CN116021949A - 用于车辆的热泵 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了“用于车辆的热泵”。一种热泵包括制冷剂回路。所述制冷剂回路包括第一热交换器、第二热交换器的第一区域、第三热交换器、第四热交换器、压缩机、蒸气发生器、蓄积器、第一膨胀阀以及第一三通阀。所述压缩机包括低压入口、中压入口和出口。所述蒸气发生器定位在压缩机的出口的下游以及低压入口和中压入口两者的上游。所述蓄积器被定位成紧接在压缩机的上游。所述蓄积器包括入口和出口。所述第一膨胀阀定位在蓄积器的上游。所述第一膨胀阀包括入口和出口。所述第一三通阀被定位成紧接在第一膨胀阀的下游并且紧接在蓄积器的上游。
Description
技术领域
本公开总体上涉及一种热泵。更具体地,本公开涉及一种用于车辆的热泵。
背景技术
热泵已经用于车辆中。在此类热泵中可以包括制冷剂回路。
发明内容
根据本发明的第一方面,一种热泵包括制冷剂回路。所述制冷剂回路包括第一热交换器、第二热交换器的第一区域、第三热交换器、第四热交换器、压缩机、蒸气发生器、蓄积器、第一膨胀阀以及第一三通阀。所述压缩机包括低压入口、中压入口和出口。所述蒸气发生器定位在压缩机的出口的下游以及低压入口和中压入口两者的上游。所述蒸气发生器移除第一热交换流体的气体组分的至少一部分,并且将第一热交换流体的气体组分的至少一部分提供给压缩机的中压入口。所述蓄积器被定位成紧接在压缩机的上游。所述蓄积器包括入口和出口。所述第一膨胀阀定位在蓄积器的上游。所述第一膨胀阀包括入口和出口。所述第一三通阀被定位成紧接在第一膨胀阀的下游并且紧接在蓄积器的上游。所述第一三通阀在至少一种操作模式期间将第一热交换流体从第一膨胀阀的出口引导到蓄积器的入口。
本发明的第一方面的实施例可以包括以下特征中的任一者或其组合:
-所述蒸气发生器通过选自热相分离和机械相分离的至少一种相分离过程进行操作;
-所述蒸气发生器是液气分离器阀;
-所述制冷剂回路还包括定位成紧接在第三热交换器的下游的第一止回阀和定位成紧接在第四热交换器的下游的第二止回阀;
-所述制冷剂回路还包括第二三通阀,所述第二三通阀定位在压缩机的出口的下游和第一热交换器的入口的上游,其中第二三通阀定位在第二热交换器的第一区域的上游;
-所述制冷剂回路还包括定位在蒸气发生器的第一区域的上游的第二膨胀阀;
-所述制冷剂回路还包括定位在第三热交换器的上游的第三膨胀阀;
-所述制冷剂回路还包括定位在第四热交换器的上游的第四膨胀阀;
-所述制冷剂回路还包括与第一热交换器串联铺设的第一截止阀,其中第一截止阀定位在第一热交换器的下游;
-所述制冷剂回路还包括与蒸气发生器的第二区域串联铺设的第二截止阀,其中第二截止阀定位在蒸气发生器的第二区域的下游;
-所述制冷剂回路还包括与第一热交换器串联铺设的第三截止阀,其中第三截止阀在第一热交换器的下游,并且其中第三截止阀在蓄积器的上游;
-所述制冷剂回路还包括与第一热交换器串联铺设的第四截止阀,其中第四截止阀在第一热交换器的下游,并且其中第四截止阀在至少一种操作模式期间处于打开位置;
-冷却剂回路,所述冷却剂回路包括第二热交换器的第二区域、泵、第五热交换器、贮存器和流体地联接冷却剂回路的部件的冷却剂导管网;以及
-所述至少一种操作模式是除冰操作模式。
根据本公开的第二方面,一种热泵包括制冷剂回路。所述制冷剂回路包括第一热交换器、第二热交换器的第一区域、第三热交换器、第四热交换器、压缩机、蒸气发生器、蓄积器、第一膨胀阀、第二膨胀阀、第三膨胀阀、第四膨胀阀、第一三通阀、第一止回阀以及第二止回阀。所述压缩机包括低压入口、中压入口和出口。所述蒸气发生器定位在压缩机的出口的下游以及低压入口和中压入口两者的上游。所述蒸气发生器移除第一热交换流体的气体组分的至少一部分,并且将第一热交换流体的气体组分的至少一部分提供给压缩机的中压入口。所述蓄积器被定位成紧接在压缩机的上游。所述蓄积器包括入口和出口。所述第一膨胀阀定位在蓄积器的上游。所述第一膨胀阀包括入口和出口。所述第二膨胀阀定位在蒸气发生器的第一区域的下游。所述第三膨胀阀定位在第三热交换器的上游。所述第四膨胀阀定位在第四热交换器的上游。所述第一三通阀被定位成紧接在第一膨胀阀的下游并且紧接在蓄积器的上游。所述第一三通阀在至少一种操作模式期间将第一热交换流体从第一膨胀阀的出口引导到蓄积器的入口。所述第一止回阀被定位成紧接在第三热交换器的下游。所述第二止回阀被定位成紧接在第四热交换器的下游。
本公开的第二方面的实施例可以包括以下特征中的任一者或其组合:
-所述制冷剂回路还包括第二三通阀,所述第二三通阀定位在压缩机的出口的下游和第一热交换器的入口的上游,其中第一三通阀定位在第二热交换器的第一区域的上游;
-所述制冷剂回路还包括与第一热交换器串联铺设的第一截止阀,其中第一截止阀定位在第一热交换器的下游;
-所述制冷剂回路还包括与蒸气发生器的第二区域串联铺设的第二截止阀,其中第二截止阀定位在蒸气发生器的第二区域的下游;
-所述制冷剂回路还包括与第一热交换器串联铺设的第三截止阀,其中第三截止阀在第一热交换器的下游,并且其中第三截止阀在蓄积器的上游;以及
-所述制冷剂回路还包括与第一热交换器串联铺设的第四截止阀,其中第四截止阀在第一热交换器的下游,并且其中第四截止阀在至少一种操作模式期间处于打开位置。
本领域技术人员在研究以下说明书、权利要求和附图后将理解并且了解本公开的这些和其他方面、目标和特征。
附图说明
在附图中:
图1是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了制冷剂回路和冷却剂回路;
图2A是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了车厢的冷却操作模式;
图2B是根据另一个示例的热泵布置的示意图,其示出了车厢的冷却操作模式;
图3是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了电池的冷却操作模式;
图4是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了车厢和电池的冷却操作模式;
图5是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了加热操作模式;
图6是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了第一再加热操作模式;
图7是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了第二再加热操作模式;
图8是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了第三再加热操作模式;
图9是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了第四再加热操作模式;
图10是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了再加热操作模式和除冰操作模式;
图11是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了第一除冰操作模式;
图12是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了第二除冰操作模式;
图13是根据另一个示例的热泵布置的示意图,其示出了制冷剂回路和冷却剂回路;
图14是根据另一个示例的热泵布置的示意图,其示出了加热操作模式;
图15是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了采用第一发热部件的加热操作模式;
图16是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了采用第一发热部件和第二发热部件的加热操作模式;
图17是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了平行蒸发再加热操作模式;
图18是根据另一个示例的热泵布置的示意图,其示出了制冷剂回路和冷却剂回路;以及
图19是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了采用第一发热部件和第二发热部件的加热操作模式。
具体实施方式
出于本文描述的目的,术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“竖直”、“水平”及其派生词应与图1中取向的概念有关。然而,应当理解,除非明确地指明为相反,否则所述概念可以呈现各种替代取向。还应当理解,附图中示出的以及在以下说明书中描述的特定装置和过程仅仅是所附权利要求中限定的创造性概念的示例性实施例。因此,除非权利要求另外明确地说明,否则涉及本文所公开的实施例的具体尺寸和其他物理特性不应被视为限制性的。
当前示出的实施例主要存在于与热泵相关的方法步骤和设备部件的组合中。因此,设备部件和方法步骤已经在适当的情况下通过附图中的常规符号表示,仅示出了与理解本公开的实施例相关的那些具体细节,以便不会被对受益于本文描述的本领域普通技术人员来说是容易明显的细节混淆了本公开。此外,说明书和附图中相同的附图标记表示相同的元件。
如本文所使用,术语“和/或”当用于列出的两个或更多个项时意指可单独地采用所列出的项中的任一个,或者可采用所列出的项中的两个或更多个的任何组合。例如,如果组合物被描述为含有组分A、B和/或C,那么组合物可以含有:仅A;仅B;仅C;A和B的组合;A和C的组合;B和C的组合;或A、B和C的组合。
