CN106183701B - 车辆的空调装置 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种车辆的空调装置，其包括冷却管线，该冷却管线形成空气的冷却路径，所述冷却管线具有设置在冷却路径中的蒸发器，并且所述冷却管线排出冷空气。还包括加热管线，该加热管线形成空气的加热路径，所述加热管线具有设置在加热路径中且与蒸发器相连的冷凝器，并且所述加热管线排出热空气。

Description

车辆的空调装置
技术领域
本发明涉及一种车辆的空调装置，更具体地，本发明涉及一种使用冷凝器和蒸发器进行加热或冷却的车辆的空调装置。
背景技术
汽车空调装置包括：鼓风机、加热器和蒸发器、以及管道，所述鼓风机将空气从外部吹入车辆的内部；所述加热器和蒸发器设置在由鼓风机传送的用于加热或冷却的空气流动路径中；所述管道连接为引导热空气和冷空气到车辆内部的较高或较低部位。
然而，相关技术的这种空调装置需要额外的用于冷却和加热系统，并且所述系统的成本过高。此外，需要相当多的能量来使系统运行，从而降低了车辆的燃油效率。
前述内容仅意在帮助理解背景技术，而不是意在表示本发明落入已被本领域技术人员公知的现有技术的范围内。
发明内容
本发明致力于解决相关技术中出现的上述问题，并且本发明公开了一种车辆的空调装置，其可以仅使用一个用于冷却和加热的系统来冷却和加热车辆的内部。
根据本发明构思的一个方面，一种车辆的空调装置包括冷却管线，其形成用于冷空气的路径，并具有设置在冷空气路径中的蒸发器。所述冷却管线排出冷空气。加热管线，其形成用于热空气的路径，并具有设置在热空气路径中且与蒸发器相连的冷凝器。所述加热管线排出热空气。
空调装置可进一步包括副冷凝器，其与冷却管线中的蒸发器相连。所述蒸发器具有经过其中的制冷剂。制冷剂被压缩，并且在制冷剂返回到蒸发器之前，被压缩的制冷剂供给至冷凝器和副冷凝器。
所述冷却管线可包括设置在其中的冷却侧鼓风机，以在外部空气经过蒸发器后将外部空气传送到车辆的内部。所述加热管线可包括设置在其中的加热侧鼓风机，以在外部空气被加热后将外部空气传送到车辆的内部。
所述空调装置可进一步包括副冷凝器，其与冷却管线中的蒸发器相连。冷却侧鼓风机可设置在副冷凝器和蒸发器之间。冷却侧鼓风机吸入外部空气并将外部空气输送到副冷凝器和蒸发器。经过蒸发器的空气可流动到车辆的内部，而经过副冷凝器的空气可从冷却管线排出。
所述空调装置可进一步包括加热器，其设置在加热管线中，以加热在加热管线中的空气。加热侧鼓风机可设置在冷凝器和加热器之间，并将外部空气通过冷凝器和加热器输送到车辆的内部。
所述冷却管线和加热管线可分别具有与外部连通的排气口，并且分别具有覆盖排气口的门，当门打开时，通过排气口引导冷空气或热空气到冷却管线和加热管线的外部。
所述空调装置可进一步包括控制器，其配置为控制门的打开和关闭。当车辆内部达到第一参考温度时，控制器可关闭冷却管线的门，并可打开加热管线的门。所述空调装置可进一步包括循环管线，其向蒸发器提供来自车辆内部的空气。循环门，其用于打开和关闭循环管线和冷却管线之间的排气口。根据用于车辆内部的第一参考温度，控制器可打开循环门，使得循环管线和冷却管线相互连通。
所述空调装置可进一步包括控制器，其配置为控制门的打开和关闭。当车辆内部达到第二参考温度时，控制器可关闭加热管线的门，并可打开冷却管线的门。
所述空调装置可进一步包括循环管线，其向蒸发器提供来自车辆内部的空气。循环门，其用于打开和关闭循环管线和冷却管线之间的排气口。当外部空气的温度为预定温度或更小时，控制器可打开循环门，以向蒸发器提供来自车辆内部的空气。
冷却管线与加热管线布置在一个空调管线内。
根据具有上述结构的车辆的空调装置，利用一个车辆的空调系统，能够同时实现冷却和加热。因此，与使用额外的系统用于冷却和加热相比，本发明能够降低成本，并提高燃油效率。
此外，所述系统的结构简化，从而简化控制和制造。
附图说明
通过结合附图所呈现的下文的详细描述将会更为清楚地理解本发明的上述和其它目的，特征以及其他优点。
图1为显示了根据本发明构思的实施方案的车辆的空调装置的视图。
图2为图1的实施方案的截面图。
图3为显示了根据本发明构思的实施方案的车辆的空调装置的示意图。
图4为显示了通过冷却鼓风机的送风操作的图。
图5和图6为显示了通过根据本发明构思的实施方案的车辆的空调装置的冷却空气流动的图。
