CN115605362A - Hvac模块和包括这样的模块的hvac系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的HVAC模块，该HVAC模块包括：主体，其容纳空气入口与空气出口之间的空气通道；空气吹送装置，其用于将空气从空气入口朝向空气出口引导；以及空气温度调整装置，其用于对在空气通道中流动的空气进行加热和冷却。空气温度调整装置包括位于空气通道中并且由至少一个传热流体回路供给的一个主换热器，并且，主换热器配置成在冷却模式与加热模式之间可逆地切换。

Description

HVAC模块和包括这样的模块的HVAC系统

技术领域

本发明处于用于诸如汽车、卡车、巴士、铁路客车、火车以及类似物的车辆(或称为交通工具，即vehicles)的HVAC的领域中。

背景技术

HVAC(加热通风和空气调节)系统当前用于车辆舱室的气候控制、车辆玻璃窗(特别地，挡风玻璃和后窗玻璃)的除霜和除雾功能。

HVAC系统典型地包括放置于车辆舱室内部的HVAC模块，该HVAC模块包括分别连接到冷却回路和放置于机罩下方的加热装置的冷却单元和加热单元。

图1图示所谓的直接类型的常规HVAC系统110，该HVAC系统110当前是ICE(内燃发动机)车辆或电动车辆中的主导设计。

这样的HVAC系统110的HVAC模块120常规地包括：

- 主体122，其容纳空气入口126与多个空气出口128a、128b、128c之间的空气通道124，

- 空气吹送装置130，其适于将空气从空气入口126吸入并且将空气朝向空气出口128a、128b、128c引导，以及

- 空气温度调整装置，其包括作为冷却单元的蒸发器E和加热单元H两者，这样的冷却单元E和加热单元H位于空气通道124内部，并且旨在基于用户的请求而对在所述空气通道124中流动的空气进行加热和/或冷却。

蒸发器E是制冷剂回路160的部分，如图1中所示出的，制冷剂回路160包括：压缩机162，其中处于气态的制冷剂被压缩并且置于运动中；冷凝器164，在冷凝器164处，来自压缩机162的制冷剂被冷却，并且通过与环境空气换热来从气体相变成液体；膨胀阀166，制冷剂利用膨胀阀166来从液体相变成气体和液体的混合物并且冷却下来；以及蒸发器E。在蒸发器E处，经膨胀的制冷剂由于与环境空气换热而通过加热来继续进行相变。制冷剂在蒸发器E的端部处完全变成气体，并且，在空气通道124中流动的空气被冷却。

该系统被称为“直接的”，因为，空气直接地与制冷剂循环换热：蒸发器E与在空气通道124中流动的空气直接接触，并且定位于位于车辆舱室中的HVAC模块120中。蒸发器E利用空气/制冷剂流体技术来运行。

加热单元H典型地是一种换热器，该换热器被供给以传热流体，该传热流体循环通过专用回路114，并且在其中要么通过流过水箱来被加热(在ICE车辆的情况下)，在水箱处该传热流体与ICE马达M的冷却剂流体交换热量，要么通过电加热器或热泵加热(在电动车辆的情况下)。

在一些电动车辆中使用的第二种已知类型的HVAC系统是图2中所图示的间接HVAC系统。该系统与先前一种系统的不同之处在于，蒸发器E'(在此，也被称为冷却器)通过使用传热流体(例如，乙二醇和水的混合物)的中间传热流体回路112来与空气通道124分离。冷却器E'用作双流体换热器。其布置成在循环于制冷剂回路160中的制冷剂与循环于传热流体回路112中的传热流体之间实施换热。传热流体回路112包括HVAC模块120中的另一换热器E''，换热器E''通过在循环于传热流体回路112中的传热流体与在空气通道124中流动并且旨在分布于车辆舱室中的内部空气流之间执行换热来充当冷却单元。

在冷却模式下，来自外部或来自车辆舱室的空气通过与冷却单元E(在图1的直接系统中)或E''(在图2的间接系统中)的换热来被冷却，并且(如果需要达到由用户所选择的温度)通过加热单元H来再加热。

在加热模式下，空气由加热单元H单独地加热。

除了对车辆的舱室进行加热和冷却之外，HVAC系统还用于空气除湿和除雾：流过空气通道124的空气通过冷却单元(E或E'')上的水冷凝来被干燥，并且然后通过加热单元来升温，以达到由HVAC控制单元固定的温度目标。经除湿的空气的进入舱室内部导致其中的湿度率的下降，并且因此限制起雾现象。

