CN105531130A - 利用来自压缩流体膨胀的热容量的空调系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种车辆空调系统。该车辆空调系统包括第一蒸汽压缩制冷回路202。该第一蒸汽压缩制冷回路包括第一制冷剂压缩机204和第一蒸发器206。该车辆空调系统进一步包括用于保存压缩流体的罐体210，被配置为运送来自该罐体的膨胀流体的出口214，以及热耦合至该第一蒸汽压缩制冷回路和该出口的热交换器216。该热交换器216被配置为将热量从该第一蒸汽压缩制冷回路所运送的制冷剂传输至该出口所运送的流体，其中该出口所运送的流体的温度已经由于该流体在离开该罐体时的膨胀而降低。

Description

利用来自压缩流体膨胀的热容量的空调系统

技术领域

所公开的实施例涉及空调系统，更具体地涉及在机动车辆中使用的空调系统。

背景技术

近年来已经为了使得机动车辆的所有方面更为高效进行了各种研发。这样的效率提高降低了成本并且对于环境具有正面影响。为了应对当前对于货物和原材料的运输需求，无一例外地重度依赖于诸如牵引拖车之类的大型车辆。实际上，这些类型的车辆已经具有了许多值得注意的发展以使其更为高效。然而，随着燃油成本的持续上升，存在不断的努力以通过采用更为清洁、成本更低的牵引拖车类型的车辆来抵消这种运营成本的提高并且解决过多石油燃料的燃烧所导致的环境影响。

以上所提到的牵引拖车车辆中已经在成本降低方面获得大量关注的一个方面是在其中所使用的供热、通风和空调(HVAC)系统。作为一个示例，HVAC系统在牵引拖车中的使用已经有所增长，其利用发动机和电气操作的配置来提供供热/制冷。这样的系统有利地在发动机运转时而驾驶员操控车辆的时候提供HVAC服务，以及在发动机并不运转时而驾驶员在车辆中休息的时候提供HVAC服务。作为另一个示例，已经越来越期望通过提高HVAC回路中的各个组件中的每一个的热性能并且降低它们的功耗而使得它们更为高效。

虽然当前的HVAC系统已经大幅改善了驾驶员的舒适度和车辆灵活性，但是仍然存在着使得这样的系统更为高效的需求。这里所描述的实施例针对以上所描述的HVAC系统提供了各种改进。这些和其它优势将由于这里所提供的描述而是显而易见的。

发明内容

在蒸汽压缩空调系统中，通过空调回路进行循环的制冷剂必须在该循环中的某个点被冷却而使得该制冷剂能够在其通过所要冷却的空间时吸收热量。例如，在常规的蒸汽压缩空调系统中，制冷剂被压缩机进行压缩并且随后循环到所要冷却的冷凝器中。典型地，该冷凝器是制冷剂-空气的热交换器，并且机械风扇在该热交换器上吹气以冷却制冷剂。在该冷凝器中被冷却之后，制冷剂通过膨胀设备进行循环并且去往蒸发器，在那里经冷却的制冷剂从所要冷却的空间吸收热量。该制冷剂随后被循环回到压缩机以继续该制冷循环。简单来讲，被制冷剂在所冷却的空间中吸收的热量必须被冷凝器从制冷器去除以便该制冷循环提供有效冷却。因此，从制冷剂去除废热的能力是空调系统效能的基础所在。因此，改善空调系统从制冷剂去除废热的能力的方式将有助于提高系统的效能和效率。

许多可替换的燃料车辆使用压缩流体而不是传统的汽油或柴油燃料产生机动动力。例如，一些车辆使用压缩天然气(或另一种适当的碳氢化合物)来为驱动车辆的内燃机提供能量。其它车辆使用压缩氢气为产生电力的燃料电池供能，并且该电力被用来为驱动车辆的电动机供电。当压缩流体诸如在压缩流体离开高压存储罐时快速膨胀时，流体的温度下降。典型地，膨胀或正在膨胀的流体的低温并未针对任何有用的目的而被利用。然而，本申请描述了一种使用膨胀流体的较低温度对空调系统中的制冷剂进行冷却的系统和装置。对本来并未被使用的这种冷却源加以利用使得空调系统进行更为高效且有效的冷却。此外，对制冷剂进行冷却的过程使得以膨胀或正在膨胀的流体的温度相对应地升高，这对于由存储罐进行供应的发动机或燃料电池的操作而言是有利的。所公开的实施例所提供的这些和其它好处在这里进行讨论。

