本发明的一个有利的设计方案，此外在制冷剂回路中，在压缩机和冷凝器之间设置有附加的热交换器，用于直接地或者间接地将热量输出给车辆座舱。
在直接地或者间接地将热量输出给车辆座舱的情况下，例如借助于附加的热交换器在直接的路径上将热量从制冷剂回路中传递给待供给车辆座舱以用于进行加热的空气，或者在间接的路径上经由连接在中间的流体回路传递给所述空气。
据此，附加的热交换器将热量从制冷剂回路中直接在空调器中输出给待进行调节的空气流。作为替选方案，附加的热交换器将热量从制冷剂回路中间接地首先例如输出到发动机冷却回路，并且该发动机冷却回路随后紧接着借助于传统的供暖热交换器将热量输出给用于车辆座舱的待进行调节的空气流。
优选地，在直接将热量输出给待供给座舱的空气流时，车辆空调设备的附加的热交换器在待进行调节的空气流中设置在蒸发器的下游。
在电动或者混合动力车辆中，车辆空调设备的附加的热交换器在待进行调节的空气流中设置在发动机冷却回路的供暖热交换器的部位处。
尤其优选的是，除了车辆空调设备的出自制冷剂回路的已提及的热交换器外，发动机冷却回路的或者在电动或混合动力车辆中的供暖热交换器在待进行调节的空气流中设置在PTC的部位处。在此，在电动或者混合动力车辆中的内燃机中或者也称为PTC的电加热器中，发动机冷却回路的供暖热交换器是用于对用于车辆座舱的空气流进行加热的另一热源。
有利的是，制冷剂回路的冷凝器构成为，使得设有可封闭的空气引导***，以便防止或者排除在加热待进行调节的空气流期间通过车辆空调设备中的热交换器将冷凝器的热量输出给周围环境。
尤其优选的是，在附加蒸发器的上游设置有附加膨胀机构，所述附加膨胀机构通过降压使蒸发温度水平降低，从而使得使用温度更低的热源来加热乘客舱是可行的。
有利地，附加蒸发器和附加膨胀机构在制冷剂回路中设置在蒸发器的上游、下游或者于与蒸发器并联地设置。
尤其有利的是，将附加蒸发器设置在发动机舱或者车辆中的由热空气围绕的另一地方，因为由此能够经由附加蒸发器提供用于加热乘客舱的热量并且提高乘客的舒适度。
尤其对于车辆空调设备的制冷功能而言有利的是，独立的流体引导装置在输入侧设有用于阻止穿流附加蒸发器的封闭装置，以便在这种运行模式中将经由附加蒸发器的热量吸收降低到最小程度或者甚至完全排除。
此外已证实有利的是，独立的流体引导装置在输出侧具有回流封闭装置，所述回流封闭装置防止沿着相反的方向穿流流体引导装置。
尤其优选的是，在独立的流体引导装置设计为空气引导装置时，所述流体引导装置的封闭装置构成为活门。作为替选方案，流体引导装置的封闭装置构成为百叶窗。显然，流体引导装置的封闭装置能够组合地构成为活门和/或百叶窗。
通过设有风扇能够有利地提高在独立的空气引导装置内部将热量引入到制冷剂回路中，其方式是：借助于风扇提高穿过附加蒸发器的附加热流体流。
根据本发明的一个尤其有利的设计方案，独立的流体引导装置构成为空气引导装置，所述空气引导装置具有两个附加热流体接口和相应的活门，所述活门用于使循环空气和/或发动机舱空气交替地或者同时穿流流体引导装置的附加蒸发器。
此外，本发明的所述目的通过一种用于运行制冷剂回路的方法实现，其中在热泵运行时附加热流体流流动穿过独立的流体引导装置，并且经由附加蒸发器吸收制冷剂回路的热量，所述热量接下来在附加的热交换器中能够经由车辆空调设备输出给待进行调节的空气流并且进入到车辆座舱中。
此外，本发明的所述目的通过一种用于运行制冷剂回路的方法实现，其中在冷却运行时独立的流体引导装置被转换到使得没有热量经由附加蒸发器被吸收并且制冷剂回路在制冷设备运行中工作。
本发明的优点大体上在于：在使用标准部件以及其在车辆中的传统的设置时常规的、基于制冷剂的热泵的优点与在使用简单的制冷回路的情况下紧凑的空调***的高效率的优点相结合。
根据设计，本发明的所述目的由此通过一种车辆空调设备实现，所述车辆空调设备在具有超临界运行的制冷剂的制冷回路中具有作为制冷剂冷凝器或气体冷却器的集成的热交换器，以及在热泵功能方面具有在独立的流体引导装置中的用于附加地吸收热量的附加的蒸发器。
根据现有技术的制冷剂回路，在车辆空调设备内部配设有附加的热交换器，所述热交换器根据工艺过程作为冷凝器或者气体冷却器工作。附加的热交换器在回路中设置在压缩机的下游。尤其优选的是，在所提出的车辆空调设备中，将处于常规的装入位置中的传统的设备实现为空调器。
在制冷剂回路中，常用的冷凝器或气体冷却器优选在车辆前部设置在所谓的冷却模块中并且通过空气引导***，例如呈活门形式的空气引导***封闭。由此能够在车辆空调设备的加热模式中减少或者排除通过冷凝器的所不希望的热输出。
