CN113272166B - 用于机动车的空调装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种空调装置(10),具有:可被介质流过的且在其内设有至少一个第一部件(16)的第一循环(12);可被介质流过的且在其内设有至少一个第二部件(18)的第二循环(14);可被空气流过的空气路径(22)、设于空气路径(22)内的且能够加热流过空气路径(22)的空气的第一换热器(24);在空气路径(22)内设于第一换热器(24)下游的且能够加热流过空气路径(22)的空气的第二换热器(26);以及阀机构(28),该阀机构具有第一切换状态(S1)和第二切换状态(S2),在第一切换状态中,第一换热器(24)布置在第一循环(12)内、而第二换热器(26)布置在第二循环(14)内;在第二切换状态中,第一换热器(24)布置在第二循环(14)内、而第二换热器(26)布置在第一循环(12)内。

Description

用于机动车的空调装置
本发明涉及一种用于机动车、尤其是汽车的空调装置。本发明还涉及一种机动车、尤其是汽车。
例如已从DE 10 2009 059 237 B4作为已知内容得知这种用于机动车的空调装置。空调装置具有可被介质流过的第一循环,在第一循环内设有至少一个第一部件。借助第一部件,流过第一循环的介质至少可被加热。另外,空调装置具有可被介质流过的第二循环,在第二循环内设有至少一个第二部件。借助第二部件,流过第二循环的介质至少可被加热。此外,设有空气路径,其可被要供应给机动车内室的空气流过。该空调装置还具有设于空气路径中且可被流过空气路径的空气环绕流动的第一换热器,借助第一换热器可以至少加热流过空气路径的空气。此外,设有安置在空气路径内且可被流过空气路径的空气环绕流动的第二换热器,第二换热器布置在第一换热器下游。借助第二换热器,可以至少加热流过空气路径的空气。
此外,空调装置具有阀机构,借此可以影响或调节至少一个流过各自循环的相应介质流。
本发明的任务是如此改进前言所述类型的空调装置和机动车,即,可以非常高效地按需调节机动车内室的空气。
该任务通过一种具有下文所描述的技术方案一的特征的空调装置以及通过一种具有技术方案二的特征的机动车来完成。在其他技术方案中指明了具有适当的发明改进方案的有利设计。
在技术方案一中,用于机动车的空调装置具有:能够被介质流过的第一循环,在该第一循环内设有至少一个能够至少加热流过该第一循环的介质的第一部件;能够被介质流过的第二循环,在该第二循环内设有至少一个能够至少加热流过该第二循环的介质的第二部件;能够被要供应给机动车内室的空气流过的空气路径;第一换热器,该第一换热器设于该空气路径内且能够被流过该空气路径的空气环绕流动,并且能够至少加热流过该空气路径的空气;第二换热器,该第二换热器在该空气路径内设于该第一换热器下游且能够被流过该空气路径的空气环绕流动,并且能够至少加热流过该空气路径的空气;和能够影响至少一个流过各自循环的相应介质流的阀机构。
技术方案二中的机动车具有至少一个根据本文各技术方案所述的空调装置。
为了改进如技术方案一所述类型的空调装置,以使得可以非常高效地尤其按需对机动车内室进行空气调节,即例如将机动车内室冷却和/或加热,本发明规定,该阀机构具有至少一个第一切换状态和至少一个不同于第一切换状态的第二切换状态。这意味着,该阀机构可以在第一切换状态与第二切换状态之间被切换。在第一切换状态中,第一换热器布置在第一循环内,而在第二切换状态中,第二换热器布置在第二循环中。
