CN112477545B - 用于机动车辆的空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的空调系统，其具有至少两个温度控制装置，至少两个温度控制装置中的每个包括：水以及与水流体分离的空气能流过的间接热交换器，使得在热交换器中，热量能从水传递到空气，反之亦然。空调系统还包括：热水能流过的热水供应装置，其用于为至少两个温度控制装置的热交换器供应热水并与热交换器流体连通。空调系统还包括：冷水能流过的冷水供应装置，其用于为至少两个温度控制装置的热交换器供应冷水并与热交换器流体连通。在此，至少两个温度控制装置的至少一个热交换器通过可调节可控制的阀装置与热水供应装置和冷水供应装置连通，使得通过相应阀装置能对引入到相关热交换器中的热水和冷水的混合物的混合比进行调节。

Description

用于机动车辆的空调系统

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆的空调系统，并且涉及一种具有这种空调系统的机动车辆。此外，本发明涉及一种用于操作这种空调系统并且用于对机动车辆的车辆内部进行温度控制的方法。

背景技术

为了对机动车辆的车辆内部进行空气调节，通常使用具有集中布置在车辆内部的前部区域中的风机、蒸发器和加热器的空调系统。

这种中央空调系统的缺点是对安装空间要求高，尤其是车辆内部的前部区域中的安装空间仅在有限的范围内可用。除此之外，仅能以非常有限的方式实现车辆内部中的各个区域的局部空调。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于空调系统的改进的实施例，该空调系统需要很少的安装空间，但是允许对机动车辆的车辆内部的不同区域进行灵活地空气调节。

该目的通过独立权利要求的主题来实现。优选实施例是从属权利要求的主题。

因此，本发明的基本构思是模块化地构造一种具有至少两个温度控制装置的空调系统，该至少两个温度控制装置的热交换器连接到公共的冷水供应装置和公共的热水供应装置。通过阀装置，能够在热交换器中以几乎任何混合比单独地提供由热水和冷水组成的混合水。对每个热交换器，通过单独进行温度控制的混合水与被引导通过热交换器的空气的热相互作用，空气随后能够被引入到车辆内部特定区域中，能够灵活地对车辆内部进行分区温度控制。对每个温度控制装置或每个热交换器，由于通过阀装置对被引导通过热交换器的水的温度控制，该阀装置在结构上相对简单并且因此能够与所有热交换器或温度控制装置共用的冷水供应装置和热水供应装置一起成本有效地实现，因此空调系统仅需要相对较小的安装空间。尽管如此，由于存在至少两个单独的温度控制装置，根据本发明在此介绍的的空调系统可以对车辆内部的不同区域单独地进行空气调节。

根据本发明的用于机动车辆的空调系统包括至少两个温度控制装置，该至少两个温度控制装置中的每个包括间接热交换器，水以及与水流体分离的空气能够流过该间接热交换器，使得在热交换器中，热量能够从水传递到空气，反之亦然。此外，空调系统包括热水能够流过的热水供应装置。热水供应装置用于向至少两个温度控制装置的热交换器供应热水，并且为此与相应的热交换器流体连通。此外，空调系统包括冷水能够流过的冷水供应装置。冷水供应装置用于向至少两个温度控制装置的热交换器供应冷水，并且为此与相应的热交换器流体连通。根据本发明，至少两个温度控制装置的至少一个热交换器通过至少一个可调节可控制的阀装置与热水供应装置和冷水供应装置连通，即通过这种方式通过阀装置能够对引入到相关的热交换器中的水的混合比进行调整，该水由来自热水供应装置和冷水供应装置的热水和冷水组成。在极端情况下，热交换器还能够仅供冷水或仅供热水流过。

根据本发明，空调系统包括回水，通过该回水，被引导通过至少两个温度控制装置的热交换器的水能够被引导回蒸发器中或冷凝器中。能够省去为每个热交换器提供单独的回水，因此显著地简化了空调系统的技术结构。

根据优选实施例，温度控制装置的所有间接热交换器通过可调节可控制的阀装置与热水供应装置和冷水供应装置连通。因此，能够对每个温度控制装置单独调节混合水中热水和冷水的比例。

有利地，将相应的阀装置设计为三通阀，其优选地具有用于连接到冷水供应装置和热水供应装置的两个阀门入口和用于连接到热交换器的阀门出口。该措施以简单的方式实现了相应的热交换器与冷水供应装置和热水供应装置的可调流体连接，这对于本发明来说是重要的。特别有利地，阀装置或三通阀能够设计为比例阀。

有利地，至少一个，优选恰好一个温度控制装置包括用于对被引导通过温度控制装置的热交换器的空气进行加热的加热装置，尤其是PTC加热装置。一方面，这允许独立于热水供应装置对被引导通过温度控制装置的空气进行额外加热，并且另一方面允许所谓的“再加热操作”，在此期间，待温度控制的空气首先在热交换器中被冷却和除湿，然后借助于电加热装置被加热。

根据特别优选的实施例，除了其热交换器仅与热水供应装置连通的专用温度控制装置之外，温度控制装置的所有间接热交换器通过可调节可控制的阀装置与热水和冷水供应装置连通。因此，这种专用温度控制装置需要特别小的安装空间，使得它能够被使用在车辆内部的通常仅有很少可用安装空间的前部区域。

根据有利的进一步的改进方案，专用温度控制装置包括直接蒸发器，该直接蒸发器被设计为用于对流过专用温度控制装置的热交换器的空气进行除湿和冷却。为了加热空气，这种直接热交换器(是专用温度控制装置的一部分)仅流体连接到热水供应装置，而能够省去与冷水供应装置的流体连接。

