CN107571711A - 用于车辆的空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的空调系统，其可以包括：冷却管道，所述冷却管道设置有位于冷却管道第一端的冷却管道入口和位于冷却管道第二端的冷却管道车内出口和冷却管道车外出口，并且包括设置在冷却管道中的蒸发器芯；加热管道，所述加热管道设置有位于加热管道第一端的加热管道入口和位于加热管道第二端的加热管道车内出口和加热管道车外出口，并且包括设置在加热管道中的冷凝器；延伸管道，所述延伸管道从冷却管道车内出口和加热管道车内出口延伸，并且将从冷却管道车内出口和加热管道车内出口供应的空气引导至乘客室；以及通道控制门，所述通道控制门设置在分隔壁的车内出口端部。

Description

用于车辆的空调系统
技术领域
本发明一般而言涉及一种用于车辆的空调系统的结构。更具体地，本发明涉及一种用于车辆的空调装置的结构，所述结构允许在预定工作条件下或者在装配有预定动力系统的车辆中进行有效的空气调节。
背景技术
通常地，车辆设置有用于冷却和加热乘客室的空调装置。这种空调装置的目的是将乘客室维持在宜人的温度。
用于车辆的空调装置的冷却器通常包括：压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，所述压缩机压缩制冷剂，所述冷凝器冷凝在压缩机中压缩的制冷剂，所述膨胀阀将通过冷凝剂冷凝的液化制冷剂转化成低温低压制冷剂，所述蒸发器通过使用制冷剂的蒸发潜热来冷却空气。冷却系统通常降低空气温度并且控制绝对湿度。
通过使用来自发动机冷却剂(所述发动机冷却剂由于吸收发动机的热而具有高温)的热量作为热源来进行加热。加热器包括加热芯和使发动机冷却剂循环的泵。加热系统通常升高空气温度并且控制相对湿度。
在常规的空调装置的情况下，通过冷却器来供应冷空气并且通过发动机冷却剂来供应暖空气，但是可能需要根据操作条件来改变装置的结构。特别地，在非发动机冷却剂的情况下，难以构造常规的空调装置，并且常规的空调装置也可能效率较低。
公开于本发明的背景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
本发明的各个方面致力于提供一种用于供应温暖的新热源的空调装置，并且旨在提出优化热源的空调装置，从而改进空调装置的工作效率。
本发明的各个方面还致力于提供一种空调系统，所述空调系统能够避免在将经调节的空气供应至车内空间的过程中响应冷却管道和加热管道以及延伸至车内空间的延伸管道之间的尺寸变化而出现的空气体积损失和噪声。
根据本发明的各个方面，一种用于车辆的空调系统可以包括：冷却管道，所述冷却管道设置有位于冷却管道第一端的冷却管道入口和位于冷却管道第二端的冷却管道车内出口和冷却管道车外出口，并且包括设置在冷却管道中的蒸发器芯；加热管道，所述加热管道设置有位于加热管道第一端的加热管道入口和位于加热管道第二端的加热管道车内出口和加热管道车外出口，并且包括设置在加热管道中的冷凝器；延伸管道，所述延伸管道从冷却管道车内出口和加热管道车内出口延伸，并且将从冷却管道车内出口和加热管道车内出口供应的空气引导至乘客室；以及通道控制门，所述通道控制门设置在冷却管道和加热管道之间的分隔壁的车内出口端部。
蒸发器芯和冷凝器连同压缩机和膨胀阀可以连接至一个制冷剂通道。
所述空调系统可以进一步包括：冷却管道排气控制门，所述冷却管道排气控制门设置在冷却管道的车内出口和车外出口之间并且控制冷却空气的流出量；和加热管道排气控制门，所述加热管道排气控制门设置在加热管道的车内出口和车外出口之间并且控制加热空气的流出量。
冷却管道排气控制门可以设置在冷却管道和延伸管道之间的结合处，并且加热管道排气控制门可以设置在加热管道和延伸管道之间的结合处。
当冷却管道排气控制门操作为关闭冷却管道车内出口并且通道控制门操作为关闭冷却管道车内出口时，冷却管道排气控制门与通道控制门可以一起配合关闭冷却管道车内出口。
