CN105987437B - 用于车辆的空调 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于车辆的空调，其包括加热管线，所述加热管线在其入口处具有冷凝器，并具有与车辆的内部联通的出口。冷却管线具有与加热管线的入口联通的入口、与车辆的内部联通的出口、和在冷却管线的内部连接至冷凝器的蒸发器。设置一个或多个门状件以控制每个管线的流动气流并控制引入至车辆的内部中的空气的温度。

Description

用于车辆的空调
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的空调，更特别地，涉及一种通过冷凝器和蒸发器来进行冷却和加热的用于车辆的空调。
背景技术
用于车辆的空调包括用于从外部吸收空气并将空气排出至车辆内部的鼓风机。加热器和蒸发器设置在通过鼓风机而流动的空气的流动路径上以冷却或加热空气。多个管被连接使得加热的空气或冷却的空气可以排出至车辆内部的上侧或下侧。
然而，这种常规空调除了用于冷却的系统之外还需要单独的加热系统，因此增加了实施各个系统的成本并增加了用于操作所述各个系统的大量的能量，从而使车辆的燃料效率变差。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本申请的一个方面旨在提供一种用于车辆的空调，其可以通过一个系统来对车辆的内部加热和冷却，而无需构造用于冷却和加热的多个系统。
本申请的其他目的和有优点可以通过如下说明书而理解，并通过参考本发明构思的实施方案而变得清楚。另外，对于本申请所属领域的技术人员显而易见的是本申请的目的和优点可以通过所要求保护的多个方式及其组合来实现。
根据本发明构思的实施方案，一种用于车辆的空调包括：加热管线，所述加热管线在其入口处具有冷凝器，并且所述加热管线具有与车辆的内部联通的出口。冷却管线具有与所述加热管线的入口联通的入口、与车辆的内部联通的出口，和在所述冷却管线的内部连接至冷凝器的蒸发器，以用于循环制冷剂。一个或多个门状件被打开和闭合以控制每个管线的流动气流并控制引入至车辆的内部中的空气的温度。循环管线，其与所述冷却管线和车辆的内部联通以将车辆内部的空气再循环至所述冷却管线。其中，所述冷凝器设置在所述加热管线的入口与冷却管线的入口相互连接的位置处，所述蒸发器设置在冷却管线的沿着气流方向的位于所述冷凝器的下游位置处，所述一个或多个门状件在用以被引入到冷却管线中的室外空气的流动路径中设置在冷凝器与蒸发器之间，通过冷凝器后并用以通过蒸发器的加热的空气的量根据所述一个或多个门状件的打开程度而受到控制，所述循环管线设置在所述冷却管线与所述加热管线之间从而使得冷却管线和加热管线相互区分。
所述门状件可在所述加热管线和所述冷却管线的入口和出口中的每一个处包括至少一个门状件。
所述冷却管线和所述加热管线可具有通孔以与外部联通。所述一个或多个门状件打开/闭合所述通孔，使得在各个管线中流动的空气的流动路径能够根据所述通孔的打开/闭合而改变。
所述门状件可包括第一冷却门，其设置在所述冷却管线的入口处，并形成用于室外空气的流动路径，以使所述室外空气在第一冷却门打开时被引入到冷却管线中。第二冷却门设置在冷却管线的出口处，并形成用于所述冷却管线的空气的流动路径，以使所述冷却管线的空气在第二冷却门打开时被排出至外部。
所述一个或多个门状件可包括加热门，其设置在所述加热管线的出口处，并形成用于加热管线的空气的流动路径，以使所述加热管线的空气在加热门打开时被排出至外部。
所述第一冷却门可打开至所述冷却管线和所述加热管线中的每一个的内部，以控制从所述冷凝器引入至所述冷却管线或加热管线的空气的量。
所述第二冷却门和所述加热门可打开至所述冷却管线和所述加热管线的内部，以在打开时阻塞所述加热管线或所述冷却管线。
所述用于车辆的空调可进一步包括第三冷却门，其设置在所述循环管线处用以连接/断开所述冷却管线与所述循环管线之间的联通。
所述空调可打开所述第一冷却门，闭合所述第二冷却门，并打开所述加热门用以冷却车辆的内部，使得经过所述蒸发器的冷却的空气能够被引入至车辆的内部中。
