CN110114234A - 用于机动车辆的间接可逆空调回路及相应的操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的间接空调回路(1)，包括：第一制冷剂回路(A)，其包括压缩机(3)、第一减压装置(7)、第一热交换器(9)、第二减压装置(11)、第二热交换器(13)和用于绕过第二热交换器(13)的管(30)；第二传热流体回路(B)；双流体热交换器(5)，其布置在压缩机(3)下游的第一制冷剂回路(A)上和第二传热流体回路(B)上；以及第一内部热交换器(19)，第一制冷剂回路(A)还包括第二内部热交换器(19')，其允许在第一内部热交换器(19)的出口处的高压制冷剂和在旁通管(30)中循环的低压制冷剂之间进行热交换。

Description

用于机动车辆的间接可逆空调回路及相应的操作方法

技术领域

本发明涉及机动车辆领域，尤其涉及一种机动车辆空调回路及其操作方法。

背景技术

现今的机动车辆越来越多地包括空调回路。通常，在“常规”空调回路中，制冷剂流体连续地通过压缩机、第一热交换器(称为冷凝器，与机动车辆的外部空气流接触，以便放热)、膨胀装置和第二热交换器(称为蒸发器，与机动车辆的内部空气流接触，以便冷却它)。

还有更复杂的空调回路架构，使得可以获得可逆的空调回路，这意味着它可以在第一热交换器处吸收来自外部空气的热能，然后称为蒸发器-冷凝器，并将其释放到车辆内部，特别是通过专用的第三热交换器。

这可以特别通过使用间接空调回路来实现。这里间接的意思是空调回路包括用于循环两种不同流体(例如制冷剂流体和乙二醇-水)的两个回路，以便进行各种热交换。

因此，空调回路包括用于制冷剂流体的第一回路，制冷剂流体在其中循环，用于传热流体的第二回路，传热流体在其中循环，以及双流体热交换器，其共同布置在用于制冷剂流体的第一回路上和用于传热流体的第二回路上，以允许在所述回路之间进行热交换。

这种空调回路允许在各种操作模式下使用，但是难以提供一种操作模式，在用于冷却车辆的内部空气流的操作模式和用于加热车辆的所述内部空气流的热泵模式中，性能都是令人满意的。

因此，本发明的目的之一是至少部分地克服现有技术的缺点并提出一种改进的空调回路。

发明内容

因此，本发明涉及一种用于机动车辆的间接空调回路，包括：

·用于制冷剂流体的第一回路，制冷剂流体在其中循环，用于制冷剂流体的所述第一回路在制冷剂流体循环的方向上包括：

ο压缩机，

ο第一膨胀装置，

ο第一热交换器，用于使机动车辆的内部空气流通过其，

ο第二膨胀装置，

ο第二热交换器，用于使机动车辆的外部空气流通过其，和

ο旁通管，绕过第二热交换器，

·用于传热流体的第二回路，传热流体在其中循环，

·双流体热交换器，其共同布置在压缩机下游的用于制冷剂流体的第一回路上，在所述压缩机和第一膨胀装置之间，并且在用于传热流体的第二回路上，以便允许在用于制冷剂流体的第一回路和用于传热流体的第二回路之间进行热交换，以及

·第一内部热交换器，其允许在离开双流体热交换器的高压制冷剂流体和离开第二热交换器或离开旁通管的低压制冷剂流体之间进行热交换，

用于制冷剂流体的第一回路还包括第二内部热交换器，其允许在离开第一内部热交换器的高压制冷剂流体和在旁通管中循环的低压制冷剂流体之间进行热交换。

根据本发明的一方面，间接可逆空调回路包括用于将来自第一热交换器的制冷剂流体朝向第二热交换器或朝向旁通管重定向的装置。

根据本发明的另一方面，在第一和第二内部热交换器中，至少一个可以是同轴热交换器。

根据本发明的另一方面，第一同轴内部热交换器的长度在50和120mm之间，第二同轴内部热交换器的长度在200和700mm之间。

根据本发明的另一方面，第一膨胀装置是电子膨胀阀，其可以由结合到车辆中的控制单元控制，第二膨胀装置是恒温膨胀阀。

根据本发明的另一方面，第二膨胀装置是具有关闭功能的恒温膨胀阀。

根据本发明的另一方面，用于传热流体的第二回路包括：

ο双流体热交换器，

ο第一传热流体循环管，包括第三热交换器，用于使机动车辆的内部空气流通过其，并连接位于双流体热交换器下游的第一接合点和位于所述双流体热交换器上游的第二接合点，

ο第二传热流体循环管，包括第四热交换器，用于使机动车辆的外部空气流通过其，并连接位于双流体热交换器下游的第一接合点和位于所述双流体热交换器上游的第二接合点，以及

ο泵，位于双流体热交换器的下游或上游，在第一接合点和第二接合点之间。

根据本发明的另一方面，用于传热流体的第一回路在传热流体循环的方向上包括传热流体电加热元件，其位于双流体热交换器的下游，在所述双流体热交换器和第一接合点之间。

根据本发明的另一方面，间接可逆空调回路包括用于将来自双流体热交换器的传热流体朝向第一循环管和/或朝向第二循环管重定向的装置。

根据本发明的另一方面，间接可逆空调回路包括用于阻挡通过第三热交换器的内部空气流的阻挡盖板(blanking flap)。

本发明还涉及一种根据冷却模式操作间接可逆空调回路的方法，其中：

ο制冷剂流体循环通过压缩机，其中所述制冷剂流体升至高压并且连续循环通过双流体热交换器、第一内部热交换器、第二内部热交换器和所述制冷剂流体降至低压的第一膨胀装置，然后所述低压制冷剂流体连续循环通过第一热交换器、其进入第二内部热交换器的旁路支管以及然后是第一内部热交换器，之后返回压缩机，

