CN103363603A - 用于车辆的热泵系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

在此公开了一种用于车辆的热泵系统及其控制方法，如果在热泵模式下室外温度和外部热交换器的出口侧的制冷剂温度之间的差值处于结霜确定温度以上，则所述用于车辆的热泵系统及其控制方法确定在外部热交换器上开始结霜，并执行除霜控制，从而提高了防霜和除霜效果，并增强了系统的稳定性和加热性能，这是因为所述系统适时地识别在外部热交换器上结霜的开始，以便执行除霜控制。

Description

用于车辆的热泵系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的热泵系统及其控制方法，更具体地讲，涉及一种用于车辆的热泵系统及控制该热泵系统的方法，如果在热泵模式下室外温度和外部热交换器的出口侧的制冷剂温度之间的差值处于结霜确定温度以上，则所述用于车辆的热泵系统及控制该热泵系统的方法确定在外部热交换器上开始结霜，并执行除霜控制。

背景技术

通常，用于车辆的空调包括用于冷却车辆的内部的冷却系统和用于加热车辆的内部的加热系统。在制冷剂循环的蒸发器侧，冷却系统通过使经过蒸发器外部的空气与在蒸发器内部流动的制冷剂进行热交换而使空气变成冷空气，从而冷却车辆的内部。在冷却水循环的加热器芯侧，加热系统通过使经过加热器芯外部的空气与在加热器芯内部流动的冷却水进行热交换而使空气变成暖空气，从而加热车辆的内部。

同时，与用于车辆的空调不同，已经应用了这样的热泵系统，该热泵系统可通过使用一个制冷剂循环改变制冷剂的流动方向而选择性地执行冷却和加热。例如，所述热泵系统包括：两个热交换器，一个热交换器为安装在空调壳体的内部用于与吹入到车辆内部的空气进行热交换的内部热交换器，另一个热交换器为用于在空调壳体的外部进行热交换的外部热交换器；以及方向可调节阀，用于改变制冷剂的流动方向。因此，根据借助方向可调节阀的制冷剂的流动方向，当运行冷却模式时，内部热交换器用作用于冷却的热交换器，当运行加热模式时，内部热交换器用作用于加热的热交换器。

已经提出了各种各样的用于车辆的热泵系统，图1示出了用于车辆的热泵系统的代表性示例。

如图1所示，用于车辆的热泵系统包括：压缩机30，用于压缩并排放制冷剂；高压侧热交换器32，用于辐射从压缩机30排放的制冷剂的热；第一膨胀阀34和第一旁通阀36，并联安装，用于使经过高压侧热交换器32的制冷剂选择性地通过；外部热交换器48，用于使经过第一膨胀阀34或第一旁通阀36的制冷剂在室外进行热交换；低压侧热交换器60，用于使经过外部热交换器48的制冷剂蒸发；储罐62，用于将经过低压侧热交换器60的制冷剂分成气相制冷剂和液相制冷剂；内部热交换器50，用于使供应到低压侧热交换器60的制冷剂与返回到压缩机30的制冷剂进行热交换；第二膨胀阀56，用于使供应到低压侧热交换器60的制冷剂选择性地膨胀；第二旁通阀58，与第二膨胀阀56并联安装，用于将外部热交换器48的出口侧与储罐62的入口侧选择性地连接。

在图1中，标号10指示内置高压侧热交换器32和低压侧热交换器60的空调壳体，标号12指示用于控制冷空气和暖空气的混合量的温度可调节门，标号20指示安装在空调壳体的入口处的鼓风机。

根据具有上述结构的热泵系统，当运行热泵模式（加热模式）时，第一旁通阀36和第二膨胀阀56关闭，并且第一膨胀阀34和第二旁通阀58打开。此外，温度可调节门12如图1所示那样操作。因此，从压缩机30排放的制冷剂按顺序经过高压侧热交换器32、第一膨胀阀34、外部热交换器48、内部热交换器50的高压侧52、第二旁通阀58、储罐62和内部热交换器50的低压侧54，然后返回到压缩机30。即，高压侧热交换器32用作加热器，并且外部热交换器48用作蒸发器。

当运行空调模式（冷却模式）时，第一旁通阀36和第二膨胀阀56打开，并且第一膨胀阀34和第二旁通阀58关闭。此外，温度可调节门12关闭高压侧热交换器32的通道。因此，从压缩机30排放的制冷剂按顺序经过高压侧热交换器32、第一旁通阀36、外部热交换器48、内部热交换器50的高压侧52、第二膨胀阀56、低压侧热交换器60、储罐62和内部热交换器50的低压侧54，然后返回到压缩机30。即，低压侧热交换器60用作蒸发器，且与热泵模式相同的是，通过温度可调节门12被关闭的高压侧热交换器32用作加热器。

然而，在热泵模式（加热模式）下，传统的用于车辆的热泵系统执行加热，这是因为高压侧热交换器32用作加热器，并且外部热交换器48安装在空调壳体10的外部，即，外部热交换器48安装在车辆的发动机舱的前侧，并用作与室外空气进行热交换的蒸发器。

在这种情况下，在被引入到外部热交换器48中的制冷剂与室外空气进行热交换的同时，所述制冷剂的温度降低到冰点以下，导致在外部热交换器48的表面上开始结霜。

如果由于外部热交换器48不能吸收热而导致外部热交换器48的表面上的结霜不断扩大，则系统内部的制冷剂的温度和压力降低，因此，由于排放到车辆内部的空气的温度降低而导致加热性能显著降低，并且系统的稳定性也因液态制冷剂引入到压缩机中而降低。

发明内容

因此，已经提出本发明来解决现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种用于车辆的热泵系统及控制该热泵系统的方法，如果在热泵模式下室外温度和外部热交换器的出口侧的制冷剂温度之间的差值处于结霜确定温度以上，则所述用于车辆的热泵系统及控制该热泵系统的方法确定在外部热交换器上开始结霜，并执行除霜控制，从而提高了防霜和除霜效果，并增强了系统的稳定性和加热性能，这是因为所述系统适时地识别在外部热交换器上结霜的开始，以便执行除霜控制。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于车辆的热泵系统，所述热泵系统包括：压缩机，安装在制冷剂循环线路上，用于压缩并排放制冷剂；内部热交换器，安装在空调壳体的内部，用于在空调壳体内部的空气和从压缩机排放的制冷剂之间进行热交换；蒸发器，安装在空调壳体的内部，用于在空调壳体内部的空气和供应到压缩机的制冷剂之间进行热交换；外部热交换器，安装在空调壳体的外部，用于在循环经过制冷剂循环线路的制冷剂和室外空气之间进行热交换；第一膨胀装置，安装在蒸发器的入口侧的制冷剂循环线路上，用于使制冷剂膨胀；第二膨胀装置，安装在位于内部热交换器和外部热交换器之间的制冷剂循环线路上，用于使制冷剂膨胀；控制部分，如果在热泵模式下室外温度和外部热交换器的出口侧的制冷剂温度之间的差值处于结霜确定温度以上，则所述控制部分在确定在外部热交换器上形成结霜之后控制热泵系统除霜。

在本发明的另一方面，本发明提供一种控制用于车辆的热泵系统的方法，所述方法包括下述步骤：确定热泵系统是否处于热泵模式；作为该步骤的确定结果，当所述系统处于热泵模式时，确定室外温度和外部热交换器的出口侧的制冷剂温度之间的差值是否处于结霜确定温度以上；作为该步骤的确定结果，当所述差值处于结霜确定温度以上时，在确定在外部热交换器上形成结霜之后控制热泵系统除霜。

在热泵模式下，如果室外温度和外部热交换器的出口侧的制冷剂温度之间的差值处于结霜确定温度以上，则本发明确定在外部热交换器上开始结霜，并执行除霜控制，从而提高了防霜和除霜效果，并增强了系统的稳定性和加热性能，这是因为所述系统适时地识别在外部热交换器上结霜的开始，以便执行除霜控制。

