CN104340011A - 包括具有不冻蒸发器的热泵系统的舱室废气热回收系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包括具有不冻蒸发器的热泵系统的舱室废气热回收系统,具体地,本发明的许多变型可以包括具有舱室废气热回收系统的产品,所述舱室废气热回收系统包括具有不冻蒸发器的热泵系统。

Description

包括具有不冻蒸发器的热泵系统的舱室废气热回收系统
技术领域
本发明总体上涉及的领域包括车辆舱室废气热回收系统、其组件及其操作方法。
背景技术
车辆可以配备有热泵系统。
发明内容
本发明的许多变型可以包括具有舱室废气热回收系统的产品,所述舱室废气热回收系统包括具有不冻蒸发器的热泵系统。
本发明的许多变型可以包括具有容置在乘员舱室中的蒸发器和热泵冷凝器的热泵系统。
本发明的许多变型可以包括具有容置在乘员舱室中的蒸发器和容置在前舱室加热、通风和空调模块中的热泵冷凝器的热泵系统。
本发明的许多变型可以包括具有容置在乘员舱室中的蒸发器和容置在乘员舱室外部且构造并布置为向液体热传递提供冷冻剂的热泵冷凝器的热泵系统。
本发明还提供如下方案:
1、一种车辆,包括:
乘员舱室;
舱室空气热回收系统,所述舱室空气热回收系统包括热泵系统,所述热泵系统包括设置在乘员舱室中的后蒸发器。
2、如方案1所述的车辆,其特征在于,所述热泵系统还包括前舱室加热、通风和空调模块,所述前舱室加热、通风和空调模块包括前舱室蒸发器和冷却剂加热器芯。
3、如方案2所述的车辆,其特征在于,所述前舱室加热、通风和空调模块还包括热泵冷凝器。
4、如方案2所述的车辆,其特征在于,所述车辆还包括设置在所述乘员舱室之外的热泵冷凝器。
5、如方案4所述的车辆,其特征在于,还包括燃烧发动机,所述燃烧发动机被铅垂到所述热泵冷凝器,以在所述热泵冷凝器处向发动机冷却剂热传递提供冷冻剂。
6、如方案1所述的车辆,其特征在于,还包括通风门,所述通风门被构造且布置为通过设置在所述车辆中的后空调出口选择性地将后蒸发器空气排放引导至所述乘员舱室中。
7、如方案6所述的车辆,其特征在于,所述通风门还被构造并布置为选择性地将后蒸发器排放空气从所述乘员舱室引导出。
8、一种方法,包括:
提供包括乘员舱室、舱室空气热回收系统的车辆,所述舱室空气热回收系统包括热泵系统,所述热泵系统包括压缩机、空调冷凝器、热泵冷凝器、膨胀阀和设置在所述乘员舱室中的后蒸发器;
从所述乘员舱室回收热,包括在加热模式下操作所述热泵系统,所述加热模式包括使冷冻剂流经所述后蒸发器从而利用来自所述乘员舱室的热来加热所述冷冻剂并使所述冷冻剂沸腾,使冷冻剂从所述后蒸发器流经所述压缩机、流经所述热泵冷凝器、流经膨胀阀并流回到所述后蒸发器。
9、如方案8所述的方法,其特征在于,所述热泵系统还包括前舱室加热、通风和空调模块,所述前舱室加热、通风和空调模块包括前舱室蒸发器和冷却剂加热器芯。
10、如方案9所述的方法,其特征在于,所述前舱室加热、通风和空调模块还包括热泵冷凝器。
11、如方案9所述的方法,其特征在于,所述车辆还包括设置在所述乘员舱室之外的热泵冷凝器。
12、如方案11所述的方法,其特征在于,还包括燃烧发动机,所述燃烧发动机被铅垂至所述热泵冷凝器,以在所述热泵冷凝器处向发动机冷却液热传递提供冷冻剂。