根据另一优选的进一步的改进方案，空调系统包括制冷剂能够流过的制冷剂回路。在制冷剂回路中，布置有用于压缩制冷剂的压缩机、用于冷凝制冷剂的冷凝器、优选用于膨胀制冷剂的膨胀元件以及用于蒸发制冷剂的至少一个蒸发器。

在该进一步的改进方案中，至少一个蒸发器形成为布置在冷水供应装置中的间接热交换器。因此，通过向制冷剂的热传递能够在间接蒸发器中产生用于冷水供应装置的冷水。同样，至少一个冷凝器形成为布置在热水供应装置中的间接热交换器，从而通过冷凝的制冷剂放出热量能够在间接冷凝器中产生用于热水供应装置的热水。通过制冷剂回路，因此能够同时对冷水回路的冷水和热水回路的热水进行温度控制。

根据有利的进一步的改进方案，在制冷剂回路中布置有另外的附加的间接蒸发器。该附加的间接蒸发器布置在冷却剂回路中，使得在这个蒸发器中，通过向制冷剂的热传递，冷却剂被冷却，利用该冷却剂转而能够同样通过热传递对例如产生废热的机动车辆的功率电子器件或电池等部件进行冷却。在该进一步改进方案中，环境空气能够流过的热交换器布置在冷却剂回路中，该热交换器用作低温冷却器。热交换器或低温冷却器被设计为使得通过从冷却剂到空气的热传递，使冷却剂冷却。

能够利用至少一个回水阀来实现回水，通过该回水阀，能够将被引导通过至少两个温度控制装置的热交换器的水分配到间接蒸发器上和间接冷凝器上。根据有利的进一步的改进方案，提供了两个这种回水阀。特别优选地，能够为每个热交换器提供单独可控的回水阀。

在根据本发明的空调系统的有利的实施例中，能够省去回水中的回水阀。

根据另一有利的进一步改进方案，至少一个温度控制装置包括用于驱动被引导通过热交换器的空气的风机。优选地，空调系统的所有温度控制装置分别具有这样的风机。因此，对被引导通过热交换器的空气的温度控制能够得到改进。

有利地，将至少一个风机设计为可控风机。优选地，该风机能够在具有不同风机输出的至少两个性能级之间进行调节。特别地，温度控制装置的所有风机形成为这种可控风机。这样，能够对通过热交换器进行温度控制的空气的量进行特别精确地调节。

有利地，空调系统包括开环/闭环控制装置，该开环/闭环控制装置用于控制空调系统的至少一个阀装置，优选地用于所有阀装置。特别优选地，至少一个，尤其是可控风机也能够通过开环/闭环控制装置进行控制。特别优选地，这适用于空调系统的所有风机。

有利地，至少一个风机，优先地所有风机能够被设计为通过开环/闭环控制装置是可控的，尤其是在至少两个风机级之间是可调节的。

本发明还涉及一种机动车辆，尤其是小型公共汽车，其车辆内部具有用于对车辆内部进行空气调节的上述空调系统。上述空调系统的优点也适用于根据本发明的机动车辆。此外，空调系统包括开环/闭环控制装置，该开环/闭环控制装置用于控制空调系统的至少一个阀装置，优先地用于所有阀装置。

根据一优选实施例，至少两个温度控制装置的热交换器经由不同的空气路径与布置在车辆内部中不同位置处的出风口流体连通。通过该措施，能够以灵活的方式单独地对车辆内部的局部区域进行温度控制。

根据一优选实施例，专用温度控制装置布置在机动车辆中，使得由专用温度控制装置的热交换器进行温度控制的空气被引入机动车辆的前部区域。

此外，本发明涉及一种用于操作这种空调系统并且用于对机动车辆的机动车辆内部进行温度控制的方法。

在本发明的第一个方面，根据该方法，在空调系统的用于加热车辆内部的第一工作状态下，仅来自热水供应装置的热水而不是来自冷水供应装置的冷水被引导通过专用温度控制装置的专用热交换器，使得通过热水对流过热交换器的空气进行加热，并且还通过专用温度控制装置的电加热装置加热。在第二工作状态下，仅来自冷水供应装置的冷水而不是来自热水供应装置的热水被引导通过用于车辆内部的组合除湿和加热的专用热交换器，使得通过冷水对流过热交换器的空气进行冷却，并且随后通过专用温度控制装置的电加热装置对其进行再加热。在第三工作状态下，主要是冷水或仅有来自冷水供应装置的冷水被引导通过专用温度控制装置的专用热交换器来用于冷却车辆内部，使得通过冷水对流过热交换器的空气进行冷却。可选地，空气能够通过专用温度控制装置的电加热装置再加热。

根据该方法的优选实施例，在第一工作状态下，通过调节/控制可调节可控制阀装置，利用热水供应装置和冷水供应装置来将热水和冷水的混合物引入其余的、非专用的温度控制装置的热交换器中。替代地或附加地，在该实施例中，在第二工作状态下或/和在第三工作状态下，通过适当地调节/控制可调节可控制阀装置(6b-6e)，将来自热水供应装置的热水和来自冷水供应装置的冷水的混合物引入到其余的、非专用的温度控制装置的热交换器中。替代地或附加地，在第二工作状态下或/和在第三工作状态下，仅来自冷水供应装置的冷水被引入到其余的、非专用的温度控制装置的热交换器中。替代地或附加地，在第二工作状态下或/和在第三工作状态下，能够通过加热装置对被引导通过非专用的温度控制装置的热交换器的空气进行加热。