依据一些实施例，一种车辆空调系统包括第一蒸汽压缩制冷回路。该第一蒸汽压缩制冷回路包括第一制冷剂压缩机和第一蒸发器。在一些实施例中，该第一蒸汽压缩制冷回路还包括冷凝器。该车辆空调系统还包括用于保存压缩流体的罐体，被配置为运送来自该罐体的正在膨胀或已膨胀的流体的出口，以及热耦合至该第一蒸汽压缩制冷回路和该出口的热交换器。该热交换器被配置为将热量从该第一蒸汽压缩制冷回路所运送的制冷剂传输至正在膨胀或已膨胀的流体，其中该流体的温度已经由于该压缩流体在离开该罐体时的膨胀而降低。

为了流体的温度下降，其可以处于膨胀的过程之中，或者可以其近期已经进行了膨胀但是当前并未经历膨胀。虽然本申请提到了膨胀流体，但是所要理解的是，这是指不再膨胀的流体以及仍然在膨胀的流体。

附图说明

这里所公开并且在附图中示出的实施例通过示例而非限制进行阐述。同样的附图标记贯穿附图而指代相对应的部分。

图1是根据一些实施例的车辆的示意性表示形式。

图2A是空调系统的一个实施例的示意性表示形式。

图2B是空调系统的另一个实施例的示意性表示形式。

图3是空调系统的又一个实施例的示意性表示形式。

图4是空调系统的最后实施例的示意性表示形式。

图5是图示根据一些实施例的操作空调系统的方法的流程图。

具体实施方式

图1是诸如长途运输商用卡车之类的车辆100的实施例的示意性表示形式，其具有使用膨胀流体的冷却能力从制冷剂去除废热的空调系统。虽然附图和说明书预期了长途运输商用车辆，但是本领域技术人员将会认识到，这里所描述的系统和方法同样能够应用于其它类型的车辆。

在一些实施例中，该车辆包括驾驶室108。车辆操作人员可以在驾驶室108内操控车辆100。一些实施例还包括睡眠区104，其包含有车辆操作人员112或乘客可以在其上睡觉或休息的一个或多个床铺110。在一些实施例中，睡眠区104通过可伸缩的帘子或门而与驾驶室108分开，这可以将驾驶室108和睡眠区104热隔离。在一些实施例中，睡眠区104位于在后端壁114和一对总体上垂直于后端壁114进行延伸的侧壁118之间的车辆驾驶室的外壳之内。床铺110通常沿睡眠区104的后端壁114提供，其一侧与后端壁114相邻并且其它两侧或末端则与侧壁118相邻。因此，床铺110的三个侧边通常被睡眠区104的壳体所包围或环绕。这样沿着前方留出床铺110的开口侧，人员能够从那里出入床铺110。床铺110通常在睡眠区110的地板上方高出数英尺。

在一些实施例中，驾驶室108的热环境利用主空调系统106(例如，加热器和/或空调机)进行控制。在一些实施例中，该空调系统使用传统的皮带驱动压缩机，其机械耦合至车辆发动机109以在发动机109运转时操作主空调系统106。

在一些实施例中，车辆100包括辅助空调系统102(例如，加热器和/或空调器)以控制睡眠区104的热环境。然而，应当意识到的是，在具有或没有主空调系统106的辅助的情况下，辅助空调系统102可以对驾驶室108或者车辆的任意其它区域进行加热或冷却。此外，虽然辅助空调系统102在图1中被示为接合至车辆100的车架纵梁，但是这仅是辅助空调系统102的若干可能位置之一。例如，在一些实施例中，辅助空调系统102安装在驾驶室108的顶上。在一些实施例中，辅助空调系统102安装在后端壁114的外侧。在一些实施例中，辅助空调系统102的各个组件安装在车辆之上或之中的各个地方。