在本文档中,单独地使用例如第一和第二、顶部和底部等关系术语来将一个实体或动作与另一实体或动作区分开,而不一定要求或暗示此类实体或动作之间的任何实际此类关系或次序。术语“包括”、“包含”或其任何其他变型意图涵盖非排他性包括,使得包括一系列要素的过程、方法、制品或设备不仅包括那些要素,而且可包括未明确列出的或者此类过程、方法、制品或设备固有的其他要素。前面有“包括......一个”的要素在没有更多约束的情况下则不会排除在包括所述要素的过程、方法、制品或设备中存在另外的相同要素。
如本文所使用,术语“约”意指量、大小、配方、参数和其他量及特性不是精确的,也不需要是精确的,而是可根据以下需要为近似的和/或较大些或较小些:反映公差、换算系数、四舍五入、测量误差等以及本领域技术人员已知的其他因素。当术语“约”用于描述值或范围的端点时,本公开内容应被理解为包括具体的值或所提及的端点。无论本说明书中的数值或范围的端点是否叙述“约”,所述数值或范围的端点都意图包括两个实施例:一个由“约”修饰,并且一个不由“约”修饰。还应理解,范围中的每一个范围的端点在与另一个端点相关以及独立于另一个端点都是显著的。
如本文所使用的术语“基本”、“基本上”及其变型意图指明所描述的特征等于或近似等于值或描述。例如,“基本上平面的”表面意图指示平面的或近似平面的表面。另外,“基本上”意图表示两个值相等或近似相等。在一些实施例中,“基本上”可指示值在彼此的大约10%内,诸如在彼此的大约5%内,或者在彼此的大约2%内。
除非明确地指示为相反,否则如本文所使用,术语“所述”、“一个”或“一种”意指“至少一个”并且不应限于“仅一个”。因此,例如,除非上下文另外清楚地指示,否则对“部件”的引用包括具有两个或更多个此类部件的实施例。
参考图1至图19,附图标记20总体上指代热泵。热泵20包括制冷剂回路24。制冷剂回路24包括第一热交换器28、第二热交换器32的第一区域30、第三热交换器36、第四热交换器40、压缩机44以及蒸气发生器48。压缩机44包括低压入口52、中压入口56和出口60。蒸气发生器48定位在压缩机44的出口60的下游以及低压入口52和中压入口56两者的上游。在一些示例中,蒸气发生器48可以包括彼此进行热相互作用的第一区域64和第二区域68,如将在本文中进一步详细讨论的。在各种示例中,蒸气发生器48可以移除第一热交换流体的气体组分的至少一部分,并且将第一热交换流体的气体组分的至少一部分提供给压缩机44的中压入口56。制冷剂回路24还包括定位成紧接在压缩机44的上游的蓄积器72。蓄积器72包括入口76和出口80。第一膨胀阀84定位在蓄积器72的上游。第一膨胀阀84包括入口88和出口92。第一三通阀96被定位成紧接在第一膨胀阀84的下游并且紧接在蓄积器72的上游。第一三通阀96在至少一种操作模式期间将第一热交换流体从第一膨胀阀84的出口92引导到蓄积器72的入口88,如本文中将进一步详细描述的。制冷剂回路24的各种部件通过制冷剂导管网100彼此流体地联接。为了简洁和清楚起见,将不讨论制冷剂导管网100的各个部分,除非此类讨论提供额外的清晰度。相反,将关于第一热交换流体与制冷剂回路24的各种部件之间的相互作用来描述第一热交换流体的流动。
再次参考图1至图19,第二三通阀104定位在压缩机44的出口60的下游和第一热交换器28的入口108的上游。另外,第二三通阀104定位在第二热交换器32的第一区域30的上游。在各种示例中,蓄积器72被定位成紧接在压缩机44的低压入口52的上游。蓄积器72可以是吸入式蓄积器。通常,蓄积器72可以保护压缩机44以防液塞或液体被引入压缩机44中。蓄积器72还可以保留来自制冷剂回路24的水分和污染物,并确保仅制冷剂(诸如第一热交换流体)返回到压缩机44。可以设想,可以使用接收器-干燥器来代替蓄积器72或作为蓄积器72的补充。在采用接收器-干燥器的示例中,接收器-干燥器可以沿着制冷剂回路24(例如,沿着制冷剂导管网100)定位。当采用接收器-干燥器时,接收器-干燥器可以在操作热泵20时在低系统需求期间充当第一热交换流体的临时存储容器。另外,接收器-干燥器可以包含用于吸收可能已经进入第一热交换流体的水分(例如,水)的干燥剂。在一些示例中,接收器-干燥器可以包括过滤器,所述过滤器可以捕集可能已经进入制冷剂回路24和/或第一热交换流体中的碎屑。
再次参考图1至图19,第一截止阀112与第一热交换器28串联铺设并且定位在第一热交换器28的下游。第二截止阀116与蒸气发生器48的第二区域68串联铺设。第二截止阀116定位在第二区域68的下游。第三截止阀120与第一热交换器28串联铺设并且定位在第一热交换器28的下游。第三截止阀120定位在蓄积器72的上游。例如,第三截止阀120可以被定位成紧接在蓄积器72的上游。第四截止阀124与第一热交换器28串联铺设。第四截止阀124在第一热交换器28的下游。第四截止阀124在至少一种操作模式期间处于打开位置,其中第一三通阀96将第一热交换流体从第一膨胀阀84的出口92引导到蓄积器72的入口88。
进一步参考图1至图19,第二膨胀阀128定位在蒸气发生器48的上游。在一些示例中,蒸气发生器48是液气分离器阀;在这类示例中,液气分离器阀可以执行热相分离和/或机械相分离,由此至少部分地提取循环通过制冷剂回路24的第一热交换流体的气体组分。由液气分离器阀提取的第一热交换流体的气体组分的部分然后可以在中压入口56处喷射到压缩机中。另外,在此类示例中,对于给定的操作模式,可能包含液体和气体组分的第一热交换流体的其余部分通过制冷剂导管网100循环到制冷剂回路24的其余部件。第一热交换流体的该其余部分最终被引导到压缩机44的低压入口52。在替代示例中,蒸气发生器48是板式热交换器。在这类示例中,第二膨胀阀128可以定位在蒸气发生器48的第一区域64的上游。例如,第二膨胀阀128可以被定位成紧接在蒸气发生器48的第一区域64的上游。第三膨胀阀132定位在第三热交换器36的上游。第四膨胀阀136定位在第四热交换器40的上游。
仍进一步参考图1至图19,热泵20还可以包括冷却剂回路140。冷却剂回路140包括泵144、第二热交换器32的第二区域148、贮存器152、第五热交换器156、以及流体地联接冷却剂回路140的部件的冷却剂导管网160。第二热交换流体流过冷却剂回路140的冷却剂导管网160以及冷却剂回路140的部件。第一热交换流体和第二热交换流体通过第二热交换器32进行热相互作用。更具体地,当第一热交换流体和第二热交换流体分别流过第二热交换器32的第一区域30和第二区域148时,第一热交换流体和第二热交换流体进行热相互作用。在各种示例中,第五热交换器156可以与暖通空调(HVAC)系统的管道系统164流体连通。类似地,第三热交换器36可以与HVAC系统的管道系统164流体连通。因此,可以采用第三热交换器36和第五热交换器156来改变环境空气的温度并向环境(例如,车辆的车厢)提供温度受控的空气。第一止回阀168被定位成紧接在第三热交换器36的下游。第二止回阀172被定位成紧接在第四热交换器40的下游。
现在参考图2A至图11,以示例性形式描绘了采用蒸气发生器48的各种操作模式。本文将进一步详细讨论特定操作模式的细节。在蒸气发生器48包括第一区域64和第二区域68(例如,板式热交换器)的示例中,第一分支点176被定位成紧接在蒸气发生器48的第二区域68的入口180的上游。类似地,第一分支点176被定位成紧接在第二膨胀阀128的上游。第一热交换流体由压缩机44基于给定的操作模式沿着各种路径驱动通过制冷剂导管网100以到达第一分支点176,如将在本文中进一步详细讨论的。一旦第一热交换流体到达第一分支点176,第一热交换流体的一部分就转向第二膨胀阀128,而第一热交换流体的其余部分继续朝向蒸气发生器48的第二区域68。在各种示例中,第一热交换流体的转向第二膨胀阀128的部分可以被表达为比率或百分比。例如,将比率表达为转向第二膨胀阀128的第一热交换流体的百分比,第二膨胀阀128可以接收遇到第一分支点176的第一热交换流体的约5%、约10%、约15%、约20%、约25%、约30%、约35%、约40%、约45%、约50%、约55%或约60%。遇到第一分支点176并且不转向第二膨胀阀128的第一热交换流体的其余部分或平衡百分比部分可以继续朝向蒸气发生器48的第二区域68。可以设想,在热泵20的不同操作模式下,由第二膨胀阀128接收的第一热交换流体的百分比可以变化。第一热交换流体的转向第二膨胀阀128的部分流过第二膨胀阀128并且被朝向蒸气发生器48的第一区域64的入口184引导。第一热交换流体的该转向部分流过第一区域64并在蒸气发生器48的出口188处离开蒸气发生器48。由于与第二膨胀阀128的相互作用,第一热交换流体的转向第二膨胀阀128的部分的压力和温度下降。因此,流过蒸气发生器48的第一区域64的第一热交换流体具有比流过第二区域68的第一热交换流体更低的压力和温度。因此,第一区域64内的第一热交换流体与流过蒸气发生器48的第二区域68的第一热交换流体进行热相互作用。
再次参考图2A至图11,由于第一区域64内的第一热交换流体与第二区域68内的第一热交换流体之间的热相互作用,第一区域64内的第一热交换流体以高于第一热交换流体进入第一区域64的入口184时的温度、压力和/或蒸气百分比在第一区域64的出口188处离开蒸气发生器48。通过出口188离开第一区域64的第一热交换流体被朝向压缩机44的中压入口56引导。来自蒸气发生器48的第一区域64的第一热交换流体被喷射到压缩机44中。在压缩机44的中压入口56处喷射第一热交换流体可以提高制冷剂回路24的效率和/或增加制冷剂回路24的热交换容量。例如,在压缩机44的中压入口56处喷射第一热交换流体可以提高制冷剂回路24的冷凝能力,同时减小压缩机44所经受的负荷。制冷剂回路24的冷凝能力提高以及压缩机44上的负荷减少可以有助于提高热泵20和制冷剂回路24的性能和效率。另外,在中压入口56处喷射第一热交换流体可以增大热泵20和/或制冷剂回路24的环境温度操作范围。
