CN216069538U - 用于车辆的模块化车顶安装式空调系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于车辆(2)的模块化车顶安装式空调系统(1)，其包括用于所述车辆(2)内的空气调节区域的至少两个相似的空调模块(3)，其中所述空调模块(3)组合形成功能性组件，其中所述组件可以安装在所述车辆(2)的车顶(4)上。

Description

用于车辆的模块化车顶安装式空调系统

技术领域

本公开涉及用于车辆的模块化车顶安装式空调系统。

背景技术

与用于乘用车的空调系统相反，用于大容量车辆(诸如，多用途车、公共汽车等)的空调系统通常不布置在车辆内，而是优选地安装在车辆的车顶上。这是因为用于大容量车辆的空调系统用于对更大的车辆区域进行空调调节，并且与乘用车相比，必须提供更大的冷却能力。然而，更大的冷却能力也与空调系统的更大尺寸相关联。布置在车辆的车顶上的空调系统被称为车顶安装式空调系统。这种类型的车顶安装式空调系统通常提供在20kW至约50kW的范围内的冷却能力。

一种车顶安装式空调系统包括制冷剂在其中循环的制冷剂回路的至少一部分、用于使制冷剂蒸发的至少一个蒸发器单元、用于使制冷剂液化的至少一个冷凝器单元、以及用于喷射仍为液态的制冷剂的至少一个膨胀单元。冷凝器单元可以配备有至少一个冷凝器风扇，并且蒸发器单元可以配备有至少一个蒸发器风扇。

车顶安装式空调系统还可以包括用于压缩制冷剂的至少一个压缩机单元。如果所述压缩机单元未安装在车顶安装式空调系统中，则其位于车辆的另一位置处，例如位于车辆的内燃机的皮带传动装置中。

如果制冷回路以超临界方式运行，则气体冷却器单元可以代替冷凝器单元。如果制冷回路用于将热量从外部空气输送到内部，则外部热交换器单元可以代替冷凝器单元，以使得根据操作模式，制冷剂被冷却并且任选地在所述制冷回路中冷凝或蒸发。

车顶安装式空调系统的部件容纳在大的共同壳体中，其中包括例如两个至四个径向风扇的蒸发器单元和加热器单元分别组合在子壳体中，具体在共同子壳体中，其中可以提供包括两个至六个轴向风扇的冷凝器单元布置在其中的另一子壳体。例如，包括蒸发器单元的子壳体布置在驱动方向的左侧，第二壳体布置在右侧，并且包括冷凝器单元的子壳体布置在其之间。在另一个布置中，子壳体布置在冷凝器单元中、在包括蒸发器单元的子壳体的上游或下游。蒸发器单元和加热器单元可以与蒸发器风扇(体现为径向风扇)一起容纳在共同的子壳体中。

与用于乘用车的空调系统的部件相比，上述部件，具体是车顶安装式空调系统的共同壳体、子壳体、蒸发器、加热器和/或冷凝器单元很大，并且其制造相当笨重。由于它们的尺寸，它们不是在乘用车和/或卡车的空调系统的制造装置上生产的。由于这个原因并且由于它们的相对较小的生产量，在乘用车和/或卡车的制造中已知的制造技术和材料没有用于制造车顶安装式空调系统。例如，在车顶安装式空调系统的情况下，使用SMC塑料部件代替注射成型塑料部件，并且使用机械连接的圆管蒸发器代替盘式蒸发器或扁管蒸发器。

已知的现有技术的问题在于，不同的车辆还需要不同的冷却能力以及因此不同的车顶安装式空调系统。如果要精确地定制车顶安装式空调系统以及因此其部件和壳体的尺寸以适应车辆的冷却能力要求，则必须根据车顶安装式空调系统的所需的冷却功能来选择或调整制造装置。尤其可能需要使诸如蒸发器、加热器和冷凝器的部件的尺寸适应性能要求。

从现有技术中已知，几个相同的车顶安装式空调系统可以安装在车顶上，以便分布在包括降低的冷却能力要求(小于20kW)的车辆的整个长度上，其中这些系统中的每一个都具有电驱动制冷剂压缩机，其中这些系统中的每一个都提供例如最大4kW的冷却能力。由于单独的车顶安装式空调系统的制冷能力低，因此需要大量这种类型的单独的车顶安装式空调系统来组装需要单独安装在车辆中的冷却能力为至少20kW的车顶安装式空调系统。从成本相关方面来看，这是不可接受的。

实用新型内容

本公开基于详细说明上述类型的车顶安装式空调系统的目的，所述系统可以更经济地生产和运行。

根据本实用新型，该问题通过本文所述的主题解决。有利实施例是本文所述的主题。

本公开基于以下总体思想：在分别制造车顶安装式空调系统或其部件的情况下，可以使用乘用车和/或卡车制造中的大批量技术以便提供更具成本效益的生产以及最大的应用灵活性。

根据本公开的用于车辆的车顶安装式空调系统形成为模块化车顶安装式空调系统，其具有用于对车辆内的空间区域进行空气调节的至少两个相似的空调系统模块，其中空调系统模块组合形成功能性组件，其中该组件可以安装在车辆的车顶上。

相似的空调系统模块可以彼此分开形成。

车辆可以是大容量车辆，诸如像多用途车、公共汽车等。车辆具体可以是无轨车辆。

空间区域可以是例如车厢的子区域。车厢的子区域可以是例如驾驶员的驾驶舱、乘客舱的前部和/或后部。车厢的子区域例如可以是邻接区域，具体是驾驶员休息区域和/或货物区域。

空间区域可以是车辆内的子区域，车辆部件和/或车辆集合体可以布置在其中。车辆部件可以是例如电子单元、电动机和/或电池。

空间区域可以是车辆部件和/或车辆的车辆集合体。车辆部件可以是例如电子单元、电动机和/或电池。

空间区域可以是车辆的所有集合体，其必须被冷却或必须吸收热量以便加热车辆内部。

可以形成辅助功能，以使得提供对车辆部件，具体是电子单元、电动机和/ 或电池的温度控制。具体地可以借助于车顶安装式空调系统来提供对车辆部件，具体是电子单元、电动机和/或电池的温度控制。

至少两个相似的空调系统模块不必相同地形成。

如果至少两个空调系统模块各自具有冷却系统、冷却系统的一部分或几个冷却系统的一部分，则可以认为它们是相似的。至少两个相似的空调系统模块可以各自具有冷却系统、冷却系统的一部分或几个冷却系统的一部分。

如果至少两个空调系统模块各自具有用于与车辆环境交换热量的单元以及用于与车辆(例如，与车辆的客舱和/或其他空间区域和/或部件)交换热量的单元，则可以认为它们是相似的。至少两个相似的空调系统模块可以各自具有用于与车辆环境交换热量的单元以及用于与车辆(例如，与车辆的客舱和/或其他空间区域和/或部件)交换热量的单元。

如果这些单元和/或空调系统模块相对于彼此的布置相同，或者如果这些单元和/或空调系统模块相对于彼此的布置相对于平面近似或基本上镜像和/或镜像对称，则可以认为至少两个空调系统模块相似。至少两个相似的空调系统模块可以彼此相同地布置。至少两个相似的空调系统模块可以相对于平面以近似或基本上镜像和/或镜像对称的方式相对于彼此布置。