车辆100包括一个或多个存放由发动机109(例如，压缩天然气发动机)用来为车辆100产生动力的压缩流体(例如，诸如压缩天然气之类的燃料)的罐体120。车辆100进一步包括将流体从(多个)罐体120运送到发动机109的一条或多条线路122。

主空调系统106和辅助空调系统102都包括制冷剂线路(分别为线路124和125)，它们热耦合至热交换器126。热交换器126进而热耦合至一个或多个罐体120的出口。如这里所描述的，当流体离开一个或多个罐体120时，其发生膨胀而使得流体的温度下降。膨胀流体所产生的冷却能力随后能够被主和/或辅助空调系统106、102通过热交换器126所捕捉。

如图1中的实施例中所描绘的，一个或多个罐体120的出口包括或包含将流体从一个或多个罐体120运送至发动机109的一条或多条线路122的至少一段。在一些实施例中，该出口是一条或多条线路122、一个或多个罐体120或者由于来自罐体的流体的膨胀而经历温度下降的任意其它组件的任意部分。

图2A是依据一些实施例的空调系统200的示意性表示形式。空调系统200被配置为利用来自车辆的(多个)燃料罐的膨胀气体所导致的冷却效应以便冷却空调系统200的蒸汽压缩回路部分中的制冷剂。如图2A所示的空调系统200可以被视为图1中所描绘的主空调系统106和/或辅助空调系统102的更为详细的示意性表示形式。

空调系统200包括第一蒸汽压缩空调回路202(随后称作“空调回路202”)。如这里所使用的术语“回路”包括制冷剂线路、管件、线圈、压缩机、泵、阀门，以及在基于车辆的蒸汽压缩空调系统中使用的其它各种组件。空调回路202包括压缩机204、蒸发器206，膨胀器件208和可选冷凝器209。

在一些实施例中，压缩机204是发动机皮带驱动的压缩机，其机械耦合至车辆的发动机(例如，如这里所讨论的车辆的动力源212)。在一些实施例中，该压缩机是其操作并不依赖于发动机操作的电驱动压缩机。

空调系统200还包括被配置为保存压缩流体的罐体210。在一些实施例中，罐体210流体耦合至车辆动力源212。如以上所描述的，在一些实施例中，流体被车辆动力源212用来为车辆产生动力。例如，在一些实施例中，车辆动力源212是燃烧发动机，并且该流体是可燃烧燃料，诸如碳氢化合物。在一些实施例中，该燃料是液化天然气(LNG)、液化石油气(LPG)、压缩天然气(CNG)或任意其它适当燃料中的任意燃料。

在一些实施例中，车辆动力源212是燃料电池，并且该流体是氢气。燃料电池使用氢气来产生电力，后者随后被用来为驱动车辆的一个或多个电动机供电。

在一些实施例中，车辆动力源212是气动式马达，其通过利用膨胀气体所产生的机械能而为车辆生成动力。例如，气动式马达可以是旋转叶片马达、活塞马达等。在这样的情况下，该流体是空气、氮气或者任意其它适当压缩气体。

在一些实施例中，该膨胀流体通过涡轮或产生机械工作或电能的其它机构，上述机械工作或电能进而被用来驱动压缩机(例如，压缩机204)。因此，能够对来自膨胀流体的附加能量加以利用以降低热负载和/或提高空调系统200的效率。

在一些实施例中，压缩流体并不被车辆100用来生成动力。相反，压缩流体可以被用于任意适当的用途。在一些情况下，压缩流体仅被用来提供如这里所描述的冷却的好处，而并不另外被车辆100用于任何用途。

空调系统200还包括被配置为运送膨胀流体远离罐体210(例如，动力源212)的的出口214。出口214是该罐体的任意部分，或者耦合至该罐体的任意组件，其运送来自罐体210的膨胀流体，包括但并不局限于管线、管道、线路、管件、喷嘴、阀门、歧管等。

当压缩流体离开罐体210时，该流体发生膨胀，这使得流体的温度下降。该温度下降使得运送该流体(或者热耦合至该流体或运送该流体的组件)的组件变冷。因此，如图2A所示，空调系统200包括热交换器216，其热耦合至出口214和空调回路202以便利用由于流体的温度下降而可用的热容量。

