單向氣候控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種氣候控制系統(tǒng)，其用于具有乘客車廂的車輛，該氣候控制系統(tǒng)包括加熱器回路、冷卻器回路、和主回路，所有這些回路具有固定流動方向。加熱器回路填充有第一液體介質(zhì)且具有加熱器芯部，冷卻器回路填充有第二液體介質(zhì)且具有冷卻器芯部。加熱器和冷卻器芯部選擇性地與乘客車廂熱連通。主回路包括壓縮機和膨脹閥,且填充有制冷劑介質(zhì)。主回路的所有部分都不在乘客車廂中。液冷式冷凝器與加熱器回路和主回路熱連通。液體加溫式蒸發(fā)器與冷卻器回路和主回路熱連通。主回路與第一液體介質(zhì)和第二液體介質(zhì)中的一個處于直接的熱交換連通。
【專利說明】單向氣候控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于車輛的氣候控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]氣候控制系統(tǒng)用于為車輛乘客車廂提供經(jīng)調(diào)節(jié)的空氣。氣候控制系統(tǒng)可以在溫暖條件下冷卻乘客車廂且可以在寒冷條件下加熱乘客車廂。例如，空氣調(diào)節(jié)器可以用于提供冷卻的空氣，且電阻加熱器可以用于提供加熱的空氣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]提供用于車輛的氣候控制系統(tǒng)。車輛包括乘客車廂，且氣候控制系統(tǒng)包括加熱器回路、冷卻器回路、和主回路。加熱器回路填充有第一液體介質(zhì)且具有選擇性地與乘客車廂熱連通的加熱器芯部。冷卻器回路填充有第二液體介質(zhì)且具有選擇性地與乘客車廂熱連通的冷卻器芯部。
[0004]主回路的任何部分都不在乘客車廂中。主回路填充有制冷劑介質(zhì)，且具有壓縮機和膨脹閥。加熱器回路、冷卻器回路、和主回路每一個具有固定流動方向，從而通過回路的流動是不可逆的。
[0005]液冷式冷凝器熱聯(lián)接加熱器回路和主回路。液體加溫式蒸發(fā)器熱聯(lián)接冷卻器回路和主回路。因此，主回路總是與加熱器回路的第一液體介質(zhì)和冷卻器回路的第二液體介質(zhì)中的一個處于直接的熱交換連通中。
[0006]在下文結(jié)合附圖進行的對實施本發(fā)明的較佳模式做出的詳盡描述中能容易地理解上述的本發(fā)明的特征和優(yōu)點以及其他的特征和優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是氣候控制系統(tǒng)的示意圖，該氣候控制系統(tǒng)具有與乘客車廂完全地分開的主回路和單向流體回路；
[0008]圖2是另一氣候控制系統(tǒng)的示意圖，其具有的特征和部件可以與如圖1所示的氣候控制系統(tǒng)組合或共用；
[0009]圖3是另一氣候控制系統(tǒng)的示意圖，其具有的特征和部件可以與圖1-2所示的氣候控制系統(tǒng)組合或共用；和
[0010]圖4是另一氣候控制系統(tǒng)的示意圖，其具有的特征和部件可以與圖1-3所示的氣候控制系統(tǒng)合或共用。
【具體實施方式】
[0011]參見附圖，相同的附圖標記在幾幅圖中對應(yīng)于相同的或相似的部件。圖1顯示了用于車輛(未示出)的氣候控制系統(tǒng)10。車輛可以是常規(guī)的車輛、混合動力車輛、替代能源車輛或它們的任何組合。車輛具有乘客車廂12，車輛的乘客和操作者位于該乘客車廂中。氣候控制系統(tǒng)10的一個功能是為乘客車廂12中車輛的乘客提供合適的環(huán)境。
