CN107009840A - 配备有吸附式热泵的车辆空调装置 - Google Patents
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Abstract
一种配备有吸附式热泵的车辆空调装置，包括：吸附式热泵，其包括多个容器，所述多个容器中的每个包括容纳吸附剂的吸附部以及内部密封有制冷剂的蒸发冷凝部，在容器中重复地执行吸附过程和脱附过程；第一热交换器，其分别布置在每个吸附部内；第二热交换器，其分别布置在每个蒸发冷凝部内；第一循环路线，其用于在高温热源和暖气风箱之间循环制冷剂；第二循环路线，其用于在吸附式热泵和内部热交换器之间循环制冷剂，其中第二循环路线通过切换阀连接至吸附式热泵；以及控制器，其控制切换阀的切换。
Description
技术领域
本发明涉及一种配备有吸附式热泵的车辆空调装置。
背景技术
日本专利申请公开(JP-A)第2000-177374号中所描述的车辆空调装置配备有吸附式热泵，并利用吸附式热泵来对车辆进行制冷。该车辆空调装置还构造成利用车厢外的热交换器来冷却绕吸附式热泵的吸附容器而循环的液体制冷剂，使得冷却发动机中的液体制冷剂。具体而言，当发动机中的液体制冷剂达到特定温度或该温度以上时，用于冷却发动机的液体制冷剂通过发动机冷却散热器和车厢外的热交换器来冷却。这因此使发动机冷却散热器的尺寸能够减小。JP-A第2008-008582号描述了一种相关的吸附型空间制热/热水供应装置。
然而，在上述的车辆空调装置中，在制热时吸附式热泵没有被积极地利用。因此，从改进制热效率的角度看，采用上述吸附式热泵的上述车辆空调装置留有改进的空间。
考虑到上述情形，本发明的目的是提供一种能够改进制热效率的配备有吸附式热泵的车辆空调装置。
发明内容
关于本发明的第一方案的配备有吸附式热泵的车辆空调装置包括：吸附式热泵，其包括多个容器，所述多个容器中的每个包括容纳吸附剂的吸附部以及内部密封有制冷剂的蒸发冷凝部，在容器中重复地执行吸附过程和脱附过程；第一热交换器，其分别布置在每个吸附部内；第二热交换器，其分别布置在每个蒸发冷凝部内；第一循环路线，其用于在高温热源和暖气风箱(heater core)之间循环制冷剂；第二循环路线，其用于在吸附式热泵和内部热交换器之间循环制冷剂，其中第二循环路线通过切换阀连接至吸附式热泵；以及控制器，其控制切换阀的切换，并且在需要制热时通过切换阀将脱附过程侧的第二热交换器连接至第二循环路线，或者通过切换阀将吸附过程侧的第一热交换器连接至第二循环路线。
在如上所述构造的配备有吸附式热泵的车辆空调装置中，吸附式热泵构造成包括多个容器。每个容器包括容纳吸附剂的吸附部以及内部密封有制冷剂的蒸发冷凝部。第一热交换器布置在吸附部内，且第二热交换器布置在蒸发冷凝部内。吸附过程和脱附过程在相应的容器内重复地执行。
车辆空调装置进一步包括用于在高温热源和暖气风箱之间循环制冷剂的第一循环路线，以及通过切换阀而连接至吸附式热泵的第二循环路线，且第二循环路线用于在吸附式热泵和内部热交换器之间循环制冷剂。构造为使得控制器控制切换阀的切换。
当需要制热时，控制器通过切换阀将脱附过程侧的第二热交换器连接至第二循环路线，或通过切换阀将吸附过程侧的第一热交换器连接至第二循环路线。因此，在执行脱附过程的第二热交换器通过切换阀而连接至第二循环路线的情况下，脱附过程期间由制冷剂生成的冷凝热能够被用作辅助热源。即，当需要制热时，除了高温热源以外，冷凝热能够被用作辅助热源。在执行吸附过程的第一热交换器通过切换阀而连接至第二循环路线的情况下，在第一热交换器中所吸附的吸附剂的吸附热能够被用作辅助热源。即，当需要制热时，除了高温热源以外，吸附热能够被用作辅助热源。这从而使车辆空调装置的制热效率能够改进。
关于本发明的第二方案的配备有吸附式热泵的车辆空调装置，进一步包括：第三循环路线，其用于在吸附式热泵和散热器之间循环制冷剂，所述第三循环路线通过切换阀而连接至吸附式热泵，其中：所述切换阀包括连接至第一热交换器的第一切换阀，以及连接至第二热交换器的第二切换阀；当需要制冷时，控制器通过第一切换阀将吸附过程侧的第一热交换器连接至第三循环路线，并通过第二切换阀将吸附过程侧的第二热交换器连接至第二循环路线，并且还通过第一切换阀将脱附过程侧的第一热交换器连接至第一循环路线，并通过第二切换阀将脱附过程侧的第二热交换器连接至第三循环路线；并且当需要制热时，控制器通过第一切换阀和第二切换阀将吸附过程侧的第一热交换器和第二热交换器连接至第三循环路线，并且还通过第一切换阀将脱附过程侧的第一热交换器连接至第一循环路线，并通过第二切换阀将脱附过程侧的第二热交换器连接至第二循环路线。
在如上所述构造的配备有吸附式热泵的车辆空调装置中，控制器在从需要制冷切换至需要制热时控制第一切换阀和第二切换阀的切换。这从而使执行脱附过程的第二热交换器与第二循环路线能够通过切换阀来连接。这从而使得从需要制冷到需要制热的切换能够利用简单的构造来实现。
