CN110072717B - 车用空调 - Google Patents

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Abstract

公开了一种车用空调，该车用空调以紧凑的结构形成并占用小的安装空间，并且能够利用简单的结构有效地执行冷却和加热。所述车用空调包括：壳体，具有形成在其上的空气流入口和空气流出口；鼓风机，用于通过空气流入口引入空气并将空气吹送到壳体中；压缩机，用于压缩制冷剂；热交换器，用于在制冷剂与空气之间进行热交换；以及膨胀装置，用于使制冷剂节流。鼓风机、压缩机、热交换器以及膨胀装置并排布置在壳体内部，并由此形成为扁平型(滑动型)。

Description

车用空调
技术领域
本发明涉及一种车用空调，更具体地，涉及这样一种车用空调，该车用空调安装在车辆的行李箱中以便紧凑，从而辅助前部主空调并且单独地冷却和加热车辆内部。
背景技术
通常，车用空调安装在车辆中，其目的是在夏季或冬季对车辆内部进行冷却或加热或者在雨季或冬季从挡风玻璃除霜从而确保驾驶员的前方和后方视野。这样的空调是通过在将室外空气引入空调内部或使室内空气循环之后加热或冷却空气来对车辆内部进行加热或冷却的装置。
这样的车用空调通常安装在车辆前部的发动机室与仪表板之间。同时，第10-1500104号韩国专利(于2015年3月2日授权)公开了一种用于车辆的后排座椅空调系统，其能够通过座椅空调和用于后排座椅乘客的车顶空调以小尺寸和小容量对后排座椅进行冷却和加热。此外，第2016-145015号日本专利公开(于2016年8月12日公开)公开了一种通过车辆的座椅单元而独立地且单独地操作的座椅空调。
所述后排座椅空调系统的缺点在于，由于使用车辆的前排座椅空调的空调风或者使用热电装置执行冷却和加热，因此空调性能劣化并且用于输送空调风的管道结构复杂。
此外，由于具有诸如压缩机和鼓风机的驱动部件的空调单元设置在座椅部件下方以与座椅一体化，因此座椅空调可能由于传递到座椅和乘客的振动而给乘客带来不愉快的感觉。此外，传统的座椅空调的另一缺点在于，由于经过冷凝器的废热朝向车辆内部排放，因此车辆内部的温度根据座椅空调的操作而升高。此外，传统的座椅空调的又一缺点在于，由于座椅下方的空间不足，因此如果具有压缩机的空调单元一体地安装，则难以移动或旋转座椅。
发明内容
技术问题
因此，已鉴于现有技术中出现的上述问题而做出本发明，并且本发明的目的在于提供一种车用空调，该车用空调由于其尺寸紧凑的结构而占用较小的安装空间并且用简单的结构有效地执行冷却和加热。
技术方案
为了实现以上目的，根据本发明，提供一种车用空调，所述车用空调包括：壳体，具有空气流入口和空气流出口；鼓风机，用于将空气引入空气流入口以将空气送入壳体内；压缩机，用于压缩制冷剂；热交换器，用于在制冷剂与空气之间进行热交换；以及膨胀装置，用于使制冷剂节流，其中，鼓风机、压缩机和热交换器并排布置在壳体内部以形成为扁平型。
有益效果
如上所述，根据本发明的车用空调由于其尺寸紧凑的结构而占用较小的安装空间，并且由于主要部件布置在一个平面上而能够实现薄的模块，并且当空调安装在车辆中时能够更好地利用空间。此外，根据本发明的车用空调能够通过其简单的结构而有效地执行加热和冷却，并且由于将废热排放到行李箱或排放到车辆外而能够防止由制冷循环的操作而导致的内部温度的升高，并且通过提高热效率而能够增强空调性能。
附图说明
图1是示出根据本发明的优选实施例的车用空调的透视图，
图2是图1的后视透视图，
图3是示出车用空调的安装示例的示图，
图4和图5是示出车用空调在冷却模式下的使用状态的示图，
图6和图7是示出车用空调在加热模式下的使用状态的示图，
图8是示出根据本发明的另一优选实施例的车用空调的透视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的车用空调。
图1是示出根据本发明的优选实施例的车用空调的透视图，图2是图1的后视透视图，并且图3是示出车用空调的安装示例的示图。
如图1至图3中所示，根据本发明的优选实施例的车用空调包括：壳体10，具有空气流入口和空气流出口；鼓风机，用于将空气引入空气流入口，以将空气送入壳体10中；压缩机30，用于压缩制冷剂；热交换器，用于在制冷剂与空气之间进行热交换；以及膨胀装置，用于使制冷剂节流。