如果空调系统模块的结构实施例和/或所用材料显著相同和/或基本上相似 (例如，塑料注射成型的壳体和框架部件、铝管、铝制热交换器、由可热变形的塑料薄膜制成的防护罩)，则可以认为至少两个空调系统模块是相似的。至少两个相似的空调系统模块可以具有显著相同和/或基本上相似的结构实施例和/ 或所用材料(例如，塑料注射成型的壳体和框架部件、铝管、铝制热交换器、由可热变形的塑料薄膜制成的防护罩)。

如果也可以使用用于冷却诸如像电池的车辆部件的冷却剂来代替座舱空气，以使得例如所有蒸发器都可以由冷却器代替，则可以认为至少两个空调系统模块是相似的。两个或更多个相似的空调系统模块之间的主要区别可以(可能，但不是强制性)是例如各个所需功能设备的部件的数量和类型。

在两个或更多个相似的空调系统模块的情况下，第一空调系统模块可以具有用于冷却空气的蒸发器(制冷剂-空气热交换器)，而第二空调系统模块可以具有冷却器(制冷剂-冷却液热交换器)，用于冷却车辆集合体(诸如像电池或电子系统)，或用于连接用于诸如像驾驶员的驾驶舱的辅助空调以通过冷却元件(冷却剂-空气热交换器)达到冷却目的。

在两个或更多个相似的空调系统模块的情况下，第一空调系统模块可以具有蒸发器，而第二空调系统模块可以另外具有冷却器。

在两个或更多个相似的空调系统模块的情况下，第一空调系统模块可以具有单独的压缩机，而所有其他空调系统模块可以在车辆发动机处集中地和/或联合地连接到压缩机。

在两个或更多个相似的空调系统模块的情况下，至少一个空调系统模块可以具有用于将热量释放到冷却液/液体热交换器的间接式冷凝器(制冷剂-冷却液热交换器)。

在两个或更多个相似的空调系统模块的情况下，至少一个第一空调系统模块可以具有电子控制装置，而另一空调系统模块可以不具有控制装置。

在两个或更多个相似的空调系统模块的情况下，至少一个第一空调系统模块可以具有电子控制装置，而另一空调系统模块可以形成为没有控制装置。

在两个或更多个相似的空调系统模块的情况下，空调系统模块可以各自具有模块防护罩，在至少两个空调系统模块的情况下，所述模块防护罩的尺寸和/ 或形状不同。例如，模块化车顶安装式空调系统可以由三个空调系统模块组成，或者可以具有三个空调系统模块，其中两个空调系统模块以彼此相对定位的方式成对布置在车顶上，并且一个空调系统模块可以被布置成在左右车顶边界之间的中间旋转90度。布置在中间的空调系统模块可以具有与空调系统模块对不同的罩形状。

空调系统模块可以组合形成功能性组件，因为它们彼此机械连接。可释放的机械连接可以设置在各个空调系统模块之间以及在空调系统模块和模块化车顶安装式空调系统之间。

空调系统模块可以组合形成功能性组件，因为它们直接机械地彼此连接，以便形成机械稳定的连接和/或抗机械的连接和/或抗剪切的连接和/或旋转固定连接和/或刚性连接。为此，例如可以将两个或更多个空调系统模块彼此拧紧。

空调系统模块可以组合形成功能性组件，因为它们通过制冷剂管路和/或冷却剂管路彼此流体连接。

空调系统模块可以组合形成功能性组件，因为它们通过电线彼此连接。

在实施例A中，至少两个空调系统模块可以以机械稳定的方式彼此连接，例如彼此螺纹连接，以形成结构单元。

在实施例B中，可以规定，即使至少两个空调系统模块没有形成机械稳定的结构单元，至少这两个空调系统模块也可以通过用于制冷剂和/或冷却剂的管路彼此连接，并且因此可以在功能上进行组合。空调系统模块可以单独地或者在安装辅助工具的帮助下以预组装的方式紧固到车顶。

在实施例C中，可以规定，至少两个空调系统模块是共同的调节系统的一部分，用于调节模块化车顶安装式空调系统的运行。

实施例A、B和C可以至少部分地彼此组合。

当车顶安装式空调系统连接到中央压缩机时，实施例A和B特别重要和/ 或有利。

当每个空调系统模块配备有单独的压缩机并且因此代表单独的制冷机时，实施例C可以是相关的和/或有利的。

至少两个空调系统模块可以安装在相对于车辆中心线彼此相对定位的车顶上，由此它们在车辆的纵向方向上大致布置在相同的位置。

至少两个空调系统模块可以安装在相对于车辆中心线彼此相对定位的车顶上，由此它们相对于车辆的纵向方向基本上布置在相同的位置。两个空调系统模块由此可以相对于车辆中心线基本上镜像对称地布置。车辆中心线由此可以在至少两个空调系统模块之间延伸。

总的来说，组件可以安装在车辆的车顶上，或者在需要时，例如在维护工作期间，也可以再次整体上从车顶上移除。当空调系统模块未以足够稳定的方式彼此连接并且因此必须单独保护时，可能需要安装辅助工具或为此目的使用安装辅助工具。由于并非每个空调系统模块都必须单独安装在车辆的车顶上，因此安装根据本公开的模块化车顶安装式空调系统所需的工作步骤的数量可以减少。

如有必要，每个空调系统模块也可以安装在车顶上或者可以单独从车顶上移除。具体在维护期间，这是有利的简化，因为较小的结构单元必须移动。

取决于对车辆的冷却能力的需求，可以适当地选择空调系统模块的数量，从而使关于部件的附加设计工作最小化。

空调系统模块可以具有至少8kW至15kW或8kW至16kW的冷却能力，从而模块化车顶安装式空调系统可以具有至少20kW的冷却能力。

具有至少8kW至约15kW的冷却能力的车顶安装式空调系统通常用于具有多达约22个座位的小型客车。由DE 10 2015 211 594 A1已知用于小型客车的这种类型的车顶安装式空调系统。

空调系统模块可以具有单独的壳体，由此也可设想，模块化车顶安装式空调系统具有共同的壳体。共同的壳体、壳体或子壳体可以包围车顶安装式空调系统的部件，并且可以包括几个壳体部件。共同的壳体、壳体或子壳体也可以形成为至少部分地覆盖车顶安装式空调系统的部件的防护罩，其中防护罩优选地可以形成为车顶安装式空调系统的可见部分。可以规定，这种类型的防护罩覆盖和/或盖住车顶安装式空调系统和车辆的环境之间的区域。

如果防护罩具有盖的功能，因此除了其他情况还能关闭，则其也可以是上部壳体部件。如果防护罩不能关闭任何东西而仅覆盖，则其不能是壳体部件，而是具有保护功能和/或光学功能的盖罩。

另外，空调系统模块可以用单独的防护罩覆盖，由此也可设想大的防护罩覆盖整个模块化车顶安装式空调系统，或者几个防护罩仅覆盖车顶安装式空调系统的各部分，例如左右防护罩覆盖位于外部车顶上的车顶安装式空调系统的各部分。

模块化车顶安装式空调系统可以具有控制装置，由此也可设想，至少一个空调系统模块具有控制装置。这种类型的控制装置可以以通信的方式连接到模块化车顶安装式空调系统的部件和/或与空调系统模块连接和/或与空调系统模块的部件连接。

通信连接指示可以在以通信的方式彼此连接的两个部件之间提供双向或单向数据连接，通过所述双向或单向数据连接可以以模拟或数字形式传输电气控制、调节和/或测量信号。可以通过总线系统来实现两个以上部件之间的通信。