[0012]氣候控制系統(tǒng)10通常包括三個閉合的回路或環(huán)路:加熱器回路14、冷卻器回路16和主回路18。加熱器回路14、冷卻器回路16和主回路18每一個具有固定的流動方向，從而回路中各種流體如果運動則通常僅沿一個方向運動。氣候控制系統(tǒng)10不包括任何逆轉(zhuǎn)閥，而不管氣候控制系統(tǒng)10正在冷卻乘客車廂12、加熱乘客車廂12或正在加熱并冷卻乘客車廂(例如在除去濕氣期間發(fā)生)。
[0013]盡管本發(fā)明針對汽車或車輛的應(yīng)用進行了詳細描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解本發(fā)明的更廣的應(yīng)用性。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)理解例如“上”、“下”、“向上、“向下”、“前”、“后”、等是用于描述附圖的，而不代表對本發(fā)明范圍的限制，本發(fā)明的范圍通過所附權(quán)利要求限定。任何數(shù)字設(shè)定，例如“第一”或“第二”僅是說明性的，且其目的不是以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
[0014]一個附圖中所示的特征可以與任何附圖中所示的特征組合、對其替換或改變。除非特別說明，沒有特征、元件或限制與任何其他特征、元件或限制相互排斥。附圖所示的任何具體構(gòu)造僅是說明性的且所示的具體構(gòu)造不是對權(quán)利要求或描述的限制。在附圖之間所有元件可以混合和匹配。
[0015]如在本文使用的，術(shù)語“液體”是指由適當?shù)膲毫ο碌姆肿?其彼此之間自由地運動，但不易于如氣體那樣分開)構(gòu)成的、與固體或氣體不同的物質(zhì)。術(shù)語“氣體”或“氣體的”是指具有分子流動性和無限膨脹性質(zhì)的物質(zhì)，與固體或液體不同。液體和氣體兩者都是流體。術(shù)語“制冷劑”是指這樣的流體，其具有從液體到氣體的可逆的相態(tài)轉(zhuǎn)變，且通常能在標準環(huán)境溫度以上和以下改變相態(tài)。
[0016]附圖中，一些部件被示以標準或基本的符號。這些符號是僅是表示性和說明性的，且決不是要限制任何具體所示的構(gòu)造、不是要限制所示不同構(gòu)造之間的組合、不是要限制權(quán)利要求。對組成部件的所有描述都是開放性的且部件的任何例子是非窮盡的。
[0017]主回路18也可以被稱為制冷回路或直接膨脹回路。通常，主回路18的所述組成部分形成為蒸汽壓縮循環(huán)且作為蒸汽壓縮循環(huán)運行。主回路18填充有制冷劑介質(zhì)，其操作為用于主回路18的工作流體。主回路18沒有任何部分位于乘客車廂12中，且主回路18可以通過包括防火壁(未示出)的結(jié)構(gòu)而完全從乘客車廂12分開。制冷劑介質(zhì)可以是例如(且非限制性地):R32、R410A、R134a、R152a或其他單鹵代碳氫化合物；非鹵代碳氫化合物，例如丙烷；氨；或二氧化碳。
[0018]用于加熱器回路14的工作流體是第一液體介質(zhì)，與制冷劑不同。類似地，冷卻器回路16填充有第二液體介質(zhì)。第一液體介質(zhì)和第二液體介質(zhì)可以是或可以不是相同的物質(zhì)，但是可以兩者都是冷卻劑或傳熱流體。第一液體介質(zhì)和第二液體介質(zhì)兩者都在乘客車廂12中流動，且可以由于與乘客可能的接觸而因此受到更多限制。用于第一液體介質(zhì)和第二液體介質(zhì)的冷卻劑的例子可以包括但不限于:水或水中的丙二醇、乙烯乙二醇、或二甘醇的防凍劑溶液。
[0019]主回路18包括壓縮機20，其為制冷劑加壓，且使得制冷劑運動通過主回路18。壓縮機20可以由電驅(qū)動或機械驅(qū)動。壓縮機20通常將制冷劑從氣體變?yōu)橐后w，且讓制冷劑運動到液冷式冷凝器22。在液冷式冷凝器22中，制冷劑與加熱器回路14的第一液體介質(zhì)處于直接的熱交換連通。[0020]在液冷式冷凝器22中時，制冷劑從氣體冷凝到液體形成，從而發(fā)生在液冷式冷凝器22中的熱量交換是從制冷劑到加熱器回路14中的工作流體，該工作流體是液體。因此，液冷式冷凝器22中的熱量交換發(fā)生為從氣體制冷劑到液體、兩相制冷劑到液體、和液體制冷劑到液體，其中在制冷劑從氣體變?yōu)橐后w時由于潛熱釋放而發(fā)生大量的熱量交換。