所述空调可闭合所述加热门，并打开所述第一冷却门和所述第二冷却门中的至少一个用以加热车辆的内部，使得从冷凝器排出的空气能够被引入到车辆的内部中。
所述空调可进一步包括鼓风机，其将空气吹向每个管线的出口，所述鼓风机设置在所述第一冷却门与所述第二冷却门之间，并设置在所述冷凝器与所述加热门之间。
所述空调可进一步包括正温度系数(PTC)加热器，其设置在所述鼓风机与所述加热门之间。
根据具有上述结构的用于车辆的空调，在使用空调的时候在无需任何改变的情况下，可以实现冷却和加热，使得与单独实施冷却和加热系统的常规系统相比可以减少成本，并可以改进燃料效率。
此外，由于简化了构造，因而控制的复杂度可以减少，并便于制造。
附图说明
图1为显示根据本发明构思的实施方案的用于车辆的空调的构造的视图。
图2为显示根据本发明构思的实施方案的用于车辆的空调的用于冷却的气流的视图。
图3为显示车内空气再循环模式下的用于冷却的气流的视图。
图4为显示当在冷却过程中控制温度时的气流的视图。
图5为显示根据本发明构思的实施方案的用于车辆的空调的用于加热的气流的视图。
图6为显示在极度低温状态下用于加热的气流的视图。
图7为显示当在加热过程中控制温度时的气流的视图。
具体实施方式
根据本发明构思的示例性实施方案的空调将参照附图在下文更详细地进行描述。然而，本发明构思可以以不同的形式具体表达，且不应被解释为局限于本文所述的实施方案。相反，提供这些实施方案使得本申请更加透彻和完整，并将本申请的范围完全传达给本领域技术人员。在整个申请中，类似的附图标记在本发明构思的各种附图和实施方案中指代类似的部件。
图1为显示根据本发明构思的实施方案的用于车辆的空调的构造的视图。所述空调包括加热管线200，在所述加热管线200的入口201处具有冷凝器400，并且所述加热管线200具有与车辆的内部联通的出口202。冷却管线100包括与加热管线200的入口201联通的入口101、与车辆的内部联通的出口102，以及在冷却管线100内部连接至冷凝器400的蒸发器500。至少一个门状件10控制每个管线的流动气流，并控制引入车辆内部的空气的温度。
门状件10可以为转板(flap)并围着一个端部部分可旋转。在入口101、201和出口102、202中的每一个处至少可以设置一个转板。冷却管线100和加热管线200具有与外部联通的通孔A。门状件10打开/闭合通孔A，并且在各个管线100和200中流动的空气的流动路径可以根据通孔A的打开/闭合而改变。
冷凝器400和蒸发器500设置在一个冷却系统中，其中冷凝器400接收由压缩机(未示出)压缩的制冷剂并传递制冷剂的热。由冷凝器400冷凝的制冷剂经过膨胀阀(未示出)并在蒸发器500中吸收热，由此冷却经过蒸发器500的空气。然后，已经经过蒸发器500的空气被再次引入压缩机中。
根据本发明构思的实施方案，当对车辆的内部进行加热时，冷凝器400用作发热元件，空气通过该发热元件被引入加热管线200中，并由此可以将从冷凝器400传递的热用作热源。因此，对于冷却和加热两者来说，冷凝器400加热空气而蒸发器500冷却空气，使得加热和冷却可以通过使用一个冷却系统来实现。
因为使用从车辆冷却系统排出的热进行车辆的内部加热，因而不需要单独的用于加热的系统，因此减少成本和重量，并简化了系统和制造工艺。
冷却管线100的入口101和出口102可以分别连接至加热管线200的入口201和出口202，从而形成共用的输入和共用的输出。通孔A可以形成在各个管线100和200的壁部上，从而与外部联通。入口101、202和出口102、202根据每个管线100和200而可以独立地形成，或可以如上所述地形成为部分地相互联通。此外，通孔A可以与门状件10的位置和数目相适应。
门状件10可以包括第一冷却门110，其设置在冷却管线100的入口101处并形成用于室外空气的流动路径，以使所述室外空气在通孔A打开时被引入到冷却管线100中。第二冷却门120设置在冷却管线100的出口102处，并形成用于冷却管线100的空气的流动路径，以使所述冷却管线100的空气在通孔A打开时被排出至外部。
