CN103512255A - 用于机动车辆的气温控制系统及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于机动车辆的气温控制系统及其操作方法。在一个例子中，所述方法包括利用膨胀阀膨胀冷凝的制冷剂流以形成部分膨胀的制冷剂流的步骤。部分膨胀的制冷剂流包括液相制冷剂和气相制冷剂。利用液体蒸汽分离器将部分膨胀的制冷剂流分离为制冷剂液体流和制冷剂蒸汽流。在经过或穿过蒸发器的空气和穿过蒸发器内部并在其中膨胀的制冷剂液体流之间进行热交换，以形成过热的制冷剂气体流。

Description

用于机动车辆的气温控制系统及其操作方法

技术领域

本发明总体涉及气温控制系统，更具体地涉及用于机动车辆的包括液体蒸汽分离器的气温控制系统、包括这种气温控制系统的机动车辆以及操作这类气温控制系统的方法。

背景技术

许多电动车辆，诸如汽车，包括能够冷却车辆的乘客舱的气温控制系统或空气调节系统。这些气温控制系统通常包括冷凝器或气体冷却器、蒸发器以及在冷凝器和蒸发器之间循环或泵送制冷剂的压缩机。具体地，压缩机将制冷剂压缩为被传送到冷凝器的高压高温气体制冷剂。冷凝器将气体制冷剂冷凝为高压高温液体制冷剂。通常，在冷凝器的一侧上集成具有储存能力的接收器。集成的接收器帮助储存一部分液体制冷剂，从而可以在不同环境条件下得到一股液体制冷剂。然后液体制冷剂前进到部分地膨胀液体制冷剂并且调整制冷剂使其流向蒸发器的膨胀阀，诸如热力膨胀阀（TXV）。在蒸发器中，部分地膨胀的制冷剂进一步膨胀为低温低压气体制冷剂，以便与经过或穿过蒸发器的空气间接热交换进而冷却空气，由此加热气体制冷剂。气体制冷剂作为过热气体从蒸发器中被去除，而冷却空气在乘客舱中循环，以便控制气温。

特别是从效率角度来看，一个问题是部分膨胀的制冷剂通常作为两相混合物被引入蒸发器。该两相混合物包括液相制冷剂和气相制冷剂，这会导致蒸发器中的温度分布问题。例如，当液相制冷剂试图穿过蒸发器的小通道并在其中膨胀以进行制冷时，气相制冷剂会成为液相制冷剂的障碍，例如产生背压。这样，对经过或穿过蒸发器的空气提供的制冷较少，从而降低气温控制系统的效率。

因此，期望为机动车辆提供具有更高效率的气温控制系统、包括这类气温控制系统的机动车辆和操作这类气温控制系统的方法。此外，通过在结合附图以及前述技术领域和背景技术的情况下参阅下面的详细描述和所附权利要求，本发明的其它期望特点和特征将变得显而易见。

发明内容

本文提供一种用于机动车辆的气温控制系统。在一个实施例中，所述气温控制系统包括制冷环路，其被配置为使制冷剂前进。压缩机沿制冷环路被安置并且被配置为压缩制冷剂以形成高压制冷剂气体流。冷凝器沿制冷环路被安置在压缩机下游并且被配置为冷凝高压制冷剂气体流以形成冷凝的制冷剂流。膨胀阀沿制冷环路被安置在冷凝器下游并且被配置为膨胀冷凝的制冷剂流，以形成部分膨胀的制冷剂流。部分膨胀的制冷剂流包括液相制冷剂和气相制冷剂。液体蒸汽分离器沿制冷环路被安置为与膨胀阀流体连通。液体蒸汽分离器被配置为将部分膨胀的制冷剂流分离为制冷剂液体流和制冷剂蒸汽流。液体蒸汽分离器包含用于去除部分膨胀的制冷剂流的至少一部分中的水的干燥剂，以形成基本上不存在水的制冷剂液体流。蒸发器沿制冷环路被安置在液体蒸汽分离器下游。蒸发器被配置为在经过或穿过蒸发器的空气和穿过蒸发器内部并在其中膨胀的制冷剂液体流之间交换热量，以形成过热的制冷剂气体流。