[0021 ] 在流動通過液冷式冷凝器22之后，主回路18中的制冷劑流動到膨脹閥24，所述膨脹閥是降壓裝置或計量裝置。許多制冷劑或所有制冷劑通過膨脹閥24而被變?yōu)閮上酄顟B(tài)(液體和氣體二者)且隨后通過液體加溫式蒸發(fā)器26。
[0022]膨脹閥24可以是溫度調(diào)節(jié)閥門或熱膨脹閥門，且配置為在制冷劑進入液體加溫式蒸發(fā)器26時保持恒定的蒸發(fā)器過熱狀態(tài)。不存在與常規(guī)的熱膨脹閥門相關(guān)的電子裝置。膨脹閥24可以例如通過傳感器或測溫計(bulb)監(jiān)測離開液體加溫式蒸發(fā)器26的制冷劑的溫度，且可以通過讓附加的或更少的制冷劑進入液體加溫式蒸發(fā)器26而改善熱交換性能。在液體加溫式蒸發(fā)器26中，制冷劑(不管其相態(tài)如何)與冷卻器回路16的第二液體介質(zhì)處于直接的熱交換連通。
[0023]在正常的操作期間，主回路18具有固定流動方向(通常是逆時針，如圖1所示)。因此，制冷劑從壓縮機20流動通過液冷式冷凝器22，隨后通過膨脹閥24，且隨后通過液體加溫式蒸發(fā)器26，并回到壓縮機20。應(yīng)注意在停車或啟動過程期間，或在極端情況下，一些制冷劑沿相反方向流動是可能的。
[0024]加熱器回路14具有與乘客車廂12選擇性地?zé)徇B通的加熱器芯部30。第一泵32讓第一液體介質(zhì)運動通過加熱器回路14。第一泵32和本文所述的其他泵可以具有固定或可變的排量且可以通過聯(lián)接到另一旋轉(zhuǎn)部件或?qū)Ｓ民R達(未示出)而被驅(qū)動。
[0025]風(fēng)扇或吹風(fēng)機(未示出)可以讓空氣在加熱器芯部30上方運動以將熱量從加熱器芯部30中的第一流體介質(zhì)傳遞到乘客車廂12。替換地，第一液體介質(zhì)可以被引導(dǎo)到乘客車廂12中的具體位置，例如且非限制性地，乘客座位(未示出)。
[0026]在氣候控制系統(tǒng)10中，加熱器回路14還包括低溫散熱器34，其與周圍空氣熱連通。低溫散熱器34沿第一液體介質(zhì)流動方向設(shè)置在加熱器芯部30和液冷式冷凝器22之間。周圍空氣是指來自車廂12外部的空氣。通常，周圍空氣從車輛的外部獲取且被引導(dǎo)到發(fā)動機罩下方部件(under hood component)的一些部分。
[0027]液冷式冷凝器22熱聯(lián)接加熱器回路14和主回路18。因此，通過主回路18產(chǎn)生和泵送的熱量被傳遞到加熱器回路14，其中熱量可以隨后被連通到車輛外部的周圍空氣、到乘客車廂12、到兩種情況的一些組合、或連通到其他位置，這取決于氣候控制系統(tǒng)10的構(gòu)造。
[0028]加熱器回路14在正常的操作期間具有固定的流動方向(通常為順時針，如圖1所示)，從而第一泵32總是讓第一液體介質(zhì)沿相同方向運動。因此，第一液體介質(zhì)從加熱器芯部30流動通過低溫散熱器34，隨后通過液體冷卻蒸發(fā)器22，且回到加熱器芯部30。在一些情況下(包括與啟動或關(guān)機有關(guān)的短暫階段)，一些第一液體介質(zhì)沿相反方向流動是可能的。
[0029]氣候控制系統(tǒng)10的冷卻器回路16填充有第二液體介質(zhì)。加熱器回路14中的第一流體介質(zhì)和冷卻器回路16中的第二流體介質(zhì)兩者都是冷卻劑，但是它們不必是同一類型的冷卻劑。[0030]冷卻器回路16具有冷卻器芯部40，其選擇性地與乘客車廂12和冷卻器回路16熱連通。第二泵42讓第二液體介質(zhì)運動通過冷卻器回路16。
