CN110139768A - 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)；以及双流体热交换器(5)，其布置在压缩机(3)下游、在所述压缩机(3)和第一减压装置(7)之间的第一制冷剂回路(A)上和在第二传热流体回路(B)上，第一制冷剂回路(A)包括用于绕过制冷剂的管线(40)，其将双流体热交换器(5)的制冷剂出口连接到位于压缩机(3)上游的点，在旁通管(30)的制冷剂出口和所述压缩机(3)之间。

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，如专利申请EP2933586中所述。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，专利申请EP2933586的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，其性能令人满意，以允许内部气流的温度快速升高并且独立于外部条件这样做，特别是外部气流的温度。

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，以及

·双流体热交换器，其共同布置在压缩机下游、所述压缩机和第一膨胀装置之间的用于制冷剂流体的第一回路上和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，

用于制冷剂流体的第一回路包括制冷剂流体导流管，所述制冷剂流体导流管将双流体热交换器的制冷剂流体出口连接到位于压缩机上游的点，所述点在从旁通管的制冷剂流体出口和所述压缩机之间。

根据本发明的一方面，间接可逆空调回路包括用于将来自双流体热交换器的制冷剂流体朝向第一膨胀装置或朝向导流管重定向的装置。

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，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，所述传热流体电加热元件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)。

根据本发明的另一方面，用于制冷剂流体的第一回路包括内部热交换器，所述内部热交换器允许在离开双流体热交换器的制冷剂流体与离开第一热交换器或离开第二热交换器的制冷剂流体之间进行热交换。

本发明还涉及一种根据全功率操作模式操作如上所述的间接可逆空调回路的方法，其中：

ο制冷剂流体在返回压缩机之前连续通过压缩机、双流体热交换器、导流管、第三膨胀装置，并且

ο传热流体在双流体热交换器和第一循环管的第三热交换器之间循环。

根据一方面，根据本发明的方法根据冷却操作模式操作，其中：

ο制冷剂流体在返回压缩机之前连续通过压缩机、双流体热交换器、第一膨胀装置、第一热交换器，

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，并且

ο阻挡盖板关闭，以防止内部空气流循环通过第三热交换器。

根据该方法的另一方面：

ο离开第一热交换器的制冷剂流体在返回压缩机之前通过内部热交换器，并且

ο离开双流体热交换器的制冷剂流体在通过第一膨胀装置之前通过内部热交换器。

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是根据第一实施例的间接可逆空调回路的示意图，

-图2是根据第二实施例的间接可逆空调回路的示意图，

-图3a和3b是根据各种实施例的膨胀装置的示意图，

-图4是根据替代实施例的图1或2的间接可逆空调回路的传热流体的第二回路的示意图，

-图5a示出了处于冷却模式的图1的间接可逆空调回路，

-图5b示出了图5a中所示的冷却模式的压力/焓图，

-图6a示出了处于冷却模式的图2的间接可逆空调回路，

-图6b示出了图6a中所示的冷却模式的压力/焓图，

-图7a示出了处于除湿模式的图1的间接可逆空调回路，

-图7b示出了图7a中所示的除湿模式的压力/焓图，

-图8a示出了处于除湿模式的图2的间接可逆空调回路，

-图8b示出了图8a中所示的除湿模式的压力/焓图，

-图9a示出了处于热泵模式的图1的间接可逆空调回路，

-图9b示出了图9a中所示的热泵模式的压力/焓图，

-图10a示出了处于热泵模式的图2的间接可逆空调回路，

-图10b示出了图10a中所示的热泵模式的压力/焓图，

-图11和12分别示出了处于第一除冰模式的图1和2的制冷剂流体的第一回路，

-图13和14分别示出了处于第二除冰模式的图1和4的传热流体的第二回路，

-图15a示出了处于热气模式的图1的间接可逆空调回路，

-图15b示出了图9a中所示的热气模式的压力/焓图，

-图16a示出了处于热气模式的图2的间接可逆空调回路，

-图16b示出了图16a中所示的热气模式的压力/焓图，

-图17a和17b分别示出了处于全功率模式的图1和2的间接可逆空调回路，

-图17c示出了图17a和17b中所示的全功率模式的压力/焓图。

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，或者第一标准和第二标准等。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、参数或标准优先于另一个，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：