图1和图2中所图示的常规HVAC系统具有以下的缺点：存在冷却单元和加热单元两者导致HVAC模块的大体积，从而减小对于车辆架构关键的仪表板的区域中的空间。而且，即使当外部气候较热并且HVAC模块处于冷却模式时，加热单元也由ICE车辆中的发动机恒定地加热，从而导致车辆舱室中的热源。在该条件下，仅风门片的组合防止空气被加热单元加热。

第三缺点是，特别地，在寒冷和潮湿气候条件下，除雾使用同一路径上的冷却单元和加热单元两者。如上文中所解释的，低效地消耗能量，以首先通过水冷凝来对空气进行冷却，以在冷却单元上使空气干燥，并且然后通过与加热单元换热来使空气升温，以达到在HVAC控制单元上固定的温度目标。

发明内容

本发明旨在通过提供处于降低的成本、具有减小的体积和改进的节能的HVAC模块来克服现有技术的这些缺点。

根据本发明，一种用于车辆的HVAC模块包括：

- 主体，其容纳至少一个空气入口与至少一个空气出口之间的空气通道，

- 装置，其适于将空气从空气入口朝向至少一个空气出口引导，以及

- 空气温度调整装置，其用于对在空气通道中流动的空气进行加热和冷却，

HVAC模块特征在于，空气温度调整装置包括位于空气通道中并且由至少一个传热流体回路供给的至少一个主换热器，

并且，主换热器配置成在冷却模式与加热模式之间可逆地切换，在冷却模式下，主换热器被供给以传热流体，使得在空气通道中流动的空气通过与传热流体的传热来冷却，在加热模式下，主换热器被供给以传热流体，使得在空气通道中流动的空气通过与传热流体的传热来加热。

主换热器形成负责对空气通道中循环的空气进行冷却和加热两者的一个单一构件。

由于更简单且更紧凑的架构，使用可逆的主换热器而非现有技术系统的冷却单元和加热单元两者允许降低车辆的整体成本。

主换热器专用于排他性地对空气通道的空气进行冷却或加热。主换热器配置成优选地根据单调函数(要么在加热模式下增大要么在冷却模式下减小)而使空气通道中的空气的温度达到与用户的请求对应的期望温度。

在冷却模式和加热模式期间，供应主换热器的传热流体有利地是相同流体，仅调整流体的温度，以对在空气通道中循环的空气相应地进行冷却或加热。当HVAC模块处于加热模式时，本发明的HVAC模块不包括空气干燥/除湿功能。

为了实现除雾功能，因此应当在车辆中设置附加的独立除雾装置，该除雾装置有利地呈主动加热玻璃窗系统的形式。这样的主动玻璃窗系统已经是已知的，并且包含例如车辆玻璃窗上的加热丝、加热膜或特殊涂层。

由于主动玻璃窗系统管理除雾目的和除霜目的，因而HVAC模块不需要生成如常规HVAC系统的除雾或除霜模式中所需要的高空气流动速率。优选地，HVAC模块构造成用于不生成如常规HVAC系统的除雾或除霜模式中所需要的被引导于车辆的玻璃窗处的空气流。优选地，HVAC模块不包括构造成用于对车辆的玻璃窗进行除雾和/或除霜的空气导管。空气流动速率维持得较低的事实允许空气引导装置的尺寸减小：这些装置可以是比常规鼓风机(或称为送风机、压气机，即blower)更紧凑并且消耗更少的能量的简单的风扇(但是鼓风机也可以在本发明中使用)。

根据本发明的HVAC模块能够在ICE汽车、电动汽车或混合动力汽车中实施。

本发明进一步涉及一种用于车辆的HVAC系统，其包括：

- 如上文中所定义的HVAC模块，

- 至少一个传热流体回路，其给主换热器供应传热流体，

- 冷却装置，其用于对要被供应到主换热器的传热流体进行冷却，以及

- 加热装置，其用于对要被供应到主换热器的传热流体进行加热，

- 切换装置，其用于在冷却模式与加热模式之间可逆地切换主换热器的操作。

在本发明的另外的可选方面：

- 切换装置包括用于对供应主换热器的传热流体的加热装置和冷却装置进行通电(或称为开启，即power on)和断电(或称为关断，即power off)的控制装置，

- 传热流体回路具有包括冷却装置和加热装置两者的一个主环路，

- 传热流体回路具有包括冷却装置的第一主环路和包括加热装置的第二主环路，

- 切换装置包括方向控制阀，尤其是二位四通方向控制阀，其适于控制传热流体在包括传热流体的冷却装置的传热流体回路的第一主环路与包括传热流体的加热装置的传热流体回路的第二主环路之间流动的方向，

