CN106853756B - 用于车辆的空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于车辆的空调系统。该系统包括布置有多个蒸发芯的冷却模块以及布置有多个冷凝器的加热模块。多个冷凝器和多个蒸发芯连接到制冷剂通道上。

Description

用于车辆的空调系统

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的空调装置的结构，并且更具体地，涉及在特定操作环境中提供更有效的空气调节的空调系统的构造。

背景技术

车辆安装有空调系统，空调系统被配置为冷却或加热车辆的内部。车辆的空调系统中的冷却器包括：压缩机，压缩制冷剂；冷凝器，凝结在压缩机中压缩的制冷剂；膨胀阀，允许制冷剂在冷凝器中凝结并液化至低温和低压状态；以及蒸发器，使用制冷剂蒸发的潜热冷却空气，等等。通常，该冷却系统调整绝对湿度同时降低空气温度。

当用于冷却发动机室的热量的冷却剂引起发动机中的热损失以变成高温状态时，加热系统将高温状态下的冷却剂用作热源，并且该加热系统包括被配置为使发动机的冷却剂循环的加热器芯和泵。通常，加热系统调整绝对湿度同时提高空气的温度。在相关技术的一般的空调系统中，从冷却器提供冷空气，通过发动机的冷却剂提供温热空气。然而，可以基于操作环境需要改变结构。具体地，当发动机的冷却剂不存在时，可能难以配置现有的空调系统，并且现有的空调系统可能效率低。

提供描述为相关技术描述的内容仅用于帮助理解本发明的背景，并且不应将其认为与本领域技术人员已知的相关技术相对应。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于车辆的空调装置，其能够提供新的热源用于提供热空气，优化用于新的热源，具有提高的效率，并且解决由于在空调系统的操作过程中产生的蒸发芯的过度冷却而引起的结冰问题。

根据本发明的示例性实施方式，用于车辆的空调系统可以包括冷却模块，该冷却模块包括冷却管道；冷却侧入口，形成在冷却管道的第一侧处；冷却侧室内出口和冷却侧室外出口，形成在冷却管道的第二侧处；以及多个蒸发芯，布置在冷却管道中；用于车辆的空调系统还可以包括加热模块，该加热模块包括：加热管道；加热侧入口；形成在加热管道的第一侧处；加热侧室内出口和加热侧室外出口，形成在加热管道的第二侧处；以及多个冷凝器，布置在加热管道中；用于车辆的空调系统还可以包括冷却鼓风机和加热鼓风机，分别布置在冷却管道和加热管道中，其中多个冷凝器和多个蒸发芯可以连接到一个制冷剂通道上。

蒸发芯可以包括布置在冷却侧入口附近的第一蒸发芯和布置在冷却侧室外出口附近的第二蒸发芯。冷凝器可以包括布置在加热侧入口附近的第一冷凝器和布置在加热侧室外出口附近的第二冷凝器。压缩机和膨胀阀可以布置在制冷剂通道上，并且穿过压缩机的制冷剂可以穿过第一冷凝器和第二冷凝器，然后可以被引入膨胀阀，并且穿过膨胀阀的制冷剂可以循环通过第一蒸发芯和第二蒸发芯，然后可以被引入压缩机。

用于车辆的空调系统可以进一步包括通道调节门，该通道调节门布置在冷却管道的第一蒸发芯与第二蒸发芯之间或者加热管道的第一冷凝器与第二冷凝器之间，以允许冷却管道和加热管道彼此连通。冷却模块可以包括布置在冷却管道的室内出口与室外出口之间的冷却侧排气调节门，并且冷却侧排气调节门被配置为调节排出到外部的空气量，并且加热模块可以包括布置在加热管道的室内出口与室外出口之间的加热侧排气调节门，并且加热侧排气调节门被配置为调节排出到外部的空气量。

用于车辆的空调系统可以进一步包括控制器，控制器被配置为操作通道调节门，其中控制器可被配置为在用于车辆的空调系统在冷却模式中操作期间操作通道调节门以将穿过第一蒸发芯的一些空气提供至加热管道。控制器可以进一步被配置为在用于车辆的空调系统在加热模式中操作期间操作通道调节门以朝向加热管道打开，以将穿过第一冷凝器的一些空气提供至冷却管道。