流过第一循环的介质也被称为第一介质,流过第二循环的介质也被称为第二介质。各介质优选是流体。这些介质可以是相同的。特别是,各介质可以被设计成液体,其至少具有水。尤其可以想到的是,各介质至少近似完全由水构成。因此,例如各介质可以至少近似只具有水。在第一切换状态下,第一介质借助该阀机构被如此引导,即,可借助机动车的第一部件至少被加热的第一介质流过第一换热器。由此,借助第一部件将被或已被加热的第一介质借助第一换热器尤其如此被冷却,即,第一介质通过第一换热器放热,该热从第一介质通过第一换热器被转送至围绕第一换热器流动的空气。此外,该阀机构在第一切换状态中造成借助第二部件至少可被加热或将被加热的第二介质流过第二换热器。换言之,在第一切换状态中如此引导第二介质,即,它借助第二部件被加热且流过第二换热器。因此,例如借助第二部件被加热或已加热的第二介质借助第二换热器尤其如此被冷却,即,热从流过第二换热器的第二介质经由第二换热器被传送至环绕第二换热器流动的空气。优选规定,例如呈液体循环、尤其是水循环形式构成的所述循环在第一切换状态中借助阀机构被相互隔断,从而所述介质未相互混合。
在第二切换状态中,第一换热器布置在第二循环中,而第二换热器布置在第一循环中。这意味着该阀机构在第二切换状态中造成第一介质的如下流动,即,借助第一部件可被加热或被加热的第一介质流过第二换热器。因此例如在第二切换状态中第一介质借助第二换热器被如此冷却,即,热从流过第二换热器的第一介质经由第二换热器被传送至环绕第二换热器流动的空气。此外,例如该阀机构在第二状态中造成如下的第二介质流动,即,借助第二部件至少可被加热或被加热的第二介质流过第一换热器。由此,例如第二介质借助第一换热器尤其如此被冷却,即,热从流过第一换热器的第二介质经由第一换热器被传送至环绕第一换热器流动的空气。
在第一切换状态和第二切换状态中,例如借助第一换热器尤其如此对环绕换热器流动的空气进行预热或预加热,即,空气借助第一换热器从第一温度被加热到比第一温度高的第二温度。接着,例如借助第二换热器尤其如此出现比第二温度高的呈目标温度形式的第三温度,使得空气借助第二换热器被加热并且由此从第二温度达到比第二温度更高的第三温度(目标温度)。在第一切换状态中,第一介质被用来预热空气或使空气达到第二温度,并且第二介质被用来将空气加热到第三温度。因此,在第一切换状态中,第二介质具有比第一介质更高的温度或更高的温度水平,或者尤其当第二介质具有比第一介质更高的温度或更高的温度水平时,出现第一切换状态。
但在第二切换状态中,第二介质被用来通过第一换热器预热该空气,并且在第二切换状态中,第一介质被用来将空气进一步加热到第三温度。因此,在第二切换状态中,第一介质具有比第二介质更高的温度或更高的温度水平,或者尤其当第一介质具有比第二介质更高的温度或更高的温度水平时,出现第二切换状态。
通过所述切换状态或通过出现相应切换状态,第二换热器不仅可以在第一切换状态中、也可以在第二切换状态中按照比第一换热器更高的温度水平来工作,因为在第一切换状态和第二切换状态二者中,第一换热器被用来空气预热,第二换热器被用来达到第三温度。结果,能够以很高的效率实现该内室的能效比很高的且有效的空气调节、尤其是加热。
本发明尤其基于以下认识:在分别具有至少一个或正好一个例如呈柴油发动机形式的用于驱动各自机动车的内燃机的常见机动车中,通常规定了将用于加热各机动车的相应内室的加热循环与用于冷却内燃机的冷却循环结合。被用来加热内室的加热介质因此被用来冷却内燃机。为此将热从内燃机传导至加热介质,加热介质由此变热。借助被加热的加热介质,被供应给内室的空气可被加热。加热介质是传热介质,其在此总是具有约80℃的高温度水平。本来就可供使用且因此无需成本的内燃机废热因此被用来加热也称为乘员室的内室。
在混动车或尤其是电动车中,这样的高温废热、即具有这种高温度水平的废热不再可供使用,因为未设置内燃机或者因为可能设置的内燃机极少运行且因此加热介质无法加热或仅微弱加热。
但可以设置以彼此不同的温度水平工作的多个循环,其中,在所述循环中分别加入至少一个或多个部件,其可借助流过相应循环的流体被冷却且因此可以将大量废热送入相应循环。但所述温度水平通常低到无法利用常见的解决方案尤其是常见的换热器来达成在低温度水平的情况下充分加热乘员室。