在根据本公开的解决方案的另一有利的实施例的情况下规定，至少一个空调系统模块具有用于使制冷剂蒸发的至少一个蒸发器单元、用于使制冷剂液化的至少一个冷凝器单元、至少一个蒸发器风扇和至少一个冷凝器风扇。冷凝器风扇确保冷凝器单元的充分的再循环通风，并且蒸发器风扇确保蒸发器单元的充分的再循环通风。蒸发器单元具体可以是冷却器单元。制冷剂可以在冷却器单元中蒸发。

如果制冷回路以超临界方式运行，则气体冷却器单元可以代替冷凝器单元。如果制冷回路用于将热量从外部空气输送到内部，则外部热交换器单元可以代替冷凝器单元，以使得根据操作模式，制冷剂被冷却并且任选地在所述制冷回路中冷凝或蒸发。在“热”运行模式下，外部热交换器可以经由冷却器将热量释放到制冷回路，并且在“冷”运行模式下，其可以从间接式冷凝器吸收热量。冷却器和间接式冷凝器可以布置在各个位置处/各个子模块和扩展模块中。

空调系统模块的部件可以以不同的方式布置。例如，冷凝器单元和至少一个冷凝器风扇可以在驱动方向上布置在包括至少一个蒸发器风扇的两个蒸发器单元的上游。还可设想，冷凝器单元在驱动方向上布置在蒸发器单元的下游。在另一布置的情况下，冷凝器单元和冷凝器风扇可以位于各自包括至少一个蒸发器风扇的两个蒸发器单元之间。其他布置同样是可能的。例如，从行驶方向看，各自包括至少一个蒸发器风扇的两个蒸发器单元可以布置在包括至少一个冷凝器风扇的冷凝器单元的一侧上。

蒸发器单元和冷凝器单元可以布置在制冷剂回路中。蒸发器单元可以具有蒸发器，所述蒸发器形成为盘式或扁管蒸发器。

制冷剂回路可以具有用于喷射仍为液态的制冷剂的至少一个膨胀单元，以及用于驱动制冷剂回路中的制冷剂的至少一个输送装置。

空调系统模块可以具有至少一个冷却器单元和至少一个冷凝器单元以及至少一个冷凝器风扇。

空调系统模块可以具有至少一个冷却器单元和至少一个气体冷却器单元以及至少一个气体冷却器风扇。

空调系统模块可以具有至少一个冷却器单元和至少一个外部热交换器单元以及至少一个外部热交换器风扇。

空调系统模块可以具有至少一个蒸发器单元，所述蒸发器单元包括至少一个蒸发器风扇和至少一个气体冷却器单元以及至少一个气体冷却器风扇。

空调系统模块可以具有至少一个蒸发器单元，所述蒸发器单元包括至少一个蒸发器风扇和至少一个外部热交换器单元以及至少一个外部热交换器风扇。

空调系统模块可以具有至少一个冷却元件单元，所述冷却元件单元包括至少一个冷却元件风扇和至少一个外部热交换器单元以及至少一个外部热交换器风扇。

冷却器单元可以用于冷却电池。

冷却器单元不仅可以用于冷却电池，还可以用于其他冷却任务，诸如像通过驾驶员座椅空调中的冷却剂流动通过的冷却元件冷却驾驶员座椅处的座舱空气，或者在通过车顶空调系统以热泵模式加热座舱空气方面将来自冷却剂回路的热量进给到车辆中的集合体。

在根据本公开的解决方案的有利的其他改进形式的情况下规定，至少一个空调系统模块具有用于压缩制冷剂的至少一个压缩机单元和/或至少一个冷却器单元和/或用于加热流入车辆的空气的至少一个加热器单元。冷却器单元可以用于冷却冷却剂，所述冷却剂在冷却回路中用于调节车辆的电池单元的温度。

在每个单独的空调系统模块中使用包括电驱动压缩机的压缩机单元提供模块化车顶安装式空调系统的冗余设计，以使得即使在单个压缩机出现故障时，模块化车顶安装式空调系统也可以提供所需的冷却能力。

结合可燃制冷剂(例如R1234yf和R290)，所有制冷剂管路都可以布置在车外，即：在模块包括单独的(电动)压缩机和冷却器单元的情况下，所有制冷剂管路都位于模块内并且因此位于车顶上。在前箱(驾驶员座椅空调)的进出途中，只有冷却剂管路而没有制冷剂管路从冷却器单元穿过车辆的内部，以吸收前箱中冷却元件处的热量(空气-冷却剂热交换器而不是蒸发器)并且将其运输到车顶安装式空调系统。

加热器单元可以是冷却剂-空气热交换器，温暖的冷却剂流动通过所述热交换器以达到加热的目的。由此可以附加地形成用于冷却剂的电水泵。

加热器单元可以是用于直接加热环境空气的电空气加热器，具体是包括 PTC陶瓷元件的空气加热器。由此可以附加地形成用于冷却剂的电水泵。

加热器单元可以是与电冷却剂加热器结合的冷却剂-空气热交换器。由此可以附加地形成用于冷却剂的电水泵。

在根据本公开的解决方案的另一有利的实施例的情况下规定，至少两个空调系统模块与至少一个共同的压缩机单元流体连接。如果车辆具有一个或多个压缩机单元，则制冷剂可以分配到空调系统模块上，并且可以在回流中汇聚在一起。为该目的所需的分配和收集管路可以是模块化车顶安装式空调系统和/或车辆的一部分。

本公开还涉及用于车辆的模块化车顶安装式空调系统，其包括用于对车辆内的空间区域进行空调调节的至少两个相似的空调系统模块，其中至少一个空调系统模块具有至少一个第一子模块和至少一个第二子模块。

第一子模块具有至少一个第一连接区段，其中第二子模块具有至少一个第二连接区段。第一子模块和第二子模块可以经由第一连接区段和第二连接区段连接。第一子模块和第二子模块之间的连接可以以可释放的方式设计。

因此，至少一个子模块可以具有冷凝器单元，所述冷凝器单元包括至少一个冷凝器风扇和外壳(壳体，其没有完全包围部件)。另一个子模块可以具有各自包括蒸发器风扇和/或外壳的一个或两个蒸发器单元。两个子模块的壳体可以放置在框架上，但是由此它们连接到所述框架，但是不能彼此直接连接。子模块可以例如仅经由制冷剂管路和任选的电缆束连接。可以进一步规定，两个子模块在竖直方向上重叠。竖直方向可以平行于车辆的车顶的表面法线矢量。第一(冷凝器)子模块可以伸出超过第二(蒸发器)子模块。

至少两个子模块可以经由连接区段以机械稳定的方式直接彼此连接。

至少两个子模块可以经由连接区段以机械稳定的方式间接地彼此连接，其中两个子模块经由制冷剂和/或冷却剂管路以及电线直接地彼此连接，同时获得机械稳定性，因为每个子模块都连接到共用的模块框架，所述共用的模块框架连接到车辆的车顶。

子模块的两个最后提到的连接选项(间接和直接机械连接)也可以组合。例如，重叠的第一子模块因此可以螺纹连接到在重叠区域中局部位于其下方的第二子模块。

车辆可以是大容量车辆，诸如像多用途车、公共汽车等。车辆具体可以是无轨车辆。

空间区域可以是例如车厢的子区域。车厢的子区域可以是例如驾驶员的驾驶舱、乘客舱的前部和/或后部。车厢的子区域例如可以是邻接区域，具体是驾驶员休息区域和/或货物区域。