此外，控制器可被配置为调节冷却侧排气调节门和加热侧排气调节门的操作状态。具体地，控制器可被配置为，在用于车辆的空调系统在冷却模式下操作期间，操作加热侧排气调节门以关闭加热侧室内出口，并且操作冷却侧排气调节门以关闭冷却侧室外出口。控制器还可以被配置为，在用于车辆的空调系统在加热模式下操作期间，操作加热侧排气调节门以关闭加热侧室外出口，并且操作冷却侧排气调节门以关闭冷却侧室内出口。

附图说明

结合以下附图，从以下详细描述中，将更清楚地理解本发明的上述和其他目的、特征和优点，其中：

图1是示出了根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的空调系统的构造的视图；

图2是示出了根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的空调系统在加热模式下的操作状态的视图；

图3是示出了根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的空调系统在冷却模式下的操作状态的视图；以及

图4是示出了根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的空调系统的冷却剂循环的示意图。

具体实施方式

应理解的是，术语“车辆”或者“车辆的”或者如本文中使用的其他类似的术语总体上包含机动车辆(诸如包括运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的载客汽车)、包括各种船只和船舶的水运工具、飞机等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、内燃机、插电式混合动力车辆、氢动力车辆及其他替代燃料车辆(例如，燃料由除石油以外的资源获得)。

尽管示例性实施方式被描述为使用多个单元来执行示例性过程，然而，可以理解的是，也可通过一个或多个模块来执行示例性过程。此外，应该理解的是，术语控制器/控制单元是指包括存储器和处理器的硬件设备。存储器配置成存储模块，并且处理器具体地配置成使所述模块执行一个或多个过程，这在下文中进一步描述。

本文中所使用的术语仅是为了描述具体实施方式而并不旨在对本发明进行限制。除非上下文另有明确指示，否则，如本文所使用的，单数形式“一(a)”、“一个(an)”以及“所述(the)”旨在还包括复数形式。还应当理解，当术语“包括(comprises)”和/或“包含(comprising)”用于本说明书时，指示所述的特征、整体、步骤、操作、元件及/或部件的存在，但并不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件及/或其组合。如本文中所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项的任何和所有组合。

在下文中，将参考附图描述本发明的示例性实施方式。图1是示出了根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的空调系统的配置的视图，图2是示出了根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的空调系统在加热模式下的操作状态的视图，图3是示出了根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的空调系统在冷却模式下的操作状态的视图，以及图4是示出了根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的空调系统的冷却剂循环的示意图。

根据本发明示例性实施方式的用于车辆的空调系统可以包括冷却模块，该冷却模块包括：冷却管道101；冷却侧入口103，形成在冷却管道101的第一侧处；冷却侧室内出口105和冷却侧室外出口107，形成在冷却管道101的第二侧处；以及多个蒸发芯109a和109b，布置在冷却管道101中；用于车辆的空调系统还可以包括加热模块，该加热模块包括：加热管道201；加热侧入口203，形成在加热管道201的第一侧处；加热侧室内出口205和加热侧室外出口207，形成在加热管道201的第二侧处；以及多个冷凝器209a和209b，布置在加热管道201中；用于车辆的空调系统还可以包括冷却鼓风机111和加热鼓风机211，分别布置在冷却管道101和加热管道201中，其中多个冷凝器209a和209b和多个蒸发芯109a和109b可连接在一个制冷剂通道上。

参考图1，冷却模块可以包括冷却管道101；冷却侧入口103，形成在冷却管道101的第一侧处；冷却侧室内出口105和冷却侧室外出口107，形成在冷却管道101的第二侧处；以及多个蒸发芯109a和109b，布置在冷却管道101中。