- 切换装置能够放置于HVAC模块内部或外部(大体上在仪表板下方或在机罩下方)，

- HVAC系统进一步包括制冷剂回路，制冷剂回路包括压缩机、冷凝器、膨胀阀以及第二换热器，并且，冷却装置包括所述第二换热器。

- HVAC系统进一步包括热输出回路，热输出回路包括冷凝器、第四换热器以及泵，第四换热器是构造成将热量从在热输出回路中循环的流体朝向环境空气传递，冷凝器构造成将热量从制冷剂回路传递到热输出回路，

- 第四换热器是散热器，

- 热输出回路包括循环流体，循环流体包括水，并且优选地包括水和乙二醇，

- 冷凝器是冷却器，

- 制冷剂回路具有总管道长度，总管道长度小于2.5m，尤其是小于1.5m，并且优选地小于0.5m，

- 热输出回路包括第一热输出分支和第二热输出分支，第一热输出分支包括第四换热器，并且，第二热输出分支包括主换热器，

- 传热流体回路具有包括冷却装置的第一主环路和包括加热装置的第二主环路，热输出回路的部分包括第二热输出分支，该部分形成第二主环路，

- 加热装置包括加热器，优选地PTC加热器和/或热泵，

- 加热装置包括换热器，优选地由车辆发动机的冷却剂回路供给的换热器，

- 加热装置包括由车辆发动机的冷却剂回路供给的换热器，该换热器是冷凝器。

- 用于将空气从空气入口朝向至少一个空气出口引导的装置典型地可以包括空气吹送装置，优选地鼓风机，

- 空气吹送装置包括风扇，并且，优选地，空气吹送装置由单个鼓风机或单个风扇形成，

在本专利申请中，鼓风机被理解为使空气沿与进入的流体成一定角度(典型地，90度)的方向移动的离心风扇。鼓风机能够在穿过换热器之前产生处于高压和低速的稳定空气流。

简单(轴向)风扇被理解为使空气与其轴平行地移动。该风扇大体上是紧凑且便宜的。

本发明的另一方面是一种多功能热管理系统，其包括如上文中所定义的HVAC系统和适于电池的热管理的电池换热器，其中，电池换热器由供应主换热器的传热流体回路的传热流体供应。

在本发明的另外的可选方面：

- 传热流体回路具有给主换热器供给的一个主环路，所述主环路包括回路的热管理分支上的冷却装置和加热装置两者，并且，传热流体回路具有包括热管理分支的副环路，副环路与第一环路并联地安装并且供给电池换热器，多功能热管理系统进一步包括用于控制传热流体在主环路中的流动的第一阀和用于控制传热流体在副环路中的流动的第二阀，

- 电池换热器进一步连接到构造成将冷却传热流体供应到电池换热器的被动传热流体回路，

- 被动传热回路包括第四换热器，第四换热器优选地是散热器。

本发明的另一方面是一种车辆，该车辆包括如上文中所定义的HVAC系统或多功能热管理系统和用于至少一个车辆玻璃窗的除雾装置，除雾装置可独立于HVAC系统而操作。

除雾装置优选地是加热玻璃窗。

要理解到，不同的实施例能够单个地或以任何组合实现。特别地，在不脱离本发明的范围的情况下，前面提到的技术特征和要在下文中解释的那些技术特征不仅能够以所指示的组合使用，而且还能够以其它组合使用或单独地使用。