进一步参考图2A至图11,第一热交换流体的未转向第二膨胀阀128而是流向蒸气发生器48的第二区域68的入口180的部分与被转向第二膨胀阀128的第一热交换流体进行热相互作用。在第二区域68内的第一热交换流体与第一区域64内的第一热交换流体之间的这种热相互作用期间,热量从第二区域68内的第一热交换流体传递到第一区域64内的第一热交换流体。因此,在第二区域68的出口192处离开蒸气发生器48的第一热交换流体可以处于与进入入口180的第一热交换流体不同的温度、压力和/或蒸气百分比。例如,在第二区域68的出口192处离开蒸气发生器48的第一热交换流体可以具有比第一热交换流体进入第二区域68的入口180时更低的温度和压力。在离开第二区域68的出口192之后,第一热交换流体被朝向第二截止阀116引导。由于第二截止阀116处于打开位置,第一热交换流体流过第二截止阀116。
仍进一步参考图2A至图11,在其中蒸气发生器48包括第一区域64和第二区域68的示例中,第一联接点196被定位成紧接在第一分支点176的上游。在蒸气发生器48移除第一热交换流体的气体组分的至少一部分并且将第一热交换流体的气体组分的至少一部分提供给压缩机44的中压入口56的示例中,第一联接点196被定位成紧接在第二膨胀阀128的上游,如本文中将进一步详细描述的。在此类示例中,在通过第一联接点196之后,第一热交换流体流过第二膨胀阀128并被朝向蒸气发生器48的入口200(图2B)引导。如上所述,在此类示例的蒸气发生器48内,第一热交换流体的气体组分的至少一部分被分离或移除并且被朝向压缩机44的中压入口56引导。更具体地,与第一热交换流体分离的气体组分的部分通过第一出口204(图2B)离开蒸气发生器48。未通过第一出口204离开蒸气发生器48的第一热交换流体的其余部分被朝向蒸气发生器48的第二出口208(图2B)引导。
再次参考图2A至图11,类似于以上关于包括第一区域64和第二区域68的蒸气发生器48的示例的讨论,在各种示例中,第一热交换流体的由蒸气发生器48朝向第一出口204引导的气体部分可以表达为比率或百分比。例如,将比率表达为第一热交换流体的转向第一出口204的百分比,第一出口204可以接收进入蒸气发生器48的第一热交换流体的约5%、约10%、约15%、约20%、约25%、约30%、约35%、约40%、约45%、约50%、约55%或约60%。第一热交换流体的遇到蒸气发生器48并且不转向第一出口204的其余部分或平衡百分比部分可以继续被朝向蒸气发生器48的第二出口208引导。可以设想,在热泵20的不同操作模式下,第一热交换流体的被朝向第一出口204引导的百分比可以变化。另外,可以设想,第一热交换流体的高达100%的气体组分可以被分离并被朝向第一出口204引导。在离开蒸气发生器48的第二出口208之后,第一热交换流体被朝向第二截止阀116引导。由于第二截止阀116处于打开位置,第一热交换流体流过第二截止阀116。
参考图2A至图4,分别以示例性形式描绘了车厢的冷却操作模式(图2A和图2B)、电池的冷却操作模式(图3)以及车厢和电池的冷却操作模式。在这些操作模式中的每一者中,压缩机44作用于第一热交换流体以将第一热交换流体从出口60朝向第二三通阀104驱动。更具体地,压缩机44将第一热交换流体朝向第二三通阀104的第一端口212驱动。由于第二三通阀104在这些操作模式下的定位,在第一端口212处接收的第一热交换流体被引导为在第二三通阀104的第二端口216处离开第二三通阀。在离开第二三通阀104的第二端口216之后,第一热交换流体被朝向第一热交换器28的入口180引导。当第一热交换流体流过第一热交换器28时,第一热交换流体可以与制冷剂回路24和冷却剂回路140外部的热交换流体(例如,环境空气)进行热相互作用,使得热量可以从第一热交换流体移除。第一热交换流体在第一热交换器28的出口220处离开第一热交换器28。
再次参考图2A至图4,在通过出口220离开第一热交换器28时,第一热交换流体被朝向第一截止阀112引导。在这些操作模式中的每一者中,第一截止阀112处于打开位置。在流过第一截止阀112之后,第一热交换流体通过第一联接点196。第一联接点196在第二热交换器32的第一区域30的下游。第一联接点196在第一分支点176的上游和/或第二膨胀阀128的上游(参见图2A)。在一些示例中,将第一热交换流体从第一联接点196引导到第一分支点176。在此类示例中,在第一分支点176处,第一热交换流体以已经关于第二膨胀阀128和蒸气发生器48的第一区域64描述的方式转向。在各种示例中,将第一热交换流体从第一联接点196完全引导到第二膨胀阀128(参见图2B)。在此类示例中,在与第一联接点196相互作用的全部热交换流体通过第二膨胀阀128之后,第一热交换流体被朝向蒸气发生器48的入口200引导。由于与第二膨胀阀128的相互作用,第一热交换流体的压力和温度降低。
具体参考图2A和图2B,因为上面已经描述了第一热交换流体从压缩机44到第二截止阀116的流动,所以为了简洁起见,这里省略了此类描述。在这些操作模式下,第三截止阀120和第四截止阀124关闭。类似地,第一三通阀96被放置在使得第一热交换流体不会流过第一三通阀96的位置。在一些示例中,第一膨胀阀84可以作为截止阀操作以防止第一热交换流体流到第一三通阀96。在所描绘的示例中,第四膨胀阀136可以作为截止阀操作,使得第一热交换流体不通过第四膨胀阀136。因此,通过制冷剂导管网100将第一热交换流体从第二截止阀116朝向第三膨胀阀132引导。正如第二膨胀阀128,由于与第三膨胀阀132的相互作用,第一热交换流体所经受的压力和温度降低。在离开第三膨胀阀132之后,第一热交换流体被朝向第三热交换器36的入口224引导。可以采用流过第三热交换器36的第一热交换流体的降低的温度和压力来向流过与第三热交换器36流体连通的管道系统164的空气提供冷却。因此,通过第三热交换器36的出口228离开第三热交换器36的第一热交换流体可以具有与在入口224处进入第三热交换器36的第一热交换流体相比增加的压力、温度和/或蒸气百分比。在通过出口228离开第三热交换器36后,第一热交换流体流过第一止回阀168。在离开第一止回阀168之后,第一热交换流体被制冷剂导管网100朝向蓄积器72引导。在这些操作模式下,第二止回阀172防止朝向第四热交换器40的回流。因此,当在给定的操作模式下不采用第四热交换器40时,防止第四热交换器40成为第一热交换流体的存储容器。蓄积器72接收第一热交换流体并将第一热交换流体的气体组分提供给压缩机44的低压入口52,从而在车厢的冷却操作模式下完成制冷剂回路24的遍历。
具体参考图3,因为上面已经描述了第一热交换流体从压缩机44到第二截止阀116的流动,所以为了简洁起见,这里省略了此类描述。在这种操作模式下,第三截止阀120和第四截止阀124关闭。类似地,第一三通阀96被放置在使得第一热交换流体不会流过第一三通阀96的位置。在一些示例中,第一膨胀阀84可以作为截止阀操作以防止第一热交换流体流到第一三通阀96。在所描绘的示例中,第三膨胀阀132可以作为截止阀操作,使得第一热交换流体不通过第三膨胀阀132。因此,将第一热交换流体从第二截止阀更具体地,第一热交换流体遇到第二分支点232,在所述第二分支点处,由于第三膨胀阀132作为截止阀操作,因此第一热交换流体被转向第四膨胀阀136。在图2B所描绘的示例中,第二分支点232可以指第一分支点或分支点。不管分支点的数量如何,由于与第四膨胀阀136的相互作用,第一热交换流体所经受的压力和温度降低。在离开第四膨胀阀136之后,第一热交换流体被朝向第四热交换器40的入口236引导。由于与第四膨胀阀136的相互作用,流过第四热交换器40的第一热交换流体的温度和压力降低可以用于降低与第四热交换器40相互作用的发热部件(例如电动马达、电池、电子器件等)的温度。因此,通过第四热交换器40的出口240离开第四热交换器40的第一热交换流体可以具有与在入口236处进入第四热交换器40的第一热交换流体相比增加的压力、温度和/或蒸气百分比。在通过出口240离开第四热交换器40之后,第一热交换流体被制冷剂导管网100朝向第二止回阀172引导。一旦第一热交换流体通过第二止回阀172,第一热交换流体就被朝向蓄积器72引导。在这种操作模式下,第一止回阀168防止朝向第三热交换器36的回流。因此,当在给定的操作模式下不采用第三热交换器36时,防止第三热交换器36成为第一热交换流体的存储容器。蓄积器72接收第一热交换流体并将第一热交换流体的气体组分提供给压缩机44的低压入口52,从而在电池的冷却操作模式下完成制冷剂回路24的遍历。
具体参考图4,描绘了根据一个示例的车厢和电池的冷却操作模式。在这种操作模式下,第三截止阀120和第四截止阀124关闭。类似地,第一三通阀96被放置在使得第一热交换流体不会流过第一三通阀96的位置。在一些示例中,第一膨胀阀84可以作为截止阀操作以防止第一热交换流体流到第一三通阀96。因此,通过制冷剂导管网100将第一热交换流体从第二截止阀116朝向第三膨胀阀132引导。在通向第三膨胀阀132的途中,第一热交换流体遇到第二分支点232。在第二分支点232处,第一热交换流体的第一部分被朝向第四膨胀阀136引导,并且第一热交换流体的第二部分被朝向第三膨胀阀132引导。由于与第四膨胀阀136的相互作用,第一热交换流体的第一部分的压力和温度降低。类似地,由于与第三膨胀阀132的相互作用,第一热交换流体的第二部分所经受的压力和温度降低。在离开第三膨胀阀132之后,第一热交换流体被朝向第三热交换器36的入口224引导。可以采用流过第三热交换器36的第一热交换流体的降低的温度和压力来向流过与第三热交换器36流体连通的管道系统164的空气提供冷却。因此,通过第三热交换器36的出口228离开第三热交换器36的第一热交换流体可以具有与在入口224处进入第三热交换器36的第一热交换流体相比增加的压力、温度和/或蒸气百分比。在通过出口228离开第三热交换器36时,第一热交换流体被朝向第一止回阀168引导。