本文提供一种用于机动车辆的气温控制系统。在一个实施例中，所述气温控制系统包括制冷环路，其被配置为使制冷剂前进。压缩机沿制冷环路被安置并且被配置为压缩制冷剂以形成高压制冷剂气体流。冷凝器沿制冷环路被安置在压缩机下游并且被配置为冷凝高压制冷剂气体流以形成冷凝的制冷剂流。膨胀阀沿制冷环路被安置在冷凝器下游并且被配置为膨胀冷凝的制冷剂流，以形成部分膨胀的制冷剂流。部分膨胀的制冷剂流包括液相制冷剂和气相制冷剂。液体蒸汽分离器沿制冷环路被安置为与膨胀阀流体连通。液体蒸汽分离器被配置为将部分膨胀的制冷剂流分离为制冷剂液体流和制冷剂蒸汽流。所述膨胀阀直接耦接到所述液体蒸汽分离器，从而使得液体蒸汽分离器从膨胀阀直接接收部分膨胀的制冷剂流，并且使得膨胀阀从液体蒸汽分离器直接接收制冷剂蒸汽流。蒸发器沿制冷环路被安置在液体蒸汽分离器下游。蒸发器被配置为在经过或穿过蒸发器的空气和穿过蒸发器内部并在其中膨胀的制冷剂液体流之间交换热量，以形成过热的制冷剂气体流。

本文提供一种操作用于机动车辆的气温控制系统的方法。在一个实施例中，所述方法包括利用膨胀阀膨胀冷凝的制冷剂流，以形成部分膨胀的制冷剂流的步骤。部分膨胀的制冷剂流包括液相制冷剂和气相制冷剂。利用液体蒸汽分离器将部分膨胀的制冷剂流分离为制冷剂液体流和制冷剂蒸汽流。分离部分膨胀的制冷剂流包括利用包含在液体蒸汽分离器中的干燥剂去除部分膨胀的制冷剂流的至少一部分中的水，以形成基本上不存在水的制冷剂液体流。在经过或穿过蒸发器的空气和穿过蒸发器内部并在其中膨胀的制冷剂液体流之间进行热交换，以形成过热的制冷剂气体流。

方案1. 一种用于机动车辆的气温控制系统，所述系统包括：

制冷环路，其被配置为使制冷剂前进；

压缩机，其沿制冷环路被安置并且被配置为压缩制冷剂以形成高压制冷剂气体流；

冷凝器，其沿制冷环路被安置在压缩机下游并且被配置为冷凝高压制冷剂气体流以形成冷凝的制冷剂流；

膨胀阀，其沿制冷环路被安置在冷凝器下游并且被配置为膨胀冷凝的制冷剂流，以形成包括液相制冷剂和气相制冷剂的部分膨胀的制冷剂流；

液体蒸汽分离器，其沿制冷环路被安置为与膨胀阀流体连通并且被配置为将部分膨胀的制冷剂流分离为制冷剂液体流和制冷剂蒸汽流，其中，液体蒸汽分离器包含用于去除部分膨胀的制冷剂流的至少一部分中的水的干燥剂，以形成基本上不含水的制冷剂液体流；以及

蒸发器，其沿制冷环路被安置在液体蒸汽分离器下游并且被配置为在经过或穿过蒸发器的空气和穿过蒸发器内部并在其中膨胀的制冷剂液体流之间交换热量，以形成过热的制冷剂气体流。

方案2. 根据方案1所述的系统，其中，所述制冷环路被配置为使制冷剂蒸汽流与蒸发器下游的过热的制冷剂气体流组合。

方案3. 根据方案2所述的系统，其中，所述制冷环路包括支路部分，该支路部分使来自液体蒸汽分离器的制冷剂蒸汽流与压缩机上游的过热的制冷剂气体流流体连通。

方案4. 根据方案3所述的系统，其中，所述膨胀阀被配置为使得过热的制冷剂气体流穿过膨胀阀以调整流向液体蒸汽分离器的部分膨胀的制冷剂流的流动，并且其中，所述支路部分使制冷剂蒸汽流与膨胀阀下游的过热的制冷剂气体流流体连通。

方案5. 根据方案1所述的系统，其中，所述膨胀阀直接耦接到所述液体蒸汽分离器，从而使得液体蒸汽分离器从膨胀阀直接接收部分膨胀的制冷剂流，并且使得膨胀阀在制冷剂蒸汽流被引入过热的制冷剂气体流之前从液体蒸汽分离器直接接收制冷剂蒸汽流。