在冷凝器的下游，制冷剂经由节流元件流入到蒸发器中，在所述蒸发器中从周围环境中吸收能量。蒸发器如常见的那样设置在车辆空调设备中并且沿空气流动方向设置在热交换器的上游并且设置在来自车辆发动机的冷却剂回路的可能存在的供暖热交换器的上游。
附加的蒸发器优选配设有自身的附加的膨胀阀。附加蒸发器和附加膨胀阀在此在冷却剂回路中设置在车辆空调设备的蒸发器的上游、下游或者与所述蒸发器并联地设置。在该附加蒸发器中附加地吸收冷却剂的能量。附加蒸发器在此设置在独立的流体引导装置中，所述独立的流体引导装置优选设置在发动机舱或者车辆中由热空气围绕的另一地方。流体引导装置也称为蒸发器箱并且设有封闭装置，例如呈百叶窗形式的封闭装置。流体引导装置的该封闭装置可在打开位置和关闭位置之间可运动地调节。有利的是，另一空气引导装置作为回流封闭装置设置在附加蒸发器的另一侧上，以便在冷却运行时隔离该附加蒸发器并且防止意外的热量吸收。
优选地，流体引导装置除了附加蒸发器外还具有风扇作为附加热源，所述风扇在打开封闭装置时通过附加蒸发器抽吸或者挤压空气。
所描述的***根据设计作为热泵工作，所述热泵类似于这种类型的现有技术在紧凑的空调***方面具有空气侧的布线。在热泵运行时，流体引导装置的呈封闭装置形式的空气引导装置被打开，使得热空气流动经过附加蒸发器从而使得附加的热量被冷却剂吸收。该附加地被吸收的热量经由设置在车辆空调设备中的附加的热交换器输出给流入车辆中的并且待进行调节的空气。在不具有直接的或者自由的空气穿流的设置中，经过附加蒸发器的空气流动通过风扇来调节。
在冷却运行时，流体引导装置的空气传导装置被关闭并且将附加蒸发器与附加热流体流隔离。由此，没有能量经由附加蒸发器吸收并且没有制冷剂蒸发，使得热量完全由车辆空调设备的蒸发器吸收以冷却待进行调节的空气流。
在另一有利的实施方案中，蒸发器箱与空气入口-***连接。该***实现不同的输入空气流的使用，例如来自发动机舱或者来自车辆的内部空间的输入空气流。为了提高热泵运行的效率，有利的是，将热空气引导经过蒸发器。通过空气入口-***例如能够在周围环境冷的情况下将输入空气从车辆内部空间中抽吸出来。由此，温度比环境温度高的空气能够被抽吸并且用于加热车辆内部空间。
本发明的优点可如下概括：
相对于传统的热泵***在没有附加的切换阀的情况下实现在很大程度上传统的制冷剂回路中的加热或辅助加热功能。车辆空调设备和车辆空调设备的部件在车辆中的设置不改变并且车辆构架仅轻微地改型。
通过使用由附加蒸发器补充的传统的制冷剂回路，与具有传统的热泵和其复杂的构造的***相比实现了明显更成本适宜的***。
相对于传动的热泵能够明显提高效率，尤其在环境温度低时的效率。由此尤其突出的是，能够使用传统的空调器而不需要较大的调整。
附图说明
本发明的设计方案的其它细节、特征和优点从接下来参考相应的附图对实施例的描述中得出。附图示出：
图1示出在车辆空调设备中具有附加蒸发器和附加的热交换器的制冷剂回路，
图2a示出具有在阻断位置中的输入侧的封闭装置的流体引导装置，
图2b示出具有在打开位置中的输入侧的封闭装置的流体引导装置，
图3示出具有空气输入侧的和空气输出侧的封闭装置的流体引导装置，
图4示出具有空气输入侧的封闭装置和风扇的流体引导装置，以及
图5示出具有两个空气输入侧的输入端的流体引导装置。
具体实施方式
在图1中示出根据本发明的一个优选的设计方案的制冷剂回路1。制冷剂回路1对用于对空气流20进行调节的空调器2进行供给以加热和冷却未示出车辆座舱，并且必要时也用于对输送给车辆座舱的空气进行除湿。
在空调器2中，以常规的方式设置有用于对空气流20进行冷却和除湿的蒸发器3。此外，为了加热空气流20设有热交换器4。以已知的方式在制冷剂回路1中还设置有压缩机5和冷凝器6以及膨胀机构7。制冷剂回路1的特点在于：执行热泵功能。为此在制冷剂回路1中附加蒸发器9设为流体引导装置8中的附加热源。流体引导装置8在该设计方案中构成为空气引导装置，并且如此在车辆中设置在具有相对于环境温度更热的空气的区域中，所述空气被利用以便从该热空气中提取一部分热量并且引入到制冷剂回路1中。该热量借助于热泵功能转变到更高的温度水平上并且用于加热空气流20。流体引导装置8为此具有附加蒸发器9，所述附加蒸发器从附加热流体流18中通过进行蒸发的制冷剂提取热量，所述附加热流体流通常是相对于环境温度更高温度的空气。为了有针对性地设置附加蒸发器9的相应的蒸发温度水平。附加膨胀机构10在制冷剂回路1中置于附加蒸发器9的上游。