ο离开双流体热交换器的传热流体循环通过第二循环管的第四热交换器。

本发明还涉及一种根据除湿模式操作间接可逆空调回路的方法，其中：

ο制冷剂流体循环通过压缩机，其中所述制冷剂流体升至高压并且连续循环通过双流体热交换器、第一内部热交换器、第二内部热交换器和所述制冷剂流体降至低压的第一膨胀装置，然后所述低压制冷剂流体连续循环通过第一热交换器、第二膨胀装置、第二热交换器以及然后是第一内部热交换器，之后返回压缩机，

ο离开双流体热交换器的一部分传热流体循环通过第一循环管的第三热交换器，离开双流体热交换器的另一部分传热流体循环通过第二循环管的第四热交换器。

本发明还涉及一种根据热泵模式操作间接可逆空调回路的方法，其中：

ο制冷剂流体循环通过压缩机，其中所述制冷剂流体升至高压并且连续循环通过双流体热交换器、第一内部热交换器、第二内部热交换器和所述制冷剂流体降至中间压力的第一膨胀装置，然后所述制冷剂流体连续循环通过第一热交换器、所述制冷剂流体降至低压的第二膨胀装置、第二热交换器以及然后是第一内部热交换器，之后返回压缩机，

ο离开双流体热交换器的传热流体仅循环通过第一循环管的第三热交换器。

本发明还涉及一种根据第一除冰模式操作间接可逆空调回路的方法，其中仅用于制冷剂流体的第一回路运行，制冷剂流体连续循环通过压缩机、双流体热交换器、第一内部热交换器、第二内部热交换器、没有经历压力下降的第一膨胀装置、第一热交换器、没有经历压力下降的第二膨胀装置、第二热交换器以及然后是第一内部热交换器，之后返回压缩机。

本发明还涉及一种根据第二除冰模式操作间接可逆空调回路的方法，其中仅用于传热流体的第二回路运行，并且其中传热流体连续通过：

ο泵，

ο热交换器，没有与用于制冷剂流体的第一回路的制冷剂流体交换焓，因为该后者回路未运行，

ο处于运行的电加热元件，

然后其中：

ο一部分传热流体循环通过第一循环管并通过第三热交换器并且其中阻挡盖板关闭，

ο另一部分传热流体在第二循环管中循环并通过第四热交换器。

本发明还涉及一种根据第三除冰模式操作间接可逆空调回路的方法，其中仅用于传热流体的第二回路运行，并且其中传热流体连续通过：

о泵，

о热交换器，没有与用于制冷剂流体的第一回路的制冷剂流体交换焓，因为该后者回路未运行，

о处于运行的电加热元件，

然后，所有制冷剂流体进入第二循环管并通过第四热交换器。

本发明还涉及一种根据电加热模式操作间接可逆空调回路的方法，其中仅用于传热流体的第二回路运行，并且其中传热流体连续通过：

о泵，

о热交换器，没有与用于制冷剂流体的第一回路的制冷剂流体交换焓，因为该后者回路未运行，

о处于运行的电加热元件，

然后，传热流体仅在第一循环管中循环并通过第三热交换器。

附图说明

通过阅读由非限制说明性示例给出的以下描述和附图，本发明的其它特征和优点将变得更加清楚，其中：

-图1是间接可逆空调回路的示意图，

-图2是根据替代实施例的膨胀装置的示意图，

-图3是根据替代实施例的图1的间接可逆空调回路的用于传热流体的第二回路的示意图，

-图4a示出了处于冷却模式的图1的间接可逆空调回路，

-图4b示出了图4a中所示的冷却模式的压力/焓图，

-图5a示出了处于除湿模式的图1的间接可逆空调回路，

-图5b示出了图5a中所示的除湿模式的压力/焓图，

-图6a示出了处于热泵模式的图1的间接可逆空调回路，

-图6b示出了图6a中所示的热泵模式的压力/焓图，

-图7示出了处于第一除冰模式的图1的制冷剂流体的第一回路，

-图8和9分别示出了处于第二除冰模式的图1和3的传热流体的第二回路，

-图10是处于电加热模式的图1的间接可逆空调回路的传热流体的第二回路的示意图。

在各个图中，相同的元件具有相同的附图标记。

具体实施方式

以下实施例是示例。尽管描述涉及一个或多个实施例，但这并不一定意味着每个参考涉及相同的实施例，或者特征仅仅适用于仅一个实施例。各种实施例的单个特征也可以组合和/或互换，以便创建其他实施例。

在本说明书中，可以索引某些元件或参数，例如第一元件或第二元件以及第一参数和第二参数，或者第一标准或第二标准等。在这种情况下，关注的是简单索引，以区分和命名相似但不相同的元件或参数或标准。该索引并不意味着一个元件、参数或标准相对于另一个的优先级，并且这些命名可以容易地互换而不脱离本说明书的范围。例如在评估任何给定标准时，这种索引也不意味着任何时间顺序。

