CN110027387B - 具有五通阀的空调系统、模块和相应的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种系统，用于调节在车辆的舱室中的空气，所述系统至少包括：第一热交换器，位于舱室外侧；第二热交换器，位于舱室内侧且能够从在舱室中流通的空气收集热能或将热能传递至该空气；至少一个第三热交换器，能够将热能传递至在舱室中流通的空气；压缩机；用于使热传递流体流通的回路。根据本发明，回路包括五通阀，其被构造为允许在以下之间建立连通：压缩机的入口和第二热交换器的出口；压缩机的入口和第一热交换器的出口；压缩机的出口和第一热交换器的入口；压缩机的出口和第二热交换器的入口，至少一个第三热交换器插置在五通阀和压缩机的出口之间和/或在五通阀和第二热交换器的入口之间。

Description

具有五通阀的空调系统、模块和相应的方法
技术领域
本发明的领域是空调系统和方法，特别是那些可被实施以调节机动车辆内部内的空气的空调系统和方法，例如来执行其供暖、通风和/或空调。
背景技术
供暖、通风和/或空调系统通常用在机动车辆中，以便调节在车辆内部的空气。这样的系统通常称为HVAC系统。
如图1所示，这样的系统传统上包括舱室10，该舱室具有空气入口11和朝向车辆内部并装备有关闭瓣片14的一个或多个空气出口12、13。
舱室10容纳蒸发器15、热交换器17和风机25，以导致空气流I在其中流通。瓣片26允许热交换器17被旁通。沿空气I流通的方向，热交换器17安装在蒸发器15的下游。
蒸发器15和热交换器17连接至热传递流体流通回路21，在该热传递流体流通回路上安装有压缩机16、蓄积器160、蒸发器-冷凝器19以及多个各种类型的单路阀或其他阀，这些阀特别地包括可在一些情况下用作膨胀阀的阀18和20。
各种类型的阀可以以这样的方式操作：使得系统以各种模式操作，特别是以下模式：
-空调模式，其中，热传递流体在蒸发器15中蒸发，以便在通过蓄积器160(用作相分离器)、然后被压缩机16压缩、然后被蒸发器-冷凝器19内的环境空气E冷却之前冷却在舱室10中流通的空气，在该蒸发器-冷凝器中，该热传递流体在被阀18膨胀、然后被引入到蒸发器15中用于新一循环之前冷凝。
-空调和除湿模式，其中，热传递流体在蒸发器15中被蒸发，以在通过蓄积器160(用作相分离器)、然后被压缩机16压缩之前冷却在舱室10中流通的空气。其然后被蒸发器-冷凝器19内(在其内冷凝)的环境空气E部分地冷却，且在交换器17中部分地冷凝，以使舱室中流通的空气温暖。来自交换器19和17的热传递流体然后被阀18膨胀、然后重新引入到蒸发器15中用于新一循环。
-加热模式，其中，热传递流体被蒸发器-冷凝器19内的环境空气E升温，该热传递流体在该蒸发器-冷凝器19内蒸发，之后通过蓄积器160(用作相分离器)、然后在压缩机16内被压缩、然后在热交换器17内冷凝、使在舱室10中流通的空气I升温，之后该热传递流体在被阀20膨胀、然后再次被引入到蒸发器-冷凝器19内用于新一循环之前通入到蒸发器15中预热空气I，该热传递流体在蒸发器15中冷凝。
-加热和除湿模式，其中，热传递流体在蒸发器15中被蒸发，以显著降低在舱室11中流通的空气I的温度，以便部分地冷凝其包含的水，以便对其除湿。热传递流体然后通入到蒸发器-冷凝器19中，其中，其可以继续蒸发，之后在通入到热交换器17中之前通过蓄积器160(用作相分离器)、然后在压缩机16内被压缩，该热传递流体在该热交换器中冷凝，以在阀18中膨胀、然后被重新引入到蒸发器15中用于新一循环之前加热在舱室10中流通的空气I。
-复原模式，其中，热传递流体在蒸发器15中被蒸发，以显著降低在舱室11中流通的空气I的温度，以便部分地冷凝其包含的水，以便对其除湿。热传递流体然后在通入到热交换器17中之前通过蓄积器160(用作相分离器)、然后在压缩机16内被压缩，该热传递流体在该热交换器中冷凝，以在阀18中膨胀、然后被重新引入到蒸发器15中用于新一循环之前加热在舱室10中流通的空气I。
这样的系统允许空气调节、加热、除湿和恢复功能被相对有效地执行，以便调节机动车辆内部的空气。
但是，这样的系统的设计非常复杂，因为其利用很多部件，特别是各种类型的阀来提供高水平的多功能性(操作模式的数量)。
因此仍需要简化机动车辆内部空调系统的设计。
发明内容
本发明的特别目的是对至少一些这些问题提供一种有效的方案。
