CN107178935A - 嵌套式暖通空调管线 - Google Patents

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Abstract

一种暖通空调(HVAC)管道包括至少部分嵌套在第二HVAC管线内的第一HVAC管线，该第二HVAC管线具有限定U形或C形横截面的接收器的构造。第一HVAC管线由第一材料制成，并且第二HVAC管线由不同于第一材料的第二材料制成。

Description

嵌套式暖通空调管线
技术领域
本公开总体上涉及车辆暖通空调(heating,ventilation,and airconditioning，HVAC)系统。更具体地，本公开涉及包含嵌套式HVAC管线以允许HVAC管线(例如低压和高压HVAC管线)的方便的共同布线/共同封装的车辆HVAC管道。
背景技术
提供车辆暖通空调(HVAC)系统以典型地通过利用压力差根据传导和对流的原理将热量从HVAC系统的低温区域传递到高温区域来控制车辆乘客舱的内部温度和湿度是众所周知的。这样的HVAC系统在设计、制造和操作的各个方面有所不同。然而，大多数车辆HVAC系统至少包括五个主要部件：1)蒸发器；2)压缩机；3)冷凝器；4)接收器/干燥器；和5)膨胀装置。
典型的HVAC系统也被分成两个压力区。图1中示意性地呈现的代表性的HVAC系统100包括包含冷凝器104和接收器/干燥器单元106的高压侧102和包含蒸发器110的低压侧108。高压区102与低压区108之间的任意分界线L经过压缩机112和膨胀装置114。箭头A示出了通过系统100的制冷剂流。
还众所周知的是，蒸发器110是热交换装置，该热交换装置包含用于使制冷剂经过其中的线圈，以吸收来自被风扇111吹到线圈上的空气的热量。制冷剂经过蒸发器110，从底部到顶部，吸收来自空气的热量并且使制冷剂沸腾以产生低温低压蒸汽。压缩机112经由吸入管线116吸收蒸汽制冷剂，并通过压缩使其过热。随着制冷剂流过压缩机112，其还去除压缩热量、马达热量、机械摩擦热量和在吸入管线116中吸收的其它热量。压缩机112还在HVAC系统中产生制冷剂流。
冷凝器104是包含线圈的另一热交换器，其充分冷却制冷剂蒸汽以使其冷凝成液体，以释放来自系统的热量。制冷剂流过冷凝器104，通常从顶部到底部，充分冷却以转换回液体。在制冷剂冷却期间释放的热量由风扇113移除。在一些HVAC设计中，该热量被用于帮助加热车辆乘客舱。
接收器/干燥器单元106过滤制冷剂以去除污染物，并且还包括干燥剂以去除系统中的过量的水分。接收器/干燥器106还在低冷却需求时间段期间存储额外的制冷剂。膨胀装置114产生使液体制冷剂沸腾成蒸汽的压力差，就是说，通过限制通过HVAC系统100的制冷剂的流量形成压降。制冷剂流的这种减速使得压缩机112部分抽空HVAC系统100的一侧，以形成有时被称为系统的“吸入侧”或“低侧”的低压空隙。
典型的HVAC系统还包括用于使高压和低压液体和蒸汽在如上所述的HVAC部件之间移动和通过如上所述的HVAC部件移动的多个软管和/或管道(统称为“管线”)。这些包括如上所述的吸入管线116以及设计用于允许在变化的温度和压力下的各种流体通过HVAC系统100循环的其他高压和低压管线118。应当领会的是，术语“高”和“低”压管线是指管线被制造成承受由经过如上所述的HVAC系统100和/或HVAC系统100产生的流体(液体、蒸气、气体等)施加的不同程度的温度和/压力。通常，高压和低压管线是分开的并且通过HVAC系统100和/或车辆(未示出)车底区域、发动机罩下方区域等单独地布线。这在对管线进行布线时带来工程挑战，因为单独对管线进行布线需要在现代机动车辆中很难找到的附加封装空间，其中数百个(不然的话数千个)部件必须被封装在车辆车底和发动机罩下方区域中。
此外，高压管线通常由耐热/耐压性较好的材料制成，例如金属，包括但不限于铝和合金。这些高压管线被设计成承受由被输送通过其中的流体施加的内部温度和压力的极端条件。另一方面，不需要输送置于高温和/或高压下的流体的低压管线常常由于成本的原因由耐热/耐温性较差的材料(例如塑料)制成。因为低压管线仍然必须通过并围绕还可能产生热量和/或可能易于受到例如道路碎屑的撞击的车辆马达以及车辆车底区域进行布线，所以通常必须保护低压管线的至少一部分以防止例如被热量和/或抗撞击屏蔽(impact-resistant shielding)损坏。这进一步增加了成本。