在本说明书中，“位于上游”旨在表示元件相对于流体循环的方向位于另一个元件之前。相反，“位于下游”旨在表示元件相对于流体循环的方向位于另一个元件之后。

图1示出了用于机动车辆的间接空调回路1。该间接空调回路1特别包括：

·用于制冷剂流体A的第一回路，制冷剂流体在其中循环，

·用于传热流体B的第二回路，传热流体在其中循环，以及

·双流体热交换器5，其共同布置在用于制冷剂流体A的第一回路上和用于传热流体B的第二回路上，以允许在用于制冷剂流体A的所述第一回路与用于传热流体B的所述第二回路之间进行热交换。

更具体地，用于制冷剂流体A的第一回路沿制冷剂流体循环的方向包括：

о压缩机3，

о位于所述压缩机3下游的双流体热交换器5，

о第一膨胀装置7，

ο第一热交换器9，旨在使机动车辆的内部空气流100通过其，

ο第二膨胀装置11，

ο第二热交换器13，旨在使机动车辆的外部空气流200通过其，以及

ο绕过第二热交换器13的旁通管30。

旁通管30可以更具体地连接第一连接点31和第二连接点32。

第一连接点31优选地沿制冷剂流体循环的方向位于第一热交换器9的下游，在所述第一热交换器9和第二热交换器13之间。更具体地，如图1所示，第一连接点31位于第一热交换器9和第二膨胀装置11之间。然而，完全可以设想第一连接点31位于第二膨胀装置11和第二热交换器13之间，条件是制冷剂流体有可能绕过所述第二膨胀装置11或通过其而不会经历压力下降。

第二连接点32本身优选地位于第二热交换器13的下游，在所述热交换器13和压缩机3之间。

用于制冷剂流体A的第一回路还包括第一内部热交换器19(或IHX)，其允许在离开双流体热交换器5的高压制冷剂流体与离开第二热交换器13或离开旁通管30的低压制冷剂流体之间进行热交换。该第一IHX19特别包括用于来自第二连接点32的低压制冷剂流体的入口和出口以及用于来自双流体热交换器5的高压制冷剂流体的入口和出口。

高压制冷剂流体的意思是在压缩机3处经历了压力增加并且由于第一膨胀装置7或第二膨胀装置11中的一个而没有经历压力下降的制冷剂流体。低压制冷剂流体的意思是由于第一膨胀装置7或第二膨胀装置11中的一个而经历压力下降的制冷剂流体。

用于制冷剂流体A的第一回路还包括第二IHX19'，其允许在离开第一IHX19的高压制冷剂流体和在旁通管30中循环的低压制冷剂流体之间进行热交换。该第二IHX19'特别包括来自第一连接点31的低压制冷剂流体的入口和出口以及来自第一IHX19的高压制冷剂流体的入口和出口。

在第一IHX19和第二19'IHX中，至少一个可以是同轴热交换器，这意味着包括两个同轴的管并且在它们之间发生热交换。

优选地，第一IHX19可以是长度在50和120mm之间的同轴IHX，而第二IHX19'可以是长度在200和700mm之间的同轴IHX。

用于制冷剂流体A的第一回路还可包括位于双流体热交换器5下游的一瓶干燥剂15，更具体地说，在所述双流体热交换器5和第一IHX19之间。放置在空调回路的高压侧(即压缩机3的下游和膨胀装置的上游)的这样的一瓶干燥剂，与其他相分离解决方案比如蓄能器(其位于空调回路的低压侧(特别是第一IHX19的上游)即压缩机3的上游)相比，具有更小的体积和更低的成本。

间接可逆空调回路1还包括用于将来自第一热交换器9的制冷剂流体朝向第二热交换器13或朝向旁通管30重定向的装置。

用于重定向来自第一热交换器9的制冷剂流体的该装置可以特别地包括：

·第一截止阀22，其位于第一连接点31的下游，在所述第一连接点31和第二膨胀装置11之间。该第一截止阀22的替代方案可以对于第二膨胀装置11来说包括关闭功能，以便能够阻止制冷剂流体并防止其循环，

·位于旁通管30上的第二截止阀33，以及

·止回阀23，其位于第二热交换器13的下游，在所述第二热交换器13和第二连接点32之间。

另一替代方案(未示出)也可以是在第一连接点31处安装三通阀。

这里的截止阀、止回阀、三通阀或具有关闭功能的膨胀装置的意思是可由机动车辆上的电子控制单元操作的机械或机电元件。

第一膨胀装置7和第二膨胀装置11可以是电子膨胀阀，即这样的膨胀阀，其出口制冷剂流体压力由电动操作阀控制，该阀的开口位置确定出口处流体的压力。当所述电动操作阀完全打开时，这种电子膨胀阀特别能够允许制冷剂流体在没有压力下降的情况下通过。

根据一优选实施例，第一膨胀装置7是电子膨胀阀，其可以由结合到车辆中的控制单元控制，第二膨胀装置11是恒温膨胀阀。

第二膨胀装置11特别可以是具有关闭功能的恒温膨胀阀。在这种情况下，所述第一膨胀装置7和第二膨胀装置11也可被导流管A'绕过，特别是包括截止阀25，如图2所示。该导流管A'允许制冷剂流体绕过所述第一膨胀装置7和第二膨胀装置11而没有经历压力下降。优选地，至少第二膨胀装置11是包括导流管A'的恒温膨胀阀。

