本發(fā)明涉及一種用于調節(jié)機動車輛的乘客空間的空氣的空調系統(tǒng)。空調系統(tǒng)構成為用于在用于冷卻的制冷設施模式中運行和在用于加熱空氣的熱泵模式中運行以及在再加熱模式中運行。運行模式的設定經由空氣活門的和空氣引導裝置的控制進行。

此外，本發(fā)明涉及一種用于將空氣質量流有針對性地導向空調系統(tǒng)的殼體中的空氣引導設備，所述空調系統(tǒng)用于調節(jié)機動車輛的乘客空間的空氣，以及涉及一種具有沿空氣的流動方向在上游設置的空氣引導設備。

背景技術：

長久以來屬于現有技術的用于機動車輛的空調系統(tǒng)包括不同的單獨部件，例如通常設置在車輛前部的冷凝器、連接于車輛發(fā)動機并且由所述車輛發(fā)動機驅動的壓縮機、設置在乘客空間中的蒸汽器以及連接管路?？照{系統(tǒng)調節(jié)空氣，所述空氣隨后導入到乘客空間中。

這種具有冷卻劑-空氣-傳熱器的空調系統(tǒng)在例如小于-10℃的低的環(huán)境溫度下，不再達到用于舒適地加熱乘客空間所需要的溫度水平，其中所述空調系統(tǒng)從車輛驅動器的有效的內燃機的冷卻劑回路中得到熱功率。相同內容適用于具有混合驅動器的機動車輛中的系統(tǒng)。

由于持續(xù)地提高內燃機驅動器的效率，或者由于借助電動機驅動，需要輔助加熱系統(tǒng)，所述輔助加熱系統(tǒng)提高乘客空間的空氣的加熱進而提高機動車輛的乘客的舒適性。

從現有技術中已知用于機動車輛空調設施的不同的輔助加熱系統(tǒng)。除了電的輔助加熱系統(tǒng)之外，在此也使用以熱泵模式運行的制冷劑回路。例如，乙二醇-空氣熱泵將內燃機的冷卻劑用作為熱源。在此，從冷卻劑中提取熱量。因此，內燃機在更長時間中在低的溫度下運行，這負面地影響廢氣排放和燃料消耗。由于混合動力車輛中的內燃機的間歇性的運行，在較長時間行駛時，無法實現足夠高的冷卻劑溫度。因此，內燃機的起動-停止運行在低的環(huán)境溫度下中斷。內燃機不關斷。

此外，在完全電氣化的驅動的情況下，例如在借助蓄電池或燃料電池驅動的車輛中，內燃機的廢熱不適用于作為用于加熱空氣的可能的熱源。此外，可儲存在車輛的蓄電池中的能量小于能以液態(tài)燃料的形式在燃料箱中儲存的能量。因此，此外，對電驅動的車輛的乘客空間進行空氣調節(jié)所需要的功率對車輛的活動半徑具有顯著影響。

除了通過切換制冷劑在制冷劑回路之內的流動路線來確保用于輸送給乘客空間的空氣質量流的熱功能的空調系統(tǒng)之外，從現有技術中也已知構成為緊湊模塊的空調系統(tǒng)，其中借助于標準制冷劑回路，通過對功能的有針對性的在空氣側控制，即加熱、冷卻和除濕以及再加熱，能夠提供輸送給乘客空間的空氣的任何任意的混合溫度。

在de102011052752a1中，描述一種用于加熱和冷卻空氣的模塊化的車輛空調設施。車輛空調設施具有殼體，所述殼體具有用于設定空氣流動路徑的活門和風扇以及制冷劑回路，所述制冷劑回路具有冷凝器、蒸發(fā)器、壓縮機、膨脹機構和所屬的連接管路。在殼體中，蒸發(fā)器空氣流動路徑構成為具有集成的蒸發(fā)器，并且冷凝器空氣流動路徑構成為具有集成的冷凝器。每個空氣流動路徑可加載有出自周圍環(huán)境的新鮮空氣、出自乘客空間的循環(huán)空氣或二者的混合物。兩個空氣流動路徑經由可控制的活門彼此連接，使得僅經由設定空氣的流動路徑，實現乘客空間的加熱或冷卻。

從de102012108891a1中得到一種空調系統(tǒng)，所述空調系統(tǒng)用于冷卻和加熱輸送給乘客空間的空氣以及用于再加熱運行，所述空調系統(tǒng)具有：殼體，所述殼體具有兩個用于引導空氣的流動通道；以及制冷劑回路，所述制冷劑回路具有壓縮機和冷凝器。在此，蒸發(fā)器設置在第一流動通道中，并且冷凝器設置在第二流動通道中。運行模式的設定僅經由空氣引導裝置的控制進行。傳熱器中的一個，即蒸發(fā)器或冷凝器分別以傳熱面的一部分不僅設置在第一流動通道中、而且也設置在第二流動通道中。

因此，在構成為緊湊模塊的空調系統(tǒng)中，將經由冷凝器的傳熱面引導的熱空氣流和經由蒸發(fā)器的傳熱面引導的冷空氣流根據要求的吹出空氣溫度混合。此外，冷空氣流能夠在冷卻和/或除濕之后經由冷凝器的傳熱面引導，并且在此重新加熱。在所謂的再加熱運行中，將輸送給乘客空間的空氣冷卻、并且在此除濕以及隨后稍微加熱。在所述運行模式中，需要的再加熱功率通常小于空氣的冷卻和除濕所需要的制冷功率。

將經過調節(jié)的空氣通過空氣分配系統(tǒng)引導到乘客空間中，其中所述空氣分配系統(tǒng)具有不同的空氣出口和對相應的空氣出口的出口控制元件，如朝向前窗玻璃的至少一個空氣出口、朝向乘客的空氣出口和朝向放腳空間的空氣出口。將過剩的空氣通過附加的空氣出口從空氣分配系統(tǒng)引入機動車輛的周圍環(huán)境中。