车用空调形成为具有预定厚度的板状(即，扁平型)。空调100是扁平型的，其在厚度方向(t1)上薄，并且在宽度(W)和高度(H)上相对较大。此外，空调100包括并排地(sideby side)布置在壳体10内部的鼓风机、压缩机30、热交换器和膨胀装置。
在该实施例中，如图3中所示，空调100在厚度方向(t1)上安装在车辆97的在车辆的内部98与行李箱99之间的适当位置处。空调100的在厚度方向(t1)上的一侧被布置为面向车辆的内部，另一侧被布置为面向行李箱。然而，空调100可安装在车辆的其他位置处，诸如座椅靠背或座椅的底端。
无论发动机是否点火，空调100都独立地执行空气调节。空调100用作安装在车辆中并与安装在车辆的发动机室侧的前部空调间隔开的辅助空调，或者可在没有前部空调的情况下通过被独立地安装来执行车辆的空气调节。
空调100还包括安装在壳体10内部的储液器(accumulator)31、制冷剂管32、换向门60、第一门70和第二门80以及致动器。因为这些组件平坦地布置在薄的壳体10中，所以主要的组件被布置在一个平面上以减小模块的厚度(t1)，由此能够以紧凑的尺寸设计并增强空间的利用。
压缩机30是电动压缩机，并且在将制冷剂压缩到高温高压状态后排放制冷剂。热交换器包括冷凝器40和蒸发器50，冷凝器40在从压缩机30排出的制冷剂与空气之间进行热交换，蒸发器50在经过膨胀装置的制冷剂与空气之间进行热交换从而使制冷剂蒸发。
膨胀装置通过使制冷剂节流而将制冷剂膨胀到低温低压状态，并且可以是TXV、EXV或其他。用于将制冷剂分离成气相制冷剂和液相制冷剂的储液器31在制冷剂流动方向上设置在压缩机30的上游侧。压缩机30、冷凝器40、膨胀装置和蒸发器50依次安装并通过制冷剂管32彼此连接。
此外，换向门60设置在壳体10内部。换向门60使被引入空气流入口的空气选择性地流动到冷凝器40和蒸发器50。换向门60设置在壳体10中，以绕旋转轴61旋转。
壳体10包括：室内空气入口11，用于引入室内空气；室外空气入口12，用于引入室外空气；第一室内出口13和第二室内出口16，用于将空气排放到车辆内部；以及第一室外出口15和第二室外出口14，用于将空气排放到车辆外部。
冷凝器40和蒸发器50中的一个布置为在高度方向(H)上高于另一个。在该实施例中，冷凝器40布置为高于蒸发器50。此外，室内空气入口11和室外空气入口12沿厚度方向(t1)形成在彼此相反的方向上。即，室内空气入口11形成为面向车辆内部，并且室外空气入口12形成为面向行李箱。
此外，室内空气入口11和室外空气入口12沿宽度方向(W)形成在彼此相反的方向上。在这种情况下，宽度方向(W)与车辆的横向宽度方向相同。此外，室内空气入口11和室外空气入口12沿高度方向(H)形成在彼此相反的方向上。即，室外空气入口12布置为高于室内空气入口11。最后，室外空气入口12和室内空气入口11在对角线方向上布置。
换向门60设置在冷凝器40与蒸发器50之间。此外，在壳体10内部，第一门70用于选择性地将空气排放到第一室内出口13和第一室外出口15；并且第二门80用于选择性地将空气排放到第二室内出口16和第二室外出口14。
室内空气入口11、室外空气入口12、第一室内出口13、第二室内出口16、第一室外出口15和第二室外出口14全部彼此连通，并且空气在其中流动的空气通道形成在壳体10内部。通过换向门60、第一门70和第二门80的操作，空气通道可适当地改变空气的流动。
第一鼓风机21和第二鼓风机22分别设置在室内空气入口11和室外空气入口12中。第一鼓风机21和第二鼓风机22的鼓风机叶轮的轴向方向被设置为平行于厚度方向(t1)。此外，换向门60的旋转轴61也被布置为平行于厚度方向(t1)。同时，第一门70的旋转轴71和第二门80的旋转轴81被布置为平行于宽度方向(W)。
换向门60在宽度方向(W)上布置在室内空气入口11与室外空气入口12之间，并且在高度方向(H)上布置在冷凝器40与蒸发器50之间。此外，第一室内出口13和第一室外出口15形成在上部，第二室内出口16和第二室外出口14形成在下部。
如上所述，第一鼓风机21和第二鼓风机22的鼓风机叶轮的轴向方向、换向门60的旋转轴方向、第一门70和第二门80的旋转轴方向、空气流入口和空气流出口的位置和方向以及组件的位置和方向是被优化的，因此组件能够有效地布置在相对薄的扁平型结构中，以实现纤薄的设计。
同时，图4和图5是示出车用空调在冷却模式下的使用状态的示图，以及图6和图7是示出车用空调在加热模式下的使用状态的示图。