用于传热流体B的第二回路本身可以包括：

ο双流体热交换器5，

ο第一传热流体循环管50，包括第三热交换器54，该第三热交换器54旨在使机动车辆的内部空气流100通过其，并连接位于双流体热交换器5下游的第一接合点61和位于所述双流体热交换器5上游的第二接合点62，

ο第二传热流体循环管60，包括第四热交换器64，该第四热交换器64旨在使机动车辆的外部空气流200通过其，并连接位于双流体热交换器5下游的第一接合点61和位于所述双流体热交换器5上游的第二接合点62，以及

ο泵17，位于双流体热交换器5的下游或上游，在第一接合点61和第二接合点62之间。

间接可逆空调回路1在用于传热流体B的第二回路内包括用于将来自双流体热交换器5的传热流体朝向第一循环管50或朝向第二循环管60重定向的装置。

如图1和2所示，用于重定向来自双流体热交换器5的传热流体的所述装置可以特别地包括位于第二循环管60上的第三截止阀63，以便阻止或不阻止传热流体并防止其在所述第二循环管60中循环。

间接可逆空调回路1还可包括阻挡盖板310，用于阻挡通过第三热交换器54的内部空气流100。

该实施例特别地可以限制用于传热流体B的第二回路中的阀的数量，从而可以限制生产成本。

根据图3所示的一个替代实施例，用于重定向来自双流体热交换器5的传热流体的装置可以特别地包括：

·第三截止阀63，位于第二循环管60上，以阻止或不阻止传热流体并防止其在所述第二循环管60中循环，以及

·第四截止阀53，位于第一循环管50上，以阻止或不阻止传热流体并防止其在所述第一循环管50中循环。

用于传热流体B的第二回路还可包括用于加热传热流体的电加热元件55。所述电加热元件55在传热流体循环的方向上特别地位于双流体热交换器5的下游，在所述双流体热交换器5和第一接合点61之间。

本发明还涉及一种根据图4a至9所示的各种操作模式操作间接可逆空调回路1的方法。在图4a、5a、6a、7、8和9中，仅描绘了制冷剂流体和/或传热流体循环通过的元件。使用箭头指示制冷剂流体和/或传热流体的循环方向。

图4a示出了冷却模式，其中：

·制冷剂流体循环通过压缩机3，其中所述制冷剂流体升至高压并且连续循环通过双流体热交换器5、第一IHX19、第二IHX19'和所述制冷剂流体降至低压的第一膨胀装置7，然后所述低压制冷剂流体连续循环通过第一热交换器9、其进入第二IHX19'的旁路支管30以及然后是第一IHX19，之后返回压缩机3，

·离开双流体热交换器5的传热流体循环通过第二循环管60的第四热交换器64。

如图4a所示，离开双流体热交换器5的一部分传热流体循环通过第一循环管50的第三热交换器54，离开双流体热交换器5的另一部分传热流体循环通过第二循环管50的第四热交换器64。阻挡盖板310关闭以防止内部空气流100循环通过第三热交换器54。

在该冷却模式期间制冷剂流体经历的压力和焓的变化在图4b的压力/焓图中示出。曲线X表示制冷剂流体饱和曲线。

进入压缩机3的制冷剂流体处于气相。当制冷剂流体通过压缩机3时，制冷剂流体经历压缩，如箭头300所示。然后，所述制冷剂流体处于高压。

由于制冷剂流体切换到液相并且由于焓传递到用于传热流体B的第二回路的传热流体，高压制冷剂流体通过双流体热交换器5并经历焓下降，如箭头500所示。因此，高压制冷剂流体在保持恒定压力的同时失去焓。

然后高压制冷剂流体进入第一IHX19，在那里它失去焓，如箭头190a所示。该焓转移到低压制冷剂流体，如箭头190b所示。

然后高压制冷剂流体进入第二IHX19'，在那里它再次失去焓，如箭头190'a所示。该焓转移到低压制冷剂流体，如箭头190'b所示。

高压制冷剂流体然后通过第一膨胀装置7。高压制冷剂流体经历由箭头700所示的等焓压力下降，并且穿过饱和曲线X，这导致其切换到液体加气体的混合物的状态。现在制冷剂流体处于低压。

然后，低压制冷剂流体通过第一热交换器9，在那里它获得如箭头900所示的焓，同时冷却内部空气流100。然后，低压制冷剂流体满足饱和曲线X并切换回气态。在离开第一热交换器9时，制冷剂流体朝向旁通管30重定向。

然后，低压制冷剂流体通过第二IHX19'，在那里它从通过第二IHX19'的高压制冷剂流体获得如箭头190'b所示的焓。

然后，低压制冷剂流体通过第一IHX19，在那里它从通过第一IHX19的高压制冷剂流体再次获得如箭头190b所示的焓。然后低压制冷剂流体返回压缩机3。

该冷却模式可用于冷却内部空气流100。

在该冷却模式中，用于重定向制冷剂流体的装置配置成使得制冷剂流体不循环通过第二热交换器13。

这特别通过以下实现：关闭第一截止阀22并通过打开第二截止阀33，使得离开第一热交换器9的制冷剂流体不循环通过第二热交换器13，并通过旁通管30。

止回阀23使得可以防止离开旁通管30的制冷剂流体流回第二热交换器13。

在这种冷却模式中，两个IHX19和19'是活动的并且它们的效果相结合。一个接一个地使用IHX19和19'使得可以降低进入第一膨胀装置7的制冷剂流体的焓。离开双流体热交换器5的液态制冷剂流体被离开第一热交换器9的处于气态和低压的制冷剂流体冷却。第一热交换器9上的焓差明显增加，允许在所述第一热交换器9处可用的冷却功率的增加，其冷却空气流100，从而提高性能系数(COP)。