附图说明

现在，将参考本发明的特定且非限制性的实施例而更详细地解释本发明。附图根据本发明的这些特定实施例而以简化、不按比例绘制的表示描绘HVAC系统或其部分的示意性视图：

– [图1]是现有技术的直接类型的常规HVAC系统的图解性表示，

- [图2]是现有技术的间接类型的常规HVAC系统的图解性表示，

- [图3]是ICE车辆中的根据本发明的第一实施例的HVAC系统的图解性表示，

- [图4]是根据第一示例的HVAC模块的详细视图，

- [图5]是根据第二示例的HVAC模块的详细视图，

- [图6]是电动车辆中的根据本发明的第二实施例的HVAC系统的图解性表示，

- [图7]是根据本发明的第三实施例的HVAC系统的图解性表示，

- [图8]是根据本发明的实施例的多功能热管理系统的图解性表示，

- [图9]是配备有根据本发明的HVAC系统的车辆的总体视图，

- [图10]是根据本发明的实施例的HVAC系统的图解性表示，该HVAC系统包括加热输出回路、包括冷却装置的第一主环路以及包括加热装置的第二主环路，

[图11]是根据本发明的实施例的HVAC系统的图解性表示，该HVAC系统包括加热输出回路、包括冷却装置和加热装置两者的一个主环路，

- [图12]是根据本发明的实施例的HVAC系统的图解性表示，该HVAC系统包括加热输出回路，加热输出回路包括第二热输出分支，第二热输出分支形成包括加热装置的第二主环路，

- [图13]是包括热输出回路的根据本发明的实施例的多功能热管理系统的图解性表示。

具体实施方式

图3是ICE车辆中的根据本发明的实施例的HVAC系统10的图解性表示。该HVAC系统也可以在混合动力汽车中使用。

HVAC系统10包括位于车辆舱室中的HVAC模块20和放置于机罩下方的将传热流体供应到HVAC模块20的流体回路50。

在图3上，虚线12标记HVAC系统10的位于车辆舱室内部(线的右侧)的构件与位于机罩下方(线的左侧)的构件之间的界限。

参考图示一个可能的实施例的图4，HVAC模块20包括主体22，其中，用于空气流的通道24形成于连结到再循环引入部和/或新鲜空气引入部(未示出)的空气入口26与供应车辆舱室的不同区的多个空气泄放部28a、28b、28c之间。

通道24在整个本次公布中被称为空气通道。空气泄放部28a、28b、28c可以包括例如仪表板出口、前侧脚出口、后泄放部出口以及后脚出口，每个空气泄放部包括能够响应于用户的指令而打开或关闭的阀(未示出)。

为了将空气从空气入口26并且朝向空气出口引导，此处的HVAC模块20包括呈空气吹送装置的形式的空气移位装置，该空气移位装置可以采取如图4中所示出的鼓风机30的形式。作为示例，所述空气吹送装置构造成将空气从空气入口26吸入并且将空气朝向空气出口引导。根据另一示例，可以由主体外部的装置迫使空气通过空气入口：然后，主体内部的空气吹送装置可以用来维持空气沿着空气通道移动并且移动到一个或多个出口。

根据另一实施例，如图5中所图示的，鼓风机可以由轴向风扇32替换，轴向风扇32将空气从空气入口26并且朝向空气出口28a、28b、28c移位。

作为示例，流过空气入口26的空气源通过使空气再循环门(未示出)在完全关闭位置与完全打开位置之间移动来控制：如果空气再循环门完全地打开，则仅外部空气进入空气吹送装置中；如果空气再循环门完全地关闭，则仅来自舱室的再循环的空气进入空气吹送装置中。门也能够部分地打开，以允许外部空气和内部空气的混合物穿过空气吹送装置。

根据本发明，主换热器40设于空气通道24中，以便能够被从空气入口26进入的空气流过。有利地，主换热器40覆盖空气通道24的整个横截面。

HVAC模块20可以进一步包括大体上放置于主换热器40的上游的空气过滤器34。

其还可以包括主换热器40的下游的用于寒冷气候和极端气候的一个或多个可选的预热电阻36a、36b和/或用于瞬时条件(诸如，当ICE发动机冷时的冬季启动)的辅助PTC加热器(未示出)。

主换热器40是旨在在传热流体与当沿着空气通道24流动时横穿主换热器40的空气之间换热的双流体换热器。传热流体由传热流体回路50供应，传热流体回路50至少部分地位于机罩下方，并且包括用于对所述流体进行加热或冷却的一个或多个构件。

