CN110843455A - 车用空调器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车用空调器，更具体地说，涉及这样一种车用空调器，其中使用辅助加热热交换器可以改善加热性能，并且通过将所述辅助加热热交换器设置在发动机室中可以改善乘员稳定性。

Description

车用空调器

技术领域

如下公开涉及一种空调器，更具体地说，涉及这样一种车用空调器，其中使用辅助加热热交换器可以改善加热性能，并且通过将该辅助加热热交换器设置在发动机室内可以改善乘员稳定性。

背景技术

通过制冷剂管将压缩并发送制冷剂的压缩机、冷凝从压缩机发送的高压制冷剂的冷凝器、对由冷凝器冷凝并液化的制冷剂进行节流的膨胀装置、使由膨胀装置节流的液相制冷剂与吹向车辆内部的空气进行热交换以将低压液相制冷剂蒸发并因而由于制冷剂的蒸发潜热引起的吸热作用而对排放到内部的空气进行冷却的蒸发器等连接至彼此而构成普通车用空调器系统。

蒸发器安装在空调壳体中，该空调壳体安装在车辆内部中以起到冷却作用。也就是说，由鼓风机吹送的空气在经过蒸发器的同时通过在蒸发器内循环的液相制冷剂的蒸发潜热而冷却，并且在冷状态下排放到车辆内部，从而进行冷却。

另外，在加热车辆内部时，使用安装在空调壳体中的加热器芯或安装在空调壳体中的电加热器，其中发动机冷却剂在加热器芯中循环。

同时，冷凝器安装在车辆的前侧，并且在与空气进行热交换的同时辐射热。

近来，已经研发了仅仅使用冷却循环来进行冷却和加热的热泵系统。该热泵系统具有如下结构：冷空气通路11和暖空气通路12形成在一个空调壳体10中而被分隔开，用于冷却的蒸发器4安装在冷空气通路11中，而用于加热的冷凝器2安装在暖空气通路12中，如图1中所示。在这种情况下，向车辆内部供应空气的空气排放端口15和用于向车辆内部的外部排出空气的空气排出端口16形成在空调壳体10的出口侧。另外，单独操作的鼓风机20分别安装在冷空气通路11和暖空气通路12的入口侧。

因此，在冷却模式中，在经过冷空气通路11的蒸发器4的同时冷却的冷空气通过空气排放端口15排放到车辆的内部以进行冷却。在这种情况下，在经过暖空气通路12的冷凝器2的同时加热的暖空气通过空气排出端口16排出到车辆内部的外部。

在加热模式中，经过暖空气通路12的冷凝器2的同时加热的暖空气通过空气排放端口15排放到车辆内部以进行加热。在这种情况下，经过冷空气通路11的蒸发器4的同时冷却的冷空气通过空气排出端口16排出到车辆内部的外部。

然而，在现有技术中，在冬天的极低温度环境中，引入到蒸发器内的空气的温度下降，使得空气无法顺利地吸收热，并且整个系统中的制冷剂的温度和压力下降，使得排放到车辆内部的空气的温度下降，从而导致加热性能快速恶化。

另外，当蒸发器的表面温度下降到冰点或更低时，在蒸发器的表面上结霜。当如上所述那样结霜时，蒸发器无法顺利地吸热，并且应该进行诸如停止系统之类的除霜操作，因此加热性能恶化。

同时，已经使用了这样的示例，其中，除了冷凝器之外还使用分开的辅助加热装置以改善加热性能。然而，在车辆内部中设置辅助加热装置的情况下，该辅助加热装置以高电压操作，这对驾驶员的安全造成影响。另外，鼓风机的操作给车辆内部的乘员带来了噪音。因此，需要一种能够使鼓风机操作最小化并调节车辆内部温度以及有效进行除湿的方法。

[相关现有技术]

[专利文献]