此外，本发明通过室外温度可变地设置结霜确定温度，并判断外部热交换器结霜，从而通过室外温度以高精度判断结霜。

此外，如果所述差值（ΔT）处于结霜确定温度以上，则本发明另外判断车辆的电子单元的废热、外部热交换器的入口侧的制冷剂压力或者车辆内部的排气温度的降低幅度，并利用其确定在外部热交换器上的结霜，从而在确定在外部热交换器上结霜方面进一步提高精度，并提高防霜和除霜效果。

附图说明

通过下面结合附图对本发明的优选实施例进行的详细描述，本发明的上述和其他目的、特点和优点将是明显的，在附图中：

图1是根据现有技术的用于车辆的热泵系统的结构图；

图2是根据本发明的用于车辆的热泵系统的空调模式的结构图；

图3是根据本发明的用于车辆的热泵系统的热泵模式中的第一加热模式的结构图；

图4是在热泵系统的热泵模式中的第一加热模式下操作期间的除湿模式的结构图；

图5是根据本发明的用于车辆的热泵系统的热泵模式中的第二加热模式的结构图；

图6是在热泵系统的热泵模式中的第二加热模式下操作期间的除湿模式的结构图；

图7是示出当室外温度为0℃时，外部热交换器的入口侧和出口侧的制冷剂温度、压缩机的排放口的制冷剂压力和温度、室外温度-外部热交换器的出口侧的制冷剂温度以及车辆内部的排气温度的曲线图；

图8是示出在根据本发明的用于车辆的热泵系统中通过室外温度可变地设置结霜确定温度的情况的曲线图；

图9至图12是示出根据本发明的控制用于车辆的热泵系统的方法的各种优选实施例的流程图。

具体实施方式

现在，将参照附图详细描述本发明的优选实施例。

首先，根据本发明的用于车辆的热泵系统包括按顺序连接在制冷剂循环线路（R）上的压缩机100、内部热交换器110、第二膨胀装置120、外部热交换器130、第一膨胀装置140和蒸发器160，并且优选地应用于电动车辆或混合动力车辆。

此外，绕过第一膨胀装置140和蒸发器160的第一旁通线路（R1）、绕过外部热交换器130的第二旁通线路（R2）和第二膨胀装置120安装于其上的膨胀线路（R3）分别并联连接在制冷剂循环线路（R）上。第一换向阀191安装在第一旁通线路（R1）的分支点处，第二换向阀192安装在第二旁通线路（R2）的分支点处，第三换向阀193安装在膨胀线路（R3）的分支点处。

此外，分支线路（R4）被安装成用于将第一膨胀装置140的出口侧的制冷剂循环线路（R）与第一旁通线路（R1）彼此连接，开关阀195安装在分支线路（R4）上。

因此，在如图2所示的空调模式下，从压缩机100排放的制冷剂按顺序循环经过内部热交换器110、外部热交换器130、第一膨胀装置140、蒸发器160和压缩机100，在这种情况下，内部热交换器110用作冷凝器，并且蒸发器160用作蒸发器。

同时，类似于内部热交换器110，外部热交换器130也用作冷凝器。

在如图3所示的热泵模式（第一加热模式）下，从压缩机100排放的制冷剂按顺序循环经过内部热交换器110、第二膨胀装置120、外部热交换器130、第一旁通线路（R1）和压缩机100，在这种情况下，内部热交换器110用作冷凝器，并且外部热交换器130用作蒸发器。制冷剂没有被供应到第一膨胀装置140和蒸发器160。

如上所述，因为制冷剂在空调模式下的循环方向和在热泵模式下的循环方向相同，所以根据本发明的热泵系统可共用制冷剂循环线路（R），可防止当制冷剂不流动时产生的制冷剂的停滞，并可使制冷剂循环线路（R）简化。

此外，在本发明中，热泵模式可被划分成诸如第一加热模式、第二加热模式和除湿模式。此外，在这样的热泵模式下，当在外部热交换器130上开始结霜时，所述系统通过控制部分（未示出，将在随后进行描述）执行除霜控制。

此外，当室外温度在参考温度以上时，执行热泵模式中的第一加热模式，而当室外温度在参考温度以下时，执行热泵模式中的第二加热模式。

这里，当室外温度在0℃以上（零上）时，执行第一加热模式，而当室外温度在0℃以下（零下）时，执行第二加热模式。

当然，用于将热泵模式划分成第一加热模式和第二加热模式的室外温度的参考温度不限于0℃，并可根据用途进行改变。

此外，当用户想要在第一加热模式和第二加热模式下对车辆的内部进行除湿时，执行除湿模式。

以下，将对根据本发明的用于车辆的热泵系统的组件进行详细描述。

首先，安装在制冷剂循环线路（R）上的压缩机100在通过从驱动源（内燃发动机、电机或其他）接收驱动力而运行的同时吸入并压缩制冷剂，然后排放高温高压的气相制冷剂。

在空调模式下，压缩机100吸入并压缩从蒸发器160排放的制冷剂，并将压缩的制冷剂供应到内部热交换器110，在热泵模式下，压缩机100吸入并压缩从外部热交换器130排放并经过第一旁通线路（R1）的制冷剂，并将压缩的制冷剂供应到内部热交换器110。

另外，在热泵模式中的除湿模式下，由于制冷剂被同时供应到第一旁通线路（R1）和蒸发器160（制冷剂通过分支线路（R4）被供应到蒸发器160），因此，压缩机100吸入并压缩在经过第一旁通线路（R1）和蒸发器160之后汇合的制冷剂，然后将压缩的制冷剂供应到内部热交换器110。

内部热交换器110安装在空调壳体150的内部，并与压缩机100的出口侧的制冷剂循环线路（R）连接，以使在空调壳体150内部流动的空气与从压缩机100排放的制冷剂进行热交换。

此外，蒸发器160安装在空调壳体150的内部，并与压缩机100的入口侧的制冷剂循环线路（R）连接，以使在空调壳体150内部流动的空气与供应到压缩机100的制冷剂进行热交换。

在空调模式和热泵模式下，内部热交换器110均用作冷凝器。

蒸发器160在空调模式下用作蒸发器，在热泵模式中的第一加热模式和第二加热模式下蒸发器160由于没有被供应制冷剂而停止运行，并且在除湿模式下蒸发器160由于被部分供应制冷剂而用作蒸发器。

在这种情况下，蒸发器160在除湿模式下的效率变得比蒸发器160在空调模式下的效率低。

另外，内部热交换器110和蒸发器160在空调壳体150的内部以预定间隔彼此隔开，在这种情况下，蒸发器160和内部热交换器110从气流方向的上游侧按顺序安装在空调壳体150的内部。

因此，在蒸发器160用作蒸发器的空调模式（如图2所示）下，从第一膨胀装置140排放的低温低压制冷剂被供应到蒸发器160，在这种情况下，通过鼓风机（未示出）在空调壳体150的内部流动的空气在经过蒸发器160的同时通过与蒸发器160的低温低压制冷剂进行热交换而变成冷空气，然后冷空气被排放到车辆的内部，从而冷却车辆的内部。

在内部热交换器110用作冷凝器的热泵模式（第一加热模式，如图3所示）下，从压缩机100排放的高温高压制冷剂被供应到内部热交换器110，在这种情况下，通过鼓风机（未示出）在空调壳体150的内部流动的空气在经过内部热交换器110的同时通过与内部热交换器110的高温高压制冷剂进行热交换而变成暖空气，然后暖空气被排放到车辆的内部，从而加热车辆的内部。