13、如方案8所述的方法,其特征在于,还包括:使乘员舱室空气流经热产生装置,以冷却所述热产生装置并加热舱室空气,然后使加热的舱室空气流经所述后蒸发器。
14、一种方法,包括:
提供包括乘员舱室、舱室空气热回收系统的车辆,所述舱室空气热回收系统包括热泵系统,所述热泵系统包括、压缩机、空调冷凝器或泵冷凝器、和膨胀阀、设置在乘员舱室中的后蒸发器;
在冷却模式下操作所述热泵系统,包括使冷冻剂从所述压缩机经过第一膨胀阀、经过所述后蒸发器和/或经过第二膨胀阀并经过所述前舱室蒸发器;然后返回到所述空调压缩机。
15、如方案14所述的方法,其特征在于,还包括:使乘员舱室空气流经热产生装置,以冷却所述热产生装置并加热舱室空气;然后使加热的舱室空气流经所述后蒸发器。
16、如方案14所述的方法,其特征在于,还包括:在所述后蒸发器上鼓吹舱室空气,以冷却所述舱室空气;以及将冷却的舱室空气排放回至所述乘员舱室中。
17、如方案14所述的方法,其特征在于,所述热泵系统还包括前舱室加热、通风和空调模块,所述前舱室加热、通风和空调模块包括前舱室蒸发器和冷却剂加热器芯。
18、如方案17所述的方法,其特征在于,所述前舱室加热、通风和空调模块还包括热泵冷凝器。
19、如方案17所述的方法,其特征在于,所述车辆还包括设置在所述乘员舱室之外的热泵冷凝器。
20、如方案19所述的方法,其特征在于,还包括燃烧发动机,所述燃烧发动机铅垂至所述热泵冷凝器,以在所述热泵冷凝器处向发动机冷却液热传递提供冷冻剂。
根据下文提供的详细描述,本发明的范围内的其它示例性变型将变得明显。应当理解的是,尽管公开了本发明的可选变型,但详细描述和具体示例仅旨在用于举例说明的目的,且非旨在限制本发明的范围。
附图说明
根据详细描述和附图,将更充分地理解本发明的范围内的变型的选择示例,其中:
图1是根据本发明的许多变型的包括具有容置在乘员舱室中的热泵冷凝器和不冻蒸发器的热泵系统的舱室排气热回收系统的示意图。
图1A是根据本发明的许多其它变型的包括具有容置在乘员舱室中的热泵冷凝器和不冻蒸发器的热泵系统的舱室排气热回收系统的示意图。
图2是根据本发明的许多变型的包括具有不冻蒸发器和热泵冷凝器的热泵系统的舱室排气热回收系统的示意图,热泵冷凝器容置在乘员舱室的外部并被构造且布置为向液体热传递提供冷冻剂。
图2A是根据本发明的许多变型的舱室排气热回收系统的示意图。
具体实施方式
下面对变型的描述本质上仅是示例性的,并且决不旨在限制本发明、其应用和用途。
图1和图1A是根据本发明的许多变型的包括舱室排气热回收系统的车辆10的示意图,舱室排气热回收系统包括具有容置在乘员舱室12中的不冻蒸发器和热泵冷凝器的热泵系统。车辆10可以包括前加热、通风和空调(HVAC)模块14。在许多变型中,模块14可以包括舱室蒸发器16、冷却剂加热器芯18和热泵冷凝器20。吹风机或风扇50可以设置在HVAC模块14中,以横跨至少舱室蒸发器16和/或冷却剂加热器芯18和/或热泵冷凝器20从舱室的内部或外部抽吸空气。吹风机或风扇50可以强迫空气穿过乘员舱室12。如果需要,可以利用舱室空气来冷却任何空气冷却装置22(例如,空气冷却的APM、电池组等)。装置22可以配备有吹风机或风扇,或者另外的吹风机风扇可以设置在乘员舱室12中。