[0031]第一泵32和第二泵42可以是多種類型的泵送機構(gòu)或裝置。此外，第一泵32和第二泵42可以被多種動力源驅(qū)動，包括機械驅(qū)動和電動機。
[0032]液體加溫式蒸發(fā)器26熱聯(lián)接冷卻器回路16和主回路18。在氣候控制系統(tǒng)10運行時，液體加溫式蒸發(fā)器26可以從冷卻器回路16提取熱量到主回路18。因此，主回路18總是與液體介質(zhì)處于直接的熱交換連通，與氣體介質(zhì)不同。具體說，主回路18與第一液體介質(zhì)和第二液體介質(zhì)中的至少一種處于直接的熱交換連通，所述液體介質(zhì)在正常的操作期間總是呈現(xiàn)液體形式。
[0033]通常，直接的熱交換連通是指在回路之間有目的且沒有中間環(huán)節(jié)地發(fā)生的熱連通。例如，冷卻器回路16和乘客車廂可以通過冷卻器芯部40處于直接的熱交換連通，但是主回路18和乘客車廂12不處于直接的熱交換連通。然而，主回路18和乘客車廂12可以通過冷卻器回路16的中間部件被設(shè)置為處于間接熱交換連通。
[0034]車輛也可以包括電池44。在所示的氣候控制系統(tǒng)10中，冷卻器回路16包括熱聯(lián)接冷卻器回路16和電池44的電池路徑46。因此，電池44可以被設(shè)置為與冷卻器回路16處于熱連通。示出的電池44可以是電池組，且可以包括與電系統(tǒng)相關(guān)的部件。電池路徑46可以包括閥或開關(guān)，以選擇性地控制冷卻器回路16中的第二流體介質(zhì)是否與電池44處于直接的熱交換連通。電池路徑46允許冷卻器回路16冷卻電池44，所述電池44還用作用于氣候控制系統(tǒng)10的熱源。
[0035]在正常的操作期間冷卻器回路16具有固定流動方向(通常是順時針，如圖1所示)，從而第二泵42總是讓第二液體介質(zhì)沿相同方向運動。因此，第二液體介質(zhì)從冷卻器芯部40通過液體加溫式蒸發(fā)器26流動，且回到加熱器芯部30，其中可能通過電池路徑46。在一些情況下(包括與啟動或停車有關(guān)的短暫階段)，一些第二液體介質(zhì)可能沿相反方向流動。應(yīng)注意，冷卻器回路16和加熱器回路14的部件可以被重新安排順序或重新布置，且可以包括額外的部件，但是在任何構(gòu)造下流動方向?qū)⒈还潭ā?br> [0036]在氣候控制系統(tǒng)10中，加熱器芯部30和冷卻器芯部40選擇性地至少與公共空氣流50連通。公共空氣流50可以通過乘客車廂12中的風(fēng)扇(未示出)產(chǎn)生，該風(fēng)扇也可以將周圍空氣抽吸到乘客車廂12，通常是在通過車廂空氣過濾器(未示出)之后。通過公共空氣流50，可以同時地將冷卻器芯部40和加熱器芯部30設(shè)置為與乘客車廂12處于直接的熱交換連通。例如但不限于在除去濕氣循環(huán)期間，氣候控制系統(tǒng)10可以使用冷卻器芯部40以讓來自乘客車廂12的濕氣冷凝和除去該濕氣，且加熱器芯部30在公共空氣流50通過冷卻器芯部40之后對其再次加熱。
[0037]加熱器芯部30和冷卻器芯部40也可以選擇性地與分開的空氣流連通，從而加熱器芯部30或冷卻器芯部40可以獨立地調(diào)節(jié)乘客車廂12。此外加熱器芯部30和冷卻器芯部40可以選擇性地與乘客車廂12中的其他部件連通，所述其他部件例如是座位加熱器或座位冷卻器(未示出)。
[0038]控制系統(tǒng)或控制器(未示出)監(jiān)測并控制氣候控制系統(tǒng)10部件中的一些或全部，包括本文描述的那些和其他的部件。控制器可以包括一個或多個部件，該部件具有存儲介質(zhì)和合適量的可編程存儲器，這些部件能存儲并執(zhí)行一種或多種算法或方法，以實現(xiàn)車輛的氣候控制系統(tǒng)10和其他部件(可能地)的控制?？刂破骺梢耘c車輛和乘客車廂12的通信系統(tǒng)和許多傳感器通信。
[0039]控制器的每一個部件可以包括分布式控制器架構(gòu)，例如基于微處理器的電子控制單元(ECU)。額外的模塊或處理器可以存在于控制器中，且該控制器可以僅是另一控制系統(tǒng)的一部分。