制冷剂回路1的另一特点在于：热交换器4设置在压缩机5的下游，以加热在空调器2中的空气流20。借助于该热交换器4，利用制冷剂的高压流的温度水平在压缩机5之后加热车辆空调设备中的空气流20。热交换器4连接有冷凝器6，在所述冷凝器中以已知的方式从制冷剂回路1中提取因废热流体流19产生的其它热量，所述废热流体流通常作为环境空气流将该废热从制冷剂回路中导出。制冷剂被冷却或者冷凝并且随后在膨胀机构7中以常见的方式膨胀到蒸发压力并且被输送给车辆空调设备的蒸发器3，在该处制冷剂回路1结束。
综上所述，制冷剂回路1的特点在于：流体引导装置8在制冷剂回路1中设为用于满足热泵功能的附加热源，并且此外在车辆空调设备中作为附加的冷凝器的热交换器4将在空调器2中制冷剂的在压缩终了温度水平上的热量输出给空气流20，以加热该空气流。
在图2a和2b中，原理上分别详细示出作为空气引导装置的流体引导装置8，其作为制冷剂回路1的附加热源。流体引导装置8在此基本上由壳体11构成，在所述壳体中设置有附加蒸发器9，并且其中设有流体引导装置8的封闭装置12，所述封闭装置能够阻断附加热流体流18穿过附加蒸发器9。
在图2a中示出处于关闭位置中的封闭装置12，使得附加热流体流18无法流动穿过附加蒸发器9，这例如在制冷设备运行时实现。附加蒸发器9结合到制冷节回路1中并且被蒸发的制冷介质从附加热量蒸发器9到达在此未完全示出的制冷剂回路1的压缩机5中。
不同于图2a，在图2b中示出具有封闭装置12的打开位置的流体引导装置8，使得附加热流体流18能够不受阻碍地穿流附加蒸发器9，由此在热泵运行时附加热流体流的热量能够由制冷剂吸收以进行蒸发，并且用于热泵功能以加热车辆空调设备中的空气流。
在图3和图4中示出流体引导装置8的其它优选的设计方案。
图3除了输入侧的封闭装置12外还示出输出侧的回流封闭装置13。通过回流封闭装置13，在封闭装置12和13的关闭位置中，附加蒸发器9能够通过禁止空气交换完全地断开与围绕附加蒸发器的空气进行的热量交换。这个在制冷剂回路的制冷设备运行时是有利的。
不同于图3，图4在空气输出侧的位置示出风扇14，所述风扇在封闭装置12的打开位置中将附加热流体流18抽吸穿过附加蒸发器9，从而实现附加热流体流18的密集穿流和有效利用。但是风扇在此优选的是，与图4中的视图相反，即在空气流中设置在蒸发器的上游，作为替选方案也能够设置在蒸发器的下游。
最后，在图5中示出流体引导装置8的另一有利的变型形式。在空气输入侧，壳体11以两个用于来自车辆座舱的循环空气16和来自发动机舱的发动机舱空气17的接口扩展。循环空气16和发动机舱空气17在这种情况下用作为用于附加蒸发器9中的热量输出的附加热流体流18。用于循环空气16和发动机舱空气17的接口可借助于活门15控制，使得附加热流体流18的每个变化都是可调节的，并且要么仅能够使用循环空气16，要么仅能够使用发动机舱空气17，要么这两者能够以可自由选择地调节的比例用作为附加热流体流18。
附图标记列表
1 制冷剂回路
2 空调器
3 蒸发器
4 热交换器
5 压缩机
6 冷凝器
7 膨胀机构
8 作为附加热源的流体引导装置
9 附加蒸发器
10 附加膨胀机构
11 壳体
12 封闭装置
13 回流封闭装置
14 风扇
15 活门
16 循环空气
17 发动机舱空气
18 附加热流体流
19 废热流体流
20 空气流

Claims (14)

1.一种用于车辆空调设备的具有热泵功能的制冷剂回路(1)，所述制冷剂回路至少具有蒸发器(3)、压缩机(5)、冷凝器(6)以及膨胀机构(7)，其特征在于，在所述制冷剂回路(1)中，在独立的流体引导装置(8)中的附加蒸发器(9)设置在所述压缩机(5)的上游，并且在所述蒸发器(3)和所述附加蒸发器(9)之间设置有附加膨胀机构(10)，并且在所述压缩机(5)和所述冷凝器(6)之间设置有附加的热交换器(4)，以直接地或者间接地给车辆座舱输出热量，其中附加的所述热交换器(4)的出口直接与所述冷凝器(6)的入口连接，其中在所述制冷剂回路(1)中，在所述附加蒸发器(9)的上游设置有附加膨胀机构(10)，并且其中所述独立的流体引导装置(8)在输入侧具有封闭装置(12)，用于阻止穿流所述附加蒸发器(9)。
2.根据权利要求1所述的制冷剂回路(1)，其特征在于，空调器(2)中的附加的所述热交换器(4)设置在待进行调节的空气流(20)中，或者设置在发动机冷却回路中。