传热流体典型地是水和乙二醇的混合物。

根据本发明，主换热器40形成能够取决于用户的需要而要么由热流体(加热模式)要么由冷流体(冷却模式)供应的可逆的加热和冷却单元。

换而言之，主换热器配置成取决于主换热器是在冷却模式下工作(以便产生要被供应到汽车舱室的冷却空气以降低舱室内部的温度)还是在加热模式下工作(以便产生要被供应到汽车舱室的热空气以提高汽车舱室内部的温度)而被供应以先前已经要么被冷却要么被加热的传热流体。

在图3的示例中，传热流体回路50具有：第一主环路51，其包括用于对传热流体进行冷却的冷却装置；和第二主环路52，其包括用于对传热流体进行加热的加热装置。

控制阀54允许控制朝向要么第一主环路51要么第二主环路52的传热流体流的流动速率和分布，并且因此形成切换装置，切换装置用于可逆地切换主换热器40在冷却模式和加热模式下的操作，在冷却模式中主换热器40被供给以冷却传热流体，在加热模式中主换热器40被供给以热传热流体。

控制阀54是例如由发动机控制单元56基于汽车中的热设定而控制的二位四通方向控制阀。

如果HVAC模块20处于冷却模式，则阀54在传递流体回路50的第一主环路51中引导传热流体。

如果HVAC模块处于加热模式，则阀54在传递流体回路50的第二主环路52中引导传热流体。

根据本发明的HVAC系统10是间接类型，即，传热流体回路50的第一主环路51形成主换热器40与制冷剂回路60之间的中间环路。制冷剂回路60以已知的方式包括压缩机62、冷凝器64、膨胀阀66以及也充当冷却器的双流体换热器68，从而形成HVAC系统10的第二换热器。

制冷剂气体蒸气进入压缩机62，在压缩机62处，制冷剂气体蒸气被压缩到更高压力，从而提高其温度。因此，热的经压缩的制冷剂蒸气处于它能够被冷凝所处于的温度和压力下，并且被导引通过通常在车辆前面的冷凝器64。在冷凝器64中，来自压缩机62的移动流体被冷却，并且通过与环境空气换热来从气体相变成液体。在膨胀阀66处，出自冷凝器64的流体膨胀，经历在压力方面的突然减小，这导致温度降低。流体正部分地从液体相变成出自膨胀阀66的气体和液体的混合物。在冷却器68处，传热流体和环境空气的热量引起冷的制冷剂混合物的液体部分蒸发。因此，传热流体和环境空气被冷却，并且，在冷却器68的端部处，制冷剂变成完全气态。出自冷却器68的制冷剂流体通过进入压缩机62来完成环路。

冷却器68布置成在循环于制冷剂回路60中的制冷剂流体与循环于传热流体回路50的第一主环路51中的传热流体之间实施换热。于是，传热流体与在空气通道24中流动并且旨在分布于车辆舱室中的内部空气流执行换热。

传热回路50的第二主环路52包括第三换热器80，第三换热器80在车辆发动机M的冷却剂与传热流体之间执行换热。于是，第三换热器是加热装置80。

如果第一主环路51被控制阀54闭合，则泵P1(例如，机械泵或电动泵)迫使流体围绕第一主环路51流动并且流动通过冷却器68，从而对传热流体进行冷却。

如果第二主环路52被控制阀54闭合，则泵P2(例如，机械泵或电动泵)迫使流体围绕第二主环路52流动并且流动通过第三换热器80，从而对传热流体进行加热。

泵P1、P2由发动机控制单元56基于汽车舱室中的温度设定而控制。传热流体的流动速率也能够通过作用于所述泵P1、P2的速度上来控制。

图6图解性地图示根据本发明的HVAC系统的第二实施例，该HVAC系统在电动汽车中实施(但是这样的HVAC系统也可以在混合动力汽车或ICE汽车中使用)。

在示例中，第二主环路52中的加热装置包括PTC加热器84，而非换热器80。在另一实施例中，PTC加热器84也可以由热泵模块替换。

HVAC模块或HVAC系统的其它元件类似于参考图1、图2或图3而描述的元件，不再进一步对它们进行描述。

图7图解性地图示根据本发明的HVAC系统10的第三实施例。该实施例特别地适于电动车辆，但可以备选地在ICE车辆或混合动力汽车中实施。

根据该实施例，传热流体回路50包括单个主环路53中的冷却装置和加热装置两者。

如在分别参考图1和图4而公开的第一实施例或第二实施例中的那样，冷却装置由第二换热器(冷却器)68形成，第二换热器68布置成在循环于先前所描述的类型的制冷剂回路60中的制冷剂流体与循环于传热流体回路50的主环路53中的传热流体之间实施换热。于是，传热流体与在空气通道24中流动并且旨在分布于车辆舱室中的内部空气流执行换热。

