CN103189223A - 用于交通运输工具的空调设备以及用于交通运输工具的空调方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于交通运输工具的空调设备，其具有可供冷却剂流通的、设计为热泵循环回路以及冷却设备循环回路的冷却剂循环回路和配属于该冷却剂循环回路的压缩机(1)、至少一个外部热交换器(4)、至少一个内部热交换器(3)，内加热式冷凝器(2)配属于该内部热交换器(3)，其中，设置有用于产生能够与内部热交换器和内加热式冷凝器热耦合的气流的装置以及计量装置，借助该计量装置能够计量所述热耦合的气流流过内加热式冷凝器的至少一个支流的流量，此外规定，在热泵运行中，冷却剂能够从压缩机的高压侧输送至内加热式冷凝器，能够从内加热式冷凝器通过第一膨胀阀输送到内部热交换器，能够从内部热交换器通过可从两侧流通的膨胀阀(5b)输送到外部热交换器，能够从外部热交换器输送至压缩机的低压侧，并且在冷却设备运行中，冷却剂能够从压缩机的高压侧输送至内加热式冷凝器，能够从内加热式冷凝器绕开第一膨胀阀(5a)输送至外部热交换器，能够从外部热交换器通过可从两侧流通的膨胀阀输送到内部热交换器，能够从内部热交换器输送至压缩机的低压侧。本发明还涉及一种用于以热泵和冷却设备运行方式运行空调设备的方法。

Description

用于交通运输工具的空调设备以及用于交通运输工具的空调方法
本发明涉及分别按照各独立权利要求的前序部分所述的一种用于交通运输工具的空调设备以及一种用于交通运输工具的空调方法。
已知在空调设备中的冷却剂循环回路一方面用于热泵运行中，另一方面用于冷却设备运行中。这种形式运行的空调设备尤其有利地用于汽车中，因为现代的发动机设计比较从前产生更少的废热，所述废热能够用于加热汽车客舱。由DE 10 310 992 B4已知一种组合式的冷却设备-热泵循环回路，其具有压缩机、外部热交换器、内热交换器和内部热交换器。在热泵运行中，在压缩机中被压缩的冷却剂通过多向阀导入内热交换器，其中热量从冷却剂输出到客舱内部空间的空气中。此后，被冷却的冷却剂流过可从两侧流通的膨胀装置并且以较小的压力到达内部热交换器(其位于热泵回路中较低的冷却剂压力水平)，接着进入外部热传递装置，冷却剂在其中通过吸收热量而气化。然后，冷却剂蒸汽越过蓄电池到达同样位于低压水平的内热交换器，到达压缩机的低压侧。
由EP 1 472 106 B1还已知一种用于交通运输工具的空调设备，其具有蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀，它们这样布置在冷却剂循环回路中，使得压缩机在空调设备制冷运行中将冷却剂经过冷凝器和膨胀阀供给至蒸发器，以及在空调设备加热运行时将冷却剂绕开冷凝器供给至蒸发器。此外，空调设备还具有热源的制冷剂循环回路，其中，该制冷剂循环回路通过耦合热交换器与热源的冷却剂循环回路耦合。所述耦合热交换器沿冷却剂流动方向布置在压缩机和膨胀阀之间。
此外，由DE 10 123 830 A1已知一种空调设备，其具有与内燃机的冷却液循环回路连接的暖气热交换器，沿通风机的流通方向在所述暖气热交换器之前连接有蒸发器，其中在制冷运行的过程中压缩机将冷却剂通过气体冷却器以及通过膨胀阀供给至制冷剂循环回路中，并且在加热运行过程中绕开气体冷却器。在制冷剂循环回路和冷却剂循环回路之间设置耦合热交换器，其在冷却剂循环回路侧、在压缩机的压力侧设置在气体冷却器前。