舱室空气和/或来自任何空气冷却装置22的空气可以通过后蒸发器24排放。从后蒸发器24排放的空气可以排放到阀或通风门25中。阀或通风门25可以设置为相邻于从后蒸发器24排放的空气,并可以选择性地引导以通过主体压力泄压阀27将后蒸发器空气排放到乘员舱室12之外;或者阀或通风门25可以被调节以通过设置在车辆中的后空调出口将后蒸发器空气排放到乘员舱室12中。后蒸发器24可以设置在车辆乘员舱室12中,例如设置在后乘员座(未示出)下方或后侧。
当后蒸发器24在热泵循环模式下操作时,可以利用后蒸发器24从舱室空气回收热。后蒸发器24通过使流经后蒸发器24的冷冻剂沸腾来吸收来自舱室12的热和/或从舱室空气冷却装置22排放的空气的热。冷冻剂可以从后蒸发器24行进到压缩机28。系统可以包括位于压缩机的上游的低侧冷冻剂压力传感器30和位于压缩机28的下游的高侧冷冻剂压力传感器32。冷冻剂可以通过接收器/干燥器42从压缩机28经过第一三通阀34流至热泵冷凝器20。可以通过使用热泵冷凝器冷冻剂截止阀36(在图1中示出)和空调冷凝器冷冻剂截止阀40(在图1A中示出)两者来代替第一三通阀34(在图1A中示出)。从接收器/干燥器42,冷冻剂可以流至第一膨胀阀26并通过后蒸发器24返回。截止阀46可以位于接收器/驱动器之后,从而冷冻剂可以被选择性地引导通过第二膨胀阀48和通过前舱室蒸发器16。冷冻剂可以从前舱室蒸发器16流回至压缩机28。
因为后蒸发器24位于乘员舱室中,例如位于后乘员座后侧或下方,所以如果在流过后蒸发器24的一侧上的空气中存在任何湿气,则湿气在通常处于至少4℃或更高的温度下的乘员舱室中冷凝。因此,后蒸发器24不易于冻结。这与设置在乘员舱室之外且利用冷冻剂进行空气热交换而操作的蒸发器不同,在这样的蒸发器中,空气中的湿气会在外部的蒸发器上冷凝,并且当外部温度接近0℃或更低时会冻结。
热泵系统可以在加热模式下操作,加热模式包括回收来自乘员舱室和/或来自热产生装置22的热,包括通过使冷冻剂流经后蒸发器24,从而利用来自乘员舱室的热来加热冷冻剂并使冷冻剂沸腾,进而使来自后蒸发器24的冷冻剂流经压缩机28、流经空调冷凝器38或热泵冷凝器20、流经膨胀阀26且返回到后蒸发器24。
热泵系统可以通过以下而在冷却模式下操作:使冷冻剂从压缩机28经过接收器干燥器42、经过第一膨胀阀26并经过后蒸发器24,和/或经过截止阀46且经过第二膨胀阀48并经过前蒸发器16,而流至空调冷凝器38。冷冻剂从后蒸发器24和/或前蒸发器16流动,然后流回到压缩机28,然后流回到空调冷凝器38。在冷却模式下操作的后蒸发器24上鼓吹空气可以允许冷空气通过设置在车辆中的后空调出口排放到乘员舱室12中。
图2和图2A是本发明的许多其它变型的示意图。在本发明的许多变型中,车辆10可以包括设置在乘员舱室12之外的热泵冷凝器20。热泵冷凝器20可以包括热交换器20’部分,发动机冷却液可以流经热交换器20’部分,因此利用外部热泵冷凝器20对冷却液热传递存在冷冻剂。车辆还可以包括燃烧发动机58。可以提供三通冷却剂阀62,以将发动机冷却液从冷却剂加热器芯18引导至热泵冷凝器20或引导回到燃烧发动机58。