根据本发明的第二个方面，根据该方法，在用于加热车辆内部的空调系统的第一工作状态下，仅来自热水供应装置的热水而不是来自冷水供应装置的冷水被引导通过专用温度控制装置的专用热交换器，使得流过热交换器的空气通过热水加热，并且还通过专用温度控制装置的电加热装置加热。在对要除湿的空气进行组合除湿和加热的第二工作状态中，空气通过直接蒸发器冷却，并与第一工作状态一样，借助于专用温度控制装置的热交换器加热。在第三工作状态下，空气借助于直接蒸发器冷却，其中专用温度控制装置的热交换器被停用。

根据该方法的优选实施例，在第一工作状态下，通过调节/控制可调节可控制阀装置，利用热水和冷水供应装置来将热水和冷水的混合物引入其余的、非专用的温度控制装置的热交换器中。替代地或附加地，在第二工作状态下或/和在第三工作状态下，通过适当地调节/控制可调可控阀装置，将来自热水供应装置的热水和来自冷水供应装置的冷水的混合物引入其余的、非专用的温度控制装置的热交换器中。

根据该方法的有利的进一步改进方案，在该方法的过程中，通过输送装置、相应的温度控制装置的风机和在低温冷却器上的风机对车辆内部进行预调节，热量经由热交换器从车辆内部被吸收，并且在低温冷却器上传递到外部。

在本方法的另外的优选实施例中，还能够对空调系统进行操作，使得冷却剂在低于环境温度的情况下流入热交换器，这样能够吸收来自环境空气的热量。借助于制冷剂回路，热量在间接蒸发器上被吸收并且借助于制冷剂回路热量被泵送到更高的温度水平，因此能够以特别高能效的方式在间接冷凝器上提供用于对车辆内部进行加热的热水。

附图说明

本发明的其他重要特征和优点将从从属权利要求、附图和借助于附图的相关附图说明中获得。

应当理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，以上提到的并且仍将在下文中说明的特征不仅能够用于所述的相应组合中，还能够用于其他组合中或单独使用。

在附图中示出了本发明的优选示例性实施例，并且在以下描述中将对其进行更详细地说明，其中相同的附图标记表示相同或相似或功能上相同的部件。

分别示意性地示出：

图1以高度简化的示意图示出了根据本发明的空调系统的示例，

图2以示意图示出了图1的空调系统的第一应用示例，

图3以示意图示出了图1的空调系统的第二应用示例。

具体实施方式

图1以示意图示出了根据本发明的用于机动车辆的空调系统1的示例。该示例中的空调系统1包括五个温度控制装置2a至2e。在本示例的变型方案中，还能够提供不同数量的温度控制装置2a至2e。

每个温度控制装置2a至2e包括间接热交换器3a至3e，该间接热交换器能够供来自热水供应装置4和冷水供应装置5的混合水W流过，并且也能够供与该混合水流体分离的空气L流过，从而在相应的热交换器3a至3e中，热量能够从混合水W传递到空气L，反之亦然。由于已经流过相应的热交换器3a至3e，因此经温度控制或空气调节的空气L能够被引入机动车辆的车辆内部的特定区域中。

此外，空调系统1包括热水WW能够流过的热水供应装置4，该热水供应装置与至少两个温度控制装置2a至2e的相应热交换器3a至3e流体连通，用于为热交换器供应热水WW。此外，空调系统1包括冷水KW能够流过的冷水供应装置5，该冷水供应装置与至少两个温度控制装置2a至2e的相应热交换器3a至3e流体连通，用于为热交换器供应冷水KW。

温度控制装置2a至2e中的每个能够包括可调节可控制的阀装置6a至6e。然而，对于车辆内部的至少两个区域的单独的温度控制，需要至少两个阀装置6a、6b，从而借助于图1中未示出的PTC加热装置，能够实现所需的不同温度水平。除此之外，热交换器3a至3e中的每个与热水供应装置4和冷水供应装置5流体连通，从而通过相应的阀装置6a至6e能够对被引入到热交换器3a至3e中的热水WW和冷水KW的混合比进行调节。为此，阀装置6a至6e能够分别形成为具有阀门出口以及第一阀门入口和第二阀门入口的三通阀。为了能够精确地调节混合比，阀装置6a至6e还能够分别形成为比例阀。对于热交换器3a至3e中的每个，能够提供可单独控制的阀装置6a至6e。为了控制阀装置6a至6e，空调系统1包括开环/闭环控制装置16。

2a至2e的每个温度控制装置包括风机17a至17e，用于输送或驱动被引导通过热交换器3a至3e的空气L。相应的风机17a至17e能够布置在相关的温度控制装置2a至2e中或其外部(未示出)。每个单独的风机17a至17e形成为能够通过开环/闭环控制装置16进行控制并且能够至少在具有不同风机输出的两个输出级之间进行调节的风机。被引导通过相应的热交换器3a至3e的空气L通过被引导通过同一热交换器3a至3e的热水WW和冷水KW组成的混合物的热交换进行温度控制，并且随后经由单独形成的空气路径(通常以风管的形式实现)引入到机动车辆的车辆内部。

为了向热水供应装置4提供热水WW并且向冷水供应装置5提供冷水KW，空调系统1包括制冷剂K能够流过的制冷剂回路7。可行的制冷剂是本领域技术人员已知的名为R134a、R1234yf或R744的流体。在制冷剂回路7中，布置有用于压缩制冷剂K的压缩机8、用于冷凝制冷剂K的冷凝器10、用于膨胀制冷剂K的膨胀元件以及用于蒸发制冷剂K的蒸发器9。