当加热管道排气控制门操作为关闭加热管道车内出口并且通道控制门操作为关闭加热管道车内出口时，加热管道排气控制门与通道控制门可以一起配合关闭加热管道车内出口。
所述空调系统可以进一步包括：控制器，所述控制器控制冷却管道排气控制门、加热管道排气控制门和通道控制门的运动，其中在最大加热模式下，控制器可以控制通道控制门以关闭冷却管道车内出口、控制冷却管道排气控制门以关闭冷却管道车内出口、并且控制加热管道排气控制门以关闭加热管道车外出口。
所述空调系统可以进一步包括：控制器，所述控制器控制冷却管道排气控制门、加热管道排气控制门和通道控制门的运动，其中在最大冷却模式下，控制器可以控制通道控制门以关闭加热管道车内出口、控制加热管道排气控制门以关闭加热管道车内出口、并且控制冷却管道排气控制门以关闭冷却管道车外出口。
根据本发明的各个实施方案的用于车辆的空调系统，即使在不供应发动机冷却剂的情况下或者在发动机冷却剂处于温度不足的情况下，仍然能够构造具有高能量效率的用于车辆的空调装置。此外，无需改变空调装置的体积，能够通过最小化加热管道和冷却管道和延伸管道之间的通道的尺寸变化从而最小化空气体积损失和噪声的出现。
应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。
通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体描述，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。
附图说明
图1为示出了根据本发明的各个实施方案的用于车辆的空调系统的结构的示意图。
图2为示出了根据本发明的各个实施方案的用于车辆的空调系统在最大冷却模式下的操作图。
图3为示出了根据本发明的各个实施方案的用于车辆的空调系统在最大加热模式下的操作图。
应当了解，所附附图并非按比例地绘制，显示了说明本发明的基本原理的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
具体实施方式
下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，应当理解本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
图1为示出了根据本发明的各个实施方案的用于车辆的空调系统的结构的示意图，图2为示出了根据本发明的各个实施方案的用于车辆的空调系统在最大冷却模式下的操作图，并且图3为示出了根据本发明的各个实施方案的用于车辆的空调系统在最大加热模式下的操作图。
根据本发明的各个实施方案的空调系统包括：冷却管道100，所述冷却管道100设置有位于其第一端的冷却管道入口101和位于其第二端的冷却管道车内出口103和冷却管道车外出口105，和设置在冷却管道100中的蒸发器芯107；加热管道200，所述加热管道200设置有位于其第一端的加热管道入口201和位于其第二端的加热管道车内出口203和加热管道车外出口205，和设置在加热管道200中的冷凝器207；延伸管道300，所述延伸管道300从冷却管道车内出口103和加热管道车内出口203延伸，并且将从冷却管道车内出口103和加热管道车内出口203供应的空气引送(引导)至乘客室；以及通道控制门301，所述通道控制门301设置在冷却管道100和加热管道200之间的分隔壁的车内出口端部。
该空调系统可以进一步包括冷却管道排气控制门109和加热管道排气控制门209，所述冷却管道排气控制门109设置在冷却管道100的车内出口和车外出口之间，并且控制空气流出量，所述加热管道排气控制门209设置在加热管道200的车内出口和车外出口之间，并且控制空气流出量。