下面对变型的描述仅是对被视为在本发明的范围内的组件、元件、动作、产品和方法的举例说明,并且决不意图通过具体公开或未明确阐述的内容来限制这样的范围。除了这里明确描述之外,如这里描述的组件、元件、动作、产品和方法可以组合并重新布置,并且仍被视为在本发明的范围内。
变型1可以包括车辆,车辆包括:乘员舱室;舱室空气热回收系统,包括热泵系统,热泵系统包括设置在乘员舱室中的后蒸发器。
变型2可以包括如在变型1中阐述的车辆,其中,热泵系统还包括前舱室加热、通风和空调模块,前舱室加热、通风和空调模块包括前舱室蒸发器和冷却剂加热器芯。
变型3可以包括如在变型2中阐述的车辆,其中,前舱室加热、通风和空调模块还包括热泵冷凝器。
变型4可以包括如在变型1-3中的任一变型中阐述的车辆,其中,车辆还包括设置在乘员舱室之外的热泵冷凝器。
变型5可以包括如在变型1-4中的任一变型中阐述的车辆,还包括燃烧发动机,燃烧发动机被铅垂(plumb)到冷冻剂至冷却剂热泵冷凝器,以向发动机冷却剂热传递提供冷冻剂。
变型6可以包括如在变型1-5中的任一变型中阐述的车辆,还包括通风门,通风门被构造且布置为通过设置在车辆中的后空调出口选择性地引导后蒸发器空气排放。
变型7可以包括如在变型1-6中的任一变型中阐述的车辆,其中,通风门还被构造并布置为选择性地将后蒸发器排放空气从乘员舱室引导出。
变型8可以包括一种方法,所述方法包括:提供包括乘员舱室、舱室空气热回收系统的车辆,舱室空气热回收系统包括热泵系统,热泵系统包括压缩机、空调冷凝器或热泵冷凝器、膨胀阀和设置在乘员舱室中的后蒸发器;从乘员舱室回收热,包括在加热模式下操作热泵系统,加热模式包括使冷冻剂流经后蒸发器,从而利用来自乘员舱室和/或舱室空气冷却装置22的热来加热冷冻剂并使冷冻剂沸腾,使冷冻剂从后蒸发器流经压缩机、流经空调冷凝器或热泵冷凝器、流经膨胀阀并流回到后蒸发器。
变型9可以包括如在变型8中阐述的方法,还包括:使乘员舱室空气流经热产生装置,以冷却热产生装置并加热舱室空气,然后使加热的舱室空气流经后蒸发器。
变型10可以包括如在变型8-9中的任一变型中阐述的方法,其中,热泵系统还包括前舱室加热、通风和空调模块,前舱室加热、通风和空调模块包括前舱室蒸发器和冷却剂加热器芯。
变型11可以包括如在变型10中阐述的方法,其中,前舱室加热、通风和空调模块还包括热泵冷凝器。
变型12可以包括如在变型8-11中的任一变型中阐述的方法,其中,车辆还包括设置在乘员舱室之外的热泵冷凝器。
变型13可以包括如在变型8-12中的任一变型中阐述的方法,还包括燃烧发动机,燃烧发动机被铅垂至热泵冷凝器,以在热泵冷凝器处向发动机冷却液热传递提供冷冻剂。
变型14可以包括一种方法,所述方法包括:提供包括乘员舱室、舱室空气热回收系统的车辆,舱室空气热回收系统包括热泵系统,热泵系统包括压缩机、空调冷凝器、热泵冷凝器和设置在乘员舱室中的后蒸发器;在冷却模式下操作热泵系统,包括使冷冻剂从压缩机经过第一膨胀阀、经过后蒸发器和/或经过第二膨胀阀并经过前舱室蒸发器流到空调冷凝器;然后返回到空调压缩机。
变型15可以包括如在变型14中阐述的方法,还包括:使乘员舱室空气流经热产生装置,以冷却热产生装置并加热舱室空气,然后使加热的舱室空气流经后蒸发器。
变型16可以包括如在变型14-15中的任一变型中阐述的方法,还包括:在后蒸发器上鼓吹舱室空气,以冷却舱室空气;以及将冷却的舱室空气排放回至乘员舱室中。