图7和8为显示了通过根据本发明构思的实施方案的车辆的空调装置的加热空气流动的图。
具体实施方式
根据本发明的实施方案的车辆的空调装置将参照附图在下文进行描述。
图1为显示了根据本发明构思的实施方案的车辆的空调装置的视图。图2为图1的实施方案的截面图。根据本发明的实施方案的车辆的空调装置包括冷却管线100，该冷却管线100具有布置在空气路径中的蒸发器120，并且排放冷却的空气。加热管线200，其具有布置在空气路径中并与蒸发器120相连的冷凝器210，并且加热管线200排放被加热的空气。副冷凝器110，其与蒸发器120相连，并布置在冷却管线100中。制冷剂，其经过蒸发器120，并且在被压缩和供给至冷凝器210和副冷凝器110之后返回至蒸发器120。本发明的空调装置包括用于改善热排放效率和改善蒸发器120冷却性能的副冷凝器110。
详细地说，蒸发器120、冷凝器210和副冷凝器110彼此连接作为一个单元。冷凝器210和副冷凝器110接收来自制冷剂的热量，该制冷剂通过压缩机(未示出)压缩。通过冷凝器210和副冷凝器110冷凝的制冷剂在经过膨胀阀(未示出)之后通过蒸发器120接收热量，以使经过蒸发器的空气被冷却。进一步地，从蒸发器120流出的气体流回压缩机，并随后被分配到冷凝器210和副冷凝器110。
冷凝器210和副冷凝器110可独立地连接到压缩机，以使它们能独立地接收压缩的制冷剂。热量被均匀地传递到冷凝器，并且热排放效率得到提高，从而显著增加了蒸发器120的冷却性能。
提供给冷凝器210和副冷凝器110的制冷剂的量可以设置为不同。在这种情况下，加热效率可以通过加热管线200而提高，并且通过增加供应给冷凝器210的制冷剂的量以排放更多的热量而使得热损失可以减少。
在另一个实施方式中，冷凝器210和副冷凝器110可彼此相通，使得被压缩的制冷剂流过冷凝器210和副冷凝器110的任意一个，随后流过另一个，从而通过加热管线200来提高加热效率，并且通过在经过冷凝器210之后将制冷剂传递到副冷凝器110而减少热量损失。
如上所述，通过使用由冷凝器210产生的热作为热源用于加热管线200(这在相关中未曾被使用)，与使用额外的主加热源相比，本发明能够以单个空调系统改善节能效率并实现平稳加热，并且因此无需额外的加热系统。
图3为显示了根据本发明构思的实施方案的车辆的空调装置的示意图。如图1至3所示，冷却侧鼓风机130可设置在冷却管线100中，使得外部空气在经过蒸发器120之后被传送到车辆内部，而加热侧鼓风机230可设置在加热管线200中，使得外部空气在通过冷凝器210并随后被加热之后被传送到车辆内部。
冷却管线100和加热管线200的第一端均被连接到车辆的内部，使得在管线100、200中的冷空气和热空气能够被排放到车辆内部，并且加热管线200的第二端与外部连通，以使空气能够流入加热管线200。
图4为显示了通过冷却鼓风机的送风操作的图。设置在副冷凝器110和蒸发器120之间的冷却侧鼓风机130将外部空气传递到内部，并将外部空气传送到副冷凝器110和蒸发器120。经过蒸发器120的空气流动到车辆的内部，而经过副冷凝器110的空气被排出冷却管线100。
冷却管线100的第二端可以与外部连通，使得通过副冷凝器110加热后的空气被排出到外部，或者可以与加热管线200进行连接，使得通过副冷凝器110加热的空气流入加热管线200。此外，单独的供应管线131向冷却侧鼓风机130提供外部空气，如图1所示，该单独的供应管线131可被布置在冷却管线100中，使得外部空气能够流动到冷却侧鼓风机130。
如图3所示，加热器220设置在加热管线200内，其加热在加热管线200内的空气，并且加热侧鼓风机230设置在冷凝器210和加热器220之间，以使外部空气能够通过冷凝器210和加热器220流动到车辆的内部。
冷凝器210和加热器220可从加热管线200的第二端向第一端顺序排列，冷却侧鼓风机230通过接收来自冷凝器210的空气并将其排放到加热器220中而在加热管线200中产生空气流。由于加热侧鼓风机230在空气流动方向上布置在加热器220的后部，通过加热器220加热的空气不能被直接排放到加热侧鼓风机230，这样能够避免对加热侧鼓风机230的损害，并且增加加热侧鼓风机230的使用寿命。