特别地，根据至少一个实施例，本发明的一个目的是提供一种具有简单设计的机动车辆内部空调系统。
根据至少一个实施例，本发明的另一目的是提供这样的系统，其是多功能的，即，其可执行多个功能(即，以多种模式操作)。
本发明的另一目的是提供这样的系统，其是鲁棒的和/或经济的和/或可靠的。
这些目的以及随后会变得明显的其他目的通过本发明实现，本发明提出一种系统，用于调节在车辆的舱室中的空气，所述系统至少包括：
-第一热交换器，位于所述舱室外侧；
-第二热交换器，位于所述舱室内侧且能够从在所述舱室中流通的空气收集热能或将热能传递至该空气；
-至少一个第三热交换器，能够将热能传递至在所述舱室中流通的空气；
-压缩机；
-用于使热传递流体流通的回路。
根据本发明，所述回路包括五通阀，其被构造为允许在以下之间建立连通：
-所述压缩机的入口和所述第二热交换器的出口；
-所述压缩机的入口和所述第一热交换器的出口；
-所述压缩机的出口和所述第一热交换器的入口；
-所述压缩机的出口和所述第二热交换器的入口；
所述至少一个第三热交换器插置在所述五通阀和所述压缩机的出口之间和/或在所述五通阀和所述第二热交换器的入口之间。
利用这样的五通阀使得可以提供一种空调系统设计，其是简单的，允许大量的操作模式。
根据一种可行的替换形式，所述五通阀包括两个互连的三通阀。
根据一种可行的替换形式，所述三通阀中的一个从所述第二热交换器的出口和所述第一热交换器的出口朝向所述压缩机的入口会聚，另一三通阀从所述压缩机的出口朝向所述第一热交换器的入口和所述第二热交换器的入口发散，连接至所述第一热交换器的发散阀和会聚阀的口互连。
根据一种可行的替换形式，所述五通阀是开/闭类型或可变类型的受控流量阀。
根据一种可行的替换形式，所述五通阀处于第一状态，其仅在以下之间建立连通：
-所述第二热交换器的出口和所述压缩机的入口；
-所述压缩机的出口和所述第一热交换器的入口，所述至少一个第三热交换器被插置或不插置在所述五通阀和所述压缩机的出口之间。
根据一种可行的替换形式，所述五通阀处于第二状态，其仅在以下之间建立连通：
-所述第一热交换器的出口和所述压缩机的入口；
-所述压缩机的出口和所述第二热交换器的入口，所述至少一个第三热交换器插置或不插置在所述五通阀和所述压缩机的出口之间和/或在所述五通阀和所述第二热交换器的入口之间。
根据一种可行的替换形式，所述五通阀处于第三状态，其仅在所述压缩机的出口和所述第二热交换器的入口之间建立连通，所述至少一个第三热交换器插置或不插置在所述五通阀和所述压缩机的出口之间和/或在所述五通阀和所述第二热交换器的入口之间。
根据一种可行的替换形式，所述五通阀处于第四状态，其仅在以下之间建立连通：
-所述第二热交换器的出口和所述压缩机的入口；
-所述压缩机的出口和所述第二热交换器的入口，所述至少一个第三热交换器插置或不插置在所述五通阀和所述压缩机的出口之间和/或在所述五通阀和所述第二热交换器的入口之间。
根据一种可行的替换形式，所述五通阀处于第五状态，其仅在所述压缩机的出口和所述第一热交换器的入口之间建立连通，所述至少一个第三热交换器被插置或不插置在所述五通阀和所述压缩机的出口之间。
本发明还涵盖一种五通阀，其包括能够与第三端口同时或以其他方式建立流体连通的第一端口和第二端口，以及能够与第五端口和与第一端口同时或以其他方式建立流体连通的第四端口。
根据一种可行的替换形式，第一端口和第二端口朝向第三端口会聚，第四端口朝向第五端口和朝向第一端口发散。
附图说明
本发明的其它特征和优势将从阅读以下描述和从研究附图而变得明显，该描述通过仅是阐释性而非限制性例子给出，在附图中：
图1示出根据现有技术的机动车辆舱室空调系统；
图2示出根据本发明的机动车辆舱室空调系统；
图3和4示出图2的系统的两个替换形式；
图5示出图2的系统，其以空调模式操作；
图6示出图2的系统，其以空调和低功率除湿模式操作；
图7示出图2的系统，其以空调和高功率除湿模式操作；
图8示出图2的系统，其以加热模式操作；
图9示出图2的系统，其以复原模式操作；
图10示出图2的系统如何并入到更复杂系统中的例子；
图11示出图2的系统，其以传动系热复原和加热模式操作；
图12示出图2的系统，其以静止除冰模式操作；
图13a和13b示出如何将两个三通阀组合以形成五通阀。
具体实施方式
1.1.设计
1.1.1.总体结构
根据本发明的空调系统的一个示例性实施例结合图2陈述。
如图2所示，这样的系统1传统上包括舱室10，该舱室具有空气入口11和朝向车辆内部并装备有关闭瓣片14的一个或多个空气出口12、13。