为了解决这个以及其它问题，本公开总体上涉及HVAC管道，并且涉及包含HVAC管道的HVAC系统。有利的是，所描述的管道包括与耐温、耐压和抗撞击性较差的HVAC管线嵌套的耐温、耐压和抗撞击性较好的HVAC管线。通过这样的管道，高压和低压HVAC管线可以方便地在车辆区域中并且通过车辆区域(例如车底区域、发动机罩下方区域等)共同布线。此外，耐温、耐压和抗撞击性较好的HVAC管线用于保护耐温、耐压和抗撞击性较差的HVAC管线，从而消除或减少为此目的而提供专用屏蔽的必要性。
发明内容
根据本文所描述的目的和益处，在一个方面，描述了一种暖通空调(HVAC)管道，该暖通空调(HVAC)管道包含与第二HVAC管线至少部分嵌套的第一HVAC管线。第二HVAC管线限定被配置为在其中接收第一HVAC管线的长度尺寸的至少一部分的接收器。由第二HVAC管线限定的接收器可以是U形或C形横截面。
在实施例中，第一HVAC管线由第一材料制成，并且第二HVAC管线由不同于第一材料的第二材料制成。在一个实施例中，第一HVAC管线由塑料或聚合物制成，并且第二HVAC管线由金属制成，该金属可以是铝或合金。可选地，可以提供将第一HVAC管线固定到第二HVAC管线的连接器。在实施例中，连接器是包围嵌套的第一和第二HVAC管线的至少一部分的条、带、护套(sheath)、套管(sleeve)和支架中的一个或多个。在其它实施例中，嵌套的第一和第二HVAC管线的尺寸可以被设计成或以其它方式配置为在二者之间提供可靠的摩擦或过盈配合。
在另一个方面，提供了车辆暖通空调(HVAC)系统，该车辆暖通空调(HVAC)系统包含适于高压和低压流体的输送的多个HVAC管线。该系统进一步包括一个或多个HVAC管道，所述一个或多个HVAC管道包含至少部分嵌套在高压HVAC管线内的低压HVAC管线。高压HVAC管线限定被配置为在其中接收低压HVAC管线的长度尺寸的至少一部分的接收器。
在实施例中，低压HVAC管线由第一材料制成，并且高压HVAC管线由第二材料制成，第二材料在例如耐温和/或耐压性质方面不同于第一材料。在一个实施例中，低压HVAC管线由塑料或聚合物制成，并且高压HVAC管线由金属制成。在实施例中，金属是铝或其合金。可以提供如上所述的可选的连接器以将低压HVAC管线固定到高压HVAC管线。
在另一个方面，描述了车辆暖通空调(HVAC)系统，该车辆暖通空调(HVAC)系统包含多个HVAC管线，该多个HVAC管线适于输送高压和低压流体通过高压侧和低侧压以及二者之间。该系统进一步包括一个或多个HVAC管道，该一个或多个HVAC管道包含至少部分嵌套在金属高压HVAC管线内的塑料低压HVAC管线。
在以下描述中，示出和描述了HVAC管道的实施例。应当认识到的是，该装置能够具有其他不同的实施例并且其若干细节能够在各种显而易见的方面进行修改，而不脱离以下权利要求中所阐述和描述的装置。因此，附图和说明书应当被认为本质上是说明性的而不是限制性的。
附图说明
并入本文并且形成说明书的一部分的附图示出了HVAC管道的若干方面，并且与说明书一起用于说明其某些原理。在附图中：
图1描绘了代表性的现有技术的车辆HVAC系统；
图2描绘了根据本说明书的HVAC管道的实施例；
图3A描绘了图2的HVAC管道的替代实施例；
图3B描绘了图2的HVAC管道的另一个替代实施例；
图3C描绘了图2的HVAC管道的另一个替代实施例；
图4A描绘了HVAC管线的现有技术的发动机罩下方构造；
图4B描绘了使用图2的HVAC管道的图4A的发动机罩下方构造；
图5A描绘了用于辅助HVAC系统的HVAC管线的现有技术的车底构造；以及
图5B描绘了使用图2的HVAC管道的图5A的车底构造。
现在将详细参考所公开的HVAC管道的实施例，其示例在附图中示出，其中相同的附图标记表示相同的特征。
具体实施方式
图2示出了根据本公开的HVAC管道200的实施例。如图所示，管道200包括与限定允许流体通道的内腔208的第二HVAC管线206嵌套的限定允许流体通道的内腔204的第一HVAC管线202。在所示的实施例中，第一HVAC管线202限定具有大体上圆形横截面的大体上圆柱形外部尺寸。第二HVAC管线206被配置为限定用于第一HVAC管线202的接收器210。在所示的实施例中，第二HVAC管线206限定大体上C形或U形横截面的接收器210，其尺寸被设计成在其中接收第一HVAC管线202的外部横截面尺寸的至少一部分。