[0040]現(xiàn)在參見圖2，并繼續(xù)參考圖1，顯示了氣候控制系統(tǒng)110，其可以用在車輛(未示出)中，所述車輛類似于其中可以使用控制系統(tǒng)10的那些。氣候控制系統(tǒng)110通常包括三個閉合的回路或環(huán)路:加熱器回路114，冷卻器回路116，和主回路118 ;每一個具有固定流動方向。
[0041]主回路118包括壓縮機120，其加壓制冷劑，且讓制冷劑運動通過主回路118達到液冷式冷凝器122，從而制冷劑與加熱器回路114的第一液體介質(zhì)處于直接的熱交換連通。氣候控制系統(tǒng)110還包括前端子冷卻器123，其可以選擇性地讓制冷劑布置為與周圍空氣處于直接的熱交換連通。前端子冷卻器123提供用于主回路118的額外的散熱點。
[0042]在流動通過液冷式冷凝器122之后(且可能地，通過前端子冷卻器123)，主回路118中的制冷劑流動到電子膨脹閥124，該電子膨脹閥是降壓裝置或計量裝置。電子膨脹閥124可以使用馬達、步進馬達或螺線管，以基于來自控制器(未示出)的信號調(diào)整壓力設(shè)定。
[0043]制冷劑通過電子膨脹閥124變?yōu)閮煞N相態(tài)且隨后通過液體加溫式蒸發(fā)器126。在液體加溫式蒸發(fā)器126中，制冷劑與冷卻器回路116的第二液體介質(zhì)處于直接的熱交換連通。
[0044]電子膨脹閥124可以(例如利用傳感器)監(jiān)測離開液體加溫式蒸發(fā)器126的制冷劑溫度，且可以通過調(diào)節(jié)進入液體加溫式蒸發(fā)器126的制冷劑流而改善熱交換性能。在氣候控制系統(tǒng)10的膨脹閥24可能被利用為物理傳感和物理控制的情況下，電子膨脹閥124使用電子傳感和控制來調(diào)整進入液體加溫式蒸發(fā)器126的流動。電子膨脹閥124可以包括其自己的處理器或控制器，或可以使用作為一個整體地用于氣候控制系統(tǒng)110的控制器，以便維持進入液體加溫式蒸發(fā)器126的恒定的蒸發(fā)器過熱。
[0045]在主回路118中的制冷劑返回到壓縮機120時，其通過蓄積器127或蓄積瓶。蓄積器127是配置為存儲液體制冷劑和防止液體制冷劑(與氣體的制冷劑不同)返回到壓縮機120的裝置。液體制冷劑被蓄積器127收集，且可以在繼續(xù)到達壓縮機120之前蒸發(fā)回到氣體。
[0046]加熱器回路114具有與乘客車廂112選擇性地?zé)徇B通的加熱器芯部130。第一泵132讓第一液體介質(zhì)運動通過加熱器回路114，該加熱器回路包括與周圍空氣熱連通的低溫散熱器134。液冷式冷凝器122熱聯(lián)接加熱器回路114和主回路118，且允許在它們之間的直接熱交換連通。
[0047]氣候控制系統(tǒng)110的冷卻器回路116填充有第二液體介質(zhì)，且包括冷卻器芯部140，其選擇性地與乘客車廂112和冷卻器回路116熱連通。第二泵142讓第二液體介質(zhì)運動通過冷卻器回路116。
[0048]液體加溫式蒸發(fā)器126熱聯(lián)接冷卻器回路116和主回路118。因此，主回路118與第一液體介質(zhì)(通過液冷式冷凝器122)和第二液體介質(zhì)(通過液體加溫式蒸發(fā)器126)中的至少一種處于直接的熱交換連通，所述第一液體介質(zhì)和第二液體介質(zhì)在正常的操作期間總是液體形式。
[0049]氣候控制系統(tǒng)110還通過電池路徑146 (聯(lián)接冷卻器回路116和電池144)與電池144連通。因此，電池144可以選擇性地被置于與冷卻器回路116熱連通。電池路徑146允許冷卻器回路116冷卻電池144，所述電池還用作用于氣候控制系統(tǒng)110的熱源。在氣候控制系統(tǒng)110中，加熱器芯部130和冷卻器芯部140選擇性地與公共空氣流150連通。