DE 10 2005 048 241 A1公开了一种交通运输工具空调设备，其具有热动力学的一级循环回路，其包括由开关装置控制的压缩机，该空调设备还具有可与该一级循环回路热动力学耦合的二级制冷循环回路用于冷却电子仪器，例如电池，该二级制冷循环回路包括至少一个对一级循环回路的开关装置的信号作出响应的部件。US 2003 0182961 A1涉及一种用于车厢的空调设备。该空调设备具有压缩机、外部热交换器和内部热交换器。此外，空调设备具有制冷热交换器和连在制冷热交换器前的减压装置，其在制冷运行中打开。DE 103 01 006 A1涉及一种用于汽车的加热/制冷循环回路，其具有用于冷却从内部空间输入的空气的蒸发器、用于加热输送给内部空间的空气的加热热交换器、具有用于供给冷却剂的压缩机的外部热交换器、配属于蒸发器的第一膨胀装置、配属于外部热交换器的第二膨胀装置和冷却剂导管，上述部件通过冷却剂导管相互连接，其中，循环回路的融霜回路包括压缩机、外部热交换器和第二膨胀装置。
由DE 196 44 583 B4已知一种具有冷却剂循环回路的交通运输工具空调，其中在压缩机的高压侧布置两个串联的冷凝器，其中一个冷凝器在设备的加热运行和再加热运行中设计用于加热空气调节气流，另一个冷凝器在设备的制冷运行和可选地在再加热运行中设计用于通过向交通运输工具外部环境排出的冷却气流冷却制冷剂。
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种具有可供冷却剂流通的热泵循环回路和冷却设备循环回路的交通运输工具空调设备，其中以特别简单的方式借助内加热式冷凝器实现根据需要地加热交通运输工具内部空间。
所述技术问题按照本发明通过独立权利要求的特征解决。
按照本发明的用于交通运输工具的空调设备，具有可供冷却剂流通的、设计为热泵循环回路以及冷却设备循环回路的冷却剂循环回路和配属于该冷却剂循环回路的压缩机、至少一个外部热交换器、至少一个内部热交换器，内加热式冷凝器配属于该内部热交换器，并且具有用于产生能够与所述内部热交换器和内加热式冷凝器热耦合的气流的装置以及计量装置，借助该计量装置能够计量所述热耦合的气流流过所述内加热式冷凝器的至少一个支流的流量，其特征在于，
-在热泵运行中，冷却剂从压缩机的高压侧能够输送或被输送至内加热式冷凝器，从内加热式冷凝器通过膨胀阀能够输送或被输送到内部热交换器，从内部热交换器通过可从两侧流通的膨胀阀能够输送或被输送到外部热交换器，从外部热交换器能够输送或被输送至压缩机的低压侧，并且
-在冷却设备运行中，冷却剂从压缩机的高压侧能够直接输送或被直接输送至内加热式冷凝器，从内加热式冷凝器绕开第一膨胀阀能够输送或被输送至外部热交换器，从外部热交换器通过所述可从两侧流通的膨胀阀能够输送或被输送到内部热交换器，能够从内部热交换器输送至压缩机的低压侧。
内加热式冷凝器持续的流通实现了借助内加热式冷凝器进行的加热的较短响应时间。
在热泵循环回路中将膨胀阀设置在内加热式冷凝器和蒸发器之间实现了向流过内加热式冷凝器的空气释放热量，并且根据与内部热交换器耦合的气流的温度和湿度能够灵活地控制借助内部热交换器对气流的加热或冷却。膨胀阀优选是可开关的，因此不需要其它用于在冷却设备运行中阻止流通的开关部件。冷却剂在热泵运行和冷却设备运行中可直接输送至内加热式冷凝器，并且实现冷却剂持续地流过内加热式冷凝器，其中借助计量装置能够计量流过内加热式冷凝器的热耦合气流的至少一个支流，因此能够以特别简单的方式影响流入汽车客舱的空气的温度水平。内部热交换器和内加热式冷凝器相宜地共同安装在设置在交通运输工具中的空调设备的壳体内。内部热交换器尤其设计为蒸发器。外部热交换器优选指的是冷凝器或气体冷却器，其在热泵运行中作为蒸发器工作。用于产生与热交换器和内加热式冷凝器热耦合的气流的装置尤其是优选可控或者可调节的通风机。所产生的气流与内部热交换器的热耦合尤其通过流过适当设计的内部热交换器实现。可选地，在热泵循环回路和/或冷却剂循环回路中可在低压侧在压缩机之前设置蓄集器，借助其能够保护压缩机不受未蒸发的冷却剂的液体冲击。