该系统1包括热传递流体流通回路21。该回路21包括位于舱室10之外的第一热交换器19，例如在车辆的前部面上。
该第一热交换器19通过管道210连接到五通阀30的第一端口301。
该五通阀30包括第三端口303，其经由管线211连接到压缩机16的入口。蓄积器29——用作相分离器——可以可选地沿管道211定位在第三端口303和压缩机16之间。
压缩机16包括出口，其经由管道212连接到第三热交换器17。该第三热交换器17经由管道213连接到五通阀30的第四端口304。
阀30的第五端口305经由承载受控流量阀215的管道214连接到容纳在舱室10中的第二热交换器15。
该第二热交换器15经由管道216连接到五通阀30的第二端口302。
第一热交换器19经由管道217连接到管道214，该管道214在第五口305和阀215之间出现。从第一热交换器19开始并朝向其与管道214的连接点，管道217承载受控流量阀218、内部交换器31和单向阀219。单向阀219允许从第一热交换器19朝向管道217与管道214的连接点的流动。
管道216和217通过管道220连接，该管道出现在内部交换器31和单向阀219之间。管道220具有单向阀221。单向阀221允许沿从管道216和220的连接点到管道220和217的连接点的流动。
舱室10还容纳第四热交换器24，其沿空气在舱室10中流通的方向(参见箭头I)位于第二交换器15的下游。第四交换器24连接到水流通回路27，该水流通回路包括泵28且通过第三热交换器17，水在该第三热交换器中可与在回路21中流通的热传递流体交换热能。
舱室10最后容纳使空气流I在其中流通的风机25以及允许热交换器24被旁通的瓣片26。
这样的系统包括空气器件100，以从一个操作模式切换到另一个模式，并且其特别地控制各个阀和泵，以便允许系统按照需要根据各个模式操作，现在将描述主要的模式。这些控制器件本身对本领域技术人员来说是已知的，且在此将不进一步地详细描述。它们的新颖性源自它们被编程以控制具有根据本发明的设计的系统。
在图3和4所示的替换形式中，交换器17和24被单个交换器24’替代，其在交换器24的位置容纳在舱室10中，并允许热传递流体与在舱室中流通的空气直接交换热能，而不是间接地经由回路27交换热能。
在图3所示的替换形式中，热交换器24’在第五端口305和交换器15之间位于管道214上，在阀215上游。
在图4所示的替换形式中，热交换器24’布置在管道212和213之间以及压缩机16的出口和第四端口304之间。
在未示出的替换形式中，图2的实施例可与图3的实施例或图4的实施例组合。在该情况下,该系统将包括两个交换器，用于将热能传递到在舱室中流通的空气，它们中的一个直接操作，另一个通过水流通回路27间接操作。
热交换器31——称为内部交换器——被操作为使得，其在一些模式中，允许热能在处于压缩机16上游的管道211中流通的流体和在阀218和阀219之间的管道217中流通的流体之间的热能交换。
1.1.2.五通阀
五通阀30可优选地与系统分开，且由此构成便于并入到系统中的独立部件。
第一端口301和第二端口302朝向第三端口303会聚。第四端口304朝向第五端口305并朝向第一端口301发散。
五通阀30被构造为使得可以在以下之间建立连通：
-压缩机16的入口和第二热交换器15的出口；
-压缩机16的入口和第一热交换器19的出口；
-压缩机16的出口和第一热交换器19的入口；
-压缩机16的出口和第二热交换器15的入口；
至少一个第三热交换器17、24’插置在五通阀30和压缩机16的出口之间和/或在五通阀30和第二热交换器15的入口之间。
五通阀可由两个互连的三通阀301、302构成，如在图13a和13b中可见。
在该情况下，第一三通阀301包括第二端口302和第三端口303，第二三通阀302包括第四端口304和第五端口305，第一和第二三通阀此外每个包括第三端口，该第三端口彼此互连，以形成五通阀30的第一端口301。
三通阀中的一个从第二热交换器15的出口和第一热交换器19的出口朝向压缩机16的入口会聚，另一三通阀从压缩机16的出口朝向第一热交换器19的入口和第二热交换器15的入口发散，连接至第一热交换器19的发散和会聚阀的端口互连。
五通阀30是受控流量阀，这意味着可以以受控的方式改变在其端口之间流通的流体的流量。其可以是开/闭类型，在该情况下，两个端口之间的孔截面或者大开或者全闭，或者其可以是可变类型，在该情况下，可以逐渐改变两个端口之间的孔截面。