现在,本发明允许利用具有彼此不同温度水平的部件的废热。在第一切换状态中例如第二部件具有比第一部件更高的温度水平,因此比之第一部件加热第一介质,第二部件能够更剧烈地加热第二介质。因此,如果例如第二部件按照比第一部件更高的温度水平工作,则出现第一切换状态,因此能够通过第一换热器借助第一介质来预加热空气并通过第二换热器借助第二介质使空气达到第三温度。
但与之相比,如果例如第一部件按照比第二部件更高的温度水平来工作,使得与借助第二部件的第二介质加热相比能够更强烈地借助第一部件来加热第一介质,则出现第二切换状态。由此,空气可以通过第一换热器借助第二介质被预热且通过第二换热器借助第一介质达到第三温度。又换言之,本发明允许按需且可选地将换热器连入所述循环,从而内室可以有效地被按需加热,尽管这些部件例如可能按照彼此不同的温度水平来工作,并且尽管各部件的相应温度水平可能尤其根据其工作状态而变化。
其中一个所述循环例如是用于冷却尤其呈高电压电池(HV电池)形式的机动车电池的电池冷却循环,因此例如其中一个所述部件被设计成所述的电池。电池冷却循环或其介质例如具有25℃的温度或温度水平。另一个循环在此情况下例如可以被设计成低温循环,其介质例如具有0℃温度。本发明所基于的构想因此是有意义地将所述循环整合。为此,该阀机构可按需且可选择地在这些切换状态之间被切换。
如已经说明地,优选规定所述循环不仅在第一切换状态中、也在第二切换状态中彼此隔断,因此,这些介质没有相互混合。但也可以想到阀机构的第三切换状态,在此,在第三切换状态中,所述循环彼此流体连通且因此能够形成总循环。由此,这些介质例如混合并由此形成一种流过或能够流过该总循环的总介质。
因为换热器在流过空气路径的空气的流动方向上前后相继或依次布置,其中,第一换热器布置在第二换热器上游或第二换热器布置在第一换热器下游,故拟定了空气的温度或温度水平的逐步提升。空气在此被用作传热介质以加热内室。为此,例如空气路径通过至少一个或多个通风口通入内室,使得流过空气路径的空气能够流过通风口且由此能够流入内室。
阀机构允许所述循环的相应切换,从而能够尽量最佳利用由部件提供的被馈送入循环的废热量,以便调节、尤其是加热空气和进而该内室。
特征“各介质或空气至少可被加热、即能够至少被加热”可以是指例如可以附加规定:各介质可借助相应部件被冷却或空气例如也可以借助相应换热器、尤其借助第一换热器被冷却。
因为各部件至少被设计用于加热相应介质,故各部件至少在相应的部件工作状态下是热源。各介质可以借助相应部件例如被如此加热,即,使得热至少间接地或直接地从相应部件传送至相应介质。在此可以规定,该介质流过相应部件,从而例如直接地或间接地将热从部件传递入介质。换言之,各部件被设计用于提供可加热相应介质的废热。还可以想到设有中间介质。在此例如设有至少一个传热部件,其可被中间介质和相应介质流过。中间介质例如可借助相应部件尤其如此被加热,即,使得中间介质可以流过相应部件。由此一来,例如可以将热至少间接地、尤其直接地从相应部件传递至中间介质。例如通过热传递,可以实现热从各中间介质传递给相应介质,因此中间介质变冷,而相应介质变热。随后,例如介质可以流过相应换热器,尤其根据阀机构的切换状态。通过加温或加热所述中间介质或介质,例如相应部件被冷却。
通过知晓所需要的和现有的热量和温度水平,例如可以将其中一个所述热源以优先排序的方式用于某个热沉。这种热沉是利用由热源提供的废热的构件。例如各换热器可以是这种热沉。未起效/闲置的循环(即例如仅暂时且尤其是仅在夏季使用的循环)和/或这种未起效的循环的一部分例如被用来将热输送至需要热的位置或地点。
尤其是可以借助本发明的空气调节装置来实现以下优点:
-更高的效率,
