CN110678342B - 用于机动车辆的间接可逆空调回路以及在除霜模式下的操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种间接可逆空调回路(1)，包括：‑第一制冷剂环路(A)，包括：‑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)，‑第二热交换器(13)，以及‑管道(30)，用于绕过第二热交换器(13)，·第二传热流体环路(B)，包括第四热交换器(64)，和·双流体热交换器(5)，其同时布置在第一制冷剂环路(A)上以及在第二传热流体环路(B)上，·低压制冷剂压力传感器(44)，其布置在旁通管道(30)的下游，·中央控制单元(40)，其连接到所述压力传感器(44)、压缩机(3)以及第一膨胀装置(7)和第二膨胀装置(11)，使得它们可以在不损失压力的情况下被流过或者被绕过。

Description

用于机动车辆的间接可逆空调回路以及在除霜模式下的操作 方法

技术领域

本发明涉及机动车辆领域，更特别地，涉及一种机动车辆空调回路及在热泵模式下对其进行管理的方法。

背景技术

当前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，制冷剂依次进入压缩机、称为冷凝器的第一热交换器(其与机动车辆外部的外部空气流接触以释放热量)、膨胀装置以及称为蒸发器的第二热交换器(其与机动车辆内部的内部空气流接触以对其进行冷却)。

还有更复杂的空调回路架构，其使得可以获得可逆空调回路，也就是说，它可以使用热泵操作模式，在该模式下，它能够在第一热交换器处吸收外部空气中的热能，该第一热交换器则被称为蒸发冷凝器，并且特别是通过专用的第三热交换器将其恢复到车辆内部。

这尤其可以通过使用间接空调回路来实现。在此间接理解为是指空调回路包括用于两种不同流体(例如制冷剂和乙二醇水)的两个流通回路，以便进行各种热交换。

因此，空调回路包括制冷剂在其中流通的第一制冷剂环路、传热流体在其中流通的第二传热流体环路以及双流体热交换器，其共同地布置在第一制冷剂环路和第二传热流体环路上，从而允许所述回路之间的热交换。

当这种可逆空调回路以热泵模式使用时，在布置在机动车辆前部面的蒸发器上会形成霜。这种霜减少了穿过所述蒸发器的外部空气流与制冷剂之间的热交换，从而大大降低了热泵模式下可逆空调回路的性能水平。

去除在前部面蒸发器上形成的霜的一种已知解决方案是将可逆空调回路切换回空调模式，以使热的制冷剂穿过所述前部面蒸发器，或者在间接空调回路的情况下加热外部空气流。然而，该解决方案并不令人满意，因为切换到空调模式导致冷空气被送入车辆内部，因此降低了乘员的舒适度。

发明内容

因此，本发明的目的之一是至少部分地弥补现有技术的缺点，并提出一种改进的空调回路以及在除霜模式下对其进行管理的方法。

因此，本发明涉及一种用于机动车辆的间接可逆空调回路，所述间接可逆空调回路包括：

●制冷剂在其中流通的第一制冷剂环路，所述第一制冷剂环路沿制冷剂的流通方向包括：

○压缩机，

○双流体热交换器，

○第一膨胀装置，

○第一热交换器，其旨在由机动车辆内部的内部空气流穿过，

○第二膨胀装置，

○第二热交换器，其旨在由机动车辆外部的外部空气流穿过，以及

○旁通管路，用于绕过第二热交换器，

●传热流体在其中流通的第二传热流体环路，所述第二传热流体流通管路包括旨在由外部空气流穿过的第四热交换器，所述第四热交换器沿外部空气流的流通方向布置在第二热交换器的上游，

●双流体热交换器，其共同布置在压缩机的下游于所述压缩机和第一膨胀装置之间的第一制冷剂环路上以及在第二传热流体环路上，以便允许在第一制冷剂环路和第二传热流体环路之间进行热交换，

所述间接可逆空调回路还包括：

●低压制冷剂压力传感器，所述压力传感器布置在旁通管路的下游于所述旁通管路和压缩机之间，

●中央控制单元，其连接到所述低压制冷剂压力传感器和所述压缩机，所述中央控制单元还连接到第一膨胀装置和第二膨胀装置，使得它们可被制冷剂无压力损失地穿过或者被绕过。

根据本发明的一方面，间接可逆回路包括高压制冷剂压力传感器，所述传感器布置在双流体热交换器的下游于所述双流体热交换器和电子膨胀阀之间，中央控制单元连接到所述高压制冷剂温度传感器。

根据本发明的另一方面，间接可逆回路包括中压制冷剂压力传感器，所述压力传感器布置在电子膨胀阀的下游于所述电子膨胀阀和第二膨胀装置之间，中央控制单元连接到所述中压制冷剂压力传感器。

根据本发明的另一方面，间接可逆空调回路在机动车辆的前部面处包括前部面遮挡装置，其可在遮挡位置和打开位置之间移动，中央控制单元连接到所述前部面遮挡装置。

根据本发明的另一方面，间接可逆空调回路包括前部面风扇，其布置在机动车辆的前部面上，以便产生外部空气流，中央控制单元连接到所述前部面风扇。

本发明还涉及一种用于根据除霜模式操作间接可逆空调回路的方法，其中当在第二热交换器处检测到霜时：

■停止第二传热流体环路，

■停止内部空气流和外部空气流，

■第一制冷剂环路的制冷剂依次进入所述制冷剂在其中被压缩的压缩机、双流体热交换器、所述制冷剂无压力损失地穿过的第一膨胀装置、第一热交换器、所述制冷剂无压力损失地穿过的第二膨胀装置以及第二热交换器，然后返回压缩机，