此外，门状件10可以额外地包括加热门220，其设置在加热管线200的出口202处，并形成用于加热管线200的空气流动路径，以使所述加热管线200的空气在通孔A打开时被排出至外部。辅助加热门210设置在加热管线200的入口201处，并形成用于被从冷凝器400排出的一部分空气的流动路径，以使该部分空气被排出到外部。
根据本发明构思的另一实施方案，第一冷却门110可以打开至冷却管线100的内部，并且所述第一冷却门110的一端可旋转地联接至在通孔A的圆周部分上的冷却管线100的入口部分101。第一冷却门110的另一端可以面向冷却管线100的出口102，由此在第一冷却门110打开时通过闭合或部分地打开的冷却管线100来阻挡空气或控制从冷凝器400引入至冷却管线100的空气的量。
此外，第二冷却门120和加热门220在打开时可以分别打开至冷却管线100和加热管线200的内部，并各自具有分别可旋转地联接至在通孔A的圆周上的管线100、200的出口102、202的一端。第二冷却门120和加热门220的另一端可以分别面对管线100和200的入口101、201，因此在第二冷却门120和加热门220打开时通过将冷却管线100或加热管线200闭合而将每个管线100或200中流动的空气排出至外部，或者通过部分地打开第二冷却门120或加热门220而将空气引入车辆的内部中。此外，辅助加热门210可以具有与加热门220不同的安装位置，但具有与加热门220相似的构造，从而仅将空气从冷凝器400排出的部分排出至外部。
尽管根据本发明构思的实施方案，如上所述的用于车辆的空调包括设置有一个门状件10的管线100和200的入口101、201和出口102、202，但待安装的门状件10的位置和数目可以根据设计者的意愿而可变地设定。此外，每个门状件10可以具有电机或驱动设备，其能够旋转门状件10，从而使得门状件10的打开程度可以根据外部信号而受到控制。通孔A形成在安装有门状件10的所有位置上。
根据每个门状件10的打开程度，在每个管线100和200中流动的空气可以排出至外部，可以确定引入车辆的内部中的空气的量。
另外，第一冷却门110可以设置在冷凝器400与蒸发器500之间，蒸发器500可以设置在第一冷却门110与第二冷却门120之间。
此外，正温度系数(PTC)加热器600可以设置在辅助加热门210与加热门220之间，辅助加热门210可以设置在冷凝器400与PTC加热器600之间。当包括了PTC加热器600时，在冷凝器400不能提供足够的热时可以提供额外的热源。
此外，用于将空气流动至管线100、200的出口102、202的鼓风机700可以设置在第一冷却门110与第二冷却门120之间以及在辅助加热门210与加热门220之间，或者设置在第一冷却门110与蒸发器500之间以及在辅助加热门210与PTC加热器600之间。由于鼓风机700设置在各个管线100和200中，因而空气流动的量可以根据各个管线100和200而被控制。此外，由于鼓风机700分别设置在蒸发器500和PTC加热器600的后侧处，因而鼓风机700不直接暴露至被冷却或加热的空气，使得鼓风机700的使用寿命可以延长。
每个布置可以不同地设定，鼓风机700的位置和数目也可以不同地设置。
根据本申请的空调可以进一步包括循环管线300，其与冷却管线100和车辆的内部联通，并将车辆的内部的空气再循环至冷却管线100。第三冷却门310可以连接/断开冷却管线100与循环管线300之间的联通。第三冷却门310在冷却管线100与循环管线300相互联通的边界位置处可以打开/闭合。
循环管线300可以设置在冷却管线100与加热管线200之间从而使得冷却管线100和加热管线200相互区分。然而，这样的构造不是必须的，循环管线300可以作为单独的管线设置。
下文中将参考上述构造和图2至7来描述根据温度控制气体流动的过程。首先，图2为显示根据本发明构思的实施方案的用于车辆的空调的用于冷却的气流的示图。第一冷却门110打开以阻挡从冷凝器400排出的加热的空气H被引入冷却管线100中。第二冷却门120闭合从而将经过蒸发器500的冷却的空气C经由冷却管线100的出口部件102而引入到车辆的内部中。在此情况下，加热门220可以打开以将加热的空气H排出至外部，使得可以防止加热的空气H被引入至车辆的内部中。