该热交换器216是任意的适当热交换机构，包括但并不局限于套管式交换器、壳管式热交换器、平板式热交换器等。在一些实施例中，热交换器216是绕在燃料线路或罐体的出口组件(例如，调节器、阀门、歧管等)上的制冷剂线路。也预见到其它适当的热交换机构或技术。

如以上所描述的，热交换器216被配置为将热量从第一空调回路202所运送的制冷剂传输至出口214所运送的流体，其中出口214所运送的流体的温度已经由于该流体在离开罐体210时的膨胀而有所下降。特别地，热交换器216在制冷剂在制冷循环中的另一个点所吸收的废热要从该制冷剂被去除以便提供有效冷却的点被耦合至空调回路202。以不同方式来说，膨胀流体的低温被用来冷却空调回路202中的制冷剂。典型地，该废热被冷凝器(例如，冷凝器209)所去除。然而，利用热交换器216，出口214中冷的膨胀流体的冷却能力被用来从空调回路202中的制冷剂去除一些或全部废热。

在一些实施例中，膨胀流体(通过热交换器216)所提供的冷却效果降低了该热交换器与之耦合的空调回路202的冷凝器209上的热负载。因此，与本来为了提供相同的冷却能力而必需的冷凝器相比，空调回路202能够被提供以较小、效率较低和/或较为廉价的冷凝器。

在一些实施例中，膨胀流体所提供的冷却足以提供空调回路202所要求的所有废热去除，从而完全不需要冷凝器。因此，在一些实施例中，空调回路202并不包括冷凝器。在其中不使用冷凝器的一些实施例中，热交换器216在压缩机204和膨胀设备208之间耦合至空调回路202。

在一些实施例中，膨胀流体(通过热交换器216)所提供的冷却效果降低了空调回路202上的热负载，而使得能够使用较小或较为廉价的压缩机同时仍然提供充分的冷却能力。

图2A图示了在冷凝器209和膨胀设备208之间在冷凝器209下游耦合至空调回路202的热交换器216。然而，该位置仅是示例性的，并且热交换器216能够在任意适当位置耦合至空调回路202并且提供任意适当的冷却功能。例如，在一些实施例中，热交换器216在压缩机204和冷凝器209之间耦合至空调回路202。

在一些实施例中，热交换器216被用作空调回路202的蒸发器206的预加载器(pre-charger)。在一些实施例中，热交换器216被用作空调回路202的子冷却器。空调回路202中热交换器216与之机械或功能耦合的特定位置或部分根据热交换器216所要提供的特定功能进行选择。

图2B是空调系统200的示例性图示，其中热交换器216在膨胀设备208和蒸发器206之间耦合至空调回路202。如图2B所示，热量在制冷剂被引入蒸发器206之前从该制冷剂被去除。

在一些实施例中，作为替代或除此之外，热交换器216(或者热耦合至出口214的另一个热交换器)耦合至空调回路202的另一个部分，空调系统200的另一个组件，或者车辆(例如，车辆100，图1)的另一个组件，因此将膨胀流体的冷却能力用于其它有用的用途。例如，在一些实施例中，热交换器216(或附加热交换器，未示出)热耦合至出口214以及驱动压缩机204的电动机。使用膨胀流体的散热能力对压缩机电机进行冷却能够有助于从该电机带走热量，因此允许使用更小的电机，或者允许电机比本来所可能的更快或更为频繁地被驱动。膨胀流体所提供的冷却也能够被用来对其它组件进行冷却，包括用于驱动压缩机204的电动机的电子驱动组件(例如，为电动压缩机电机提供动力并且控制其速度的可变速驱动器)、电池、用于驱动车辆的电动机的电子驱动组件、车辆发动机(例如，内燃发动机的发动机冷却剂)，或者期望对其进行冷却的任意其它组件。

在要利用膨胀流体的冷却能力对空调系统200(或车辆)的附加组件或部分进行冷却的情况下，任意适当类型或形式的附加热交换机构能够被耦合至出口214。在一些实施例中，热交换机构简单地是与所要冷却的另一个组件形成热接触的燃料线路的一部分。