ο压缩机3，

ο位于所述压缩机3下游的双流体热交换器5，

ο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。

如图2所示，用于制冷剂流体A的第一回路还可包括内部热交换器19(或IHX)，其允许在离开双流体热交换器5的制冷剂流体与离开第二热交换器13或离开旁通管30的制冷剂流体之间进行热交换。该IHX19特别包括用于来自第二连接点32的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的制冷剂流体的入口和出口。

如图1和2所示，用于制冷剂流体的第一回路还可包括位于压缩机3上游的蓄能器15，更具体地说在第二连接点32和所述压缩机3之间。如果存在IHX19，所述蓄能器15位于所述IHX19的上游，在第二连接点32和所述IHX19之间。该蓄能器15特别使得可以实现制冷剂流体中的相分离，使得到达压缩机3或IHX19的制冷剂流体是气相。

用于制冷剂流体A的第一回路还包括制冷剂流体导流管40，其将双流体热交换器5的制冷剂流体出口连接到位于压缩机3上游的点，在来自旁通管30的制冷剂流体出口与所述压缩机3之间。该导流管40还包括第三膨胀装置24。

更具体地，导流管40连接第三连接点41和第四连接点42。

第三连接点41位于双流体热交换器5的下游，在所述双流体热交换器5和第一膨胀装置7之间。

第四连接点42本身位于第二连接点32的下游，在所述第二连接点32和压缩机3之间。在用于制冷剂流体的第一回路包括IHX19的情况下，第四连接点42位于所述IHX19的上游，并且如果存在蓄能器15，则所述第四连接点42位于所述蓄能器15的上游。

间接可逆空调回路1包括用于将来自双流体热交换器5的制冷剂流体朝向第一膨胀装置7或朝向旁通管40重定向的装置。

用于重定向来自双流体热交换器5的制冷剂流体的该装置可以特别地包括：

·第一截止阀21，其位于第三连接点41的下游，在所述第三连接点41和第一膨胀装置7之间。该第一截止阀41的替代方案可以对于第一膨胀装置7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，

·第三膨胀装置24可以包括关闭功能，以便能够阻止制冷剂流体并防止其在导流管40中循环。该特殊的第三膨胀装置24的替代方案是装配导流管40带有专用截止阀。

另一替代方案(未示出)也可以是在第三连接点41处安装三通阀。

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：

·第二截止阀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。该第二截止阀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上的第三截止阀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可以是受控的减压器，如图3a所示，或者是孔管，如图3b所示。所述第一膨胀装置7和第二膨胀装置11也可以被导流管A'绕过，特别是包括截止阀25。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而不会经历压力下降。

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和/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上的第四截止阀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4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：

·第四截止阀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

·第五截止阀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5a至17c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5a、6a、7a、8a、9a、10、11至15a、16a、17a和17b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5a示出了冷却模式，其中：

·制冷剂流体在返回压缩机3之前连续通过压缩机3、双流体热交换器5、第一膨胀装置7和第一热交换器9，

·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，

·关闭阻挡盖板310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5b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。

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，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，制冷剂流体在保持恒定压力的同时失去焓。

然后制冷剂流体通过第一膨胀装置7。制冷剂流体经历由箭头700示出的等焓压力下降，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。

然后制冷剂流体通过第一热交换器9，在那里它如箭头900所示获得焓，同时冷却内部空气流100。然后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，制冷剂流体在再次进入压缩机3之前朝向旁通管30重定向。

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或通过导流管40。

这特别通过以下实现：

·关闭第三膨胀装置24并通过打开第一截止阀21，使得离开双流体热交换器5的制冷剂流体不循环通过导流管40，

·关闭第二截止阀22并通过打开第三截止阀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，并且通过旁通管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。