再次参考图4,在离开第四膨胀阀136之后,第一热交换流体被朝向第四热交换器40的入口236引导。由于与第四膨胀阀136的相互作用,流过第四热交换器40的第一热交换流体的温度和压力降低可以用于降低与第四热交换器40相互作用的发热部件(例如电动马达、电池、电子器件等)的温度。因此,通过第四热交换器40的出口240离开第四热交换器40的第一热交换流体可以具有与在入口236处进入第四热交换器40的第一热交换流体相比时增加的压力、温度和/或蒸气百分比。在通过出口240离开第四热交换器40之后,第一热交换流体被制冷剂导管网100朝向第二止回阀172引导。一旦第一热交换流体已经通过第一止回阀168和第二止回阀172,被朝向第四热交换器40引导的第一热交换流体的第一部分就与被朝向第三热交换器36引导的第一热交换流体的第二部分重新结合或重新组合。第一止回阀168防止第三热交换器36的出口228处的回流或过度背压。类似地,第二止回阀172防止第四热交换器40的出口240处的回流或过度背压。将第一热交换流体从第一止回阀168和第二止回阀172朝向蓄积器72引导。蓄积器72接收第一热交换流体并将第一热交换流体的气体组分提供给压缩机44的低压入口52,从而在车厢和电池的冷却操作模式下完成制冷剂回路24的遍历。
现在参考图5至图9、图14至图17以及图19,描绘了采用冷却剂回路140的热泵20的各种操作模式。泵144在这些操作模式下被激活,使得第二热交换流体循环通过冷却剂回路140的部件。将第二热交换流体从泵144朝向第二热交换器32驱动。因此,第二热交换流体通过第二热交换器32与第一热交换流体进行热相互作用。更具体地,第二热交换流体循环通过第二热交换器32的第二区域148,而第一热交换流体循环通过第二热交换器32的第一区域30。在各种示例中,第二热交换流体可以在第二热交换器32处从第一热交换流体提取热量。通过冷却剂导管网160将第二热交换流体从第二热交换器32引导到贮存器152的入口244。贮存器152可以蓄积第二热交换流体。贮存器152的出口248通过冷却剂导管网152连接到第五热交换器156的入口252。在各种示例中,附加部件可以包括在冷却剂回路140中并且铺设在贮存器152的出口248与第五热交换器156的入口252之间,如将在本文中进一步详细讨论的。
再次参考图5至图9、图14至图17以及图19,第五热交换器156的出口256铺设到泵144。因此,当操作泵144时,第二热交换流体以类似虹吸的方式从贮存器152抽吸到第五热交换器156的入口252中。换句话说,泵144的操作可以在贮存器152的入口244处产生正压并且在贮存器152的出口248处产生负压。因此,贮存器152两端的压力差可以促进将第二热交换流体引入第五热交换器156的入口252中。在一些示例中,附加部件可以包括在冷却剂回路140中并且铺设在第五热交换器156的出口256与泵144之间。由于第五热交换器156与管道系统164之间的流体连通,第二热交换流体可以向车辆的车厢提供热量。例如,第五热交换器156可以作为加热器芯体操作。替代地,在给定时间车辆或热泵20当前所处的环境中的寒冷天气状况期间,来自第二热交换流体的热量可以从第五热交换器156传递到可以受益于此类热量的部件,诸如电池或电气部件。
进一步参考图5至图9、图14至图17以及图19,压缩机44作用于第一热交换流体以将第一热交换流体从压缩机44的出口60朝向第二三通阀104的第一端口212驱动。第二三通阀104在图5至图7、图14至图17以及图19中描绘的操作模式下的定位是使得在第一端口212处接收的全部第一热交换流体被引导出第二三通阀104的第三端口260。第二三通阀104在图8和图9中描绘的操作模式下的定位是使得在第一端口212处接收的第一热交换流体的第一部分被引导出第二端口216,并且在第一端口212处接收的第一热交换流体的第二部分被引导出第三端口260,如将在本文中进一步详细讨论的。在图5至图9、图14至图17以及图19中描绘的操作模式中的每一种操作模式下,将第一热交换流体从第二三通阀104的第三端口260朝向第二热交换器32的第一区域30的入口264引导。在与第二热交换器32中的第二热交换流体进行热相互作用之后,第一热交换流体通过第一区域30的出口268离开第二热交换器32的第一区域30。在离开第二热交换器32的第一区域30后,第一热交换流体被朝向第一联接点196引导。在第一联接点196处,通过第一截止阀112处于关闭位置(图5至图7、图14至图17以及图19)或通过第一热交换流体从第一截止阀112(图8和图9)流出的压力来阻止第一热交换流体流向第一截止阀112。在一些示例中,将第一热交换流体从第一联接点196朝向第一分支点176引导。在各种示例中,将第一热交换流体从第一联接点196朝向第二膨胀阀128引导。
仍进一步参考图5至图9、图14至图17以及图19,例如,其包括第一分支点176,当第一热交换流体遇到第一分支点176时,第一热交换流体的一部分转向第二膨胀阀128,而第一热交换流体的其余部分继续朝向蒸气发生器48的第二区域68。在各种示例中,第一热交换流体的转向第二膨胀阀128的部分可以被表达为比率或百分比。例如,将比率表达为转向第二膨胀阀128的第一热交换流体的百分比,第二膨胀阀128可以接收遇到第一分支点176的第一热交换流体的约5%、约10%、约15%、约20%、约25%、约30%、约35%、约40%、约45%、约50%、约55%或约60%。遇到第一分支点176并且不转向第二膨胀阀128的第一热交换流体的其余部分或平衡百分比部分可以继续朝向蒸气发生器48的第二区域68。可以设想,在热泵20的不同操作模式下,由第二膨胀阀128接收的第一热交换流体的百分比可以变化。还可以设想,第二膨胀阀128可以在一些操作模式下作为截止阀操作,使得遇到第一分支点176的全部第一热交换流体被朝向蒸气发生器48的第二区域68引导,从而有效地绕过用于在中压入口56处喷射的蒸气的产生。
再次参考图5至图9、图14至图17以及图19,转向第二膨胀阀128的第一热交换流体的部分流过第二膨胀阀128并且被朝向蒸气发生器48的第一区域64的入口184引导。第一热交换流体的该转向部分流过第一区域64并在蒸气发生器48的第一区域64的出口188处离开蒸气发生器48。由于与第二膨胀阀128的相互作用,第一热交换流体的转向第二膨胀阀128的部分的压力和温度下降。因此,流过蒸气发生器48的第一区域64的第一热交换流体具有比流过第二区域68的第一热交换流体更低的压力和温度。因此,第一区域64内的第一热交换流体与流过蒸气发生器48的第二区域68的第一热交换流体进行热相互作用。
再次参考图5至图9、图14至图17以及图19,由于第一区域64内的第一热交换流体与第二区域68内的第一热交换流体之间的热相互作用,第一区域64内的第一热交换流体以高于第一热交换流体进入第一区域64的入口184时的温度、压力和/或蒸气百分比在第一区域64的出口188处离开蒸气发生器48。通过出口188离开第一区域64的第一热交换流体被朝向压缩机44的中压入口56引导。来自蒸气发生器48的第一区域64的第一热交换流体以气体状态被喷射到压缩机44中。在压缩机44的中压入口56处喷射第一热交换流体可以提高制冷剂回路24的效率和/或增加制冷剂回路24的热交换容量。例如,在压缩机44的中压入口56处喷射第一热交换流体可以提高制冷剂回路24的冷凝能力,同时减小压缩机44所经受的负荷。制冷剂回路24的冷凝能力提高以及压缩机44上的负荷减少可以有助于提高热泵20和制冷剂回路24的性能和效率。另外,在中压入口56处喷射第一热交换流体可以增大热泵20和/或制冷剂回路24的环境温度操作范围。
进一步参考图5至图9、图14至图17以及图19,第一热交换流体的未转向第二膨胀阀128而是流向蒸气发生器48的第二区域68的入口180的部分与被转向第二膨胀阀128的第一热交换流体进行热相互作用。在第二区域68内的第一热交换流体与第一区域64内的第一热交换流体之间的这种热相互作用期间,热量从第二区域68内的第一热交换流体传递到第一区域64内的第一热交换流体。因此,在第二区域68的出口192处离开蒸气发生器48的第一热交换流体可以处于与进入入口180的第一热交换流体不同的温度、压力和/或蒸气百分比。例如,在第二区域68的出口192处离开蒸气发生器48的第一热交换流体可以具有比第一热交换流体进入第二区域68的入口180时更低的温度和压力。在离开第二区域68的出口192之后,第一热交换流体被朝向第二截止阀116引导。由于第二截止阀116处于打开位置,第一热交换流体流过第二截止阀116。
再次参考图5至图9、图14至图17以及图19,在省略第一分支点176(参见图2B)的各种示例中,通过第一联接点196的第一热交换流体被朝向第二膨胀阀128引导。由于与第二膨胀阀128的相互作用,第一热交换流体的压力和温度降低。在离开第二膨胀阀128之后,第一热交换流体被朝向蒸气发生器48的入口200引导。蒸气发生器48以上面已经关于第一出口204和第二出口208描述的方式操作。因此,为了简洁起见,这里不再重复此类描述。
具体参考图5、图14至图17以及图19,以示例性形式描绘了加热或再加热操作模式。将第一热交换流体从第二截止阀116朝向第一膨胀阀84引导。在图5、图14至图16以及图19中所描绘的操作模式下,第三膨胀阀132和第四膨胀阀136作为截止阀操作,使得第三热交换器36和第四热交换器40不接收由压缩机44驱动的第一热交换流体。在图17中描绘的操作模式下,第一膨胀阀84和第三膨胀阀132接收第一热交换流体,而第四膨胀阀136作为截止阀操作。由于与第一膨胀阀84的相互作用,第一热交换流体所经受的压力和温度降低。类似地,由于与处于图17中所描绘的操作模式下的第三膨胀阀132的相互作用,第一热交换流体所经受的压力和温度降低。