方案6. 根据方案1所述的系统，其中，所述膨胀阀被配置为电子膨胀阀，其感测过热的制冷剂气体流的状况并且响应于该状况调整流向液体蒸汽分离器的部分膨胀的制冷剂流的流动。

方案7. 根据方案1所述的系统，进一步包括内部换热器，该内部换热器沿制冷环路被安置并且具有第一流体管道和第二流体管道，所述第一流体管道位于冷凝器下游和膨胀阀上游，而所述第二流体管道位于蒸发器下游和压缩机上游，并且其中，内部换热器被配置为用于冷凝的制冷剂流和过热的制冷剂气体流之间的间接热交换。

方案8. 根据方案7所述的系统，其中，所述制冷环路被配置为使制冷剂蒸汽流与内部换热器上游的过热的制冷剂气体流流体连通。

方案9. 根据方案1所述的系统，其中，所述气温控制系统不包括用于接收来自冷凝器的冷凝制冷剂流的集成接收器。

方案10. 根据方案1所述的系统，其中，所述液体蒸汽分离器具有用于存储一股制冷剂液体流的存储能力。

方案11. 根据方案1所述的系统，其中，所述液体蒸汽分离器被配置为气旋式分离器。

方案12. 根据方案1所述的系统，其中，所述液体蒸汽分离器被配置为挡板式分离器。

方案13. 根据方案1所述的系统，其中，所述液体蒸汽分离器被配置为联合式分离器。

方案14. 一种用于机动车辆的气温控制系统，所述系统包括：

制冷环路，其被配置为使制冷剂前进；

压缩机，其沿制冷环路被安置并且被配置为压缩制冷剂以形成高压制冷剂气体流；

冷凝器，其沿制冷环路被安置在压缩机下游并且被配置为冷凝高压制冷剂气体流以形成冷凝的制冷剂流；

膨胀阀，其沿制冷环路被安置在冷凝器下游并且被配置为膨胀冷凝的制冷剂流，以形成包括液相制冷剂和气相制冷剂的部分膨胀的制冷剂流；

液体蒸汽分离器，其沿制冷环路被安置为与膨胀阀流体连通并且被配置为将部分膨胀的制冷剂流分离为制冷剂液体流和制冷剂蒸汽流，其中，所述膨胀阀直接耦接到所述液体蒸汽分离器，从而使得液体蒸汽分离器从膨胀阀直接接收部分膨胀的制冷剂流，并且使得膨胀阀从液体蒸汽分离器直接接收制冷剂蒸汽流；以及

蒸发器，其沿制冷环路被安置在液体蒸汽分离器下游并且被配置为在经过或穿过蒸发器的空气和穿过蒸发器内部并在其中膨胀的制冷剂液体流之间交换热量，以形成过热的制冷剂气体流。

方案15. 一种操作用于机动车辆的气温控制系统的方法，所述方法包括下列步骤：

利用膨胀阀膨胀冷凝的制冷剂流，以形成包括液相制冷剂和气相制冷剂的部分膨胀的制冷剂流；

利用液体蒸汽分离器将部分膨胀的制冷剂流分离为制冷剂液体流和制冷剂蒸汽流，并且其中，所述分离包括利用包含在液体蒸汽分离器中的干燥剂去除部分膨胀的制冷剂流的至少一部分中的水，以形成基本上不含水的制冷剂液体流；以及

在经过或穿过蒸发器的空气和穿过蒸发器内部并在其中膨胀的制冷剂液体流之间进行热交换，以形成过热的制冷剂气体流。

方案16. 根据方案15所述的方法，进一步包括下列步骤：

使制冷剂蒸汽流与过热的制冷剂气体流组合。

方案17. 根据方案16所述的方法，进一步包括下列步骤：

使过热的制冷剂气体流流过膨胀阀，以调整流向液体蒸汽分离器的部分膨胀的制冷剂流的流动，并且其中，所述组合步骤包括使制冷剂蒸汽流与膨胀阀下游的过热的制冷剂气体流组合。