对于全部实施形式适用的是：空调设备的可供冷却剂流过的部件，例如压缩机、外部热交换器、内部热交换器、内加热式冷凝器、膨胀阀或类似装置通过冷却剂管道相连。优选膨胀阀的至少一个、特别优选每个膨胀阀均设计为静热学的或电子的膨胀阀。在静热学的膨胀阀中能够根据温度调节喷入接在之后的蒸发器中的冷却剂量。这种调节根据在蒸发器出口处的冷却剂蒸汽的过热而进行。在此始终只向蒸发器中喷入如此多的冷却剂，使得全部被喷入的量能够完全气化。电子的膨胀阀具有和静热学的膨胀阀相同的功能，但是借助阻力温度计调节液体量。
在本发明的另一种实施形式中，设置可由冷却剂流过的换向阀，其在热泵循环回路中设置在外部热交换器的下游和压缩机的低压保持器的上游，并且在冷却设备循环回路中设置在内部热交换器的下游和外部热交换器的上游。
相宜地还设置可由冷却剂流过的截止阀，其在热泵循环回路中设置在膨胀阀的下游，并且在冷却设备循环回路中设置在内部热交换器的下游和压缩机的低压侧的上游。
因此通过可开关的膨胀阀、换向阀和截止阀以特别简单的方式实现了从热泵运行向冷却设备运行的转换，反之亦然。
在另一种实施形式中，空调设备借助第一流体/冷却剂热交换器与第一流体循环回路热耦合，该第一流体循环回路包括至少一个在流体侧与流体/冷却剂热交换器相连的吸热件和/或散热件。所述吸热件和/或散热件指的尤其是安装于交通运输工具中的可使流体流通的设备，例如是交通运输工具的电池、内燃机或者电动机的冷却器或者散热器，通过其可使可观的热量进入或排出空调设备。流体优选指的是水，其也可以与其它流体混合。
所述第一以及其它在之后描述的流体/冷却剂热交换器可以是指越来越多地用于汽车领域的所谓致冷机(Chiller)。在此，其使用目的是冷却代表热源的热敏部件，例如所提到的高压电池、功率电子部件或者充电设备。所述致冷机被视为紧凑和廉价的系统，其中在汽车领域中迄今主要使用板式热交换器。这种板式热交换器例如由DE 10 2008 017 113 A1已知，其具有多个相互平行地沿高度方向堆叠的板，这些板具有对齐设置的通孔用于导引和排出设计为冷却剂的第一流体和第二流体。
在空调设备的另一种实施形式中规定，冷却剂循环回路和/或热泵循环回路以及冷却设备循环回路在可两侧流通的膨胀阀和外部热交换器之间具有第一分支点并且在压缩机的低压侧具有第一连接点，其中在热泵循环回路和/或冷却设备循环回路中，冷却剂在冷却剂侧通过流体/冷却剂热交换器从分支点输送至连接点，因此可从流体循环回路中吸取热能或者向流体循环回路输入热能，用于加热或冷却交通运输工具的客舱。
相宜地在分支点和流体/冷却剂热交换器之间设置第二膨胀阀，因此在膨胀阀的下游冷却剂的温度水平能够在流过流体/冷却剂热交换器前被降低。
在本发明的另一种实施形式中，在热泵循环回路以及在冷却设备循环回路中在分支点和流体/冷却剂热交换器之间设置换向阀，所述换向阀可由冷却剂流通，借助其可以切断向流体/冷却剂热交换器的冷却剂输送或者通过第二膨胀阀释放向流体/冷却剂热交换器的冷却剂输送，或者借助该换向阀可以跨接第二膨胀阀。设置这种换向阀能够在调节交通运输工具客舱的温度水平时以简单的方式提高空调设备的灵活性。
空调设备的另一种实施形式的特征在于，冷却剂循环回路和/或热泵循环回路以及冷却设备循环回路在内部热交换器和可两侧流通的膨胀阀之间具有第二分支点并且在压缩机低压侧的上游具有第一连接点和第二连接点，其中在热泵运行和/或冷却设备运行中，冷却剂可以通过第一流体/冷却剂热交换器从第二分支点输送至第一连接点，并且通过第二流体/冷却剂热交换器从第二分支点输送至第二连接点。这能实现冷却剂流直接在蒸发器之后分配至外部热交换器以及两个流体/冷却剂热交换器，因此能够通过所述部件调节设定输入冷却剂中的确定能量。此外，该实施形式实现了与外部热交换器的运行无关地借助第二流体/冷却剂热交换器进行冷却和加热。该实施形式还能够平行加热交通运输工具的内部空间并且为结冰的外部热交换器除霜。