同时，优选的是，蒸发器160比内部热交换器110大。

此外，用于调节绕过内部热交换器110的空气的量以及经过内部热交换器110的空气的量的温度可调节门151在空调壳体150的内部安装在蒸发器160和内部热交换器110之间。

温度可调节门151调节绕过内部热交换器110的空气的量以及经过内部热交换器110的空气的量，从而适当地控制从空调壳体150排放的空气的温度。

在这种情况下，在如图2所示的空调模式下，当内部热交换器110的前侧通道被温度可调节门151完全关闭时，由于经过蒸发器160的冷空气绕过内部热交换器110并被供应到车辆的内部，因此执行最大冷却。在如图3所示的热泵模式（第一加热模式）下，当绕过内部热交换器110的通道被温度可调节门151完全关闭时，由于所有的空气在经过用作冷凝器的内部热交换器110的同时变成暖空气，并且所述暖空气被供应到车辆的内部，因此执行最大加热。

此外，外部热交换器130安装在空调壳体150的外部并与制冷剂循环线路（R）连接，从而在循环经过制冷剂循环线路（R）的制冷剂和室外空气之间进行热交换。

这里，外部热交换器130安装在车辆的发动机舱的前侧，以在外部热交换器130内部流动的制冷剂和室外空气之间进行热交换。

在空调模式下，类似于内部热交换器110，外部热交换器130用作冷凝器，在这种情况下，在外部热交换器130的内部流动的高温高压制冷剂在与室外空气进行热交换的同时被冷凝。在热泵模式（第一加热模式）下，与内部热交换器110不同的是，外部热交换器130用作蒸发器，在这种情况下，在外部热交换器130的内部流动的低温制冷剂在与室外空气进行热交换的同时蒸发。

另外，第一膨胀装置140安装在蒸发器160的入口侧的制冷剂循环线路（R）上，并使供应到蒸发器160的制冷剂膨胀。

换句话说，在空调模式下，第一膨胀装置140使从外部热交换器130排放的制冷剂膨胀，以使其处于低温低压的液相（湿饱和状态），然后将膨胀的制冷剂供应到蒸发器160。

优选的是，第一膨胀装置140具有膨胀阀，但是第一膨胀装置140可具有孔。

此外，第二膨胀装置120安装在内部热交换器110和外部热交换器130之间的制冷剂循环线路（R）上，从而根据空调模式或热泵模式使供应到外部热交换器130的制冷剂选择性地膨胀。

第二膨胀装置120安装在与内部热交换器110和外部热交换器130之间的制冷剂循环线路（R）并联连接的膨胀线路（R3）上。

这里，优选的是，第二膨胀装置120具有孔121，但是第二膨胀装置120可具有膨胀阀。

此外，用于改变制冷剂的流动方向的第三换向阀193安装在膨胀线路（R3）和制冷剂循环线路（R）的分支点处，从而根据空调模式或热泵模式使经过内部热交换器110的制冷剂经由膨胀线路（R3）经过第二膨胀装置120或者绕过第二膨胀装置120。

因此，在空调模式下，从压缩机100排放并经过内部热交换器110的制冷剂绕过第二膨胀装置120，并通过第三换向阀193被供应到外部热交换器130。在热泵模式（第一加热模式）下，从压缩机100排放并经过内部热交换器110的制冷剂在通过第三换向阀193经过膨胀线路（R3）和第二膨胀装置120的同时膨胀，并被供应到外部热交换器130。

另外，第一旁通线路（R1）以这样的方式安装，该方式使得第一膨胀装置140的入口侧的制冷剂循环线路（R）与蒸发器160的出口侧的制冷剂循环线路（R）彼此连接，从而循环经过制冷剂循环线路（R）的制冷剂选择性地绕过第一膨胀装置140和蒸发器160。

如图所示，第一旁通线路（R1）与第一膨胀装置140和蒸发器160并联布置。即，第一旁通线路（R1）的入口侧与将外部热交换器130和第一膨胀装置140彼此连接的制冷剂循环线路（R）连接，第一旁通线路（R1）的出口侧与将蒸发器160和压缩机100彼此连接的制冷剂循环线路（R）连接。

因此，在空调模式下，经过外部热交换器130的制冷剂流向第一膨胀装置140和蒸发器160，而在热泵模式（第一加热模式）下，经过外部热交换器130的制冷剂通过第一旁通线路（R1）直接流向压缩机100，并绕过第一膨胀装置140和蒸发器160。

这里，通过第一换向阀191来实现制冷剂的流动方向根据空调模式和热泵模式的改变。

第一换向阀191安装在第一旁通线路（R1）和制冷剂循环线路（R）的分支点处，从而以这样的方式改变制冷剂的流动方向，该方式使得经过外部热交换器130的制冷剂根据空调模式或热泵模式流向第一旁通线路（R1）或第一膨胀装置140。

在这种情况下，在空调模式下，第一换向阀191以这样的方式改变制冷剂的流动方向，该方式使得从压缩机100排放并经过内部热交换器110和外部热交换器130的制冷剂流向第一膨胀装置140和蒸发器160，在热泵模式（第一加热模式）下，第一换向阀191以这样的方式改变制冷剂的流动方向，该方式使得从压缩机100排放并经过内部热交换器110、第二膨胀装置120和外部热交换器130的制冷剂流向第一旁通线路（R1）。

同时，优选的是，第一换向阀191安装在第一旁通线路（R1）的入口侧的分支点处，并使用三通阀。

除第一换向阀191之外，优选地，第二换向阀192和第三换向阀193也使用三通阀。

此外，第二旁通线路（R2）以这样的方式并联安装在制冷剂循环线路（R）上，该方式使得选择性地经过第二膨胀装置120的制冷剂绕过外部热交换器130。换句话说，第二旁通线路（R2）被安装成将外部热交换器130的入口侧的制冷剂循环线路（R）和外部热交换器130的出口侧的制冷剂循环线路（R）连接，使得循环经过制冷剂循环线路（R）的制冷剂绕过外部热交换器130。

此外，第二换向阀192安装在第二旁通线路（R2）和制冷剂循环线路（R）的分支点处，第二换向阀192用于以这样的方式改变制冷剂的流动方向，该方式使得制冷剂根据室外温度流向外部热交换器130或第二旁通线路（R2）。

在这种情况下，当室外温度在零度以上时，第二换向阀192控制制冷剂流向外部热交换器130，而当室外温度在零度以下时，第二换向阀192控制制冷剂绕过外部热交换器130并流向第二旁通线路（R2）。

换句话说，在室外温度在零度以下的低温热源条件下，为了使低温的室外空气的影响最小化，如示出了第二加热模式的图5所示，经过第二膨胀装置120的制冷剂绕过外部热交换器130并流向第二旁通线路（R2）。

此外，用于提高加热效率的电加热器115进一步安装在空调壳体150内部的内部热交换器110的下游侧。

即，电加热器115在车辆起动的初始阶段用作辅助热源，从而提高加热性能，即使在系统缺少热源的情况下，电加热器115也可运行。

优选的是，电加热器115是PTC加热器。

此外，供热装置180安装在第一旁通线路（R1）上，供热装置180用于将热供应到沿着第一旁通线路（R1）流动的制冷剂。

为了将车辆的电子单元200的废热供应到流经第一旁通线路（R1）的制冷剂，供热装置180包括水冷式热交换器181，水冷式热交换器181包括：制冷剂热交换部分181a，流经第一旁通线路（R1）的制冷剂在制冷剂热交换部分181a中流动；冷却水热交换部分181b，循环经过车辆的电子单元200的冷却水在冷却水热交换部分181b中流动，冷却水热交换部分181b以热交换的方式设置在制冷剂热交换部分181a的一侧。