关于本发明的第三方案的配备有吸附式热泵的车辆空调装置，进一步包括：第三循环路线，其用于在吸附式热泵和散热器之间循环制冷剂，所述第三循环路线通过切换阀连接至吸附式热泵，其中：所述切换阀包括连接至第一热交换器的第一切换阀、连接至第二热交换器的第二切换阀以及联接至第一切换阀和第二切换阀的第三切换阀；当需要制冷时，控制器通过第一切换阀和第三切换阀将吸附过程侧的第一热交换器连接至第三循环路线，并通过第二切换阀和第三切换阀将吸附过程侧的第二热交换器连接至第二循环路线，并且还通过第一切换阀将脱附过程侧的第一热交换器连接至第一循环路线，并通过第二切换阀将脱附过程侧的第二热交换器连接至第三循环路线；并且当需要制热时，控制器通过第一切换阀和第三切换阀将吸附过程侧的第一热交换器连接至第二循环路线，并通过第二切换阀和第三切换阀将吸附过程侧的第二热交换器连接至第三循环路线，并且还通过第一切换阀将脱附过程侧的第一热交换器连接至第一循环路线，并通过第二切换阀将脱附过程侧的第二热交换器连接至第三循环路线。
在如上所述构造的配备有吸附式热泵的车辆空调装置中，控制器在从需要制冷切换至需要制热时控制第一切换阀、第二切换阀和第三切换阀的切换。这从而使执行吸附过程的第一热交换器和第二循环路线能够通过切换阀来连接。这从而使从需要制冷至需要制热的切换能够利用简单的构造来实现。
关于本发明的第四方案的配备有吸附式热泵的车辆空调装置，其中，当需要制热时，控制器切换第二切换阀和第三切换阀使得通过第一切换阀和第三切换阀将吸附过程侧的第一热交换器连接至第三循环路线，并且使得通过第二切换阀将吸附过程侧的第二热交换器连接至第三循环路线，并且还使得通过第一切换阀将脱附过程侧的第一热交换器连接至第一循环路线，并且使得通过第二切换阀和第三切换阀将脱附过程侧的第二热交换器连接至第二循环路线。
在如上所述构造的配备有吸附式热泵的车辆空调装置中，当需要制热时，控制器切换第二切换阀和第三切换阀，由此能够使吸附过程侧的第二热交换器与第二循环路线的连接状态能够切换至脱附过程侧的第二热交换器与第二循环路线的连接状态。这从而使辅助热源能够在利用吸附热和利用冷凝热之间切换。
关于本发明的第五方案的配备有吸附式热泵的车辆空调装置，其中，切换阀由四通阀构成。
如上所述构造的配备有吸附式热泵的车辆空调装置由于将切换阀构造成四通阀从而能够利用简单的构造实现相应的容器内的过程之间的切换。
本发明的有益效果
本发明的第一方案的配备有吸附式热泵的车辆空调装置能够实现制热效率的改进。
本发明的第二方案和第三方案的配备有吸附式热泵的车辆空调装置使从需要制冷到需要制热的切换能够利用简单的构造来实现。
本发明的第四方案的配备有吸附式热泵的车辆空调装置能够使辅助热源能够在利用吸附热与利用冷凝热之间切换。
本发明的第五方案的配备有吸附式热泵的车辆空调装置能够利用简单的构造实现在容器中的过程之间的切换。
附图说明
将基于以下附图来详细描述本发明的示例性实施例，其中：
图1是示出了根据第一示例性实施例的配备有吸附式热泵的车辆空调装置在需要制热时的状态的构造图；
图2是示出了图1所示的配备有吸附式热泵的车辆空调装置在需要制冷时的状态的构造图；
图3是示出了图1所示的配备有吸附式热泵的车辆空调装置中所采用的内部空调单元的示意图；
图4是示出了根据第二示例性实施例的配备有吸附式热泵的车辆空调装置在需要制热时的状态的构造图；
图5是示出了图4所示的配备有吸附式热泵的车辆空调装置在需要制冷时的状态的构造图；以及
图6是示出了利用四通阀来切换图4所示的连接状态的状态的构造图。
具体实施方式
第一示例性实施例
下面参照图1至图3对关于设置有根据第一示例性实施例的吸附式热泵的车辆空调装置10(下文称为车辆空调装置10)进行说明。如图1和图2所示，车辆空调装置10构造为设有吸附式热泵20的空调装置。车辆空调装置10构造为包括：用于在用作“高温热源”的发动机42和暖气风箱44之间循环制冷剂(冷却水)的第一循环路线40；用于在吸附式热泵20和内部热交换器52之间循环制冷剂(冷却水)的第二循环路线50；以及用于在吸附式热泵20和散热器62之间循环制冷剂(冷却水)的第三循环路线60。在下面的说明中，首先将描述吸附式热泵20，接下来进行关于车辆空调装置10的描述。应注意，例如，冷却器芯子(coolercore)用作内部热交换器52。
吸附式热泵20
吸附式热泵20包括多个容器(在本示例性实施例中为两个)。吸附过程在其中一个容器中执行，且脱附过程在另一个容器中执行。即，在一个容器中，由吸附剂32来吸附制冷剂(水)，且随着制冷剂由吸附剂32吸附由制冷剂的蒸发而产生的蒸发潜热被用来获得冷却至低温的冷却水。在另一个容器中，已吸附了制冷剂(水)的吸附剂32被加热，由此从吸附剂32脱附了制冷剂(水)。下面关于该内容进行具体说明。
吸附式热泵20构造为包括用作“吸附部”的第一吸附部22A和第二吸附部24A，以及用作“蒸发冷凝部”的第一蒸发冷凝部22B和第二蒸发冷凝部24B。第一吸附部22A和第一蒸发冷凝部22B形成对并构成用作“容器”的第一容器22，且第一容器22内部被紧密地密封。第二吸附部24A和第二蒸发冷凝部24B形成对并构成用作“容器”的第二容器24，且第二容器24内部被紧密地密封。
吸附剂32分别容纳在第一吸附部22A和第二吸附部24A内部。吸附剂32通过硅胶、沸石等(在本示例性实施例中为沸石)构成。用作“第一热交换器”的第一吸附芯22C(热交换器)布置在第一吸附部22A内部，且第一吸附芯22C连接至用作“第一切换阀”的四通阀26A、26B。控制器30(参见图1)电连接至四通阀26A、26B，且控制器30构造成控制四通阀26A、26B的切换。因此四通阀26A、26B起切换阀的作用。第一吸附芯22C通过四通阀26A、26B连接至稍后描述的第一循环路线40或者第三循环路线60。