3.根据权利要求2所述的制冷剂回路(1)，其特征在于，在所述空调器(2)中的所述热交换器(4)在所述空气流(20)中设置在所述蒸发器(3)的下游。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的制冷剂回路(1)，其特征在于，在电动或者混合动力车辆中，空调器(2)中的所述热交换器(4)在空气流(20)中设置在供暖热交换器的部位处。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的制冷剂回路(1)，其特征在于，除了热交换器(4)之外，在空调器(2)中在空气流(20)中还设置有发动机冷却回路的供暖热交换器或者PTC。
6.根据权利要求1至3中任一项所述制冷剂回路(1)，其特征在于，所述制冷剂回路(1)的所述冷凝器(6)具有能封闭的空气引导***，以便在加热运行时阻止热量输出。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的制冷剂回路(1)，其特征在于，所述附加蒸发器(9)设置在发动机舱中或者设置在车辆中的由热空气围绕的另一地方。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的制冷剂回路(1)，其特征在于，所述独立的流体引导装置(8)在输出侧具有回流封闭装置(13)。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的制冷剂回路(1)，其特征在于，所述封闭装置(12)构成为活门。
10.根据权利要求8所述的制冷剂回路(1)，其特征在于，所述回流封闭装置(13)构成为活门。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的制冷剂回路(1)，其特征在于，所述封闭装置(12)构成为百叶窗。
12.根据权利要求8所述的制冷剂回路(1)，其特征在于，所述回流封闭装置(13)构成为百叶窗。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的制冷剂回路(1)，其特征在于，所述独立的流体引导装置(8)构成为空气引导装置并且具有风扇(14)。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的制冷剂回路(1)，其特征在于，所述独立的流体引导装置(8)构成为如下空气引导装置，所述空气引导装置具有使循环空气(16)或者发动机舱空气(17)交替地或者同时穿流所述附加蒸发器(9)的活门(15)。
CN201610940632.5A 2015-10-26 2016-10-25 用于车辆空调设备的具有热泵功能的制冷剂回路 Active CN106965647B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015118221.1 2015-10-26
DE102015118221.1A DE102015118221A1 (de) 2015-10-26 2015-10-26 Kältemittelkreislauf für eine Fahrzeugklimaanlage mit Wärmepumpenfunktion

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106965647A CN106965647A (zh) 2017-07-21
CN106965647B true CN106965647B (zh) 2020-01-07

Family

ID=58490058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610940632.5A Active CN106965647B (zh) 2015-10-26 2016-10-25 用于车辆空调设备的具有热泵功能的制冷剂回路

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10449834B2 (zh)
KR (1) KR101949682B1 (zh)
CN (1) CN106965647B (zh)
DE (1) DE102015118221A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017210062A1 (de) 2017-06-14 2018-12-20 Audi Ag Kälteanlage für ein Fahrzeug