专利文献1：韩国专利No.10-1251206(名称为“Air-Conditioner withoutStarting Engine for Vehicle(无需起动发动机的车用空调器)”)。

发明内容

本发明的一个实施方式旨在提供一种车用空调器，其中使用辅助加热热交换器可以改善加热性能，并且通过将该辅助加热热交换器设置在发动机室中而改善乘员的稳定性。

在这种情况下，本发明的一个实施方式旨在提供一种车用空调器，其中辅助加热加热热交换器可以与内部热交换器并行地在空气流动方向上设置在所述内部热交换器后面，并且可以设置在第一温度门和内部排放端口之间，从而从第二区域供应的空气可以仅经过蒸发器并在冷却状态下供应以确保足够的冷却空气量。

具体地说，本发明的一个实施方式旨在提供一种车用空调器，其中辅助加热热交换器可以设置在第一温度门和内部排放端口之间以仅加热经过内部热交换器并排放到车辆内部的空气而不加热经过第一空气排出端口的空气，从而改善加热性能。

另外，本发明的一个实施方式旨在提供一种车用空调器，该车用空调器能够将空调壳体包括在发动机室中，容易地连接至车辆内部，并且通过将内部空气引入端口和内部排放端口形成在所述空调壳体的同一表面中而小型化。

另外，本发明的一个实施方式旨在提供一种车用空调器，该车用空调器能够通过使用防止经过蒸发器并向内部热交换器移动的空气向回流动到第一区域的向回流动防止门而仅操作第二区域中的第二鼓风机来进行除湿模式而减少消耗的功率和产生的噪音。

另外，本发明的一个实施方式旨在提供一种车用空调器，该车用空调器能够通过操作第一温度门、第二温度门、调节门和向回流动防止门而稳定地进行冷却、加热和除湿模式。

在一个总体方面中，一种车用空调器1000包括：空调壳体100，该空调壳体100与车辆内部连通，并且用于调节车辆内部的空气的风在该空调壳体中流动；以及内部热交换器300和辅助加热热交换器310，所述内部热交换器300和所述辅助加热热交换器310布置在所述空调壳体100中并且加热排放到车辆内部的空气，其中所述辅助加热热交换器310设置在发动机室中。

所述辅助加热热交换器310可以使用正温度系数(PTC)加热装置。可以在所述空调壳体100中形成供吹送用于加热的空气的第一区域100A和供吹送用于冷却的空气的第二区域100B；并且可以在所述第一区域100A中设置第一鼓风机210，并且可以在所述第二区域100B中设置第二鼓风机220。

所述空调壳体100可以包括布置在所述空调壳体100中并冷却排放到车辆内部的空气的蒸发器400。

所述空调壳体100可以包括：内部排放端口140，经过所述内部热交换器300或所述蒸发器400的空气经过所述内部排放端口140供应至车辆内部；第一空气排出端口151，经过所述内部热交换器300的空气通过所述第一空气排出端口151排出到车辆内部的外部；以及第二空气排出端口152，经过所述蒸发器400的空气通过所述第二空气排出端口152排出到车辆内部的外部。

车用空调器1000还可以包括：第一温度门161，该第一温度门161调节所述内部排放端口140和所述第一空气排出端口151的打开水平以调节经过所述内部热交换器300的空气的流动；以及第二温度门162，该第二温度门162调节所述内部排放端口140和所述第二空气排出端口152的打开水平以调节经过所述蒸发器400的空气的流动。

车用空调器1000可以进一步包括调节门170，该调节门170调节经过所述蒸发器400的空气经过所述内部热交换器300的水平。

所述辅助加热热交换器310可以与所述内部热交换器300并行地在空气流动方向上设置在所述内部热交换器300后面。

所述辅助加热热交换器310可以设置在所述第一温度门161和所述内部排放端口140之间，并且仅加热排放到车辆内部的空气。

在所述空调壳体100中，用来引入外部空气的外部空气引入端口110和用来引入内部空气的内部空气引入端口120可以是中空的。

所述内部空气引入端口120和所述内部排放端口140可以形成在所述空调壳体100的同一表面中。

车用空调器1000还可以包括：第一内部/外部空气门131，该第一内部/外部空气门131调节内部空气和外部空气向所述第一区域100A内的引入；以及第二内部/外部空气门132，该第二内部/外部空气门132调节内部空气和外部空气向所述第二区域100B内的引入。