与第一吸附部22A类似，用作“第一热交换器”的第二吸附芯24C(热交换器)布置在第二吸附部24A内部。第二吸附芯24C连接至四通阀26A、26B，并通过四通阀26A、26B连接至稍后描述的第一循环路线40或者第三循环路线60。在第一循环路线40内或第三循环路线60内流动的冷却水穿过第一吸附芯22C并穿过第二吸附芯24C来循环。
制冷剂(在本示例性实施例中为冷却水)密封在第一蒸发冷凝部22B和第二蒸发冷凝部24B内部。用作“第二热交换器”的第一蒸发冷凝芯22D(热交换器)布置在第一蒸发冷凝部22B内部。用作“第二切换阀”的四通阀28A、28B连接至第一蒸发冷凝芯22D。上述的控制器30电连接至四通阀28A、28B，且控制器30构造为控制四通阀28A、28B的切换。因此四通阀28A、28B起切换阀的作用。第一蒸发冷凝芯22D通过四通阀28A、28B连接至稍后描述的第二循环路线50或者第三循环路线60。
与第一蒸发冷凝部22B类似，用作“第二热交换器”的第二蒸发冷凝芯24D(热交换器)布置在第二蒸发冷凝部24B内部。构造为使得第二蒸发冷凝芯24D连接至四通阀28A、28B，并通过四通阀28A、28B连接至稍后描述的第二循环路线50或第三循环路线60。在第二循环路线50内或第三循环路线60内流动的冷却水穿过第一蒸发冷凝芯22D并穿过第二蒸发冷凝芯24D来循环。
第一循环路线40
第一循环路线40将发动机42与作为热交换器的暖气风箱44连接在一起，并构成用于在两者之间循环冷却水的路线。暖气风箱44构成了内部空调单元70的一部分。稍后描述内部空调单元70。第一循环路线40包括构成第一循环路线40的上游侧部分的上游侧管40A以及构成第一循环路线40的下游侧部分的下游侧管40B。发动机42和暖气风箱44通过上游侧管40A和下游侧管40B连接在一起。高温(例如，在90℃)冷却水由此供应至暖气风箱44。
第一循环路线40还包括支管40C、40D。支管40C在上游侧管40A的中间部处分岔，并连接至四通阀26B。支管40D从四通阀26A伸出，并连接至下游侧管40B的中间部。支管40D设置有用于循环冷却水的第一泵46。高温冷却水由此供应至第一吸附芯22C或者第二吸附芯24C，且构造为使得脱附过程在第一吸附部22A或者第二吸附部24A中执行。
第二循环路线50
第二循环路线50将吸附式热泵20和作为热交换器的内部热交换器52连接在一起，并构成用于在两者之间循环冷却水的路线。内部热交换器52构成了内部空调单元70的一部分。稍后描述内部空调单元70。第二循环路线50包括构成第二循环路线50的上游侧部分的上游侧管50A以及构成第二循环路线50的下游侧部分的下游侧管50B。吸附式热泵20和内部热交换器52由上游侧管50A和下游侧管50B连接在一起。具体地，上游侧管50A连接至四通阀28B，并且下游侧管50B连接至四通阀28A。上游侧管50A设置有用于循环冷却水的第二泵54。
第三循环路线60
第三循环路线60将吸附式热泵20和作为热交换器的散热器62连接在一起，并构成用于在两者之间循环冷却水的路线。散热器62布置在车辆发动机室的前端部，并构造为与发动机冷却散热器不同的热交换器。第三循环路线60包括构成第三循环路线60的上游侧部分的上游侧管60A以及构成第三循环路线60的下游侧部分的下游侧管60B。上游侧管60A在四通阀26A和四通阀28A之间联接，且下游侧管60B在四通阀28B和四通阀26B之间联接。散热器62设置在上游侧管60A的中间部，且穿过上游侧管60A循环的冷却水被构造为使得由散热器62冷却至低温(例如35℃)。下游侧管60B设置有用于循环冷却水的第三泵64。
第三循环路线60还包括旁通管60C。旁通管60C构造为绕过散热器62的流动路径，并构造成使得穿过第三循环路线60循环的冷却水的路径由穿过散热器62的路径和穿过旁通管60C的路径构成。
内部空调单元70
如图3所示，内部空调单元70包括通风道72。用于引导外部空气的进气口以及用于引导内部空气的进气口(在附图中未示出)设置在通风道72的上游侧。设置有鼓风机风扇的鼓风机74设置在通风道72内的上游侧，且构造为使得通过一个进气口或另一个进气口引入通风道72的空气由鼓风机74朝通风道72的下游侧运送。
用于对所引导的空气进行除湿并冷却的内部热交换器52、用于加热所引导的空气的暖气风箱44以及用于调节所引导的空气的向暖气风箱44的空气流量的空气混合风门76分别比鼓风机74更靠近下游侧地设置在通风道72中。以由图3中的双点划线图示的状态来操作空气混合风门76使得通风道72能够作为用于经过内部热交换器52的空气的第一路径来工作。以由图3中的实线所图示的状态来操作空气混合风门76使通风道72能够作为用于已经经过内部热交换器52和暖气风箱44的空气的第二路径来工作。而且，构造为使得已经经过第一路径或第二路径的空气朝通风道72的下游侧流动并被吹进车厢内。
接下来，进行关于本示例性实施例的作用和有益效果的说明，同时还对车辆空调装置10的操作进行说明。
当需要制冷时