虽然图2A和2B仅示出了一个罐体214，但是也可以包括附加罐体。具体地，车辆可以包括多个罐体，并且那些罐体可以共享一个出口(例如，它们可以都向引向车辆动力源的一条线路之中进行馈送)。可替换地，多个罐体可以并不共享出口组件(例如，它们可以各自具有引向车辆动力源的单独出口)。在其中使用多个罐体的一些实施例中，热交换器216耦合至两个罐体的出口。例如，在多个罐体具有共用出口(或者出口的至少一个区域为共用)的情况下，热交换器可以耦合至该共用出口。作为另一个示例，在多个罐体均具有单独出口的情况下，热交换器216耦合至每个罐体的出口。以这种方式，两个罐体的冷却效应能够被用来对空调回路202中的制冷剂进行冷却。

图3是依据一些实施例的双回路空调系统300的示意性表示形式。双回路空调系统300包括两个蒸汽压缩空调回路。第一蒸汽压缩空调回路302(“第一空调回路302”)包括第一压缩机304、第一蒸发器306、第一膨胀设备308以及可选的第一冷凝器310。第二蒸汽压缩空调回路312(“第二空调回路312”)包括第二压缩机314、第二蒸发器316、第二膨胀设备318以及可选的第二冷凝器320。虽然图3示出了每个空调回路302、312包括单独的压缩机、冷凝器、膨胀设备和蒸发器，但是这些组件中的一些或全部可以在这两个回路之间进行共享。例如，在一些实施例中，仅提供了一个蒸发器，并且第一空调回路302和第二空调回路312使用相同的蒸发器。作为另一个示例，在一些实施例中，仅提供了一个冷凝器，并且第一和第二空调回路302、312使用相同的冷凝器。在一些实施例中，第一和第二空调回路302、312还共享压缩机和/或膨胀设备。

在一些实施例中，第一压缩机304是发动机皮带驱动的压缩机，并且第二压缩机314是其操作并不依赖于发动机操作的电驱动压缩机。在一些实施例中，第二压缩机314是发动机皮带驱动的压缩机，并且第一压缩机304是其操作并不依赖于发动机操作的电驱动压缩机。在其它实施例中，两个回路都可以包括皮带驱动的发动机操作的压缩机或者电驱动的压缩机。

第一空调回路302和第二空调回路312的组件与以上关于图2A所描述的空调回路202的组件类似，并且这些组件的描述与第一和第二空调回路302、312的组件类似。因此，那些组件的细节参考图3被结合而并不在这里进行重复。

第一空调回路302和第二空调回路312都耦合至热交换器322。图3中的热交换器322与以上关于图2A所描述的热交换器216类似，并且该热交换器的描述(包括其操作、配置、好处、对于空调回路的影响，以及在空调系统内的适当位置和使用)也能够应用于热交换器322。

双回路空调系统300还包括多个被配置为存放压缩流体的罐体330。在一些实施例中，罐体330耦合至车辆动力源332，并且向车辆动力源332提供流体。如以上所描述的，该流体被车辆动力源332用来为车辆生成动力。同样，罐体和车辆动力源在以上关于图2A进行了描述。因此，这些组件的细节通过参考图3被结合而并不在此进行重复。

虽然图2A和2B图示了单个罐体210，但是图3则图示了具有多个共享共用出口区域334的罐体330的实施例。多个罐体330被提供以图示多个罐体330在一些实施例中可以被如何结合到空调系统之中。然而，双回路空调系统300并非必然要求多个罐体，并且也可以如图2A-2B中所示仅被配合以一个罐体，或者甚至被配合以比图3所示更多的罐体。

在一些实施例中，为了在两个空调回路之间共享热交换器322，双回路空调系统300包括一个或多个阀门324(例如，阀门324-1、324-2)以便控制制冷剂通过第一空调回路302和第二空调回路312的流动。具体地，一个或多个阀门324被配置为根据空调系统300的特定操作状态而允许制冷剂通过第一空调回路302或第二空调回路312之一或者它们二者进行流动。

在一些实施例中，双回路空调系统300并不包括图3中所示的所有阀门324。例如，在一些实施例中，双回路空调系统300仅包括阀门324-1。可替换地，在一些实施例中，双回路空调系统300仅包括阀门324-2。在又一个实施例中，双回路空调系统300并不包括任何阀门。