在替代形式中，当间接可逆空调回路1包括如图6a所示的IHX19时，冷却模式可以运行。冷却模式的这种替代形式包括与图5a中所示的冷却模式相同的步骤，不同之处在于：

·在到达第一膨胀装置7之前，制冷剂流体通过IHX19，并且

·在到达压缩机3之前，来自旁通管30的制冷剂流体也通过IHX19。

可以在图6b的压力/焓图上看到IHX19的影响。IHX19允许制冷剂流体的焓降低，如箭头190a所示，在其进入第一热交换器9之前，通过将其一些焓转移到压缩机3上游的制冷剂流体，如箭头190b所示。箭头900所示的焓变化然后大于图5b中所示的变化，其中没有IHX19。通过降低离开双流体热交换器5的制冷剂流体的焓并在其进入压缩机3之前将其传递给制冷剂流体，IHX19允许增加冷却功率并改善性能系数(COP)。

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和6a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。第四截止阀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4中的第五截止阀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7a示出了除湿模式，其中：

·制冷剂流体在返回压缩机3之前连续通过压缩机3、双流体热交换器5、第一膨胀装置7、第一热交换器9、第二膨胀装置11和第二热交换器13，

·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打开，以允许内部空气流100循环通过第三热交换器54。

图7b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。

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，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，制冷剂流体在保持恒定压力的同时失去焓。

然后制冷剂流体通过第一膨胀装置7。制冷剂流体经历由箭头700示出的等焓压力下降，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。

然后制冷剂流体通过第一热交换器9，在那里它如箭头900所示获得焓，同时冷却内部空气流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而没有经历任何压力下降，或绕过它。

然后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或通过导流管40。

这特别通过以下实现：

·关闭第三膨胀装置24并通过打开第一截止阀21，使得离开双流体热交换器5的制冷剂流体不循环通过导流管40，

·打开第二截止阀22并通过关闭第三截止阀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。

在替代形式中，当间接可逆空调回路1包括如图8a所示的IHX19时，除湿模式可以运行。除湿模式的这种替代形式包括与图7a中所示的除湿模式相同的步骤，不同之处在于：

·在到达第一膨胀装置7之前，制冷剂流体通过IHX19，并且

·在到达压缩机3之前，来自第二热交换器13的制冷剂流体也通过IHX19。

可以在图8b的压力/焓图上看到IHX19的影响。IHX19允许制冷剂流体的焓降低，如箭头190a所示，在其进入第一热交换器9之前，通过将其一些焓转移到压缩机3上游的制冷剂流体，如箭头190b所示。箭头900所示的焓变化然后大于图7b中所示的变化，其中没有IHX19。通过降低离开双流体热交换器5的制冷剂流体的焓并在其进入压缩机3之前将其传递给制冷剂流体，IHX19允许增加冷却功率并改善性能系数(COP)。

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7a和8a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或打开第五截止阀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。第四截止阀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9a示出了一种热泵模式，其中：

·制冷剂流体在返回压缩机3之前连续通过压缩机3、双流体热交换器5、第一膨胀装置7、第一热交换器9、第二膨胀装置11和第二热交换器13，

·离开双流体热交换器5的传热流体仅循环通过第一循环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。

在图9b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。

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，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，制冷剂流体在保持恒定压力的同时失去焓。

然后制冷剂流体通过第一膨胀装置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。

然后制冷剂流体通过第一热交换器9，在那里它继续失去如箭头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，如箭头110所示。

然后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。

然后制冷剂流体返回压缩机3。

在该热泵模式中，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或通过导流管40。

这特别通过以下实现：

·关闭第三膨胀装置24并通过打开第一截止阀21，使得离开双流体热交换器5的制冷剂流体不循环通过导流管40，

·打开第二截止阀22并通过关闭第三截止阀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。

在替代形式中，当间接可逆空调回路1包括如图10所示的IHX19时，热泵模式可以运行。热泵模式的这种替代形式包括与如图9a所示的除湿模式相同的步骤，不同之处在于：

·在到达第一膨胀装置7之前，制冷剂流体通过IHX19，并且

·在到达压缩机3之前，来自第二热交换器13的制冷剂流体也通过IHX19。

可以在图10b的压力/焓图上看到IHX19的影响。IHX19允许制冷剂流体的焓降低，如箭头190a所示，在其进入第一热交换器9之前，通过将其一些焓转移到压缩机3上游的制冷剂流体，如箭头190b所示。

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9a和10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或打开第五截止阀53。第四截止阀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11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，制冷剂流体在返回压缩机3之前连续通过压缩机3、双流体热交换器5、第一膨胀装置7、第一热交换器9、第二膨胀装置11和第二热交换器13。