然而，構成為緊湊模塊并且在空氣側控制的空調系統(tǒng)需要與已知的機動車輛相比明顯改變的車輛構造，所述車輛構造不能夠實現在傳統(tǒng)的機動車輛中使用。

在制冷劑回路方面控制的空調系統(tǒng)中，尤其制冷劑回路通常具有多個部件，例如轉換閥，其中所述空調系統(tǒng)用于組合的制冷設施運行和熱泵運行，以對輸送到乘客空間且要進行空氣調節(jié)的空氣進行加熱、冷卻和除濕。制冷劑回路是非常復雜的，這造成高的成本和高的技術耗費。此外，所述空調系統(tǒng)的實際功率特別在環(huán)境溫度低的情況下不足以確保用于乘客空間的乘客的要求的舒適性。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提供用于機動車輛的緊湊的空調系統(tǒng)。制冷劑回路應僅構成為具有最小數量的部件，進而是簡單、成本適宜以及少維護的。盡可能構成為標準部件的部件應在機動車輛中常規(guī)地設置。此外，空調系統(tǒng)還應構成為用于在制冷設施模式和熱泵模式中以及在再加熱模式中的組合運行，以對乘客空間的要調節(jié)的空氣進行加熱、冷卻和除濕。在此，在具有小功率的熱源的周圍環(huán)境中(例如在有能效的內燃機或由內燃機和電動機構成的混合動力驅動器中或者在不存在驅動器中的熱源的情況下，例如在電驅動的機動車輛中)的運行在滿足乘客空間中舒適的空氣環(huán)境的全部要求的情況下，也應可以以最大效率進行。

所述目的通過根據本發(fā)明的用于調節(jié)機動車輛的乘客空間的空氣的空調系統(tǒng)來實現?？照{系統(tǒng)構成為用于在用于冷卻的制冷設施模式中和在用于加熱空氣的熱泵模式中以及在再加熱模式中運行。經由空氣活門的和空氣引導裝置的控制來進行運行模式的設定。

根據本發(fā)明的設計，空調系統(tǒng)具有殼體，所述殼體具有用于引導空氣的冷空氣流動路徑和熱空氣流動路徑以及空氣出口。在此，空氣出口在冷空氣流動路徑的區(qū)域中構成為用于使空氣流出到空調系統(tǒng)的周圍環(huán)境中，并且熱空氣流動路徑構成為從冷空氣流動路徑分出。冷空氣流動路徑和熱空氣流動路徑通到第一混合腔中。

此外，空調系統(tǒng)構成為具有制冷劑回路，所述制冷劑回路具有：作為蒸發(fā)器運行的傳熱器；壓縮機；作為第一冷凝器/氣體冷卻器運行的傳熱器；作為第二冷凝器/氣體冷卻器運行的傳熱器和膨脹機構。在此，蒸發(fā)器設置在冷空氣流動路徑之內，第一冷凝器/氣體冷卻器作為熱傳熱器設置在熱空氣流動路徑之內，并且第二冷凝器/氣體冷卻器設置在殼體之外。

根據本發(fā)明，空氣出口和熱空氣流動路徑構成為沿空氣的流動方向在作為蒸發(fā)器運行的傳熱器的下游從冷空氣流動路徑分出。

如果制冷劑在亞臨界運行、例如在具有制冷劑r134a時或在具有二氧化碳的特定的環(huán)境條件下液化，用于制冷劑的液化的傳熱器稱作為冷凝器。一部分的傳熱在恒定的溫度下進行。在超臨界運行時或在傳熱器中的超臨界的熱量輸出的情況下，制冷劑的溫度持續(xù)下降。在該情況下，傳熱器也稱作為氣體冷卻器。超臨界運行能夠在例如具有制冷劑二氧化碳的制冷劑回路的特定的環(huán)境條件或運行方式下出現。

空調系統(tǒng)的運行模式的設定有利地僅經由空氣活門的和空氣裝置的控制進行。

將空氣活門理解成下述元件，所述元件例如構成為用于關閉和打開單獨的流動路徑、尤其空氣通道。與此相比，空氣控制元件用于同時打開和關閉更多個流動路徑，尤其至少兩個空氣通道。

空氣活門和空氣引導裝置有利地可調整地構成和設置成，使得將經由作為蒸發(fā)器運行的傳熱器的傳熱面引導的空氣質量流直接通過空氣出口引導到周圍環(huán)境中。

根據本發(fā)明的一個改進方案，第一冷凝器/氣體冷卻器和第二冷凝器/氣體冷卻器沿制冷劑的流動方向依次設置在制冷劑回路之內。第一和第二冷凝器/氣體冷卻器的名稱在此涉及制冷劑的流動方向進而制冷劑以給出的順序依次穿流傳熱器。相互串聯(lián)設置的傳熱器在此優(yōu)選僅經由連接管路在沒有其他部件的情況下彼此連接。

本發(fā)明的一個優(yōu)選的設計方案在于，第二冷凝器/氣體冷卻器設置成可加載有環(huán)境空氣。在此，為了設定環(huán)境空氣的空氣質量流，沿環(huán)境空氣的流動方向在冷凝器/氣體冷卻器上游設置有空氣活門。

空氣活門在此有利地構成為能夠以可無級運動的方式調整。根據空氣活門的位置，在最大值和零之間設定環(huán)境空氣的空氣質量流。

根據本發(fā)明的一個有利的設計方案，空調系統(tǒng)的殼體具有圍繞作為蒸發(fā)器運行的傳熱器的旁路流動路徑。旁路流動路徑在此構成為可借助于空氣活門或空氣引導裝置關閉和打開，所述空氣活門或空氣引導裝置能夠以可無級運動的方式調整。

根據本發(fā)明的一個改進方案，旁路流動路徑和冷空氣流動路徑構成為通到第二混合腔中。熱空氣流動路徑優(yōu)選從共同的第二混合腔分出。

設置在殼體之內的空氣活門和空氣引導裝置優(yōu)選可調整地構成并且設置成，使得將通過旁路流動路徑引導的空氣質量流直接引導到熱空氣流動路徑中。

根據本發(fā)明的第一替代設計方案，空氣引導裝置構成為可在兩個最終位置之間無級地調整。在此，在空氣引導裝置的第一最終位置中，空氣出口關閉以及冷空氣流動路徑朝向第二混合腔和熱空氣流動路徑打開。在空氣引導裝置的第二最終位置中，空氣出口打開以及冷空氣流動路徑朝向第二混合腔和熱空氣流動路徑關閉。