此外，图3为显示在车内空气再循环模式下用于冷却的气流的示图。为了增加冷却的效率并优化冷却性能，空调将车辆内部中的一部分冷却的空气C再循环。在此情况下，每个门状件可以以类似于上述用于冷却的气流的方式而打开和闭合。另外，第三冷却门310可以打开以使得冷却管线100与循环管线300能够相互联通使得一部分的冷却的车内空气可以通过循环管线300而被引入到冷却管线100中。因此，第三冷却门310可以设置在第一冷却门110与第二冷却门120之间以将空气引入至冷却管线100的内部。此外，为了平顺地排出从冷凝器400排出的加热的空气H，辅助加热门210可以在加热管线200打开时打开。
甚至在冷却过程中可以进行适合的温度控制。图4为显示在冷却过程中控制温度时气流的示图。每个门状件10可以以类似于上述的方式打开，但加热门220不会完全闭合加热管线200而是处于部分打开状态，使得一部分从冷凝器400排出的空气通过加热管线200的出口部分202而可以与从冷却管线100排出的冷却的空气C混合，然后可被引入到车辆的内部中。
为了温度控制，全部门状件10以及加热门220的打开程度可以变化地设定，这可以根据设计者的意愿通过不同的实施方案而实施。
图5为显示根据本发明构思的实施方案的用于车辆的空调的用于加热的气流的示图。当对车辆的内部加热时，辅助加热门210和加热门220可以闭合使得来自冷凝器400的加热的空气H可以被引入到车辆的内部，第一冷却门110和/或第二冷却门120可以打开使得从蒸发器500排出的冷却的空气C可以被排出至外部。
在进行车辆加热时，外部温度处于相对较低的状态。即使在这种状态下，蒸发器500连续地进行冷却操作，因此可以损坏蒸发器500的状况。因此，在进行车辆加热时，将第一冷却门110控制成不完全地闭合冷却管线100使得冷凝器400的加热的空气H的一部分可以被引入到冷却管线100中，由此防止蒸发器500被过度冷却。
特别地，在外部温度处于极端低温的状态时，例如，负二十度或更低，仅部分打开已经闭合的冷却管线100可能是不够的。因此，在此情况下，如图6中所示，可以打开第三冷却门310用以额外地将车辆内部的空气引入至蒸发器500，从而可以防止蒸发器500被过度冷却。
第一冷却门110相对于冷却管线100的打开程度可以根据环境而增加。然而，在此情况下，引入到加热管线200中的加热的空气H的量减少。因此，每个门状件10的打开程度可以根据外部温度和各种情况通过测试而适当地调节。
此外，当外部温度处在极度低温的状态时，通过操作PTC加热器600而可以确保额外的热源。PTC加热器的操作温度可以根据设计者的意愿而不同地设定。
即使在进行对车辆的内部加热时，可以根据情况而需要适当的温度控制。在此情况下，如图7的气流示图中所示，第二冷却门120被控制从而打开部分的冷却管线100使得空气从蒸发器500排出的部分不会被排出至外部而是与从加热管线200排出的加热的空气H一同被引入到车辆的内部中。为了温度控制，通过实验性测试不仅可以变化地设定第二冷却门120的打开程度，而且还可以变化地设定其它门状件10的打开程度。
根据具有上述构造的用于车辆的空调，在使用车辆的空调的时候在无需任何改变的情况下，可以实现冷却和加热，使得与通过单独的系统实现冷却和加热的情况相比可以减少成本，并可以改进燃料效率。
此外，由于简化了系统构造，因而控制的复杂度可以减少，从而便于制造。
尽管通过特定的实施方案已经描述了本发明的构思，但对于本领域技术人员来说显而易见的是在不背离如权利要求书中所限定的本发明的本质和范围情况下可以进行各种改变和修改。

Claims (18)

1.一种用于车辆的空调，其包括：
加热管线，所述加热管线在其入口处具有冷凝器，并且所述加热管线具有与车辆的内部联通的出口；
冷却管线，其具有与所述加热管线的入口联通的入口、与车辆的内部联通的出口，和在所述冷却管线的内部连接至冷凝器的蒸发器，以用于循环制冷剂；
多个门状件，所述多个门状件被打开和闭合以控制每个管线的流动气流并控制引入至车辆的内部中的空气的温度，以及
循环管线，其与所述冷却管线和车辆的内部联通以将车辆内部的空气再循环至所述冷却管线，