此外，在第一IHX19和第二19'IHX处向低压制冷剂流体中添加焓使得可以限制液相制冷剂流体在进入压缩机3之前的比例，特别是当空调时回路1包括位于双流体热交换器5下游的一瓶干燥剂15时。

在用于传热流体B的第二回路中，传热流体吸收来自双流体热交换器5处的制冷剂流体的焓。

如图4a所示，一部分传热流体在第一循环管50中循环并通过第三热交换器54。然而，传热流体不会失去焓，因为阻挡盖板310关闭并阻止内部空气流100，使得其不通过第三热交换器54。

另一部分传热流体在第二循环管60中循环并通过第四热交换器64。传热流体在所述热交换器64处失去焓，将其释放到外部空气流200中。第三截止阀63打开，以允许传热流体通过。

用于阻止传热流体与第三热交换器54处的内部空气流100交换的替代解决方案(未示出)是为第一循环管50配备如图3中的第四截止阀53并且关闭该阀以防止传热流体在所述第一循环管50中循环。

图5a示出了除湿模式，其中：

·制冷剂流体循环通过压缩机3，其中所述制冷剂流体升至高压并且连续循环通过双流体热交换器5、第一IHX19、第二IHX19'和所述制冷剂流体降至低压的第一膨胀装置7，然后所述低压制冷剂流体连续循环通过第一热交换器9、第二膨胀装置11、第二热交换器13以及然后是第一IHX19，之后返回压缩机3，

·离开双流体热交换器5的一部分传热流体循环通过第一循环管50的第三热交换器54，离开双流体热交换器5的另一部分传热流体循环通过第二循环管50的第一热交换器64，

·阻挡盖板310打开，以允许内部空气流100循环通过第三热交换器54。

图5b的压力/焓图中示出了在该除湿模式期间制冷剂流体经历的压力和焓的变化。曲线X表示制冷剂流体饱和曲线。

进入压缩机3的制冷剂流体处于气相。当制冷剂流体通过压缩机3时，制冷剂流体经历压缩，如箭头300所示。然后，所述制冷剂流体处于高压。

由于制冷剂流体切换到液相并且由于焓传递到用于传热流体B的第二回路的传热流体，高压制冷剂流体通过双流体热交换器5并经历焓下降，如箭头500所示。因此，高压制冷剂流体在保持恒定压力的同时失去焓。

然后高压制冷剂流体进入第一IHX19，在那里它失去焓，如箭头190a所示。该焓转移到低压制冷剂流体，如箭头190b所示。

然后高压制冷剂流体进入第二IHX19'，在那里它不会失去焓，因为在所述第二IHX19'中没有低压制冷剂流体的循环。

高压制冷剂流体然后通过第一膨胀装置7。高压制冷剂流体经历由箭头700所示的等焓压力下降，并且穿过饱和曲线X，这导致其切换到液体加气体的混合物的状态。现在制冷剂流体处于低压。

然后，低压制冷剂流体通过第一热交换器9，在那里它获得如箭头900所示的焓，同时冷却内部空气流100。

在离开第一热交换器9时，低压制冷剂流体朝向第二热交换器13重定向。在到达第二热交换器13之前，低压制冷剂流体通过第一膨胀装置11而没有经历任何压力下降，或绕过它。

然后制冷剂低压流体通过第二热交换器13，在那里它通过吸收来自外部空气流200的焓而继续获得如箭头130所示的焓。然后制冷剂流体满足饱和曲线X并切换回气态。

然后，低压制冷剂流体通过第一IHX19，在那里它从通过第一IHX19的高压制冷剂流体再次获得如箭头190b所示的焓。然后低压制冷剂流体返回压缩机3。

在该除湿模式中，用于重定向制冷剂流体的装置配置成使得制冷剂流体不循环通过旁通管30。

这特别通过以下实现：打开第一截止阀22并通过关闭第二截止阀33，使得离开第一热交换器9的制冷剂流体不循环通过旁通管30，并通过第二热交换器13。

在这种除湿模式中，仅第一IHX19在运行。因为进入压缩机3的低压制冷剂流体的焓较高，所以离开压缩机3的高压制冷剂流体的焓同样高于没有IHX时制冷剂流体的焓。

此外，在第一IHX处向低压制冷剂流体中添加焓使得可以限制液相制冷剂流体在进入压缩机3之前的比例，特别是当空调时回路1包括位于双流体热交换器5下游的一瓶干燥剂15时。

在用于传热流体B的第二回路中，传热流体吸收来自双流体热交换器5处的制冷剂流体的焓。

如图5a所示，一部分传热流体在第一循环管50中循环并通过第三热交换器54。传热流体通过加热内部空气流100而失去焓。为此，打开阻挡盖板310或打开第四截止阀53。

另一部分传热流体在第二循环管60中循环并通过第四热交换器64。传热流体在所述热交换器64处失去焓，将其释放到外部空气流200中。第三截止阀63打开，以允许传热流体通过。