根據本發(fā)明的第二替代設計方案，空氣引導裝置構成為可在兩個最終位置之間無級地調整。在此，在空氣引導裝置的第一最終位置中，旁路流動路徑關閉并且冷空氣路徑朝向熱空氣流動路徑打開，以及在空氣引導裝置的第二最終位置中，旁路流動路徑打開并且冷空氣流動路徑朝向熱空氣流動路徑關閉。

本發(fā)明的另一個有利的設計方案在于，在熱空氣流動路徑之內，除了制冷劑回路的第一冷凝器/氣體冷卻器之外，設置有另一個熱傳熱器。這些熱傳熱器在此沿通過熱空氣流動路徑引導的空氣質量流的流動方向依次設置。

另一個熱傳熱器、也稱作為第一熱傳熱器優(yōu)選構成為冷卻劑回路的部件。第一熱傳熱器在此沿通過熱空氣流動路徑引導的空氣質量流的流動方向在構成為冷凝器/氣體冷卻器的第二熱傳熱器的上游設置。

第一和第二熱傳熱器的名稱在此涉及空氣質量流穿過熱空氣流動路徑的流動方向進而所述空氣質量流依次進而以給出的次序按順序穿流傳熱器。

所述目的也通過根據本發(fā)明的空氣引導設備來實現，所述空氣引導設備用于將空氣質量流有針對性地導向空調系統(tǒng)的殼體中，所述空調系統(tǒng)用于調節(jié)機動車輛的乘客空間的空氣。空氣引導設備具有：風扇，所述風扇用于從周圍環(huán)境中抽吸新鮮空氣和/或從乘客空間中抽吸循環(huán)空氣；以及分別具有空氣活門的新鮮空氣入口和循環(huán)空氣入口。新鮮空氣入口和循環(huán)空氣入口的橫截面構成為可借助相應的空氣活門關閉和打開。

根據本發(fā)明的設計，空氣引導設備具有擴散器，所述擴散器具有至少兩個流動路徑，所述流動路徑彼此流體分開。此外，風扇雙流式地構成為具有兩個轉子，其中第一轉子構造成用于輸送空氣質量流通過第一流動路徑并且第二轉子構造成用于輸送空氣質量流穿過第二流動路徑。

根據本發(fā)明的一個改進方案，新鮮空氣入口和循環(huán)空氣入口可彼此流體連接。在此，在新鮮空氣入口和循環(huán)空氣入口之間構成的開口構成為可借助于空氣活門關閉和打開。

本發(fā)明的一個有利的設計方案在于，在擴散器之內構成的流動路徑可彼此流體連接，其中在流動路徑之間構成的開口構成為可借助于空氣引導裝置關閉和打開。

此外，所述目的通過根據本發(fā)明的空調系統(tǒng)實現，所述空調系統(tǒng)具有沿空氣的流動方向在上游設置的空氣引導設備，所述空氣引導設備用于將空氣質量流有針對性地導向殼體的冷空氣流動路徑和旁路流動路徑中。

根據設計，作為蒸發(fā)器運行的傳熱器設置在冷空氣流動路徑之內，并且空氣引導設備的擴散器構成為與殼體的連接元件，其中在擴散器之內構成的第一流動路徑通到空調系統(tǒng)的殼體的旁路流動路徑中并且在擴散器之內構成的第二流動路徑通到空調系統(tǒng)的殼體的冷空氣流動路徑中。

根據本發(fā)明的一個有利的設計方案，通風裝置的空氣引導裝置構成為可在兩個最終位置之間無級地調整。在此，在空氣引導裝置的第一最終位置中，在流動路徑之間構成的開口關閉并且流動路徑打開。在空氣引導裝置的第二最終位置中，在流動路徑之間構成的開口打開，而第一流動路徑關閉。

根據本發(fā)明的空調系統(tǒng)也連同根據本發(fā)明的通風裝置一起具有多個優(yōu)點：

-尤其在低的環(huán)境溫度下運行時，相對于傳統(tǒng)的、作為熱泵運行的系統(tǒng)，效率顯著地提高，尤其

-在低的環(huán)境溫度下和在具有內燃機的機動車輛中的發(fā)動機冷卻劑回路之內的冷卻劑冷的情況下，快速地提供熱空氣，和

-通過將新鮮空氣和循環(huán)空氣通過空氣引導設備中的雙流式的風扇輸送至各個區(qū)域，進一步提升在特定的工作點的效率，

-通過環(huán)境循環(huán)空氣運行和/或通過在流動通道之內的有針對性的空氣引導降低加熱乘客空間所需要的功率，必要時將乘客空間中不需要的空氣導出到周圍環(huán)境中，

-制冷劑回路中的最小的復雜程度，這就是說基本上放棄轉換閥并且使膨脹閥、傳熱器和制冷劑管路的數量最小化，其中通過使用傳統(tǒng)的、用另一傳熱器補充的制冷劑回路的方式，

-能夠實現加熱功能或輔助加熱功能，

-制冷劑回路的部件在機動車輛中的設置方式保持不變，并且與常見的系統(tǒng)相比僅略微地改變車輛構造，和

-產生用于制造、安裝和維護的最低成本。

附圖說明

本發(fā)明的其他細節(jié)、特征和優(yōu)點從下面參考附圖對實施例的描述中得出。附圖示出：

圖1示出從現有技術已知的空調系統(tǒng)，所述空調系統(tǒng)具有：殼體，所述殼體具有冷空氣流動路徑和熱空氣流動路徑以及到乘客空間中的空氣出口；和用于調節(jié)空氣質量流的傳熱器，