DE102017223146A1 (de) 2017-12-19 2019-06-19 Audi Ag Fahrzeug mit einem Kühlmodul einer Klimatisierungsvorrichtung zur Konditionierung eines in einen Fahrzeuginnenraum zugeführten Zuluftstromes
CN109341126B (zh) * 2018-11-16 2023-06-06 珠海格力电器股份有限公司 一种制冷***和控制方法
DE102019007992A1 (de) * 2019-11-18 2021-05-20 Man Truck & Bus Se Vorrichtung und Verfahren zur Energierückgewinnung für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug
DE102020208613A1 (de) * 2020-07-09 2022-01-13 Volkswagen Aktiengesellschaft Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug und Kühlverfahren

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102950992A (zh) * 2011-08-16 2013-03-06 威斯通全球技术公司 具有加热泵功能的模块化车辆空调单元
CN103402795A (zh) * 2011-02-24 2013-11-20 松下电器产业株式会社 车辆用空调装置
CN103673401A (zh) * 2012-09-20 2014-03-26 威斯通全球技术公司 汽车的换热器装置和空调***
CN103673170A (zh) * 2012-09-07 2014-03-26 现代自动车株式会社 用于车辆的热泵***以及控制该热泵***的方法
CN104704301A (zh) * 2012-10-08 2015-06-10 株式会社电装 冷冻循环装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5848890Y2 (ja) * 1979-10-16 1983-11-08 トヨタ自動車株式会社 車輛用空気調和装置
DE3135909A1 (de) * 1981-09-10 1983-03-24 Aurora Konrad G. Schulz Gmbh & Co, 6933 Mudau Vorrichtung zum beheizen und belueften von fahrzeugraeumen o.dgl.
JPS5857667A (ja) * 1981-09-30 1983-04-05 Sony Corp 回転磁気シ−ト装置
JPS5857667U (ja) * 1981-10-15 1983-04-19 三菱電機株式会社 自動車用冷房装置
JP2979802B2 (ja) * 1991-12-27 1999-11-15 株式会社デンソー 空気調和装置
FR2758769B1 (fr) 1997-01-29 1999-04-02 Valeo Climatisation Registre a volets multiples, notamment pour un systeme de climatisation de vehicule automobile
JP3847905B2 (ja) * 1997-06-30 2006-11-22 カルソニックカンセイ株式会社 ヒートポンプ式自動車用空気調和装置
JP2003175721A (ja) 2001-12-11 2003-06-24 Hitachi Ltd 蓄熱式車両空気調和装置
ES2309240T3 (es) * 2001-12-21 2008-12-16 Daimler Ag Estructura y regulacion de un sistema de climatizacion para un vehiculo automovil.