接收器210的尺寸可以被设计为适当地紧密配合以防止第一HVAC管线202的意外移动。可选地，可以提供连接器212以将第一HVAC管线202固定到第二HVAC管线206，从而确保这两条管线将不会例如由于在车辆操作期间遇到的振动而分离。合适的连接器212的非限制性示例包括围绕嵌套的HVAC管道200的外圆周和/或长度尺寸的至少一部分的条、带、支架和护套或套管。
在其它实施例(参见图3C)中，连接器可以是设置在由第二HVAC管线206限定的接收器210的内表面上的一个或多个夹子211，该夹子被配置为并且尺寸被设计成用于紧密地接合第一HVAC管线202。
当然，根据第一HVAC管线202和/或第二HVAC管线206的外部几何形状、嵌套的HVAC管道将被放置的特定的车底和/或发动机罩下方位置等，用于嵌套的HVAC管道200的替代结构是可预期的。作为非限制性示例(参见图3A)，第二HVAC管线206可以限定具有更矩形的外部和内部横截面的接收器210。更多地(参见图3B)，第二HVAC管线206可以限定包括间隙300的几乎闭合的半圆形构造，在装配期间第一HVAC管线202可以被迫通过该间隙300。所有这些替代实施例都可以预期在这里使用。
在一实施例中，第一HVAC管线202被配置为低压HVAC管线，就是说，由对经过其中的流体施加的温度和压力耐受性较差的材料制成。在实施例中，第一HVAC管线202由合适的塑料或聚合物制成。
在一实施例中，第二HVAC管线206被配置为高压HVAC管线，就是说，由对经过其中的流体施加的温度和压力耐受性较好并且还更抗撞击的材料制成。在实施例中，第二HVAC管线206由合适的金属(例如铝或合金)制成。
当然，替代实施例是可预期的。例如，第一HVAC管线202可以被配置为由金属制成的高压HVAC管线，并且第二HVAC管线206可以被配置为由塑料或聚合物制成的低压HVAC管线。所有这些替代实施例是可预期的。
如应当领会的是，上述嵌套的HVAC管道200提供了许多优点。嵌套的HVAC管道200的第二HVAC管线206除了其输送流体通过HVAC系统100的部分的主要功能之外，还为第一HVAC管线202提供温度和撞击屏蔽，以保护它免受由其他车辆部件(例如马达(未示出)等)产生的热量以及免受例如在车辆行驶期间来自抛起的道路碎屑的撞击。因此，通过所描述的嵌套的HVAC管道200的实施，不需要外部屏蔽，减少了所需部件的数量以及成本。
此外，所描述的嵌套的HVAC管道200的使用允许使用对低压HVAC管线和高压HVAC管线进行单独布线将需要的封装空间的大约一半的封装空间来对两条HVAC管线202、206(例如高压HVAC管线和低压HVAC管线)进行共同布线。例如，如图4A所示，通常在车辆马达400附近的发动机罩下方的情况中，将提供在HVAC壳体(未示出)和冷凝器104和压缩机(未示出)之间进行布线的单独的高压HVAC管线402和低压HVAC管线404。每条管线402、404然后可能需要单独的屏蔽406、单独的支架或能够单独地固定两条管线的单个较大支架408等。所有这些部件导致对封装空间的需求增加、部件的成本以及因此制造成本增加等。
另一方面，如图4B所示，当前所描述的嵌套式HVAC管道200的使用将所需的封装空间减小大约一半，允许高压和低压HVAC管线在大体上单条管线所需的空间中共同布线，并且在所示的实施例中，仅需要单个较小的支架410来支撑管线。
在另一个示例中，提供用于车辆的辅助HVAC系统是众所周知的。这些辅助HVAC系统可以被大体上相同地配置为如上所述的主HVAC系统，或者可以是仅空调或仅加热器系统。辅助HVAC系统常常被定位在后装饰组件、中央控制台、座椅下方、或者车辆乘客舱内的其他位置。辅助HVAC系统被用于在车辆的主HVAC系统可能不能有效到达的部分中提供或补充气候控制，例如以控制多乘客车辆(例如运动型多用途车、货车、小型货车等)的后部中的温度、湿度等。
如图5A所示，通常，各种高压HVAC管线和低压HVAC管线在车辆底盘500下方提供布线，即，车底布线。例如，在其它HVAC管线中，可以提供高压HVAC液体管线502和低压HVAC吸入管线504以及其它高压和/或低压HVAC管线506a、506b。这些HVAC管线502、504、506a、506b提供辅助HVAC壳体508与主HVAC单元100之间的流体连通。车底HVAC管线502、504、506a、506b可能需要单独的屏蔽、单独的支架等，导致封装空间需求增加、部件成本以及因此制造成本增加等。