圖2示出具有附加的熱傳熱器的空調系統(tǒng)的制冷劑回路，示出空調系統(tǒng)，所述空調系統(tǒng)具有用于調節(jié)空氣質量流的傳熱器和殼體，所述殼體具有冷空氣流動路徑和熱空氣流動路徑以及到乘客空間中的空氣出口，

圖3a，3b示出具有在冷空氣流動路徑的區(qū)域中且在進入熱空氣流動路徑的入口的上游構成的、到周圍環(huán)境中的空氣出口的空調系統(tǒng)，

圖4a，4b示出具有在冷空氣流動路徑的區(qū)域中構成的、到周圍環(huán)境中的空氣出口的空調系統(tǒng)，

圖5a，5b示出空調系統(tǒng)，所述空調系統(tǒng)具有根據圖3a、3b的在冷空氣流動路徑的區(qū)域中且在進入熱空氣流動路徑的入口的上游構成的、到周圍環(huán)境中的空氣出口，和通到混合腔中的、圍繞作為蒸發(fā)器運行的傳熱器的旁路流動路徑，以及到周圍環(huán)境中的空氣出口的空氣引導裝置，

圖6a，6b示出空調系統(tǒng)，所述空調系統(tǒng)具有根據圖3a、3b的在冷空氣流動路徑的區(qū)域中且在進入熱空氣流動路徑的入口的上游構成的、到周圍環(huán)境中的空氣出口，和通到混合腔中的、圍繞作為蒸發(fā)器運行的傳熱器的旁路流動路徑，以及設置在旁路流動路徑的通入口的區(qū)域中的空氣引導設備，

圖7a，7b示出空調系統(tǒng)，所述空調系統(tǒng)具有根據圖4a、4b的在冷空氣流動路徑的區(qū)域中構成的、到周圍環(huán)境中的空氣出口，和通入熱空氣流動路徑的區(qū)域中的、圍繞作為蒸發(fā)器運行的傳熱器的旁路流動路徑，以及旁路流動路徑的空氣引導裝置，

圖8a，8b示出空調系統(tǒng)，所述空調系統(tǒng)具有根據圖5a、5b沿空氣的流動方向在上游設置的空氣引導設備，所述空氣引導設備具有：用于抽吸新鮮空氣和/或環(huán)境空氣的雙流式的風扇；以及構成為空氣活門的空氣引導裝置，

圖9a，9b示出空調系統(tǒng)，所述空調系統(tǒng)具有根據圖5a，5b沿空氣的流動方向在上游設置的空氣引導設備，所述空氣引導設備具有：用于抽吸新鮮空氣和/或環(huán)境空氣的雙流式的風扇；以及構成為可翻轉的壁元件的空氣引導裝置，以及

圖10示出具有空調系統(tǒng)的運行模式的表格。

具體實施方式

在圖1中示出現有技術中的空調系統(tǒng)1’，所述空調系統(tǒng)具有殼體2’，所述殼體具有冷空氣流動路徑6’和熱空氣流動路徑8以及到乘客空間中的空氣出口3、4、5?？照{系統(tǒng)1’具有兩個熱傳熱器11、23’和作為沒有示出的制冷劑回路的蒸發(fā)器運行的、用于調節(jié)空氣質量流的傳熱器21。

要調節(jié)的空氣質量流由沒有示出的風扇抽吸到殼體2’中，并且經由蒸發(fā)器21的傳熱面?zhèn)鲗АＵ舭l(fā)器21在此占據殼體2’的整個流動橫截面。在流過蒸發(fā)器21的傳熱面時，熱量從空氣傳遞到用于蒸發(fā)的制冷劑上?？諝赓|量流在此被冷卻和/或除濕。

離開蒸發(fā)器21的冷卻空氣質量流能夠分別作為部分空氣質量流通過冷空氣流動路徑6’并且通過熱空氣流動路徑8引導至混合腔10。冷空氣質量流在此以需要的比例分布或者完全分配給流動路徑6’、8中的一個流動路徑。冷空氣流動路徑6’的橫截面借助空氣活門7關閉或打開，熱空氣流動路勁8的橫截面借助空氣活門9關閉或打開。以在兩個最終位置之間打開和關閉的方式可無級調整的空氣活門7、9分別設置在到流動路徑6’、8中的入口上。

在熱空氣流動路徑8之內，構成第一熱傳熱器11和第二熱傳熱器23’，所述第一熱傳熱器和第二熱傳熱器關于空氣質量流彼此串聯(lián)設置并且由空氣質量流依次穿流。熱傳熱器11、23’分別占據熱空氣流動路徑8的整個流動橫截面。在流過熱傳熱器11、23’的傳熱面時，根據需要，將熱量傳遞到空氣質量流上，所述空氣質量流在此變熱。

第一熱傳熱器11優(yōu)選構成為冷卻劑回路的、例如在內燃機驅動的機動車輛中的內燃機的部件。第二熱傳熱器23’作為附加的熱傳熱器例如是電阻加熱裝置的或燃料燃燒器的部件。然而，借助于電阻加熱裝置的電的輔助加熱影響例如電動車輛、尤其空調設施的效率。機動車輛的活動半徑明顯降低。

冷空氣流動路徑6’和熱空氣流動路徑8分別通到混合腔10中，使得分配到冷空氣流動路徑6’和熱空氣流動路徑8上的部分空氣質量流在混合腔10中盡可能地混合，并且作為經過調解的空氣質量流根據需求分配到朝向前窗玻璃的空氣出口3、朝向乘客的空氣出口4和朝向放腳空間的空氣出口5上，并且導入到乘客空間中?？諝獬隹?、4、5的橫截面分別借助空氣活門3l、4l、5l關閉或打開。

在圖2中示出空調系統(tǒng)的制冷劑回路20，所述制冷劑回路具有除了第一熱傳熱器11之外設置的第二熱傳熱器23。第一熱換熱器11又優(yōu)選是沒有示出的冷卻劑回路的部件。