五通阀30可利用多个状态，以便允许空调系统执行多个功能。可以特别地利用以下五个状态：
-第一状态，仅在以下之间建立连通：
-第二热交换器15的出口和压缩机16的入口；
-压缩机16的出口和第一热交换器19的入口，至少一个第三热交换器17、24’被插置或不插置在五通阀30和压缩机16的出口之间。
-第二状态，仅在以下之间建立连通：
-第一热交换器19的出口和压缩机16的入口；
-压缩机16的出口和第二热交换器15的入口，至少一个第三热交换器17、24’插置或不插置在五通阀30和压缩机16的出口之间和/或在五通阀30和第二热交换器15的入口之间。
-第三状态，其仅在压缩机16的出口和第二热交换器15的入口之间建立连通，至少一个第三热交换器17、24’插置或不插置在五通阀30和压缩机16的出口之间和/或在五通阀30和第二热交换器15的入口之间。
-第四状态，仅在以下之间建立连通：
-第二热交换器15的出口和压缩机16的入口；
-压缩机16的出口和第二热交换器15的入口，至少一个第三热交换器17、24’插置或不插置在五通阀30和压缩机16的出口之间和/或在五通阀30和第二热交换器15的入口之间。
-第五状态，其仅在压缩机16的出口和第一热交换器19的入口之间建立连通，至少一个第三热交换器17、24’被插置或不插置在五通阀30和压缩机16的出口之间。
上述状态是阐释性的不是限制性的。因此存在从所有端口都闭合到所有端口都打开的许多可行状态。以下表格整理了保持端口的会聚和发散特点的各种可行状态，打开状态中的开度能够是可变的。
Figure BDA0001940014080000081
Figure BDA0001940014080000091
在端口之间的流通方向可以是反向的。由此可以使得流体沿一个方向或沿另一个方向在第一端口301和第三端口303之间、在第一端口301和第四端口304之间、在第二端口302和第三端口303之间、在第四端口304和第五端口305之间流通。
还可以在第一、第二和第三端口之间建立流体连通，且在第一、第四和第五端口之间建立流体连通。
1.2.空调模式
根据本发明的空调系统在空调模式中的操作结合图5陈述。
在该操作模式中，在回路21中流通的热传递流体在第二热交换器15中蒸发，在该第二热交换器中，其收集来自在舱室10中流通的空气的热能，以便在其扩散到内部中之前降低其温度。热传递流体然后通入到在第二端口302和第三端口303之间建立连通的五通阀30中，以便如果适当的话将热传递流体输送到蓄积器29中，然后进入到压缩机16中，在该压缩机中，其被压缩。热传递流体然后通入到不工作的第三热交换器17，然后进入五通阀30，该五通阀在第四端口304和第一端口301之间建立连通。热传递流体然后通入到用作冷凝器的第一热交换器19中。在被输送到第二热交换器15中以经历新一循环之前，热传递流体然后在阀218或215中膨胀。如果需要，如果压缩机输送温度高，阀218可执行预膨胀。内部交换器31的效率然后被称为通过减小内部交换器31的低压入口和高压入口之间的最大温度差而被控制。
1.3.空调和除湿模式
1.3.1.要求低的加热功率
根据本发明的空调系统在要求低的加热功率的空调和除湿模式中的操作结合图6陈述。
在该操作模式中，在回路21中流通的热传递流体在第二热交换器15中蒸发，在该第二热交换器中，其收集来自在舱室10中流通的空气的热能，以便在其扩散到内部中之前降低其温度。热传递流体然后通入到在第二端口302和第三端口303之间建立连通的五通阀30中，以便如果适当的话将热传递流体输送到蓄积器29中，且然后进入到压缩机16中，在该压缩机中，其被压缩。热传递流体然后通入到第三热交换器17中，在该第三热交换器中，其冷凝，以使在回路27中流通的水升温。流体然后通入到在第四端口304和第一端口301之间建立连通的五通阀30。热传递流体然后通入到用作冷凝器的第一热交换器19中。在被输送到第二热交换器15中以经历新一循环之前，热传递流体然后在阀218或/或215中膨胀。
水在回路27中的流通允许在舱室10中流通的空气经由热交换器24升温。
1.3.2.要求高的加热功率
根据本发明的空调系统在要求高的加热功率的空调和除湿模式中的操作结合图7陈述。