当需要制冷时，控制器30控制四通阀26A、26B以及四通阀28A、28B的切换，使得在吸附过程侧，第一吸附芯22C或第二吸附芯24C通过四通阀26A、26B连接至第三循环路线60，且在吸附过程侧，第一蒸发冷凝芯22D或第二蒸发冷凝芯24D通过四通阀28A、28B连接至第二循环路线50。然而，在脱附过程侧，第一吸附芯22C或第二吸附芯24C通过四通阀26A、26B连接至第一循环路线40，且在脱附过程侧，第一蒸发冷凝芯22D或第二蒸发冷凝芯24D通过四通阀28A、28B连接至第三循环路线60。在内部空调单元70中，操作空气混合风门76(参见图3中双点划线所图示的空气混合风门76)以将穿过通风道72的路径构造为使已经穿过内部热交换器52的空气流过的第一路径。
具体地，如图2所示，第一吸附芯22C通过四通阀26A、26B连接至第三循环路线60，且第二蒸发冷凝芯24D通过四通阀28A、28B连接至第三循环路线60。由此形成了绕第一吸附芯22C、散热器62和第二蒸发冷凝芯24D来循环的路径(参见图2中的箭头A)。第一蒸发冷凝芯22D通过四通阀28A、28B连接至第二循环路线50。由此形成了绕第一蒸发冷凝芯22D和内部热交换器52来循环的路径(参见图2中的箭头B)。第二吸附芯24C通过四通阀26A、26B连接至第一循环路线40。由此形成了绕第二吸附芯24C和第一循环路线40(发动机42)来循环的路径(参见图2中的箭头C)。
吸附过程在第一容器22中执行。即，在第一容器22中，经干燥的吸附剂32吸附第一蒸发冷凝芯22D内的制冷剂，减小了第一容器22内的压力，由此蒸发第一蒸发冷凝部22B中的制冷剂。当这发生时，第一蒸发冷凝芯22D内的冷却水被制冷剂的蒸发潜热冷却。因此在第二循环路线50内流动的冷却水被冷却至低温(例如7℃)，并供应至内部热交换器52。因此，冷却空气相应地从通风道72被吹进车厢内。
脱附过程在第二容器24中执行。即，第二吸附芯24C通过四通阀26A、26B连接至第一循环路线40，使得第二吸附部24A内的吸附剂32通过第二吸附芯24C被加热。第二吸附部24A内的吸附剂32因此被干燥，且制冷剂从吸附剂32脱附。由于第三循环路线60连接至第二蒸发冷凝芯24D，因此从吸附剂32脱附的制冷剂在第二蒸发冷凝芯24D中冷凝且重新生成为液态水。
在吸附式热泵20中，在第一容器22中的吸附过程之后和第二容器24中的脱附过程之后，四通阀26A、26B以及四通阀28A、28B在控制器30的控制下切换，将第一容器22从吸附过程切换至脱附过程，并将第二容器24从脱附过程切换至吸附过程。具体地，尽管在附图中未图示，但是第一吸附芯22C通过四通阀26A、26B连接至第一循环路线40，且第一蒸发冷凝芯22D通过四通阀28A、28B连接至第三循环路线60。另一方面，第二吸附芯24C通过四通阀26A、26B连接至第三循环路线60，且第二蒸发冷凝芯24D通过四通阀28A、28B连接至第二循环路线50。以这种方式，四通阀26A、26B以及四通阀28A、28B在控制器30的控制下切换，使得吸附过程和脱附过程分别在第一吸附部22A中和第二吸附部24A中重复，由此将第二循环路线50中的低温冷却水供应至内部热交换器52。
当需要制热时
当需要制热时，控制器30控制四通阀26A、26B以及四通阀28A、28B的切换，使得在吸附过程侧，第一吸附芯22C或第二吸附芯24C通过四通阀26A、26B连接至第三循环路线60，且在吸附过程侧，第一蒸发冷凝芯22D或第二蒸发冷凝芯24D通过四通阀28A、28B连接至第三循环路线60。在脱附过程侧，第一吸附芯22C或第二吸附芯24C通过四通阀26A、26B连接至第一循环路线40，且在脱附过程侧，第一蒸发冷凝芯22D或第二蒸发冷凝芯24D通过四通阀28A、28B连接至第二循环路线50。在内部空调单元70中，操作空气混合风门76(参见图3中的实线所图示的空气混合风门76)以将穿过通风道72的路径构造为使已经穿过内部热交换器52和暖气风箱44的空气流过的第二路径。
具体地，如图1所示，第一吸附芯22C通过四通阀26A、26B连接至第三循环路线60，且第一蒸发冷凝芯22D通过四通阀28A、28B连接至第三循环路线60。由此形成了绕第一吸附芯22C、散热器62和第一蒸发冷凝芯22D来循环的路径(参见图1中的箭头A)。第二蒸发冷凝芯24D通过四通阀28A、28B连接至第二循环路线50。由此形成了绕第二蒸发冷凝芯24D和内部热交换器52来循环的路径(参见图1中的箭头B)。第二吸附芯24C通过四通阀26A、26B连接至第一循环路线40。由此形成了绕第二吸附芯24C和第一循环路线40(发动机42)来循环的路径(参见图1中的箭头C)。
吸附过程在第一容器22中执行。即，在第一容器22中，经干燥的吸附剂32吸附制冷剂，减小了第一容器22内的压力，并且由此蒸发第一蒸发冷凝部22B中的制冷剂。当这发生时，第一蒸发冷凝芯22D内的冷却水被制冷剂的蒸发潜热冷却。绕第三循环路线60流动的冷却水由此被冷却至低温，且低温冷却水被供应至第一吸附芯22C。
脱附过程在第二容器24中执行。具体地，第一循环路线40连接至第二吸附芯24C，并且因此第二吸附部24A内的吸附剂32通过第二吸附芯24C被加热。第二吸附部24A内的吸附剂32因此被干燥，且制冷剂从吸附剂32脱附。由于第二循环路线50连接至第二蒸发冷凝芯24D，因此从吸附剂32脱附的制冷剂冷凝并重新生成为液态水。当这发生时，在第二循环路线50内流动的冷却水由制冷剂的冷凝而生成的冷凝热来加温。已加温的冷却水因此被供应至内部热交换器52。