在该第三实施例中，然而，加热装置并非布置于单独的环路上，而是布置于与冷却器68相同的环路上。作为示例，如在图6的第二实施例中那样，加热装置由PTC加热器84或热泵模块或任何适合的加热装置形成。

用于可逆地切换主换热器在冷却模式下或在加热模式下的操作的切换装置在此包括用于分别对冷却器68和PTC加热器84进行通电和断电的控制装置57、58。

如果HVAC模块20处于加热模式，则冷却器68被切断，并且，PTC加热器84被接通。

如果HVAC模块20处于冷却模式，则冷却器68被接通，并且，PTC加热器84被切断。

使用温度传感器反馈来确定正确的出口空气温度，该温度通过对传热流体的流动速率、压缩机速度、加热器功率、外部空气/内部空气的混合比的控制的组合来获得。

用于调节流动速率的附加装置可以集成于回路中(但是并非强制性的)。

电动车辆(特别是，电池电动车辆)的热管理不仅涉及乘客舱室的加热和冷却，而且还涉及电池的加热和冷却。图8图解性地图示在电动车辆中实施的根据本发明的可能的实施例的多功能热管理系统100。多功能系统100包括根据本发明的HVAC系统10和位于车辆的电池附近并且适于所述电池的热管理的电池换热器。

在本示例中，HVAC系统10是参考图7而描述的类型之一。

如先前参考图7而描述的，传热流体回路50具有供给主换热器40的一个单一主环路53，所述主环路包括回路50的所谓的热管理分支55上的冷却装置(在此，冷却器68)和加热装置(在此，PTC加热器84)两者。

传热流体回路50进一步具有副环路92，副环路92包括所述热管理分支55，并且旨在供给位于电池侧处且适于电池90的热管理的电池换热器94。

如图8中所示出的，主换热器40和电池换热器94并联地安装。

第一阀V1允许或停止传热流体在主环路中通过主换热器40的流动。

第二阀V2允许或停止传热流体在副环路92中通过电池换热器94的流动。

如果第一阀V1关闭并且第二阀V2打开，则电池热管理能够利用冷却器68和/或PTC加热器84来实现，从而能够调整传热流体的温度。

如果第一阀V1打开并且第二阀V2关闭，则HVAC模块20完全如参考图7而描述的那样工作。

如果两个阀打开，假如HVAC系统10处于冷却模式则电池90被冷却，并且，假如HVAC系统10处于加热模式则电池90被加热。

为了即使在应当对电池90进行冷却同时HVAC系统10在加热模式下使用的情况下也确保恰当的电池热管理，电池换热器94有利地连结到设有冷却装置的辅助传热流体回路96。当阀V2关闭时，辅助传热流体回路96形成给电池换热器供应冷流体的被动冷却回路。

在图8的示例中，辅助回路的冷却装置包括车辆的散热器70，散热器70同时对发动机M和在辅助传热流体回路96中流动的流体进行冷却。

图9是配备有根据本发明的HVAC系统10的车辆1的总体视图：HVAC模块20位于仪表板2的正下方。HVAC系统10的剩余部分位于机罩3下方。除雾装置4有利地设于挡风玻璃5上，并且可能(但不一定)设于一个或若干其它汽车玻璃窗上。除雾装置4可以包括设有例如加热丝、加热膜或特殊涂层的主动玻璃窗系统。除雾装置4能够独立于HVAC系统10而控制。例如，除雾装置4还能够通过共享传感器反馈来与HVAC控制交互。优选地，仪表板上的用户接口6独立地连接到HVAC模块20和除雾装置4。