不言而喻地，可以在第二分支点和第二连接点之间与第二流体/冷却剂热交换器串联或并联地设置更多的即第四、第五等流体/冷却剂热交换器。
空调设备的另一实施形式的特征在于，冷却剂循环回路和/或热泵循环回路以及冷却设备循环回路在内加热式冷凝器和第一膨胀阀之间具有第三分支点并且在压缩机的低压侧的上游具有第三连接点，其中在第三分支点和第三连接点之间设置第三流体/冷却剂热交换器，并且在热泵运行和/或在冷却设备运行中，冷却剂可以通过第三流体/冷却剂热交换器从第三分支点输送至第三连接点。该实施形式也能够与蒸发器的运行无关地通过第三流体/冷却剂热交换器进行附加的加热或冷却。
空调设备的另一种实施形式的特征在于，在第一和/或第二流体循环回路中设置附加加热器，借助其能够向冷却设备循环回路供给热量，其中该实施形式能够借助从空气中吸取热量和通过附加加热器实现平行加热。
按照本发明的用于调节交通运输工具中空气的方法的特征在于，以热泵运行方式或者冷却设备运行方式运行前述空调设备，其中，在热泵运行以及在冷却设备运行中，冷却剂均从压缩机的高压侧输送至内加热式冷凝器。在此实现的优点与上述空调设备的优点一致。
在本发明的另一种实施形式中，在热泵运行中冷却剂流过第一膨胀阀并且在冷却设备运行中冷却剂不流过第一膨胀阀。
在本发明的另一种实施形式中，在热泵运行中，热耦合的空气流的空气质量流的至少5%，优选至少7.5%这样流过内加热式冷凝器，从而可以提高交通运输工具客舱的温度水平。
在本发明的另一种实施形式中，在冷却设备运行中，热耦合的空气流的空气质量流的最多1.5%，优选最多2.5%流过内加热式冷凝器，并且因此通过内部热交换器冷却的空气直接输入交通运输工具客舱，而不被内加热式冷凝器显著加热。
在本发明的另一种实施形式中，在冷却设备运行中，热耦合空气流的空气质量流的至少1.5%，优选至少2.5%流过内加热式冷凝器，因此由内部热交换器冷却和干燥的空气在内加热式冷凝器处被加热，因此尤其在换季时能够以简单方式为交通运输工具的客舱提供附加的加热功能。
其它的优点、特征和细节由以下说明中得出，其中(必要时参照附图)详细描述至少一个实施例。描述的和/或图示的特征本身或者在任意合理组合后均可构成本发明的内容或技术方案，必要时也与权利要求无关，并且尤其还可以附加地成为一个或多个独立的发明的技术方案。相同、相似和/或至少相同的部分标注相同的附图标记。在附图中：
图1示出热泵和冷却设备循环回路，其中在热泵运行中以及在冷却设备运行中，冷却剂都能从压缩机的高压侧供给至内加热式冷凝器中；
图2示出与吸热件和/或散热件热耦合的热泵循环回路；
图3示出与吸热件和/或散热件热耦合的冷却设备循环回路；
图4示出图3的冷却设备循环回路处于再加热运行方式中的情形；
图5示出图1的热泵和冷却设备循环回路的变型，其具有两个流体/冷却剂热交换器；
图5a示出图5的循环回路的变型；
图6示出按照图5的冷却设备循环回路；
图7示出按照图5的热泵循环回路；
图8示出具有外部热交换器的同时融霜功能的冷却设备循环回路；
图9示出图1中循环回路的另一变型在热泵运行中的情形；
图10示出图1中循环回路的另一变型在冷却设备运行中的情形。