当低压制冷剂压力传感器测量的制冷剂的压力使得所述制冷剂处于饱和温度高于0℃的两相状态时：

■重新启动第二传热流体环路，使得传热流体在双流体热交换器和第四热交换器中流通，

■停止压缩机，

■产生外部空气流。

根据本发明的方法的一个方面，间接可逆空调回路包括高压制冷剂压力传感器，并且如果在高压制冷剂压力传感器处测量的制冷剂的压力大于或等于20bar，则还执行第二传热流体环路的重新启动、压缩机的停止以及外部空气流的产生。

根据本发明的方法的另一方面，间接可逆空调回路包括中压制冷剂压力传感器，并且如果在中压制冷剂压力传感器处测量的制冷剂的压力大于或等于10bar，则还执行第二传热流体环路的重新启动、压缩机的停止以及外部空气流的产生。

根据本发明的方法的另一方面，间接可逆空调回路包括前部面遮挡装置，并且为了产生外部空气流，所述前部面遮挡装置处于打开位置。

根据本发明的方法的另一方面，间接可逆空调回路包括前部面风扇，并且在产生外部空气流时，所述前部面风扇以最大速度启动10至60s的时间。

附图说明

通过阅读以下通过说明性和非限制性示例给出的描述以及附图，本发明的其他特征和优点将变得更加明显，其中：

-图1示出了根据第一实施例的间接可逆空调回路的示意图，

-图2示出了根据第二实施例的间接可逆空调回路的示意图，

-图3示出了根据第三实施例的间接可逆空调回路的示意图，

-图4a和4b示出了根据不同实施例的膨胀装置的示意图，

-图5示出了根据替代实施例的图1至3的间接可逆空调回路的第二传热流体环路的示意图，

-图6a示出了根据冷却模式的图1的间接可逆空调回路，

-图6b示出了图6a所示的冷却模式的压力/焓线图，

-图7a示出了根据热泵模式的图1的间接可逆空调回路，

-图7b示出了图9a所示的热泵模式的压力/焓线图，

-图8a和8b示出了根据除霜模式的两个阶段的图1的间接可逆空调回路，

-图9示出了用于根据除霜模式操作间接可逆空调回路的示例性方法的流程图。

在不同的图中，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都涉及同一实施例，或者这些特征仅适用于单个实施例。不同实施例的简单特征也可以组合和/或互换以提供其他实施例。

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，甚至第一标准和第二标准等。在这种情况下，它涉及简单索引以区分和指定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，并且在不脱离本说明书的框架的情况下可以容易地互换这样的名称。该索引也并不暗示时间顺序，例如用于评估此以及此标准。

在本说明书中，“置于上游”应理解为是指相对于流体的流通方向将一个元件放置在另一个元件之前。另一方面，“置于下游”应理解为是指相对于流体的流通方向将一个元件放置在另一个元件之后。

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尤其包括：

●制冷剂在其中流通的第一制冷剂环路A，

●传热流体在其中流通的第二传热流体环路B，以及

●双流体热交换器5，其共同布置在第一制冷剂环路A和第二传热流体环路B上，以允许在所述第一制冷剂环路A和所述第二传热流体环路B之间进行热交换。

在不同图中用实线表示的第一制冷剂环路A更具体地在制冷剂的流通方向上包括：

○压缩机3，

○布置在所述压缩机3下游的双流体热交换器5，

○第一膨胀装置7，例如电子膨胀阀，

○旨在由机动车辆内部的内部空气流100穿过的第一热交换器9，

○第二膨胀装置11，例如孔板管，

○旨在由机动车辆外部的外部空气流200穿过的第二热交换器13，以及

○绕过第二热交换器13的旁通管路30。

旁通管路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优选地在制冷剂的流通方向上布置在第一热交换器9的下游于所述第一热交换器9和第二热交换器13之间。更特别地，如图1所示，第一连接点31布置在第一热交换器9和第二膨胀装置11之间。然而，如果制冷剂有可能绕过所述第二膨胀装置11或不经受任何压力损失地穿过该第二膨胀装置，则完全可以考虑将第一连接点31布置在第二膨胀装置11和第二热交换器13之间。

就其本身而言，第二连接点32优选地布置在第二热交换器13的下游于所述热交换器13和压缩机3之间。

如图2所示，第一制冷剂环路A还可以包括第一内部热交换器19(IHX，用于“内部热交换器”)，从而允许在双流体热交换器5的输出处的制冷剂和在第二热交换器13或旁通管路30的输出处的制冷剂之间进行热交换。该第一内部热交换器19尤其包括用于来自第二连接点32的制冷剂的输入和输出以及用于来自双流体热交换器5的制冷剂的输入和输出。