在该操作模式中，在回路21中流通的热传递流体在第二热交换器15中蒸发，在该第二热交换器中，其收集来自在舱室10中流通的空气I的热能，以便在其扩散到内部中之前降低其温度。热传递流体然后通入到管道216和220中、通过单向阀221然后通过第一热交换器19，在该第一热交换器中，其蒸发。热传递流体然后通入到在第一端口301和第三端口303之间建立连通的五通阀30中，以便如果适当的话将热传递流体输送到蓄积器29中，然后进入到压缩机16中，在该压缩机中，其被压缩。热传递流体然后通入到第三热交换器17中，在该第三热交换器中，其冷凝，以使在回路27中流通的水升温。流体然后通入到在第四端口304和第五端口305之间建立连通的五通阀30。热传递流体然后通入到管道214中、进入用作膨胀阀的阀215中、然后进入第二热交换器15，以经历新一循环。
水在回路27中的流通允许在舱室10中流通的空气经由热交换器24升温。
1.3.加热模式
根据本发明的空调系统在加热模式中的操作结合图8陈述。
在该操作模式中，热传递流体被第一热交换器19内的环境空气E升温，在该第一热交换器中，该热传递流体蒸发。其然后通入到在第一端口301和第三端口303之间建立连通的五通阀30中，以便如果适当的话使热传递流体通过蓄积器29中，然后进入到压缩机16中，以便对其压缩。热传递流体然后通入到第三热交换器17中，在该第三热交换器中，其冷凝，以使在回路27中流通的水升温。热传递流体然后通入到在第四端口304和第五端口305之间建立连通的五通阀30。热传递流体然后沿第三热交换器15的方向在管道214中流动，在该第三热交换器中其继续冷凝，以便预热在舱室10中流通的空气。流体然后在管道216、然后在220中流动，通过单向阀221。在被输送到第一热交换器19中以经历新一循环之前，其然后在阀218中膨胀。
水在回路27中的流通允许在舱室10中流通的空气经由热交换器24升温。
1.4.客舱热复原模式
根据本发明的空调系统在复原模式中的操作结合图9陈述。
在该操作模式中，热传递流体在蒸发器15中被蒸发。热传递流体然后通入到在第二端口302和第三端口303之间建立连通的五通阀30中，以便如果适当的话将热传递流体输送到蓄积器29中，然后进入到压缩机16中，在该压缩机中，其被压缩。热传递流体然后通入到热交换器17，在该热交换器中，其冷凝以使在回路27中流通的水通入五通阀30之前升温，该五通阀在第四端口304和第五端口305之间建立连通。在重新引入到热交换器15中用于新一循环之前，热传递流体沿着管道214，然后在阀215中膨胀。
水在回路27中的流通允许在舱室10中流通的空气经由热交换器24升温。
交换器15的冷却能力比交换器24的加热能力低。
1.5.替换形式
1.5.1.设计
根据本发明的系统可在更复杂的系统内实施，使得可以例如执行车辆的热管理，特别是电动车辆。例如，其可以并入到如图10所示的系统中。
除了根据图2至4的替换形式的一个或另一个或其组合的设计，这样的系统包括与车辆电池和/或与其发动机交换热能的器件。
用于与电池40交换热能的这样的器件例如包括回路41，其将电池40布置为与热交换器42和泵43串联。热交换器42也与热传递流体流通回路21流体连通。对此，其一方面通过承载受控流量阀45的管道44连接至管道214和217，另一方面经由管道46连接至管道211。回路41通过管道47、48与回路27流体连通。
与发动机50交换热能的这样的器件例如包括回路51，其将发动机50布置为与泵52串联，该回路51安装为与回路41并联，并与该回路41流体连通。
这样的系统还包括前热交换器60，其定位在车辆的前部面上，且安装在与回路41和51并联且与它们流体连通的回路61中。
1.5.2.传动系热复原和加热模式
根据本发明的空调系统在传动系热复原模式中的操作结合图11陈述。
在该操作模式中，泵52操作为使得热传递流体在回路51中流通且部分地在回路41(泵43是不工作的)中流通，以便允许其从发动机50收集热能，并经由交换器42与在回路21中流通的热传递流体交换热能，在该交换器中，该流体蒸发。适当的话，在交换器42中蒸发的热传递流体被输送到蓄积器29，然后进入到压缩机16中，在该压缩机中，其被压缩。其然后在热交换器17中冷凝，在该热交换器中，其将热能释放到在回路27中流通的水。热传递流体然后被输送到在第四端口304和第五端口305之间建立连通的五通阀30。其然后在回到热交换器42以经历新一循环之前经由管道214和44传输到阀45中，其在该阀中膨胀。
水在回路27中的流通允许在舱室10中流通的空气经由热交换器24升温。
1.5.3.静止除冰模式