方案18. 根据方案16所述的方法，进一步包括下列步骤：

在所述组合步骤之前使制冷剂蒸汽流流过膨胀阀。

方案19. 根据方案18所述的方法，其中，所述使制冷剂蒸汽流流过膨胀阀的步骤包括：将制冷剂蒸汽流从液体蒸汽分离器直接引入膨胀阀。

方案20. 根据方案15所述的方法，进一步包括下列步骤：

将一股制冷剂液体流存储在液体蒸汽分离器中。

附图说明

下面将结合附图描述实施例，在附图中，相似的附图标记表示相似的元件，并且其中：

图1是根据一个实施例的机动车辆中的气温控制系统的示意图；

图2是根据另一实施例的机动车辆中的气温控制系统的示意图；

图3是根据一个实施例的膨胀阀和液体蒸汽分离器的示意图；

图4是根据一个实施例的液体蒸汽分离器的截面侧视图；

图5是根据另一实施例的液体蒸汽分离器的侧面立体剖视图；

图6是根据一个实施例的液体蒸汽分离器的截面侧视图；

图7是根据一个实施例的膨胀阀、液体蒸汽分离器和蒸发器的示意图；

图8是根据一个实施例的膨胀阀、液体蒸汽分离器和蒸发器的示意图；以及

图9是根据一个实施例的操作气温控制系统的方法的流程图。

具体实施方式

以下详细描述本质上仅是示例性的并且并非意图限制其应用和用途。此外，本发明不受前述技术领域、背景技术、发明内容或以下详细描述中出现的任何理论的约束。

本文构想的各种实施例涉及用于机动车辆的气温控制系统、包括气温控制系统的机动车辆以及操作这类气温控制系统的方法。与现有技术不同，本文教导的实施例提供用于机动车辆的气温控制系统，该系统具有沿制冷环路布置的各种部件。所述各种部件包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、液体蒸汽分离器和蒸发器。制冷环路被配置为在这些不同部件之间流体连通制冷剂。在一个实施例中，压缩机压缩制冷剂以形成前进到冷凝器的高压制冷剂气体流。冷凝器冷凝高压制冷剂气体流以形成冷凝的制冷剂流。膨胀阀接收并膨胀冷凝的制冷剂流以形成部分膨胀的制冷剂流。部分膨胀的制冷剂流包括液相制冷剂和气相制冷剂，并且被引入液体蒸汽分离器。液体蒸汽分离器将部分膨胀的制冷剂流分离为制冷剂液体流和制冷剂蒸汽流。在一个实施例中，制冷剂液体流被引入和前进穿过蒸发器，而制冷剂蒸汽流流向蒸发器下游。在经过或穿过蒸发器的空气和内部穿过蒸发器并在其中膨胀的制冷剂液体流之间发生热交换，以形成冷却空气和过热的制冷剂气体流。在一个实施例中，冷却空气被导引至机动车辆的乘客舱中用于控制气温，并且过热的制冷剂气体流从蒸发器中被去除并且与压缩机上游的制冷剂蒸汽流结合。通过利用液体蒸汽分离器分离部分膨胀的制冷剂流，当制冷剂液体流被引入蒸发器时，制冷剂液体流基本上脱除了汽相制冷剂。这样，制冷剂液体流可以在没有气相制冷剂干扰的情况下更容易地穿过蒸发器的小通道并在其中膨胀，由此改进蒸发器中的温度分布并提高气温控制系统的效率。

参照图1，该图提供了根据实施例的安装在机动车辆12中的气温控制系统10。气温控制系统10被配置为控制机动车辆12的乘客舱14内的温度。气温控制系统10可以是本领域众所周知的HVAC系统的一部分，或者可以备选地是单独的系统。

气温控制系统10包括制冷环路16，制冷环路16被布置在机动车辆12中并且被配置为闭环流体回路，该回路用于使制冷剂沿相对于图1视图的大体逆时针方向前进。制冷剂可以是例如R-1234yf、R-134a或二氧化碳。或者，制冷剂可以是用于空气调节或气温控制系统的任意其它制冷剂或冷却剂。

沿制冷环路16布置并且彼此流体连通的是压缩机18、冷凝器20、膨胀阀22、液体蒸汽分离器24和蒸发器26。压缩机18能够抽取相对低压流体（例如相对低压的气体）形式的制冷剂，并且压缩该制冷剂至相对高压，形成高压制冷剂气体流28。压缩机18可以是，例如，往复式压缩机、涡旋式压缩机或旋叶式压缩机。高压制冷剂气体流28通过出口29离开压缩机18。

