CN113776378A - 用于对机动车的热交换器除冰的方法和机动车 - Google Patents

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Abstract

为了提供一种用于对机动车的热交换器除冰的方法，通过该方法防止来自解冻过程的大量的融冰水流到机动车下方的地面或道路上、重新结冰并且造成行人受伤的危险，在用于对机动车(10)的热交换器(13)除冰的方法(100)中，针对布置在机动车(10)中的热交换器(13)，实施用于去除形成在热交换器(13)的表面(14)上的冻结水层(20)或霜层的解冻过程，其中，该解冻过程包括对所述表面(14)的加热，在该解冻过程中产生融冰水(22)，在该方法(100)中建议，将排出到机动车(10)下方的地面(24)的局部区域(23)上的融冰水(22)的量限制为最大值。

Description

用于对机动车的热交换器除冰的方法和机动车
技术领域
本发明涉及一种用于对机动车的热交换器除冰的方法，其中，针对布置在机动车中的热交换器，实施用于去除形成在热交换器的表面上的冻结水层或霜层的解冻过程，其中，该解冻过程包括对所述表面的加热，在该解冻过程中产生融冰水。本发明还涉及一种机动车，其具有热交换器和用于实施用于对热交换器除冰的方法的控制单元。
背景技术
空调装置或空调系统应用在各种技术领域中。尤其在电动车中使用具有热泵的空调装置或空调系统。在电动车辆中使用具有热泵的空调装置是有利的，因为在电动车辆中没有内燃机的废热可用于加热乘员车厢。取而代之的是，加热所需的热量借助于热泵从外部空气获得并且被输送至乘员车厢。为此，热泵的与外部空气接触的热交换器必须被冷却到低于外部空气的环境温度。
如果在热交换器冷却时外部空气降到其露点以下，则在热交换器的表面上形成一层冻结水、尤其霜或冰。因此，冻结水层阻碍外部空气流过热交换器，并且不再确保热泵的有效率的运行。为了重新使得热交换器能够被外部空气流过，在现有技术中实施加热热交换器的解冻过程。通过对热交换器的加热，冻结水层融化并且外部空气可以再次流过热交换器。
由专利文献DE 10 2014 218 378 A1已知一种用于冷却能流过热交换器的流体的气冷式热交换器，该热交换器具有带有多个流动通道的传热块。该热交换器具有第一收集箱和第二收集箱，其中，这些收集箱通过流动通道彼此流体连接。传热块可以从外部被气体流过。因此，通过热交换器可以实现流动通道中流动的流体和外部流动的气体之间的热传递。
由专利文献DE 10 2017 115 190 A1已知一种用于对机动车中的热交换器除冰的装置。该装置通常包括用于环境空气通过的空气导引壳体，该空气导引壳体具有适合于与机动车的外部环境连通的进口和出口。该装置还包括至少一个风扇和偶尔要除冰的第一热交换器，该第一热交换器布置在进口和出口之间，其中，第一热交换器能以通过的环境空气被冷却的工作模式运行。其中规定，进口和出口可关闭，并且至少一个风扇和第一热交换器在空气输送壳体中布置成，使得在进口和出口关闭的情况下能产生至少一个循环路径。
专利文献DE 11 2011 101 957 T5公开了一种热泵循环，其中，用作蒸发制冷剂的蒸发器的外部热交换器的制冷剂管和用于耗散用作外部热源的电动机的冷却剂的热量的散热器的冷却流体管与相同的外部散热片连接。在包括通过让冷却剂流过散热器来对热交换器除冰的除霜运行中，能够抑制冷却剂中所含的热量传递给热交换器的过程中的损失，并且能够有效地利用从电动机提供的热量来对外部热交换器除冰。
专利文献DE 10 2015 215 955 A1公开了用于机动车的空调装置及其运行的方法。解冻过程主要在蒸发器仅较少地被外部冷空气流过的情况下启动，也就是说，尤其在低的行驶速度下、例如在预定的极限速度以下启动。