参考图1，冷却管道100设置有位于其第一端的冷却管道入口101并且设置有位于其第二端的冷却管道车内出口103和冷却管道车外出口105，以及设置在冷却管道100中的蒸发器芯107。加热管道200设置有位于其第一端的加热管道入口201和位于其第二端的加热管道车内出口203和加热管道车外出口205，以及设置在加热管道200中的冷凝器207。延伸管道300用于将冷却管道100和加热管道200中调节的空气供应至乘客室，并且被设置成从冷却管道车内出口103和加热管道车内出口203延伸。通道控制门301可旋转地设置在冷却管道100和加热管道200之间的分隔壁的车内出口端部。
如上所述，冷却管道100和加热管道200以分离空间的形式分离设置，从而减少它们之间的调节空气的干扰，因此能够通过避免冷却空气被重新加热或者通过避免加热空气被重新冷却从而改进空调装置的效率。此外，冷却管道100或加热管道200被构造成使其出口被分成车内出口和车外出口，并且冷却管道排气控制门109和加热管道排气控制门209被设置为控制车内出口和车外出口，因此不仅能够将经调节的空气供应至乘客室，而且在必要时能够将经调节的空气排出到外部。
蒸发器芯107和冷凝器207连同压缩机和膨胀阀可以连接至一个制冷剂通道。
在常规车辆中，使用在围绕发动机进行循环的同时通过吸收发动机热量来冷却发动机的冷却剂作为热源，从而加热空气，并且使用循环通过蒸发器芯107、压缩机、冷凝器207和膨胀阀的制冷剂，从而冷却空气。然而，在环保型车辆例如电动车辆或混合车辆中使用正温度系数(positive temperature coefficient，PTC)加热器，因为不供应作为热源的发动机冷却剂或者供应不具有足够热量的发动机冷却剂。
然而，当使用PTC加热器作为热源或使用水泵循环冷却剂时，将消耗电池电量，因此使用电池作为驱动能源的环保型车辆的里程将会减少。
因此，在本发明的各个实施方案中，在常规的用于冷却空气的制冷剂循环经过制冷剂线路的过程中，使用制冷剂的温度升高范围和温度降低范围进行空气调节。更具体地，在常规的用于冷却的制冷剂线路中，如以往那样使用蒸发器芯107来冷却空气，并且当穿过压缩机的高温高压制冷剂在穿过冷凝器207的过程中常规地简单地排出热量时，在排出用于加热空气的热时，空气被加热。
此外，在上述空调系统中，当调节空气时，始终产生冷却的空气和加热的空气，但是本发明的各个实施方案被构造为将用于冷却和加热的管道分离地设置，因此能够将冷却的空气和加热的空气选择性地提供至乘客室，因此本发明的各个实施方案连同本发明的各个实施方案的空调装置的结构得以优化。
冷却管道排气控制门109可以设置在冷却管道100和延伸管道300之间的结合处，并且加热管道排气控制门209可以设置在加热管道200和延伸管道300之间的结合处。
当冷却管道排气控制门109操作从而关闭冷却管道车内出口103并且通道控制门301操作从而关闭冷却管道车内出口103时，冷却管道排气控制门109与通道控制门301可以一起关闭冷却管道车内出口103。
在各个实施方案中，空调系统可以进一步包括控制器400，所述控制器400控制冷却管道排气控制门109、加热管道排气控制门209和通道控制门301的运动，其中在最大加热模式下，控制器400控制通道控制门301关闭冷却管道车内出口103，控制冷却管道排气控制门109关闭冷却管道车内出口103，并且控制加热管道排气控制门209关闭加热管道车外出口205。
参考图3，通道控制门301连同冷却管道排气控制门109或加热管道排气控制门209，通过旋转运动来关闭冷却管道车内出口103或加热管道车内出口203。可以通过控制冷却管道排气控制门109和加热管道排气控制门209的尺寸从而打开或关闭冷却管道车内出口103和加热管道车内出口203。然而，在该情况下，在冷却管道100和加热管道200连接至一个延伸管道300的过程中通道变窄，因此可能出现空气体积损失和噪声。
因此，在本发明的各个实施方案中，通道控制门301被设置成控制从冷却管道100或从加热管道200连接至延伸管道300的通道的直径，因此能够避免空气体积损失和噪声的出现。
更具体地，在最大加热模式下，通道控制门301和冷却管道排气控制门109旋转从而关闭冷却管道100的冷却管道车内出口103。在此，通道控制门301旋转从而增加从加热管道200连接至延伸管道300的通道部分的直径，因此能够避免空气体积损失和噪声的出现。