如图3所示，热交换器322仅具有一个制冷剂入口，并且第一空调回路302和第二空调回路312的制冷剂线路在热交换器322的下游和上游进行结合而使得这两个空调回路都能够使用热交换器322。在可替换实施例中，热交换器322包括多个(例如，两个或更多)制冷剂或流体入口，并且第一空调回路302和第二空调回路312均耦合至热交换器322的单独入口。

图4是依据一些实施例的空调系统400的示意性表示形式。空调系统400包括蒸汽压缩空调回路402(“空调回路402”)，其包括压缩机404、蒸发器406、膨胀设备408和冷凝器409。在一些实施例中，压缩机404是发动机皮带驱动的压缩机；在其它实施例中，压缩机404是其操作并不依赖于发动机操作的电驱动压缩机。

空调回路402的组件类似于以上关于图2A所描述的空调回路303的组件，并且这些组件的描述类似于空调回路402的组件。因此，那些组件的细节通过参考图4被结合而并不在此进行重复。

辅助冷却回路420包括热交换器422、泵424，以及一个或多个冷却剂线路、管件、线圈、压缩机、泵、阀门和冷却回路中所使用的其它各种组件。在一些实施例中，辅助冷却回路420被配置为使用泵424(例如，离心泵、叶片泵、涡旋泵、螺旋泵、蠕动泵、活塞泵等)对冷却剂(例如，诸如水、防冻液、水和防冻液的混合物之类的液体冷却剂，或任意其它适当冷却剂)进行循环。冷却剂通过热交换器422进行循环以便将冷却(或加热)传递至适当组件或空间。

空调系统400还包括被配置为存放压缩流体的罐体410。在一些实施例中，罐体410耦合至车辆动力源412，并且将流体提供至车辆动力源412。如以上所描述的，流体被车辆动力源412用来为车辆生成动力。同样，罐体和车辆动力源在以上关于图2进行了描述。因此，这些组件的细节通过参考图4被结合而并不在此进行重复。

如图4所示，空调系统400包括热交换器416，其热耦合至罐体410的出口414，并且还耦合至辅助冷却回路420以便利用由于流体在其离开罐体之后的温度下降而能够获得的热容量。图4中的热交换器416类似于以上关于图2A所描述的热交换器216，并且热交换器216的描述也能够应用于热交换器416。

在图4中，辅助冷却回路420耦合至热交换器416。特别地，热交换器416被配置为从通过辅助冷却回路420循环的冷却剂去除热量，因此向辅助冷却回路420提供冷却能力。冷却剂随后被循环至热交换器422，其从环境或热耦合至热交换器422的组件去除热量。

例如，在一些实施例中，热交换器422是冷却剂-空气热交换器，其位于蒸发器406附近(或者与之耦合)。因此，当空调回路402处于操作之中时(例如，对车辆的内部隔间进行冷却)，辅助冷却回路420为空调系统400提供附加的冷却能力。

在一些实施例中，空调回路402和辅助冷却回路420被配置为同时进行操作。因此，由于辅助冷却回路420所提供的附加冷却能力，能够选择具有较小冷却能力的空调回路402(并且因此更为廉价、更小、更轻并且更为高效的空调系统)。、、、即使空调回路402的热容量并未下降(例如，当辅助冷却回路420作为售后增加而被包括于现有的空调回路402时)，辅助冷却回路402的附加冷却能力也能够由于空调回路402将不必像其本来那样那么频繁地运行或提供大量冷却而带来更高的效率。

在一些实施例中，辅助冷却回路402被配置为在空调回路402并未操作时进行操作。例如，辅助冷却回路420可以被配置为在辅助冷却回路420能够满足冷却需求时—诸如在需要少量冷却时—单独操作。如果需求增加而超出了辅助冷却回路420的能力，则空调回路402被激活以便提供额外所需的冷却能力。

在一些实施例中，辅助冷却回路420并不被用于冷却与空调回路402相同的空间或组件。例如，在空调回路402可能主要被配置为冷却车辆的内部部分(例如，车辆100的驾驶室108，图1)的情况下，辅助冷却回路420能够被配置为冷却与空调回路402不同的驾驶室的部分，或者车辆100的另一个组件(例如，电池、控制器或供电电子器件、电机、发动机等)。