再次参考图5、图14至图17以及图19,由于上文已经描述了第一热交换流体从第三膨胀阀132通过第三热交换器36并最终到达蓄积器72的流动,因此,为简洁起见,这里省略了对其的描述。将第一热交换流体从第一膨胀阀84朝向第一三通阀96的第一端口272引导。第一三通阀96在这些操作模式下的定位是使得在第一端口272处接收的第一热交换流体被引导出第一三通阀96的第二端口276。将第一热交换流体从第二端口276朝向第一热交换器28的入口108引导。在第一热交换器28内,第一热交换流体可以从与第一热交换器28另外接触的流体(例如,车辆外部的环境空气)吸收热量。在这种操作模式下,第一截止阀112和第四截止阀124各自处于关闭位置。然而,在这些操作模式下,第三截止阀120处于打开位置,这导致第一热交换流体在通过第一热交换器28的出口220离开第一热交换器时被朝向蓄积器72引导。第一止回阀168和第二止回阀172在图5、图14至图16以及图19中描绘的操作模式下分别防止朝向第三热交换器36和第四热交换器40的回流。因此,当在给定的操作模式下不采用第三热交换器36和第四热交换器40时,防止第三热交换器36和第四热交换器40成为第一热交换流体的存储容器。在图17中,第二止回阀172防止朝向第四热交换器40的回流。因此,当在给定的操作模式下不采用第四热交换器40时,防止第四热交换器40成为第一热交换流体的存储容器。蓄积器72如先前所概述的那样履行。第一热交换流体的气体组分通过低压入口52从蓄积器72引入压缩机44中。
现在参考图6至图9,以示例性形式描绘了采用第三热交换器36的各种操作模式。更具体地,描述了第一再加热操作模式(图6)、第二再加热操作模式(图7)、第三再加热操作模式(图8)和第四再加热操作模式(图9)。在这些操作模式中的每一者下,第三截止阀120和第四截止阀124在这些操作模式下关闭。类似地,第一三通阀96被放置在使得第一热交换流体不会流过第一三通阀96的位置。在一些示例中,第一膨胀阀84可以作为截止阀操作以防止第一热交换流体流到第一三通阀96。在图6和图8中描绘的示例中,第四膨胀阀136可以作为截止阀操作,使得第一热交换流体不通过第四膨胀阀136。因此,将第一热交换流体从第二截止阀116朝向第三膨胀阀132引导。在图6和图8中,将离开第二截止阀116的全部第一热交换流体朝向第三膨胀阀132引导。在图7和图9中,离开第二截止阀116的第一热交换流体的一部分在第二分支点232处转向第四膨胀阀136,如将在本文中进一步详细讨论的。由于与第三膨胀阀132的相互作用,第一热交换流体所经受的压力和温度降低。在离开第三膨胀阀132之后,第一热交换流体被朝向第三热交换器36的入口224引导。
再次参考图6至图9,可以采用流过第三热交换器36的第一热交换流体的降低的温度和压力来向流过与第三热交换器36流体连通的管道系统164的空气提供冷却。因此,通过第三热交换器36的出口228离开第三热交换器36的第一热交换流体可以具有与在入口224处进入第三热交换器36的第一热交换流体相比增加的压力、温度和/或蒸气百分比。在这些操作模式下由第三热交换器36提供的对管道系统164内的空气的冷却可以用作控制循环通过管道系统164的空气内的湿度水平的方式(例如,除湿)。例如,由第三热交换器36提供的对管道系统164内的空气的冷却可以导致通过管道系统164的空气(例如,水蒸气)的至少一些气体组分冷凝。在通过出口228离开第三热交换器36后,第一热交换流体流过第一止回阀168。在离开第一止回阀168之后,第一热交换流体被制冷剂导管网100朝向蓄积器72引导。在图6和图8中,第二止回阀172防止在这些操作模式下朝向第四热交换器40的回流。因此,当在给定的操作模式下不采用第四热交换器40时,防止第四热交换器40成为第一热交换流体的存储容器。蓄积器72接收第一热交换流体并将第一热交换流体的气体组分提供给压缩机44的低压入口52。
具体地参考图7和图9,通过制冷剂导管网100将第一热交换流体从第二截止阀116朝向第三膨胀阀132引导。在通向第三膨胀阀132的途中,第一热交换流体遇到第二分支点232。在第二分支点232处,第一热交换流体的第一部分被朝向第四膨胀阀136引导,并且第一热交换流体的第二部分被朝向第三膨胀阀132引导。由于与第四膨胀阀136的相互作用,第一热交换流体的第一部分的压力和温度降低。已经关于这些操作模式讨论了第二部分的流动,并且为了简洁起见,这里省略了对其的讨论。在离开第四膨胀阀136之后,第一热交换流体被朝向第四热交换器40的入口236引导。由于与第四膨胀阀136的相互作用,流过第四热交换器40的第一热交换流体的温度和压力降低可以用于降低与第四热交换器40相互作用的发热部件(例如电动马达、电池、电子器件等)的温度。因此,通过第四热交换器40的出口240离开第四热交换器40的第一热交换流体可以具有与在入口236处进入第四热交换器40的第一热交换流体相比时增加的压力、温度和/或蒸气百分比。
再次参考图7和图9,在通过出口240离开第四热交换器40之后,第一热交换流体被制冷剂导管网100朝向第二止回阀172引导。一旦第一热交换流体已经通过第一止回阀168和第二止回阀172,被朝向第四热交换器40引导的第一热交换流体的第一部分就与被朝向第三热交换器36引导的第一热交换流体的第二部分重新结合或重新组合。第一止回阀168防止第三热交换器36的出口228处的回流或过度背压。类似地,第二止回阀172防止第四热交换器40的出口240处的回流或过度背压。将第一热交换流体从第一止回阀168和第二止回阀172朝向蓄积器72引导。蓄积器72接收第一热交换流体并将第一热交换流体的气体组分提供给压缩机44的低压入口52。
现在参考图8和图9,如上所述,第二三通阀104在这些操作模式下的定位是使得在第一端口212处接收的第一热交换流体的第一部分被引导出第二端口216,并且在第一端口212处接收的第一热交换流体的第二部分被引导出第三端口260。由于已经讨论了来自第三端口260的第一热交换流体的流动,因此现在将焦点转向来自第二端口216的第一热交换流体的流动。在离开第二三通阀104的第二端口216之后,第一热交换流体被朝向第一热交换器28的入口108引导。当第一热交换流体流过第一热交换器28时,第一热交换流体可以与制冷剂回路24和冷却剂回路140外部的热交换流体(例如,环境空气)进行热相互作用,使得热量可以与第一热交换流体交换(例如,热量通过第一热交换流体吸收或热量从第一热交换流体耗散)。第一热交换流体在第一热交换器28的出口220处离开第一热交换器28。
再次参考图8和图9,在通过出口220离开第一热交换器28时,第一热交换流体被朝向第一截止阀112引导。在这些操作模式中的每一者下,第一截止阀112处于打开位置,而第三截止阀120和第四截止阀124处于关闭位置。在流过第一截止阀112之后,第一热交换流体通过第一联接点196,所述第一联接点在第二热交换器32的第一区域30的下游。取决于特定示例,第一联接点196在第二膨胀阀128和/或第一分支点176的上游。在第一联接点196处,第一热交换流体的第一部分和第二部分彼此重新组合。将第一热交换流体从第一联接点196朝向第二膨胀阀128和/或第一分支点176引导。在第一分支点176处,当存在第一热交换流体时,第一热交换流体以已经关于第二膨胀阀128和蒸气发生器48描述的方式转向,所述蒸气发生器包括第一区域64和第二区域68。
参考图10至图12,以示例性形式描绘了再加热和除冰操作模式(图10)、第一除冰操作模式(图11)和第二除冰操作模式(图12)。在这些操作模式中的每一者中,压缩机44作用于第一热交换流体以将第一热交换流体从出口60朝向第二三通阀104驱动。更具体地,压缩机44将第一热交换流体朝向第二三通阀104的第一端口212驱动。第二三通阀104在图10中描绘的操作模式下的定位是使得在第一端口212处接收的第一热交换流体的第一部分被引导出第二端口216,并且在第一端口212处接收的第一热交换流体的第二部分被引导出第三端口260,如将在本文中进一步详细讨论的。由于第二三通阀104在图11和图12中描绘的操作模式下的定位,在第一端口212处接收的全部第一热交换流体被引导为在第二三通阀104的第二端口216处离开第二三通阀。
在图10至图12中描绘的操作模式中的每一者下,在离开第二三通阀104的第二端口216之后,第一热交换流体被朝向第一热交换器28的入口108引导。当第一热交换流体流过第一热交换器28时,第一热交换流体可以与制冷剂回路24和冷却剂回路140外部的热交换流体(例如,环境空气)进行热相互作用,使得热量可以从第一热交换流体移除。第一热交换流体在第一热交换器28的出口220处离开第一热交换器28。在通过出口220离开第一热交换器28时,第一热交换流体被朝向第一截止阀112引导。在图10和图11中描绘的操作模式下,第一截止阀112处于打开位置。因此,在如图10和图11中描绘的操作模式下,第一热交换流体流过第一截止阀112并遇到第一联接点196。在图12中描绘的操作模式下,第一截止阀112处于关闭位置。在图10至图12中描绘的操作模式中的每一者下,第三截止阀120处于关闭位置。
具体参考图10,第二三通阀104在这种操作模式下的定位是使得在第一端口212处接收的第一热交换流体的第一部分被引导出第二端口216,并且在第一端口212处接收的第一热交换流体的第二部分被引导出第三端口260。将第一热交换流体从第二三通阀104的第三端口260朝向第二热交换器32的第一区域30的入口264引导。在第二热交换器32内,第一热交换流体与循环通过冷却剂回路140的第二热交换流体进行热相互作用。上面已经描述了冷却剂回路140的操作,并且在所描绘的示例中以相同的方式操作。因此,为了简洁起见,这里不再重复对冷却剂回路140的操作的描述。在与第二热交换器32中的第二热交换流体进行热相互作用之后,第一热交换流体通过第一区域30的出口268离开第二热交换器32的第一区域30。在离开第二热交换器32的第一区域30后,第一热交换流体被朝向第一联接点196引导。在第一联接点196处,通过第一热交换流体从第一截止阀112流出的压力来防止第一热交换流体流向第一截止阀112。在第一联接点196处,第一热交换流体的第一部分和第二部分重新组合。