如图1所示，空调系统1包括回水11，通过该回水，被引导通过温度控制装置2a至2e的热交换器3a至3e的热水WW和冷水KW的水混合物被引导回蒸发器9中或冷凝器10中。

在工作期间，蒸发器9和冷凝器10都供来自回水11的与制冷剂K流体分离的混合水W流过。为此，蒸发器9被设计为间接热交换器，该间接热交换器热连接到冷水供应装置5。因此，通过从水W到制冷剂K的热传递，能够在蒸发器9中产生用于冷水供应装置5的冷水KW。冷凝器10还被设计为间接热交换器，该间接热交换器热连接到热水供应装置4。因此，通过从制冷剂K提取热量，能够在冷凝器10中产生用于热水供应装置4的热水WW。

在回水11中，布置有两个回水阀12a、12b。第一回水阀12a布置在蒸发器9的上游。第二回水阀12b布置在冷凝器10的上游。通过两个回水阀12a、12b，被引导通过温度控制装置2a-2e的热交换器3a-3e并随后通过回水11的混合水W能够被分配在蒸发器9上和冷凝器10的上，在那里能够分别再次对其进行冷却和加热。

以上介绍的空调系统1能够用于机动车辆，尤其用于小型公共汽车，以对其车辆内部进行空气调节。有利地，五个温度控制装置2a-2e的五个热交换器3a-3e经由不同的空气路径与布置在车辆内部中的五个不同位置处的出风口流体连通。这允许对具有五个不同区域的车辆内部进行分区空气调节。

图2示出了机动车辆20中的图1的空调系统1的第二应用示例。在图2的应用示例中，温度控制装置2a-2c的所有间接热交换器3a-3c通过可调节可控制的阀装置6a、6b、6c与热水供应装置4和冷水供应装置5连通。

根据工作模式，在温度控制装置2a-2c中以不同的方式对热交换器3a-3c进行操作。

在空调系统1的第一工作状态下，对该空调系统进行操作从而对机动车辆的车辆内部进行加热。为此，仅有热水WW被引导通过温度控制装置2a中的热交换器3a，为此阀装置6a相应地不会实现任何冷水流动。相应地，热水WW在热交换器3a的下游经由回水11流回到间接冷凝器10。因此，通过从热水WW到空气L的热传递，空气L首先在热交换器3a上被加热，并且随后能够通过空气侧加热装置24a被进一步加热。

通过阀装置6b、6c，能够将热水WW和冷水KW都供应给热交换器3b、3c。热交换器3b和3c下游的混合水经由回水11流回到间接蒸发器9和间接冷凝器10。在该过程中，借助于输送装置28和阀装置6b、6c流回到热交换器3b和3c的热水量经由回水11流回到间接冷凝器10。借助于输送装置30和阀装置6b、6c输送到热交换器3b、3c的冷水量经由回水11b、11c流回到间接蒸发器9。因此，空气L首先在热交换器3b、3c中被加热，但是随后能够通过空气侧加热装置24b和24c进一步加热。

在空调系统1的第二工作状态下，即所谓的“再加热”模式下，空气L通过热交换器3a冷却和除湿，并且随后分别通过加热装置24a和PTC加热装置25a进行加热。

仅有冷水KW被引导通过温度控制装置2a中的热交换器3a，为此阀装置6a相应地不会实现任何热水流过。相应地，热交换器3a下游的冷水KW经由回水11流回到间接蒸发器9。因此，通过从空气L到冷水KW的热传递，空气L在热交换器3a上被冷却，并且随后通过空气侧加热装置24a加热。

在这个工作模式中，经由阀装置6b、6c仅向热交换器3b、3c供应冷水KW。热交换器3b和3c下游的冷水KW经由回水11b、11c流回到间接蒸发器9。因此，热交换器3b和3c中的空气被冷却，并且随后能够通过空气侧加热装置24b和24c被再次加热。

对此可替代地，能够通过阀装置6b、6c对用于温度控制装置2b和2c的热水WW和冷水KW的混合比阀装置进行调节，该阀装置可共同用于两个温度控制装置2b和2c。借助于加热装置24a-24c，在需要提高空气吹出温度的地方进行再加热，从而在温度控制装置2a-2c上实现所需要的不同的空气吹出温度。通过调节阀装置6a、6b、6c的相关阀门位置或输送装置28、30，最低空气吹出温度由空调系统与分布在热交换器3a-3c上的热水WW和冷水KW高能效地提供。

在空调系统1的第三工作状态下，操作该空调系统从而冷却机动车辆的车辆内部。对于这种情况，即与通过温度控制装置2b和2c进行温度控制的区域相比，通过温度控制装置2a进行温度控制的车辆内部的区域将配备有更高温度的情况，仅向温度控制装置2b、2c供应冷水KW。借助于空气侧加热装置24b、24c，对于车辆内部中的每个区域，能够对空气L单独地再进行温度控制。温度控制装置2b和2c的操作按照上述“再加热”工作模式进行。在此，能够向温度控制装置2a供应热水WW和冷水KW。通过阀装置2a，大部分冷水KW根据所需的空气吹出温度被输送到换热器3a，从而冷却空气L。借助于输送装置28和阀装置6a输送到热交换器3a的热水量经由回水11、11a流回到间接冷凝器10。借助于输送装置30和阀装置6a输送到热交换器3a的冷水量经由回水11、11a流回到间接蒸发器9。对于这种情况，即与通过温度控制装置2b和2c进行温度控制的区域相比，通过温度控制装置2a进行温度控制的车辆内部的区域将配备有更低温度的情况，相应地，仅向温度控制装置2a供应冷水KW。相应地，能够向温度控制装置2b和2c供应冷水KW和热水WW。回水流程与用于加热车辆内部的第一工作状态相对应。