在换向门60被定位为如图4和图5中所示的状态下，作为上部空气流出口的第一室内出口13和第一室外出口15与室外空气入口12连通，并且作为下部空气流出口的第二室内出口16和第二室外出口14与室内空气入口11连通。
此外，在换向门60被定位为如图6和图7中所示的状态下，作为上部空气流出口的第一室内出口13和第一室外出口15与室内空气入口11连通，并且作为下部空气流出口的第二室内出口16和第二室外出口14与室外空气入口12连通。
冷凝器40在空气流动方向上设置在第一室内出口13和第一室外出口15的上游侧，并且蒸发器50在空气流动方向上设置在第二室内出口16和第二室外出口14的上游侧。更具体地，冷凝器40在空气流动方向上设置在第一门70的上游侧，并且蒸发器50在空气流动方向上设置在第二门80的上游侧。
冷凝器40和蒸发器50可具有包括集管、多个管和翅片的热交换器结构。在附图中，简要示出了冷凝器40和蒸发器50，但是热交换器可具有水平放置的结构。即，热交换器以使管和翅片相对于空气流动方向垂直地穿过通道的方式布置，使得经过冷凝器40和蒸发器50的空气能够与在冷凝器40和蒸发器50中流动的制冷剂进行充分地热交换。
此外，压缩机30和储液器31可布置在壳体10的位于室外空气入口12正下方的适当位置处。在这种情况下，产热的组件(如，压缩机30)优选地布置在邻近于冷凝器40的暖空气通道中以利用废热。
此外，第一室内出口13和第一室外出口15彼此成直角布置。即，第一室内出口13朝向上部敞开，并且第一室外出口15朝向行李箱敞开。此外，第二室内出口16和第二室外出口14彼此成直角布置。即，第二室内出口16朝向下部敞开，并且第二室外出口14朝向行李箱敞开。
此外，第一门70的旋转轴71位于第一室内出口13与第一室外出口15之间，并且第一门70能够在第一室内出口13与第一室外出口15之间从相对于第一室内出口13成大约45度角度以完全关闭第一室内出口13的位置操作到相对于第一室内出口13成大约90度角度以完全关闭第一室外出口15的位置。如图4和图5中所示，如果第一门70相对于第一室内出口13处于45度的角度，则第一室内出口13被关闭并且第一室外出口15被打开。如图6和图7中所示，如果第一门70相对于第一室内出口13处于90度的角度，则第一室内出口13被打开并且第一室外出口15被关闭。
以相同的方式，第二门80的旋转轴81位于第二室内出口16与第二室外出口14之间，并且第二门80能够在第二室内出口16与第二室外出口14之间从相对于第二室内出口16成大约45度角度以完全关闭第二室内出口16的位置操作到相对于第二室内出口16成大约90度角度以完全关闭第二室外出口14的位置。如图4和图5中所示，如果第二门80相对于第二室内出口16处于90度的角度，则第二室内出口16被打开并且第二室外出口14被关闭。如图6和图7中所示，如果第二门80相对于第二室内出口16处于45度的角度，则第二室内出口16被关闭并且第二室外出口14被打开。
如上所述，第一室内出口13、第一室外出口15、第二室内出口16和第二室外出口14的方向和位置以及第一门70和第二门80的操作范围是被优化的，使得通过减小空调的厚度而使空调可具有更薄的结构。
同时，壳体10具有形成在壳体10的一部分处的防爆部分，并且防爆部分的厚度(t2)大于壳体10的厚度(t1)。优选地，诸如压缩机30的相对厚的组件集中地布置在防爆部分中。
参照图4和图5，在冷却模式下，被引入室内空气入口11的室内空气在经过蒸发器50后被冷却，然后通过第二室内出口16排放。此外，被引入室外空气入口12的室外空气在经过冷凝器40后被加热，然后通过第一室外出口15排放。
参照图6和图7，在加热模式下，被引入室内空气入口11的室内空气在经过冷凝器40后被加热，然后通过第一室内出口13排放。此外，被引入室外空气入口12的室外空气在经过蒸发器50后被冷却，然后通过第二室外出口14排放。
同时，图8是示出根据本发明的另一优选实施例的车用空调的透视图。参照图8，热交换器包括蒸发器50和加热器芯45。即，压缩机30、冷凝器(未示出)、膨胀装置和蒸发器50依次安装并通过制冷剂管32彼此连接。在这种情况下，冷凝器可设置在壳体10的外表面上。加热器芯45使冷却水在加热器芯45内流动并且与空气进行热交换以加热空气。如图8中所示，根据本发明的车用空调可应用于具有蒸发器并使用制冷剂的冷却系统和具有加热器芯并使用冷却水的加热系统。