因此，在热泵模式下，根据本发明的热泵系统可通过从车辆的电子单元200的废热回收热来提高加热性能。

同时，车辆的电子单元200代表性地为电机、逆变器等。

此外，为了将沿着第一旁通线路（R1）流向供热装置180的制冷剂中的一部分制冷剂供应到蒸发器160，安装分支线路（R4），分支线路（R4）用于将供热装置180的入口侧的第一旁通线路（R1）与蒸发器160的入口侧的制冷剂循环线路（R）彼此连接，并且用于控制制冷剂的流动的开关阀195安装在分支线路（R4）上。

在除湿模式下，开关阀195打开，使得通过第一换向阀191流向第一旁通线路（R1）的制冷剂中的一部分制冷剂在经过水冷式热交换器181的同时回收车辆的电子单元200的废热，并且通过第一换向阀191流向第一旁通线路（R1）的制冷剂中的其余制冷剂在经由分支线路（R4）经过蒸发器160的同时被除湿。

因此，在空调壳体150的内部流动的空气在经过蒸发器160的同时被除湿，换句话说，即使在诸如第一加热模式和第二加热模式的热泵模式下，部分制冷剂也通过分支线路（R4）被供应到蒸发器160，从而执行车辆内部的除湿。

同时，在室外温度在零度以下的条件下运行的第二加热模式下以及在第二加热模式的除湿模式下，为了通过回收室内空气的热来提高加热性能，优选的是，将空调壳体150的空气流入模式转换成室内空气流入模式，从而将室内空气引入到空调壳体150中。

此外，储罐170安装在压缩机100的入口侧的制冷剂循环线路（R）上。

储罐170将待被供应到压缩机100的制冷剂划分成液相制冷剂和气相制冷剂，并且仅将气相制冷剂供应到压缩机100。

另外，控制部分（未示出）被设置成控制根据本发明的热泵系统。在热泵模式下，如果室外温度和外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度之间的差值（ΔT）在结霜确定温度以上，则控制部分确定在外部热交换器130上开始结霜，并执行除霜控制。

此外，如果差值（ΔT）在结霜确定温度以上，则控制部分可确定在外部热交换器130上开始结霜，但是为了更加精确地确定结霜，控制部分可执行下述四个实施例中的一个实施例。

在确定结霜的第一实施例中，在热泵模式下，如果室外温度和外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度之间的差值（ΔT）在结霜确定温度以上，则控制部分另外确定通过供热装置180供应的电子单元200的废热，然后，如果电子单元200的废热小于参考值，则控制部分确定在外部热交换器130上开始结霜，并执行热泵系统的除霜控制。

在这种情况下，如果室外温度和外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度之间的差值（ΔT）在10℃以上，并且如果电子单元200的废热（即，循环经过电子单元200的冷却水的温度）小于参考值，则控制部分确定在外部热交换器130上开始结霜。

换句话说，在热泵模式下，如果用作蒸发器的外部热交换器130的表面温度降低到冰点以下，则在外部热交换器130的表面上开始结霜，在这种情况下，在室外温度和外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度之间的差值（ΔT）在10℃以上的状态下，控制部分识别出在外部热交换器130上形成结霜。

此外，可基于电子单元200的废热来确定结霜，即，可基于循环经过电子单元200的冷却水的温度小于参考值或者基于在车辆怠速条件下电子单元200的废热很少来确定结霜。换句话说，当电子单元200的废热中断时或者当诸如在车辆怠速条件下电子单元200的废热很少时，可基于上述讨论确定结霜。

在这种情况下，控制部分可通过循环经过电子单元200的冷却水的温度来检查电子单元200的废热是否中断。

图7是示出当室外温度为0℃时，外部热交换器的入口侧和出口侧的制冷剂温度、压缩机的排放口的制冷剂压力和温度、室外温度-外部热交换器的出口侧的制冷剂温度以及车辆内部的排气温度的曲线图。

如图所示，在电子单元的废热和20%的室内空气被供应为系统热源的情况下，由于热源被充分地供应到系统，因此在外部热交换器130上没有形成结霜。

在电子单元的废热和0%的室内空气被供应为系统热源的情况下，即使室内空气为0%，由于供应了电子单元的废热，因此在外部热交换器130上也没有形成结霜。当然，在这种情况下，就系统的加热性能而言，压缩机100的排放口的制冷剂压力和温度小于在供应20%的室内空气的情况下压缩机100的排放口的制冷剂压力和温度。

接着，当电子单元的废热中断时，压缩机100的排放口的制冷剂压力和温度进一步降低，并且室外温度和外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度之间的差值（ΔT）逐渐增加，从而在外部热交换器130的表面上开始结霜。

在这种情况下，如果在外部热交换器130的表面上形成结霜之后没有将另外的热源供应到系统，换句话说，如果没有执行除霜控制，则结霜不断扩大并且外部热交换器130不能吸收热，所以系统的制冷剂温度和压力降低，并因此使排放到车辆内部的空气的温度降低，从而使加热性能劣化，并且由于液态制冷剂被引入到压缩机100中而使系统变得不稳定。

继续参照图7，当在电子单元的废热中断并且在外部热交换器130的表面上开始结霜之后，室外温度和外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度之间的差值（ΔT）在10℃以上时，控制部分确定在外部热交换器130上形成结霜，并控制热泵系统除霜。

在图7中，在外部热交换器130的表面上开始结霜之后，控制部分识别出结霜，并供应30%的室内空气以便热泵系统除霜，从而使压缩机100的排放口的制冷剂压力和温度增加，并使加热性能提高。然而，由于室外温度和外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度之间的差值（ΔT）仍在10℃以上，因此，控制部分应用电子单元的废热以执行除霜控制。

当应用电子单元的废热以执行除霜控制时，压缩机100的排放口的制冷剂压力和温度急剧上升，因此，被引入到外部热交换器130中的制冷剂的温度也增加，从而开始外部热交换器130的除霜。在这种情况下，室外温度和外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度之间的差值（ΔT）逐渐减小而降低到10℃以下。

如上所述，当控制部分识别出在外部热交换器130上开始结霜时，控制部分通过除霜控制使热泵系统的制冷剂压力和温度增加，因此，提高了热泵系统的稳定性和加热性能。

同时，在通过控制部分进行除霜控制的方法中，除应用电子单元的废热的方法之外，控制部分还可通过控制以减小热泵系统的压缩机100的转数（RPM）而减小系统的制冷剂流量来增加系统的制冷剂压力和温度，或者控制部分可通过控制以通过空调壳体150的室内空气引入模式供应室内空气并增加空气体积来增加系统的制冷剂压力和温度。

当然，除除霜控制方法之外，可使用各种方法来增加热泵系统的制冷剂压力和温度。

此外，如果热源不足以控制除霜，则控制部分可增加电加热器115的容量。

在确定结霜的第二实施例中，在热泵模式下，如果室外温度和外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度之间的差值（ΔT）在结霜确定温度以上，则控制部分另外确定外部热交换器130的入口侧的制冷剂压力，如果该制冷剂压力小于参考值，则控制部分确定在外部热交换器130上形成结霜，并控制系统除霜（除霜模式）。

在这种情况下，如果室外温度和外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度之间的差值（ΔT）在10℃以上，并且外部热交换器130的入口侧的制冷剂压力小于参考值，则控制部分确定在外部热交换器130上形成结霜。

换句话说，当室外温度和外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度之间的差值（ΔT）在10℃以上时，控制部分识别出在外部热交换器130上开始结霜。

此外，当外部热交换器130的入口侧的制冷剂压力小于参考值时，可确定结霜开始。图7没有示出外部热交换器130的入口侧的制冷剂压力，但由于制冷剂压力和制冷剂温度彼此密切相关，因此可根据图7中示出的外部热交换器130的入口侧的制冷剂温度来估计制冷剂压力。