加热模块可以包括加热管道201；加热侧入口203，形成在加热管道201的第一侧处；加热侧室内出口205和加热侧室外出口207，形成在加热管道201的第二侧处；以及多个冷凝器209a和209b，布置在加热管道201中。冷却鼓风机111和加热鼓风机211可以分别布置在冷却管道101和加热管道201中。具体地，布置在加热管道201中的多个冷凝器209a和209b和布置在冷却管道101中的多个蒸发芯109a和109b可连接在一个制冷剂通道上。

在本发明中，冷却管道101和加热管道201可以在用于车辆的空调系统内设置为分开的独立的空间，以减少冷却管道101中的空调空气和加热管道201中的空调空气之间的干扰，从而防止冷却的空气被重新加热或者加热的空气被重新冷却，以提高车辆的空调系统的效率。

此外，冷却鼓风机111和加热鼓风机211可以分离地分别设置在冷却管道101和加热管道201中，以充分确保供应至车辆内部的空气量。此外，冷却管道101或加热管道201的出口可以分别设置为室内出口和室外出口。因此，在一些情况下，空调空气可以排放至车辆外部而非供应至车辆。蒸发芯109a和109b可以包括布置在冷却侧入口附近的第一蒸发芯109a以及布置在冷却侧室外出口107附近的第二蒸发芯109b，并且冷凝器209a和209b可以包括布置在加热侧入口附近的第一冷凝器209a和布置在加热侧室外出口207附近的第二冷凝器209b。

参考图1，在本发明中，两个蒸发芯109a和109b可以布置在冷却管道101中，并且两个冷凝器209a和209b可以布置在加热管道201中。因此，在冷却期间，可增大用于冷却被引入内部的空气的热交换面积，并且可增大用于冷凝在压缩机301中在高温和高压下压缩的制冷剂的散热面积。此外，在加热期间，可增大用于加热引入内部的空气的热交换面积。

压缩机301和膨胀阀303可以设置在制冷剂通道上，穿过压缩机301的制冷剂可被配置为穿过第一冷凝器209a和第二冷凝器209b并且然后可被引入膨胀阀303，穿过膨胀阀303的制冷剂可以循环通过第一蒸发芯109a和第二蒸发芯109b并且然后可以被引入压缩机301。

在本发明中，参考图4，膨胀阀303、蒸发芯109a和109b、压缩机301、以及冷凝器209a和209b可以布置在一个冷却管路上，并且因此，穿过压缩机301的高温和高压制冷剂可以用作热源。换言之，可以仅使用车辆的现有空调系统中的冷却系统同时执行冷却和加热。这尤其在可能不确保热源(诸如发动机的冷却剂)等时更有用。

此外，在根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的空调系统中，可以省去用于加热的单独的加热管路、被配置为将发动机的冷却剂循环至空调系统的水泵等等，从而简化了用于车辆的空调系统的结构。用于车辆的空调系统可以进一步包括通道调节门215以允许冷却管道101和加热管道201彼此连通，该通道调节门布置在冷却管道101的第一蒸发芯109a与第二蒸发芯109b之间或者加热管道201的第一冷凝器209a与第二冷凝器209b之间。

参考图1，允许冷却管道101和加热管道201彼此连通的通道调节门215可以设置在第一蒸发芯109a与第二蒸发芯109b之间或者在第一冷凝器209a与第二冷凝器209b之间。可以调整打开通道调节门215的方向，因此允许被引入冷却管道101并且然后穿过第一蒸发芯109a的空气被引入加热管道201，或者允许被引入加热管道201并且然后穿过第一冷凝器209a的空气被引入冷却管道101。

用于车辆的空调系统可以进一步包括控制器400，控制器被配置为操作通道调节门215。具体地，控制器400可被配置为在车辆的空调系统在冷却模式下操作期间操作通道调节门215，以将穿过第一蒸发芯109a的一些空气(例如，所有空气的预定部分)供应至加热管道201。当在冷却模式中操作用于车辆的空调系统时，穿过冷却管道101的空气可以供应至车辆内部，穿过加热管道201的空气可以排放至车辆外部。在处于较热天气条件期间的夏季，空调系统通常在冷却模式下操作。