该除湿模式可用于通过使内部空气流100在第一热交换器9中进行冷却并通过在第三热交换器54中加热来对内部空气流100进行除湿。

图6a示出了热泵模式，其中：

·制冷剂流体循环通过压缩机3，其中所述制冷剂流体升至高压并且连续循环通过双流体热交换器5、第一IHX19、第二IHX19'和所述制冷剂流体降至中间压力的第一膨胀装置7，然后所述制冷剂流体连续循环通过第一热交换器9、所述制冷剂流体降至低压的第二膨胀装置11、第二热交换器13以及然后是第一IHX19，之后返回压缩机3，

·离开双流体热交换器5的传热流体仅循环通过第一循环管50的第三热交换器54。

·阻挡盖板310打开，以允许内部空气流100循环通过第三热交换器54。

这里的中间压力是指位于制冷剂流体进入压缩机3时的低压和制冷剂流体离开所述压缩机3时的高压之间的压力。

在图6b的压力/焓图中示出了在该热泵模式期间制冷剂流体经历的压力和焓的变化。曲线X表示制冷剂流体饱和曲线。

进入压缩机3的制冷剂流体处于气相。当制冷剂流体通过压缩机3时，制冷剂流体经历压缩，如箭头300所示。然后，所述制冷剂流体处于高压。

由于制冷剂流体切换到液相并且由于焓传递到用于传热流体B的第二回路的传热流体，高压制冷剂流体通过双流体热交换器5并经历焓下降，如箭头500所示。因此，高压制冷剂流体在保持恒定压力的同时失去焓。

然后高压制冷剂流体进入第一IHX19，在那里它失去焓，如箭头190a所示。该焓转移到低压制冷剂流体，如箭头190b所示。

然后高压制冷剂流体进入第二IHX19'，在那里它不会失去焓，因为在所述第二IHX19'中没有低压制冷剂流体的循环。

高压制冷剂流体然后通过第一膨胀装置7。制冷剂流体经历由箭头700所示的第一等焓压力下降，并且穿过饱和曲线X，这导致其切换到液体加气体的混合物的状态。制冷剂流体保持在中间压力。

然后，制冷剂流体通过第一热交换器9，在那里它失去如箭头900所示的焓，同时加热内部空气流100。

在离开第一热交换器9时，制冷剂流体朝向第二热交换器13重定向。在到达第二热交换器13之前，制冷剂流体通过第一膨胀装置11，在那里它经历第二等焓压力下降。制冷剂流体保持在低压。

然后低压制冷剂流体通过第二热交换器13，在那里它通过吸收来自外部空气流200的焓而获得如箭头130所示的焓。然后制冷剂流体满足饱和曲线X并切换回气态。

然后，低压制冷剂流体通过第一IHX19，在那里它从通过第一IHX19的高压制冷剂流体再次获得如箭头190b所示的焓。然后低压制冷剂流体返回压缩机3。

在该热泵模式中，用于使制冷剂流体重定向的装置配置成使得制冷剂流体不循环通过旁通管30。

这特别通过以下实现：打开第一截止阀22并通过关闭第二截止阀33，使得离开第一热交换器9的制冷剂流体不循环通过旁通管30，并通过第二膨胀装置11和第二热交换器13。

在这种热泵模式中，仅第一IHX19在运行。因为进入压缩机3的低压制冷剂流体的焓较高，所以离开压缩机3的高压制冷剂流体的焓同样高于没有IHX时制冷剂流体的焓。

此外，在第一IHX19处向低压制冷剂流体中添加焓使得可以限制液相制冷剂流体在进入压缩机3之前的比例，特别是当空调时回路1包括位于双流体热交换器5下游的一瓶干燥剂15时。第一IHX19的作用受到限制，因为其长度在50和120mm之间。该尺寸使得可以限制高压制冷剂流体和低压制冷剂流体之间的热交换，从而交换的焓使得可以限制液相制冷剂流体在进入压缩机3之前的比例，没有同时惩罚热泵模式的效果。具体地，该热泵模式的目的是将尽可能多的焓释放到内部空气流100中，以便在第一热交换器9处对其加热。

在用于传热流体B的第二回路中，传热流体吸收来自双流体热交换器5处的制冷剂流体的焓。

如图6a所示，传热流体在第一循环管50中循环并通过第三热交换器54。传热流体通过加热内部空气流100而失去焓。为此，打开阻挡盖板310和/或打开第四截止阀53。第三截止阀63自身关闭，以防止传热流体进入第二循环管60。

该热泵模式用于通过在第二热交换器13处吸收来自外部空气流200的焓来加热第一热交换器9和第三热交换器54处的内部空气流100。

此外，电加热元件55可以处于运行，以便为传热流体提供额外的热能供应，以加热内部空气流100。

图7示出了第一除冰模式，其中仅用于制冷剂流体A的第一回路运行。

在该第一除冰模式中，制冷剂流体循环通过压缩机3，并且连续循环通过双流体热交换器5、第一IHX19、第二IHX19'、第一膨胀装置7、第一热交换器9、第二膨胀装置11、第二热交换器13以及然后是第一IHX19，之后返回压缩机3。

该第一除冰模式可用于将热的制冷剂流体供应到第二热交换器13，以防止在其上形成冰。

在该第一除冰模式中，第一膨胀装置7然后允许制冷剂流体通过而其不会经历压力下降，或者被绕过。制冷剂流体通过第一热交换器9，失去很少的焓(如果有的话)，例如因为内部空气流100被关闭。