如图3所示，除了第一内部热交换器19之外，第一制冷剂环路A还可以包括第二内部热交换器19'，其允许在第一内部热交换器的出口处的高压制冷剂和在旁通管路30中流通即来自第一连接点31的低压制冷剂之间进行热交换。高压制冷剂应理解为是指在压缩机3处经历压力升高的制冷剂，并且其尚未经历由于第一膨胀装置7或第二膨胀装置11而带来的压力损失。该第二内部热交换器19'特别包括用于来自第一连接点31的制冷剂的输入和输出以及用于来自第一内部热交换器19的高压制冷剂的输入和输出。

第一内部热交换器19或第二内部热交换器19'中的至少一个可以是同轴热交换器，也就是说包括两个同轴的管并且在它们之间实现热交换。

优选地，第一内部热交换器19可以是长度在50至120mm之间的同轴内部热交换器，而第二内部热交换器19'可以是长度在200至700mm之间的同轴内部热交换器。

如图1和2所示，第一制冷剂环路还可以包括布置在压缩机3的上游更具体地在第二连接点32与所述压缩机3之间的储液器15。在存在第一内部热交换器19的情况下，所述储液器15布置在所述第一内部热交换器19的上游于第二连接点32和所述第一内部热交换器19之间。该储液器15尤其使得能够进行制冷剂相分离，从而使到达压缩机3或第一内部热交换器19的制冷剂为气相。

根据图3所示的变型，第一制冷剂环路A可以包括代替储液器15的干燥剂瓶15'，其布置在双流体热交换器5的下游，更具体地在所述双流体热交换器5和第一内部热交换器19之间。与布置在空调回路的低压侧即在压缩机3的上游特别是在第一内部热交换器19的上游的其他相分离方案如储液器相比，布置在空调回路的高压侧即在双流体热交换器5的下游并且在膨胀装置的上游的这种干燥剂瓶15'具有较小的体积和较低的成本。

间接可逆空调回路1还包括用于将来自第一热交换器9的制冷剂重新引导至第二热交换器13或旁通管路30的装置。

用于使来自第一热交换器9的制冷剂重新引导的该装置尤其可以包括：

●第一截止阀22，其布置在第一连接点31的下游于所述第一连接点31和第二膨胀装置11之间。该第一截止阀22的替代方案可以是，第二膨胀装置11包括停止功能，以便能够阻挡制冷剂并防止其流通，

●第二截止阀33，其布置在旁通管路30上，以及

●止回阀23，其布置在第二热交换器13的下游于所述第二热交换器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处具有三通阀。

截止阀、止回阀、三通阀或具有停止功能的膨胀装置在此应理解为是指机械元件或机电元件，其可以由嵌入在机动车辆中的电子控制单元控制。

如图4a和4b更详细地示出，第一膨胀装置7和第二膨胀装置11可被旁通管路A'绕过，该旁通管路A'尤其包括截止阀25、25'。该旁通管路A'允许制冷剂绕过第一膨胀装置7和/或第二膨胀装置11而不会经受压力损失。制冷剂无压力损失地穿过第一膨胀装置7的替代是使该第一膨胀装置包括最大打开功能，其中制冷剂无压力损失地穿过它。

对于第二传热流体环路B，用在不同图中包括三点划线和两个点的线表示，就其本身而言可以包括：

○双流体热交换器5，

○第一传热流体流通管路50，其包括旨在由机动车辆内部的内部空气流100穿过的第三热交换器54，并且连接布置在双流体热交换器5的下游的第一接合点61和布置在所述双流体热交换器5的上游的第二接合点62，

○第二传热流体流通管路60，其包括旨在由机动车辆外部的外部空气流200穿过的第四热交换器64，并且连接布置在双流体热交换器5的下游的第一接合点61和布置在所述双流体热交换器5的上游的第二接合点62，以及

○泵17，其布置在双流体热交换器5的下游或上游于第一接合点61和第二接合点62之间。

更特别地，第四热交换器64沿外部空气流200的流通方向布置在第二热交换器13的上游。

间接可逆空调回路1在第二传热流体环路B中包括用于将来自双流体热交换器5的传热流体重新引导到第一流通管路50和/或第二流通管路60的装置。

如图1至3所示，用于重新引导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第四截止阀63，其布置在第二流通管路60上，以阻挡或不阻挡传热流体并防止其在所述第二流通管路60中流通。

间接可逆空调回路1还可以包括遮挡风门310，该遮挡风门用于使内部空气流100穿过第三热交换器54。

该实施例尤其使得可以限制第二传热流体环路B上的阀的数量，从而可以限制生产成本。

根据图5所示的替代实施例，用于重新引导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，其布置在第二流通管路60上，以阻挡或不阻挡传热流体并防止其在所述第二流通管路60中流通，以及

●第五截止阀53，其布置在第一流通管路50上，以阻挡或不阻挡传热流体并防止其在所述第一流通管路50中流通。

第二传热流体环路B也可以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特别地沿传热流体的流通方向布置在双流体热交换器5的下游于所述双流体热交换器5和第一接合点61之间。

间接可逆空调回路1还可以包括前部面风扇91，其布置在机动车辆的前部面处，以产生外部空气流200，特别是在机动车辆停止时或当其速度不足以产生具有足够流量的外部空气流200时。前部面风扇91尤其可以沿外部空气流200的流通方向布置在第四热交换器64及第二热交换器13的下游。