具体地，冷凝器中的散热是提高冷却效率的重要因素。然而，当在夏季(例如，较热的天气月份或温度)高温外界空气持续提供至冷凝器时，散热效率可能劣化。因此，在蒸发芯中热量可能不会被充分吸收，并且因此空调系统的效率可能劣化。此外，为了允许室内温度为期望温度(例如，用户选定温度或预定温度)，可能在较长的一段时间操作空调系统，这会影响车辆的燃料效率。因此，在本发明中，如在图3中示出的，被引入冷却管道101并且然后穿过第一蒸发芯109a的一些空气可以通过控制通道调节门215被引入加热管道201以提高冷凝器的散热效率，以提高空调系统的整体效率。

用于车辆的空调系统可以进一步包括控制器400，控制器被配置为操作通道调节门215。具体地，控制器400可被配置为在用于车辆的空调系统在加热模式下操作期间朝向加热管道201打开通道调节门215，以将穿过第一冷凝器209a的一些空气提供至冷却管道101。当在加热模式中操作用于车辆的空调系统时，穿过加热管道201的空气可以供应至车辆内部，穿过冷却管道101的空气可以排放至车辆外部。

当在天气冷(例如，在较冷的天气月份或温度期间)的冬天，空调系统通常可以在加热模式中操作。具体地，当在冬天冷外界空气持续提供至蒸发芯时，蒸发芯可能被过度冷却。因此，蒸发芯中可能出现结冰现象，即，空气中的水分冷凝并且冻结而阻塞空气穿过蒸发芯的通道的现象。

因此，在本发明中，如在图2中示出的，被引入加热管道201并且然后穿过第一冷凝器209a的一些空气可以通过控制通道调节门215被引入冷却管道101，以防止蒸发芯的表面上出现结冰现象。此外，由于蒸发芯可被配置为从通过加热管道201供应的热空气吸收热量，因此制冷剂的温度增大，并且因此整体加热效率可以提高。

此外，冷却模块可以包括布置在冷却管道101的室内出口与室外出口之间的冷却侧排气调节门113，并且冷却侧排气调节门可被配置为调节排出至外部的空气量。加热模块可以包括布置在加热管道201的室内出口与室外出口之间的加热侧排气调节门213，并且加热侧排气调节门被配置为调节排出至外部的空气量。

在本发明中，可以调节空调空气是否通过冷却侧排气调节门113和加热侧排气调节门213而供应至车辆的内部或排出至车辆的外部。换言之，可以调节冷却侧排气调节门113和加热侧排气调节门213，以改变由冷却模块或加热模块进行空气调节的空气的混合比例，以在车辆内更准确地调节空气。

用于车辆的空调系统可以进一步包括控制器400，控制器被配置为调节冷却侧排气调节门113和加热侧排气调节门213的操作状态。此外，在车辆的空调系统在冷却模式下操作期间，控制器400可被配置为操作加热侧排气调节门213以关闭加热侧室内出口205，并且操作冷却侧排气调节门113以关闭冷却侧室外出口107。

此外，用于车辆的空调系统可以进一步包括控制器400，控制器被配置为调节冷却侧排气调节门113和加热侧排气调节门213的操作状态。具体地，在车辆的空调系统在加热模式操作期间，控制器400可被配置为操作加热侧排气调节门213以关闭加热侧室外出口207，并且操作冷却侧排气调节门113以关闭冷却侧室内出口105。

如在图3中示出的，当车辆的空调系统在最大冷却模式中时，冷却侧排气调节门113可被配置为关闭冷却侧室外出口107以允许冷却的空气被供应至车辆内部，并且加热侧排气调节门213可被配置为关闭加热侧室内出口205以允许加热的空气排出至车辆外部。如在图2中示出的，当车辆的空调系统在最大加热模式中时，加热侧排气调节门213可被配置为关闭加热侧室外出口207以允许加热的空气排出到车辆内部，并且冷却侧排气调节门113可被配置为关闭冷却侧室内出口105以允许冷却的空气提供至车辆外部。