然后制冷剂流体通过第二膨胀装置11，在那里它不会经历压力下降，或者绕过其。然后制冷剂流体通过第二热交换器13，在那里它释放其焓以防止形成冰。

在该第一除冰模式中，用于重定向制冷剂流体的装置配置成使得制冷剂流体不循环通过旁通管30。

这特别通过以下实现：打开第一截止阀22并通过关闭第二截止阀33，使得离开第一热交换器9的制冷剂流体不循环通过旁通管30，并且通过第二热交换器13。

图8和9示出了第二和第三除冰模式，其中仅用于传热流体B的第二回路运行。

在图8所示的第二除冰模式中，由泵17移动的传热流体通过热交换器5，但不与用于制冷剂流体A的第一回路的制冷剂流体交换焓，因为该后者回路不工作，例如因为压缩机3没有运行。

然后，传热流体通过运行的电加热元件55并加热所述传热流体。

一部分传热流体在第一循环管50中循环并通过第三热交换器54。然而，传热流体不会失去焓，因为阻挡盖板310关闭并阻挡内部空气流100，使其不通过第三热交换器54。

另一部分传热流体在第二循环管60中循环并通过第四热交换器64。传热流体在所述热交换器64中失去焓，将其释放到外部空气流200中，并允许第二热交换器13被加热，以防止在其上形成冰。第三截止阀63打开，以允许传热流体通过。

图9中所示的第三除冰模式类似于图8中的第二除冰模式，不同之处在于，由于第四截止阀53的存在和关闭状态，传热流体不会循环通过第一循环管50。然后，所有传热流体进入第二循环管60并通过第四热交换器64。

图10示出了电加热模式，其中仅用于传热流体B的第二回路运行。

在该第二电加热模式中，由泵17移动的传热流体通过热交换器5，但不与用于制冷剂流体A的第一回路的制冷剂流体交换焓，因为该后者回路不工作，例如因为压缩机3没有运行。

然后，传热流体通过处于运行的电加热元件55并加热所述传热流体。

传热流体仅在第一循环管50中循环并通过第三热交换器54。传热流体失去热量，将其传递到内部空气流100。为了使内部空气流100通过第三热交换器54，阻挡盖板310打开和/或第四截止阀53打开。

由于第三截止阀63关闭，传热流体不会循环通过第二循环管60。

因此可以清楚地看出，由于其结构和存在两个IHX19和19'，空调回路1允许在冷却模式下操作，具有改进的冷却性能和改进的COP，并且在加热泵模式下操作，其效果不会因IHX的影响而显著降低。

Claims (17)

1.一种用于机动车辆的间接空调回路(1)，包括：

●用于制冷剂流体(A)的第一回路，制冷剂流体在其中循环，用于制冷剂流体(A)的所述第一回路在制冷剂流体循环的方向上包括：

○压缩机(3)，

○第一膨胀装置(7)，

○第一热交换器(9)，用于使机动车辆的内部空气流(100)通过其，

○第二膨胀装置(11)，

○第二热交换器(13)，用于使机动车辆的外部空气流(200)通过其，和

○旁通管(30)，绕过第二热交换器(13)，

●用于传热流体(B)的第二回路，传热流体在其中循环，

●双流体热交换器(5)，其共同布置在压缩机(3)下游的用于制冷剂流体(A)的第一回路上，在所述压缩机(3)和第一膨胀装置(7)之间，并且在用于传热流体(B)的第二回路上，以便允许在用于制冷剂流体(A)的第一回路和用于传热流体(B)的第二回路之间进行热交换，以及

●第一内部热交换器(19)，其允许在离开双流体热交换器(5)的高压制冷剂流体和离开第二热交换器(13)或离开旁通管(30)的低压制冷剂流体之间进行热交换，

其特征在于，用于制冷剂流体(A)的第一回路还包括第二内部热交换器(19')，其允许在离开第一内部热交换器(19)的高压制冷剂流体和在旁通管(30)中循环的低压制冷剂流体之间进行热交换。

2.如前一权利要求所述的间接可逆空调回路(1)，其特征在于，它包括用于将来自第一热交换器(8)的制冷剂流体朝向第二热交换器(13)或朝向旁通管(30)重定向的装置。

3.如前述权利要求中任一项所述的间接可逆空调回路(1)，其特征在于，在第一内部热交换器(19)和第二内部热交换器(19')中，至少一个可以是同轴热交换器。

4.如前一权利要求所述的间接可逆空调回路(1)，其特征在于，第一同轴内部热交换器(19)的长度在50和120mm之间，第二同轴内部热交换器(19')的长度在200到700mm之间。

5.如前述权利要求中任一项所述的间接可逆空调回路(1)，其特征在于，所述第一膨胀装置(7)是电子膨胀阀，其可由结合到车辆中的控制单元控制，并且所述第二膨胀装置(11)是恒温膨胀阀。

6.如前述权利要求中任一项所述的间接可逆空调回路(1)，其特征在于，所述第二膨胀装置(11)是具有关闭功能的恒温膨胀阀。

7.如前述权利要求中任一项所述的间接可逆空调回路(1)，其特征在于，用于传热流体(B)的第二回路包括：

○所述双流体热交换器(5)，

○第一传热流体循环管(50)，包括第三热交换器(54)，用于使机动车辆的内部空气流(100)通过其，并连接位于双流体热交换器(5)下游的第一接合点(61)和位于所述双流体热交换器(5)上游的第二接合点(62)，