图1示出未进一步显示的交通运输工具(尤其是汽车)的设计为热泵循环回路和冷却设备循环回路的冷却剂循环回路。热泵循环回路和冷却设备循环回路均能够使冷却剂流通，并且用于借助空调设备调节同样未进一步显示的内部空间的空气。应该理解的是，空调设备或热泵循环回路以及冷却设备循环回路的各个部件由具有附属的传感器、执行器和电接头的控制器控制或调节。热泵循环回路和冷却设备循环回路尤其包括压缩机1、内加热式冷凝器2、优选设计为蒸发器的内部热交换器3、优选设计为冷凝器、气体冷却器或者蒸发器的外部热交换器4、膨胀阀5a、5b、未详细显示的装置—通常是用于产生与热交换器3和内加热式冷凝器2热耦合的气流(在图1中通过箭头表示)的通风机、计量装置6(借助其能够计量热耦合气流流过内加热式冷凝器至少一个支流的流量)、截止阀7(借助其能够实现和/或切断冷却剂从内部热交换器3向压缩机1的低压侧的供给)、换向阀8a和在低压侧连接在压缩机前的蓄集器9，但是蓄集器9是可选的。计量装置6优选设计为温度阀，流到内加热式冷凝器2上的气流能够被温度阀转向和/或切断。用于产生气流的装置以及计量装置6共同安装在空调设备的壳体30内，在此不言而喻的是，也可以考虑这两个部件的其它设置方式。不言而喻地，冷却剂循环回路的各个单独的部件通过冷却剂管道20相互连接。
图2示出图1中的冷却剂循环回路在热泵运行中的情形，其中附加地显示了可选的、借助流体/冷却剂热交换器10与空调设备热连接的流体循环回路，该流体循环回路包括至少一个在流体侧与冷却剂热交换器10连接的吸热件和/或散热件12。为使流体循环回路与冷却剂循环回路热耦合，在冷却剂循环回路中设置分支14以及连接点16。在分支14和连接点16之间依次设置换向阀8b、膨胀阀5c以及流体/冷却剂热交换器10。在流体循环回路中设置泵11用于供给流体循环回路的流体通过流体/冷却剂热交换器10。流体循环回路还具有将各个部件相互连接的流体导管2。
在热泵运行中，冷却剂从压缩机1的高压侧直接供给到内加热式冷凝器2中，流过第一膨胀阀5a，然后被供给到连接在膨胀阀5a后面的内部热交换器3中，之后通过可从两侧流通的膨胀阀5b输送给连接在后面的分支14，从分支14向外部热交换器4供给，在该处冷却剂可以吸收热量并且接着向后接的换向阀8a供给。冷却剂从分支点14的供给取决于换向阀8b的开关状态，对此稍后阐述。冷却剂从换向阀8a输送到压缩机1的低压侧，必要时通过中间连接的蓄集器9。在图2所示的热泵运行中，根据各自的状态(尤其是其温度)从流过内部热交换器3的空气中吸收或释放热量。这种调节过的空气至少部分地根据温度阀6的位置被输送到内加热式冷凝器2，由其加热并且输送至交通运输工具客舱中。换向阀8b，根据在流体循环回路中循环的流体的温度水平决定是否在冷却剂从分支点14输送通过流体/冷却剂热交换器10的换向流通状态中由吸热件吸热以及由散热件散热。如果冷却剂输送通过膨胀阀5c并且被冷却地流过热交换器10，则可以改善热量吸收。冷却剂在流过流体/冷却剂热交换器10后流到连接点16并且随后流向后接的蓄集器9或者压缩机1的低压侧。
图3示出图1的冷却剂循环回路处于冷却设备运行中的情形，其中冷却地从压缩机1的低压侧流向内加热式冷凝器2，从内加热式冷凝器流向换向阀8a，从换向阀流向外部热交换器4并且从外部热交换器流向可双侧流通的膨胀阀5b。在所述可双侧流通的膨胀阀之前可选地连接分支14，通过该分支，与图2类似地具有吸热件和/或散热件12的可选热循环回路可以与空调设备热耦合。冷却剂经过膨胀阀5b和内部热交换器3、通过打开的膨胀阀7和可选的蓄集器9向压缩机1的低压侧输送。在冷却设备运行中，冷却剂不流经膨胀阀5a，优选关闭膨胀阀5a。在图3中流体循环回路的构造和功能与图2所示的类似，但是其中在图3中显示了换向阀8b的换向状态，在该状态中冷却剂输送经过膨胀阀5c。在图3所示的冷却剂循环回路的冷却设备运行中，温度阀6被置于仅有很小流量输送通过内加热式冷凝器2的位置，例如流量小于输送通过内部热交换器3的空气质量流的2.5%。因此仅能很少地加热交通运输工具客舱。