冷凝器20在压缩机18下游并且接收高压制冷剂气体流28。冷凝器20能够冷凝高压制冷剂气体流28，以形成冷凝的制冷剂流30。在一个实施例中，冷凝器20包括具有适于接收高压制冷剂气体流28的入口32的换热器或盘管。当高压制冷剂气体流28流过盘管并且环境空气经过盘管外部时，高压制冷剂气体流28将热量传递给环境空气并冷凝。风扇34可以迫使环境空气经过冷凝器20的盘管和/或流过机动车辆12的格栅的环境空气可以流经冷凝器20的盘管，以帮助环境空气和流过冷凝器20内部的高压制冷剂空气流28之间的热传递。如图所示，冷凝的制冷剂流30通过出口36离开冷凝器20。应该理解，冷凝器20可以是气体冷却器、散热器或本领域技术人员已知的用于冷凝高压制冷剂气体的任意其它换热器。

冷凝的制冷剂流30向下游前进到膨胀阀22。如图所示，膨胀阀22被配置为热力膨胀阀（TXV），但是选择性地可以是节流管或本领域技术人员已知的其它制冷剂膨胀装置。膨胀阀22能够使冷凝的制冷剂流30膨胀，由此降低冷凝的制冷剂流30的压力和温度，以形成部分膨胀的制冷剂流38。部分膨胀的制冷剂流38包括液相制冷剂和气相制冷剂。如图所示并如下面将要进一步详细讨论的，膨胀阀22还从蒸发器26接收过热的制冷剂气体流44，并且响应于过热的制冷剂气体流44的条件（例如温度和/或压力）来调整离开膨胀阀22的部分膨胀的制冷剂流38的量。

在一个实施例中，液体蒸汽分离器24在膨胀阀22的下游并且与膨胀阀22流体连通以接收部分膨胀的制冷剂流38。液体蒸汽分离器24能够将部分膨胀的制冷剂流38分离为制冷剂液体流40和制冷剂蒸汽流42。在一个实施例中，液体蒸汽分离器24具有存储能力，用于在不同环境条件下存储一股制冷剂液体流40，以确保制冷剂液体流40连续流动到蒸发器26。与常规气温控制系统不同，由于液体蒸汽分离器24的存储能力，冷凝器20不需要用于在不同环境条件下存储一股制冷剂的集成接收器。

制冷剂液体流40离开液体蒸汽分离器24并且流向下游的蒸发器26。蒸发器26能够在流经或流过蒸发器26的空气和穿过蒸发器26的内部并在其中膨胀的制冷剂液体流40之间交换热量，以形成过热的制冷剂气体流44。在一个实施例中，蒸发器26包括具有通道（例如小通道）的换热器和适于接收制冷剂液体流40的入口46。当空气流经或流过换热器时，制冷剂液体流40从环境空气吸收热量。尤其是，通过利用液体蒸汽分离器24分离部分膨胀的制冷剂流38，当制冷剂液体流40被引入蒸发器26时，制冷剂液体流40基本脱除了气相制冷剂。这样，制冷剂液体流40可以在没有气相制冷剂作为干扰的情况下更容易地穿过蒸发器26的小通道并在其中膨胀，由此改进蒸发器26中的温度分布并提高气温控制系统10的效率。

如图所示，风扇48可以迫使环境空气经过或越过蒸发器26的通道外侧，以帮助环境空气和制冷剂液体流40之间的热传递。被迫经过或越过蒸发器26的空气可以例如随后流过一个或多个管道到达机动车辆12的乘客舱14，以进行冷却。

在一个实施例中，过热的制冷剂气体流44通过出口50离开蒸发器26并且前进返回膨胀阀22。膨胀阀22被配置为，当过热制冷剂气体流44穿过膨胀阀22的控制部分时，膨胀阀22响应于过热制冷剂气体流44的压力和/或温度调整部分膨胀的制冷剂流38的向外流动量。这使得可以调节被引入液体蒸汽分离器24的部分膨胀的制冷剂流38的量，以满足蒸发器26的要求，从而确保蒸发器26中的液体制冷剂流40更完全地膨胀到气相以增强冷却。过热制冷剂气体流44离开膨胀阀22并且向下游流动到在压缩机18上游的制冷环路16的部分54。