间接可逆空调回路1还可以包括内部风扇92，其布置在第一热交换器9处，以产生内部空气流100。内部风扇92尤其可以沿内部空气流100的流通方向布置在第一热交换器9及第三热交换器54的上游。

间接可逆空调回路1还可以在机动车辆的前部面处包括前部面遮挡装置93，该前部面遮挡装置93特别地可以包括一系列风门，这些风门可在遮挡位置和打开位置之间移动，在遮挡位置，风门阻挡外部空气流200，以使其不穿过第四热交换器64和第二热交换器13，在打开位置，外部空气流可以穿过所述热交换器64、13。

如图1至3所示，间接可逆空调回路还包括由虚线表示的中央控制单元40，其控制和驱动各种元件，以允许从一种操作模式切换到另一种操作模式并驱动不同的操作模式。

为了特别地控制从一种操作模式到另一种操作模式的切换，中央控制单元40可以特别地连接至用于重新引导来自第一热交换器9的制冷剂的装置，更特别地连接至第一截止阀22和第二截止阀33，以便控制它们的打开或关闭。中央控制单元40还可以连接至旁通管路A'的截止阀25和/或25'，从而可以绕过第一膨胀装置7和第二膨胀装置11。这些不同的连接未在图中表示。中央控制单元40也可以连接至用于重新引导传热流体的装置，以控制传热流体在第二传热流体环路B中的流通。

中央控制单元40可以连接到第一膨胀装置7，特别是在第一膨胀装置7是电子膨胀阀时，以驱动其打开并且限定在所述电子膨胀阀的输出处的制冷剂的压力。类似地，如果第二膨胀装置11是电子膨胀阀，则中央控制单元40可以连接至该电子膨胀阀，以驱动其打开并且限定在所述电子膨胀阀的输出处的制冷剂的压力。

中央控制单元40还可以连接到压缩机3，以驱动其停止和启动。中央控制单元40还可以限定压缩机3的速度，从而限定在所述压缩机3的输出处的制冷剂的压力。

类似地，中央控制单元40可以连接至泵17，以驱动其停止和启动，从而控制第二传热流体环路B的启动或停止。

中央控制单元40还可以连接到前部面遮挡装置93，以控制其打开和关闭，从而影响外部空气流200。

间接可逆空调回路1可以包括高压制冷剂压力传感器41。该传感器41布置在双流体热交换器5的下游于所述双流体热交换器5和第一膨胀装置7之间。当间接可逆回路1包括第一内部热交换器19时，高压制冷剂压力传感器41布置在双流体热交换器5和第一内部热交换器19之间，以便使压力和温度测量不受所述第一内部热交换器19的影响。该高压制冷剂压力传感器41连接到中央控制单元40，并允许中央控制单元40知道在双流体热交换器5的输出处的制冷剂的压力。

间接可逆空调回路1可以包括外部温度温度传感器42和中压制冷剂压力传感器43。该压力传感器43布置在第一膨胀装置7的下游于所述第一膨胀装置7和第二膨胀装置之间。更具体地，中压制冷剂压力传感器43布置在第一热交换器9的下游于所述第一热交换器9和第一连接点31之间，如图1、2和3所示。然而，完全可以将该压力传感器43布置在第一热交换器9的上游于第一膨胀装置7和所述第一热交换器9之间。

外部温度温度传感器42和中压制冷剂压力传感器43均连接至中央控制单元40，并允许中央控制单元40知道机动车辆外部的空气温度以及在第一膨胀装置7的输出处的制冷剂的压力。

间接可逆空调回路1包括低压制冷剂压力传感器44。该压力传感器44布置在旁通管路30的下游，更具体地在第二连接点32和压缩机3之间。当间接可逆空调回路1包括第一内部热交换器19时，低压制冷剂压力传感器41布置在第二连接点32和第一内部热交换器19之间，以使压力测量不受所述第一内部热交换器190的影响。

图6a至7b示出了根据不同的操作模式来操作间接可逆空调回路1的方法。在图6a和7a中，仅示出了制冷剂和/或传热流体在其中流通的元件。制冷剂和/或传热流体的流通方向由箭头表示。

图6a更具体地示出了根据冷却模式的操作方法，其中：

●制冷剂依次进入压缩机3、双流体热交换器5、第一膨胀装置7和第一热交换器9，然后返回压缩机3，

●在双流体热交换器5的输出处的一部分传热流体在第一流通管路50的第三热交换器54中流通，而在双流体热交换器5的输出处的另一部分传热流体在第二流通管路50的第四热交换器64中流通，

●关闭遮挡风门310，以防止内部空气流100在第三热交换器54中流通。

在图6b的压力/焓图中示出了制冷剂在该冷却模式下经历的压力及焓变化。曲线X表示制冷剂饱和曲线。

压缩机3的入口处的制冷剂为气相。制冷剂在穿过压缩机3时经受由箭头300所示的压缩。然后称制冷剂处于高压。

高压制冷剂穿过双流体热交换器5并经历由箭头500所示的焓损失，这是因为制冷剂切换为液相并将焓传递给第二传热流体环路B的传热流体。然后，制冷剂失去焓，同时保持恒定压力。