当然，控制部分可以不检查外部热交换器130的入口侧的制冷剂压力，而是可检查外部热交换器130的入口侧的制冷剂温度，并可在制冷剂温度小于参考值时确定结霜。

同时，在确定结霜的第二实施例中，结霜确定条件与确定结霜的第一实施例不同，但是以与第一实施例相同的方式执行在确定结霜之后的除霜控制。

在确定结霜的第三实施例中，在热泵模式下，如果室外温度和外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度之间的差值（ΔT）在结霜确定温度以上，并且如果车辆内部的排气温度的降低幅度在参考值以上（当控制部分另外确定该降低幅度时），则控制部分确定在外部热交换器130上形成结霜，并执行热泵系统的除霜控制（除霜模式）。

在这种情况下，如果室外温度和外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度之间的差值（ΔT）在10℃以上，并且车辆内部的排气温度的降低幅度在3℃以上（但是，当压缩机100和空调壳体150的鼓风机的RPM一致时），则控制部分确定在外部热交换器130上形成结霜。

换句话说，当室外温度和外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度之间的差值（ΔT）在10℃以上时，控制部分识别出在外部热交换器130上开始结霜。

此外，基于上述讨论，在压缩机100和空调壳体150的鼓风机的RPM一致的情况下，如果车辆内部的排气温度的降低幅度在3℃以上，则确定结霜。即，当在外部热交换器130上开始结霜时，车辆内部的排气温度降低，并且如果降低幅度在3℃以上，则会导致用户不满，因此这可被确定为结霜。

通常，当温度变化幅度在3℃以上时，人们会感觉到温度变化。

另外，为了将从空调壳体150排放的空气供应到车辆的内部，温度传感器（未示出）安装在形成于车辆内部的排放口上，以感测排放到车辆内部的空气的温度。

同时，在确定结霜的第三实施例中，结霜确定条件与确定结霜的第一实施例不同，但是以与第一实施例相同的方式执行在确定结霜之后的除霜控制。

在确定结霜的第四实施例中，在热泵模式下，如果室外温度和外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度之间的差值（ΔT）在结霜确定温度以上，则控制部分确定在外部热交换器130上形成结霜，并执行热泵系统的除霜控制。

在这种情况下，控制部分通过室外温度可变地设置结霜确定温度，并确定外部热交换器130的结霜。

基于当室外温度为0℃时结霜确定温度为10℃，当室外温度在0℃以下时，控制部分对系统进行设置，以随着室外温度变得更低而进一步增加结霜确定温度，并且当室外温度在0℃以上且在10℃以下时，控制部分对系统进行设置，以随着室外温度变得更高而进一步增加结霜确定温度。

换句话说，如图8所示，基于当室外温度为0℃时结霜确定温度为10℃，由于当室外温度在0℃以下时蒸汽的量减少，所以控制部分对系统进行设置，以随着室外温度变得更低而增加结霜确定温度。此外，当室外温度在0℃以上且在10℃以下时，控制部分对系统进行设置，以随着室外温度变得更高而增加结霜确定温度，从而满足结霜条件（外部热交换器的出口侧的制冷剂温度≤0℃）。

举例来说，如果室外温度为0℃并且差值（ΔT）（室外温度-外部热交换器的出口侧的制冷剂温度）为10℃，则外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度为-10℃。由于其满足结霜条件（外部热交换器的出口侧的制冷剂温度≤0℃），因此在外部热交换器130上形成结霜，因此，如果当室外温度为0℃时结霜确定温度被设置为10℃，则控制部分可确定在外部热交换器130上形成结霜。

此外，如果室外温度为10℃并且差值（ΔT）（室外温度-外部热交换器的出口侧的制冷剂温度）为10℃，则外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度为0℃。在这种情况下，由于当外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度在0℃以下时形成结霜，因此，如果即使室外温度为10℃仍将结霜确定温度设置为10℃（即为当室外温度为0℃时的结霜确定温度），则结霜确定精度劣化。

因此，热泵系统必须被设置为随着室外温度变得更高而增加结霜确定温度。这里，当结霜确定温度增加时，外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度变为在0℃以下。

如上所述，基于当室外温度为0℃时结霜确定温度为10℃，由于根据室外温度的增加可变地设置结霜确定温度，因此可获得高精度的结霜确定。

同时，在确定结霜的第四实施例中，结霜确定条件与确定结霜的第一实施例不同，但是以与第一实施例相同的方式执行在确定结霜之后的除霜控制。

以下，将参照图9至图12描述根据本发明的控制用于车辆的热泵系统的方法。

图9示出了确定结霜的第一实施例的控制方法，图10示出了确定结霜的第二实施例的控制方法，图11是确定结霜的第三实施例的控制方法，图12示出了确定结霜的第四实施例的控制方法。

参照图9至图12，在第一实施例至第四实施例中，用于确定外部热交换器130结霜的具体条件是不同的，但是大部分都是相通的，因此，实施例的控制方法不分开进行描述而是在一起进行描述。

首先，热泵系统执行确定热泵系统是否处于热泵模式的步骤（S1）。

这里，热泵模式包括作为加热模式（此时，外部热交换器130用作蒸发器）的第一加热模式和第一加热模式的除湿模式。

作为步骤（S1）的确定结果，当热泵系统处于热泵模式时，热泵系统执行确定室外温度和外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度之间的差值（ΔT）是否在结霜确定温度以上的步骤（S2）。

即，步骤（S2）将确定室外温度和外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度之间的差值（ΔT）是否在10℃以上。

换句话说，当在热泵模式下用作蒸发器的外部热交换器130的表面温度降低到冰点以下时，在外部热交换器130的表面上开始结霜，在这种情况下，当室外温度和外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度之间的差值（ΔT）在10℃以上时，确定在外部热交换器130上形成结霜。

在步骤（S2）中，如果室外温度和外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度之间的差值（ΔT）不在10℃以上，则流程返回到确定热泵系统是否处于热泵模式的步骤（S1）。

接着，作为确定室外温度和外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度之间的差值（ΔT）是否在结霜确定温度以上的步骤（S2）的确定结果，如果差值（ΔT）在结霜确定温度以上（即，在10℃以上），则热泵系统可确定在外部热交换器130上形成结霜并可执行控制热泵系统除霜的步骤（S4），但是为了以更高的精度执行结霜确定，热泵系统可根据确定结霜的第一实施例至第三实施例执行确定附加条件的步骤（S3）。

更详细地讲，在如图9所示的确定结霜的第一实施例中，如果室外温度和外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度之间的差值（ΔT）在10℃以上，则热泵系统在室外温度和外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度之间的差值（ΔT）在10℃以上的情况下进一步执行另外确定车辆的电子单元200的废热的步骤（S3），作为确定结果，如果电子单元200的废热在参考值以下，则热泵系统确定在外部热交换器130上形成结霜。

换句话说，在循环经过电子单元200的冷却水的温度（即，电子单元200的废热）在参考值以下的情况下或者在车辆怠速状态下，由于电子单元200的废热很少，因此系统可基于上述讨论确定结霜。即，在电子单元200的废热中断的情况下或者在电子单元200的废热很少的情况下（诸如在车辆怠速状态下），系统可基于上述讨论确定结霜。

如果车辆的电子单元200的废热不在参考值以下，则热泵系统返回到确定系统是否处于热泵模式的步骤（S1）。

接着，作为另外确定车辆的电子单元200的废热的确定结果，如果车辆的电子单元200的废热在参考值以下，则系统确定在外部热交换器130上形成结霜，并前进到执行热泵系统的除霜控制的步骤（S4）。

在如图10所示的确定结霜的第二实施例中，如果室外温度和外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度之间的差值（ΔT）在10℃以上，则热泵系统执行另外确定外部热交换器的入口侧的制冷剂压力的步骤（S3）。作为确定结果，如果所述制冷剂压力在参考值以下，则系统确定在外部热交换器130上形成结霜。