在一个实施例中，制冷环路16包括支路部分52。支路部分52流体流通地将液体蒸汽分离器24耦接到制冷环路16的部分54。这样，制冷剂蒸汽流42离开液体蒸汽分离器24并沿支路部分52前进到部分54并且被引入过热制冷剂气体流44中，以形成组合的制冷剂流56。组合的制冷剂流56沿制冷环路16穿行并且在压缩机18的入口58处被接收以重复如上所述的制冷循环。

参照图2，该图提供了根据另一实施例的安装在机动车辆12中的气温控制系统10。气温控制系统10类似于以上面联系图1进行描述的类似方式被配置但是具有沿制冷环路16安置的额外的内部换热器60。内部换热器60在冷凝的制冷剂流30被引入膨胀阀22之前对其进行额外的冷却，以进一步提高气温控制系统10的效率。

如图所示，内部换热器60具有被布置在冷凝器20下游和膨胀阀22上游的流体管道62以及被布置在蒸发器26下游和压缩机18上游的流体管道64。流体管道62和64被彼此相邻地布置在内部换热器60中，以使得两个流体管道62和64之间可以进行热传递。这样，内部换热器60能用于冷凝的制冷剂流30和过热的制冷剂气体流44之间的间接热交换。

在一个实施例中并如图所示，支路部分52使制冷剂蒸汽流42流向内部换热器60上游的过热制冷剂气体流44，从而使得组合的制冷剂流56被引入内部换热器60的流体管道64。穿过流体管道62的冷凝的制冷剂流30相比组合的制冷剂流56处于较高的温度和压力，并且因此，热量从冷凝的制冷剂流30传递到组合的制冷剂流56以冷却冷凝的制冷剂流30。

参照图4，根据一个实施例，图1和/或图2所示的液体蒸汽分离器24被配置为联合式分离器70。联合式分离器70具有管道72，该管道72具有接收部分膨胀的制冷剂流38的入口74。管道72使部分膨胀的制冷剂流38流向包含干燥剂78的除雾器76。除雾器76提供多个表面，以促进部分膨胀的制冷剂流38的液相制冷剂80和气相制冷剂82的分离。此外，干燥剂78去除部分膨胀的制冷剂流38中的水。如图所示，气相制冷剂82聚集在联合式分离器70的上部附近，以形成基本上不存在水并且通过出口83排出的制冷剂蒸汽流42。如图所示，联合式分离器70的下部具有存储能力，液相制冷剂80聚集在该下部，以形成基本上不存在水并且通过出口86排出的一股84的制冷剂液体流40。

参照图5，根据另一实施例，图1和/或图2所示的液体蒸汽分离器24被配置为挡板式分离器88。挡板式分离器88具有管道90，该管道90具有接收部分膨胀的制冷剂流38的入口92。管道90使部分膨胀的制冷剂流38流向具有多个横向延伸的阻挡板96的竖直延伸板94，所述阻挡板96促进部分膨胀的制冷剂流38的液相制冷剂80和气相制冷剂82的分离。气相制冷剂82越过竖直延伸板94并通过出口98作为制冷剂蒸汽流42排出。液相制冷剂80聚集在下部以形成通过出口100排出的制冷剂液体流40。

参照图6，根据一个实施例，图1和/或图2所示的液体蒸汽分离器24被配置为气旋式分离器102。气旋式分离器102具有管道104，该管道104具有接收部分膨胀的制冷剂流38的入口106。如图所示，部分膨胀的制冷剂流38穿过管道104并且沿旋流图案下降通过气旋式分离器102的内部部分，以根据密度促进部分膨胀的制冷剂流38的液相制冷剂80和气相制冷剂82的分离。气相（例如密度较小的相）制冷剂82聚集在气旋式分离器102的上部附近以形成通过出口108排出的制冷剂蒸汽流42。此外，气旋式分离器102的下部具有存储能力，液相（例如密度较大的相）制冷剂80聚集在该下部以形成通过出口110排出的一股84的制冷剂液体流40。