如上所述，根据本发明的示例性实施方式，可以在不存在发动机的冷却剂供应的环境中配置具有高能量效率的车辆的空调系统，可以提高车辆的空调系统的效率，并且可以解决由于在空气调节过程中过度冷却蒸发芯引起的结冰问题。

尽管已经关于具体的示例性实施方式示出并描述了本发明，但对于本领域技术人员显而易见的是，在不背离所附权利要求限定的本发明的精神和范围的前提下，可对本发明进行各种修改和改变。

Claims (5)

1.一种用于车辆的空调系统，包括：

冷却模块，包括：冷却管道；冷却侧入口，形成在所述冷却管道的第一侧处；冷却侧室内出口和冷却侧室外出口，形成在所述冷却管道的第二侧处；以及多个蒸发芯，布置在所述冷却管道中；

加热模块，包括：加热管道；加热侧入口，形成在所述加热管道的第一侧处；加热侧室内出口和加热侧室外出口，形成在所述加热管道的第二侧处；以及多个冷凝器，布置在所述加热管道中；以及

冷却鼓风机和加热鼓风机，分别布置在所述冷却管道和所述加热管道中，

其中，所述多个冷凝器和所述多个蒸发芯能连接到制冷剂通道上，

其中，所述蒸发芯包括布置在所述冷却侧入口附近的第一蒸发芯和布置在所述冷却侧室外出口附近的第二蒸发芯，并且所述冷凝器包括布置在所述加热侧入口附近的第一冷凝器和布置在所述加热侧室外出口附近的第二冷凝器，

其中，所述用于车辆的空调系统进一步包括通道调节门，所述通道调节门布置在所述冷却管道的所述第一蒸发芯与所述第二蒸发芯之间或者布置在所述加热管道的所述第一冷凝器与所述第二冷凝器之间，以允许所述冷却管道和所述加热管道彼此连通，并且所述用于车辆的空调系统进一步包括被配置为操作所述通道调节门的控制器，其中，所述控制器被配置为在所述用于车辆的空调系统在冷却模式中操作期间操作所述通道调节门，以将穿过所述第一蒸发芯的一些空气提供至所述加热管道，并且所述控制器被配置为在所述用于车辆的空调系统在加热模式中操作期间朝向所述加热管道打开所述通道调节门，以将穿过所述第一冷凝器的一些空气提供至所述冷却管道。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的空调系统，其中，压缩机和膨胀阀布置在所述制冷剂通道上，并且穿过所述压缩机的制冷剂穿过所述第一冷凝器和所述第二冷凝器，然后被引入所述膨胀阀，并且穿过所述膨胀阀的制冷剂循环通过所述第一蒸发芯和所述第二蒸发芯，然后被引入所述压缩机。

3.根据权利要求1所述的用于车辆的空调系统，其中，所述冷却模块包括布置在所述冷却管道的所述冷却侧室内出口与所述冷却侧室外出口之间的冷却侧排气调节门，并且所述冷却侧排气调节门被配置为调节排出到外部的空气量，并且所述加热模块包括布置在所述加热管道的所述加热侧室内出口与所述加热侧室外出口之间的加热侧排气调节门，并且所述加热侧排气调节门被配置为调节排出到外部的空气量。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的空调系统，进一步包括：

控制器，被配置为调节所述冷却侧排气调节门和所述加热侧排气调节门的操作状态，

其中，所述控制器被配置为，在所述用于车辆的空调系统在冷却模式下操作期间，操作所述加热侧排气调节门以关闭所述加热侧室内出口，并且操作所述冷却侧排气调节门以关闭所述冷却侧室外出口。

5.根据权利要求3所述的用于车辆的空调系统，进一步包括：

控制器，被配置为调节所述冷却侧排气调节门和所述加热侧排气调节门的操作状态，

其中，所述控制器被配置为，在所述用于车辆的空调系统在加热模式下操作期间，操作所述加热侧排气调节门以关闭所述加热侧室外出口，并且操作所述冷却侧排气调节门以关闭所述冷却侧室内出口。

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