空间区域可以是车辆内的子区域，车辆部件和/或车辆集合体可以布置在其中。车辆部件可以是例如电子单元、电动机和/或电池。

空间区域可以是车辆部件和/或车辆的车辆集合体。车辆部件可以是例如电子单元、电动机和/或电池。

空间区域可以是车辆的所有集合体，其必须被冷却或必须吸收热量以便加热车辆内部。

可以形成辅助功能，以使得提供对车辆部件，具体是电子单元、电动机和/ 或电池的温度控制。可以借助于车顶安装式空调系统来提供对车辆部件，具体是电子单元、电动机和/或电池的温度控制。

空调系统模块可以具有至少两个相似的空调系统模块。

相似的空调系统模块可以彼此分开形成。

至少两个相似的空调系统模块不必相同地形成。

如果至少两个空调系统模块各自具有冷却系统、冷却系统的一部分或几个冷却系统的一部分，则可以认为它们是相似的。至少两个相似的空调系统模块可以各自具有冷却系统、冷却系统的一部分或几个冷却系统的一部分。

如果至少两个空调系统模块各自具有用于与车辆环境交换热量的单元以及用于与车辆(例如，与车辆的客舱和/或其他空间区域和/或部件)交换热量的单元，则可以认为它们是相似的。至少两个相似的空调系统模块可以各自具有用于与车辆环境交换热量的单元以及用于与车辆(例如，与车辆的客舱和/或其他空间区域和/或部件)交换热量的单元。

如果这些单元和/或空调系统模块相对于彼此的布置相同，或者如果这些单元和/或空调系统模块相对于彼此的布置相对于平面近似或基本上镜像和/或镜像对称，则可以认为至少两个空调系统模块相似。至少两个相似的空调系统模块可以彼此相同地布置。至少两个相似的空调系统模块可以相对于平面以近似或基本上镜像和/或镜像对称的方式相对于彼此布置。

如果空调系统模块的结构实施例和/或所用材料显著相同和/或基本上相似 (例如，塑料注射成型的壳体和框架部件、铝管、铝制热交换器、由可热变形的塑料薄膜制成的防护罩)，则可以认为至少两个空调系统模块是相似的。至少两个相似的空调系统模块可以具有显著相同和/或基本上相似的结构实施例和/ 或所用材料(例如，塑料注射成型的壳体和框架部件、铝管、铝制热交换器、由可热变形的塑料薄膜制成的防护罩)。

如果也可以使用用于冷却诸如像电池的车辆部件的冷却剂来代替座舱空气，以使得例如所有蒸发器都可以由冷却器代替，则可以认为至少两个空调系统模块是相似的。两个或更多个相似的空调系统模块之间的主要区别可以(可能，但不是强制性)是例如各个所需功能设备的部件的数量和类型。

在两个或更多个相似的空调系统模块的情况下，第一空调系统模块可以具有用于冷却空气的蒸发器(制冷剂-空气热交换器)，而第二空调系统模块可以具有冷却器(制冷剂-冷却液热交换器)，用于冷却车辆集合体(诸如像电池或电子系统)，或用于连接用于诸如像驾驶员的驾驶舱的辅助空调以通过冷却元件(冷却剂-空气热交换器)达到冷却目的。

在两个或更多个相似的空调系统模块的情况下，第一空调系统模块可以具有蒸发器，而第二空调系统模块可以另外具有冷却器。

在两个或更多个相似的空调系统模块的情况下，第一空调系统模块可以具有单独的压缩机，而所有其他空调系统模块可以在车辆发动机处集中地和/或联合地连接到压缩机。

在两个或更多个相似的空调系统模块的情况下，至少一个空调系统模块可以具有用于将热量释放到冷却液/液体热交换器的间接式冷凝器(制冷剂-冷却液热交换器)。

在两个或更多个相似的空调系统模块的情况下，至少一个第一空调系统模块可以具有电子控制装置，而另一空调系统模块可以不具有控制装置。

在两个或更多个相似的空调系统模块的情况下，至少一个第一空调系统模块可以具有电子控制装置，而另一空调系统模块可以形成为没有控制装置。

在两个或更多个相似的空调系统模块的情况下，空调系统模块可以各自具有模块防护罩，在至少两个空调系统模块的情况下，所述模块防护罩的尺寸和/ 或形状不同。例如，模块化车顶安装式空调系统可以由三个空调系统模块组成，或者可以具有三个空调系统模块，其中两个空调系统模块以彼此相对定位的方式成对布置在车顶上，并且一个空调系统模块可以被布置成在左右车顶边界之间的中间旋转90度。布置在中间的空调系统模块可以具有与空调系统模块对不同的罩形状。

可以规定，可以经由在第一子模块和第二子模块之间的第一连接区段和第二连接区段建立用于形成制冷剂回路的流体连接。可以规定，可以经由在第一子模块和第二子模块之间的第一连接区段和第二连接区段建立用于子模块的部件的能量供应的导电连接。可以规定，可以经由在第一子模块和第二子模块之间的第一连接区段和第二连接区段建立用于控制子模块和/或其部件的通信连接。子模块因此可以被组装以形成空调系统模块，其中空调系统模块可以以简单且成本有效的方式由多个子模块组装。

第一子模块被形成用于在空调系统模块和车辆的外部环境之间交换热能，其中第二子模块被形成用于在空调系统模块和车辆的空间区域，具体是乘客舱和/或驾驶员/前排座椅区域和/或休息区和/或冰箱模块和/或电池单元之间交换热能。

模块化车顶安装式空调系统可以包括制冷剂在其中循环的至少一个制冷剂回路、用于使制冷剂蒸发的至少一个蒸发器单元、用于使制冷剂液化的至少一个冷凝器单元、用于压缩制冷剂的至少一个压缩机单元、用于喷射仍为液态的制冷剂的至少一个膨胀单元。冷凝器单元可以配备有至少一个冷凝器风扇，并且蒸发器单元可以配备有至少一个蒸发器风扇。

模块化车顶安装式空调系统可以具有制冷剂在其中循环的至少一个制冷剂回路、用于使制冷剂蒸发的至少一个蒸发器单元、用于使制冷剂液化的至少一个冷凝器单元、用于压缩制冷剂的至少一个压缩机单元、用于喷射仍为液态的制冷剂的至少一个膨胀单元、以及用于驱动冷却剂回路中的冷却剂的至少一个输送装置。冷凝器单元可以配备有至少一个冷凝器风扇，并且蒸发器单元可以配备有至少一个蒸发器风扇。

用于驱动冷却剂回路中的冷却剂的输送装置可以是例如液体泵，具体是水泵。

模块化车顶安装式空调系统可以具有制冷剂在其中循环的至少一个制冷剂回路、用于使制冷剂蒸发的至少一个蒸发器单元、用于使制冷剂液化的至少一个冷凝器单元、用于压缩制冷剂的至少一个压缩机单元、用于喷射仍为液态的制冷剂的至少一个膨胀单元、以及用于驱动制冷剂回路中的制冷剂的至少一个输送装置。冷凝器单元可以配备有冷凝器风扇，并且蒸发器单元可以配备有蒸发器风扇。

子模块可以具有壳体，所述壳体可以形成为用于保持相应子模块的部件和/ 或用于将环境空气流动引导到子模块和/或远离子模块。

壳体可以在相邻的空调系统模块形成用于引导空气的壁表面的位置处是打开的。

模块化车顶安装式空调系统可以具有控制装置，由此也可设想，至少一个空调系统模块和/或子模块具有控制装置。这种类型的控制装置可以以通信的方式连接到模块化车顶安装式空调系统的部件和/或与空调系统模块连接和/或与空调系统模块的部件和/或与子模块连接。