-更好的效能(能耗),
-电动车的行驶里程远,
-省掉用于加热和/或冷却的附加部件,
-借助介质加热和/或冷却尤其是内室。
因为所述循环例如不仅在第一切换状态下、也在第二切换状态下是相互在流动上隔断的,故这些循环例如不仅在第一切换状态下、也在第二切换状态下是相互分离的。如前所述,可以设置第三切换状态,在第三切换状态下,这些循环例如相互流体连通且因此相互耦合。该阀机构因此例如允许例如呈水循环形式的多个循环的按需耦合和分离,因此尤其即便在所述部件以很低的温度水平工作或运行且因此提供极少量废热时,也能将部件废热用于内室的空气调节、尤其是加热。
优选地,该空调装置具有至少一个可以输送介质经过相应循环的输送机构。例如该泵机构具有设于第一循环中的用于输送第一介质的第一泵和设于第二循环中的用于输送第二介质的第二泵。因此,第一介质可以借助第一泵被输送经过第一循环和/或第二介质可以借助第二泵被输送经过第二循环。例如这些循环可以借助该阀机构和借助该泵机构相互联结和分离。在此可以想到该阀机构具有多个可被介质流过的阀件,阀件例如被设计成换向阀。
循环的耦合是例如通过作为传热介质的空气来如此进行的,即,使得空气可以通过所述换热器不仅借助第一介质且因而借助第一循环、也借助第二介质且因而借助第二循环而被加热。
阀机构在此设计用于至少与各介质的相应流动方向相关地影响各介质或其相应流,尤其是按需调节。因此,例如在第一切换状态下借助该阀机构来出现或达成第一介质的如下流动方向和第二介质的如下流动方向,即,使得第一介质流过第一换热器,而第二介质流过第二换热器。在第二切换状态中,通过该阀机构出现或达成第一介质和第二介质的如下的流或流动方向,即,第一介质流过第二换热器,而第二介质流过第一换热器。
在此被证明特别有利的是,该阀机构也被设计用于调节、即改变各流或各介质的相应质量流和/或体积流。因此,例如可以借助该阀机构来调节相应介质的流过第一换热器的第一质量流量和/或体积流量和相应介质的流过第二换热器的第二质量流量和/或体积流量,从而例如空气温度和进而存在于机动车内室中的温度可以被有目的地按需调节。
另一个实施方式的特点是,该空调装置具有至少一个除了换热器和部件外还设置的冷却机构,借此能够冷却至少其中一个所述介质且尤其是在此例如根据阀机构的切换状态来冷却两个介质。在此,在阀机构的至少其中一个所述切换状态下,借助利用冷却机构被冷却的介质通过至少其中一个所述换热器来冷却流过空气路径的空气。例如可以在至少其中一个所述切换状态中通过第一换热器且因此借助在所述至少一个切换状态中流过第一换热器的介质来冷却流过空气路径的空气,由此该内室能够有效且高效地进行空气调节、尤其是被冷却。为了冷却该空气,例如从流过空气路径且环绕至少一个换热器流动的空气经由至少一个换热器将热转送至流过至少一个换热器的介质。
所述冷却机构可以是压缩制冷机,借此例如可以冷却所述至少一个介质,尤其在使用制冷剂的情况下。尤其是,该冷却机构可以是热泵,其例如设计用于从至少一个介质中汲取热,使得所述至少一个介质被冷却。从所述至少一个介质中汲取的热例如可以被用于至少一个或多个加热目的,在这里,从所述至少一个介质中汲取的热例如可被用来按需加热前述电池或加热设计成用于储蓄电能的机动车蓄电器。
在本发明的一个尤其有利的实施方式中规定,至少其中一个所述部件是电部件、尤其是电子部件,借此可以电驱动该机动车。因此,机动车优选被设计成混动车或电动车、尤其是电池电动车(BEV)。机动车因此在其制造完成状态下具有该空调装置和该电部件,借此能够用电驱动该机动车。通过以上述方式冷却电部件,可以避免电部件的过高温度。未用到的其余部件的废热在此可以被用来有效且高效地加热内室。