[0050]現(xiàn)在參見圖3，并繼續(xù)參考圖1-2，顯示了氣候控制系統(tǒng)210，其可以用在車輛(未示出)中，所述車輛類似于可以使用控制系統(tǒng)10的那些。氣候控制系統(tǒng)210通常包括三個閉合的回路或環(huán)路:加熱器回路214,冷卻器回路216,和主回路218 ;每一個具有固定流動方向。
[0051]主回路218包括壓縮機220，其加壓制冷劑且讓制冷劑運動通過主回路218達到液冷式冷凝器222，從而制冷劑與加熱器回路214的第一液體介質(zhì)處于直接的熱交換連通。
[0052]在流動通過液冷式冷凝器222之后，主回路218中的制冷劑流動到膨脹閥224，該膨脹閥是降壓裝置或計量裝置。膨脹閥224可以是電子膨脹閥、熱膨脹閥或其他合適的裝置。
[0053]制冷劑通過膨脹閥224變化到兩相，且隨后通過液體加溫式蒸發(fā)器226。在液體加溫式蒸發(fā)器226中，制冷劑與冷卻器回路216的第二液體介質(zhì)處于直接的熱交換連通。
[0054]膨脹閥224可以(例如通過傳感器)監(jiān)測離開液體加溫式蒸發(fā)器226的制冷劑溫度，且可以通過調(diào)節(jié)進入液體加溫式蒸發(fā)器226的制冷劑的流動而改善熱交換性能。
[0055]在氣候控制系統(tǒng)210中，主回路218還包括設(shè)置在液冷式冷凝器222和膨脹閥224之間的液體-氣體分離器228。液體-氣體分離器228將制冷劑介質(zhì)的氣體部分分配到壓縮機220，且經(jīng)由膨脹閥224將制冷劑介質(zhì)的液體部分分配到液體加溫式蒸發(fā)器226。
[0056]加熱器回路214具有與乘客車廂212選擇性地?zé)徇B通的加熱器芯部230。第一泵232讓第一液體介質(zhì)運動通過加熱器回路214，該加熱器回路包括與周圍空氣熱連通的低溫散熱器234。液冷式冷凝器222熱聯(lián)接加熱器回路214和主回路218且允許在它們之間的直接的熱交換連通。
[0057]氣候控制系統(tǒng)210的冷卻器回路216填充有第二液體介質(zhì)，且包括冷卻器芯部240，其選擇性地與乘客車廂212和冷卻器回路216熱連通。第二泵242讓第二液體介質(zhì)運動通過冷卻器回路216。
[0058]液體加溫式蒸發(fā)器226熱聯(lián)接冷卻器回路216和主回路218。因此，主回路218與第一液體介質(zhì)(通過液冷式冷凝器222)和第二液體介質(zhì)(通過液體加溫式蒸發(fā)器226)中的至少一種處于直接的熱交換連通，所述第一液體介質(zhì)和第二液體介質(zhì)在正常的操作期間總是液體形式。
[0059]氣候控制系統(tǒng)210還通過電池路徑246 (聯(lián)接冷卻器回路216和電池244)與電池244連通。因此，電池244可以選擇性地被布置為與冷卻器回路216熱連通。電池路徑246允許冷卻器回路216冷卻電池244，該電池244還用作用于氣候控制系統(tǒng)210的熱源。在氣候控制系統(tǒng)210中，加熱器芯部230和冷卻器芯部240選擇性地與公共空氣流250連通。
[0060]在氣候控制系統(tǒng)210中，冷卻器回路216包括液體貯存器252(其配置為存儲第二液體介質(zhì))和貯存器閥門254。液體貯存器252顯示為處在冷卻器芯部240和液體加溫式蒸發(fā)器226之間，且允許冷卻器回路216存儲熱質(zhì)量用于以后使用。然而，液體貯存器252可以設(shè)置在冷卻器回路216的其他位置中。貯存器閥門254配置為選擇性地將第二液體介質(zhì)中一些或全部引導(dǎo)到液體貯存器252內(nèi)，且還配置為允許第二液體介質(zhì)從液體貯存器252回流到冷卻器回路216。
[0061]液體貯存器252中存儲的液體可以用于在主回路218不運行時冷卻乘客車廂212。替換地，液體貯存器252可以用作用于主回路218的輔助熱源。