制冷劑回路20具有：壓縮機22，作為降溫器并且必要時作為第一冷凝器/空氣冷卻器運行的傳熱器23，必要時作為降溫器和作為第二冷凝器/氣體冷卻器運行的傳熱器24，膨脹機構26以及蒸發(fā)器21。

從壓縮機22中在高壓水平上作為熱氣流出的制冷劑根據需求、即根據打開的熱空氣流動路徑8和根據在穿流第一冷凝器/氣體冷卻器23時在第一熱傳熱器11中到部分空氣質量流的熱傳遞來降溫并且液化以及隨后通過作為冷凝器/氣體冷卻器運行的第二傳熱器24引導。

制冷劑回路20在具有作為第一冷凝器/氣體冷卻器運行的傳熱器23的情況下具有與空調系統(tǒng)的傳統(tǒng)的制冷劑回路相比附加的傳熱器，所述傳熱器在制冷劑回路20之內沿制冷劑的流動方向設置成直接連接于壓縮機22。

在穿流有利地在車輛前部中、尤其在冷卻模塊之內設置的傳熱器24時，制冷劑液化并且必要時過冷。熱量從制冷劑傳遞到環(huán)境空氣上。因此，制冷劑回路20的廢熱輸出到環(huán)境空氣。環(huán)境空氣的空氣質量流借助于空氣引導系統(tǒng)、尤其空氣活門25的位置調整。

在離開第二冷凝器/氣體冷卻器24之后，將液態(tài)的制冷劑引導至膨脹機構26。在穿流膨脹機構26時，制冷劑膨脹至蒸發(fā)壓力，并且引向蒸發(fā)器21。

在穿流蒸發(fā)器21時，將制冷劑在吸收熱量的情況下蒸發(fā)并且過度加熱。在此，熱量從用于乘客空間的要調節(jié)的空氣質量流傳遞到制冷劑。借助于風扇經由蒸發(fā)器21的傳熱面輸送的空氣被冷卻和/或除濕。過熱地且氣態(tài)地離開蒸發(fā)器21的制冷劑由壓縮機22抽吸。制冷劑回路20是閉合的。

傳熱器21、11、23沿要調節(jié)的空氣質量流的流動方向以給出的順序設置在沒有示出的加載空氣的殼體之內。因此，附加的第二熱傳熱器23在蒸發(fā)器21下游、例如在電機驅動的機動車輛或混合車輛中替代用發(fā)動機冷卻劑回路的冷卻劑加載的熱傳熱器11，或者在內燃機驅動的機動車輛中的輔助加熱系統(tǒng)的情況下對于用發(fā)動機冷卻劑回路的冷卻劑加載的熱傳熱器11附加地設置。

在空調系統(tǒng)、尤其制冷劑回路20在具有空氣側的控制的熱泵模式中運行時，要傳遞到輸送給乘客空間的空氣質量流的熱量大于空氣質量流的冷卻和/或除濕所需要的制冷功率，使得要在蒸發(fā)器21中冷卻的空氣質量流明顯大于輸送給乘客空間的空氣質量流。

在圖3a和3b中示出空調系統(tǒng)1a，所述空調系統(tǒng)具有用于調節(jié)空氣質量流的傳熱器21、11、23和殼體2a，所述殼體具有冷空氣流動路徑6a和熱空氣流動路徑8以及到乘客空間中的空氣出口3、4、5。與圖1中的殼體2’不同地，殼體2a具有在冷空氣流動路徑6a的區(qū)域中且在到熱空氣流動路徑8中的入口上游構成的、到殼體2a的、尤其機動車輛的周圍環(huán)境的空氣出口30a。

用于將空氣引入殼體2a的周圍環(huán)境中的空氣出口30a在此沿空氣質量流的流動方向在蒸發(fā)器21的下游，且在到熱空氣流動路徑8中的入口上游，進而在熱傳熱器23的上游設置。

空氣出口30a的橫截面借助可運動的空氣活門31l關閉或打開。設置在空氣出口30a之內的空氣活門31l以在兩個最終位置之間打開和關閉的方式可無級地調整。圖3a示出處于關閉的最終位置的空氣活門31l，并且圖3b示出處于打開的最終位置的空氣活門31l。

從4a和4b中得出空調系統(tǒng)1b，所述空調系統(tǒng)具有用于調節(jié)空氣質量流的傳熱器21、11、23和殼體2b，所述殼體具有冷空氣流動路徑6b和熱空氣流動路徑8以及到乘客空間中的空氣出口3、4、5。與圖1中的殼體2’不同地，并且與圖3a和3b中的殼體2a不同地，殼體2b具有在冷空氣流動路徑6b的區(qū)域中構成的到殼體2b的、尤其機動車輛的周圍環(huán)境中的空氣出口30b。在此，空氣出口30b在基本上垂直于空氣的流動方向設置的平面中設置在冷空氣流動路徑6b的與到熱空氣流動路徑8中的入口相對地構成的一側上。

在此，用于將空氣引入殼體2b的周圍環(huán)境中的空氣出口30b同樣沿空氣質量流的流動方向設置在蒸發(fā)器21的下游。

空氣出口30b的橫截面借助在兩個最終位置之間可無級調整的空氣活門31l關閉或打開，其中圖4a示出處于關閉的最終位置的空氣活門31l，而圖4b示出處于打開的最終位置的空氣活門31l。

在不具有制冷劑回路20的加熱功能的正常運行中，例如在用于冷卻輸送給乘客空間的空氣質量流的制冷設施模式中，或者在將熱量從發(fā)動機冷卻劑回路的冷卻劑在第一熱傳熱器11中傳遞到輸送給乘客空間的空氣質量流的加熱模式中，關閉空氣出口30a、30b。因此，根據需求，所有冷卻的和/或除濕的空氣質量流從蒸發(fā)器21通過冷空氣流動路徑6a、6b進而圍繞第一熱傳熱器11流入混合腔10中，或者通過熱空氣流動路徑8通過熱傳熱器11流入混合腔10中，或部分地以部分空氣質量流通過冷空氣流動路徑6a、6b和熱空氣流動路徑8分配。因此，空氣活門7、9能夠實現在“最冷”和“最熱”之間設定要輸送給乘客空間的空氣質量流的溫度。