换句话说，在外部热交换器130的入口侧的制冷剂压力在参考值以下的情况下，系统可基于上述讨论确定结霜。图7没有示出外部热交换器130的入口侧的制冷剂压力，但由于制冷剂压力和制冷剂温度彼此密切相关，因此可根据图7中示出的外部热交换器130的入口侧的制冷剂温度来估计制冷剂压力。

当然，热泵系统可不检查外部热交换器130的入口侧的制冷剂压力，而是可检查外部热交换器130的入口侧的制冷剂温度，如果所述制冷剂温度在参考值以下，则系统可基于上述讨论确定结霜。

如果外部热交换器130的入口侧的制冷剂压力不在参考值以下，则热泵系统返回到确定系统是否处于热泵模式的步骤（S1）。

接着，作为另外确定外部热交换器130的入口侧的制冷剂压力的步骤（S3）的确定结果，如果外部热交换器130的入口侧的制冷剂压力在参考值以下，则热泵系统确定在外部热交换器130上形成结霜，并前进到执行系统的除霜控制的步骤（S4）。

在如图11所示的确定结霜的第三实施例中，如果室外温度和外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度之间的差值（ΔT）在10℃以上，则热泵系统执行另外确定车辆内部的排气温度的降低幅度的步骤（S3）。作为确定结果，如果所述降低幅度在参考值（3℃）以上，则系统确定在外部热交换器130上形成结霜。

即，如果在压缩机100和空调壳体150的鼓风机的RPM一致的状态下所述降低幅度在3℃的参考值以上，则系统可基于上述讨论确定结霜。换句话说，当在外部热交换器130上开始结霜时，车辆内部的排气温度降低。当降低幅度在3℃以上时，会导致用户不满，因此这可被确定为结霜。

如果车辆内部的排气温度的降低幅度不在3℃的参考值以上，则热泵系统返回到确定热泵系统是否处于热泵模式的步骤（S1）。

接着，作为另外确定车辆内部的排气温度的降低幅度的步骤（S3）的确定结果，如果车辆内部的排气温度的降低幅度在3℃的参考值以上，则系统确定在外部热交换器130上形成结霜，并执行控制热泵系统除霜的步骤（S4）。

同时，在如图12所示的确定结霜的第四实施例中，在系统执行确定室外温度和外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度之间的差值（ΔT）是否在结霜确定温度以上的步骤（S2）之前，系统通过室外温度可变地设置结霜确定温度。

在这种情况下，基于当室外温度为0℃时结霜确定温度为10℃，当室外温度在0℃以下时，控制部分对系统进行设置，以随着室外温度变得更低而进一步增加结霜确定温度，并且当室外温度在0℃以上且在10℃以下时，控制部分对系统进行设置，以随着室外温度变得更高而进一步增加结霜确定温度。

换句话说，如图8所示，基于当室外温度为0℃时结霜确定温度为10℃，由于当室外温度在0℃以下时蒸汽的量减少，所以控制部分对系统进行设置，以随着室外温度变得更低而增加结霜确定温度。此外，当室外温度在0℃以上且在10℃以下时，控制部分对系统进行设置，以随着室外温度变得更高而增加结霜确定温度，从而满足结霜条件（外部热交换器的出口侧的制冷剂温度≤0℃）。

在确定结霜的第四实施例中，即使没有另外确定车辆的电子单元200的废热、外部热交换器130的入口侧的制冷剂压力或者车辆内部的排气温度的降低幅度，当通过室外温度可变地设置结霜确定温度时，仍可提高外部热交换器130的结霜确定精度。

当然，虽然没有在附图中示出，但是即使在确定结霜的第四实施例的情况下，类似于确定结霜的第一实施例至第三实施例，热泵系统仍可另外确定车辆的电子单元200的废热、外部热交换器130的入口侧的制冷剂压力或者车辆内部的排气温度的降低幅度，并可使用确定结果来确定外部热交换器130结霜。

同时，在确定结霜的第四实施例中，作为确定室外温度和外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度之间的差值（ΔT）的确定结果，如果差值（ΔT）在结霜确定温度以上，则系统确定在外部热交换器130上形成结霜，并前进到控制热泵系统除霜的步骤（S4）。

接着，在确定结霜的第一实施例至第四实施例中，在控制热泵系统除霜的步骤（S4）中，对系统进行控制以增加热泵系统的制冷剂压力和温度。

为了控制除霜，可通过电子单元的废热应用、室内空气的供应、压缩机100的RPM的减少控制的合适组合来控制热泵系统，除上述之外，可使用各种方法来增加热泵系统的制冷剂压力和温度。

此外，在控制热泵系统除霜的步骤（S4）之后，系统执行确定外部热交换器130的除霜是否结束的步骤（S5），如果外部热交换器130的除霜已经结束，则系统返回到确定热泵系统是否处于热泵模式的步骤（S1）。

在步骤（S5）中，如果外部热交换器130的除霜没有结束，则系统返回到控制热泵系统除霜的步骤（S4）。

以下，将描述根据本发明的用于车辆的热泵系统的操作。

A．空调模式（冷却模式）（见图2）

在如图2所示的空调模式（冷却模式）中，第一旁通线路（R1）通过第一换向阀191被关闭，第二旁通线路（R2）也通过第二换向阀192被关闭，并且第三换向阀193关闭膨胀线路（R3）。

此外，循环经过电子单元200的冷却水没有被供应到供热装置180的水冷式热交换器181。

同时，为了实现最大冷却，空调壳体150内部的温度可调节门151关闭经过内部热交换器110的通道，使得通过鼓风机被吹入到空调壳体150中的空气在经过蒸发器160的同时被冷却，且冷却的空气通过绕过内部热交换器110被供应到车辆的内部，从而冷却车辆的内部。

接着，将描述制冷剂循环过程。

在压缩机100中被压缩之后排放的高温高压气相制冷剂被供应到安装在空调壳体150的内部的内部热交换器110。

如图2所示，被供应到内部热交换器110的制冷剂在不与空气进行热交换的情况下直接流动到外部热交换器130，这是因为温度可调节门151关闭了内部热交换器110的通道。

流动到外部热交换器130的制冷剂在与室外空气进行热交换的同时冷凝，从而气相制冷剂转变成液相制冷剂。

同时，内部热交换器110和外部热交换器130均用作冷凝器，但是制冷剂主要在与室外空气进行热交换的外部热交换器130中冷凝。

接着，经过外部热交换器130的制冷剂在经过第一膨胀装置140的同时被降压并膨胀，从而变成低温低压的液相制冷剂，然后液相制冷剂被引入到蒸发器160中。

被引入到蒸发器160中的制冷剂通过与被鼓风机吹入到空调壳体150中的空气进行热交换而蒸发，同时，由于制冷剂的蒸发潜热吸收热而使空气冷却，然后，冷却的空气被供应到车辆的内部以冷却车辆的内部。

之后，从蒸发器160排放的制冷剂被引入到压缩机100中，并重复上述循环。

B．热泵模式中的第一加热模式（见图3）

在室外温度处于零度以上的条件下运行热泵模式中的第一加热模式，第一加热模式使用室外空气和车辆的电子单元200的废热作为热源。如图3所示，第一旁通线路（R1）通过第一换向阀191被打开，并且制冷剂没有被供应到第一膨胀装置140和蒸发器160。

此外，第二旁通线路（R2）通过第二换向阀192被关闭，并且膨胀线路（R3）通过第三换向阀193被打开。

同时，通过车辆的电子单元200的废热加热的冷却水被供应到供热装置180的水冷式热交换器181的冷却水热交换部分181b。

此外，在第一加热模式下，空调壳体150内部的温度可调节门151关闭绕过内部热交换器110的通道，使得通过鼓风机被吹入到空调壳体150中的空气在经过停止运行的蒸发器160之后经过内部热交换器110的同时变成暖空气，然后暖空气被供应到车辆的内部，以加热车辆的内部。