各种类型的加热器(例如使用车辆的冷却水的加热器或使用电的正温度系数(PTC)加热器)可以用于加热器220。加热器220可能不以上述方式进行操作，但是加热器可以根据其他设定条件的外部空气温度而进行适当控制。加热器220可以控制温度。
每个冷却管线100和加热管线200可以具有与外部相通的排气口400。门140和240可以关闭排气口400，而当门140和240打开时，门140和240引导冷却或加热的空气通过排气口400排出到管线100和200的外部。
门140和240铰接到排气口400的边缘，当它们打开时，通过朝向管线100和200的内部翻转，它们能够分别像门一样翻转并堵住管线100和200，但他们不限于此，并可以各种方式来实现。
电机(未示出)可被提供用于门140和240，其转动门140和240以打开/关闭，并且电机可通过控制器500进行控制来转动门140和240，以使门140和240在设定的条件下被打开。在本发明中，虽然电机被用于操作门140和240，但根据门140和240的类型，各种致动器也可以被用来打开/关闭门140和240。
图5和图6为显示了通过根据本发明构思的实施方案的车辆的空调装置的在冷却时空气流动的图，其中，图5显示了正常的冷却，而图6显示了更强的冷却。
参照图5，在正常冷却模式冷却车辆内部时，控制器500关闭冷却管线的门140，并打开加热管线的门240。因此，经蒸发器120冷却的空气流动到车辆的内部，并且在加热管线200中经冷凝器210加热的空气通过加热管线的门240经由排气口400引导至外部。当需要比蒸发器120出口处的温度更高的温度时(其可以被使用者调节)，通过控制加热管线的门240打开/关闭的量，以将加热管线200中的一部分热空气与冷空气混合，从而控制器500在所需要的温度下排出空气。
参照图6，进一步包括循环管线300和循环门310，循环管线300用于向蒸发器120提供车辆内部的空气，循环门310用于打开/关闭位于循环管线300和冷却管线100之间的排气口，并且控制器500能够打开循环门310，以使循环管线300和冷却管线100彼此连通。
在一些情况下，可能会需要比蒸发器120出口处的温度更低温度的冷空气。此时，通过打开循环门310并冷却一部分经过蒸发器120的空气，使得车辆内部的空气能够被冷却到更低的温度。循环管线300和冷却管线100之间的排气口可以形成在冷却侧鼓风机130处，或形成在冷却侧鼓风机130和蒸发器120之间，从而使空气循环返回到蒸发器120。
控制器500可以按照所要求的温度控制循环门310打开/关闭的量。
图7和8为显示了根据本发明构思的实施方案的车辆的空调装置在加热时空气流动的图，其中，图7显示了正常的加热，而图8显示了当外部空气的温度降到低于预定温度时的加热。
如图7所示，当车辆的内部被加热时，控制器500可以关闭加热管线的门240，并打开冷却管线的门140。相应地，热空气可以通过加热管线200流动到车辆的内部，并且通过蒸发器120冷却的空气能够通过冷却管线的门140经由冷却管线100引导至外部。
根据温度控制需要，当需要比从加热管线200排出的空气的温度更低的温度时，控制器500控制冷却管线的门140打开/关闭的量，以使一部分冷空气能够与从加热管线200排出的空气混合，并随后流动到车辆的内部。
在一些情况下，当需要比从加热管线200排出的空气的温度更高的温度时，控制器500可以通过操作加热器220来提高排出空气的温度。
即使在车辆加热时，蒸发器120也可保持冷却，从而，当外部空气的温度等于或小于预定温度时(例如零下20度)，蒸发器120可能会由于外部空气和自我冷却导致的过冷而损坏或故障。因此，当外部空气的温度等于或小于预定温度时，控制器500可以打开循环门310使得车辆内的空气被提供给蒸发器120，从而保持蒸发器120的寿命。在这种情况下，由于车辆内的空气的温度比外部空气的温度高，所以通过向蒸发器120提供内部空气能够防止蒸发器120过冷。
该预定温度可根据蒸发器120的状态和类型通过实验而被设置为各种级别。
尽管在一些情形下根据需要的温度打开/关闭门140，240和310的方式在上述实施方案中被描述，但打开/关闭门140，240和310的方式不限于此，并且可以各种组合来实现。
此外，虽然每个门140，240和310在实施方案中被设置为一个部件，但它们可以由多个门组成，在这种情况下，门140，240，310可以独立地打开/关闭，或具有相同目的的门可以通过控制器500一起打开/关闭。