参考图10和图11,将第一热交换流体从第一联接点196朝向第二膨胀阀128和/或第一分支点176(如果采用)引导。在包括第一分支点176的示例中,当第一热交换流体遇到第一分支点176时,第一热交换流体的一部分被转向第二膨胀阀128,而第一热交换流体的其余部分以已经描述的方式继续朝向蒸气发生器48的第二区域68。将第一热交换流体从蒸气发生器48朝向第二截止阀116引导。
具体参考图10,在这种操作模式下,第四截止阀124关闭。类似地,第一三通阀96被放置在使得第一热交换流体不会流过第一三通阀96的位置。在一些示例中,第一膨胀阀84可以作为截止阀操作以防止第一热交换流体流到第一三通阀96。在所描绘的示例中,第三膨胀阀132可以作为截止阀操作,使得第一热交换流体不通过第三膨胀阀132。因此,将第一热交换流体从第二截止阀116朝向第四膨胀阀136引导。更具体地,第一热交换流体遇到第二分支点232,在所述第二分支点处,由于第三膨胀阀132作为截止阀操作,第一热交换流体被转向第四膨胀阀136。由于与第四膨胀阀136的相互作用,第一热交换流体所经受的压力和温度降低。在离开第四膨胀阀136之后,第一热交换流体被朝向第四热交换器40的入口236引导。由于与第四膨胀阀136的相互作用,流过第四热交换器40的第一热交换流体的温度和压力降低可以用于降低与第四热交换器40相互作用的发热部件(例如电动马达、电池、电子器件等)的温度。因此,通过第四热交换器40的出口240离开第四热交换器40的第一热交换流体可以具有与在入口236处进入第四热交换器40的第一热交换流体相比增加的压力、温度和/或蒸气百分比。在通过出口240离开第四热交换器40之后,第一热交换流体被制冷剂导管网100朝向第二止回阀172引导。一旦第一热交换流体通过第二止回阀172,第一热交换流体就被朝向蓄积器72引导。在这种操作模式下,第一止回阀168防止朝向第三热交换器36的回流。因此,当在给定的操作模式下不采用第三热交换器36时,防止第三热交换器36成为第一热交换流体的存储容器。蓄积器72接收第一热交换流体并将第一热交换流体的气体组分提供给压缩机44的低压入口52,由此在再加热和除冰操作模式下完成制冷剂回路24的遍历。
具体地参考图11,将第一热交换流体从第二截止阀116朝向第三膨胀阀132引导。然而,在这种操作模式下,第三膨胀阀132和第四膨胀阀136各自作为截止阀操作。另外,第四截止阀124处于关闭位置。因此,在离开第二截止阀116之后,在第一膨胀阀84的入口88处接收第一热交换流体。由于与第一膨胀阀84的相互作用,第一热交换流体所经受的压力和温度降低。将第一热交换流体从第一膨胀阀84朝向第一三通阀96的第一端口272引导。第一三通阀96在这种操作模式下的定位是使得在第一端口272处接收的第一热交换流体被引导出第一三通阀96的第三端口280。将第一热交换流体从第三端口280朝向蓄积器72引导。因此,第一三通阀96在第一除冰操作模式下将第一热交换流体从第一膨胀阀84的出口92引导到蓄积器72的入口76。第一止回阀168和第二止回阀172防止朝向第三热交换器36和第四热交换器40的回流。因此,当在给定的操作模式下不采用第三热交换器36和第四热交换器40时,防止第三热交换器36和第四热交换器40成为第一热交换流体的存储容器。蓄积器72接收第一热交换流体并将第一热交换流体的气体组分提供给压缩机44的低压入口52,由此在第一除冰操作模式下完成制冷剂回路24的遍历。
现在参考图12,上面已经描述了从压缩机44的出口60到第一热交换器28的出口220的第一热交换流体的流动,并且为了简洁起见,这里不再重复。在这种操作模式下,第一截止阀112、第二截止阀116和第四截止阀120各自处于关闭位置。因此,在通过出口220离开第一热交换器28时,第一热交换流体被朝向第四截止阀124引导。在这种操作模式下,第三膨胀阀132和第四膨胀阀136各自作为截止阀操作,使得第一热交换流体在离开第四截止阀124时被朝向第一膨胀阀84引导。由于与第一膨胀阀84的相互作用,第一热交换流体所经受的压力和温度降低。将第一热交换流体从第一膨胀阀84朝向第一三通阀96的第一端口272引导。第一三通阀96在这种操作模式下的定位是使得在第一端口272处接收的第一热交换流体被引导出第一三通阀96的第三端口280。将第一热交换流体从第三端口280朝向蓄积器72引导。因此,第一三通阀96在第二除冰操作模式下将第一热交换流体从第一膨胀阀84的出口92引导到蓄积器72的入口76。第一止回阀168和第二止回阀172防止朝向第三热交换器36和第四热交换器40的回流。因此,当在给定的操作模式下不采用第三热交换器36和第四热交换器40时,防止第三热交换器36和第四热交换器40成为第一热交换流体的存储容器。蓄积器72接收第一热交换流体并将第一热交换流体的气体组分提供给压缩机44的低压入口52,由此在第二除冰操作模式下完成制冷剂回路24的遍历。
参考图13至图19,在各种示例中,冷却剂回路140可以包括辅助冷却剂回路284。辅助冷却剂回路284可以包括至少一个发热部件(例如,发动机、电子器件、电池、电池组、一个或多个加热元件、制动器等)。例如,至少一个发热部件可以是第一发热部件288。当第二热交换流体暴露于第一发热部件288时,来自第一发热部件288的热量可以传递到第二热交换流体。第二热交换流体是否暴露于第一发热部件288可以由第三三通阀292和第四三通阀296控制。第三三通阀292和第四三通阀296操作以绕过辅助冷却剂回路284或引导第二热交换流体通过辅助冷却剂回路284,如控制模块所指示或控制的。各种操作模式可以采用辅助冷却剂回路284,如将在本文中进一步详细讨论的。
再次参考图13至图19,热泵20可以包括第二发热部件300。如同第一发热部件288,第二发热部件300可以是发动机、电子器件、电池、电池组、一个或多个加热元件、制动器等。第二发热部件300接收第二热交换流体。第二发热部件300可以在第二发热部件300尚未达到其热容量的操作模式下或在第二发热部件300低于其操作温度的操作模式下接收第二热交换流体。例如,当第二发热部件300是电池或电池组时,第二发热部件300可以具有显著的热质量,使得第二发热部件300可以作为冷却散热器操作。因此,当第二发热部件300能够作为冷却散热器操作或者尚未达到其热容量时,第二发热部件300可以在期望冷却第二热交换流体的操作模式期间接收第二热交换流体。在此类示例中,第二发热部件300可能不会“请求”热调节,但是仍然接收热变化。换句话说,第二发热部件300的当前操作参数(例如,温度)可能不向控制模块指示或“请求”进行热调节而获益于第二发热部件300(例如,操作效率)。例如,温度计或恒温器可能未向控制模块指示关于第二发热部件300的操作参数期望第二发热部件300发生热变化。反而,控制模块可以识别第二发热部件300处于冷却散热状态,所述冷却散热状态可以用于获得热泵20的总体益处。类似地,当第二发热部件300具有优选的操作温度或优选的温度操作范围时,第二热交换流体可以在其中第二发热部件300在低于这类优选的操作温度或温度范围的操作条件或操作模式下循环通过第二发热部件300。在此类示例中,第二发热部件300可以“请求”热调节,诸如通过由控制模块从联接到第二发热部件300的温度计或恒温器接收的输入。这种情况的一个示例是当热泵20所在的热环境(例如,外部天气状况)较冷时,诸如在冬季,第二发热部件300可以通过第二热交换流体加热以实现期望的操作温度或温度范围。
进一步参考图13至图19,第二发热部件300可以在可能期望向第二热交换流体提供附加热量的操作模式期间和/或在第二发热部件300可以受益于降低第二发热部件300的温度的操作模式期间接收第二热交换流体。因此,可以收集或清除由第二发热部件300产生的热量以增加第二热交换流体的温度、压力和/或蒸气百分比。例如,在加热操作模式期间,向第二热交换流体提供附加热量可以减少将通过风道系统164的空气的温度升高到期望温度所需的时间量。在一些示例中,可以采用第一发热部件288来加热第二发热部件300。例如,第二发热部件300可以紧接在第一发热部件288下游。在示例中,第二发热部件300可以与第五热交换器156并联铺设。在一些示例中,第二发热部件300可以与第五热交换器156串联铺设。在各种示例中,第二发热部件300可以与第五热交换器156串联和并联铺设。
仍进一步参考图13至图19,在所描绘的示例中,采用第五三通阀304和第六三通阀308来将第二发热部件300铺设到冷却剂导管网160,如本文中将进一步详细讨论的。第四热交换器40可以通过制冷剂导管网100直接铺设到第二发热部件300。在所描绘的示例中,第四热交换器40的入口236可以是第四热交换器40的第一入口,并且第四热交换器40的出口240可以是第四热交换器40的第二出口。第四热交换器40的第二出口312可以紧接在第二发热部件300的第一入口316的上游。第四热交换器40的第二入口320可以紧接在第二发热部件300的第一入口324的下游。第二发热部件300的第二入口328紧接在第五三通阀304的下游。第二发热部件300的第二出口332紧接在第六三通阀308的上游。