當在制冷劑回路20在熱泵模式中運行時需要附加的熱量以傳遞到輸送給乘客空間的空氣質量流時，穿過空調系統(tǒng)1a、1b的殼體2a、2b的空氣流量提高，并且打開空氣出口30a、30b。由此，在蒸發(fā)器21中，冷卻和/或除濕更大的空氣質量流，其中與在不具有制冷劑回路20的加熱功能的正常運行中相比更多熱量傳遞到制冷劑上。在蒸發(fā)器21中冷卻和/或除濕的空氣質量流的沒有輸送給乘客空間的部分作為過?？諝馔ㄟ^打開的空氣出口30a、30b引入周圍環(huán)境中，并且設定輸送給乘客空間的空氣質量流的所需要的空氣量。作為所有通過蒸發(fā)器21引導的空氣質量流的一部分輸送給乘客空間的空氣質量流完全通過熱空氣流動路徑8進而通過第二熱傳熱器23引導到混合腔10中。在熱傳熱器23中，將熱量從制冷劑傳遞到空氣質量流。

在圖5a和5b中示出空調系統(tǒng)1c，所述空調系統(tǒng)具有用于調節(jié)空氣質量流的傳熱器21、11、23和殼體2c，所述殼體具有冷空氣流動路徑6c和熱空氣流動路徑8以及到乘客空間中的空氣出口3、4、5。殼體2c根據圖3a和3b中的殼體2a具有在冷空氣流動路徑6c的區(qū)域中且在到熱空氣流動路徑8中的入口的上游構成的到殼體2c的、尤其機動車輛的周圍環(huán)境中的空氣出口30a。

此外，殼體2c構成為具有通到第二混合腔35c中的圍繞作為蒸發(fā)器運行的傳熱器21的旁路流動路徑32c。旁路流動路徑32c的橫截面借助在兩個最終位置之間可無級調整的空氣活門33c關閉或打開。根據空氣活門33c的位置，圍繞蒸發(fā)器21引導輸送到殼體2c中的空氣質量流的一部分。

殼體2c還具有到周圍環(huán)境中的空氣出口30a的在兩個最終位置之間可無級調整的空氣引導裝置31c。

輸送到殼體2c中的空氣質量流根據需求以需要的比例分成穿過旁路流動路徑32c進而圍繞蒸發(fā)器21的部分空氣質量流以及穿過蒸發(fā)器21進而穿過冷空氣流動路徑6c的空氣質量流，或者分別完全分配給旁路流動路徑32c或冷空氣流動路徑6c。

在根據圖5a的空氣引導裝置31c的第一最終位置中，到周圍環(huán)境中的空氣出口30a關閉，而冷空氣流動路徑6c朝向混合腔35c和熱空氣流動路徑8打開。所有輸送到殼體2c中的空氣質量流在此要么部分地、要么完全地通過旁路流動路徑32c或通過冷空氣流動路徑6c引導到第二混合腔35c中。在分配空氣質量流時，部分空氣質量流在混合腔35c中混合。隨后，空氣質量流根據熱空氣流動路徑8的空氣活門9的和在第二混合腔35c和第一混合腔10之間設置的空氣活門36的設定要么部分地、要么完全地通過熱空氣流動路徑8或圍繞熱空氣流動路徑8引導到第一混合腔10中。在分配空氣質量流時，部分空氣質量流在混合腔10中混合。

在根據圖5b的空氣引導裝置31c的第二最終位置中，到周圍環(huán)境中的空氣出口30a是打開的，而冷空氣流動路徑6c朝向第二混合腔35c和熱空氣流動路徑是關閉的。輸送到殼體2c中的空氣質量流在此部分地引導穿過旁路流動路徑32c并且穿過冷空氣流動路徑6c。將通過冷空氣流動路徑6c進而通過蒸發(fā)器21輸送的部分空氣質量流冷卻和/或除濕，并且隨后通過空氣出口30a引入殼體2c的周圍環(huán)境中。通過旁路流動路徑32c輸送的部分空氣質量流能夠根據空氣活門36的和空氣活門9的位置要么部分地、要么完全地穿過熱空氣流動路徑8或者圍繞熱空氣流動路徑8引導到第一混合腔10中。因此，例如能夠將通過旁路流動路徑32c輸送的部分空氣質量流圍繞蒸發(fā)器21直接引導至熱空氣流動路徑8并且穿過第二熱傳熱器23，其中流過蒸發(fā)器21的部分空氣質量流借助于空氣引導裝置31c通過空氣出口30a引入周圍環(huán)境中。熱空氣流動路徑8借助熱傳熱器23相對于蒸發(fā)器21、尤其冷空氣流動路徑6c周圍的區(qū)域關閉。由此，熱量進而不通過蒸發(fā)器21引導的以及未冷卻的部分空氣質量流直接輸送至熱傳熱器23，這由于熱傳熱器23上的部分空氣質量流的較高的迎流溫度減小加熱部分空氣質量流所需要的功率。同時，流過蒸發(fā)器21的部分空氣質量流被冷卻和/或除濕，其中空氣的熱量傳遞到制冷劑中。

在圖6a和6b中示出類似于圖5a和5b中的空調系統(tǒng)1c的空調系統(tǒng)1d，所述空調系統(tǒng)具有用于調節(jié)空氣質量流的傳熱器21、11、23和殼體2d，所述殼體具有冷空氣流動路徑6c和熱空氣流動路徑8以及到乘客空間中的空氣出口3、4、5。殼體2d根據圖3a和3b中的殼體2a具有在冷空氣流動路徑6c的區(qū)域中且在到熱空氣流動路徑8中的入口的上游構成的、到殼體2d的周圍環(huán)境中的空氣出口30a，和通到第二混合腔35c中的、圍繞作為蒸發(fā)器運行的傳熱器21的旁路流動路徑32c，以及在旁路流動路徑32c的進入口的區(qū)域中設置的、在兩個最終位置之間可無級調整的空氣引導裝置37。