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，以便在热泵模式的操作期间融化在所述第二热交换器13处积聚的任何冰。

在该第一除冰模式中，制冷剂流体首先通过双流体热交换器5，失去很少的焓(如果有的话)，例如因为用于传热流体B的第二回路不运行。然后，第一膨胀装置7允许制冷剂流体通过而不会经历压力下降，或者被绕过。然后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，或绕过其。制冷剂流体然后通过第二热交换器13，在那里它释放其焓以使其加热并融化冰。

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或通过导流管40。

这特别通过以下实现：

·关闭第三膨胀装置24并通过打开第一截止阀21，使得离开双流体热交换器5的制冷剂流体不循环通过导流管40，

·打开第二截止阀22并通过关闭第三截止阀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。

在替代形式中，当间接可逆空调回路1包括如图12所示的IHX19时，第一除冰模式可以操作。第一除冰模式的该替代形式包括与图11所示的第一除冰模式相同的步骤，不同之处在于：

·在到达第一膨胀装置7之前，制冷剂流体通过IHX19，并且

·在到达压缩机3之前，来自第二热交换器13的制冷剂流体也通过IHX19。

图13和14示出了第二除冰模式，其中仅用于传热流体B的第二回路运行。

在该第二除冰模式的第一替代形式中，如图13所示，由泵17循环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，以使其加热并使积聚在其上的任何冰融化。第四截止阀63打开，以允许传热流体通过。

图14中所示的第二除冰模式的第二替代形式类似于图13中的第一替代形式，不同之处在于由于第五截止阀53的存在和关闭状态，传热流体不循环通过第一循环管50。

图15a示出了热气模式，其中：

·制冷剂流体在返回压缩机3之前连续通过压缩机3、双流体热交换器5、第一膨胀装置7和第一热交换器9，

·离开双流体热交换器5的传热流体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。

在图15b的压力/焓图中示出了在该热气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。

由于焓传递到用于传热流体B的第二回路的传热流体，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，制冷剂流体在保持恒定压力和气态的同时失去焓。

然后制冷剂流体通过第一膨胀装置7。制冷剂流体经历等焓压力下降，如箭头700所示。

然后制冷剂流体通过第一热交换器9，在那里它继续失去焓，如箭头900所示，同时加热内部空气流100。然而，制冷剂流体保持气态。

在离开第一热交换器9时，制冷剂流体在再次进入压缩机3之前朝向旁通管30重定向。

该热气模式可用于加热内部空气流100。

在该热气模式中，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或通过导流管40。

这特别通过以下实现：

·关闭第三膨胀装置24并通过打开第一截止阀21，使得离开双流体热交换器5的制冷剂流体不循环通过导流管40，

·关闭第二截止阀22并通过打开第三截止阀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，并且通过旁通管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。

在替代形式中，当间接可逆空调回路1包括如图16a所示的IHX19时，热气模式可以运行。热气模式的这种替代形式包括与图15a所示的热气模式相同的步骤，不同之处在于：

·在到达第一膨胀装置7之前，制冷剂流体通过IHX19，并且

·在到达压缩机3之前，来自旁通管30的制冷剂流体也通过IHX19。

可以在图16b的压力/焓图上看到IHX19的影响。IHX19允许制冷剂流体的焓降低，如箭头190a所示，在其进入第一热交换器9之前，通过将其一些焓转移到压缩机3上游的制冷剂流体，如箭头190b所示。IHX19补偿制冷剂流体的第一热交换器9中的焓的损失，并允许所述制冷剂流体以比没有IHX19的情况更高水平的焓进入压缩机3，或者甚至使用处于过热状态的制冷剂流体，这对于压缩机3来说更好并且延长其寿命。

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15a和16a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。传热流体在所述第三热交换器54处失去焓，将其释放到内部空气流100中，加热其。

传热流体不在第二循环管60中循环，这意味着它不通过第四热交换器64。第四截止阀63关闭，以防止传热流体通过。

此外，电加热元件55可以工作，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17a示出了全功率模式，其中：