另一方面，如图5B所示，高压HVAC液体管线502和低压HVAC吸入管线504的上述结构被本公开的嵌套式HVAC管道200替代，其中用作吸入管线504的第一HVAC管线202(在该视图中不可见)嵌套在用作液体管线502的第二HVAC管线206内，将所需的封装空间减小大约一半，以允许高压和低压HVAC管线在大体上单线所需的空间中共同布线。
根据上述教导，显而易见的修改和变化是可能的。当根据所附权利要求公平、合法且公正地享有的广度解释时，所有这些修改和变化都在所附权利要求的范围之内。

Claims (20)

1.一种暖通空调(HVAC)管道，所述暖通空调管道包含至少部分嵌套在第二HVAC管线内的第一HVAC管线，所述第二HVAC管线具有限定U形或C形横截面的接收器的结构。
2.根据权利要求1所述的HVAC管道，其中所述第一HVAC管线由第一材料制成，并且所述第二HVAC管线由不同于所述第一材料的第二材料制成。
3.根据权利要求1所述的HVAC管道，其中所述第二HVAC管线限定被配置为在其中接合所述第一HVAC管线的长度尺寸的至少一部分的开口接收器。
4.根据权利要求3所述的HVAC管道，其中所述第一HVAC管线由塑料或聚合物制成。
5.根据权利要求3所述的HVAC管道，其中所述第二HVAC管线由金属制成。
6.根据权利要求5所述的HVAC管道，其中所述金属是铝或其合金。
7.根据权利要求1所述的HVAC管道，进一步包括将所述第一HVAC管线固定到所述第二HVAC管线的连接器。
8.根据权利要求7所述的HVAC管道，其中所述连接器是保持嵌套的所述第一HVAC管线和所述第二HVAC管线的至少一部分的条、带、护套、套管和支架中的一个或多个。
9.一种车辆暖通空调(HVAC)系统，所述车辆暖通空调系统包含适于高温和/或高压下的流体的输送的多个HVAC管线和适于低温和/或低压下的流体的输送的多个HVAC管线，所述车辆暖通空调系统进一步包括一个或多个HVAC管道，每一个所述HVAC管道包含至少部分嵌套在由第二HVAC管线限定的开口接收器内的第一HVAC管线。
10.根据权利要求9所述的HVAC系统，其中所述第一HVAC管线由第一材料制成，并且所述第二HVAC管线由第二材料制成，所述第二材料具有与所述第一材料不同的耐高温和/或耐高压性。
11.根据权利要求10所述的HVAC系统，其中所述第一HVAC管线是由塑料或聚合物制成的低压HVAC管线。
12.根据权利要求10所述的HVAC系统，其中所述第二HVAC管线是由金属制成的高压HVAC管线。
13.根据权利要求10所述的HVAC系统，其中所述第二HVAC管线是由塑料或聚合物制成的低压HVAC管线。
14.根据权利要求9所述的HVAC系统，其中所述第一HVAC管线是由金属制成的高压HVAC管线。
15.一种车辆暖通空调(HVAC)系统，所述车辆暖通空调系统包含：
高压侧；
低压侧；
多个HVAC管线，所述多个HVAC管线适于输送高压流体和低压流体通过所述高压侧和所述低压侧以及二者之间；以及
一个或多个HVAC管道，所述一个或多个HVAC管道包含与金属高压HVAC管线至少部分嵌套的塑料或聚合物低压HVAC管线。
16.根据权利要求15所述的HVAC系统，其中所述金属高压HVAC管线限定被配置为在其中接合所述塑料低压HVAC管线的长度尺寸的至少一部分的开口接收器。
17.根据权利要求15所述的HVAC系统，其中所述塑料或聚合物低压HVAC管线限定被配置为在其中接合所述金属高压HVAC管线的长度尺寸的至少一部分的开口接收器。
18.根据权利要求15所述的HVAC系统，其中所述金属是铝或其合金。
19.根据权利要求15所述的HVAC系统，进一步包括将所述塑料低压HVAC管线固定到所述金属高压HVAC管线的连接器。
20.根据权利要求19所述的HVAC系统，其中所述连接器是保持所述塑料低压HVAC管线和所述金属高压HVAC管线的至少一部分的条、带、护套、套管和支架中的一个或多个。
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