变型17可以包括如在变型14-16中的任一变型中阐述的方法,其中,热泵系统还包括前舱室加热、通风和空调模块,前舱室加热、通风和空调模块包括前舱室蒸发器和冷却剂加热器芯。
变型18可以包括如在变型14-17中的任一变型中阐述的方法,其中,前舱室加热、通风和空调模块还包括热泵冷凝器。
变型19可以包括如在变型14-18中的任一变型中阐述的方法,其中,车辆还包括设置在乘员舱室之外的热泵冷凝器。
变型20可以包括如在变型14-19中的任一变型中阐述的方法,还包括燃烧发动机,燃烧发动机铅垂至热泵冷凝器,以在热泵冷凝器处向发动机冷却液热传递提供冷冻剂。
本发明的选择示例的以上描述本质上仅是示例性的,因此,其变型或变化不应被视为脱离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1. 一种车辆,包括:
乘员舱室;
舱室空气热回收系统,所述舱室空气热回收系统包括热泵系统,所述热泵系统包括设置在乘员舱室中的后蒸发器。
2. 如权利要求1所述的车辆,其特征在于,所述热泵系统还包括前舱室加热、通风和空调模块,所述前舱室加热、通风和空调模块包括前舱室蒸发器和冷却剂加热器芯。
3. 如权利要求2所述的车辆,其特征在于,所述前舱室加热、通风和空调模块还包括热泵冷凝器。
4. 如权利要求2所述的车辆,其特征在于,所述车辆还包括设置在所述乘员舱室之外的热泵冷凝器。
5. 如权利要求4所述的车辆,其特征在于,还包括燃烧发动机,所述燃烧发动机被铅垂到所述热泵冷凝器,以在所述热泵冷凝器处向发动机冷却剂热传递提供冷冻剂。
6. 如权利要求1所述的车辆,其特征在于,还包括通风门,所述通风门被构造且布置为通过设置在所述车辆中的后空调出口选择性地将后蒸发器空气排放引导至所述乘员舱室中。
7. 如权利要求6所述的车辆,其特征在于,所述通风门还被构造并布置为选择性地将后蒸发器排放空气从所述乘员舱室引导出。
8. 一种方法,包括:
提供包括乘员舱室、舱室空气热回收系统的车辆,所述舱室空气热回收系统包括热泵系统,所述热泵系统包括压缩机、空调冷凝器、热泵冷凝器、膨胀阀和设置在所述乘员舱室中的后蒸发器;
从所述乘员舱室回收热,包括在加热模式下操作所述热泵系统,所述加热模式包括使冷冻剂流经所述后蒸发器从而利用来自所述乘员舱室的热来加热所述冷冻剂并使所述冷冻剂沸腾,使冷冻剂从所述后蒸发器流经所述压缩机、流经所述热泵冷凝器、流经膨胀阀并流回到所述后蒸发器。
9. 如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述热泵系统还包括前舱室加热、通风和空调模块,所述前舱室加热、通风和空调模块包括前舱室蒸发器和冷却剂加热器芯。
10. 一种方法,包括:
提供包括乘员舱室、舱室空气热回收系统的车辆,所述舱室空气热回收系统包括热泵系统,所述热泵系统包括、压缩机、空调冷凝器或泵冷凝器、和膨胀阀、设置在乘员舱室中的后蒸发器;
在冷却模式下操作所述热泵系统,包括使冷冻剂从所述压缩机经过第一膨胀阀、经过所述后蒸发器和/或经过第二膨胀阀并经过所述前舱室蒸发器;然后返回到所述空调压缩机。
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