由专利文献DE 10 2007 062 512 A1中已知一种热交换器、尤其蒸发器，其具有至少一个收集箱、多个通入收集箱中或从收集箱引出来的管子以及由这些管子与增大传热面的元件一起构成的热交换器网络，其中，在增大传热面的元件和收集箱之间设置有间隙，并且在增大传热面的元件和收集箱之间形成的间隙的高度上，在热交换器的至少一侧安装有挡板。
在热交换器的解冻过程中可能产生大量的融冰水，这些融冰水可能流到车辆下方的地面上、尤其流到道路上并且重新冻结。在地面上新出现的冰层可能例如导致行人滑倒并受伤。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于对机动车的热交换器除冰的方法，通过该方法防止来自解冻过程的大量的融冰水流到机动车下方的地面或道路上、重新结冰并且造成行人受伤的危险。
为了解决本发明的上述技术问题建议一种用于对机动车的热交换器除冰的方法，其中，针对布置在机动车中的热交换器，实施用于去除形成在热交换器的表面上的冻结水层或霜层的解冻过程，其中，该解冻过程包括对所述表面的加热，在该解冻过程中产生融冰水，其中还规定，将排出到机动车下方的地面的局部区域上的融冰水的量限于最大值。
机动车可以设计为电动车辆、蓄电池电动车辆或混合动力电动车辆。
机动车的热交换器可以是机动车的热泵和/或空调装置或者说空调装置的一部分。热交换器优选是外部空气热交换器并且尤其设计为将来自外部环境的热能传递到冷却流体、尤其冷却剂或制冷剂。吸收的热能可以用于加热机动车的乘员车厢。
热交换器的表面尤其理解为热交换器的与外部环境接触的表面，其中，要从其中获取热能的那些外部空气优选流经该表面。
术语″霜″、″霜层″、″冰″或″冰层″或其它相应合适的术语也可以用于形成在热交换器的表面上的冻结水层。
用于识别形成在机动车的热交换器的表面上的冻结水层的方法是本领域技术人员已知的。
解冻过程可以是解冻循环。
按照本发明规定，在所述方法中，将排出到机动车下方的地面的局部区域上的融冰水的量限于最大值。
通过将排出到机动车下方的地面的局部区域上的融冰水量限于最大值防止融冰水在地面上更大的局部积聚，从而不会由于融冰水的重新冻结而在地面上局部地形成更大的冰面。因此减少了行人滑倒或受伤的危险。
所述地面优选是道路或人行道的一部分。
″局部区域″应理解为是指机动车下方的地面的在空间上受限制的区域。例如在机动车静止的情况下，局部区域可以是车辆的位置处的受限制的面。局部区域可以具有小于或等于1m2、优选小于或等于0.5m2、特别优选小于或等于0.1m2、非常特别优选小于或等于0.01m2的面积。局部区域还可以具有大于或等于0.001m2、优选大于或等于0.005m2、特别优选大于或等于0.01m2的面积。尤其地，该局部区域可以具有在结冰的情况下对行人有滑倒危险的面。
优选可以规定，尤其仅当机动车位于市区时实施所述方法。由于与在城市地区相比，尤其在农村地区或乡村道路上，行人在道路上更少见，因此在那里冻结的融冰水造成危险的风险更小。
另外有利地可以规定，所述最大值小于在解冻过程中产生的融冰水的总量，其中，所述最大值优选小于在解冻过程中产生的融冰水的总量的50％、更优选10％、非常特别优选5％。
如果例如在解冻过程中积聚了100ml的融冰水，则根据所述方法可以规定，排出到机动车下方的地面的局部区域上的融冰水的量小于50ml、更优选小于10ml、特别优选小于5ml。
因此可以优选地规定，所述最大值小于10cl、优选小于5cl、特别优选小于1cl、非常特别优选小于5ml。
优选可以规定，将排出到机动车下方的地面的局部区域上的每单位面积的融冰水的量限于最大值。
因此可以尤其规定，该最大值小于10l/m2、优选小于5l/m2、特别优选小于1l/m2、非常特别优选小于0.5l/m2、尤其优选小于0.1l/m2。
进一步有利地可以规定，仅在机动车行驶期间实施所述解冻过程。
通过仅在机动车行驶期间实施解冻过程，融冰水以分散在行驶期间驶过的路线上的方式被排出到地面上。由于融冰水分散在较大的面上，限制了排出到地面的局部区域上的融冰水的量。
因此优选规定，在所述解冻过程中产生的融冰水优选均匀地分散在行驶路线上、尤其在地面上。