在用于冷却车辆内部的替代工作模式中，除蒸发器操作外，温度控制装置2a中的热交换器3a能够供冷水流过，因此能够进一步冷却空气。然而，在该特定实施例中，温度控制装置2b和2c中的热交换器3b和3c同样仅能够由冷水进行操作。与首先提到的优选用于中等的冷却需求的实施例相比，该实施例特别推荐用于升高的冷却需求。

根据图2的示例，另一附加蒸发器9a布置在制冷剂回路7中。在制冷剂回路7中，布置有用于压缩制冷剂K的压缩机8、用于冷凝制冷剂K的冷凝器10、用于膨胀制冷剂K的膨胀元件18以及用于蒸发制冷剂K的蒸发器9和9a。

附加蒸发器9a也与制冷剂回路7流体分离地布置在冷却剂回路22中，冷却剂KM能够流过该冷却剂回路，使得在附加蒸发器9a中，通过从冷却剂KM提取热量，使制冷剂K蒸发并且因此冷却冷却剂KM。该蒸发器被设计为间接蒸发器。可行的冷却剂例如是体积比为50/50％的水和固力顺(Glysantin)的混合物(20℃下)。

在冷却剂回路22中，布置有与冷却剂流体分离的能够供环境空气UL流过的低温冷却器23。低温冷却器23被设计为使得通过从冷却剂KM到环境空气UL的热传递使冷却剂KM冷却，并且还可以通过从环境空气UL到冷却剂KM的热传递来加热冷却剂KM。在冷却剂回路22中，布置有电池26和功率电子器件27，该电池和功率电子器件转而能够通过将热量传递到在冷却剂回路22中循环的冷却剂KM来冷却。

借助于空调系统，还可以利用在电池26上、在功率电子器件27上以及在用于驱动机动车辆的电力驱动装置31上产生的废热，来加热车辆内部。为此，吸收废热的冷却剂被引导通过间接蒸发器9a，在该间接蒸发器中废热被传递到制冷剂。借助于制冷剂回路，废热被泵送到更高的温度水平，因此能够在间接冷凝器10上提供用于对车辆内部进行加热的热水WW。

热水供应装置4同样流体连接到低温冷却器23，通过该低温冷却器，多余的热量因此能够以已知的方式释放到环境空气UL中。通过低温冷却器23和热交换器3a、3b、3c，车辆内部的预空气调节能够特别有利地进行。为此，当制冷剂回路7关闭时，热水WW能够借助于存在于热水供应装置4中的输送装置28被引导通过热交换器3a、3b、3c，其中在车辆内部温度特别高的情况下，尤其是在温度水平超过40℃的情况下，热量被吸收并且因此从车辆内部移除。在低温冷却器23上，热量从冷却剂KM输出到环境空气UL。由于仅有输送装置28、HVAC风机以及布置在低温冷却器23上的风机29投入运行，在内部温度，尤其是由于太阳负荷而显著高于环境温度的情况下，车辆内部的预空气调节可以是特别高能效的。与现有技术中已知的解决方案相比，经由进气口的空气能够用于对车辆内部进行预调节，然而该空气在挡风玻璃下方被吸入，尤其是靠近机动车辆的发动机罩的地方，该地方由于太阳负荷能够出现超过50℃的显著升高的温度。

有利地，温度控制装置2a在机动车辆20中布置为使得由热交换器3a和PTC加热装置进行温度控制的空气被引入机动车辆的前部区域中。相比之下，温度控制装置2b和2c在机动车辆20中优选地布置为使得由这些温度控制装置进行温度控制的空气被引入机动车辆20的后部区域中，或至少被引入到不同于前部区域的区域中。

通过图2所示的空调系统1，尤其是通过冷水供应装置5和热水供应装置4、阀装置6a、并且分别通过回水11和11a、11b、11c、以及通过用于实现不同工作模式(加热、再加热、冷却)的所描述的工作模式，特别有成本效益的(很少的冷却剂线路)实施例是可行的。

图3示出了图1的空调系统的第二应用示例。在图3的示例中，除了在下文被称为“专用温度控制装置2x”的单个温度控制装置2a之外，温度控制装置2b、2c的所有间接热交换器3b、3c通过可调节可控制的阀装置6b、6c与热水供应装置4和冷水供应装置5连通。相比之下，专用温度控制装置2a、2x包括热交换器3a，该热交换器仅与热水供应装置4连通，而不与冷水供应装置5连通。

从图3中可以明显看出，专用温度控制装置2x包括附加蒸发器21，该附加蒸发器设计为用于对流过专用温度控制装置2x的热交换器3a的空气L进行除湿和冷却。温度控制装置2b和2c保持不变。根据工作模式，温度控制装置2b、2c中的热交换器3b、3c以不同的方式进行操作。

在空调系统1的第一工作状态下，操作该空调系统从而对机动车辆的车辆内部进行加热。在温度控制装置2x中，借助于热交换器3a对空气进行加热，在空调系统1的该实施例中，该热交换器仅经由阀装置6a连接到热水供应装置4。相应地，阀装置6a现在优选被设计为二通阀，而不再是三通阀。因此，仅有热水WW被引导通过温度控制装置2x中的热交换器3a。相应地，热交换器3a的下游的热水WW经由回水11a流回到间接冷凝器10中。因为这个原因，通过热水WW到空气的热传递，空气L在热交换器3a上被加热，并且随后通过空气侧加热装置24a能够被进一步加热(仅在图2中示出)。间接蒸发器9未运行，即相关的膨胀阀18被关闭。温度控制装置3b和3c的工作模式与第一工作状态下根据图3的第一应用示例相对应。