空调系统模块可以具有至少8kW至15kW或8kW至16kW的冷却能力，从而模块化车顶安装式空调系统可以具有至少20kW的冷却能力。空调系统模块可以组合形成功能组件，其中组件可以能够安装在车辆的车顶上。

现有技术中使用了不同的、单独定制的产品解决方案，这导致了零件的种类繁多，因此只能通过相对较大的努力来扩展产品组合。相反，根据本公开的模块化车顶安装式空调系统可以用几种类型的子模块进行管理，以使得可以提供各种长度、宽度、容量和特征的车顶安装式空调系统用于具有各种尺寸和不同的车顶形状的车辆，具体用于小型客车和大型客车。

在根据本公开的解决方案的有利的其他改进形式的情况下规定，第一子模块具有用于在空调系统模块和车辆的外部环境之间交换热能的至少一个第一热交换器单元，其中第二子模块具有至少一个第二热交换器单元，用于在空调系统模块和车辆的空间区域，具体是乘客舱和/或驾驶员/前排座椅区域和/或休息区和/或冰箱模块和/或电池单元之间交换热能，其中第二子模块具有至少一个风扇单元。可设想，第一子模块也具有至少一个风扇单元。

在根据本公开的解决方案的另一有利的实施例的情况下规定，第一子模块具有至少一个压缩机单元。还可设想，第一子模块流体连接到车辆的压缩机单元。

在根据本公开的解决方案的有利的其他改进形式的情况下规定，第二子模块具有用于加热流入车辆的空气的至少一个加热器单元和/或用于过滤流入车辆的空气的至少一个空气过滤器单元和/或至少一个冷却器单元。冷却器单元可以用于冷却冷却剂，所述冷却剂在冷却回路中用于调节车辆的电池单元的温度。

冷却器单元不仅可以用于冷却电池，还可以用于其他冷却任务，诸如像通过驾驶员座椅空调中的冷却剂流动通过的冷却元件冷却驾驶员座椅处的座舱空气，或者在通过车顶空调系统以热泵模式加热座舱空气方面将来自冷却剂回路的热量进给到车辆中的集合体。

在根据本公开的解决方案的另一有利的实施例的情况下规定，子模块具有壳体，其中壳体的设计形成为至少部分地与子模块布置在其处的车辆的车顶区域互补。如果壳体形成底部区域，则壳体的底部区域可以考虑在车辆的横向和行驶方向上的车顶曲率。模块化车顶安装式空调系统因此可以适应车辆的每种车顶几何形状。为此目的，可以提供柔性的和/或弹性的和/或可弹性变形的壳体底部，所述壳体底部适应和/或紧贴每个车顶轮廓。

在根据本公开的解决方案的有利的其他改进形式的情况下规定，至少一个第一空调系统模块对车辆的第一子区域进行空调调节，其中至少一个第二空调系统模块对车辆的第二子区域进行空调调节。车辆可以划分为多个子区域，其中用于空调的每个子区域在每种情况下都可以分配给一个空调系统模块。空调系统模块可以用于例如耗散驾驶员座椅空调的热量，其中另一个空调系统模块用于耗散来自乘客舱的热量。

车辆的子区域也可以是车辆的空间区域。

子区域可以是例如乘客舱和/或驾驶员座舱和/或每个单独部件的子区域，空调系统负责所述子区域的热管理。

在已知的现有技术的情况下，必须打开或关闭整个车顶安装式空调系统。根据本公开的模块化车顶安装式空调系统的该实施例的优点在于，在模块化车顶安装式空调系统的操作期间仅需要操作负责车辆的相应子区域的空调系统模块。如果子区域中不需要空气调节，则可以关闭负责的空调系统，并且因此节省了能源。另一个优点是，分别响应于模块化车顶安装式空调系统的升级或改装，仅必须分别安装或更换具有对应功能的一个空调系统模块。

在根据本公开的解决方案的另一有利的实施例的情况下规定，对车辆的子区域进行空气调节包括对车辆的电池单元的冷却或温度控制。在这种情况下，负责的空调系统模块可以具有附加的冷却器，以冷却电池单元的冷却剂。也可以规定，对电池单元和/或其他空间区域和/或其他子区域进行温度控制。

冷却器单元不仅可以用于冷却电池，还可以用于其他冷却任务，诸如像通过驾驶员座椅空调中的冷却剂流动通过的冷却元件冷却驾驶员座椅处的座舱空气，或者在通过车顶空调系统以热泵模式加热座舱空气方面将来自冷却剂回路的热量进给到车辆中的集合体。

在根据本公开的解决方案的有利的其他改进形式的情况下规定，至少一个框架单元布置在模块化车顶安装式空调系统和车辆的车顶之间。框架单元可以具有连接到车顶的一个或多个框架。框架单元也可以附接到车顶上。由此可以规定，空调系统模块以可快速释放且可安装的方式紧固到框架单元。例如，快速释放装置或等效的螺钉或销钉可用于此目的。

框架单元可以形成为密封框架。如在夹层结构的情况下，该密封框架可以邻接在系统/模块和车顶之间，并且可以例如将系统/模块密封到车顶上。

由此可以在维护期间快速地更换各个空调系统模块或整个模块化车顶安装式空调系统，以使得不需要在车顶上维护或修理车顶安装式空调系统。因此，车辆的停机时间减少。

在根据本公开的解决方案的另一有利的实施例的情况下规定，至少一个模块框架单元布置在至少一个空调系统模块和车辆的车顶之间。模块框架单元可以具有连接到框架单元或直接连接到车顶的一个或多个框架。模块框架单元也可以附接到车顶上。由此可以规定，空调系统模块以可快速释放且可安装的方式紧固到模块框架单元。例如，快速释放装置或等效的螺钉或销钉可用于此目的。模块框架单元可以适合于车辆的车顶的几何形状，由此也可以规定，模块框架单元形成为与车顶的几何形状至少部分互补。为此目的，可以提供柔性的和/或弹性的和/或可弹性变形的壳体底部，所述壳体底部适应和/或紧贴每个车顶轮廓。

在根据本公开的解决方案的有利的其他改进形式的情况下规定，模块化车顶安装式空调系统具有共用的壳体和/或至少一个空调系统模块具有子壳体，为了保护免受大气影响。

壳体也可以形成为防护罩。它们可以是覆盖整个空调系统的防护罩，和/或可以是覆盖多个模块(例如，所有第二子模块以及所有扩展模块)的子区域的防护罩，和/或可以是覆盖至少一个模块，例如第二子模块的子区域的防护罩。

在根据本公开的解决方案的另一有利的实施例的情况下规定，设置至少一个电控的膨胀阀，其中膨胀阀以通信的方式连接到控制装置，其中控制装置被设置和/或编程以控制和/或调节膨胀阀。

在现有技术中通常使用恒温膨胀阀。用于车辆的冷却系统通常在冷却回路中具有并联连接的两个至四个蒸发器。各个蒸发器可以配备有截止阀。所有蒸发器在每种情况下都有恒温膨胀阀或固定节流阀。这样的问题是，在非常大的运行范围内，蒸发器在冷却系统中运行越多(如汽车应用中的典型情况)，冷却系统处于一个或多个恒温膨胀阀使制冷剂流向其蒸发器失效以使得其变热的状态的风险就越高。模块化车顶安装式空调系统的根据本公开的实施例解决了这个问题，因为膨胀阀经由控制装置被调节，以使得防止了无意地关闭蒸发器。因此，即使存在困难的环境条件，所有蒸发器也会均匀冷却。