进一步有利地可以规定，在实施解冻过程期间，将遮挡元件、尤其百叶窗或卷帘布置在所述热交换器的前方，以便防止热交换器被环境空气流过。
通过将遮挡元件布置在热交换器的前方，减少或阻止了流经热交换器、尤其所述表面的外部空气或环境空气的空气流量，从而可以进行有效率的除冰。尤其地，通过在热交换器前布置诸如百叶窗或卷帘之类的遮挡元件，即使车辆速度较大也能实施解冻过程，从而在解冻过程中产生的融冰水分散在地面的较大区域上。
备选地或附加地可以规定，解冻过程仅在机动车达到最大速度之前实施，该最大速度为50km/h、优选为25km/h、尤其优选为15km/h、非常特别优选为10km/h。
通过限制可以实施解冻过程的最大速度，该方法也可以在热交换器前不布置遮挡元件的情况下实施。由于流过热交换器的空气流量被机动车的速度限制而限制或减少，因此可以进行有效率的除冰。
此外可以优选地规定，将融冰水收集在收集容器中。
通过将融冰水收集在收集容器中防止融冰水到达车辆下方的地面、尤其局部区域上。
进一步有利地可以规定，所述收集容器包括出口装置，其中，该出口装置优选限制排出到所述局部区域上的和/或地面的每单位面积的和/或每单位时间从收集容器流出的融冰水的量，和/或打开和/或关闭该出口装置，以便将排出到所述局部区域上的和/或地面的每单位面积的和/或每单位时间从收集容器流出的融冰水的量限于所述最大值。
对融冰水的量的限制可以例如通过如下方式实现，出口装置是具有如此小的直径的孔或开口，使得融冰水只能一小滴一小滴地从收集容器流出来。
但也可以规定，出口装置是阀，该阀可以例如由电气执行元件打开或关闭。尤其可以规定，仅当机动车移动时才打开所述出口装置。
进一步有利地规定，将所述融冰水蒸发。融冰水的蒸发可以例如如下方式实现，将融冰水滴到包括热交换器的热泵的压缩机的压缩机壳体上。
通过融冰水的蒸发可以有效地减少或阻止融冰水滴到机动车下方的地面上，从而尤其还将排出到机动车下方的地面的局部区域上的融冰水的量限于最大值。
本发明所基于的技术问题的另外的解决方案在于一种具有热交换器和控制单元的机动车，其中，该控制单元设计为实施前述方法。
控制单元尤其设计为确定热交换器已发生结冰并且启动解冻过程。控制单元还可以设计用于例如打开或关闭收集容器的阀。
针对前述方法描述的全部特征、装置和功能也可以以类似的方式转用于所述机动车。
附图说明
下面根据附图更详细地阐述该方法。
图1示出具有包括热交换器的热泵的机动车的示意图。
具体实施方式
根据该图1阐述用于对机动车10的热交换器13除冰的方法100。该图以纯示意性的视图示出包括空调装置11的机动车10。空调装置11具有带有热交换器13的热泵12。热交换器13是外部空气热交换器13a。在此，外部空气或环境空气可以流经热交换器13的表面14，从而热能可以传递到流过热交换器13的制冷剂。在热泵12中，热交换器13用作蒸发器15。热泵12还具有冷凝器16、压缩机17和节流阀18以及制冷剂管线19，该冷凝器用于将来自制冷剂的热能释放到机动车10的乘员车厢中。在较低的外部温度下，在热交换器13的表面14上可能形成冻结水层20。如果空调装置11的控制单元21确定冻结水层20阻碍外部空气流过热交换器13并且因此不再确保热泵12的有效率的运行，则启动解冻过程。
在该解冻过程中加热表面14，从而产生融冰水22。根据该方法，然后将排出到机动车10下方的地面24的局部区域23的融冰水22的量限于最大值。
例如，如图1所示，可以设置收集容器25，在该收集容器中收集融冰水22。收集容器25具有设计为阀26a的出口装置26。控制单元21可以设计为仅当机动车10移动时才打开阀26a，从而将排出到机动车10下方的地面24的局部区域23的融冰水22的量限于最大值。为了也能够在机动车10行驶时实施解冻过程，可以设置卷帘27a形式的遮挡元件27，该遮挡元件这样地布置在热交换器13的前方，使得防止环境空气流过热交换器13。