在空调系统1的第二工作状态下，即所谓的“再加热”模式下，借助于直接蒸发器21通过将热量从空气传递到制冷剂K对温度控制装置2x中的空气进行冷却。因此，与制冷剂K流体分离的、被引导通过设计为热交换器的附加蒸发器21的空气L能够通过从空气到制冷剂K的热传递而被冷却和除湿。如第一工作状态，借助于供热水流过的热交换器3a加热空气。如第一工作状态，回水同样在“加热”工作模式下进行。

在温度控制装置2b和2c中，向热交换器3b和3c供应冷水KW和热水WW。根据所需的除湿输出，经由输送装置28和30以及阀装置6b、6c调节冷水量和热水量，其中实际上主要需要冷水。热交换器3b和3c下游的混合水经由回水11流回到间接蒸发器9和间接冷凝器10。在该过程中，借助于输送装置28和阀装置6b、6c输送到热交换器3b和3c的热水量经由回水11、11b、11c流回到到间接冷凝器10。借助于输送装置30和阀装置6b、6c流回到热交换器3b和3c的冷水量经由回水11、11b、11c流回到间接蒸发器9。空气因此在热交换器3b和3c上被冷却，并且随后通过空气侧加热装置24b和24c能够被进一步加热。

在空调系统1的第三工作状态下，操作该空调系统从而冷却机动车辆的车辆内部。为此，在温度控制装置2x中，借助于直接蒸发器21通过将热量从空气传递到制冷剂K对空气L进行冷却。由于阀装置6a是关闭的，所以热交换器3a不会由水流过。在温度控制装置2b和2c中，向热交换器3b和3c供应冷水KW和热水WW。根据所需的冷却输出，经由输送装置28和30以及阀装置6b、6c调节冷水量和热水量，其中主要需要冷水。热交换器3b和3c的下游的混合水经由回水11、11b、11c流回到间接蒸发器9和间接冷凝器10。在该过程中，借助于输送装置28和阀装置6b、6c流回到热交换器3b和3c的热水量经由回水11c流回到间接冷凝器10。借助于输送装置30和阀装置6b、6c输送到热交换器3b和3c的冷水量经由回水11、11b、11c流回到间接蒸发器9。空气L因此在热交换器3b和3c中被冷却，并且随后通过空气侧加热装置24b和24c能够被进一步加热。

借助于加热装置24b、24c，在需要升高的空气吹出温度的地方进行再加热，从而在温度控制装置2b、2c上实现所需要的不同的空气吹出温度。通过调节阀装置6b、6c的相应阀门位置来高能效地实现低的空气吹出温度。

在制冷剂回路7中，布置有用于压缩制冷剂K的压缩机8、用于冷凝制冷剂K的冷凝器10、用于膨胀制冷剂K的三个膨胀元件18以及用于蒸发制冷剂K的三个蒸发器9、9a和21。

在该变型方案中，附加蒸发器9a也与制冷剂回路7流体分离地布置在冷却剂KM能够流过的冷却剂回路22中，使得在附加蒸发器9a中，通过从冷却剂KM提取热量，使制冷剂K蒸发并且因此将冷却剂KM冷却。该蒸发器被设计为间接蒸发器。

在冷却剂回路22中，布置有与冷却剂流体分离并且能够供环境空气UL流过的低温冷却器23。低温冷却器23被设计为使得通过从冷却剂KM到环境空气UL的热传递使冷却剂KM冷却，并且还可以通过从环境空气UL到冷却剂KM的热传递加热冷却剂KM。在冷却剂回路22中，布置有电池26和功率电子器件27，转而能够通过将热量传递到在冷却剂回路22中循环的冷却剂KM对该电池和功率电子器件进行冷却。

借助于空调系统，还可以利用电池上、功率电子器件上以及机动车辆的电力驱动装置31上产生的废热，以加热车辆内部。为此，吸收废热的冷却剂被引导通过间接蒸发器9a，在该间接蒸发器中废热被传递到制冷剂。借助于制冷剂回路，废热被泵送到更高的温度水平，因此能够在间接冷凝器上提供用于对车辆内部进行加热的热水。

热水供应装置4同样流体连接到低温冷却器23，经由该低温冷却器多余的热量能够以已知的方式排放到环境空气UL中。通过低温冷却器23和热交换器3a、3b、3c，机动车辆内部的预空气调节能够特别有利地进行。为此，当制冷剂回路7关闭时，热水WW能够借助于存在于热水供应装置4中的输送装置28被引导通过热交换器3a、3b、3c，其中在车辆内部温度特别高的情况下，尤其是在温度水平超过40℃的情况下，热量被吸收并且因此从车辆内部移除。从冷却剂KM到环境空气UL的热量输出在低温冷却器23上进行。因此，由于仅有输送装置28、HVAC风机以及布置在低温冷却器23上的风机29投入运行，在内部温度，尤其是由于太阳负荷而显著高于环境温度的情况下，车辆内部的预空气调节可以是特别高能效的。与现有技术中已知的解决方案相比，空气能够通过进气口用于对车辆内部进行预调节，然而该空气在挡风玻璃下方被吸入，特别是靠近发动机罩的地方，该地方由于太阳负荷能够出现超过50℃的显著升高的温度。

实际上，专用温度控制装置在机动车辆20中布置为使得由专用温控装置2x的热交换器3a进行温度控制的空气被引入机动车辆的前部区域中。相比之下，温度控制装置2b和2c在机动车辆20中优选地布置为使得由这些温度控制装置进行温度控制的空气被引入机动车辆20的后部区域中，或至少明显不同于前部区域的区域中。