虽然已经参照本发明的示例性实施例具体示出和描述了本发明，但是本领域的普通技术人员将理解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下可做出各种修改和等同物。因此，应该理解，本发明的技术和保护范围应由权利要求限定的技术构思限定。

Claims (11)

1.一种车用空调，包括：
壳体(10)，具有空气流入口和空气流出口；鼓风机，用于将空气引入空气流入口，以将空气送入壳体(10)；压缩机(30)，用于压缩制冷剂；热交换器，用于在制冷剂与空气之间进行热交换；以及膨胀装置，用于使制冷剂节流，
其中，鼓风机、压缩机(30)和热交换器并排布置在壳体(10)内部以形成为扁平型，
其中，壳体(10)包括：
室内空气入口(11)，用于引入室内空气；
室外空气入口(12)，用于引入室外空气；
第一室内出口(13)和第二室内出口(16)，用于将空气朝向车辆内部排放；以及
第一室外出口(15)和第二室外出口(14)，用于将空气朝向车辆外部排放，
第一门(70)和第二门(80)设置在壳体(10)内部，第一门(70)用于使空气选择性地排放到第一室内出口(13)和第一室外出口(15)，第二门(80)用于使空气选择性地排放到第二室内出口(16)和第二室外出口(14)。
2.一种车用空调，包括：
壳体(10)，具有空气流入口和空气流出口；鼓风机，用于将空气引入空气流入口，以将空气送入壳体(10)；压缩机(30)，用于压缩制冷剂；热交换器，用于在制冷剂与空气之间进行热交换；以及膨胀装置，用于使制冷剂节流，
其中，鼓风机、压缩机(30)和热交换器并排布置在壳体(10)内部以形成为扁平型，
其中，壳体(10)包括：
室内空气入口(11)，用于引入室内空气；
室外空气入口(12)，用于引入室外空气；
第一室内出口(13)和第二室内出口(16)，用于将空气朝向车辆内部排放；以及
第一室外出口(15)和第二室外出口(14)，用于将空气朝向车辆外部排放，
第一鼓风机(21)和第二鼓风机(22)分别设置在室内空气入口(11)和室外空气入口(12)处，并且第一鼓风机(21)和第二鼓风机(22)的鼓风机叶轮的轴向方向被设置为平行于厚度方向(t1)。
3.如权利要求1或2所述的车用空调，其中，热交换器包括：冷凝器(40)，用于使从压缩机(30)排放的制冷剂冷凝；以及蒸发器(50)，用于使经过膨胀装置的制冷剂膨胀。
4.如权利要求3所述的车用空调，其中，换向门(60)设置在壳体(10)内部，以使被引入空气流入口的空气选择性地流到冷凝器(40)和蒸发器(50)。
5.如权利要求4所述的车用空调，其中，冷凝器(40)和蒸发器(50)中的一个布置为在高度方向(H)上高于冷凝器(40)和蒸发器(50)中的另一个，并且换向门(60)设置在冷凝器(40)与蒸发器(50)之间。
6.如权利要求1或2所述的车用空调，其中，室内空气入口(11)和室外空气入口(12)沿厚度方向(t1)形成在彼此相反的方向上。
7.如权利要求1或2所述的车用空调，其中，室内空气入口(11)和室外空气入口(12)沿宽度方向(W)形成在彼此相反的方向上。
8.如权利要求1或2所述的车用空调，其中，壳体(10)在厚度方向(t1)上安装在车辆的内部与车辆的行李箱之间，并且壳体(10)的在厚度方向(t1)上的一侧布置为面向车辆的内部，而壳体(10)的在厚度方向(t1)上的另一侧布置为面向行李箱。
9.如权利要求1或2所述的车用空调，其中，用于使从压缩机(30)排放的制冷剂冷凝的冷凝器(40)在空气流动方向上设置在第一室内出口(13)和第一室外出口(15)的上游侧，并且用于使经过膨胀装置的制冷剂蒸发的蒸发器(50)在空气流动方向上设置在第二室内出口(16)和第二室外出口(14)的上游侧。
10.如权利要求1或2所述的车用空调，其中，在冷却模式下，被引入室内空气入口(11)的室内空气在经过蒸发器(50)后被冷却并通过第二室内出口(16)排放，并且被引入室外空气入口(12)的室外空气在经过冷凝器(40)后被加热并通过第一室外出口(15)排放。
11.如权利要求1或2所述的车用空调，其中，在加热模式下，被引入室内空气入口(11)的室内空气在经过冷凝器(40)后被加热并通过第一室内出口(13)排放，并且被引入室外空气入口(12)的室外空气在经过蒸发器(50)后被冷却并通过第二室外出口(14)排放。
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