接着，将描述制冷剂循环过程。

在压缩机100中被压缩之后排放的高温高压气相制冷剂被引入到安装在空调壳体150的内部的内部热交换器110中。

被引入到内部热交换器110中的高温高压气相制冷剂在与通过鼓风机被吹入到空调壳体150中的空气进行热交换的同时被冷凝，在这种情况下，经过内部热交换器110的空气变成暖空气，暖空气被供应到车辆的内部，从而加热车辆的内部。

接着，从内部热交换器110排放的制冷剂通过第三换向阀193运动到膨胀线路（R3），并且流动到膨胀线路（R3）的制冷剂在经过第二膨胀装置120的同时被降压并膨胀，从而变成低温低压的液相制冷剂，然后液相制冷剂被供应到用作蒸发器的外部热交换器130。

被供应到外部热交换器130的制冷剂在与室外空气进行热交换的同时被蒸发，并通过第一换向阀191经过第一旁通线路（R1）。在这种情况下，经过第一旁通线路（R1）的制冷剂在经过水冷式热交换器181的制冷剂热交换部分181a的同时与经过冷却水热交换部分181b的冷却水进行热交换，以回收车辆的电子单元200的废热，然后进行了热交换的制冷剂被引入到压缩机100中，以重复上述循环。

在第一加热模式期间，如果室外温度和外部热交换器130的出口侧的制冷剂温度之间的差值（ΔT）在结霜确定温度以上，则控制部分确定在外部热交换器130上形成结霜，并执行控制系统除霜的除霜模式。

在除霜模式下，执行用于增加系统的制冷剂压力和温度的各种控制方法中的一种，诸如，应用电子单元的废热、将室内空气供应到空调壳体150或者减少压缩机100的RPM。

C．热泵模式中的第一加热模式的除湿模式（见图4）

在图3的第一加热模式期间需要对车辆的内部进行除湿的情况下执行热泵模式中的第一加热模式的除湿模式。

因此，将仅描述与图3的第一加热模式不同的部分。

在第一加热模式期间的除湿模式下，通过开关阀195另外打开分支线路（R4）。

此外，在除湿模式下，空调壳体150内部的温度可调节门151关闭绕过内部热交换器110的通道，使得通过鼓风机被吹入到空调壳体150中的空气在经过蒸发器160的同时被冷却，然后，冷却的空气在经过内部热交换器110的同时变成暖空气，暖空气被供应到车辆的内部，从而加热车辆的内部。

在这种情况下，由于供应到蒸发器160的制冷剂的量少，因此空气冷却效率低，并且室内温度的变化被最小化，从而平稳地执行对于经过蒸发器160的空气的除湿。

接着，经过压缩机100、内部热交换器110、第二膨胀装置120和外部热交换器130的制冷剂通过第一换向阀191经过第一旁通线路（R1）。在这种情况下，经过第一旁通线路（R1）的制冷剂中的一部分制冷剂在该部分制冷剂经过水冷式热交换器181的制冷剂热交换部分181a的过程期间与经过冷却水热交换部分181b的冷却水进行热交换，并在回收车辆的电子单元200的废热的同时被蒸发，经过第一旁通线路（R1）的制冷剂中的其余制冷剂通过分支线路（R4）被供应到蒸发器160，并在与在空调壳体150内部流动的空气进行热交换的同时被蒸发。

在上述过程中，执行对于经过蒸发器160的空气的除湿，经过蒸发器160的除湿空气在经过内部热交换器110的同时变成暖空气，然后暖空气被供应到车辆的内部，以对车辆的内部进行除湿。

之后，分别经过水冷式热交换器181和蒸发器160的制冷剂汇合在一起，然后汇合的制冷剂被引入到压缩机100中，之后重复上述循环。

D．热泵模式中的第二加热模式（见图5）

在室外温度处于零度以下的条件下运行热泵模式中的第二加热模式，第二加热模式使用室内空气（室内空气引入模式）和车辆的电子单元200的废热作为热源。如图5所示，第一旁通线路（R1）通过第一换向阀191被打开，并且第二旁通线路（R2）通过第二换向阀192被打开。

此外，分支线路（R4）通过开关阀195被关闭，膨胀线路（R3）通过第三换向阀193被打开，并且该模式转换成室内空气引入模式，以将室内空气引入到空调壳体150中。

同时，通过车辆的电子单元200的废热被加热的冷却水被供应到供热装置180的水冷式热交换器181的冷却水热交换部分181b。

此外，在第二加热模式下，空调壳体150内部的温度可调节门151关闭绕过内部热交换器110的通道，使得通过鼓风机被吹入到空调壳体150中的空气在经过停止运行的蒸发器160之后经过内部热交换器110的同时变成暖空气，然后暖空气被供应到车辆的内部，以加热车辆的内部。

接着，将描述制冷剂循环过程。

在压缩机100中被压缩之后排放的高温高压气相制冷剂被引入到安装在空调壳体150的内部的内部热交换器110中。

被引入到内部热交换器110中的高温高压气相制冷剂在与通过鼓风机被吹入到空调壳体150中的空气进行热交换的同时被冷凝，在这种情况下，经过内部热交换器110的空气变成暖空气，暖空气被供应到车辆的内部，从而加热车辆的内部。

接着，从内部热交换器110排放的制冷剂通过第三换向阀193运动到膨胀线路（R3），并且流动到膨胀线路（R3）的制冷剂在经过第二膨胀装置120的同时被降压并膨胀，从而变成低温低压的液相制冷剂。之后，制冷剂流动到第二旁通线路（R2）并绕过外部热交换器130。

之后，经过第二旁通线路（R2）的制冷剂通过第一换向阀191经过第一旁通线路（R1）。在这种情况下，经过第一旁通线路（R1）的制冷剂在经过水冷式热交换器181的制冷剂热交换部分181a的同时与经过冷却水热交换部分181b的冷却水进行热交换，以回收车辆的电子单元200的废热，然后进行了热交换的制冷剂被引入到压缩机100中，以重复上述循环。

E．热泵模式中的第二加热模式的除湿模式（见图6）

在图5的第二加热模式期间需要对车辆的内部进行除湿的情况下执行热泵模式中的第二加热模式的除湿模式。

因此，将仅描述与图5的第二加热模式不同的部分。

在第二加热模式期间的除湿模式下，通过开关阀195另外打开分支线路（R4）。

此外，在除湿模式下，空调壳体150内部的温度可调节门151关闭绕过内部热交换器110的通道，使得通过鼓风机被吹入到空调壳体150中的空气在经过蒸发器160的同时被冷却，然后，冷却的空气在经过内部热交换器110的同时变成暖空气，暖空气被供应到车辆的内部，从而加热车辆的内部。

在这种情况下，由于供应到蒸发器160的制冷剂的量少，因此空气冷却效率低，并且室内温度的变化被最小化，从而平稳地执行对于经过蒸发器160的空气的除湿。

接着，经过压缩机100、内部热交换器110、第二膨胀装置120和第二旁通线路（R2）的制冷剂通过第一换向阀191经过第一旁通线路（R1）。在这种情况下，经过第一旁通线路（R1）的制冷剂中的一部分制冷剂在该部分制冷剂经过水冷式热交换器181的制冷剂热交换部分181a的过程期间与经过冷却水热交换部分181b的冷却水进行热交换，并在回收车辆的电子单元200的废热的同时被蒸发，经过第一旁通线路（R1）的制冷剂中的其余制冷剂通过分支线路（R4）被供应到蒸发器160，并在与在空调壳体150内部流动的空气进行热交换的同时被蒸发。