Claims (23)

1.一种用于机动车辆的空调系统(1)，

-具有至少两个温度控制装置(2a-2e)，所述至少两个温度控制装置中的每个包括间接热交换器(3a-3e)，水(W)以及与水流体分离的空气(L)能够流过所述间接热交换器，使得在所述热交换器(3a-3e)中，热量能够从水(W)传递到空气(L)，反之亦然；

-具有热水(WW)能够流过的热水供应装置(4)，所述热水供应装置用于向所述至少两个温度控制装置(2a-2e)的热交换器(3a-3e)供应热水(WW)，并与所述热交换器流体连通；以及

-具有冷水(KW)能够流过的冷水供应装置(5)，所述冷水供应装置用于向所述至少两个温度控制装置(2a-2e)的热交换器(3a-3e)供应冷水(KW)，并与所述热交换器流体连通；

-其中，所述至少两个温度控制装置(2a-2e)的至少一个热交换器(3a-3e)通过可调节可控制的阀装置(6a-6e)与所述热水和冷水供应装置(4、5)连通，使得通过所述阀装置(6a-6e)能够对引入到热交换器(3a-3e)中的热水和冷水(WW、KW)混合物的混合比进行调节；

-其中，所述空调系统(1)包括制冷剂(K)能够流过的制冷剂回路(7)，在所述制冷剂回路中，布置有用于压缩制冷剂(K)的压缩机(8)、用于冷凝制冷剂(K)的冷凝器(10)以及用于蒸发制冷剂(K)的蒸发器(9)；

-所述蒸发器(9)形成为间接热交换器，所述蒸发器与制冷剂回路(7)流体分离地布置在所述冷水供应装置(5)中，使得在所述蒸发器(9)中，通过向所述制冷剂(K)的热传递，产生用于所述冷水供应装置(5)的冷水(KW)；以及

-所述冷凝器(10)形成为间接热交换器，所述冷凝器与制冷剂回路(7)流体分离地布置在所述热水供应装置(4)中，使得在所述冷凝器(10)中，通过从所述制冷剂(K)提取热量，产生用于所述热水供应装置(4)的热水(WW)；

-在所述制冷剂回路(7)中布置有附加蒸发器(9a)，

-所述附加蒸发器(9a)与所述制冷剂回路流体分离地布置在冷却剂回路中，使得在所述蒸发器(9a)中，通过从所述制冷剂提取热量到所述冷却剂(K)来冷却所述制冷剂。

2.根据权利要求1所述的空调系统，

其特征在于，所述温度控制装置(2a-2e)的所有间接热交换器(3a-3e)通过可调节可控制的阀装置(6a-6e)与所述热水和冷水供应装置(4、5)流体连通。

3.根据权利要求1或2所述的空调系统，

其特征在于，至少一个温度控制装置(2a、2b、2c)包括用于对被引导通过所述温度控制装置(2a、2b、2c)的热交换器(3a、3b、3c)的空气(L)进行加热的加热装置(24a、24b、24c)。

4.根据权利要求1或2所述的空调系统，

其特征在于，至少一个温度控制装置(2a)形成为专用温度控制装置，所述专用温度控制装置的热交换器(3a)仅与所述热水供应装置(4)流体连通。

5.根据权利要求4所述的空调系统，

其特征在于，除了所述至少一个专用温度控制装置(2a、2x)之外，所述温度控制装置(2b-2e)的所有间接热交换器(3b-3e)通过可调节可控制的阀装置(6b-6e)与所述热水供应装置和冷水供应装置(4、5)流体连通，所述至少一个专用温度控制装置的热交换器(3a)仅与所述热水供应装置(4)流体连通并且不与所述冷水供应装置(5)流体连通。

6.根据权利要求5所述的空调系统，

其特征在于，所述专用温度控制装置(2a、2x)包括蒸发器(21)，所述蒸发器形成为用于对流过所述专用温度控制装置(2a、2x)的热交换器(3a)的空气进行除湿和冷却。

7.根据权利要求1或2所述的空调系统，其特征在于，至少一个温度控制装置(2a、2b、2c)包括用于对被引导通过所述温度控制装置(2a、2b、2c)的热交换器(3a、3b、3c)的空气(L)进行加热的PTC加热装置(25a、25b、25c)。

8.根据权利要求1或2所述的空调系统，其特征在于，恰好一个温度控制装置形成为专用温度控制装置，所述专用温度控制装置的热交换器(3a)仅与所述热水供应装置(4)流体连通。

9.根据权利要求1或2所述的空调系统，其特征在于，为每个热交换器(3a-3e)提供单独可控的阀装置(6a-6e)。

10.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，至少一个阀装置形成为三通阀。

11.根据权利要求10所述的空调系统，其特征在于，多个阀装置形成为三通阀。

12.根据权利要求10或11所述的空调系统，其特征在于，所述三通阀为比例阀。

13.根据权利要求1或2所述的空调系统，

其特征在于，所述空调系统包括回水(11)，所述回水(11)包括至少一个回水阀(12a、12b)，通过所述回水阀，能够将被引导通过所述至少两个温度控制装置(2a-2e)的热交换器(3a-3e)的水(W)分配到所述蒸发器(9)上和所述冷凝器(10)上。