参照图3，该图提供了根据另一实施例的膨胀阀22和液体蒸汽分离器24。如图所示，膨胀阀22直接耦接到液体蒸汽分离器24，从而使得部分膨胀的制冷剂流38从膨胀阀22直接流入液体蒸汽分离器24。液体蒸汽分离器24被配置为气旋式分离器102，其具有沿液体蒸汽分离器24的中心部分放置的管道112。部分膨胀的制冷剂流38沿涡流图案围绕管道112的外侧下降，以促进液相制冷剂80和气相制冷剂82的分离。气相制冷剂82通过管道112上升，以形成通过出口114排出的制冷剂蒸汽流42。液体蒸汽分离器24的下部具有存储能力，液相制冷剂80聚集在该下部以形成一股84的制冷剂液体流40。如图所示，在液体84中安置有干燥剂78，以便去除通过出口116排出的制冷剂液体流40中的水。这样，制冷剂液体流40基本上不含水。

参照图7，该图提供了根据一个实施例的包括膨胀阀22、液体蒸汽分离器24和蒸发器26的气温控制系统10的一部分。膨胀阀22被配置为经由电缆122感测过热制冷剂气体流44的状况的电子膨胀阀120。膨胀阀22直接耦接到液体蒸汽分离器24并且响应于过热制冷剂气体流44的状况（诸如温度和/或压力）来调整直接流入液体蒸汽分离器24中的部分膨胀的制冷剂流38的流动。如图所示，与图3所示的气旋式分离器102相类似地配置液体蒸汽分离器24。这样，液体蒸汽分离器24将部分膨胀的制冷剂流38分离为流向蒸发器26的制冷剂液体流40和与蒸发器26下游的过热的制冷剂气体流44组合以形成组合的制冷剂流56的制冷剂蒸汽流42。

参照图8，该图提供了根据另一实施例的包括膨胀阀22、液体蒸汽分离器24和蒸发器26的气温控制系统10的一部分。膨胀阀22经由毛细管124感测过热制冷剂气体流44的状况，该毛细管124可以将小的侧流从过热制冷剂气体流44转移到膨胀阀22。膨胀阀22直接耦接到液体蒸汽分离器24并且响应于过热制冷剂气体流44的状况（诸如温度和/或压力）来调整直接流入液体蒸汽分离器24中的部分膨胀的制冷剂流38的流动。如图所示，除了管道126使制冷剂蒸汽流42流回膨胀阀22之外，液体蒸汽分离器24与图3所示的气旋式分离器102相类似地被配置。制冷剂蒸汽流42从膨胀阀22被引入过热的制冷剂气体流44，以形成组合的制冷剂流56。

参照图9，该图提供了根据一个实施例的操作机动车辆的气温控制系统的方法的流程图。所述方法包括利用膨胀阀膨胀冷凝的制冷剂流（步骤202）以形成包括液相制冷剂和气相制冷剂的部分膨胀的制冷剂流。利用液体蒸汽分离器将部分膨胀的制冷剂流分离为制冷剂液体流和制冷剂蒸汽流（步骤204）。在一个实施例中，分离部分膨胀的制冷剂流包括利用包含在液体蒸汽分离器中的干燥剂去除部分膨胀的制冷剂流的至少一部分中的水，以形成基本上不存在水的制冷剂液体流。在经过或穿过蒸发器的空气和穿过蒸发器内部并在其中膨胀的制冷剂液体流之间进行热交换（步骤206）以形成过热的制冷剂气体流。将制冷剂蒸汽流与过热的制冷剂气体流组合（步骤208）。

尽管在前述详细描述中提出了至少一个实施例，但是应该理解，还存在大量改型。还应该理解，所述实施例仅是示例性的，而且不意在以任何方式限制本发明的范围、应用或配置。相反，前述详细描述将为本领域技术人员提供用于实现所述实施例的方便的路线图。应该理解，在不脱离所附权利要求及其法律等价物限定的本发明的范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

Claims (10)

1.一种用于机动车辆的气温控制系统，所述系统包括：

制冷环路，其被配置为使制冷剂前进；

压缩机，其沿制冷环路被安置并且被配置为压缩制冷剂以形成高压制冷剂气体流；

冷凝器，其沿制冷环路被安置在压缩机下游并且被配置为冷凝高压制冷剂气体流以形成冷凝的制冷剂流；

膨胀阀，其沿制冷环路被安置在冷凝器下游并且被配置为膨胀冷凝的制冷剂流，以形成包括液相制冷剂和气相制冷剂的部分膨胀的制冷剂流；

液体蒸汽分离器，其沿制冷环路被安置为与膨胀阀流体连通并且被配置为将部分膨胀的制冷剂流分离为制冷剂液体流和制冷剂蒸汽流，其中，液体蒸汽分离器包含用于去除部分膨胀的制冷剂流的至少一部分中的水的干燥剂，以形成基本上不含水的制冷剂液体流；以及