在吸附式热泵20中，在第一容器22中的吸附过程之后和第二容器24中的脱附过程之后，四通阀26A、26B以及四通阀28A、28B被切换，由此将第一容器22从吸附过程切换至脱附过程，并将第二容器24从脱附过程切换至吸附过程。具体地，尽管在附图中未示出，但是第一吸附芯22C通过四通阀26A、26B连接至第一循环路线40，且第一蒸发冷凝芯22D通过四通阀28A、28B连接至第二循环路线50。第二吸附芯24C通过四通阀26A、26B连接至第三循环路线60，且第二蒸发冷凝芯24D通过四通阀28A、28B连接至第三循环路线60。以这种方式，四通阀26A、26B以及四通阀28A、28B在控制器30的控制下被切换，使得吸附过程和脱附过程分别在第一吸附部22A和第二吸附部24A中重复，由此将已加温的冷却水供应至内部热交换器52。
因此，根据第一示例性实施例的车辆空调装置10，当需要制热时，在脱附过程侧，第一吸附芯22C或第二吸附芯24C连接至第一循环路线40，且在脱附过程侧，第一蒸发冷凝芯22D或第二蒸发冷凝芯24D连接至第二循环路线50。这因此使得第二循环路线50内的已经在脱附过程期间由制冷剂生成的冷凝热加温的冷却水能够被供应至内部热交换器52。这从而在需要制热时使冷凝热能够被用作辅助热源。即，当需要制热时，除发动机42(高温热源)以外冷凝热能够被用作辅助热源。这从而通过车辆空调装置10能够实现改进的制热效率。
根据如上所述构造的车辆空调装置10，当从需要制冷切换到需要制热时，在脱附过程侧，第一蒸发冷凝芯22D或第二蒸发冷凝芯24D通过切换四通阀26A、26B或四通阀28A、28B而能够连接至第二循环路线50。这因此能够使车辆空调装置10的制热效率利用简单的构造来改进。下面将关于这点进行说明。
即，如上所述，当从需要制冷的状态切换到需要制热的状态时，在脱附过程侧的第二蒸发冷凝芯24D通过切换四通阀28A、28B能够连接至第二循环路线50，在该需要制冷的状态中，吸附过程在第一容器22中执行，且脱附过程在第二容器24中执行，在该需要制热的状态中，吸附过程在第一容器22中执行，且脱附过程在第二容器24中执行。另一方面，当从需要制冷的状态切换到需要制热的状态时，第一容器22能够被切换至脱附过程，且在脱附过程侧的第一蒸发冷凝芯22D通过切换四通阀26A、26B能够连接至第二循环路线50，在该需要制冷的状态中，吸附过程在第一容器22中执行，且脱附过程在第二容器24中执行，在该需要制热的状态中，脱附过程在第一容器22中执行，且吸附过程在第二容器24中执行。以这种方式，当从需要制冷切换到需要制热时，在脱附过程侧，第一蒸发冷凝芯22D或第二蒸发冷凝芯24D通过切换四通阀26A、26B或四通阀28A、28B能够连接至第二循环路线50。因此利用简单的构造实现了从需要制冷到需要制热的切换，由此改进了车辆空调装置10的制热效率。
切换第一容器22和第二容器24的过程的切换阀由四通阀26A、26B以及四通阀28A、28B来构成。这因此使得第一容器22和第二容器24的过程能够利用简单的构造来切换。
第二示例性实施例
下面参照图4和图5对关于第二示例性实施例的车辆空调装置100进行说明。第二示例性实施例构造成与第一示例性实施例类似，除了下面一些方面。在下面的说明中，类似于第一示例性实施例的构件而构造的构件分配了相同的参考标号。
在第二示例性实施例的车辆空调装置100中，四通阀26A通过联接管102A(一种应理解为落在“联接部”宽泛定义内的元件)联接至用作“第三切换阀”的四通阀104A。第二泵54设置在联接管102A的中间部。四通阀28B通过联接管102B(一种应理解为落在“联接部”宽泛定义内的元件)联接至用作“第三切换阀”的四通阀104B。第二循环路线50连接至四通阀104A、104B。控制器30(在附图中未示出)电连接至四通阀104A、104B，且控制器30控制四通阀104A、104B的切换。
在第二示例性实施例中，第一蒸发冷凝芯22D、第二蒸发冷凝芯24D以及第三循环路线60连接至四通阀28A、28B。车辆空调装置100还包括从第三循环路线60分岔并连接至四通阀28A、28B的一对联接管106A、106B(应理解为落在“联接部”宽泛定义内的元件)。联接管106A将四通阀28A与第三循环路线60的在散热器62的上游侧的部分联接在一起，且四通阀104A连接至联接管106A的中间部。联接管106B将四通阀28B与第三循环路线60的在散热器62的下游侧的部分联接在一起，且四通阀104B连接至联接管106B的中间部。四通阀104A、104B由此连接至第三循环路线60，并通过联接管106A、106B联接至四通阀28A、28B。而且，用于循环冷却水的第四泵108在四通阀28B的下游侧的位置处设置至联接管106B。
接下来，关于车辆空调装置100的操作进行了下面的说明。
当需要制冷时