车用空调器1000还可以包括布置在所述第一内部/外部空气门131和所述第二内部/外部空气门132与所述外部空气引入端口110之间的过滤器500。

附图说明

图1是示出了根据现有技术的车用热泵系统的视图。

图2和图3是分别示出了从不同方向观察时根据本发明的车用空调器的立体图。

图4是根据本发明的车用空调器的俯视图。

图5至图7是沿着图4的线A-A’、线B-B’和线B-B’截取的剖视图。

图8A和8B是示出了根据本发明的车用空调器的最大加热状态的视图。

图9A和9B是示出了根据本发明的车用空调器的最大冷却状态的视图。

图10是示出了根据本发明的车用空调器的另一个示例的视图。

图11是示出了图10的加热状态的视图。

图12是示出了根据本发明的车用空调器的再一个示例的视图。

图13是图12的除湿状态的视图。

[主要元件的详细描述]

1000：车用空调器

100：空调壳体

100A：第一区域

100B：第二区域

110：外部空气引入端口

120：内部空气引入端口

131：第一内部/外部空气门

132：第二内部/外部空气门

140：内部排放端口

151：第一空气排出端口

152：第二空气排出端口

161：第一温度门

162：第二温度门

170：调节门

180：向回流动防止门

210：第一鼓风机

220：第二鼓风机

300：内部热交换器

310：辅助加热热交换器

400：蒸发器

500：过滤器

具体实施方式

下面将参照附图详细地描述具有上述构造的车用空调器1000。

图2和图3是分别示出了从不同方向观察时根据本发明的车用空调器1000的立体图，图4是根据本发明的车用空调器1000的俯视图，而图5至图7是沿着图4的线A-A’、线B-B’和线C-C’截取的剖视图。

根据本发明的车用空调器1000包括空调壳体100、内部热交换器300和辅助加热热交换器310。

空调壳体100是与车辆内部连通并且用于调节内部空气的风在其中流动的部分，并且包括将空气吹送到内部以冷却或加热内部并调节流动的装置。下面将再次对此进行描述。

内部热交换器300是布置在空调壳体100中并且加热排放到车辆内部的空气的装置。

辅助加热热交换器310可以使用包括正温度系数(PTC)加热装置的各种类型，该辅助加热热交换器310是与内部热交换器300一起布置在空调壳体100中并加热空气的装置。

在这种情况下，在根据本发明的车用空调器1000中，优选的是，即使使用需要高电压的形式也可以将辅助加热热交换器310设置在发动机室中而不是设置在车辆内部中以确保乘员安全性。

供吹送用于加热的空气的第一区域100A和供吹送用于冷却的空气的第二区域100B形成在空调壳体100中，第一鼓风机210设置在第一区域100A中，第二鼓风机220设置在第二区域100B中，并且空调壳体100包括冷却从第二区域100B吹送的空气的蒸发器400。

作为负责加热的部件的内部热交换器300和辅助加热热交换器310将通过第一鼓风机210的操作从第一区域100A吹送的空气加热，并且作为负责冷却的部件的蒸发器400将通过第二鼓风机220的操作从第二区域100B吹送的空气冷却。