再次参考图13至图19,在所描绘的示例中,第二热交换流体可以在上面概述的采用第四热交换器40的一些或全部操作模式下循环通过第二发热部件300。为了简洁起见,这里将不再重复这些操作模式。上面关于第一热交换流体在第四热交换器40的出口240处的状态概述的热力学条件通常以相反的方式应用于所描绘的示例中第一出口312处的第二热交换流体的热力学条件。更具体地,第一热交换流体和第二热交换流体通过第四热交换器40交换热量。因此,通过第二出口312离开第四热交换器40的第二热交换流体可以具有与通过第二入口320进入第四热交换器40的第二热交换流体相比更低的温度、更低的压力和/或更低的蒸气百分比。第二发热部件300的第一出口324处的第二热交换流体的温度、压力和/或蒸气百分比可以大于第二发热部件300的第一入口316处的第二热交换流体的温度、压力和/或蒸气百分比。
具体参考图14,以示例性形式描绘了不采用辅助冷却剂回路284的加热模式。由于上面已经描述了在这种操作模式下第一热交换流体通过制冷剂回路24的流动,因此为了简洁起见,这里不再重复。上文已经在很大程度上描述了第二热交换流体通过冷却剂回路140的流动。然而,这里提供了关于第三三通阀292、第四三通阀296、第二发热部件300、第五三通阀304和第六三通阀308的附加描述。在这种操作模式下,第三三通阀292的定位是使得辅助冷却剂回路284被旁通。更具体地,第三三通阀292在第三三通阀292的第一端口336处接收第二热交换流体。第三三通阀292在该操作模式下的定位是使得在第一端口336处接收的全部第二热交换流体被引导到第三三通阀292的第二端口340。在通过第二端口340离开第三三通阀292之后,第二热交换流体被引导到第四三通阀296的第一端口344。第四三通阀296在该操作模式下的定位是使得在第一端口344处接收的第二热交换流体被引导出第四三通阀296的第二端口348。第五三通阀304定位在第四三通阀296的第二端口348的下游。第五三通阀304定位在第五热交换器156的入口252的上游和第二发热部件300的第二入口328的上游。第六三通阀308定位在第五热交换器156的出口256的下游和第二发热部件300的第二出口332的下游。在所描绘的实施例中,第五热交换器156和第二发热部件300并联铺设。
再次参考图14,将第二热交换流体从第四三通阀296的第二端口348引导到第五三通阀304的第一端口352。第五三通阀304在该操作模式下的定位是使得在第一端口352处接收的第二热交换流体被引导到第五三通阀304的第二端口356。在离开第五三通阀304的第二端口356之后,第二热交换流体被引导到第五热交换器156的入口252。因此,在所描绘的操作模式下绕过第二发热部件300。第五热交换器156如已经描述的那样履行。在通过出口256离开第五热交换器156之后,第二热交换流体被引导到第六三通阀308的第一端口360。第六三通阀308在该操作模式下的定位是使得在第一端口360处接收的第二热交换流体被引导为通过第二端口364离开第六三通阀308。在通过第二端口364离开第六三通阀308后,第二热交换流体被引导到泵144,从而完成冷却剂回路140的遍历。
现在参考图15至图16以及图19,以示例性形式描绘了采用辅助冷却剂回路284的各种加热操作模式。由于上面已经描述了在这些操作模式下第一热交换流体通过制冷剂回路24的流动,因此为了简洁起见,这里不再重复。上文已经在很大程度上描述了第二热交换流体通过冷却剂回路140的流动。然而,这里提供了关于第一发热部件288、第三三通阀292以及第四三通阀296的附加描述。第三三通阀292在这些操作模式下的定位是使得利用辅助冷却剂回路284。更具体地,第三三通阀292在第三三通阀292的第一端口336处接收第二热交换流体,并且在第一端口336处接收的全部第二热交换流体被引导到第三三通阀292的第三端口368。在通过第三端口368离开第三三通阀292之后,第二热交换流体被引导到第一发热部件288。在与第一发热部件288相互作用之后,第二热交换流体的温度、压力和/或蒸气百分比已经增加。在离开第一发热部件288之后,第二热交换流体被引导到第四三通阀296的第三端口372。第四三通阀296在这些操作模式下的定位是使得在第三端口372处接收的第二热交换流体被引导为通过第四三通阀296的第二端口348离开第四三通阀。
具体参考图15,将第二热交换流体从第四三通阀296的第二端口348引导到第五三通阀304的第一端口352。第五三通阀304在所描绘的操作模式下的定位是使得在第一端口352处接收的第二热交换流体被引导到第五三通阀304的第二端口356。在离开第五三通阀304的第二端口356之后,第二热交换流体被引导到第五热交换器156的入口252。在所描绘的实施例中,第五热交换器156和第二发热部件300并联铺设。因此,在所描绘的操作模式下绕过第二发热部件300。第五热交换器156如已经描述的那样履行。在通过出口256离开第五热交换器156之后,第二热交换流体被引导到第六三通阀308的第一端口360。第六三通阀308在这种操作模式下的定位是使得在第一端口360处接收的第二热交换流体被引导为通过第二端口364离开第六三通阀308。在通过第二端口364离开第六三通阀308后,第二热交换流体被引导到泵144,从而完成冷却剂回路140的遍历。
现在参考图16,将第二热交换流体从第四三通阀296的第二端口348引导到第五三通阀304的第一端口352。第五三通阀304在所描绘的操作模式下的定位是使得在第一端口352处接收的第二热交换流体被引导为在第二端口356和第三端口376两者处离开第五三通阀304。因此,第二热交换流体的第一部分被引导出第二端口356并朝向第五热交换器156引导,而第二热交换流体的第二部分被引导出第三端口376并朝向第二发热部件300引导。由于上面已经描述了第二热交换流体的第一部分从第二端口356到第五热交换器156的流动,因此为了简洁起见,这里不再重复。在所描绘的实施例中,第五热交换器156和第二发热部件300与接收第二热交换流体的第五热交换器156和第二发热部件300两者并联铺设。通过第三端口376离开第五三通阀304的第二热交换流体的第二部分被引导到第二发热部件300的第二入口328。在第二入口328处接收的第二热交换流体通过第二发热部件300的第二出口332离开第二发热部件。由于与第二发热部件300的相互作用,第二热交换流体的温度、压力和/或蒸气百分比增加。在离开第二发热部件300的第二出口332后,第二热交换流体被引导到第六三通阀308的第三端口380。在第六三通阀308处,第二热交换流体的第一部分和第二部分被重新组合并被朝向泵144引导,从而完成冷却剂回路140的遍历。
参考图18至图19,在所描绘的示例中,第二发热部件300与第五热交换器156串联铺设。更具体地,第五三通阀304和第六三通阀308各自在第五热交换器156的出口256的下游和泵144的上游。然而,可以设想,第五三通阀304和第六三通阀308可以各自定位在第五热交换器156的入口252的上游和第四三通阀296的下游,同时维持第五热交换器156和第二发热部件300的串联布置。
具体参考图19,描绘了采用辅助冷却剂回路284、第五热交换器156和第二发热部件300的示例性形式的加热模式。在所描绘的示例中,当第一热交换流体被朝向蓄积器72引导时,第一止回阀168和第二止回阀172防止朝向第三热交换器36和第四热交换器40的回流。因此,当在给定的操作模式下不采用第三热交换器36和第四热交换器40时,防止第三热交换器36和第四热交换器40成为第一热交换流体的存储容器。由于第一热交换流体通过制冷剂回路24的流动(如所描绘的)已经在上面进行了描述,因此为了简洁起见,这里不再重复。类似地,由于上面已经在很大程度上描述了第二热交换流体通过制冷剂回路140的流动,因此为了简洁起见,这里不再重复。然而,这里提供了关于第五热交换器156和第二发热部件300的附加讨论。在离开第四三通阀296的第二端口348后,第二热交换流体被朝向第五热交换器156的入口252引导。上文已经描述了第五热交换器156的操作,并且为了简洁起见,这里省略了对其的描述。第二热交换流体通过第五热交换器156的出口256离开第五热交换器。将第二热交换流体从第五热交换器156的出口256引导到第五三通阀304的第一端口352。第五三通阀304在这种操作模式下的定位是使得在第一端口352处接收的第二热交换流体被引导到第五热交换器156的第三端口376。在通过第三端口376离开第五三通阀304之后,第二热交换流体通过冷却剂导管网160被引导到第二发热部件300的第二入口328。第二发热部件300以已经描述的方式与第二热交换流体相互作用。第二热交换流体通过第二出口332离开第二发热部件300。将第二热交换流体从第二出口332引导到第六三通阀308的第三端口380。第六三通阀308在这种操作模式下的定位是使得在第三端口380处接收的第二热交换流体被引导到第六三通阀的第二端口364。在通过第二端口364离开第六三通阀308之后,第二热交换流体被引导到泵144,从而完成冷却剂回路140的遍历。
本公开已经讨论了热泵20的各种操作模式和各种示例。虽然已经详细讨论了热泵20的具体示例和此类热泵20的操作模式的具体示例,但是本公开不限于本文讨论的热泵20的布置。类似地,本公开不限于本文讨论的操作模式。相反,本公开提供了对热泵20的各种部件的操作的示例性讨论,所述讨论可以知会本文未明确阐述的附加操作模式和/或布置。例如,虽然图2A和图2B中采用的蒸气发生器48不同,但是对于本文讨论的每种操作模式来说,操作模式在图2A中描绘的示例与图2B中描绘的示例之间可以相同或基本上相同。
本领域技术人员以及制造或使用本文公开的概念的人员将想到本公开的修改。因此,应当理解,附图中示出的和上面描述的实施例仅用于说明性目的并且不意图限制如根据专利法原则(包括等同原则)解释的由所附权利要求限定的本公开的范围。
本领域的普通技术人员将理解,所描述的概念和其他部件的构造不限于任何特定材料。除非本文另有说明,否则本文公开的概念的其他示例性实施例可由多种材料形成。