当需要制冷时，控制器30控制四通阀26A、26B，四通阀28A、28B以及四通阀104A、104B，使得在吸附过程侧，第一吸附芯22C或者第二吸附芯24C连接至第三循环路线60，且在吸附过程侧，第一蒸发冷凝芯22D或第二蒸发冷凝芯24D连接至第二循环路线50。在脱附过程侧，第一吸附芯22C或第二吸附芯24C连接至第一循环路线40，且在脱附过程侧，第一蒸发冷凝芯22D或第二蒸发冷凝芯24D连接至第三循环路线60。在内部空调单元70中，操作空气混合风门76以将穿过通风道72的路径构造为使已经穿过内部热交换器52的空气流过的第一路径。
具体地，如图5所示，第一吸附芯22C通过四通阀26A、26B以及四通阀104A、104B连接至第三循环路线60。由此形成了绕第一吸附芯22C和散热器62来循环的路径(参见图5中的箭头A)。第一蒸发冷凝芯22D通过四通阀28A、28B以及四通阀104A、104B连接至第二循环路线50。由此形成了绕第一蒸发冷凝芯22D和内部热交换器52来循环的路径(参见图5中的箭头B)。执行脱附过程的第二吸附芯24C通过四通阀26A、26B连接至第一循环路线40。由此形成了绕第二吸附芯24C和第一循环路线40(发动机42)来循环的路径(参见图5中的箭头C)。而且，第二蒸发冷凝芯24D通过四通阀28A、28B连接至第三循环路线60。由此形成了绕第二蒸发冷凝芯24D和散热器62来循环的路径(参见图5中的箭头D)。
吸附过程在第一容器22中执行。即，在第一容器22中，经干燥的吸附剂32吸附来自第一蒸发冷凝芯22D的制冷剂，减小了第一容器22内的压力并由此蒸发第一蒸发冷凝部22B中的制冷剂。当这发生时，第一蒸发冷凝芯22D内的冷却水被制冷剂的蒸发潜热冷却。在第二循环路线50中流动的冷却水因此被冷却至低温(例如7℃)，并供应至内部热交换器52。因此，冷却的空气相应地从通风道72被吹进车厢内。
脱附过程在第二容器24中执行。具体地，第二吸附芯24C通过四通阀26A、26B连接至第一循环路线40，使得第二吸附部24A内的吸附剂32通过第二吸附芯24C加热。第二吸附部24A内的吸附剂32因此被干燥，且制冷剂从吸附剂32脱附。由于第三循环路线60连接至第二蒸发冷凝芯24D，因此从吸附剂32脱附的制冷剂在第二蒸发冷凝芯24D中冷凝并重新生成为液态水。
在第二示例性实施例的车辆空调装置100中，在第一容器22中的吸附过程之后以及在第二容器24中的脱附过程之后，四通阀26A、26B以及四通阀28A、28B在控制器30的控制下被切换，将第一容器22从吸附过程切换至脱附过程，并将第二容器24从脱附过程切换至吸附过程。具体地，尽管在附图中未示出，但是第一吸附芯22C通过四通阀26A、26B连接至第一循环路线40，且第一蒸发冷凝芯22D通过四通阀28A、28B连接至第三循环路线60。第二吸附芯24C通过四通阀26A、26B以及四通阀104A、104B连接至第三循环路线60，且第二蒸发冷凝芯24D通过四通阀28A、28B以及四通阀104A、104B连接至第二循环路线50。以这种方式，吸附过程和脱附过程分别在第一吸附部22A和第二吸附部24A中重复执行，且低温冷却水通过第二循环路线50被供应至内部热交换器52。
当需要制热时
当需要制热时，控制器30控制四通阀26A、26B，四通阀28A、28B以及四通阀104A、104B的切换，使得在吸附过程侧，第一吸附芯22C或第二吸附芯24C连接至第二循环路线50，且在吸附过程侧，第一蒸发冷凝芯22D或第二蒸发冷凝芯24D连接至第三循环路线60。在脱附过程侧，第一吸附芯22C或第二吸附芯24C连接至第一循环路线40，且在脱附过程侧，第一蒸发冷凝芯22D或第二蒸发冷凝芯24D连接至第三循环路线60。在内部空调单元70中，操作空气混合风门76以将穿过通风道72的路径构造为使已经穿过内部热交换器52和暖气风箱44的空气流过的第二路径。
具体地，如图4所示，第一吸附芯22C通过四通阀26A、26B以及四通阀104A、104B连接至第二循环路线50。由此形成了绕第一吸附芯22C和内部热交换器52来循环的路径(参见图4中的箭头A)。第一蒸发冷凝芯22D通过四通阀28A、28B以及四通阀104A、104B连接至第三循环路线60。由此形成了绕第一蒸发冷凝芯22D和散热器62循环的路径(参见图4中的箭头B)。第二吸附芯24C通过四通阀26A、26B连接至第一循环路线40。由此形成了绕第二吸附芯24C和第一循环路线40(发动机42)来循环的路径(参见图4中的箭头C)。第二蒸发冷凝芯24D通过四通阀28A、28B连接至第三循环路线60。由此形成了绕第二蒸发冷凝芯24D和散热器62来循环的路径(参见图4中的箭头D)。
吸附过程在第一容器22中执行。即，在第一容器22中，经干燥的吸附剂32吸附制冷剂，减小了第一容器22内的压力，由此蒸发第一蒸发冷凝部22B中的制冷剂。当这发生时，第一蒸发冷凝芯22D内的冷却水被制冷剂的蒸发潜热冷却。绕第三循环路线60流动的冷却水因此被冷却至低温，且低温冷却水被供应至散热器62。而且，在第一吸附部22A中，第一吸附芯22C中的冷却水通过吸附剂32吸附制冷剂所生成的吸附热来加温。第一吸附芯22C内的经加温的冷却水因此通过第二循环路线50被供应至内部热交换器52。
脱附过程在第二容器24中执行。具体地，第一循环路线40通过四通阀26A、26B连接至第二吸附芯24C，使得第二吸附部24A内的吸附剂32通过第二吸附芯24C加热。第二吸附部24A内的吸附剂32因此被干燥，且制冷剂从吸附剂32脱附。由于第三循环路线60连接至第二蒸发冷凝芯24D，因此从吸附剂32脱附的制冷剂在第二蒸发冷凝芯24D中冷凝并重新生成为液态水。