作为备选地或补充，可以规定，至少一部分融冰水22滴到热泵12的压缩机17的压缩机壳体28上，因此融冰水22蒸发并且不以液态形式到达机动车10下方的地面24上。
附图标记列表
100 方法
10 机动车
11 空调装置
12 热泵
13 热交换器
13a 外部空气热交换器
14 表面
15 蒸发器
16 冷凝器
17 压缩机
18 节流阀
19 制冷剂管线
20 冻结水层
21 控制单元
22 融冰水
23 局部区域
24 地面
25 收集容器
26 出口装置
26a 阀
27 遮挡元件
27a 卷帘
28 压缩机壳体

Claims (10)

1.一种用于对机动车(10)的热交换器(13)除冰的方法(100)，其中，针对布置在机动车(10)中的热交换器(13)，实施用于去除形成在热交换器(13)的表面(14)上的冻结水层(20)或霜层的解冻过程，其中，该解冻过程包括对所述表面(14)的加热，在该解冻过程中产生融冰水(22)，其特征在于，将排出到机动车(10)下方的地面(24)的局部区域(23)上的融冰水(22)的量限制为最大值。
2.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征在于，所述最大值小于在解冻过程中产生的融冰水(22)的总量，其中，所述最大值优选小于在解冻过程中产生的融冰水(22)的总量的50％、更优选10％、非常特别优选5％。
3.根据权利要求1或2所述的方法(100)，其特征在于，所述最大值小于10cl、优选小于5cl、特别优选小于1cl、非常特别优选小于5ml，和/或将排出到机动车(10)下方的地面(24)的局部区域(23)上的每单位面积的融冰水(22)的量限制为最大值，其中，该最大值小于10l/m2、优选小于5l/m2、特别优选小于1l/m2、非常特别优选小于0.5l/m2、尤其优选小于0.1l/m2。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其特征在于，仅在机动车(10)行驶期间实施所述解冻过程。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其特征在于，在所述解冻过程中产生的融冰水(22)优选均匀地分散在行驶路线上、尤其在地面(24)上。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其特征在于，在实施解冻过程期间，将遮挡元件(27)、尤其百叶窗或卷帘(27a)布置在所述热交换器(13)的前方，以便防止热交换器(13)被环境空气流过，和/或解冻过程仅在机动车(10)达到最大速度之前实施，该最大速度为50km/h、优选为25km/h、尤其优选为15km/h、非常特别优选为10km/h。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其特征在于，将所述融冰水(22)收集在收集容器(25)中。
8.根据权利要求7所述的方法(100)，其特征在于，所述收集容器(25)包括出口装置(26)，其中，该出口装置(26)优选限制排出到所述局部区域(23)上的和/或地面(24)的每单位面积的和/或每单位时间从收集容器(25)流出的融冰水(22)的量，和/或打开和/或关闭该出口装置(26)，以便将排出到所述局部区域(23)上的和/或地面(24)的每单位面积的和/或每单位时间从收集容器(25)流出的融冰水(22)的量限制为所述最大值。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其特征在于，将所述融冰水(22)蒸发。
10.一种机动车(10)，具有热交换器(13)和控制单元(21)，其中，所述控制单元(21)设计为实施根据权利要求1至9中任一项所述的方法(100)。
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