14.一种机动车辆，

-具有车辆内部；

-具有根据权利要求1-13中任一项所述的空调系统(1)，其用于对所述车辆内部进行空气调节；以及

-具有开环/闭环控制装置，其用于控制所述空调系统(1)的至少一个阀装置(6a-6e)。

15.根据权利要求14所述的机动车辆，

其特征在于，所述至少两个温度控制装置(2a-2e)的热交换器(3a-3e)经由不同空气路径与布置在所述车辆内部中不同位置处的出风口流体连通。

16.根据权利要求14所述的机动车辆，其特征在于，所述开环/闭环控制装置用于控制所述空调系统(1)的所有阀装置。

17.根据权利要求14-16中任一项所述的机动车辆，其特征在于，所述机动车辆是小型公共汽车。

18.一种机动车辆，

-具有车辆内部；

-具有根据权利要求4-6和8中任一项所述的空调系统(1)，其用于对所述车辆内部进行空气调节；以及

-具有开环/闭环控制装置，其用于控制所述空调系统(1)的至少一个阀装置(6a-6e)；

其中，所述专用温度控制装置布置在机动车辆中，使得由所述专用温度控制装置的热交换器进行温度控制的空气被引入机动车辆的前部区域中。

19.一种用于操作根据权利要求1-13中任一项所述的空调系统的方法，用于对机动车辆的车辆内部进行温度控制，

-根据所述方法，在用于加热所述车辆内部的第一工作状态下，仅有来自所述热水供应装置(4)的热水(WW)而不是来自冷水供应装置(5)的冷水(KW)被引导通过专用温度控制装置(2a、2x)的专用热交换器(3a)，使得通过热水(WW)对流过所述热交换器(3a)的空气(L)

进行加热，并且还通过所述专用温度控制装置(2a、2x)的电加热装置(24a)对所述空气进行加热；

-根据所述方法，在用于对所述车辆内部进行组合除湿和加热的第二工作状态下，仅有来自所述冷水供应装置的冷水(KW)而不是来自所述热水供应装置(4)的热水(WW)被引导通过专用温度控制装置(2a、2x)的专用热交换器(3a)，使得通过冷水(KW)对流过所述热交换器(3a)的空气(L)进行冷却和除湿，并且随后通过所述专用温度控制装置(2a、

2x)的电加热装置(24a)对空气进行再加热；以及

-根据所述方法，在用于冷却车辆内部的第三工作状态下，主要是冷水(KW)或仅有来自所述冷水供应装置(5)的冷水(KW)被引导通过专用温度控制装置(2a、2x)的专用热交换器(3a)，使得通过所述冷水对流过所述热交换器的空气进行冷却。

20.根据权利要求19所述的方法，

其特征在于

-在所述第一工作状态下，通过调节/控制所述可调节可控制阀装置(6b-6e)，利用所述热水供应装置和冷水供应装置(4、5)来将热水和冷水的混合物(WW、KW)引入到其余的、非专用温度控制装置(2b-2e)的热交换器(3b-3e)中；和/或

-在所述第二工作状态下或/和在所述第三工作状态下，通过适当地调节/控制所述可调节可控制的阀装置(6b-6e)，将来自所述热水供应装置(4)的热水(WW)和来自所述冷水供应装置(5)的冷水(KW)的混合物引入其余的、非专用的温度控制装置(2b-2e)的热交换器(3b-3e)中；

或者其特征在于，在所述第二工作状态下或/和第三工作状态下，仅来自所述冷水供应装置(5)的冷水(KW)被引入其余的、非专用的温度控制装置(2b-2e)的热交换器(3b-3e)中；和/或

-在所述第二工作状态下或/和第三工作状态下，通过所述加热装置(24b-24e)对被引导通过非专用的温度控制装置(2b-2e)的热交换器(3b-3e)的空气(L)进行加热。

21.一种用于操作根据权利要求1至13中任一项所述的空调系统的方法，用于对机动车辆的车辆内部进行温度控制，

-根据所述方法，在用于加热车辆内部的第一工作状态下，仅有来自所述热水供应装置(4)的热水(WW)而不是来自冷水供应装置(5)的冷水(KW)被引导通过专用温度控制装置(2a、2x)的专用热交换器(3a)，

使得通过热水(WW)对流过所述热交换器(3a)的空气(L)进行加热，

并且还通过所述专用温度控制装置(2a、2x)的电加热装置(24a)对所述空气进行加热；

-根据所述方法，在用于对所述空气(L)进行组合除湿和加热的第二工作状态下，借助直接蒸发器(21)进行冷却，并且如在所述第一工作状态下，借助所述专用温度控制装置(2a、2x)的热交换器(3a)进行加热；以及

-根据所述方法，在第三工作状态下，空气(L)借助所述直接蒸发器冷却，

其中，所述专用温度控制装置的热交换器被停用。

22.根据权利要求21所述的方法，

其特征在于

-在所述第一工作状态下，通过调节/控制可调节可控制的阀装置(6b-6e)，利用所述热水和冷水供应装置(4、5)来将热水和冷水(WW、KW)的混合物引入到其余的、非专用的温度控制装置(2b-2e)的热交换器(3b-3e)中；和/或

-在所述第二工作状态下或/和在所述第三工作状态下，通过适当地调节/控制所述可调节可控制阀装置(6b-6e)，将来自所述热水供应装置(4)的热水(WW)和来自所述冷水供应装置(5)的冷水(KW)的混合物引入到其余的、非专用的温度控制装置(2b-2e)的热交换器(3b-3e)中。

23.根据权利要求19至22中任一项所述的方法，

其特征在于

在所述方法的过程中，通过输送装置(28)、通过相应的温度控制装置(2a-2e、2x)并且通过低温冷却器(23)上的风机(29)，来自所述车辆内部的热量经由所述热交换器(3a-3c)被吸收，并且在所述低温冷却器(23)处从车辆内部排放，从而实现了对所述车辆内部的预调节。