根据本发明的空调系统在静止除冰模式中的操作结合图12陈述。
在该操作模式中，泵52操作为使得热传递流体在回路51中流通且部分地在回路41(泵43是不工作的)中流通，以便允许其从发动机50收集热能，并经由交换器42与在回路21中流通的热传递流体交换热能，在该交换器中，该流体蒸发。适当的话，在交换器42中蒸发的热传递流体被输送到蓄积器29，然后进入到压缩机16中，在该压缩机中，其被压缩。其然后在热交换器17中冷凝，在该热交换器17中，其没有将热能释放到在回路27中流通的水，而是释放到在热交换器42中流通的流体。热传递流体然后被输送到在第四端口304和第一端口301之间建立连通的五通阀30。然后，在阀218或45中膨胀、然后重新引入到热交换器47中以经历新一循环之前，其被输送到第一热交换器19中，在该第一热交换器19中，其冷凝以便执行预除冰。
1.5.4.功能
根据本发明的系统当然可以作为例子用于执行比所述更多的大量其他功能，以便阐释五通阀可采用的主要状态。
1.6.杂项
在每个模式中，各种阀根据要求且根据所需要的环境温度和车辆内部温度被控制。
流体在第一交换器19中流通的方向可取决于模式反向。该交换器可作为蒸发器或作为冷凝器操作。
取决于模式，第二热交换器15可作为蒸发器或作为冷凝器(预热)操作。
五通阀特别地使得可以：
-将各个阀合并为单个智能阀：一个单个部件，以便简化该设计；
-保持大量功能；
-改进内部交换器31的效率的控制；
-得益于双通流体密封膨胀阀的使用；
-与化学制冷剂(R134a、R1234yf等)的使用兼容；
-与直接或间接热泵兼容；
-利用水冷凝器(第三热交换器17)，其在空调和加热模式中，以便允许位于图1所示现有技术的系统的交换器17上游的阀针对非常高的热传递流体温度被保护。

Claims (14)

1.一种用于调节在车辆的舱室(10)中的空气的系统(1)，所述系统(1)至少包括：
第一热交换器(19)，位于所述舱室(10)外侧；
第二热交换器(15)，位于所述舱室(10)内侧且能够从在所述舱室(10)中流通的空气收集热能或将热能传递至该空气；
至少一个第三热交换器(17、24’)，能够将热能传递至在所述舱室(10)中流通的空气；
压缩机(16)；
用于使热传递流体流通的回路(21)；
其特征在于，所述回路包括五通阀(30)，其被构造为允许在以下之间建立连通：
所述压缩机(16)的入口和所述第二热交换器(15)的出口；
所述压缩机(16)的入口和所述第一热交换器(19)的出口；
所述压缩机(16)的出口和所述第一热交换器(19)的入口；
所述压缩机(16)的出口和所述第二热交换器(15)的入口；
所述至少一个第三热交换器(17、24’)插置在所述五通阀(30)和所述压缩机(16)的出口之间和/或在所述五通阀(30)和所述第二热交换器(15)的入口之间。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述五通阀(30)包括两个互连的三通阀(301、302)。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，第一三通阀(301)从所述第二热交换器(15)的出口和所述第一热交换器(19)的出口朝向所述压缩机(16)的入口会聚，第二三通阀(302)从所述压缩机(16)的出口朝向所述第一热交换器(19)的入口和所述第二热交换器(15)的入口发散，连接至所述第一热交换器(19)的所述第二三通阀(302)和所述第一三通阀(301)的端口互连。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的系统，其中，所述五通阀(30)是开/闭类型或可变类型的受控流量阀。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的系统，其中，所述五通阀(30)处于第一状态，其仅在以下之间建立连通：
所述第二热交换器(15)的出口和所述压缩机(16)的入口；
所述压缩机(16)的出口和所述第一热交换器(19)的入口，所述至少一个第三热交换器(17、24’)被插置或不插置在所述五通阀(30)和所述压缩机(16)的出口之间。
6.根据权利要求4所述的系统，其中，所述五通阀(30)处于第一状态，其仅在以下之间建立连通：
所述第二热交换器(15)的出口和所述压缩机(16)的入口；