图5是图示出依据一些实施例的操作蒸汽压缩空调系统的方法400的流程图。该方法包括对压缩流体进行膨胀以便使得该流体的温度下降(502)。在一些实施例中，该压缩流体被存储在安装于车辆上的存储罐中。在一些实施例中，通过使得该压缩流体经过膨胀设备(例如，膨胀阀、膨胀孔等)而使得该压缩流体发生膨胀(503)。

在一些实施例中，该方法进一步包括使用该膨胀流体向车辆的发动机提供动力(504)。在一些实施例中，该车辆的发动机是燃料电池，并且该流体为氢气。在一些实施例中，该车辆的发动机是燃烧发动机，并且该流体从液化天然气(LNG)、液化石油气(LPG)和压缩天然气(CNG)所组成的群组中进行选择。在一些实施例中，该车辆的发动机是气动式马达，并且该流体是空气。

该方法进一步包括将来自蒸汽压缩制冷回路中的制冷剂的热量传输至该膨胀流体，其中该热量由于该膨胀流体和制冷剂之间的温差而传输(506)。在一些实施例中，该热量经由制冷剂-液体热交换器而从制冷剂传输至膨胀流体(508)。

该方法进一步包括利用该蒸汽压缩制冷回路的制冷剂向该车辆的内部部分提供冷却(510)。例如，该蒸汽压缩制冷回路可以对应于车辆的蒸汽压缩空调系统，其中除其它组件之外，制冷剂通过蒸发器(例如，蒸发器206，图1)以便对车辆的内部隔间内的空气进行冷却。

在一些实施例中，该方法进一步包括利用该膨胀流体为车辆提供动力(512)。例如，在膨胀流体已经通过热交换器之后，其被发动机(例如，燃料电池、燃烧电机或气动马达)用来为该车辆生成动力。

在之前的讨论中，可选地针对这里作为单个实例进行描述的组件、操作或结构提供了多个实例。最终，各个组件、操作和数据存储之间的界限在一定程度上是任意的，并且在具体说明性配置的上下文中对特定的操作进行了阐述。功能的其它分配得以被预见到并且可选地落入(多个)实施例的范围之内。通常，在示例配置中作为单独组件给出的结构和功能可选地被实施为组合结构或组件。类似地，作为单个组件所给出的结构和功能可选地被实施为单独组件。这些和其它的变化、修改、增加和改进落入(多个)实施例的范围之内。

将要理解的是，虽然在一些情况下在这里使用了术语“第一”、“第二”来描述各个要素，但是这些要素并不应当被这些术语所限制。这些术语仅被用来将一个要素与另一个加以区分。例如，第一接触可以被称之为第二接触，并且类似地，第二接触可以被称之为第一接触，这改变了描述的含义，只要“第一接触”所有出现之处都被一致地重新命名并且第二接触的所有出现之处也都被一致地重新命名。第一接触和第二接触都是接触，但是它们并非相同接触。

这里所使用的术语是仅是出于描述特定实施例的目的而并非意在对权利要求进行限制。如在实施例的描述和所附权利要求中所使用的，除非上下文清楚地另外指出，否则单数形式“一”(“a”、“an”和“the”)意在也包括复数形式。还将要理解的是，如这里所使用的术语“和/或”是指代并且包含一个或多个相关联的所列出事项的任意且全部的可能组合。将要进一步理解的是，当在该说明书中使用时，术语“包括”和/或“包括了”指明存在所提到的特征、整数、步骤、操作、要素和/或组件，但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、组件和/或其群组。

如这里所使用的，根据上下文，术语“如果”可选地被理解为表示“在…时”或“当…时”或者“响应于确定”或者“依据确定”或者“响应于检测到”所提到的先决条件为真。类似地，根据上下文，短语“如果确定(所提到的先决条件为真)”或“如果(所提到的先决条件为真)”或“在(所提到的先决条件为真)时”可选地被理解为表示“当确定…时”或者“响应于确定”或者“依据确定”或者“当检测到”或者“响应于检测到”所提到的先决先决条件为真。