在吸附式热泵20中，在第一容器22中的吸附过程之后以及在第二容器24中的脱附过程之后，四通阀26A、26B以及四通阀28A、28B被切换，将第一容器22从吸附过程切换至脱附过程，并将第二容器24从脱附过程切换至吸附过程。具体地，尽管在附图中未示出，但是第一吸附芯22C通过四通阀26A、26B连接至第一循环路线40，且第一蒸发冷凝芯22D通过四通阀28A、28B连接至第三循环路线60。第二吸附芯24C通过四通阀26A、26B以及四通阀104A、104B连接至第二循环路线50，且第二蒸发冷凝芯24D通过四通阀28A、28B以及四通阀104A、104B连接至第三循环路线60。以这种方式，吸附过程和脱附过程分别在第一吸附部22A和第二吸附部24A中重复执行。由此将加温的冷却水供应至内部热交换器52。
以这种方式，在第二示例性实施例的车辆空调装置100中，当需要制热时，在吸附过程侧，第一吸附芯22C或第二吸附芯24C连接至第二循环路线50。这由此使吸附过程期间已经由吸附剂32所生成的吸附热而加温的冷却水能够通过第二循环路线50供应至内部热交换器52。这由此在需要制热时能够使吸附热被用作辅助热源。即，当需要制热时，除了高温热源(发动机42)以外，吸附热能够被用作辅助热源。这由此使第二示例性实施例的车辆空调装置100的改进的制热效率能够实现。
在第二示例性实施例中在需要制热时切换辅助热源
在上述第二示例性实施例中，当需要制热时，吸附热被用作辅助热源。然而，与第一示例性实施例类似，可以构造为使得控制器30控制四通阀28A、28B以及四通阀104A、104B的切换，使得冷凝热被用作辅助热源。在这种情况下，在吸附过程侧，第一吸附芯22C或第二吸附芯24C连接至第三循环路线60，且在吸附过程侧，第一蒸发冷凝芯22D或第二蒸发冷凝芯24D连接至第三循环路线60。在脱附过程侧，第一吸附芯22C或第二吸附芯24C连接至第一循环路线40，且在脱附过程侧，第一蒸发冷凝芯22D或第二蒸发冷凝芯24D连接至第二循环路线50。内部空调单元70的状态为与在第二示例性实施例中的状态类似的状态。
具体地，如图6所示，第一吸附芯22C通过四通阀26A、26B以及四通阀104A、104B连接至第三循环路线60。由此形成了绕第一吸附芯22C和散热器62来循环的路径(参见图6中的箭头A)。第一蒸发冷凝芯22D通过四通阀28A、28B连接至第三循环路线60。由此形成了绕第一蒸发冷凝芯22D和散热器62来循环的路径(参见图6中的箭头B)。此外，第二吸附芯24C通过四通阀26A、26B连接至第一循环路线40。由此形成了绕第二吸附芯24C和第一循环路线40(发动机42)来循环的路径(参见图6中的箭头C)。而且，第二蒸发冷凝芯24D通过四通阀28A、28B以及四通阀104A、104B连接至第二循环路线50。由此形成了绕第二蒸发冷凝芯24D和内部热交换器52来循环的路径(参见图6中的箭头D)。
吸附过程在第一容器22中执行。即，在第一容器22中，经干燥的吸附剂32吸附制冷剂，减少了第一容器22内的压力，由此蒸发第一蒸发冷凝部22B中的制冷剂。当这发生时，第一蒸发冷凝芯22D内的冷却水由制冷剂的蒸发潜热来冷却。绕第三循环路线60流动的冷却水因此被冷却至低温，且低温冷却水被供应至散热器62。而且，在第一吸附部22A中，第一吸附芯22C中的冷却水由通过吸附剂32吸附制冷剂所生成的吸附热来加温。第一吸附芯22C内的经加温的冷却水因此通过第三循环路线60被供应至散热器62。
脱附过程在第二容器24中执行。具体地，第一循环路线40通过四通阀26A、26B连接至第二吸附芯24C，使得第二吸附部24A内的吸附剂32通过第二吸附芯24C加热。第二吸附部24A内的吸附剂32因此被干燥，且制冷剂从吸附剂32脱附。由于第二循环路线50连接至第二蒸发冷凝芯24D，因此冷却水供应至内部热交换器52，且从吸附剂32脱附的制冷剂冷凝并重新生成为液态水。
在吸附式热泵20中，在第一容器22中的吸附过程之后以及在第二容器24中的脱附过程之后，四通阀26A、26B以及四通阀28A、28B被切换，将第一容器22从吸附过程切换至脱附过程，并将第二容器24从脱附过程切换至吸附过程。具体地，尽管在附图中未示出，但是第一吸附芯22C通过四通阀26A、26B连接至第一循环路线40，且第一蒸发冷凝芯22D通过四通阀28A、28B以及四通阀104A、104B连接至第二循环路线50。第二吸附芯24C通过四通阀26A、26B以及四通阀104A、104B连接至第三循环路线60，且第二蒸发冷凝芯24D通过四通阀28A、28B连接至第三循环路线60。以这种方式，吸附过程和脱附过程分别在第一吸附部22A和第二吸附部24A中重复执行，由此将经加温的冷却水供应至内部热交换器52。
以这种方式，在图6所示的连接状态中，当需要制热时，在脱附过程侧，第一蒸发冷凝芯22D或第二蒸发冷凝芯24D连接至第二循环路线50。这由此能够使第二循环路线50内的在脱附过程期间已经由制冷剂生成的冷凝热而加温的冷却水被供应至内部热交换器52。这由此在需要制热时将冷凝热用作辅助热源。即，当需要制热时，除了发动机42(高温热源)之外，冷凝热能够被用作辅助热源。这由此能够实现车辆空调装置100中的改进的制热效率。