然后，制冷剂进入第一膨胀装置7。制冷剂经受由箭头700所示的等焓压力损失，并且越过饱和曲线X，这使其切换为液体加气体混合物的状态。然后称制冷剂处于低压。

然后，低压制冷剂进入第一热交换器9，在第一热交换器9中，它通过冷却内部空气流100而获得焓，如箭头900所示。低压制冷剂因此重新加入饱和曲线X并切换回气态。

在第一热交换器9的输出处，低压制冷剂在再次返回到压缩机3之前被重新引导到旁通管路30。

该冷却模式对于冷却内部空气流100是有用的。

在该冷却模式中，用于重新引导制冷剂的装置配置成使得制冷剂不在第二热交换器13中流通。

特别是可以通过关闭第一截止阀22和打开第二截止阀33，以使在第一热交换器9的输出处的低压制冷剂不在第二热交换器13中流通并进入旁通管路30。

止回阀23使得能够防止在旁通管路30的输出处的低压制冷剂回流到第二热交换器13。

根据未示出的第一变型，当间接可逆空调回路1包括第一内部热交换器19时，冷却模式可以运行。冷却模式的该第一变型包括与图6a所示的冷却模式相同的步骤，除了：

●在到达第一膨胀装置7之前，高压制冷剂穿过第一内部热交换器19，并且

●在到达压缩机3之前，来自旁通管路30的低压制冷剂还穿过第一内部热交换器19。

第一内部热交换器19通过将一部分焓传递到压缩机3上游的低压制冷剂来降低进入第一热交换器9之前的高压制冷剂的焓。第一内部热交换器19通过降低在双流体热交换器5的输出处的高压制冷剂的焓并将其传递到进入压缩机3之前的低压制冷剂来增加冷却功率并提高性能系数(COP)。

根据未示出的第二变型，当间接可逆空调回路1包括第一内部热交换器19和第二内部热交换器19'时，冷却模式可以运行。冷却模式的该第二变型包括与图6a所示的冷却模式相同的步骤，除了：

●在到达第一膨胀装置7之前，低压制冷剂依次穿过第一内部热交换器19和第二内部热交换器19'，并且

●在到达压缩机3之前，来自第一热交换器9的低压制冷剂通过穿过旁通管路30而进入第二内部热交换器19'，然后穿过第一内部热交换器19。

在冷却模式的该第二变型中，两个内部热交换器19和19'起作用，并且它们的作用加在一起。依次使用内部热交换器19和19'使得可以减小在第一膨胀装置7的输入处的高压制冷剂的焓。在双流体热交换器5的输出处的液态高压制冷剂由离开第一热交换器9的气态低压制冷剂冷却。在第一热交换器9的末端处的焓差显著增加，从而允许增加在所述第一热交换器9处可用的制冷功率，这冷却空气流100并因此导致性能系数的改善。

此外，向第一内部热交换器19和第二内部热交换器19'处的低压制冷剂添加焓使得可以限制液相制冷剂在进入压缩机3之前的比例，特别是在空调回路1包括布置在双流体热交换器5下游的干燥剂瓶15。

在第二传热流体环路B中，传热流体从双流体热交换器5处的制冷剂获得焓。

如图6a所示，一部分传热流体在第一流通管路50中流通并穿过第三热交换器54。然而，传热流体不会失去焓，因为遮挡风门310关闭并阻挡内部空气流100，使其不穿过第三热交换器54。

另一部分传热流体在第二流通管路60中流通并穿过第四热交换器64。传热流体通过将焓释放到外部空气流200中而在所述热交换器64处失去焓。第四截止阀63打开以允许传热流体通过。

如图4所示，用于使传热流体不与第三热交换器54处的内部空气流100交换的替代解决方案(未示出)是为第一流通管路50提供第五截止阀53并将其关闭，以防止传热流体在所述第一流通管路50中流通。

图7a更具体地示出了根据热泵模式的操作方法，其中：

●制冷剂依次进入压缩机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，然后返回压缩机3，

●在双流体热交换器5的输出处的传热流体仅在第一流通管路50的第三热交换器54中流通，

●遮挡风门310(如果存在的话)打开，以使内部空气流100在第三热交换器54中流通。

在图7b的压力/焓图中示出了制冷剂在该热泵模式下所经历的压力及焓的变化。曲线X表示制冷剂饱和曲线。

在压缩机3的输入处的制冷剂为气相。制冷剂在穿过压缩机3时经历由箭头300所示的压缩。在这里，它就是高压制冷剂。

高压制冷剂穿过双流体热交换器5并且经历由箭头500所示的焓损失，这是因为制冷剂的液相变化以及焓向第二传热流体环路B的传热流体的传递。然后，高压制冷剂失去焓，同时保持在恒定的压力。

高压制冷剂然后进入第一膨胀装置7。制冷剂经历由箭头700所示的等焓压力的第一损失并且越过饱和曲线X，从而使其变为液体加气体混合物状态。这是中压流体。

然后，中压制冷剂穿过第一热交换器9，在第一热交换器9中，中压制冷剂通过加热内部空气流100而继续失去焓，如箭头900所示。

在第一热交换器9的输出处，中压制冷剂被重新引导到第二热交换器13。在到达第二热交换器13之前，中压制冷剂进入第二膨胀装置11，在第二膨胀装置11中，中压制冷剂经历由箭头110所示的等焓压力的第二损失。这就是低压流体。