图4与图3相似地示出按照本发明的冷却剂循环回路的另一种运行方式，与图3的不同之处在于温度阀6处于这样的位置，在该位置上，流过热交换器的空气流的空气质量流的较大部分流过内加热式冷凝器2。因此在图4的视图中，冷却剂循环回路以冷却设备运行方式运行，但是之前被内部热交换器3干燥的空气由内加热式冷凝器进行加热。
图5示出图1的冷却剂循环回路的另一变型，然而其中与前述变型不同的是，分支点14a设置在可双侧流通的膨胀阀5b和蒸发器3之间，在压缩机1的低压侧的上游设置第一连接点16和第二连接点16a。在分支14a和连接点16之间依次设置止回阀15b和分支点17b。在冷却剂循环回路中，在分支点17b和连接点16之间设置膨胀阀5c和第一流体/冷却剂热交换器10。该热交换器10与图2至图4相似地通过流体循环回路与吸热件/散热件12热耦合。在水泵11和热交换器10之间在流体侧连接有附加加热器50例如水-正温度系数(PTC)-加热器、燃料加热器或者高压电池。分支点17还通过分支点17a与冷却剂循环回路相连，分支点17a设置在膨胀阀5b和外部热交换器4之间。在分支点17a和分支点17b之间设置截止阀7e和止回阀15c，其中止回阀15c仅允许冷却剂从分支点17a流向分支点17b。在分支点14a和第二流体/冷却剂热交换器10a之间依次设置止回阀15a、分支点17以及膨胀阀5d，其中止回阀15a仅允许冷却剂从分支点14a流向分支点17。在分支点17和分支点17a之间设置截止阀。
图5a显示图5所示的冷却剂循环回路的变型方案，其中在分支点17a和分支点17b之间仅设置一个止回阀5c，并且取消在图5中设置的截止阀。如果膨胀阀5c设计为可开关的膨胀阀，则图5和图5a的冷却剂循环回路(在可能的冷却剂流的方面)功能相同。
在图5和图5a中热交换器10a与吸热件/散热件40相连，其可以与吸热件/散热件12类似地设计。需要理解的是，可以在流体侧设置与热交换器10和吸热件/散热件12之间类似的部件。
将分支点14a设置在膨胀阀5b之前实现了按照需要地按比例分配冷却剂，其中这种分配可以通过调节电动膨胀阀5b、5c和5d确定。借助截止阀7d和7e能够在热交换器14和14a之前更好地调节冷却剂流，尤其是冷却剂循环回路中的冷却剂流。需要理解的是，本发明也包括这种实施形式，其中从分支14a仅设置一条通往分支点16或分支点16a的具有中间连接的热交换器10或10a的冷却剂管道。
图6示出在调节阀7d、7e和7a时图5的冷却剂循环回路，其中通过热交换器10和10a进行冷却和加热，而外部热交换器4不运行。
图7示出图5的冷却剂循环回路，其中通过连通阀7a、7d和7e可以用空气中的热量、来自吸热件/散热件12或附加加热器50以及吸热件/散热件40的热量进行平行加热。
图8示出针对图5的冷却剂循环回路调节阀7、7a、7b，其中热的冷却剂能够被输送到外部热交换器4，并且同时能够通过热冷凝器2加热交通运输工具客舱，其中必要时可通过吸热件/散热件12、附加加热器50以及吸热件/散热件40输入附加热能。
在图9和图10中显示图1的冷却剂循环回路的另一种变型。在冷却剂循环回路或在附属的热泵循环回路以及冷却设备循环回路中，在内加热式冷凝器2和膨胀阀5a之间设置分支点18，以及与其相连的连接点16b设置在压缩机的低压侧的上游。在分支点18和连接点16b之间依次设置截止阀7f、分支点18a，并且在与其相连的支路中设置膨胀阀5d和流体/冷却剂热交换器10b。在另一支路中，分支点18a与分支点18b相连，所述分支点18b设置在膨胀阀5b和外部热交换器4之间。在蒸发器3和膨胀阀5b之间设置旁路，该旁路具有分支点18c、截止阀7d以及止回阀15d，其中分支点18c与分支点18b相连。该旁路允许蒸发器3和外部热交换器4在热泵运行中串联地以相同的压力水平运行。