在此被证明特别有利的是,该电部件包括至少一个用于对机动车进行电驱动的电机。因此,电机例如能够以马达模式工作且因此起到电动机作用,借此能够用电驱动机动车。为了使电机以马达方式工作,电机被供以存储在前述蓄电器中的电能或电流。所述蓄电器和/或电机优选被设计成高电压部件,其电压、尤其是工作电压大于12伏并且优选是至少48伏或大于48伏、尤其大于50伏。优选地,所述电压尤其是工作电压为数百伏(V)。由此可以实现用于电驱动机动车的很高的电功率。如上所述,该蓄电器可以是前述的电池、尤其是高电压电池。
还可以想到,所述部件包括设计用于储蓄电能的蓄电器和/或至少一个功率电路。功率电路可以包括例如呈逆变器形式的整流器。通过功率电路,例如可以给前述的电机供以例如储蓄在蓄电器中且由蓄电器提供的电能。替代地或附加地,电部件、尤其是电子部件可以具有至少一个燃料电池、尤其是燃料电池堆。借助燃料电池,例如可以在使用水和氢的情况下提供电能,电能例如可被供应给电机和/或蓄电器,以将由燃料电池提供的电能存储在蓄电器中和/或用来按马达方式运行电机。
在本发明的一个尤其有利的实施方式中,空调装置被设计用于借助至少其中一个所述介质而加热被设计成用于储蓄电能的蓄电器。因此,例如该蓄电器可以被用作冷却件,借此能够冷却至少一个介质或前述的至少一个介质。因此,如下利用在所述至少一个介质中所含的热,即,使得借助所述至少一个介质所含的热来加热蓄电器。由此,至少一个介质被冷却。被冷却的介质例如可用来尤其通过所述至少一个换热器和在此例如通过第一换热器来冷却流过空气路径的空气。
在本发明的一个尤其有利的实施方式中,空调装置包括至少一个热泵,热泵设计用于:从空调装置周围的环境空气汲取热并且借助汲取的热来加热至少其中一个所述介质。借助汲取的热而被加热的介质接着例如可以被用来加热蓄电器。热泵例如是组合式水-空气热泵,其能够以不同的功率按照不同的温度水平来提供例如呈水形式或至少含有水的至少一个介质中的热。如果例如所述至少一个介质首先具有低的温度水平,则热泵以高功率运行,以便加热所述至少一个介质。如果例如所述至少一个介质已经具有高的温度水平,则热泵以较低功率运行,因为所述至少一个介质虽然还要被加热,但不应被强烈加热。
电部件、尤其是电子部件,也被称为电气件,其中,例如设有电气件的循环是低温循环或前述的低温循环。
燃料电池例如可以提供约68℃的最大始流/流动温度、尤其是水始流温度,从而例如该燃料电池可以将流过设有燃料电池的该循环的介质加热到最高68℃的温度。尤其是,燃料电池能够以如下加热功率加热各介质,该加热功率取决于运行空调装置或整个机动车的操作策略。
另一个实施方式的特点是设有至少一个电加热件,可借此在使用电能情况下加热至少其中一个所述介质。所述至少一个电加热件因此布置在其中一个所述循环中。
另一个实施方式的特点是设有至少一个附加加热器,借此可以在使用至少一种化石燃料情况下加热至少其中一个所述介质。为此,例如化石燃料被燃烧,由此加热所述至少一个介质。
蓄电器可以在第一工作状态下被加热,并且在不同于第一工作状态的第二工作状态下被冷却,尤其借助所述空调装置或借助至少其中一个所述介质。还可以想到多个加热器,它们具有彼此不同的始流/流动温度要求和功率要求。
例如可通过第一换热器按照低温度水平以高功率/高输出来高效地提供热,并且可以通过第二换热器充分利用燃料电池的期望的或最高的温度水平并且仅还从该循环中汲取少量能量。在此,在到达相应换热器、尤其是第二换热器之前,该温度水平甚至可以通过所述电加热器和/或附加加热器被再次提升。
但相反,也可在不同情况下通过第一换热器来利用燃料电池的废热,且通过第二换热器(它随后通过热泵被供热且也还能够得到电加热器的辅助)来达到目标温度和目标功率。这仅通过改变流动方向(这至少发生在局部的循环内)来实现。为了冷却该电池和加热该电池,也视情况借助阀机构调节或改变该流动方向。
本发明也包含一种优选呈汽车、尤其是轿车形式的机动车,其具有至少一个根据本发明的空调装置。本发明的空调装置的优点和有利设计应被视为本发明的机动车的优点和有利设计,反之亦然。