出于本公开的目的,术语“联接”(以其所有形式:联接、联接的、被联接的等)通常意指两个部件(电气的或机械的)彼此直接地或间接地连接。这种连接本质上可以是固定的或者本质上是可移动的。这种连接可以利用两个部件(电气的或机械的)实现,并且任何额外的中间构件可以彼此或与两个部件一体地形成为单个整体。除非另有说明,否则这种连接本质上可以是永久性的,或者本质上可以是可移除的或可释放的。
同样重要的是要注意,如示例性实施例中所示的本公开的元件的构造和布置仅是说明性的。尽管在本公开中已经详细地描述了本创新的仅若干实施例,但查阅本公开的本领域的技术人员将容易理解,在实质上不脱离所叙述的主题的新颖教导和优点的情况下,许多修改是可能的(例如,各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数的值、安装布置、材料使用、颜色、取向等的变化)。例如,示出为一体地形成的元件可由多个零件构成,或者示出为多个零件的元件可一体地形成,接口的操作可颠倒或以其他方式变化,系统的结构和/或构件或连接器或其他元件的长度或宽度可以变化,并且设于元件之间的调整位置的性质或数量可变化。应当注意的是,系统的元件和/或总成可由提供足够强度或耐用性的多种材料中的任何一种以各种颜色、纹理和组合中的任何一种构成。因此,所有此类修改旨在被包括在本创新的范围内。在不脱离本创新的精神的情况下,可在期望实施例和其他示例性实施例的设计、工况和布置方面进行其他替换、修改、改变和省略。
应当理解,任何所描述的过程或所描述的过程内的步骤可以与其他公开的过程或步骤组合以形成本公开范围内的结构。本文公开的示例性结构和过程用于说明性目的,而不应解释为限制性。
还应当理解,在不脱离本公开的概念的情况下,可以对前述结构和方法进行变化和修改,并且还应当理解,此类概念旨在由所附权利要求覆盖,除非这些权利要求以其语言以其他方式明确说明。
根据本发明,提供了一种热泵,其具有:制冷剂回路,所述制冷剂回路包括:第一热交换器;第二热交换器的第一区域;第三热交换器;第四热交换器;压缩机,所述压缩机具有低压入口、中压入口和出口;蒸气发生器,所述蒸气发生器定位在压缩机的出口的下游并且在低压入口和中压入口两者的上游,其中蒸气发生器移除第一热交换流体的气体组分的至少一部分并且将第一热交换流体的气体组分的至少一部分提供给压缩机的中压入口;蓄积器,所述蓄积器被定位成紧接在压缩机的上游,其中蓄积器包括入口和出口;第一膨胀阀,所述第一膨胀阀定位在蓄积器的上游,其中第一膨胀阀包括入口和出口;以及第一三通阀,所述第一三通阀被定位成紧接在第一膨胀阀的下游并且紧接在蓄积器的上游,其中第一三通阀在至少一种操作模式期间将第一热交换流体从第一膨胀阀的出口引导到蓄积器的入口。
根据一个实施例,蒸气发生器通过选自热相分离和机械相分离的至少一种相分离过程进行操作。
根据一个实施例,蒸气发生器是液气分离器阀。
根据一个实施例,制冷剂回路还包括:被定位成紧接在第三热交换器下游的第一止回阀;以及被定位成紧接在第四热交换器的下游的第二止回阀。
根据一个实施例,制冷剂回路还包括:第二三通阀,所述第二三通阀定位在压缩机的出口的下游和第一热交换器的入口的上游,其中第二三通阀定位在第二热交换器的第一区域的上游。
根据一个实施例,制冷剂回路还包括:第二膨胀阀,所述第二膨胀阀定位在蒸气发生器的第一区域的上游。
根据一个实施例,制冷剂回路还包括:第三膨胀阀,所述第三膨胀阀定位在第三热交换器的上游。
根据一个实施例,制冷剂回路还包括:第四膨胀阀,所述第四膨胀阀定位在第四热交换器的上游。
根据一个实施例,制冷剂回路还包括:第一截止阀,所述第一截止阀与第一热交换器串联铺设,其中第一截止阀定位在第一热交换器的下游。
根据一个实施例,制冷剂回路还包括:第二截止阀,所述第二截止阀与蒸气发生器的第二区域串联铺设,其中第二截止阀定位在蒸气发生器的第二区域的下游。
根据一个实施例,制冷剂回路还包括:与第一热交换器串联铺设的第三截止阀,其中第三截止阀在第一热交换器的下游,并且其中第三截止阀在蓄积器的上游。
根据一个实施例,制冷剂回路还包括:与第一热交换器串联铺设的第四截止阀,其中第四截止阀在第一热交换器的下游,并且其中第四截止阀在至少一种操作模式期间处于打开位置。
根据一个实施例,本发明的特征还在于:冷却剂回路,所述冷却剂回路包括:第二热交换器的第二区域;泵;第五热交换器;贮存器;以及冷却剂导管网,所述冷却剂导管网将冷却剂回路的部件流体地联接。
根据一个实施例,所述至少一种操作模式是除冰操作模式。
根据本发明,提供了一种热泵,其具有:制冷剂回路,所述制冷剂回路包括:第一热交换器;第二热交换器的第一区域;第三热交换器;第四热交换器;压缩机,所述压缩机具有低压入口、中压入口和出口;蒸气发生器,所述蒸气发生器定位在压缩机的出口的下游并且在低压入口和中压入口两者的上游,其中蒸气发生器移除第一热交换流体的气体组分的至少一部分并将第一热交换流体的气体组分的至少一部分提供给压缩机的中压入口;蓄积器,所述蓄积器被定位成紧接在压缩机的上游,其中蓄积器包括入口和出口;第一膨胀阀,所述第一膨胀阀定位在蓄积器的上游,其中第一膨胀阀包括入口和出口;第二膨胀阀,所述第二膨胀阀定位在蒸气发生器的第一区域的上游;第三膨胀阀,所述第三膨胀阀定位在第三热交换器的上游;第四膨胀阀,所述第四膨胀阀定位在第四热交换器的上游;第一三通阀,所述第一三通阀被定位成紧接在第一膨胀阀的下游并且紧接在蓄积器的上游,其中第一三通阀在至少一种操作模式期间将第一热交换流体从第一膨胀阀的出口引导到蓄积器的入口;第一止回阀,所述第一止回阀被定位成紧接在第三热交换器的下游;第二止回阀,所述第二止回阀被定位成紧接在第三热交换器的下游。
根据一个实施例,制冷剂回路还包括:第二三通阀,所述第二三通阀定位在压缩机的出口的下游和第一热交换器的入口的上游,其中第一三通阀定位在第二热交换器的第一区域的上游。
根据一个实施例,制冷剂回路还包括:第一截止阀,所述第一截止阀与第一热交换器串联铺设,其中第一截止阀定位在第一热交换器的下游。
根据一个实施例,制冷剂回路还包括:第二截止阀,所述第二截止阀与蒸气发生器的第二区域串联铺设,其中第二截止阀定位在蒸气发生器的第二区域的下游。
根据一个实施例,制冷剂回路还包括:与第一热交换器串联铺设的第三截止阀,其中第三截止阀在第一热交换器的下游,并且其中第三截止阀在蓄积器的上游。
根据一个实施例,制冷剂回路还包括:与第一热交换器串联铺设的第四截止阀,其中第四截止阀在第一热交换器的下游,并且其中第四截止阀在至少一种操作模式期间处于打开位置。
Claims (15)
1.一种热泵,其包括:
制冷剂回路,所述制冷剂回路包括:
第一热交换器;
第二热交换器的第一区域;
第三热交换器;
第四热交换器;
压缩机,所述压缩机具有低压入口、中压入口以及出口;
蒸气发生器,所述蒸气发生器定位在所述压缩机的所述出口的下游以及所述低压入口和所述中压入口两者的上游,其中所述蒸气发生器移除第一热交换流体的气体组分的至少一部分并将所述第一热交换流体的所述气体组分的所述至少一部分提供给所述压缩机的所述中压入口;
蓄积器,所述蓄积器被定位成紧接在所述压缩机的上游,其中所述蓄积器包括入口和出口;
第一膨胀阀,所述第一膨胀阀定位在所述蓄积器的上游,其中所述第一膨胀阀包括入口和出口;以及
第一三通阀,所述第一三通阀被定位成紧接在所述第一膨胀阀的下游并且紧接在所述蓄积器的上游,其中所述第一三通阀在至少一种操作模式期间将所述第一热交换流体从所述第一膨胀阀的所述出口引导到所述蓄积器的所述入口。
2.如权利要求1所述的热泵,其中所述蒸气发生器通过选自热相分离和机械相分离的至少一种相分离过程进行操作。
3.如权利要求1所述的热泵,其中所述蒸气发生器是液气分离器阀。
4.如权利要求1所述的热泵,其中所述制冷剂回路还包括:
第一止回阀,所述第一止回阀被定位成紧接在所述第三热交换器的下游;以及
第二止回阀,所述第二止回阀被定位成紧接在所述第四热交换器的下游。
5.如权利要求1所述的热泵,其中所述制冷剂回路还包括:
第二三通阀,所述第二三通阀定位在所述压缩机的所述出口的下游和所述第一热交换器的入口的上游,其中所述第二三通阀定位在所述第二热交换器的所述第一区域的上游。
6.如权利要求1所述的热泵,其中所述制冷剂回路还包括:
第二膨胀阀,所述第二膨胀阀定位在所述蒸气发生器的所述第一区域的上游。
7.如权利要求6所述的热泵,其中所述制冷剂回路还包括:
第三膨胀阀,所述第三膨胀阀定位在所述第三热交换器的上游。
8.如权利要求7所述的热泵,其中所述制冷剂回路还包括:
第四膨胀阀,所述第四膨胀阀定位在所述第四热交换器的上游。
9.如权利要求1所述的热泵,其中所述制冷剂回路还包括:
第一截止阀,所述第一截止阀与所述第一热交换器串联铺设,其中所述第一截止阀定位在所述第一热交换器的下游。
10.如权利要求9所述的热泵,其中所述制冷剂回路还包括:
第二截止阀,所述第二截止阀与所述蒸气发生器的所述第二区域串联铺设,其中所述第二截止阀定位在所述蒸气发生器的所述第二区域的下游。
11.如权利要求10所述的热泵,其中所述制冷剂回路还包括:
第三截止阀,所述第三截止阀与所述第一热交换器串联铺设,其中所述第三截止阀在所述第一热交换器的下游,并且其中所述第三截止阀在所述蓄积器的上游。
12.如权利要求11所述的热泵,其中所述制冷剂回路还包括:
第四截止阀,所述第四截止阀与所述第一热交换器串联铺设,其中所述第四截止阀在所述第一热交换器的下游,并且其中所述第四截止阀在所述至少一种操作模式期间处于打开位置。
13.如权利要求1所述的热泵,其还包括:
冷却剂回路,所述冷却剂回路包括:
所述第二热交换器的第二区域;
泵;
第五热交换器;
贮存器;以及
冷却剂导管网,所述冷却剂导管网将所述冷却剂回路的部件流体地联接。
14.如权利要求1所述的热泵,其中所述至少一种操作模式是除冰操作模式。
15.一种车辆,其包括如前述权利要求中任一项所述的热泵。
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