在这种情况下，用来引入外部空气的外部空气引入端口110和用来引入内部空气的内部空气引入端口120形成在空调壳体100中，从而将空气引入到第一区域100A和第二区域100B中。另外，在空调壳体100的第一区域100A中设置第一内部/外部空气门131，该第一内部/外部空气门131选择性地打开和关闭内部空气引入端口120和外部空气引入端口110以调节引入到第一区域100A内的内部空气和外部空气，在空调壳体100的第二区域100B中设置有第二内部/外部空气门132，该第二内部/外部空气门132选择性地打开和关闭内部空气引入端口120和外部空气引入端口110以调节引入到第二区域100B中的内部空气和外部空气。

在图2和图3中，示出了其中外部空气引入端口110形成在空调壳体100的上侧并且在外部空气端口110下方进一步设置有过滤器500的示例。因此，在根据本发明的车用空调器1000中，可以通过过滤器500防止包含在外部空气中的诸如微细灰尘之类的外部物质被引入到车辆内部。

另外，该空调壳体100包括：内部排放端口140，通过该内部排放端口140将经过内部热交换器300或蒸发器400的空气供应给车辆内部；第一空气排出端口151，通过该第一空气排出端口151将经过内部热交换器300的空气排出到车辆内部的外部；和第二空气排出端口152，通过该第二空气排出端口152将经过蒸发器400的空气排出到车辆内部的外部。在这种情况下，根据冷却和加热设置调节内部排放端口140的打开水平的第一温度门161和调节内部排放端口140和第二空气排出端口152的打开水平的第二温度门162操作。也就是说，第一温度门161是调节其中经过内部热交换器300的空气排放到内部排放端口140以负责内部加热的量以及其中经过内部热交换器300的空气排放到第一空气排出端口151以被抛掷到外部的量的装置，第二温度门162是调节其中经过蒸发器400的空气排放到内部排放端口140以负责内部冷却的量以及其中经过蒸发器400的空气排放到第二空气排出端口152以被抛掷到外部的量的装置。

另外，根据本发明的车用空调器100可以将空调壳体100包含在发动机室中，可以容易地连接至车辆内部，并且通过在空调壳体100的同一表面上形成内部空气引入端口120和内部排放端口140而小型化。

根据本发明的车用空调壳体还可以包括调节门170，该调节门170调节经过蒸发器400的空气经过内部热交换器300的水平，从而可以设置温度和除湿。

图2至图7所示的形式示出了其中辅助加热热交换器310与内部热交换器300并行地在空气流动方向上设置在内部热交换器300后面。图8A至图9B是示出了根据图2至图7中所示的形式的车用空调器1000的最大加热状态和最大冷却装置。

首先，在最大加热状态下，如图8A所示，通过第一鼓风机210引入到第一区域100A中的空气在经过内部热交换器300和辅助加热热交换器310的同时被加热，之后通过内部排放端口140完全供应至车辆内部，并且如图8B所示，通过第二鼓风机220引入到第二区域100B的空气经过蒸发器400，之后通过第二空气排出端口152完全排出。

在这种情况下，第一温度门161打开内部排放端口140而关闭第一空气排出端口151，第二温度门162关闭内部排放端口140而打开第二空气排出端口152，而调节门170关闭蒸发器400和内部热交换器300之间的流动，使得经过蒸发器400的空气完全排出到第二空气排出端口152。

另外，在最大冷却状态下，如图9A所示，通过第一鼓风机210引入第一区域100A中的空气经过内部热交换器300和辅助加热热交换器310，之后经过第一空气排出端口151完全排出，并且如图9B所示，通过第二鼓风机220引入第二区域100B的空气在经过蒸发器400的同时被冷却，之后通过内部排放端口140完全供应给车辆内部。

在这种情况下，第一温度门161关闭内部排放端口140而打开第一空气排出端口151，第二温度门162打开内部排放端口140而关闭第二空气排出端口152。

另外，在进行除湿冷却的情况下，可以仅操作第二鼓风机220，并且经过蒸发器400的空气通过调节门170经过内部热交换器300，可以将冷却空气中包含的湿气去除。

图10是示出了根据本发明的车用空调器1000的另一个示例的视图。在根据本发明的车用空调器1000中，辅助加热热交换器310可以设置在第一温度门161和内部排放端口140之间，以仅加热排放到内部的空气。