被证明特别有利的是,根据本发明的机动车被设计成商用车、尤其是公共汽车或大客车。由此可以很高效地调温、尤其是冷却和/或加热大型内室或大容积内室。
从以下对优选实施例的说明以及结合附图得到本发明的其它优点、特征和细节。以上在说明书中提到的特征和特征组合以及以下在附图说明中提到的和/或在图中单独示出的特征和特征组合不仅在各自所说明的组合中、也在其它组合中或单独地可采用,而没有脱离本发明范围,附图示出:
图1示出本发明的空调装置的一个示意图,在此,空调装置的阀机构处于第一切换状态;
图2示出空调装置的一个示意图,在此,该阀机构处于其第二切换状态;
图3示出空调装置的另一示意图。
在附图中,相同的或功能相同的零部件带有相同的附图标记。
图1以示意图示出用于优选呈商用车形式的机动车的空调装置10。机动车例如被设计成巴士、尤其是公共汽车。机动车例如被设计成电动车或混动车,因此在其制造完成状态下包括至少一个能够电驱动该机动车的电机。此外,机动车在其制造完成状态下具有至少一个设计用于储蓄电能的蓄电器,蓄电器可被设计成电池尤其是高电压电池。
空调装置10具有可被第一介质流过的第一循环12和可被第二介质流过的第二循环14。在第一循环12内设有机动车的第一部件16,其中,流过循环12的第一介质借助第一部件16可至少被加热。因此,第一部件16可以作为用于加热第一介质的第一热源来工作或起效。
在第二循环14内设有机动车的至少一个第二部件18,其中,流过第二循环14的第二介质借助第二部件18可至少被加热。因此,第二部件18可以作为第二热源来工作或起效。各介质例如可以流过相应部件16或18,从而可以进行至少间接的、尤其是直接的热传递,在该热传递过程中,热至少间接地、尤其直接地从各部件16或18转送至相应介质。由此,例如各部件16或18被冷却,而相应介质被加热。
各介质优选是液体,其在液态下流过相应循环12或14。特别是,该介质可以至少或仅含有水,因此该介质也被称为水。因为各热源在加热相应介质时变冷,故相应介质例如起到冷却介质、尤其是冷却液或冷却水的作用。
空调装置10还具有在图1中由箭头20表明的空气路径22,其被要供应给机动车内室的空气流过。在此,箭头20表明流过空气路径22的空气流,它例如被供应给内室、即被引导入内室。空调装置10例如包括至少一个在图中看不到的风扇,空气借助该风扇被输送经过空气路径22。空气路径22例如通过至少一个排风口或多个排风口通入内室,从而流过空气路径22的空气能够流过各排风口。由此,流过空气路径22的空气被引导入内室。
空调装置10还具有第一换热器24和第二换热器26。换热器24和26布置在空气路径22内且因此可被流过空气路径22的空气环绕流动。在流过空气路径22的空气的流动方向上,换热器26布置在换热器24下游,从而换热器24设置在换热器26上游。这意味着,流过空气路径22的空气首先环绕换热器24流动,随后环绕换热器26流动。借助各换热器24或26,流过空气路径22的空气可分别至少被加热。在此可以想到,流过空气路径22的空气可借助换热器24被冷却,由此可以按需冷却该内室。
空调装置10还包括阀机构28,借此可以影响、即能够调节各介质的流过相应循环12或14的至少一个流,尤其至少关于其流动方向以及优选也关于其体积流和/或质量流而言。为此,阀机构28包括多个阀件30a-f,其也被称为阀。各自的例如呈换向阀、尤其是二位三通阀形式的阀件30a-f具有至少三个或正好三个端口1、2和3,它们可以起到入口和/或出口的作用。各介质可经由相应入口进入相应阀件30a-f,并且各介质可经由相应出口从相应阀件30a-f流出。优选地规定,尤其总是使端口1、2和3中的两个是打开的(尤其是常开的)且因此可被介质流过,而相应的第三端口1、2或3是关闭的且因此无法被介质流过。