这对于在外部温度高于约3℃时在蒸发器3处为空气除湿是特别有利的。在所述的冷却剂循环回路部段中，冷却剂流仅能够从分支点18c流向分支点18b，并且从分支点18b流向分支点18a，因为止回阀排除了其它的流动方向。在外部热交换器4和截止阀7之间设置分支点18d，其中，一支路通过止回阀15f与截止阀7a连接。在图9的视图中，冷却剂循环回路以热泵运行方式运行，其中截止阀7a和7b置入各自的截断位置。在一种备选的实施形式中，截止阀7f也可以设计为止回阀。用于测量压力和/或温度的p，T-传感器22的信号或测量值用于调节冷却设备循环回路。在另一种未示出的变型中，截止阀7d设计为膨胀阀，其中在热泵运行中将该膨胀阀与膨胀阀5b一起使用，例如可以一起打开。
图10显示了与图9相似的处于冷却设备运行中的冷却剂循环回路，其中，截止阀7a关闭并且截止阀7b打开。在这种实施形式中也能够通过冷却剂热交换器10b向冷却剂循环回路中输送热量或从中吸收热量。
附图标记清单
1   压缩机
2   内加热式冷凝器
3   蒸发器
4   外部热交换器
5a  膨胀阀
5b  膨胀阀
5c  膨胀阀
5d  膨胀阀
5e  膨胀阀
6   计量装置
7,7a,7b,7c,7d,7e,7f   截止阀
8a,8b,8c,8d,8e,8f   换向阀
9   蓄集器
10,10a,10b   流体/冷却剂热交换器
11  流体泵
12  吸热件/散热件
13  消声器
14,14a   分支点
15a,15b,15c,15d,15e,15f   止回阀
16,16a,16b   连接点
17,17a,17b   分支点
18,18a,18b,18c  分支点
19  分支点
20  冷却剂管道
21  流体管道
22  p,T-传感器
25  流体管道
30  空调设备
40  吸热件/散热件
50  附加加热器

Claims (14)

1.一种用于交通运输工具的空调设备，具有可供冷却剂流通的、设计为热泵循环回路以及冷却设备循环回路的冷却剂循环回路和配属于该冷却剂循环回路的压缩机(1)、至少一个外部热交换器(4)、至少一个内部热交换器(3)，内加热式冷凝器(2)配属于该内部热交换器(3)，其中，设置有用于产生能够与所述内部热交换器(3)和内加热式冷凝器(2)热耦合的空气流的装置以及计量装置，借助该计量装置能够计量所述热耦合的空气流流过所述内加热式冷凝器(2)的至少一个支流的流量，其特征在于，
-在热泵运行中，冷却剂从压缩机(1)的高压侧能够输送或被输送至内加热式冷凝器(2)，从内加热式冷凝器(2)通过第一膨胀阀(5a)能够输送或被输送到内部热交换器(3)，从内部热交换器(3)通过可从两侧流通的膨胀阀(5b)能够输送或被输送到外部热交换器(4)，从外部热交换器(4)能够输送或被输送至压缩机(1)的低压侧，并且
-在冷却设备运行中，冷却剂从压缩机(1)的高压侧能够输送或被输送至内加热式冷凝器(2)，从内加热式冷凝器(2)绕开第一膨胀阀(5a)能够输送或被输送至外部热交换器(4)，从外部热交换器(4)通过所述可从两侧流通的膨胀阀(5b)能够输送或被输送到内部热交换器(3)，能够从内部热交换器(3)输送至压缩机(1)的低压侧。
2.按照权利要求1所述的空调设备，其特征在于，所述空调设备借助第一流体/冷却剂热交换器(10)与流体循环回路热耦合，所述流体循环回路包括至少一个在流体侧与所述第一流体/冷却剂热交换器(10)相连的吸热件和/或散热件(12)。
3.按照权利要求2所述的空调设备，其特征在于，热泵循环回路以及冷却设备循环回路在所述可从两侧流通的膨胀阀(5b)和外部热交换器(4)之间具有第一分支点(14)并且在压缩机(1)的低压侧上游具有第一连接点(16)，其中在热泵循环回路和/或冷却设备循环回路中，冷却剂能够通过所述第一流体/冷却剂热交换器(10)从所述分支点(14)输送至连接点(16)。