参考图10、图11、图12以及图13，HVAC系统10可以包括热输出回路110。热输出回路110包括冷凝器64、第四换热器111以及泵P3。第四换热器构造成将热量从在热输出回路110中循环的流体朝向环境空气传递。冷凝器64构造成将热量从制冷剂回路60传递到热输出回路110。因此，有可能显著地减小制冷剂回路60的长度，因而降低制冷剂液体泄漏到发动机中的风险并且改进用户安全性。实际上，起因于存在热输出回路110，制冷剂回路60不一定位于气体/液体换热器附近。优选地，制冷剂回路的总管道长度小于2.5m，尤其是1.5m并且优选地小于0.5m。第四换热器111优选地是散热器70。热输出回路110包括循环流体，循环流体优选地包括水，并且尤其包括水和乙二醇。因此，有可能改进用户安全性。冷凝器优选地是冷却器。参考图10，包括热输出回路110的HVAC系统10能够包括：传热流体回路50，其包括第一主环路51，第一主环路51包括冷却装置68；和第二主环路52，第二主环路52包括加热装置，例如PTC加热器84。参考图11，包括热输出回路110的HVAC系统10能够包括具有一个主环路53的传热流体回路50，主环路53包括冷却装置68和加热装置两者。

参考图12和图13，热输出回路110可以包括第一热输出分支112和第二热输出分支113。第一热输出分支112与第二输出分支113并联连接。第一热输出分支112包括第四换热器111，并且，第二热输出分支113包括主换热器40。因而，能够使用从制冷剂回路60提取的热量来经由主换热器40对车辆舱室进行加热。因而，当主换热器40处于加热模式时，并且，当主环路51、53从发动机构件(诸如，电池90)提取热量时，有可能回收该热量，以便对车辆舱室进行加热，并且因而避免消耗能量来给加热装置80、84供能。

热输出回路110可以包括布置于使第一热输出分支112连接到第二热输出分支113的汇接点处的流体分配器。热输出回路110可以包括第三阀V3和第四阀V4。第三阀V3可以布置于第一热输出分支112中，并且，第四阀V4可以布置于第二热输出分支113中。因而，有可能独立地使传热流体在第一分支中和/或在第二分支中循环。

传热流体回路50可以具有包括冷却装置68的第一主环路51和包括加热装置的第二主环路52，并且，热输出回路110的部分包括第二热输出分支113。该部分形成第二主环路52。因此，有可能使HVAC系统10的架构简化，从而避免需要制作两个不同回路：一个用以从制冷剂回路60去除热量，并且另一个用以将热量供应到车辆舱室。因此，换热器80可以是冷凝器64。

参考图13，本发明的另一方面是包括如本申请中所定义的热输出交换器110的多功能热管理系统100。被动热回路96可以包括第四换热器111，第四换热器优选地是散热器70。

Claims (21)

1.一种用于车辆(1)的HVAC模块(20)，包括：

- 主体(22)，其容纳至少一个空气入口(26)与至少一个空气出口(28a、28b、28c)之间的空气通道(24)，

- 装置(30、32)，其适于将空气从所述空气入口朝向至少一个空气出口(28a、28b、28c)引导，以及

- 空气温度调整装置，其用于对在所述空气通道(24)中流动的所述空气进行加热和冷却，

所述HVAC模块特征在于，所述空气温度调整装置(24)包括位于所述空气通道中并且由至少一个传热流体回路(50)供给的至少一个主换热器(40)，

并且，所述主换热器(40)配置成在冷却模式与加热模式之间可逆地切换，在所述冷却模式下，所述主换热器(40)被供给以传热流体，使得在所述空气通道(24)中流动的所述空气通过与所述传热流体的传热来冷却，在所述加热模式下，所述主换热器(40)被供给以传热流体，使得在所述空气通道(24)中流动的所述空气通过与所述传热流体的传热来加热。

2.一种用于车辆(1)的HVAC系统(10)，包括：

- 根据权利要求1所述的HVAC模块(20)，

- 至少一个传热流体回路(50)，其给所述主换热器(40)供应传热流体，

- 冷却装置(68)，其用于对要被供应到所述主换热器(40)的传热流体进行冷却，以及

- 加热装置(80、84)，其用于对要被供应到所述主换热器(40)的传热流体进行加热，

- 切换装置(54、57、58)，其用于在所述冷却模式与所述加热模式之间可逆地切换所述主换热器(40)的操作。

3.根据权利要求2所述的HVAC系统(10)，其中，所述切换装置包括用于对所述加热装置(84)和所述冷却装置(68)进行通电和断电的控制装置(57、58)。

4.根据权利要求2或3所述的HVAC系统(10)，其中，所述传热流体回路(50)具有包括所述冷却装置(68)和所述加热装置(84)两者的一个主环路(53)。

5.根据权利要求2或3所述的HVAC系统(10)，其中，所述传热流体回路(50)具有包括所述冷却装置(68)的第一主环路(51)和包括所述加热装置(80、84)的第二主环路(52)。