图11是示出了图10的加热操作状态的视图。由第一鼓风机210经过第一区域100A的空气在经过内部热交换器300的同时被初步加热，根据第一温度门161的设置，一些空气排出到外部，并且只有通过内部排放端口140排放到车辆内部的剩余空气在经过辅助加热热交换器310的同时并再次加热

上述根据本发明的车用空调器1000通过仅加热排放到车辆内部以用于内部加热目的的空气而不加热排出到内部的外部的空气而可以改善加热效率。

图12是示出了根据本发明的车用空调器1000的又一个示例，并且图13是示出了图12的除湿状态的视图。

在图12和图13中所示的根据本发明的车用空调器1000，示出了其中进一步形成防止经过蒸发器400并向内部热交换器300移动的空气向回流动到第一区域100A的向回流动防止门180的示例。向回流动防止门180在蒸发器400和内部热交换器300之间打开和关闭第一区域100A以便防止经过蒸发器400的空气中的一些空气在调节门170打开内部热交换器300的情况下向回流到第一区域100A，从而使得经过蒸发器400的空气经过内部热交换器300。

向回流动防止门180在车用空调器1000的最大加热和冷却时打开第一区域100A，以允许通过第二鼓风机220的操作将空气吹向内部热交换器300。

另外，在根据本发明的车用空调器1000中，在进行除湿操作时，只可以操作第二鼓风机220，并且经过蒸发器400的空气通过调节门170而经过内部热交换器300，从而可以将冷却空气中包含的湿气去除。在这种情况下，向回流动防止门180关闭第一区域100A，从而在经过蒸发器400和调节门170的空气经过内部热交换器300的同时将湿气从经过蒸发器400和调节门170的空气去除，并且湿气被去除的空气通过内部排放端口140出。在图13中，示出了其中第一温度门161关闭第一空气排出端口151并且第二温度门162关闭第二空气排出端口152的示例，但是可以根据温度设置以各种方式控制第一温度门161和第二温度门162的操作。

因此，在根据本发明的车用空调器1000中，可以通过使用调节门170和向回流动防止门180操作第二鼓风机220而不操作第一鼓风机210来进行除湿模式，从而可以减少消耗的功率和产生的噪音。

因此，在根据本发明的车用空调器中，可以使用辅助加热热交换器改善加热性能，并且可以通过将辅助加热热交换器设置在发动机室中而改善乘员稳定性。

在这种情况下，在根据本发明的车用空调器中，辅助加热热交换器可以与内部热交换器并行地在流动方向上设置在内部热交换器后面，并且可以设置在第一温度门和内部排放端口之间，从而使得通过第二区域供应的空气可以仅经过蒸发器，并且在冷却状态下供应以确保足够的冷却空气量。

特别地，在根据本发明的车用空调器中，辅助加热热交换器可以设置在第一温度门和内部排放端口之间以仅加热经过内部热交换器并排放到内部的空气，而不加热经过第一排出端口的空气，从而改善加热性能。

另外，根据本发明的车用空调器能够将空调壳体包含在发动机室内，能够容易地连接至车辆内部，并且通过将内部空气引入端口和外部排放端口形成在空调壳体的同一表面中而小型化。

另外，根据本发明的车用空调器能够通过使用防止经过蒸发器并向内部热交换器移动的空气向回流到第一区域的向回流动防止门而仅操作第二区域中的第二鼓风机来进行除湿模式而减少消耗的功率和产生的噪音。

另外，根据本发明的车用空调器能够通过操作第一温度门、第二温度门、调节门和向回流动防止门而稳定地进行冷却、加热和除湿模式。

Claims (17)