以上描述包括示例系统、方法、技术、指令序列，以及体现说明性实施例的计算机器程序产品。出于解释的目的，给出了很多具体细节以便提供对发明主题的各个实施例的理解。然而，本领域技术人员将要预见到的是，发明主题的实施例可选地在没有这些具体细节的情况下被实践。通常，公知的指令实例、协议、结构和技术并未被详细示出。

出于解释的目的，已经参考具体实施例对以上的描述进行了表述。然而，以上的说明性讨论并非意在是穷尽的的或者将实施例限制为所公开的确切形式。可能参考上述教导进行许多修改和变化。实施例被选择并描述以便以最佳方式对原则以及它们的实际应用进行解释，因此使得本领域技术人员能够以最佳方式对该实施例以及具有如适用于所预期的特定使用的各种修改的各个实施例加以利用。

Claims (19)

1.一种车辆空调系统，包括：

第一蒸汽压缩制冷回路，其包括：

第一制冷剂压缩机；和

第一蒸发器；

用于保存压缩流体的罐体；

被配置为运送来自所述罐体的膨胀流体的出口；和

热耦合至所述第一蒸汽压缩制冷回路和所述出口的热交换器。

2.根据权利要求1所述的车辆空调系统，其中所述热交换器被配置为将热量从由所述第一蒸汽压缩制冷回路所运送的制冷剂传输至由所述出口所运送的流体，其中由所述出口所运送的流体的温度已经由于所述流体在离开所述罐体时的膨胀而降低。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的车辆空调系统，进一步包括：

第二蒸汽压缩制冷回路，所述第二蒸汽压缩制冷回路包括：

第二制冷剂压缩机；和

第二蒸发器；

其中所述热交换器热耦合至所述第二蒸汽压缩制冷回路。

4.根据权利要求3所述的车辆空调系统，其中所述第一制冷剂压缩机是发动机皮带驱动的压缩机，并且所述第二制冷剂压缩机是电驱动的压缩机。

5.根据权利要求3所述的车辆空调系统，其中所述第一制冷剂压缩机是电驱动的压缩机，并且所述第二制冷剂压缩机是发动机皮带驱动的压缩机。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的车辆空调系统，其中所述车辆空调系统被安装在车辆之中，并且所述车辆被配置为从所述流体获得动力。

7.根据权利要求6所述的车辆空调系统，所述车辆包括燃料电池以及一个或多个电动机以便为所述车辆生成动力，其中所述燃料电池被配置为使用氢气产生电力从而驱动所述一个或多个电动机。

8.根据权利要求6所述的车辆空调系统，其中所述车辆包括被配置为由于所述流体的燃烧而向所述车辆提供动力的发动机。

9.根据权利要求8所述的车辆空调系统，其中所述流体是碳氢化合物，并且所述车辆包括通过所述碳氢化合物的燃烧而为所述车辆产生动力的燃烧发动机。

10.根据权利要求9所述的车辆空调系统，其中所述碳氢化合物从液化天然气(LNG)、液化石油气(LPG)和压缩天然气(CNG)所组成的群组中进行选择。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的车辆空调系统，其中所述热交换器是套管式热交换器。

12.根据权利要求1-10中任一项所述的车辆空调系统，其中所述热交换器是壳管式热交换器。

13.根据权利要求1-10中任一项所述的车辆空调系统，其中所述热交换器是平板式热交换器。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的车辆空调系统，其中所述第一蒸汽压缩制冷回路进一步包括第一冷凝器和第一膨胀设备。

15.根据权利要求14所述的车辆空调系统，其中所述热交换器在所述第一压缩机和所述第一冷凝器之间耦合至所述蒸汽压缩制冷回路。

16.根据权利要求14所述的车辆空调系统，其中所述热交换器在所述第一冷凝器和所述第一膨胀设备之间耦合至所述蒸汽压缩制冷回路。

17.根据权利要求1-13中任一项所述的车辆空调系统，其中所述蒸汽压缩制冷回路包括第一膨胀设备而并不包括制冷剂-空气冷凝器。

18.根据权利要求17所述的车辆空调系统，其中所述热交换器在所述第一压缩机和所述第一膨胀设备之间耦合至所述第一蒸汽压缩制冷回路。

19.一种车辆空调系统，包括根据权利要求1-18中任一项所述的组件中的任一项并且被配置为根据权利要求1-18中任一项的描述进行操作。