在根据本公开的解决方案的另一有利的实施例的情况下规定，模块化车顶安装式空调系统和/或空调系统模块具有电控的膨胀阀或多个电控的膨胀阀并且 /或者这种类型的膨胀阀分配给模块化车顶安装式空调系统的每个蒸发器单元。

在根据本公开的解决方案的另一有利的实施例的情况下规定，在至少两个空调系统模块的情况下，制冷剂-空气热交换器，具体是所有制冷剂-空气热交换器形成为焊接的铝制微通道热交换器，具体为扁平管式热交换器，和/或至少一个制冷剂-冷却剂热交换器和/或至少一个冷却器形成为焊接的堆积板式热交换器，具体是钎焊全铝堆积板式热交换器。

焊接的堆积板式热交换器，具体是焊接的全铝制堆积板式热交换器，提供了有利的重量减轻。

在根据本公开的解决方案的另一有利的实施例的情况下规定，至少一个空调系统模块可以安装，具体地柔性安装在车顶上，以使得空调系统模块的中心线垂直于车辆中心线或平行于车辆中心线对准，并且/或者每个空调系统模块具有控制装置，所述控制装置以通信的方式彼此连接，或者形成用于所有空调系统模块的中央控制装置。出于光学和/或空气动力学的原因，相对于车辆中心线不同地对准的空调系统模块可以具有不同的防护罩。

在根据本公开的解决方案的另一有利的实施例的情况下规定，至少两个相似的空调系统模块安装到共用的框架，具体是共同框架单元上并机械连接到其上，其中框架连接到车辆的车顶，其中至少两个相似的空调系统模块各自形成冷凝器单元，其中至少两个相似的空调系统模块相对于轴线镜像对称地布置，以使得冷凝器单元被布置成比至少两个相似的空调系统模块的其他部分更靠近轴线。轴线可以是例如车辆中心线。

至少两个相似的空调系统模块可以分开形成。如果轴线是车辆的车辆中心线，则至少两个相似的空调系统模块的冷凝器单元可以形成相对于车辆纵向对准的两个冷凝器区段。至少两个相似的空调系统模块可以相对于轴线，具体相对于车辆中心线基本上镜像对称地布置。至少两个相似的空调系统模块的冷凝器单元可以彼此相邻布置和/或可以布置成彼此抵靠和/或可以布置成彼此接触。

在根据本公开的解决方案的另一有利的实施例的情况下规定，第一子模块具有冷凝器或气体冷却器或外部热交换器，各自包括至少一个冷凝器风扇、间接式冷凝器、冷却器、电驱动压缩机、水泵和/或电气冷却剂加热器(与外部热交换器连接)，并且/或者第二子模块具有蒸发器，所述蒸发器包括至少一个蒸发器风扇、客舱空气过滤器、加热器、热泵加热器、电加热器、水泵、电气冷却剂加热器、冷却器和/或间接式冷凝器。

压缩机单元可以附接到第二子模块和/或布置在第二子模块处。压缩机单元可以安装和/或布置在第二子模块中。

当与空气进行热交换时，可以提供风扇。

本公开的其他重要特征和优点从附图中并且从基于附图的对应图描述中得出。

不言而喻，以上所提及的特征和以下将描述的特征不仅可以分别指定的组合使用，而且可以其他组合使用或单独使用，而不脱离本公开的范围。

附图说明

本公开的优选示范性实施例在图式中说明，且将在以下描述中更详细地描述，由此相同的参考数字是指相同或类似或功能上相同的组件。

示意性地，在每种情况下，

图1是模块化车顶安装式空调系统的顶视图，在这种情况下，几个模块组合形成组件，其中每个模块由三个子模块组成，

图2示出了模块化车顶安装式空调系统的另一实施例的顶视图，其组合形成组件，

图3示出了包括子模块的模块化车顶安装式空调系统的实施例的顶视图，在这种情况下，模块未组合形成组件，

图4示出了空调系统模块的设置，

图5示出了包括子模块的空调系统模块的设置，

图6示出了包括框架单元和防护罩的模块化车顶安装式空调系统的前视图，

图7示出了包括几个模块框架单元的另一模块化车顶安装式空调系统的前视图，

图8示出了包括电控膨胀阀的模块化车顶安装式空调系统的图示，

图9进一步示出了模块化车顶安装式空调系统的图示，

图10进一步示出了模块化车顶安装式空调系统的图示，

图11进一步示出了模块化车顶安装式空调系统的图示，

图12进一步示出了模块化车顶安装式空调系统的图示，

图13进一步示出了模块化车顶安装式空调系统的图示，

图14进一步示出了模块化车顶安装式空调系统的图示，

图15进一步示出了模块化车顶安装式空调系统的图示，

图16进一步示出了模块化车顶安装式空调系统的图示，

图17进一步示出了模块化车顶安装式空调系统的图示，

图18进一步示出了模块化车顶安装式空调系统的图示，

图19进一步示出了模块化车顶安装式空调系统的图示，

图20进一步示出了模块化车顶安装式空调系统的图示，

图21进一步示出了模块化车顶安装式空调系统的图示。

具体实施方式

在图1中示意性地示出了可以形成为用于运输多个人的大容量车辆的车辆 2，其中车辆2以顶视图示出，其中可以看到车辆的车顶4。

车辆2具有模块化车顶安装式空调系统1，其布置在车辆2的车顶4上。模块化车顶安装式空调系统1确保了车辆2的外部环境17与车辆2的空间区域之间的热交换，其中该空间区域18具体包括乘客舱。

在图1中通过虚线边界显示模块化车顶安装式空调系统1，其中该边界意味着模块化车顶安装式空调系统1组合形成组件，所述组件在功能上以及在机械上协作。这意味着模块化车顶安装式空调系统1整体上可以与车顶4分离，而不必首先从车顶4上移除单个空调系统模块3。这不排除模块化车顶安装式空调系统1形成为使得仅单个空调系统模块3也可以从车辆2的车顶4上移除。尤其当只有一个空调系统模块3有故障时，这特别适用，以使得仅需要更换有故障的空调系统模块3。

模块化车顶安装式空调系统1具有在车辆2的纵向方向上布置的几个空调系统模块3，其中每个空调系统模块3被类似地但不一定相同地配置。空调系统模块3包括例如两个蒸发器单元5，每个蒸发器单元5包括用于蒸发制冷剂的至少一个蒸发器。空调系统模块3还包括冷凝器单元6，所述冷凝器单元6包括用于液化制冷剂的至少一个冷凝器，其中冷凝器单元布置在彼此间隔开的两个蒸发器单元5之间。如果空调系统模块3被配备成使得其也可以用作热泵，则冷凝器单元6包括外部热交换器而不是冷凝器，所述外部热交换器在冷却操作期间用作冷凝器或气体冷却器，并且在加热操作期间用作蒸发器。借助于冷却器，热泵还可以从冷却剂中除去热量，其经由外部热交换器将来自总线中各种部件的热量(不仅是环境热量)供应到车顶安装式空调系统。