1.一种车用空调器，该车用空调器包括：

空调壳体，该空调壳体与车辆内部连通，并且用于调节车辆内部的空气的风在该空调壳体中流动；以及

内部热交换器和辅助加热热交换器，所述内部热交换器和所述辅助加热热交换器布置在所述空调壳体中并且加热排放到车辆内部的空气，

其中，所述辅助加热热交换器设置在发动机室中。

2.根据权利要求1所述的车用空调器，其中，所述辅助加热热交换器使用正温度系数(PTC)加热装置。

3.根据权利要求1所述的车用空调器，其中，在所述空调壳体中形成供吹送用于加热的空气的第一区域和供吹送用于冷却的空气的第二区域；并且

在所述第一区域中设置有第一鼓风机，并且在所述第二区域中设置有第二鼓风机。

4.根据权利要求1所述的车用空调器，其中，所述空调壳体包括布置在所述空调壳体中并冷却排放到车辆内部的空气的蒸发器。

5.根据权利要求4所述的车用空调器，其中，所述空调壳体包括：

内部排放端口，经过所述内部热交换器或所述蒸发器的空气经过所述内部排放端口供应至车辆内部；

第一空气排出端口，经过所述内部热交换器的空气通过所述第一空气排出端口排出到车辆内部的外部；以及

第二空气排出端口，经过所述蒸发器的空气通过所述第二空气排出端口排出到车辆内部的外部。

6.根据权利要求5所述的车用空调器，该车用空调器还包括：

第一温度门，该第一温度门调节所述内部排放端口和所述第一空气排出端口的打开水平以调节经过所述内部热交换器的空气的流动；以及

第二温度门，该第二温度门调节所述内部排放端口和所述第二空气排出端口的打开水平以调节经过所述蒸发器的空气的流动。

7.根据权利要求6所述的车用空调器，该车用空调器进一步包括调节门，该调节门调节经过所述蒸发器的空气经过所述内部热交换器的水平。

8.根据权利要求7所述的车用空调器，该车用空调器还包括向回流动防止门，该向回流动防止门防止经过所述蒸发器并向所述内部热交换器移动的空气向回流动到所述第一区域。

9.根据权利要求8所述的车用空调器，其中，所述向回流动防止门能够在所述蒸发器和所述内部热交换器之间打开和关闭所述第一区域。

10.根据权利要求9所述的车用空调器，其中，在除湿模式状态中，所述第二鼓风机被操作，并且所述第一鼓风机不被操作。

11.根据权利要求10所述的车用空调器，其中，在所述除湿模式状态中，所述向回流动防止门关闭所述第一区域，并且所述调节门进行调节而使得经过所述蒸发器的空气中的一些空气或全部空气经过所述内部热交换器。

12.根据权利要求1所述的车用空调器，其中，所述辅助加热热交换器与所述内部热交换器并行地在空气流动方向上设置在所述内部热交换器后面。

13.根据权利要求6所述的车用空调器，其中，所述辅助加热热交换器设置在所述第一温度门和所述内部排放端口之间，并且仅加热排放到车辆内部的空气。

14.根据权利要求5所述的车用空调器，其中，在所述空调壳体中，用来引入外部空气的外部空气引入端口和用来引入内部空气的内部空气引入端口是中空的。

15.根据权利要求14所述的车用空调器，其中，所述内部空气引入端口和所述内部排放端口形成在所述空调壳体的同一表面中。

16.根据权利要求14所述的车用空调器，所述车用空调器还包括：

第一内部/外部空气门，该第一内部/外部空气门调节内部空气和外部空气向所述第一区域内的引入；以及

第二内部/外部空气门，该第二内部/外部空气门调节内部空气和外部空气向所述第二区域内的引入。

17.根据权利要求16所述的车用空调器，该车用空调器还包括布置在所述第一内部/外部空气门和所述第二内部/外部空气门与所述外部空气引入端口之间的过滤器。

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