[0062]現(xiàn)在參見圖4，并繼續(xù)參考圖1-3，顯示了氣候控制系統(tǒng)310，其可以用在車輛(未示出)中，所述車輛類似于其中可以使用控制系統(tǒng)10的那些。氣候控制系統(tǒng)310通常包括三個閉合的回路或環(huán)路:加熱器回路314、冷卻器回路316和主回路318，每一個具有固定的流動方向。
[0063]主回路318包括壓縮機320，其加壓制冷劑，且讓制冷劑運動通過主回路318達到液冷式冷凝器322，從而制冷劑與加熱器回路314的第一液體介質(zhì)處于直接的熱交換連通。
[0064]在流動通過液冷式冷凝器322之后，主回路318中的制冷劑流動到膨脹閥324，該膨脹閥是降壓裝置或計量裝置。膨脹閥324可以是電子膨脹閥、熱膨脹閥或其他合適的裝置。
[0065]制冷劑通過膨脹閥324變?yōu)閮上?，且隨后通過液體加溫式蒸發(fā)器326。在液體加溫式蒸發(fā)器326中，制冷劑與冷卻器回路316的第二液體介質(zhì)處于直接的熱交換連通。
[0066]膨脹閥324可以監(jiān)測(例如通過傳感器)離開液體加溫式蒸發(fā)器326的制冷劑溫度，且可以通過調(diào)節(jié)進入液體加溫式蒸發(fā)器326的制冷劑的流動而改善熱交換性能。
[0067]主回路318包括內(nèi)部換熱器329，其選擇性地允許從液冷式冷凝器流動到膨脹閥324的制冷劑和從液體加溫式蒸發(fā)器326流動到壓縮機320的制冷劑之間的直接熱交換連通。內(nèi)部換熱器329可以促進僅液體制冷劑向膨脹閥324的輸送和僅氣體制冷劑向壓縮機320的輸送。
[0068]加熱器回路314具有與乘客車廂312選擇性地?zé)徇B通的加熱器芯部330。第一泵332讓第一液體介質(zhì)運動通過加熱器回路314，該加熱器回路314包括與周圍空氣熱連通的低溫散熱器334。
[0069]加熱器回路314還包括旁通路徑336和旁通閥門338。旁通路徑336聯(lián)接加熱器回路314的在低溫散熱器334兩側(cè)上的部分，且旁通閥門338選擇性地令第一液體介質(zhì)通到旁通路徑336。旁通閥門338可以是開/關(guān)閥門，或可以按比例劃分低溫散熱器334和旁通路徑336之間的流動。所示的旁通閥門338僅是說明性的，且旁通閥門338的類型、運行、功能和促動可以極大地變化。圖中所示的所有閥僅是說明性的，且不同閥或等同部件可以被替換或添加。
[0070]因此,在使用旁通路徑336時,一些或所有第一液體介質(zhì)在加熱器芯部330和液冷式冷凝器322之間運動，而不通過低溫散熱器334。在周圍空氣寒冷且加熱器回路314中期望加熱時，旁通路徑336允許加熱器回路314保持熱量，而不排出熱量。進而，在周圍空氣比第一液體介質(zhì)更熱時，旁通路徑336允許加熱器回路314避免收集額外的熱量。
[0071]氣候控制系統(tǒng)310的冷卻器回路316填充有第二液體介質(zhì)，且包括冷卻器芯部340，其選擇性地與乘客車廂312和冷卻器回路316熱連通。第二泵342讓第二液體介質(zhì)運動通過冷卻器回路316。
[0072]液體加溫式蒸發(fā)器326熱聯(lián)接冷卻器回路316和主回路318。因此，主回路318與第一液體介質(zhì)(通過液冷式冷凝器322)和第二液體介質(zhì)(通過液體加溫式蒸發(fā)器326)中的至少一種處于直接的熱交換連通，第一液體介質(zhì)和第二液體介質(zhì)在正常的操作期間總是液體形式。
[0073]冷卻器回路316還包括輔助熱源348。輔助熱源348可以例如但不限于:電阻加熱器、來自內(nèi)燃發(fā)動機的水或排氣熱循環(huán)換熱器。氣候控制系統(tǒng)310的其他構(gòu)造可以包括在加熱器回路314中的輔助加熱器。
[0074]在氣候控制系統(tǒng)310中，加熱器芯部330和冷卻器芯部340兩者選擇性地與公共空氣流350連通。因此，公共空氣流350可以被冷卻器芯部340冷卻和除濕，且隨后被加熱器芯部330加熱，從而乘客車廂312被加熱和除濕。