所述压缩机(16)的出口和所述第一热交换器(19)的入口，所述至少一个第三热交换器(17、24’)被插置或不插置在所述五通阀(30)和所述压缩机(16)的出口之间。
7.根据权利要求1至3中的任一项所述的系统，其中，所述五通阀(30)处于第二状态，其仅在以下之间建立连通：
所述第一热交换器(19)的出口和所述压缩机(16)的入口；
所述压缩机(16)的出口和所述第二热交换器(15)的入口，所述至少一个第三热交换器(17、24’)插置或不插置在所述五通阀(30)和所述压缩机(16)的出口之间和/或在所述五通阀(30)和所述第二热交换器(15)的入口之间。
8.根据权利要求4所述的系统，其中，所述五通阀(30)处于第二状态，其仅在以下之间建立连通：
所述第一热交换器(19)的出口和所述压缩机(16)的入口；
所述压缩机(16)的出口和所述第二热交换器(15)的入口，所述至少一个第三热交换器(17、24’)插置或不插置在所述五通阀(30)和所述压缩机(16)的出口之间和/或在所述五通阀(30)和所述第二热交换器(15)的入口之间。
9.根据权利要求1至3中的任一项所述的系统，其中，所述五通阀(30)处于第三状态，其仅在所述压缩机(16)的出口和所述第二热交换器(15)的入口之间建立连通，所述至少一个第三热交换器(17、24’)插置或不插置在所述五通阀(30)和所述压缩机(16)的出口之间和/或在所述五通阀(30)和所述第二热交换器(15)的入口之间。
10.根据权利要求4所述的系统，其中，所述五通阀(30)处于第三状态，其仅在所述压缩机(16)的出口和所述第二热交换器(15)的入口之间建立连通，所述至少一个第三热交换器(17、24’)插置或不插置在所述五通阀(30)和所述压缩机(16)的出口之间和/或在所述五通阀(30)和所述第二热交换器(15)的入口之间。
11.根据权利要求1至3中的任一项所述的系统，其中，所述五通阀(30)处于第四状态，其仅在以下之间建立连通：
所述第二热交换器(15)的出口和所述压缩机(16)的入口；
所述压缩机(16)的出口和所述第二热交换器(15)的入口，所述至少一个第三热交换器(17、24’)插置或不插置在所述五通阀(30)和所述压缩机(16)的出口之间和/或在所述五通阀(30)和所述第二热交换器(15)的入口之间。
12.根据权利要求4所述的系统，其中，所述五通阀(30)处于第四状态，其仅在以下之间建立连通：
所述第二热交换器(15)的出口和所述压缩机(16)的入口；
所述压缩机(16)的出口和所述第二热交换器(15)的入口，所述至少一个第三热交换器(17、24’)插置或不插置在所述五通阀(30)和所述压缩机(16)的出口之间和/或在所述五通阀(30)和所述第二热交换器(15)的入口之间。
13.根据权利要求1至3中的任一项所述的系统，其中，所述五通阀(30)处于第五状态，其仅在所述压缩机(16)的出口和所述第一热交换器(19)的入口之间建立连通，所述至少一个第三热交换器(17、24’)被插置或不插置在所述五通阀(30)和所述压缩机(16)的出口之间。
14.根据权利要求4所述的系统，其中，所述五通阀(30)处于第五状态，其仅在所述压缩机(16)的出口和所述第一热交换器(19)的入口之间建立连通，所述至少一个第三热交换器(17、24’)被插置或不插置在所述五通阀(30)和所述压缩机(16)的出口之间。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3100607A1 (fr) * 2019-09-11 2021-03-12 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de gestion thermique inversible d’un véhicule automobile comportant un module de redirection du fluide réfrigérant et module de redirection correspondant
CN113175768B (zh) * 2021-02-09 2023-03-21 三花控股集团有限公司 流体控制组件

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005212502A (ja) * 2004-01-27 2005-08-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 空調制御装置及び空調制御方法並びに車両用空調装置