圖5a和5b中的空調系統(tǒng)1c與圖6a和6b中的空調系統(tǒng)1d的區(qū)別在于：空氣出口30a的空氣活門31l與熱空氣流動路徑8的空氣活門9以及空調系統(tǒng)1d的空氣引導裝置37的組合對比熱空氣流動路徑8的空氣活門9與空調系統(tǒng)1c的空氣引導裝置31c的組合的替選的設計方案。

根據空氣活門31l、9以及空氣引導裝置37的設置和調整，可設定針對圖5a和5b中的空調系統(tǒng)1c闡述的運行模式，使得在根據圖6a的第一最終位置中，到周圍環(huán)境中的空氣出口30a關閉，而冷空氣流動路徑6c朝向第二混合腔35c或熱空氣流動路徑8是打開的，以及在根據圖6b的第二最終位置中，到周圍環(huán)境中的空氣出口30a是打開的，而冷空氣流動路徑6c朝向第二混合腔35c或熱空氣流動路徑8的方向是關閉的。

在圖7a和7b中示出類似于圖5a和5b中的空調系統(tǒng)1c的空調系統(tǒng)1e，所述空調系統(tǒng)具有用于調節(jié)空氣質量流的傳熱器21、11、23和殼體2e，所述殼體具有冷空氣流動路徑6e和熱空氣流動路徑8以及到乘客空間中的空氣出口3、4、5。殼體2e根據圖4a和4b中的殼體2b具有在冷空氣流動路徑6e中構成的到殼體2e的、尤其機動車輛的周圍環(huán)境中的空氣出口30b。在此，空氣出口30b又在基本上垂直于空氣的流動方向設置的平面中，設置在冷空氣流動路徑6b的與到熱空氣流動路徑8中的入口相對構成的一側上。

與圖5a和5b中的空調系統(tǒng)不同地，殼體2e構成為具有在熱空氣流動路徑8的區(qū)域中通到第二混合腔35e中的、圍繞作為蒸發(fā)器運行的傳熱器21的旁路流動路徑32e。旁路流動路徑32e的橫截面借助在兩個最終位置之間可無級調整的空氣引導裝置34關閉或打開。根據空氣引導裝置34的位置，輸送到殼體2e中的空氣質量流的一部分圍繞蒸發(fā)器21引導。

殼體2e還具有到周圍環(huán)境中的空氣出口30b的在兩個最終位置之間可無級調整的空氣活門31l。

在根據圖7a的空氣引導裝置34的和空氣活門31l的第一最終位置中，不僅到周圍環(huán)境中的空氣出口30b關閉，而且旁路流動路徑32e關閉，而冷空氣流動路徑6e朝向熱空氣流動路徑8或朝向第一混合腔10打開。在此，所有輸送到殼體2e中的空氣質量流通過冷空氣流動路徑6e引導到第二混合腔35e中。隨后，根據在第二混合腔35e和第一混合腔10之間設置的空氣活門36的和熱空氣流動路徑8的空氣活門9的設定，空氣質量流要么部分地、要么完全地通過熱空氣流動路徑8或圍繞熱空氣流動路徑8引導到第一混合腔10中。在分配空氣質量流時，部分空氣質量流在混合腔10中混合。

在根據圖7b的空氣活門31l的和空氣引導裝置34的第二最終位置中，到周圍環(huán)境中的空氣出口30b打開，而冷空氣流動路徑6e朝向熱空氣流動路徑8并且朝向第一混合腔10是關閉的。輸送到殼體2e中的空氣質量流在此部分地通過旁路流動路徑32e并且通過冷空氣流動路徑6e引導。通過冷空氣流動路徑6e進而通過蒸發(fā)器21輸送的部分空氣質量流被冷卻和/或除濕，并且隨后通過空氣出口30b引入殼體2e的周圍環(huán)境中。通過旁路流動路徑32e輸送的部分空氣質量流在熱空氣流動路徑8的空氣活門9打開時完全通過熱空氣流動路徑8引導到第一混合腔10中。

因此，通過旁路流動路徑32e輸送的部分空氣質量流如在圖5b、6b中的空調系統(tǒng)1c、1d中那樣圍繞蒸發(fā)器21直接朝向熱空氣流動路徑8并且穿過第二熱傳熱器23引導，其中流過蒸發(fā)器21的部分空氣質量流借助于空氣活門31l和空氣引導裝置34通過空氣出口30b引入周圍環(huán)境中。具有熱傳熱器23的熱空氣流動路徑8相對于圍繞蒸發(fā)器21、尤其冷空氣流動路徑6e的區(qū)域關閉。

此外，當在機動車輛的冷卻模塊之內設置的第二冷凝器/氣體冷卻器24還分別借助于空氣活門25關閉并且同時將熱空氣從乘客空間中作為環(huán)境空氣輸送給蒸發(fā)器21時，能夠進一步提高空調系統(tǒng)1c、1d、1e的效率。

殼體2a、2b、2c、2d、2e可分別加載有出自周圍環(huán)境的新鮮空氣、出自乘客空間的環(huán)境空氣或者由新鮮空氣和環(huán)境空氣構成的混合物。

從圖8a和8b中得出圖5和5b中的空調系統(tǒng)1c，所述空調系統(tǒng)具有沿空氣的流動方向在上游設置的空氣引導設備40，所述空氣引導設備用于將空氣質量流有針對性地導向蒸發(fā)器21或導向圍繞蒸發(fā)器21的旁路流動路徑32c?？諝庖龑гO備40具有雙流式的風扇47，所述風扇用于從周圍環(huán)境中抽吸新鮮空氣和/或從乘客空間中抽吸循環(huán)空氣，以及具有構成為空氣活門53的空氣引導裝置。

風扇在此沿流動方向43抽吸新鮮空氣穿過新鮮空氣入口41，并且沿流動方向44抽吸循環(huán)空氣穿過循環(huán)空氣入口42。新鮮空氣入口41的和循環(huán)空氣入口42的橫截面分別借助空氣活門45、46關閉或打開。在風扇47的區(qū)域中，否則彼此流體分開地構成的新鮮空氣入口41和循環(huán)空氣入口42能夠借助于空氣活門48彼此連接。空氣活門45、46、48構成為以分別在兩個最終位置之間打開和關閉的方式可運動地調整。