低压制冷剂然后穿过第二热交换器13，在第二热交换器13中，低压制冷剂通过吸收来自外部空气流200的焓而获得焓，如箭头130所示。因此，低压制冷剂重新加入饱和曲线X并变回到气态。

然后，低压制冷剂重新进入压缩机3。

在该热泵模式中，用于重新引导制冷剂的装置配置成使得中压制冷剂不在旁通管路30中流通。

特别可以通过打开第一截止阀22和关闭第二截止阀33来使得第一热交换器9的输出处的中压制冷剂不在旁通管路30中流通并进入第二膨胀装置11和第二热交换器13。

根据未示出的第一变型，当间接可逆空调回路1包括第一内部热交换器19时，热泵模式可以运行。热泵模式的该变型包括与图7a所示的除湿模式相同的步骤，除了：

●在到达第一膨胀装置7之前，高压制冷剂穿过第一内部热交换器19，并且

●在到达压缩机3之前，来自第二热交换器13的低压制冷剂也穿过第一内部热交换器19。

根据未示出的第二变型，当间接可逆空调回路1包括第一内部热交换器19和第二内部热交换器19'时，热泵模式可以运行。冷却模式的该第二变型包括与图6a所示的冷却模式相同的步骤，除了在到达第一膨胀装置7之前，高压制冷剂依次穿过第一内部热交换器19和第二内部热交换器19'。

然而，第二内部热交换器19'没有影响，因为制冷剂没有穿过旁通回路30。

第一内部热交换器19通过将一部分焓转移到压缩机3上游的低压制冷剂来减少高压制冷剂进入第一热交换器9之前的焓。向第一内部热交换器19处的低压制冷剂添加焓使得可以限制液相的低压制冷剂在进入压缩机3之前的比例，特别是当空调回路1包括布置在双流体热交换器5的下游的干燥剂瓶15时。

当第一内部热交换器19的长度短时，例如长度在50至120mm之间时，可以限制第一内部热交换器19的作用。该尺寸使得可以限制高压制冷剂和低压制冷剂之间的热交换，使得交换的焓使得可以限制液相的制冷剂在进入压缩机3之前的比例，而不会以任何方式损害热泵模式的效率。实际上，该热泵模式的目的是将最大可能量的焓释放到内部空气流100中，以便在第一热交换器9处将其加热。

在第二传热流体环路B中，传热流体从双流体热交换器5处的制冷剂获得焓。

如图7a所示，传热流体在第一流通管路50中流通并穿过第三热交换器54。传热流体通过加热内部空气流100而失去焓。为此，遮挡风门310打开或第五截止阀53打开。就其本身而言，第四截止阀63关闭，以防止传热流体进入第二流通管路60。

该热泵模式对于通过从第二热交换器13处的外部空气流200吸收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是有用的。

此外，电加热元件55可以操作以向传热流体提供附加的热能，以加热内部空气流100。

图8a和8b示出了根据除霜模式的管理方法，当在第二热交换器13处检测到霜时触发该除霜模式。可以根据本领域技术人员已知的多种方法来提供对第二热交换器13处的霜的检测，例如借助于专用传感器，或者甚至通过测量和计算各种参数，特别是在热泵模式下，比如在低压制冷剂压力传感器44处的制冷剂的压力、性能系数、压缩机3的速度3。当间接可逆空调回路1以热泵模式操作时，霜会出现在第二热交换器13的外表面上。

在图8a所示的第一阶段中，在第二热交换器13处检测到霜之后，第二传热流体环路B停止。为此，中央控制单元40使泵17停止并且传热流体不再在第二传热流体环路B中流通。所述第二传热流体环路B的停止结果是在制冷剂与双流体热交换器5处的传热流体之间现在没有或很少有热交换。

类似地，停止了内部空气流100和外部空气流200。为了停止内部空气流100，中央控制单元40可以特别地停止内部风扇92。为了停止外部空气流200，中央控制单元40可以特别地停止前部面风扇91并且关闭遮挡装置93(如果存在的话)。

仍然在该第一阶段中，中央控制单元40控制第一制冷剂环路A的制冷剂的流通，以使其进入所述制冷剂在其中被压缩的压缩机3。压缩机尤其可以由中央控制单元控制，以使其具有逐渐加速。这种逐渐加速使得可以节省压缩机3和第一热交换器9，以便在速度和过于突然的制冷剂压力方面不会因加速而损坏它们。另外，这使得可以减少与压缩机3的加速相关的声音干扰。该加速特别地可以在2000rpm与4500-8500rpm的最大速度Nmax之间进行。

制冷剂然后进入它穿过的双流体热交换器5，而没有与传热流体进行任何热交换，因为第二传热流体环路B停止了。

然后，制冷剂无压力损失地穿过所述制冷剂穿过的第一膨胀装置7。为此，中央控制单元40直接控制所述第一膨胀装置7以使其完全打开(例如，如果它是电子膨胀阀)，或者通过控制其在转向管路A'处的旁通来控制(如果存在这种转向回路A')。