冷却侧鼓风机130和加热侧鼓风机230可以通过控制器500独立地控制，并且可以根据各种需要的条件来控制，如气流所需要的量或者冷却所需要的量。无论车辆的内部为加热状态或冷却状态，由于冷凝器210和蒸发器120一直保持运行，所以冷却侧鼓风机130和加热侧鼓风机230可以保持运行而无需考虑加热状态或冷却状态。
此外，加热管线200和冷却管线100是独立的通道，它们可以具有彼此连通的端部以混合排出的空气，或者它们可以在一个空调模块中以一个空调管线实现。例如，加热管线200和冷却管线100可利用在外部的空调管线壳体而分别独立的通道，或者它们可通过在空调管线壳体中设置分隔件来实现。即，空调管线可通过组合加热管线200和冷却管线100来实现，并且加热管线200和冷却管线100可使用相同的通道并被分隔件隔开以具有独立的管线。
根据具有上述结构的车辆的空调装置，利用一个车辆的空调系统，能够同时实现冷却和加热。因此，与使用额外的系统用于冷却和加热相比，本发明能够降低成本，并提高燃油效率。
此外，结构被简化，从而简化了空调装置的控制和制造。
虽然已经对本发明的实施方案进行了描述以用于说明的目的，但本领域的技术人员应当理解，可以有各种变形、增加和替换，而不脱离如随附权利要求所限定的本发明的范围和精神。

Claims (9)

1.一种车辆的空调装置，包括：
冷却管线，其形成用于冷空气的路径，并具有设置在冷空气路径中的蒸发器，所述冷却管线排出冷空气；和
加热管线，其形成用于热空气的路径，并具有设置在热空气路径中且与所述蒸发器相连的冷凝器，所述加热管线排出热空气，
其中，所述冷却管线包括设置在其中的冷却侧鼓风机，以在外部空气经过所述蒸发器后将外部空气传送到车辆的内部，而所述加热管线包括设置在其中的加热侧鼓风机，以在外部空气通过所述冷凝器被加热后将外部空气传送到车辆的内部，
所述空调装置，进一步包括：
加热器，其设置在所述加热管线中，以加热所述加热管线中的空气，其中，所述加热侧鼓风机设置在所述冷凝器和所述加热器之间，并将外部空气通过所述冷凝器和所述加热器输送到车辆的内部。
2.根据权利要求1所述的车辆的空调装置，进一步包括：
副冷凝器，其在所述冷却管线中与所述蒸发器相连，
其中，所述蒸发器具有经过其中的制冷剂，制冷剂被压缩，并且在制冷剂返回到所述蒸发器之前，被压缩的制冷剂供给至所述冷凝器和所述副冷凝器。
3.根据权利要求1所述的车辆的空调装置，进一步包括：
副冷凝器，其在所述冷却管线中与所述蒸发器相连，
其中，所述冷却侧鼓风机设置在所述副冷凝器和所述蒸发器之间，并且所述冷却侧鼓风机吸入外部空气并将外部空气输送到所述副冷凝器和所述蒸发器，并且，
其中，经过所述蒸发器的空气流动到车辆的内部，而经过所述副冷凝器的空气从所述冷却管线排出。
4.根据权利要求1所述的车辆的空调装置，其中所述冷却管线和所述加热管线分别具有与外部连通的排气口，并且分别具有覆盖所述排气口的门，当所述门打开时，通过所述排气口引导冷空气或热空气到所述冷却管线和所述加热管线的外部。
5.根据权利要求4所述的车辆的空调装置，进一步包括：
控制器，其配置为控制所述门的打开和关闭，
其中，当车辆的内部达到第一参考温度时，所述控制器关闭冷却管线的门，并打开加热管线的门。
6.根据权利要求5所述的车辆的空调装置，进一步包括：
循环管线，其用于向所述蒸发器提供来自车辆内部的空气；和
循环门，其用于打开和关闭位于所述循环管线和所述冷却管线之间的排气口，
其中，根据所述第一参考温度，所述控制器打开所述循环门，使得所述循环管线和所述冷却管线相互连通。
7.根据权利要求4所述的车辆的空调装置，进一步包括：
控制器，其配置为控制所述门的打开和关闭，
其中，当车辆的内部达到第二参考温度时，所述控制器关闭加热管线的门，并打开冷却管线的门。
8.根据权利要求7所述的车辆的空调装置，进一步包括：
循环管线，其用于向所述蒸发器提供来自车辆内部的空气；和
循环门，其用于打开和关闭位于所述循环管线和所述冷却管线之间的排气口，
其中，当外部空气的温度为预定温度或更小时，所述控制器打开所述循环门以向所述蒸发器提供来自车辆内部的空气。
9.根据权利要求1所述的车辆的空调装置，其中，所述冷却管线与所述加热管线布置在一个空调管线内。
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