根據空氣活門45、46、48的位置，將新鮮空氣、循環(huán)空氣或新鮮空氣和循環(huán)空氣構成的混合物輸送給雙流式的風扇47的各個轉子。風扇47的第一轉子在此將空氣質量流輸送到第一流動路徑50中，而風扇47的第二轉子將空氣質量流輸送到第二流動路徑51中。在擴散器之內構成的流動路徑50、51借助分隔壁52彼此流體分開。擴散器用作為空氣引導設備40和殼體2c之間的連接元件。

在兩個最終位置之間可運動地調整的空氣引導裝置53的區(qū)域中，分隔壁52具有開口。在構成為空氣活門的空氣引導裝置53的根據圖8b的第一最終位置中，空氣引導裝置53與分隔壁52對齊地定向。空氣引導裝置53和開口是關閉的，所述空氣引導裝置由于設置方式也稱作為擴散器活門。旁路流動路徑32c是打開的。通過擴散器引導的空氣質量流在此是隔開的，使得由風扇47的第一轉子輸送的空氣質量流僅引導到旁路流動路徑32c中，并且將由風扇47的第二轉子輸送的空氣質量流僅輸送給蒸發(fā)器21。

在空氣引導裝置53的根據圖8a的第二最終位置中，空氣引導裝置53貼靠在空氣引導設備40的外壁部上，使得分隔壁52的開口以及空氣引導裝置53打開，并且旁路流動路徑32c關閉。由風扇47的轉子輸送的空氣質量流作為總空氣質量流輸送給蒸發(fā)器21。

在空氣引導裝置53在最終位置之間的中間位置中，將借助風扇47的第一轉子輸送的空氣質量流部分地引導到旁路流動路徑32c中，并且附加地將由風扇47的第二轉子輸送的空氣質量流輸送給蒸發(fā)器21。

空氣引導設備40構成為具有新鮮空氣入口41、循環(huán)空氣入口42、相關的空氣活門45、46、48、風扇47的轉子和流動路徑50、51，使得新鮮空氣通過第一流動路徑50優(yōu)選引導至旁路流動路徑32c，而循環(huán)空氣通過第二流動路徑51優(yōu)選輸送給蒸發(fā)器21。在此，不僅空氣活門45、46、48關閉，而且在分隔壁52中構成的空氣引導裝置53關閉。

借助空氣活門48的位置，能夠實現將空氣質量流、例如新鮮空氣或循環(huán)空氣輸送給風扇47的兩個轉子，同時關閉入口41、42。

風扇47的轉子能夠作為替代方案構成為固定地彼此耦聯(lián)或構成為可彼此分開地控制。風扇47的可彼此分開控制的轉子引起空調系統(tǒng)1c的有利的動力學，因為例如在通向熱傳熱器23的入流部中的第一流動路徑50和至蒸發(fā)器21的第二流動路徑51可用不同速度的空氣質量流加載，進而能夠實現對改變的運行狀態(tài)的快速反應。

從圖9a和9b中類似于圖8a和8b中的空調系統(tǒng)得出具有空氣引導設備40的空調系統(tǒng)1c。系統(tǒng)之間的區(qū)別在于分隔壁52的構成，與根據圖9a和9b構成為可翻轉的壁元件的空氣引導裝置54相比，根據圖8a和8b，分隔壁52構成為具有構成為緊湊的空氣活門的空氣引導裝置53?？諝庖龑аb置54在此替代整個設有空氣引導裝置53的分隔壁52。為了說明空氣引導裝置54的各個功能，參照對圖8a和8b的解釋。

根據環(huán)境條件，在根據圖8a、8b、9a、9c的空調系統(tǒng)1c運行時，通過空氣活門36、45、46的和空氣引導裝置31c、53、54的不同的位置，分別實現尤其在再加熱模式中運行時對乘客空間的空氣調節(jié)的盡可能高的效率。在此，設定朝向風扇47的轉子的、通過旁路流動路徑32c和朝向蒸發(fā)器21的空氣輸送以及從殼體2c中的出流的不同的組合。最重要的運行模式在根據圖10的表格中總結。

附圖標記列表：

1’，1a，1b，1c，1d，1e空調系統(tǒng)

2’，2a，2b，2c，2d，2e殼體

3，4，5乘客空間的空氣出口

3l，4l，5l乘客空間的空氣出口3，4，5的空氣活門

6’，6a，6b，6c，6e冷空氣流動路徑

7冷空氣流動路徑的空氣活門

8熱空氣流動路徑

9熱空氣流動路徑的空氣活門

10第一混合腔

11第一熱傳熱器

20制冷劑回路

21傳熱器，蒸發(fā)器

22壓縮機

23’第二熱傳熱器

23傳熱器，第二熱傳熱器，第一冷凝器/氣體冷卻器

24傳熱器，第二冷凝器/氣體冷卻器

25傳熱器24的空氣活門

26膨脹機構

30a，30b周圍環(huán)境的空氣出口

31l周圍環(huán)境的空氣出口30a，30b的空氣活門

31c周圍環(huán)境的空氣出口30a的空氣引導裝置

32c，32e旁路流動路徑

33c旁路流動路徑32c的空氣活門

34旁路流動路徑32e的空氣引導裝置

35c，35e第二混合腔

36混合腔的空氣活門

37空氣引導裝置

40空氣引導設備

41新鮮空氣入口，入口

42循環(huán)空氣入口，入口

43新鮮空氣的流動方向

44循環(huán)空氣的流動方向

45新鮮空氣入口41的空氣活門

46循環(huán)空氣入口42的空氣或們

47雙流式的風扇

48風扇47的入流部的空氣活門

49擴散器

50第一流動路徑

51第二流動路徑

52流動路徑50、51的分隔壁

53空氣引導裝置

54空氣引導裝置