然后，制冷剂穿过第一热交换器9，在第一热交换器9中，制冷剂不与内部空气流100交换热量，因为不存在内部空气流。

制冷剂然后进入它无压力损失地穿过的第二膨胀装置7。为此，中央控制单元40直接控制所述第二膨胀装置7以使其完全打开(例如，如果它是电子膨胀阀)，或者通过控制其在转向管路A'处的旁通来控制(如果存在这种转向回路A')，例如，如果第二膨胀装置11是孔板管。

然后，制冷剂穿过第二热交换器13，在第二热交换器13中，制冷剂不与外部空气流200交换热量，因为不存在外部空气流。然后，制冷剂重新进入压缩机3。

该第一阶段允许第一制冷剂环路中的制冷剂的压力和温度增加。因此，制冷剂将温度升高，并且当制冷剂穿过第二热交换器13时，它将加热所述第二热交换器13，从而开始除霜。

在第二阶段中，如图8b所示，当由低压制冷剂压力传感器44测量的制冷剂压力使得所述制冷剂处于饱和温度大于0℃的两相状态时：

■重新启动第二传热流体环路B，以使传热流体在双流体交换器5和第四热交换器64中流通，

■压缩机3停止，并且

■产生外部空气流200。

每种制冷剂具有其饱和温度大于或等于0℃的特定压力值。例如，当制冷剂比如R134a处于大于2.92bar的压力时，其饱和温度大于0℃。

就其本身而言，当制冷剂比如R1234yf处于大于或等于3.16bar的压力时，其饱和温度大于或等于0℃。

因此，在本发明的上下文中，当低压制冷剂压力传感器44处的制冷剂在其是R134a时处于大于3bar的压力或在其是R1234yf时处于大于3.2bar的压力时，可以触发该除霜模式的第二阶段。

当在高压制冷剂压力传感器41处测量的制冷剂的压力大于18bar，优选地大于或等于20bar时，也可以触发除霜模式的第二阶段。

当在中压制冷剂压力传感器43处测量的制冷剂的压力大于或等于10bar时，也可以触发除霜模式的第二阶段。这尤其使得可以防止第二热交换器13被压力过高的穿过其的制冷剂破坏。

仍然在除霜模式的该第二阶段中，重新启动第二传热流体环路B以启动泵17。中央控制单元40尤其可以控制该泵17的启动并控制传热流体的流量，以使其在150至800l/h之间。

中央控制单元40更具体地驱动第二传热流体环路B，使得传热流体在双流体交换器5和第四热交换器64中流通。为此，中央控制单元40驱动用于特别通过打开第四截止阀63来重新引导传热流体的装置。由于停止了内部空气流100，所以传热流体可以在第三热交换器54中流通而不进行热交换。如果第二传热流体环路B包括第五截止阀53，则可以关闭后者，以将所有制冷剂重新引导至第四热交换器。

传热流体在第二传热流体环路B中的流通使得在双流体热交换器5处能够在除霜模式的第一阶段中回收在制冷剂中累积的热能。然后，该热能通过传热流体在第四热交换器64处传输。

为了再次产生外部空气流200，中央控制单元40可以驱动遮挡装置93以使其打开(如果存在遮挡装置的话)。此外，中央控制单元40可以启动前部面风扇91，特别是如果机动车辆停止的话。

外部空气流200的产生使得第四热交换器64能够将热能从传热流体传递到外部空气流200。由于第四热交换器64沿外部空气流200的流通方向布置在第二热交换器13的上游，所以在第四热交换器64处加热的空气将允许第二热交换器13的除霜。

为了更有效地排空由于霜融化而产生的水，更特别地，前部面风扇91可以以最大速度启动10至60s的时间。

完整的除霜模式周期可以例如延长5至10分钟的最大时间。

因此，该除霜模式允许第二热交换器13处的霜融化，而不会对内部之内的使用者造成任何影响。实际上，与通过切换到冷却模式进行除霜的解决方案不同，没有冷空气被送入内部。

图9示出了用于在除霜模式下操作其中制冷剂为R1234yf的间接可逆空调回路1的方法的示例的流程图80。

步骤801对应于在第二热交换器13处检测存在霜的步骤。如果该检测为肯定的，则可以继续进行步骤802。

步骤802对应于检测车辆是否停止或遮挡装置93是否关闭的步骤。这使得可以检查外部空气流200是否确实被阻挡。如果遮挡装置93处于打开位置，则中央控制单元40命令其关闭。当外部空气流200被阻挡时，可以进行到步骤803。

步骤803对应于如果前部面风扇91、内部风扇92和泵17中的一个或另一个处于操作中则停止这些元件的步骤。当这三个元件停止时，可以继续进行步骤804。

步骤804对应于打开第一截止阀22和关闭第二截止阀33的步骤。第一膨胀装置7和第二膨胀装置11也被完全打开或绕过以使制冷剂无压力损失地穿过它们。当这些元件处于此配置中时，可以继续进行步骤805。