其中，所述冷凝器设置在所述加热管线的入口与冷却管线的入口相互连接的位置处，
所述蒸发器设置在冷却管线的沿着气流方向的位于所述冷凝器的下游位置处，
所述多个门状件包括第一冷却门，其在用以被引入到冷却管线中的室外空气的流动路径中设置在冷凝器与蒸发器之间，
通过冷凝器后并用以通过蒸发器的加热的空气的量根据所述多个门状件的打开程度而受到控制，
所述循环管线设置在所述冷却管线与所述加热管线之间从而使得冷却管线和加热管线相互区分。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的空调，其中所述多个门状件在所述加热管线和所述冷却管线的入口和出口中的每一个处包括至少一个门状件。
3.根据权利要求1所述的用于车辆的空调，其中所述冷却管线和所述加热管线具有通孔以与外部联通，所述多个门状件打开/闭合所述通孔，使得在各个管线中流动的空气的流动路径根据所述通孔的打开/闭合而改变。
4.根据权利要求3所述的用于车辆的空调，其中，所述第一冷却门设置在所述冷却管线的入口处，并形成用于室外空气的流动路径，以使所述室外空气在所述第一冷却门打开时被引入到冷却管线中，
所述多个门状件还包括：第二冷却门，其设置在冷却管线的出口处，并形成用于所述冷却管线的空气的流动路径，以使所述冷却管线的空气在所述第二冷却门打开时被排出至外部。
5.根据权利要求4所述的用于车辆的空调，其中所述多个门状件包括加热门，其设置在所述加热管线的出口处，并形成用于加热管线的空气的流动路径，以使所述加热管线的空气在所述加热门打开时被排出至外部。
6.根据权利要求4所述的用于车辆的空调，其中所述第一冷却门在打开时打开至所述冷却管线和所述加热管线中的每一个的内部，以控制从所述冷凝器引入至所述冷却管线或加热管线的空气的量。
7.根据权利要求5所述的用于车辆的空调，其中所述第二冷却门和所述加热门分别打开至所述冷却管线和所述加热管线的内部，以在打开时阻塞所述加热管线或所述冷却管线。
8.根据权利要求4所述的用于车辆的空调，其进一步包括：
第三冷却门，其设置在所述循环管线处用于连接/断开所述冷却管线与所述循环管线之间的联通。
9.根据权利要求5所述的用于车辆的空调，其中所述空调打开所述第一冷却门，闭合所述第二冷却门，并打开所述加热门用以冷却车辆的内部，使得经过所述蒸发器的冷却的空气被引入至车辆的内部中。
10.根据权利要求5所述的用于车辆的空调，其中所述空调闭合所述加热门，并打开所述第一冷却门和所述第二冷却门中的至少一个用以加热车辆的内部，使得从冷凝器排出的空气被引入到车辆的内部中。
11.根据权利要求5所述的用于车辆的空调，其进一步包括：
鼓风机，其将空气吹向每个管线的出口，所述鼓风机设置在所述第一冷却门与所述第二冷却门之间，并设置在所述冷凝器与所述加热门之间。
12.根据权利要求11所述的用于车辆的空调，其进一步包括：
正温度系数加热器，其设置在所述鼓风机与所述加热门之间。
13.根据权利要求5所述的用于车辆的空调，其进一步包括：
辅助加热门，其设置在所述加热管线的入口处，并形成用于一部分从冷凝器排出的空气的流动路径，使得该部分空气被排出至外部。
14.根据权利要求13所述的用于车辆的空调，其进一步包括：
正温度系数加热器，其设置在所述辅助加热门与所述加热门之间，
其中所述辅助加热门设置在所述冷凝器与所述正温度系数加热器之间。
15.根据权利要求14所述的用于车辆的空调，其进一步包括：
鼓风机，其将空气吹向每个管线的出口，所述鼓风机设置在所述辅助加热门与所述加热门之间。
16.根据权利要求14所述的用于车辆的空调，其进一步包括：
鼓风机，其将空气吹向每个管线的出口，所述鼓风机设置在所述第一冷却门与所述蒸发器之间，并设置在所述辅助加热门与所述正温度系数加热器之间。
17.根据权利要求13所述的用于车辆的空调，其中所述空调闭合所述加热门和所述辅助加热门用以对车辆的内部加热，使得从冷凝器排出的空气被引入至车辆的内部。
18.根据权利要求12所述的用于车辆的空调，其中所述鼓风机分别设置在所述蒸发器的后侧以及所述正温度系数加热器的后侧。
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