[0075]附圖中的詳細描述和顯示是對本發(fā)明的支持和描述，而本發(fā)明的范圍僅通過權(quán)利要求限定。盡管已經(jīng)對執(zhí)行本發(fā)明的較佳模式進行了詳盡的描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可得知在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的用來實施本發(fā)明的許多替換設(shè)計和實施例。
【權(quán)利要求】
1.一種氣候控制系統(tǒng)，用于具有乘客車廂的車輛，該氣候控制系統(tǒng)包括: 加熱器回路，填充有第一液體介質(zhì)，且具有選擇性地與乘客車廂熱連通的加熱器芯部; 冷卻器回路，填充有第二液體介質(zhì)，且具有選擇性地與乘客車廂熱連通的冷卻器芯部; 主回路，填充有制冷劑介質(zhì)，其中主回路的任何部分都不在乘客車廂中，且該主回路具有: 壓縮機；和 膨脹閥； 其中加熱器回路、冷卻器回路和主回路每一個具有固定的流動方向； 液冷式冷凝器熱力地聯(lián)接加熱器回路和主回路；和 液體加溫式蒸發(fā)器，熱聯(lián)接冷卻器回路和主回路，使得主回路總是與第一液體介質(zhì)和第二液體介質(zhì)中的一種處于直接的熱交換連通。
2.如權(quán)利要求1所述的氣候控制系統(tǒng)，其中加熱器回路進一步包括: 低溫散熱器，與周圍空氣熱連通，其中該低溫散熱器沿第一液體介質(zhì)的流動方向設(shè)置在加熱器芯部和液冷式冷凝器之間。
3.如權(quán)利要求2所述的氣候控制系統(tǒng)，其中加熱器芯部和冷卻器芯部選擇性地與乘客車廂中的公共空氣流連通。
4.如權(quán)利要求3所述的氣候控制系統(tǒng)，其中主回路的膨脹閥是電子膨脹閥。
5.如權(quán)利要求3所述的氣候控制系統(tǒng)，其中主回環(huán)進一步包括: 液體-氣體分離器，設(shè)置在液冷式冷凝器和膨脹閥之間，其中液體-氣體分離器將制冷劑介質(zhì)的氣體部分分配到壓縮機且將制冷劑介質(zhì)的液體部分分配到液體加溫式蒸發(fā)器。
6.如權(quán)利要求3所述的氣候控制系統(tǒng)，其中加熱器回路進一步包括: 旁通路徑，聯(lián)接加熱器回路在低溫散熱器兩側(cè)上的部分；和 旁通閥門，選擇性地將第一液體介質(zhì)通導(dǎo)到旁通路徑，使得第一液體介質(zhì)在加熱器芯部和液冷式冷凝器之間運動，而沒有通過低溫散熱器。
7.如權(quán)利要求3所述的氣候控制系統(tǒng)，其中冷卻器回路進一步包括: 液體貯存器；和 貯存器閥門，配置為選擇性地將第二液體介質(zhì)引導(dǎo)到液體貯存器。
8.如權(quán)利要求3所述的氣候控制系統(tǒng)，其中車輛具有電池，且冷卻回路進一步包括: 電池路徑，聯(lián)接冷卻回路和電池，使得電池與冷卻回路熱連通。
9.如權(quán)利要求3所述的氣候控制系統(tǒng)，其中主回環(huán)進一步包括: 內(nèi)部換熱器，選擇性地允許從液冷式冷凝器流動到膨脹閥的制冷劑和從液體加溫式蒸發(fā)器流動到壓縮機的制冷劑之間的直接的熱交換連通。
10.如權(quán)利要求3所述的氣候控制系統(tǒng)，其中主回環(huán)進一步包括: 子冷卻器，與周圍空氣熱連通，且設(shè)置在液冷式冷凝器和膨脹閥之間。
【文檔編號】B60H1/00GK103660846SQ201310397535
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月4日
【發(fā)明者】B.M.斯泰爾斯, H.E.尤斯蒂斯, J.A.博茲曼 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司