为了现在能够特别有效且以高效率对内室进行空气调节、尤其是加热,阀机构28可以在如图1所示的第一切换状态S1与如图2所示的第二切换状态S2之间被切换,因此阀机构28具有切换状态S1和S2。第一切换状态S1中,第一换热器24布置在第一循环12内,而第二换热器26布置在第二循环14内。此外,循环12和14在第一切换状态S1中彼此隔断,因此,第一介质流过换热器24,而第二介质流过换热器26,因此这些介质不相互混合。
在第二切换状态S2中,第一换热器24布置在第二循环14内,而第二换热器26布置在第一循环12内。此外,循环12和14在第二切换状态S2中也彼此流体隔断,因此介质无法相互混合,并且第二介质流过换热器24,而第一介质流过换热器26。
为了实现第一切换状态S1,阀件30a的端口2、3、阀件30b的端口2、3、阀件30c的端口2、3、阀件30d的端口1、2、阀件30e的端口1、2和阀件30f的端口2、3是打开的,而阀件30a的端口1、阀件30b的端口1、阀件30c的端口1、阀件30d的端口3、阀件30e的端口3和阀件30f的端口1是关闭的。
为了实现第二切换状态S2,阀件30a的端口2、3、阀件30b的端口1、2、阀件30c的端口1、2、阀件30d的端口1、2、阀件30e的端口2、3和阀件30f的端口1、2是打开的,而阀件30a的端口1、阀件30b的端口3、阀件30c的端口3、阀件30d的端口3、阀件30e的端口1和阀件30f的端口3是关闭的。
例如如果在相应切换状态S1或S2中或者在另外其它的切换状态中阀件30d的端口2是关闭的、而阀件30d的端口1和3是打开的,则部件18被第二介质绕过,这是因为第二介质于是流过绕过部件18的旁通管路32。这意味着,部件18可被第二介质的至少一部分如此绕过,即,至少这一部分的第二介质流过旁通管路32且因而未流过部件18。
部件16也可以被至少一部分的第一介质经由旁通管路34如此绕过,即,至少这一部分的第一介质流过旁通管路34,因此未流过部件16。为此,例如在切换状态S1中和/或在第二切换状态S2中和/或在另外其它的切换状态中,阀件30a的端口2是关闭的,而阀件30a的端口1和3是打开的。
借助阀机构28,例如作为水循环构成的且可利用由部件16和18提供的废热来加热内室的循环12、14可以按需相互结合和相互分离,从而即使当所述部件16、18以低温度水平工作且因此将介质加热到低温度水平、即仅加热到低温时,也特别有利地将由部件16和18提供的废热用于所述内室的空气调节、尤其是加热。由此可以高效、有效且损失小地加热该内室。
在各循环12或14内可以设置在图中未被示出的用于输送相应介质的泵。循环12、14可以通过所述阀和泵相互耦合和分离。由此不仅可以按需调节介质流动方向,也可以调节介质体积流量。
如图1和图2所示的热源例如具有彼此不同的温度水平。第一热源例如提供处于较低温度水平的低成本能量。第二热源提供例如处于任意温度水平的高成本能量。箭头20例如表明流过空气路径22的空气的冷空气体积流,该空气应该尤其借助换热器24、26被加热。
所述阀被如此调整或切换,即,出现第一切换状态S1,并且由第一热源提供的、作为来自第一热源的能量的废热经过第一换热器24被传导给空气以用于预热。预热后的空气随后通过第二换热器26被置于目标温度。在此,第二换热器26由第二热源供以能量或废热,以加温或加热空气。每个热源可以与其它的热沉和/或热源相连。
如果例如在另一个工作状态下第一热源应该提供处于较高温度水平的高成本能量,并且第二热源提供处于较低温度水平的低成本能量,则可以切换所述阀,使得由此出现第二切换状态S2。于是,第二换热器26被供以第一热源的废热,而第一换热器24被供以第二热源的废热。