在图6所示的连接状态中，通过从图4所示的连接状态来切换四通阀28A、28B以及四通阀104A、104B，在脱附过程侧，第一蒸发冷凝芯22D或第二蒸发冷凝芯24D能够连接至第二循环路线50。由于吸附热具有比冷凝热的热量更大的热量，因此能够在供应至内部热交换器52的冷却水中造成温度差。因此，根据使用环境来切换四通阀28A、28B以及四通阀104A、104B使得加热强度的调整能够利用简单的构造来实现。
通过切换四通阀104A、104B，如上所述构造的车辆空调装置100能够从图5所示的制冷状态切换至图4所示的将吸附热用作辅助热源的制热状态。而且，通过切换四通阀28A、28B，图5所示的制冷状态能够被切换至图6所示的将冷凝热用作辅助热源的制热状态。这由此使得车辆空调装置100的制热效率能够利用简单的构造来改进。
Claims (5)
1.一种配备有吸附式热泵的车辆空调装置，包括：
吸附式热泵，其包括多个容器，所述多个容器中的每个包括容纳吸附剂的吸附部以及内部密封有制冷剂的蒸发冷凝部，在所述容器内重复地执行吸附过程和脱附过程；
第一热交换器，其分别布置在每个所述吸附部内；
第二热交换器，其分别布置在每个所述蒸发冷凝部内；
第一循环路线，其用于在高温热源和暖气风箱之间循环制冷剂；
第二循环路线，其用于在所述吸附式热泵和内部热交换器之间循环制冷剂，其中所述第二循环路线通过切换阀连接至所述吸附式热泵；以及
控制器，其控制所述切换阀的切换，并且在需要制热时通过所述切换阀将脱附过程侧的所述第二热交换器连接至所述第二循环路线，或者通过所述切换阀将吸附过程侧的所述第一热交换器连接至所述第二循环路线。
2.如权利要求1所述的配备有吸附式热泵的车辆空调装置，进一步包括：第三循环路线，其用于在所述吸附式热泵和散热器之间循环制冷剂，所述第三循环路线通过所述切换阀连接至所述吸附式热泵，其中：
所述切换阀包括连接至所述第一热交换器的第一切换阀，以及连接至所述第二热交换器的第二切换阀，
当需要制冷时，所述控制器通过所述第一切换阀将所述吸附过程侧的所述第一热交换器连接至所述第三循环路线，并通过所述第二切换阀将所述吸附过程侧的所述第二热交换器连接至所述第二循环路线，并且还通过所述第一切换阀将所述脱附过程侧的所述第一热交换器连接至所述第一循环路线，并通过所述第二切换阀将所述脱附过程侧的所述第二热交换器连接至所述第三循环路线，并且
当需要制热时，所述控制器通过所述第一切换阀和所述第二切换阀将所述吸附过程侧的所述第一热交换器和所述第二热交换器连接至所述第三循环路线，并且还通过所述第一切换阀将所述脱附过程侧的所述第一热交换器连接至所述第一循环路线，并通过所述第二切换阀将所述脱附过程侧的所述第二热交换器连接至所述第二循环路线。
3.如权利要求1所述的配备有吸附式热泵的车辆空调装置，进一步包括：第三循环路线，其用于在所述吸附式热泵和散热器之间循环制冷剂，所述第三循环路线通过所述切换阀连接至所述吸附式热泵，其中：
所述切换阀包括连接至所述第一热交换器的第一切换阀、连接至所述第二热交换器的第二切换阀，以及联接至所述第一切换阀和所述第二切换阀的第三切换阀，
当需要制冷时，所述控制器通过所述第一切换阀和所述第三切换阀将所述吸附过程侧的所述第一热交换器连接至所述第三循环路线，并通过所述第二切换阀和所述第三切换阀将所述吸附过程侧的所述第二热交换器连接至所述第二循环路线，并且还通过所述第一切换阀将所述脱附过程侧的所述第一热交换器连接至所述第一循环路线，并通过所述第二切换阀将所述脱附过程侧的所述第二热交换器连接至所述第三循环路线，并且
当需要制热时，所述控制器通过所述第一切换阀和所述第三切换阀将所述吸附过程侧的所述第一热交换器连接至所述第二循环路线，并通过所述第二切换阀和所述第三切换阀将所述吸附过程侧的所述第二热交换器连接至所述第三循环路线，并且还通过所述第一切换阀将所述脱附过程侧的所述第一热交换器连接至所述第一循环路线，并通过所述第二切换阀将所述脱附过程侧的所述第二热交换器连接至所述第三循环路线。
4.如权利要求3所述的配备有吸附式热泵的车辆空调装置，其中，当需要制热时，所述控制器切换所述第二切换阀和所述第三切换阀使得通过所述第一切换阀和所述第三切换阀将所述吸附过程侧的所述第一热交换器连接至所述第三循环路线，并且使得通过所述第二切换阀将所述吸附过程侧的所述第二热交换器连接至所述第三循环路线，而且还使得通过所述第一切换阀将所述脱附过程侧的所述第一热交换器连接至所述第一循环路线，并且使得通过所述第二切换阀和所述第三切换阀将所述脱附过程侧的所述第二热交换器连接至所述第二循环路线。
5.如权利要求1至权利要求4中的任一项所述的配备有吸附式热泵的车辆空调装置，其中，所述切换阀由四通阀构成。
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| JPH0848143A (ja) * | 1994-08-08 | 1996-02-20 | Nippondenso Co Ltd | 車両用暖房装置 |
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