6.根据权利要求5所述的HVAC系统(10)，其中，所述切换装置包括适于控制在所述传热流体回路(50)的所述第一主环路(51)与所述第二主环路之间传热流体的流动方向的方向控制阀(54)，尤其是二位四通方向控制阀。

7.根据权利要求2至6中的任一项所述的HVAC系统(10)，进一步包括制冷剂回路(60)，所述制冷剂回路(60)包括压缩机(62)、冷凝器(64)、膨胀阀(66)以及第二换热器(68)，并且，所述冷却装置包括所述第二换热器(68)。

8.根据权利要求7所述的HVAC系统(10)，进一步包括热输出回路(110)，所述热输出回路(110)包括所述冷凝器(64)、第四换热器(111)以及泵(P3)，所述第四换热器(111)构造成将热量从在所述热输出回路中循环的流体朝向环境空气传递，所述冷凝器(64)构造成将热量从所述制冷剂回路(60)传递到所述热输出回路(110)。

9.根据权利要求8所述的HVAC系统(10)，其中，所述第四换热器(111)是散热器(70)。

10.根据权利要求8至9中的任一项所述的HVAC系统(10)，其中，所述热输出回路(110)包括循环流体，所述循环流体包括水，并且优选地包括水和乙二醇。

11.根据权利要求8至10中的任一项所述的HVAC系统(10)，其中，所述冷凝器(64)是冷却器。

12.根据权利要求8至11中的任一项所述的HVAC系统(10)，其中，所述制冷剂回路(10)具有总管道长度，所述总管道长度小于2.5m，尤其是小于1.5m并且优选地小于0.5m。

13.根据权利要求8至12中的任一项所述的HVAC系统(10)，其中，所述热输出回路(110)包括第一热输出分支(112)和第二热输出分支(113)，所述第一热输出分支(112)包括所述第四换热器(111)，并且，所述第二热输出分支(113)包括所述主换热器(40)。

14.根据权利要求13所述的HVAC系统(10)，其中，所述传热流体回路(50)具有包括所述冷却装置(68)的第一主环路(51)和包括所述加热装置的第二主环路(52)，所述热输出回路(110)的部分包括所述第二热输出分支(113)，所述部分形成所述第二主环路(52)。

15.根据权利要求14所述的HVAC系统(10)，其中，所述加热装置包括由所述车辆发动机的冷却剂回路供给的换热器(80)，所述换热器是所述冷凝器(64)。

16.一种多功能热管理系统(100)，包括根据权利要求2至15中的任一项所述的HVAC系统(10)和适于电池(90)的热管理的电池换热器(94)，其中，所述电池换热器由所述传热流体回路(50)的供应所述主换热器(40)的传热流体供应。

17.根据权利要求16所述的多功能热管理系统，其中，所述传热流体回路(50)具有供给所述主换热器(40)的一个主环路(53)，所述主环路(53)包括所述回路(53)的热管理分支(55)上的所述加热装置(84)和所述冷却装置(68)两者，并且，所述传热流体回路(50)具有包括所述热管理分支(55)的副环路(92)，所述副环路(92)与所述第一环路(53)并联地安装并且供给所述电池换热器(94)，所述多功能热管理系统(100)进一步包括用于控制传热流体在所述主环路(53)中的流动的第一阀(V1)和用于控制传热流体在所述副环路(92)中的流动的第二阀(V2)。

18.根据权利要求16或17所述的多功能热管理系统(100)，其中，所述电池换热器(40)进一步连接到构造成将冷却传热流体供应到所述电池换热器的被动传热流体回路(96)。

19.根据权利要求16至18中的任一项所述的多功能热管理系统(100)，其中，所述被动传热回路(96)包括所述第四换热器(111)，所述第四换热器优选地是所述散热器(70)。

20.一种车辆(1)，包括根据权利要求2至15中的任一项所述的HVAC系统(10)或根据权利要求16至19中的任一项所述的多功能热管理系统以及用于至少一个车辆玻璃窗(5)的除雾装置(4)，所述除雾装置(4)可独立于所述HVAC系统(10)而操作。

21.根据权利要求20所述的车辆(1)，其中，所述除雾装置(4)是加热玻璃窗。

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