图3示出空调装置10的另一个实施例。在此,在所述循环12和14内设有热源36和38以及热沉40和42,它们可被相应介质流过。此外,可以看到上面提到的且在图3中用44和46标示的用于输送介质经过循环12、14的泵。阀机构28还具有也被简称为阀的阀件30g。
根据图3,例如第一热源36提供处于有限温度水平的低成本能量,而热源38提供处于任意温度水平的高成本能量。第一热沉40需要处于高温度水平的能量,而第二热沉42需要处于如下温度水平的能量,即,其或是低于热源36的温度水平,或是在热源36的和热源38的温度水平之间。阀机构28和两个泵44、46的合作确保第二热沉42能够完全利用来自热源36的能量并且还通过部分体积流从热源38获得小部分能量。在此,具有不同温度的所述介质或其体积流相互混合。

Claims (10)

1.一种用于机动车的空调装置(10),具有:
-能够被介质流过的第一循环(12),在该第一循环内设有至少一个能够至少加热流过该第一循环(12)的介质的第一部件(16);
-能够被介质流过的第二循环(14),在该第二循环内设有至少一个能够至少加热流过该第二循环(14)的介质的第二部件(18);
-能够被要供应给机动车内室的空气流过的空气路径(22);
-第一换热器(24),该第一换热器设于该空气路径(22)内且能够被流过该空气路径(22)的空气环绕流动,并且能够至少加热流过该空气路径(22)的空气;
-第二换热器(26),该第二换热器在该空气路径(22)内设于该第一换热器(24)下游且能够被流过该空气路径(22)的空气环绕流动,并且能够至少加热流过该空气路径(22)的空气;和
-能够影响至少一个流过各自循环(12,14)的相应介质流的阀机构(28),
其特征是,该阀机构(28)具有:
-第一切换状态(S1),在该第一切换状态中,该第一换热器(24)布置在该第一循环(12)内,而该第二换热器(26)布置在该第二循环(14)内;和
-第二切换状态(S2),在该第二切换状态中,该第一换热器(24)布置在该第二循环(14)内,而该第二换热器(26)布置在该第一循环(12)内。
2.根据权利要求1所述的空调装置(10),其特征是,该阀机构(28)设计用于调节各介质流的相应质量流量和/或体积流量。
3.根据权利要求1或2所述的空调装置(10),其特征是,设有至少一个除了所述换热器(24,26)和除了所述部件(16,18)还设置的冷却机构,借助该冷却机构来冷却至少其中一个所述介质,其中,借助用该冷却机构冷却的介质在至少其中一个所述切换状态(S1,S2)中通过至少其中一个所述换热器(24,26)来冷却流过该空气路径(22)的空气。
4.根据权利要求1或2所述的空调装置(10),其特征是,至少其中一个所述部件(16,18)是能够电驱动该机动车的电部件。
5.根据权利要求4所述的空调装置(10),其特征是,该电部件具有至少一个用于电驱动该机动车的电机和/或至少一个设计用于储蓄电能的蓄电器和/或至少一个功率电路和/或至少一个燃料电池。
6.根据权利要求5所述的空调装置(10),其特征是,该空调装置(10)设计用于借助至少其中一个所述介质加热该蓄电器。
7.根据权利要求1、2、5-6中任一项所述的空调装置(10),其特征是,设有至少一个热泵,其设计用于从该空调装置(10)周围的环境空气中汲热并且借助所汲取的热来加热至少其中一个所述介质。
8.根据权利要求1、2、5-6中任一项所述的空调装置(10),其特征是,设有至少一个在使用电能情况下能够加热至少其中一个所述介质的电加热件。
9.根据权利要求1、2、5-6中任一项所述的空调装置(10),其特征是,设有至少一个在使用至少一种化石燃料情况下能够加热至少其中一个所述介质的附加加热器。
10.一种机动车,它具有至少一个根据前述权利要求之一所述的空调装置(10)。
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