4.按照权利要求3所述的空调设备，其特征在于，在所述第一分支点(14)和第一流体/冷却剂热交换器(10)之间设置优选可开关的第二膨胀阀(5c)。
5.按照权利要求4所述的空调设备，其特征在于，在热泵循环回路以及在冷却设备循环回路中，在所述第一分支点(14)和第一流体/冷却剂热交换器(10)之间设置可供冷却剂流通的第一换向阀(8a)，借助所述第一换向阀(8a)能够切断冷却剂向第一流体/冷却剂热交换器(10)的输送或者通过所述第二膨胀阀(5c)释放冷却剂向第一流体/冷却剂热交换器(10)的输送，或者借助该第一换向阀(8a)跨接第二膨胀阀(5c)。
6.按照前述权利要求之一所述的空调设备，其特征在于，设置有可供冷却剂流通的第二换向阀(8b)，所述第二换向阀(8b)在热泵循环回路中设置在外部热交换器(4)的下游和压缩机(1)的低压侧的上游，在冷却设备循环回路中设置在内加热式冷凝器(2)的下游和外部热交换器(4)的上游。
7.按照前述权利要求之一所述的空调设备，其特征在于，设置有可供冷却剂流通的截止阀(7)，所述截止阀(7)在冷却设备循环回路中设置在内部热交换器(3)的下游和压缩机(1)的低压侧的上游。
8.按照前述权利要求之一所述的空调设备，其特征在于，所述空调设备借助第二流体/冷却剂热交换器(10a)与第二流体循环回路热耦合，所述第二流体循环回路包括至少一个在流体侧与第二流体/冷却剂热交换器(10a)相连的吸热件和/或散热件(40)。
9.按照权利要求8所述的空调设备，其特征在于，热泵循环回路以及冷却设备循环回路在内部热交换器(3)和所述可从两侧流通的膨胀阀(5b)之间具有至少一个第二分支点(14a)并且在压缩机(1)的低压侧的上游具有第一连接点(16)和至少一个第二连接点(16a)，其中，在热泵运行和/或冷却设备运行中，冷却剂能够通过第一流体/冷却剂热交换器(10)从所述至少一个第二分支点(14a)输送至第一连接点(16)，并且通过第二流体/冷却剂热交换器(10a)从所述至少一个第二分支点(14a)输送至所述至少一个第二连接点(16a)。
10.按照权利要求1所述的空调设备，其特征在于，热泵循环回路以及冷却设备循环回路在内加热式冷凝器(2)和第一膨胀阀(5a)之间具有第三分支点(18)并且在压缩机(1)的低压侧的上游具有第三连接点(16b)，其中，在所述第三分支点(18)和第三连接点(16b)之间设置第三流体/冷却剂热交换器(10b)，并且在热泵运行和/或在冷却设备运行中，冷却剂能够通过第三流体/冷却剂热交换器(10b)从第三分支点(18)输送至第三连接点(16b)。
11.按照前述权利要求之一所述的空调设备，其特征在于，在所述第一和/或第二流体循环回路中设置有附加加热器(50)，借助所述附加加热器(50)能够向冷却设备循环回路供给热量。
12.一种用于交通运输工具中空调的方法，其特征在于，以热泵运行方式或者冷却设备运行方式运行按照前述权利要求之一所述的空调设备，其中，在热泵运行以及在冷却设备运行中，冷却剂均从压缩机(1)的高压侧输送至内加热式冷凝器(2)。
13.按照权利要求12所述的方法，其特征在于，在热泵运行中冷却剂流过第一膨胀阀(5a)，并且在冷却设备运行中冷却剂不流过第一膨胀阀(5a)。
14.按照权利要求11或12所述的方法，其特征在于，在有冰霜施加在外部热交换器(4)的情况中，流过内加热式冷凝器(2)后的热的冷却剂直接输送至外部热交换器(4)用于融霜。
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