如图4所示，空调系统模块3可以具有蒸发器风扇7和冷凝器风扇8，其中蒸发器风扇7可以分配给蒸发器单元5，并且冷凝器风扇8可以分配给冷凝器单元6。可以规定，蒸发器单元5在结构上包围蒸发器风扇7，并且冷凝器单元6 在结构上包围冷凝器风扇8。

在图1中示出了车辆2的共用压缩机单元12，每个空调系统模块3可以流体地连接到共用压缩机单元12上，其中可以经由适当的分配和返回线来提供空调系统模块3的并联连接。还可以规定，单个或每个空调系统模块3可以配备有单独的压缩机单元9。为了清楚起见，未示出流体连接、用于能量供应的电连接以及用于经由未示出的控制装置33控制模块化车顶安装式空调系统1的部件的合适的通信连接。

在图1中进一步示出了电池单元27，其可以具有未示出的冷却回路。可设想的是，空调系统模块3流体地连接到电池单元27的冷却回路，以使得由电池单元27产生的废热经由空调系统模块3传递到车辆2的外部环境17。

在图2中作为示例示出了另一车辆2，与图1中的车辆2相比，该另一车辆 2被形成为更窄且稍短，以使得蒸发器单元5和冷凝器单元6的布置被设计为相对更紧凑，由此冷凝器单元6在车辆的行驶方向上布置在两个蒸发器单元5的上游。这也可以颠倒，例如，冷凝器单元6可以布置在驱动方向的下游。当看着车辆时，总是假设车辆在向前方向上移动，因此将朝向图1至图3中的图的右页边缘移动。在图2中，空调系统模块3也组合形成组件，以使得可以替换整个模块化车顶安装式空调系统1。

在图3中示出了包括模块化车顶安装式空调系统1的车辆，其中即使空调系统模块3未组合形成组件，空调系统模块3也具有布置在两个第二子模块14 之间的第一子模块13。第二子模块14可以是相似的或相同的。

在图5中示意性地示出空调系统模块3的示例性设置，其包括第一子模块 13和第二子模块14。第一子模块13包括第一连接区段15，并且第二子模块14 包括第二连接区段16。第一连接区段15和第二连接区段16可以被设计为彼此互补，从而可以规定，通过将第一连接区段15和第二连接区段16插接在一起，在第一子模块13和第二子模块14之间提供可释放的连接。第一连接区段15和第二连接区段16可以分别包括机械的和/或流体的和/或电子的和/或控制相关的连接元件，其可以形成为彼此互补。由此，通过几个子模块的简单连接，可以以较少的工作步骤并且成本有效地生产期望的空调系统模块3。

可以将两个子模块13和14放置在共同的框架上，其中连接区段15、16不形成机械的保持或支撑功能，因为它们仅具有管道和电缆。

子模块13和14两者可以布置成一个重叠在另一个的顶部上，并且可以在重叠的区域中彼此连接。

如图5所示，第一子模块13包括第一热交换器单元19和压缩机单元9。子模块14包括第二热交换器单元20、空气过滤器单元22和风扇单元21。第一热交换器单元19形成为在空调系统模块3和车辆2的外部环境17之间交换热能。第二热交换器单元20被设置用于在空调系统模块3和车辆3的空间区域18、具体是乘客舱之间交换热能。

在图6中示出了模块化车顶安装式空调系统1的前视图，其中车顶安装式空调系统1具有布置在两个第二子模块14之间的第一子模块13。子模块13和 14形成空调系统模块3。子模块13具有可以用于冷却冷却剂的冷却器单元10，所述冷却剂在冷却回路中用于调节车辆2的电池单元27的温度。第二子模块14 具有可以具有用于加热空气的加热器元件的加热器单元11，所述空气流入空间区域18、具体是乘客舱中。冷却器单元10也可以布置在第二子模块14和/或扩展模块中。除了第一子模块和第二子模块之外，扩展模块可以是空调系统模块3 的一部分。

框架单元28和/或模块框架单元29设置在车辆2的模块化车顶安装式空调系统1和车顶4之间，通过所述框架单元28和/或模块框架单元29将由子模块形成的空调系统模块3安装在车顶上。子模块与框架单元28之间的连接、以及框架单元28与车顶4之间的连接可以分别形成为可释放的。模块化车顶安装式空调系统1分别具有共同壳体或共同防护罩30，其分别覆盖空调系统模块3或子模块，并且因此在所述情况下保护它们免受不利的大气影响。

每个子模块都有包括底部区域24的壳体23。布置成最靠近车顶4的壳体 23的表面区域可以被认为是底部区域24。子模块的底部区域24在图6中形成为平面的。然而，车辆2的车顶4也可以完全或部分地形成底部区域24。

特别是在冷凝器单元的情况下可能是这种情况。冷凝器可以安装在保持装置(壳体的朝向底部打开的一部分)中，并且位于距车顶例如10cm的距离处，以使得外部空气可以在冷凝器和车顶之间流动，并且然后可以从底部流经冷凝器到顶部。外壳，即包括孔的一种弯曲罩，可以位于冷凝器上方，包括竖直轴线的轴流风扇可以位于在所述孔中，所述轴流风扇将空气从冷凝器输送到顶部。外壳和保持装置可以一起形成用于冷凝器的壳体模块，所述壳体模块的底部区域分别是打开的或由车顶形成。

在图7中示出了模块化车顶安装式空调系统1的实施例替代方案，其中子模块14和13具有不同设计的底部区域24。子模块14的底部区域24具有曲率，所述曲率形成为与和其相对定位的车辆2的车顶4的区域的曲率互补。例如在该实施例中，由模块框架单元29形成的框架单元28可以具有与每个车辆2的车顶4的几何形状互补的设计。尽管存在按这种类型设计的模块化车顶安装式空调系统1，但仍可以优化车辆2的空气阻力。在图7中未设置共同壳体30，但是外部空调系统模块3分别具有单独的子壳体或子防护罩31。从车顶4开始，空调系统模块3可以相对于竖直方向形成基本上相似和/或相同的延伸长度。

子模块14可以围绕车辆的纵向轴线略微倾斜，以使得左子模块14向左倾斜，并且使得右子模块14向右倾斜，以便遵循车顶轮廓。因此，图6中子模块的底部区域形成了多边形路线。车辆专用框架28可以表示从该多边形路线到车顶曲率的过渡部分。

在图8中示出了模块化车顶安装式空调系统1，其经由第一流体连接件连接到车辆2的第一子区域25。模块化车顶安装式空调系统1还经由另外的流体连接件连接到车辆2的第二子区域26。第一子区域25可以包括例如驾驶员空调系统的制冷剂回路或电池单元27的冷却剂回路。第二子区域26可以包括例如乘客舱的空间区域18。如图8所示，仅一个空调系统模块3流体连接到第一子区域25，其中剩余的两个空调系统模块3流体并联地连接到第二子区域26。根据制冷能力的需求，模块化车顶安装式空调系统可以由此部分打开或关闭。如果例如仅在第一子区域25中需要热交换，则可以关闭与第二子区域26连接的两个空调系统模块3。由此可以更有效地并且因此更节能地使用模块化车顶安装式空调系统1。还可设想的是，将乘客舱的各个空间区域18分配给各个空调系统模块3。

如图8所示，模块化车顶安装式空调系统1和/或空调系统模块3可以具有电可控膨胀阀32或几个电可控膨胀阀，例如每个蒸发器一个膨胀阀，其中膨胀阀32以通信的方式连接到控制装置33。可以规定，将这种类型的膨胀阀32分配给模块化车顶安装式空调系统1的每个蒸发器单元5，以便防止蒸发器单元5 的加热，因为其在热膨胀阀的情况下可能发生。