SE525908C3 (sv) * 2003-10-20 2005-09-21 Mikael Nutsos Apparat och metod för rengöring av luftkonditioneringsanläggning
JP2006177632A (ja) * 2004-12-24 2006-07-06 Denso Corp 冷凍サイクル
JP2007225169A (ja) * 2006-02-22 2007-09-06 Denso Corp 空調装置
DE102008028290B4 (de) * 2008-06-16 2019-05-16 Mahle International Gmbh Einrichtung zur Kühlung eines Kühlmittels, Kreislauf zur Aufladung einer Brennkraftmaschine und Verfahren zum Kühlen eines zur Aufladung einer Brennkraftmaschine vorgesehenen im Wesentlichen gasförmigen Ladefluids
CN102695623A (zh) * 2010-01-12 2012-09-26 本田技研工业株式会社 车辆用空调***
KR101241223B1 (ko) * 2011-03-23 2013-03-25 기아자동차주식회사 차량용 히트펌프 시스템 및 그 제어방법
KR20120129076A (ko) 2011-05-19 2012-11-28 한라공조주식회사 전기 자동차용 냉각 시스템
DE102012108891B4 (de) 2012-09-20 2022-01-27 Hanon Systems Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeuges und Luftleitvorrichtung für einen Wärmeübertrager
US20160101674A1 (en) * 2013-05-03 2016-04-14 Carrier Corporation Refrigerated Container with Dual Air Curtain

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103402795A (zh) * 2011-02-24 2013-11-20 松下电器产业株式会社 车辆用空调装置
CN102950992A (zh) * 2011-08-16 2013-03-06 威斯通全球技术公司 具有加热泵功能的模块化车辆空调单元
CN103673170A (zh) * 2012-09-07 2014-03-26 现代自动车株式会社 用于车辆的热泵***以及控制该热泵***的方法
CN103673401A (zh) * 2012-09-20 2014-03-26 威斯通全球技术公司 汽车的换热器装置和空调***
CN104704301A (zh) * 2012-10-08 2015-06-10 株式会社电装 冷冻循环装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015118221A1 (de) 2017-04-27
US20170113515A1 (en) 2017-04-27
US10449834B2 (en) 2019-10-22
KR20170048133A (ko) 2017-05-08
KR101949682B1 (ko) 2019-02-19
CN106965647A (zh) 2017-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106965647B (zh) 用于车辆空调设备的具有热泵功能的制冷剂回路
JP6751457B2 (ja) 自動車の空気調和システム及びその作動方法
JP4505510B2 (ja) 車両用空調システム
JP5646681B2 (ja) ヒートポンプ及び再加熱機能を備えた空気調和装置の冷媒回路
US11338646B2 (en) Device for distributing the coolant in an air-conditioning system of a motor vehicle
CN107089111B (zh) 机动车辆的空气调节***
US10350964B2 (en) Air conditioning device for vehicle
CN107639996B (zh) 一种用于冷却部件和车辆内部的使用冷却剂回路的车辆辅助暖通空调***
US10875379B2 (en) HVAC extended condensing capacity
KR20170069318A (ko) 차량용 공조시스템
US9499025B2 (en) Air-conditioning loop functioning as a pulse electro-thermal deicing heat pump
CN107110564B (zh) 制冷循环装置
KR102576259B1 (ko) 전기자동차용 냉난방 시스템
JP2004182109A (ja) 車両用空調装置
KR102171163B1 (ko) 자동차 객실의 공기를 조절하기 위한 공조 시스템 및 공조 시스템을 작동시키기 위한 방법
CN109641504B (zh) 用于机动车的空调设备和运行空调设备的方法
JP2020097348A (ja) 車両用空調装置
JP4067951B2 (ja) 車両用空調装置
US20240100909A1 (en) Thermal conditioning system
WO2020246305A1 (ja) 車両用空気調和装置
JP2002544032A (ja) 加熱および空調装置
CN110636951A (zh) 包括两个管道的通风、供暖和/或空调设备
KR20230164506A (ko) 전기 자동차의 히트펌프 시스템
JP3301246B2 (ja) 車両用冷暖房装置
CN110678341A (zh) 包括附加空气入口的通风、供暖和/或空调设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant