CN1113763C - 以蒸发器为热源的汽车空调装置 - Google Patents

Abstract

在作为取暖器时，空调器回路中的制冷液在支路(3)中循环，绕开冷凝器(6)。这样，进入蒸发器(5)的为气态制冷液，它起热交换器的作用，将压缩机(4)产生的热量传出去。当驱动汽车的马达发出的热量不够时，蒸发器散发的热量被用于加热驾驶舱。另外，装置(14，16)根据需要从包含冷凝器(6)的第二支路中吸取或向第二支路排出制冷液，以调节取暖回路(1，3)中制冷液的数量。

Description

以蒸发器为热源的汽车空调装置

本发明涉及一种汽车驾驶舱空调装置，它有一个制冷液循环回路，制冷回路由包括蒸发器和随后的压缩机的第一支路，包括冷凝器的第二支路，以及没有冷凝器的第三支路构成，第二和第三支路相互并联，分别与第一支路构成制冷回路和取暖回路，制冷回路中还有位于冷凝器和蒸发器之间的第一减压阀；取暖回路中的连通部件用来将由第一支路出来的制冷液要么导向第二支路，要么导向第三支路；另外，空调装置中还有把与蒸发器交换过热量的空气传送到驾驶舱内的部件。

在资料FR-A-2 717 126中描述了一种这样的装置。

取暖回路的热功率取决于压缩机产生的质量流量，而压缩机受其驱动速度控制，驱动速度取决于马达的转速。这个功率可能低于驾驶舱取暖的需求。特别是在低温起动的时候，空调器回路中的制冷液的初始密度不足，因此压缩机的质量流量也不足以满足取暖的要求。

本发明的目的是解决上述问题，以便根据取暖的需要，特别是在低温情况下，产生相应的热功率。

本发明尤其涉及一种引言中所介绍的装置，它具有一个根据需要改变在取暖回路中循环的制冷液流量的部件，包括限流元件，用于暂时切断或减少第三支路中的制冷液循环，并允许压缩机从第二支路中吸取制冷液；装置中有泄压部件，用于使第二支路和压缩机出口暂时连通。

本发明的补充或可供选择替代的视需要而定的特点还有：-  连通部件有位于第二支路的冷凝器上游的第一阀门和位于第三支路的第二阀门，它们与控制单元相连。-  连通部件有一个三通阀，它定义了由第一支路下游端到第二支路上游端的制冷液第一流动路径，以及由第一支路下游端到第三支路上游端的制冷液第二流动路径，(三通阀)与控制单元连通。-  连通部件中有一个与控制单元连接的制冷液压力测量部件，位于压缩机出口处。-  限流部件中有一个位于第三支路上的差动压力调节器，构成第二减压器，只有当制冷液在其入口和出口的压力差超过一个确定的临界值时才允许制冷液通过。-  限流部件中有上述第二阀门，它由控制单元控制，在测量部件检测到压力降低时第二阀门关闭。-  第三支路中有一个节流阀，位于第二阀门的下游，构成第二减压阀。-  泄压部件包括一个旁连支路，它绕过连通部件，旁连支路中有一个安全阀，以便将压缩机出来的制冷液送回到第二支路中去。-  旁连支路与第一阀门并联连接。-  旁连支路连接在第二阀门的出口和第一阀门的出口之间。-  旁连支路连接在三通阀的连接第一和第三支路的通道口和连接第二支路的通道口之间。-  控制单元根据测量单元测得的制冷液压力，使泄压部件暂时打开第一阀门，使得由压缩机出来的制冷液流回第二支路。-  泄压部件比较测量部件测得的制冷液压力和最大压力临界值，当测得的压力超过最大压力临界值时，控制第一阀门暂时打开。-  泄压部件比较测量部件测得的制冷液压力和由控制单元根据取暖需要计算的参考压力，当测得的压力超过这个参考压力时，控制第一阀门暂时打开。-  第一减压器为一个恒温膨胀阀，设置在第二支路中冷凝器的下游。-  第一减压器为一个校测孔，位于第二支路中冷凝器的下游，以及一个制冷液收集器，位于第一支路的蒸发器和压缩机之间。-  第二支路中冷凝器下游，在第一减压器的上游或下游处设置了一个单向阀。

下面结合附图的描述将进一步介绍本发明的特点和优点，在所有附图中相同或类似的部件将用同样的标号标注。在这些图中，图1到图4为本发明用于汽车驾驶舱空调和暖气的四种装置的制冷液回路图。

在这些回路中，液体从液态变为气态，同时吸收热量，也将从气态变为液态，同时放出热量，这与通常汽车空调装置的方式相同。本回路的大多数部件可以在通常的汽车空调装置中遇到。

每个回路中的部件分为三条支路1，2和3，它们在2个连接点A，B汇合。支路1包括使液体从A点流向B点的压缩机4，和位于压缩机上游的蒸发器5。在压缩机出口处有一个压力传感器9，测量液体的压力。支路2从B点到A点依次有冷凝器6，储液瓶7，单向阀8和恒温膨胀阀10。

在图1的回路中，在支路2的B点和冷凝器6之间有一个两通电磁阀12。一个类似的阀13设置在支路3上，后面跟着一个差动调压器14，它同时用作减压阀。阀12和13靠一个控制模块15控制，控制模块接收压力传感器9的信号。一个接有安全阀16的旁连支路11将连接点B与位于支路2的阀12和冷凝器6之间的C点连接起来，使得安全阀16与阀12并联。

当装置起制冷功能时，控制模块15打开阀12并关闭阀13。制冷液在由支路1和2构成的传统制冷回路中循环。

更确切地说，被压缩机4驱动的制冷液流过B点，阀12和C点，达到冷凝器6，在那里制冷液冷凝并将热量释放到周围空气中，然后穿过储液瓶7和单向阀8，在恒温膨胀阀10中减压。制冷液在蒸发器5中气化，使将要送入汽车驾驶舱内的空气冷却。从蒸发器5中出来的气态制冷液重新被吸入压缩机。

当装置用作暖气时，阀12被关闭，阀13打开。制冷液在由支路1和3构成的取暖回路中循环。制冷液从压缩机4出来后通过B点和阀13，在差动压力调节阀中减压，以气态进入蒸发器5，在那里，制冷液将热量传给将要送入汽车驾驶舱的空气。随后制冷液被送入压缩机。

当因为回路中制冷液不够或温度太低，使得取暖回路中的制冷液压力非正常地低时，差动压力调节阀14将关闭。这样压缩机将通过蒸发器5吸取支路2中，特别是储液瓶7中的制冷液。这样，取暖回路中的制冷液增加，则压缩机出口的压力增加。当这个压力达到调压阀14的打开值时，取暖回路中(重新)形成制冷液循环。处于支路1蒸发器上游的液态制冷液将气化。这使位于单向阀8下游的压力上升，高于上游的压力，使得从储液瓶中输出制冷液的过程中断。

如果相反，取暖回路中流体压力超过预先确定的临界值，安全阀16打开，一部分制冷液从取暖回路流向冷凝器6。这种现象可能是由于取暖回路中制冷液泵送或汽车马达加速导致压力上升所致。

在这个例子中，压力传感器9一般不介入对各个支路中制冷液循环的控制，只起监视压缩机出口压力的作用。

图2中的回路与图1中回路的区别为：两个两通阀12和13被一个位于B点的三通阀17所代替，其三个通道分别与支路1，2和3连接，旁连支路11的入口位于支路1压缩机的下游D点处。阀17受控制模块15控制，将支路1的下游端部要么与支路2上游端连接，要么与支路3的上游端连接。制冷液的循环在与图1所示回路相同的条件下进行。

作为一种变化，旁连支路的入口可以在调节阀14的上游与支路3连接。

图3中的回路与图1中的回路的区别仅仅在于旁连支路11的入口连接在支路3的阀13和差动压力调节器14之间的E点处。安全阀16受到调节阀14入口处的压力，当制冷液在取暖回路中循环时，这个压力与压缩机4出口的压力差不多大小。

根据本发明，还可以在支路3中用一个简单的节流阀代替差动压力调节阀14。在这种情况下，为了能够向取暖回路中补充制冷液，控制模块15根据压力传感器9检测到的压力关闭阀13。这样，阀12和13暂时同时关闭。

同样，也可以取消旁连支路11和安全阀16，仍然靠控制模块15根据压力传感器9检测到的压力暂时打开阀12将取暖回路中多余的制冷液排向冷凝器。

这样，通过测量部件，也就是传感器9，对流体压力的测量，确定排出多余制冷液使压缩机出口压力降低。

在第一个例子中，减压部件将测量到的制冷液压力与最大压力临界值比较，当这个测量到的压力超过最大压力临界值时控制第一阀暂时打开。

这样就可以如介绍的那样取消旁连支路11和安全阀16。

在另一个例子中，测量到的流体压力与一个参考压力比较，参考压力由控制模块15根据取暖的需要计算得到。

这样，当测得的制冷液压力超过参考压力时，阀12暂时打开。

值得指出，第二个例子适用于本发明的所有变化形式。实际上，附加取暖装置的功率取决于压缩机出口的制冷液压力和压缩机的速度，压缩机速度与发动机转速有关。

图4显示图1中回路的另一种变化，恒温膨胀阀10被一个定径孔18代替，而在支路1的蒸发器5和压缩机4入口之间设置一个制冷液收集器19。

在另一个未显示的变化形式中，与图1～3相比，单向阀8和减压阀10的顺序倒过来了。

Claims (17)

1.汽车驾驶舱空调装置，其中具有一个制冷液循环回路，制冷回路由包括蒸发器(5)和随后的压缩机(4)的第一支路(1)，包括冷凝器(6)的第二支路(2)，以及没有冷凝器的第三支路(3)构成，第二和第三支路相互并联，分别与第一支路构成制冷回路(1，2)和取暖回路(1，3)，制冷回路中还有位于冷凝器和蒸发器之间的第一减压阀(10)，连通部件(12，13)用来将由有第一支路出来的制冷液要么导向第二支路，要么导向第三支路，另外，空调装置中还具有用于将与蒸发器交换过热量的空气传送到驾驶舱内的部件，其特征在于它还具有一个根据需要改变在取暖回路中循环液体流量的部件，该部件包括用于暂时切断或减少第三支路中的液体循环并允许压缩机从第二支路中吸取液体的限流元件(14)；装置中具有用于使第二支路和压缩机出口暂时连通的泄压部件(11，16)。

2.权利要求1的装置，其特征在于连通部件具有位于第二支路的冷凝器上游的第一阀门(12)和位于第三支路的第二阀门(13)，它们与控制单元(15)相连。

3.权利要求1的装置，其特征在于连通部件具有一个三通阀(17)，它定义了由第一支路下游端到第二支路上游端的液体第一流动路径，以及由第一支路下游端到第三支路上游端的液体第二流动路径，三通阀与控制单元(15)连通。

4.权利要求1的装置，其特征在于连通部件具有一个与控制单元(15)连接的位于压缩机出口处的液体压力测量部件(9)。

5.权利要求1的装置，其特征在于限流部件有一个位于第三支路上的构成第二减压器的差动压力调节阀(14)，只有当液体在其入口和出口之间的压力差超过一个确定的临界值时才允许液体通过。

6.权利要求4的装置，其特征在于限流部件具有上述第二阀门(13)，它由控制单元控制，在测量部件检测到压力降低时第二阀门关闭。

7.权利要求6的装置，其特征在于第三支路中有一个节流阀，位于第二阀门的下游，构成第二减压阀。

8.权利要求1的装置，其特征在于泄压部件包括一个旁连支路(11)，它绕过连通部件，旁连支路中有一个安全阀(16)，以便将压缩机出来的液体送回到第二支路中去。

9.权利要求8的装置，其特征在于旁连支路(11)与第一阀门(12)并联连接。

10.权利要求8的装置，其特征在于旁连支路(11)连接在第二阀门(13)的出口和第一阀门(12)的出口之间。

11.权利要求8的装置，其特征在于旁连支路(11)连接在三通阀(17)的连接第一和第三支路(1，3)的通道口之一和连接第二支路(2)的通道口之间。

12.权利要求4的装置，其特征在于控制单元(15)根据测量单元(9)测得的液体压力，使泄压部件暂时打开第一阀门(12)，使得由压缩机出来的液体流回第二支路。

13.权利要求12的装置，其特征在于泄压部件比较测量部件(9)测得的液体压力和最大压力临界值，当测得的压力超过最大压力临界值时，控制第一阀门(12)暂时打开。

14.权利要求12的装置，其特征在于泄压部件比较测量部件(9)测得的液体压力和由控制单元(15)根据取暖需要计算的参考压力，当测得的压力超过这个参考压力时，控制第一阀门(12)暂时打开。

15.权利要求1～14中任一项的装置，其特征在于第一减压器为一个设置在第二支路中冷凝器的下游的恒温膨胀阀(10)。

16.权利要求1到11中任一项的装置，其特征在于第一减压器为一个位于第二支路中冷凝器的下游的限流孔(18)，一个液体收集器(19)被设置在第一支路的蒸发器和压缩机之间。

17.权利要求12或13的装置，其特征在于在第二支路中冷凝器下游、在第一减压器的上游或下游处设置了一个单向阀(8)。

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