当加热管道排气控制门209操作从而关闭加热管道车内出口203并且通道控制门301操作从而关闭加热管道车内出口203时，加热管道排气控制门209与通道控制门301可以一起关闭加热管道车内出口203。
在各个实施方案中，该空调系统可以进一步包括控制器400，所述控制器400控制冷却管道排气控制门109、加热管道排气控制门209和通道控制门301的运动，其中在最大冷却模式下，控制器400控制通道控制门301关闭加热管道车内出口203，控制加热管道排气控制门209关闭加热管道车内出口203，并且控制冷却管道排气控制门109关闭冷却管道车外出口105。
在最大冷却模式下，空调系统的操作方式与最大加热模式相似。参考图2，在最大冷却模式下，通道控制门301和加热管道排气控制门209旋转从而关闭加热管道200的加热管道车内出口203。在此，通道控制门301旋转从而增加从冷却管道100连接至延伸管道300的通道部分的直径，因此能够避免空气体积损失和噪声的出现。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (8)

1.一种用于车辆的空调系统，所述空调系统包括：
冷却管道，所述冷却管道设置有位于冷却管道第一端的冷却管道入口和位于冷却管道第二端的冷却管道车内出口和冷却管道车外出口，并且包括设置在冷却管道中的蒸发器芯；
加热管道，所述加热管道设置有位于加热管道第一端的加热管道入口和位于加热管道第二端的加热管道车内出口和加热管道车外出口，并且包括设置在加热管道中的冷凝器；
延伸管道，所述延伸管道从冷却管道车内出口和加热管道车内出口延伸，并且将从冷却管道车内出口和加热管道车内出口供应的空气引导至乘客室；以及
通道控制门，所述通道控制门设置在冷却管道和加热管道之间的分隔壁的车内出口端部。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的空调系统，其中，所述蒸发器芯和冷凝器连同压缩机和膨胀阀连接至一个制冷剂通道。
3.根据权利要求1所述的用于车辆的空调系统，进一步包括：
冷却管道排气控制门，所述冷却管道排气控制门设置在冷却管道的车内出口和车外出口之间，并且控制冷却空气的流出量；以及
加热管道排气控制门，所述加热管道排气控制门设置在加热管道的车内出口和车外出口之间，并且控制加热空气的流出量。
4.根据权利要求3所述的用于车辆的空调系统，其中，
所述冷却管道排气控制门设置在所述冷却管道和延伸管道之间的结合处；
所述加热管道排气控制门设置在所述加热管道和延伸管道之间的结合处。
5.根据权利要求4所述的用于车辆的空调系统，其中，随着所述冷却管道排气控制门操作为关闭冷却管道车内出口并且所述通道控制门操作为关闭冷却管道车内出口，所述冷却管道排气控制门与通道控制门一起配合来关闭冷却管道车内出口。
6.根据权利要求4所述的用于车辆的空调系统，其中，随着所述加热管道排气控制门操作为关闭加热管道车内出口并且所述通道控制门操作为关闭加热管道车内出口，所述加热管道排气控制门与通道控制门一起配合来关闭加热管道车内出口。
7.根据权利要求5所述的用于车辆的空调系统，进一步包括：
控制器，所述控制器控制所述冷却管道排气控制门、加热管道排气控制门和通道控制门的运动，其中
在最大加热模式下，该控制器控制通道控制门以关闭冷却管道车内出口、控制冷却管道排气控制门以关闭冷却管道车内出口、并且控制加热管道排气控制门以关闭加热管道车外出口。
8.根据权利要求6所述的用于车辆的空调系统，进一步包括：
控制器，所述控制器控制所述冷却管道排气控制门、加热管道排气控制门和通道控制门的运动，其中
在最大冷却模式下，该控制器控制通道控制门以关闭加热管道车内出口、控制加热管道排气控制门以关闭加热管道车内出口、并且控制冷却管道排气控制门以关闭冷却管道车外出口。
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