○第二传热流体循环管(60)，包括第四热交换器(64)，用于使机动车辆的外部空气流(200)通过其，并连接位于双流体热交换器(5)下游的第一接合点(61)和位于所述双流体热交换器(5)上游的第二接合点(62)，以及

○泵(17)，位于双流体热交换器(5)的下游或上游，在第一接合点(61)和第二接合点(62)之间。

8.如前一权利要求所述的间接可逆空调回路(1)，其特征在于，用于传热流体(B)的第一回路在传热流体循环的方向上包括传热流体电加热元件(55)，其位于双流体热交换器(5)的下游，在所述双流体热交换器(5)和第一接合点(61)之间。

9.如权利要求7和8中任一项所述的间接可逆空调回路(1)，其特征在于，它包括用于将来自双流体热交换器(5)的传热流体朝向第一循环管(50)或朝向第二循环管(60)重定向的装置。

10.如权利要求7至9中任一项所述的间接可逆空调回路(1)，其特征在于，它包括用于封闭通过第三热交换器(54)的内部空气流(100)的阻挡盖板(310)。

11.一种根据冷却模式操作如权利要求7至10中任一项所述的间接可逆空调回路(1)的方法，其中：

○制冷剂流体循环通过压缩机(3)，其中所述制冷剂流体升至高压并且连续循环通过双流体热交换器(5)、第一内部热交换器(19)、第二内部热交换器(19')和所述制冷剂流体降至低压的第一膨胀装置(7)，然后所述低压制冷剂流体连续循环通过第一热交换器(9)、其进入第二内部热交换器(19')的旁路支管(30)以及然后是第一内部热交换器(19)，之后返回压缩机(3)，

○离开双流体热交换器(5)的传热流体循环通过第二循环管(50)的第四热交换器(64)。

12.一种根据除湿模式操作如权利要求7至10中任一项所述的间接可逆空调回路(1)的方法，其中：

○制冷剂流体循环通过压缩机(3)，其中所述制冷剂流体升至高压并且连续循环通过双流体热交换器(5)、第一内部热交换器(19)、第二内部热交换器(19')和所述制冷剂流体降至低压的第一膨胀装置(7)，然后所述低压制冷剂流体连续循环通过第一热交换器(9)、第二膨胀装置(11)、第二热交换器(13)以及然后是第一内部热交换器(19)，之后返回压缩机(3)，

○离开双流体热交换器(5)的一部分传热流体循环通过第一循环管(50)的第三热交换器(54)，离开双流体热交换器(5)的另一部分传热流体循环通过第二循环管(50)的第四热交换器(64)。

13.一种根据热泵模式操作如权利要求7至10中任一项所述的间接可逆空调回路(1)的方法，其中：

○制冷剂流体循环通过压缩机(3)，其中所述制冷剂流体升至高压并且连续循环通过双流体热交换器(5)、第一内部热交换器(19)、第二内部热交换器(19')和所述制冷剂流体降至中间压力的第一膨胀装置(7)，然后所述制冷剂流体连续循环通过第一热交换器(9)、所述制冷剂流体降至低压的第二膨胀装置(11)、第二热交换器(13)以及然后是第一内部热交换器(19)，之后返回压缩机(3)，

○离开双流体热交换器(5)的传热流体仅循环通过第一循环管(50)的第三热交换器(54)。

14.一种用于根据第一除冰模式操作如权利要求1至10中任一项所述的间接可逆空调回路(1)的方法，其中仅用于制冷剂流体(A)的第一回路运行，制冷剂流体连续循环通过压缩机(3)、双流体热交换器(5)、第一内部热交换器(19)、第二内部热交换器(19')、没有经历压力下降的第一膨胀装置(7)、第一热交换器(9)、没有经历压力下降的第二膨胀装置(11)、第二热交换器(13)以及然后是第一内部热交换器(19)，之后返回压缩机(3)。

15.一种根据第二除冰模式操作如权利要求10所述的间接可逆空调回路(1)的方法，其中仅用于传热流体(B)的第二回路运行，并且其中传热流体连续通过：

○泵(17)，

○热交换器(5)，没有与用于制冷剂流体(A)的第一回路的制冷剂流体交换焓，因为该后者回路未运行，

○处于运行的电加热元件(55)，

然后其中：

○一部分传热流体循环通过第一循环管(50)并通过第三热交换器(54)并且其中阻挡盖板(310)关闭，

○另一部分传热流体在第二循环管(60)中循环并通过第四热交换器(64)。

16.一种用于根据第三除冰模式操作如权利要求7至10中任一项所述的间接可逆空调回路(1)的方法，其中仅用于传热流体(B)的第二回路运行，并且其中传热流体连续通过：

○泵(17)，

○热交换器(5)，没有与用于制冷剂流体(A)的第一回路的制冷剂流体交换焓，因为该后者回路未运行，

○处于运行的电加热元件(55)，

然后，所有制冷剂流体进入第二循环管(60)并通过第四热交换器(64)。

17.一种用于根据电加热模式操作如权利要求7至10中任一项所述的间接可逆空调回路(1)的方法，其中仅用于传热流体(B)的第二回路运行，并且其中传热流体连续通过：

○泵(17)，

○热交换器(5)，没有与用于制冷剂流体(A)的第一回路的制冷剂流体交换焓，因为该后者回路未运行，

○处于运行的电加热元件(55)，

然后，传热流体仅在第一循环管(50)中循环并通过第三热交换器(54)。