FR2967483A1 (fr) * 2010-11-17 2012-05-18 Valeo Systemes Thermiques Boucle de climatisation, systeme comprenant une telle boucle et procede de mise en oeuvre d'un tel systeme

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6148675A (ja) * 1984-08-15 1986-03-10 Saginomiya Seisakusho Inc 可逆冷凍サイクル用五方弁
JPH03255864A (ja) * 1989-08-29 1991-11-14 Mitsubishi Electric Corp ヒートポンプ式空気調和機
FR2755756B1 (fr) * 1996-11-12 1999-01-15 Valeo Climatisation Composant modulaire pour circuit de fluide refrigerant, en particulier pour la climatisation de l'habitacle d'un vehicule automobile
JPH1137322A (ja) * 1997-07-25 1999-02-12 Kawamoto Seisakusho:Kk 五方切換弁
JP4193514B2 (ja) * 2003-02-17 2008-12-10 株式会社デンソー 車載用操作パネル装置
CN101769396B (zh) * 2010-02-05 2012-05-30 清华大学 用于自然冷却和制冷及制热模式切换的五通阀
JP5488185B2 (ja) * 2010-05-10 2014-05-14 株式会社デンソー 車両用空調装置
CN201757471U (zh) * 2010-07-07 2011-03-09 雷宜东 热泵热水空调
FR2966776B1 (fr) * 2010-10-29 2012-11-16 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de conditionnement thermique d'une chaine de traction et d'un habitacle de vehicule.
JP5786156B2 (ja) * 2011-03-04 2015-09-30 株式会社テージーケー 車両用冷暖房装置
CN202303713U (zh) * 2011-09-15 2012-07-04 宁波奥克斯空调有限公司 一种双缸变排量热泵空调系统
CN102518836B (zh) * 2011-12-21 2016-08-17 浙江盾安机械有限公司 一种两位五通阀及电动车空调系统
JP6149237B2 (ja) * 2013-04-24 2017-06-21 株式会社テージーケー 車両用冷暖房装置および膨張弁
CN105020816B (zh) * 2014-04-30 2019-06-28 杭州三花研究院有限公司 空调系统
CN106288543B (zh) * 2015-05-11 2020-09-08 浙江盾安禾田金属有限公司 五通换向阀和空调系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005212502A (ja) * 2004-01-27 2005-08-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 空調制御装置及び空調制御方法並びに車両用空調装置
FR2967483A1 (fr) * 2010-11-17 2012-05-18 Valeo Systemes Thermiques Boucle de climatisation, systeme comprenant une telle boucle et procede de mise en oeuvre d'un tel systeme

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