蒸发器，其沿制冷环路被安置在液体蒸汽分离器下游并且被配置为在经过或穿过蒸发器的空气和穿过蒸发器内部并在其中膨胀的制冷剂液体流之间交换热量，以形成过热的制冷剂气体流。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述制冷环路被配置为使制冷剂蒸汽流与蒸发器下游的过热的制冷剂气体流组合。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述制冷环路包括支路部分，该支路部分使来自液体蒸汽分离器的制冷剂蒸汽流与压缩机上游的过热的制冷剂气体流流体连通。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述膨胀阀被配置为使得过热的制冷剂气体流穿过膨胀阀以调整流向液体蒸汽分离器的部分膨胀的制冷剂流的流动，并且其中，所述支路部分使制冷剂蒸汽流与膨胀阀下游的过热的制冷剂气体流流体连通。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述膨胀阀直接耦接到所述液体蒸汽分离器，从而使得液体蒸汽分离器从膨胀阀直接接收部分膨胀的制冷剂流，并且使得膨胀阀在制冷剂蒸汽流被引入过热的制冷剂气体流之前从液体蒸汽分离器直接接收制冷剂蒸汽流。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述膨胀阀被配置为电子膨胀阀，其感测过热的制冷剂气体流的状况并且响应于该状况调整流向液体蒸汽分离器的部分膨胀的制冷剂流的流动。

7.根据权利要求1所述的系统，进一步包括内部换热器，该内部换热器沿制冷环路被安置并且具有第一流体管道和第二流体管道，所述第一流体管道位于冷凝器下游和膨胀阀上游，而所述第二流体管道位于蒸发器下游和压缩机上游，并且其中，内部换热器被配置为用于冷凝的制冷剂流和过热的制冷剂气体流之间的间接热交换。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述制冷环路被配置为使制冷剂蒸汽流与内部换热器上游的过热的制冷剂气体流流体连通。

9.一种用于机动车辆的气温控制系统，所述系统包括：

制冷环路，其被配置为使制冷剂前进；

压缩机，其沿制冷环路被安置并且被配置为压缩制冷剂以形成高压制冷剂气体流；

冷凝器，其沿制冷环路被安置在压缩机下游并且被配置为冷凝高压制冷剂气体流以形成冷凝的制冷剂流；

膨胀阀，其沿制冷环路被安置在冷凝器下游并且被配置为膨胀冷凝的制冷剂流，以形成包括液相制冷剂和气相制冷剂的部分膨胀的制冷剂流；

液体蒸汽分离器，其沿制冷环路被安置为与膨胀阀流体连通并且被配置为将部分膨胀的制冷剂流分离为制冷剂液体流和制冷剂蒸汽流，其中，所述膨胀阀直接耦接到所述液体蒸汽分离器，从而使得液体蒸汽分离器从膨胀阀直接接收部分膨胀的制冷剂流，并且使得膨胀阀从液体蒸汽分离器直接接收制冷剂蒸汽流；以及

蒸发器，其沿制冷环路被安置在液体蒸汽分离器下游并且被配置为在经过或穿过蒸发器的空气和穿过蒸发器内部并在其中膨胀的制冷剂液体流之间交换热量，以形成过热的制冷剂气体流。

10.一种操作用于机动车辆的气温控制系统的方法，所述方法包括下列步骤：

利用膨胀阀膨胀冷凝的制冷剂流，以形成包括液相制冷剂和气相制冷剂的部分膨胀的制冷剂流；

利用液体蒸汽分离器将部分膨胀的制冷剂流分离为制冷剂液体流和制冷剂蒸汽流，并且其中，所述分离包括利用包含在液体蒸汽分离器中的干燥剂去除部分膨胀的制冷剂流的至少一部分中的水，以形成基本上不含水的制冷剂液体流；以及

在经过或穿过蒸发器的空气和穿过蒸发器内部并在其中膨胀的制冷剂液体流之间进行热交换，以形成过热的制冷剂气体流。

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