·制冷剂流体在返回压缩机3之前连续通过压缩机3、双流体热交换器5和第三膨胀装置24，

·离开双流体热交换器5的传热流体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。

在替代形式中，当间接可逆空调回路1包括如图17b所示的IHX19时，全功率模式可以运行。全功率模式的这种替代形式包括与图17a所示的全功率模式相同的步骤，不同之处在于在到达压缩机3之前，来自第三膨胀装置的制冷剂流体通过IHX19。然而，因为制冷剂流体仅在IHX19的一侧循环，后者对制冷剂流体的焓的变化没有影响。

在图17c的压力/焓图中示出了在该全功率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。

由于焓传递到用于传热流体B的第二回路的传热流体，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，制冷剂流体在保持恒定压力的同时失去焓。

然后制冷剂流体通过导流管40的第三膨胀装置24。制冷剂流体经历等焓压力下降，如箭头240所示。

然后制冷剂流体返回压缩机3。

该全功率模式用于通过主要仅使用压缩机3的功率来加热内部空气流100。

在该全功率模式中，用于重定向制冷剂流体的装置配置成使得离开双流体热交换器5的制冷剂流体仅循环通过导流管40。

这特别通过以下实现：

·关闭第一截止阀21，使得离开双流体热交换器5的制冷剂流体不向第一膨胀装置7循环，

·关闭第三截止阀33，使得离开导流管40的制冷剂流体不会流回到旁通管30中。

止回阀23使得可以防止离开导流管40的制冷剂流体流回第二热交换器13。

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17a和17b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。传热流体在所述第三热交换器54处失去焓，将其释放到内部空气流100中，加热其。

传热流体不在第二循环管60中循环，这意味着它不通过第四热交换器64。第四截止阀63关闭，以防止传热流体通过。

因此可以清楚地看出，由于其结构，根据本发明的间接可逆空调回路1允许在各种操作模式中使用：用于车辆内部的冷却、加热或除湿空气，以及用于对第二热交换器13除冰。

Claims (11)

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，以及

●双流体热交换器(5)，其共同布置在压缩机(3)下游、所述压缩机(3)和第一膨胀装置(7)之间的用于制冷剂流体(A)的第一回路上和在用于传热流体(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，

其特征在于，用于制冷剂流体(A)的第一回路包括制冷剂流体导流管(40)，所述制冷剂流体导流管(40)将双流体热交换器(5)的制冷剂流体出口连接到位于压缩机(3)上游的点，所述点在从旁通管(30)的制冷剂流体出口和所述压缩机(3)之间。

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，它包括用于将来自双流体热交换器(5)的制冷剂流体朝向第一膨胀装置(7)或朝向导流管(40)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，它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。

4.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。

5.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)，所述传热流体电加热元件(55)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。

6.如权利要求4和5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)的制冷剂流体朝向第一循环管(50)和/或朝向第二循环管(60)重定向的装置。

7.如权利要求4至6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)。

8.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，用于制冷剂流体(A)的第一回路包括内部热交换器(19)，所述内部热交换器(19)允许在离开双流体热交换器(5)的制冷剂流体和离开第一热交换器(9)或离开第二热交换器(13)的制冷剂流体之间进行热交换。

9.一种根据全功率操作模式操作如前述权利要求中任一项所述的间接可逆空调回路(1)的方法，其中：

○制冷剂流体在返回压缩机(3)之前连续通过压缩机(3)、双流体热交换器(5)、导流管(40)、第三膨胀装置(24)，并且

○传热流体在双流体热交换器(5)和第一循环管(50)的第三热交换器(54)之间循环。

10.根据冷却操作模式操作如权利要求7所述的间接可逆空调回路(1)的方法，其中：

○制冷剂流体在返回压缩机(3)之前连续通过压缩机(3)、双流体热交换器(5)、第一膨胀装置(7)、第一热交换器(9)，

○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)，并且

○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)。

11.如前一权利要求所述的操作方法，其中间接可逆空调回路(1)也如权利要求8所述，其中：

○离开第一热交换器(9)的制冷剂流体在返回压缩机(3)之前通过内部热交换器(19)，并且

○离开双流体热交换器(5)的制冷剂流体在通过第一膨胀装置(7)之前通过内部热交换器(19)。