步骤805是启动压缩机3并且将其速度从2000rpm增加到4500-8500rpm的最大速度Nmax的步骤。

在该加速期间，在步骤806中，在压力传感器41、43和44处测量制冷剂的压力。

在控制步骤807中，如果：

●在高压制冷剂压力传感器41处测量的制冷剂压力小于20bar，或者如果

●在中压制冷剂压力传感器43处测量的制冷剂压力小于10bar，或者如果

●在低压制冷剂压力传感器44处测量的制冷剂压力小于3.2bar，

则压缩机3在步骤808中继续其加速。

如果不再满足其条件之一，则在步骤809中以150至800l/h的流量启动泵17。当传热流体的流量达到此范围时，可以继续进行步骤810。

步骤810对应于打开遮挡装置93的步骤。

当遮挡装置93打开时，在步骤811中停止压缩机3。

在停止压缩机3之后，前部面风扇91以最大速度启动10至60s的时间间隔。

间接可逆空调回路1的这种架构也可以设想其他操作模式，比如除湿、除霜或加热模式。

因此，可以清楚地看到，通过其架构及操作方法，间接可逆空调回路1允许具有最佳性能系数的热泵操作模式。

Claims (5)

1.一种用于根据除霜模式操作间接可逆空调回路(1)的方法，

其中，所述间接可逆空调回路(1)包括：

●制冷剂在其中流通的第一制冷剂环路(A)，所述第一制冷剂环路(A)沿制冷剂的流通方向包括：

○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)，其旨在由机动车辆内部的内部空气流(100)穿过，

○第二膨胀装置(11)，

○第二热交换器(13)，其旨在由机动车辆外部的外部空气流(200)穿过，以及

○旁通管路(30)，用于绕过第二热交换器(13)，

●传热流体在其中流通的第二传热流体环路(B)，所述第二传热流体环路(B)包括第二传热流体流通管路(60)，所述第二传热流体流通管路(60)包括旨在由外部空气流(200)穿过的第四热交换器(64)，所述第四热交换器(64)沿外部空气流(200)的流通方向布置在第二热交换器(13)的上游，

●双流体热交换器(5)，其共同布置在压缩机(3)的下游于所述压缩机(3)和第一膨胀装置(7)之间的第一制冷剂环路(A)上以及在第二传热流体环路(B)上，以便允许在第一制冷剂环路(A)和第二传热流体环路(B)之间进行热交换，

其特征在于，所述间接可逆空调回路(1)还包括：

●低压制冷剂压力传感器(44)，所述低压制冷剂压力传感器(44)布置在旁通管路(30)的下游于所述旁通管路(30)和压缩机(3)之间，

●中央控制单元(40)，其连接到所述低压制冷剂压力传感器(44)和所述压缩机(3)，所述中央控制单元(40)还连接到第一膨胀装置(7)和第二膨胀装置(11)，使得它们能够被制冷剂无压力损失地穿过或者被绕过；

其中，所述操作方法包括：

当在第二热交换器(13)处检测到霜时：

■停止第二传热流体环路(B)，

■停止内部空气流(100)和外部空气流(200)，

■第一制冷剂环路(A)的制冷剂依次进入所述制冷剂在其中被压缩的压缩机(3)、双流体热交换器(5)、所述制冷剂无压力损失地穿过的第一膨胀装置(7)、第一热交换器(9)、所述制冷剂无压力损失地穿过的第二膨胀装置(11)以及第二热交换器(13)，然后返回压缩机(3)，

当低压制冷剂压力传感器(44)测量的制冷剂的压力使得所述制冷剂处于饱和温度高于0℃的两相状态时：

■重新启动第二传热流体环路(B)，使得传热流体在双流体热交换器(5)和第四热交换器(64)中流通，

■停止压缩机(3)，

■产生外部空气流(200)。

2.如权利要求1所述的操作方法，其特征在于，所述间接可逆空调回路(1)包括高压制冷剂压力传感器(41)，所述高压制冷剂压力传感器(41)布置在双流体热交换器(5)的下游于所述双流体热交换器(5)和第一膨胀装置(7)之间，中央控制单元(40)连接到所述高压制冷剂压力传感器 (41)，

并且如果在高压制冷剂压力传感器(41)处测量的制冷剂的压力大于或等于20bar，则还执行第二传热流体环路(B)的重新启动、压缩机(3)的停止以及外部空气流(200)的产生。

3.如权利要求1或2所述的操作方法，其特征在于，所述间接可逆空调回路(1)包括中压制冷剂压力传感器(43)，所述中压制冷剂压力传感器(43)布置在第一膨胀装置(7)的下游于所述第一膨胀装置(7)和第二膨胀装置(11)之间，中央控制单元(40)连接到所述中压制冷剂压力传感器(43)，

并且如果在中压制冷剂压力传感器(43)处测量的制冷剂的压力大于或等于10bar，则还执行第二传热流体环路(B)的重新启动、压缩机(3)的停止以及外部空气流(200)的产生。

4.如权利要求1或2所述的操作方法，其特征在于，所述间接可逆空调回路(1)在机动车辆的前部面上包括前部面遮挡装置(93)，所述前部面遮挡装置(93)可在遮挡位置和打开位置之间移动，中央控制单元(40)连接到所述前部面遮挡装置(93)，

并且为了产生外部空气流(200)，所述前部面遮挡装置(93)处于打开位置。

5.如权利要求1或2所述的操作方法，其特征在于，所述间接可逆空调回路(1)包括前部面风扇(91)，所述前部面风扇(91)布置在机动车辆的前部面上，以便产生外部空气流(200)，中央控制单元(40)连接到所述前部面风扇(91)，

并且在产生外部空气流(200)时，所述前部面风扇(91)以最大速度启动10至60s的时间。

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