在上述过程中，执行对于经过蒸发器160的空气的除湿，经过蒸发器160的除湿空气在经过内部热交换器110的同时变成暖空气，然后暖空气被供应到车辆的内部，以对车辆的内部进行除湿。

之后，分别经过水冷式热交换器181和蒸发器160的制冷剂汇合在一起，然后汇合的制冷剂被引入到压缩机100中，之后重复上述循环。

Claims (22)

1.一种用于车辆的热泵系统，所述热泵系统包括：

压缩机（100），安装在制冷剂循环线路（R）上，用于压缩并排放制冷剂；

内部热交换器（110），安装在空调壳体（150）的内部，用于在空调壳体（150）内部的空气和从压缩机（100）排放的制冷剂之间进行热交换；

蒸发器（160），安装在空调壳体（150）的内部，用于在空调壳体（150）内部的空气和供应到压缩机（100）的制冷剂之间进行热交换；

外部热交换器（130），安装在空调壳体（150）的外部，用于在循环经过制冷剂循环线路（R）的制冷剂和室外空气之间进行热交换；

第一膨胀装置（140），安装在蒸发器（160）的入口侧的制冷剂循环线路（R）上，用于使制冷剂膨胀；

第二膨胀装置（120），安装在位于内部热交换器（110）和外部热交换器（130）之间的制冷剂循环线路（R）上，用于使制冷剂膨胀；以及

控制部分，如果在热泵模式下室外温度和外部热交换器（130）的出口侧的制冷剂温度之间的差值（ΔT）处于结霜确定温度以上，则所述控制部分在确定在外部热交换器（130）上形成结霜之后控制热泵系统除霜。

2.如权利要求1所述的热泵系统，其中，所述控制部分通过室外温度可变地设置结霜确定温度，并确定在外部热交换器（130）上是否形成结霜。

3.如权利要求2所述的热泵系统，其中，基于当室外温度为0℃时结霜确定温度为10℃，当室外温度在0℃以下时，所述控制部分将结霜确定温度设置成随着室外温度变得更低而增加，以及当室外温度在0℃以上且在10℃以下时，所述控制部分将结霜确定温度设置成随着室外温度变得更高而增加。

4.如权利要求1所述的热泵系统，所述热泵系统还包括：

第一旁通线路（R1），适于将第一膨胀装置（140）的入口侧的制冷剂循环线路（R）与蒸发器（160）的出口侧的制冷剂循环线路（R）连接，使得循环经过制冷剂循环线路（R）的制冷剂选择性地绕过第一膨胀装置（140）和蒸发器（160）；以及

供热装置（180），安装在第一旁通线路（R1）上，以将车辆的电子单元（200）的废热供应到沿着第一旁通线路（R1）流动的制冷剂，

其中，如果所述差值（ΔT）在结霜确定温度以上，则所述控制部分另外确定通过供热装置（180）供应的电子单元（200）的废热，并且如果电子单元（200）的废热在参考值以下，则所述控制部分确定在外部热交换器（130）上形成结霜。

5.如权利要求1所述的热泵系统，其中，如果所述差值（ΔT）在结霜确定温度以上，则所述控制部分另外确定外部热交换器（130）的入口侧的制冷剂压力，并且如果所述制冷剂压力在参考值以下，则所述控制部分确定在外部热交换器（130）上形成结霜。

6.如权利要求1所述的热泵系统，其中，如果所述差值（ΔT）在结霜确定温度以上，则所述控制部分另外确定车辆内部的排气温度的降低幅度，并且如果所述降低幅度在参考值以上，则所述控制部分确定在外部热交换器（130）上形成结霜。

7.如权利要求1所述的热泵系统，其中，所述结霜确定温度为10℃。

8.如权利要求1所述的热泵系统，其中，在除霜控制期间，所述控制部分控制所述系统以增加所述系统的制冷剂压力和温度。

9.如权利要求6所述的热泵系统，其中，所述参考值为3℃。

10.如权利要求1所述的热泵系统，所述热泵系统还包括：

第一旁通线路（R1），适于将第一膨胀装置（140）的入口侧的制冷剂循环线路（R）与蒸发器（160）的出口侧的制冷剂循环线路（R）连接，使得循环经过制冷剂循环线路（R）的制冷剂选择性地绕过第一膨胀装置（140）和蒸发器（160）；以及

供热装置（180），安装在第一旁通线路（R1）上，以将车辆的电子单元（200）的废热供应到沿着第一旁通线路（R1）流动的制冷剂，

其中，所述供热装置（180）包括水冷式热交换器（181），所述水冷式热交换器（181）包括：制冷剂热交换部分（181a），沿着第一旁通线路（R1）流动的制冷剂在所述制冷剂热交换部分（181a）中流动；以及冷却水热交换部分（181b），以热交换的方式设置在所述制冷剂热交换部分（181a）的一侧，循环经过车辆的电子单元（200）的冷却水在所述冷却水热交换部分（181b）中流动。

11.如权利要求4所述的热泵系统，其中，电子单元（200）的废热是循环经过电子单元（200）的冷却水的温度。

12.一种用于车辆的热泵系统的控制方法，所述控制方法包括下述步骤：

确定热泵系统是否处于热泵模式（S1）；

作为该步骤（S1）的确定结果，当所述系统处于热泵模式时，确定室外温度和外部热交换器的出口侧的制冷剂温度之间的差值（ΔT）是否处于结霜确定温度以上（S2）；

作为该步骤（S2）的确定结果，当所述差值（ΔT）处于结霜确定温度以上时，在确定在外部热交换器（130）上形成结霜之后控制热泵系统除霜（S4）。

13.如权利要求12所述的控制方法，其中，当所述热泵系统处于热泵模式时，通过室外温度可变地设置结霜确定温度。

14.如权利要求13所述的控制方法，其中，基于当室外温度为0℃时结霜确定温度为10℃，当室外温度在0℃以下时，所述热泵系统被设置成使结霜确定温度随着室外温度变得更低而增加，以及当室外温度在0℃以上且在10℃以下时，所述热泵系统被设置成使结霜确定温度随着室外温度变得更高而增加。

15.如权利要求12所述的控制方法，所述控制方法还包括：当所述差值（ΔT）在结霜确定温度以上时另外确定车辆的电子单元（200）的废热的步骤（S3），作为该步骤（S3）的确定结果，如果电子单元（200）的废热在参考值以下，则确定在外部热交换器（130）上形成结霜。

16.如权利要求12所述的控制方法，所述控制方法还包括：当所述差值（ΔT）在结霜确定温度以上时另外确定外部热交换器（130）的入口侧的制冷剂压力的步骤（S3），作为该步骤（S3）的确定结果，如果所述制冷剂压力在参考值以下，则确定在外部热交换器（130）上形成结霜。

17.如权利要求12所述的控制方法，所述控制方法还包括：当所述差值（ΔT）在结霜确定温度以上时另外确定车辆内部的排气温度的降低幅度的步骤（S3），作为该步骤（S3）的确定结果，如果所述降低幅度在参考值以上，则确定在外部热交换器（130）上形成结霜。

18.如权利要求12所述的控制方法，其中，所述结霜确定温度为10℃。

19.如权利要求12所述的控制方法，其中，控制热泵系统除霜的步骤（S4）是控制所述热泵系统以增加所述热泵系统的制冷剂压力和温度。

20.如权利要求15所述的控制方法，其中，电子单元（200）的废热是循环经过电子单元（200）的冷却水的温度。

21.如权利要求17所述的控制方法，其中，所述参考值为3℃。

22.如权利要求12所述的控制方法，所述控制方法还包括：在控制热泵系统除霜的步骤（S4）之后确定外部热交换器（130）的除霜是否结束的步骤（S5），当除霜结束时，所述控制方法返回到确定热泵系统是否处于热泵模式的步骤（S1）。

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