由于简化的示意图，为清楚起见未示出所需的流体管线、制冷剂回路、供电管线和控制管线。

在图9中示出了两个相似的空调系统模块3和3a，它们各自形成冷凝器单元6和6a。相对于车辆2的车辆中心线34，空调系统模块3和3a镜像对称地布置，以使得冷凝器单元6和6a被布置成比至少两个相似的空调系统模块3和3a 的其他部分更靠近车辆中心线34。空调系统模块3和3a各自具有横向和/或垂直于车辆中心线34对准的至少一条中心线35。

为了清楚起见，车辆中心线34仅在图9中示出，但是类似地适用于所有附图。

在图10中示出了包括八个蒸发器单元5并且包括四个冷凝器单元6的空调系统模块3，其中冷凝器单元6被布置成比蒸发器单元5更靠近车辆中心线34。

在图11中示出了两个相似的空调系统模块3，每个模块具有两个蒸发器单元5和一个冷凝器单元6。相对于车辆2的向前行驶方向，冷凝器单元6布置在相应的空调系统模块3内的两个蒸发器单元5的上游。

在图12中示出了两个相似的空调系统模块3，每个模块具有两个蒸发器单元5和一个冷凝器单元6。相对于车辆2的向前行驶方向，冷凝器单元6布置在相应的空调系统模块3内的两个蒸发器单元5的下游。

作为示例，在图13至图21中，第一子模块13可以形成或具有一个冷凝器单元6。作为示例，在图13至图21中，第二子模块14可以形成或具有至少一个蒸发器单元5。

在图13中示出了两个相似的空调系统模块3，每个模块具有一个蒸发器单元5和一个冷凝器单元6。相对于车辆2的向前行驶方向，冷凝器单元6布置在相应的空调系统模块3内的蒸发器单元5的下游。空调系统模块3相对于车辆中心线34一个接一个地布置。

在图14中示出了两个相似的空调系统模块3，每个模块具有一个蒸发器单元5和一个冷凝器单元6。相对于车辆2的向前行驶方向，冷凝器单元6布置在相应的空调系统模块3内的蒸发器单元5的上游。空调系统模块3相对于车辆中心线34一个接一个地布置。

在图15中示出了两个相似的空调系统模块3，每个模块具有两个蒸发器单元5和两个冷凝器单元6。两个冷凝器单元6布置在相应的空调系统模块3中的两个蒸发器单元5之间。空调系统模块3相对于车辆中心线34一个接一个地布置。

与图15相比，在图16中示出了三个相似的空调系统模块3，它们相对于车辆中心线34一个接一个地布置。

在图17中示出了两个相似的空调系统模块3，每个模块具有两个蒸发器单元5和一个冷凝器单元6。相对于车辆2的车辆中心线34，空调系统模块3镜像对称地布置，以使得冷凝器单元6被布置成比蒸发器单元5更靠近车辆中心线34。冷凝器单元6布置在蒸发器单元5之间。

与图17相比，在图18中示出了附加空调系统模块3，其相对于车辆2的向前行驶方向布置在图17的空调系统模块3的上游。附加空调系统模块3具有两个蒸发器单元5和一个冷凝器单元6，其中蒸发器单元5相对于车辆2的车辆中心线34镜像对称地布置。

例如，图19和图20示出了空调系统模块3的其他布置选项。

在图21中示出了模块化车顶安装式空调系统1的实施例替代方案，其中子模块14和13具有相似设计的底部区域24。第二子模块14布置在外部，而第一子模块13在内部布置在第二子模块14之间。

Claims (17)

1.一种用于车辆(2)的模块化车顶安装式空调系统(1)，

-包括至少两个相似的空调系统模块(3)，用于所述车辆(2)内的空气调节的空间区域，

-其中至少一个空调系统模块(3)具有至少一个第一子模块(13)和至少一个第二子模块(14)，

-其中所述第一子模块(13)具有至少一个第一连接区段(15)，

-其中所述第二子模块(14)具有至少一个第二连接区段(16)，

-其中所述第一子模块(13)和所述第二子模块(14)能够经由所述第一连接区段(15)和所述第二连接区段(16)连接，

-其中所述第一子模块(13)形成为用于在所述空调系统模块(3)和所述车辆(2)的外部环境(17)之间交换热能，

-其中所述第二子模块(14)形成为用于在所述空调系统模块(3)和所述车辆(2)的空间区域(18)之间交换热能，

其特征在于，

所述第二子模块(14)具有至少一个加热器单元(11)和至少一个冷却器单元(10)，

在至少两个空调系统模块(3)的情况下，制冷剂-空气热交换器形成为焊接的铝制微通道热交换器，和/或

至少一个制冷剂-冷却剂热交换器和/或至少一个冷却器形成为焊接的堆积板式热交换器。

2.根据权利要求1所述的模块化车顶安装式空调系统(1)，

其特征在于，

所述第一子模块(13)具有至少一个第一热交换器单元(19)，该至少一个第一热交换器单元形成为用于在所述空调系统模块(3)和所述车辆(2)的所述外部环境(17)之间交换热能，

其中所述第二子模块(14)具有至少一个第二热交换器单元(20)，该至少一个第二热交换器单元形成为用于在所述空调系统模块(3)和所述车辆(2)的所述空间区域(18)之间交换热能，

其中所述第二子模块(14)具有至少一个风扇单元(21)。

3.根据权利要求1或2所述的模块化车顶安装式空调系统(1)，

其特征在于，

所述空间区域(18)包括乘客舱和/或驾驶员/前排座椅区域和/或休息区和/或冰箱模块和/或电池单元。

4.根据权利要求1或2所述的模块化车顶安装式空调系统(1)，

其特征在于，

所述第一子模块(13)具有至少一个压缩机单元(9)。

5.根据权利要求1或2所述的模块化车顶安装式空调系统(1)，

其特征在于，

子模块(13、14)具有壳体(23)，其中所述壳体(23)的设计形成为与所述车辆(2)的车顶区域至少部分地互补，所述子模块(13、14)布置在所述车顶区域处。

6.根据权利要求1或2所述的模块化车顶安装式空调系统(1)，

其特征在于，

至少一个第一空调系统模块(3)对所述车辆(2)的第一子区域(25)进行空气调节，

其中至少一个第二空调系统模块(3a)对所述车辆的第二子区域(26)进行空气调节。

7.根据权利要求6所述的模块化车顶安装式空调系统(1)，

其特征在于，

对所述车辆(2)的子区域进行的空气调节包括所述车辆的电池单元(27)的冷却或温度控制。

8.根据权利要求1、2和7中任一项所述的模块化车顶安装式空调系统(1)，

其特征在于，

至少一个框架单元(28)布置在所述模块化车顶安装式空调系统(1)和所述车辆(2)的所述车顶(4)之间。

9.根据权利要求1、2和7中任一项所述的模块化车顶安装式空调系统，

其特征在于，

至少一个模块化框架单元(29)布置在至少一个空调系统模块(3)和所述车辆(2)的所述车顶(4)之间。

10.根据权利要求1、2和7中任一项所述的模块化车顶安装式空调系统(1)，

其特征在于，

所述模块化车顶安装式空调系统(1)具有共用的壳体(30)，和/或至少一个空调系统模块(3)具有子壳体(31)。

11.根据权利要求1、2和7中任一项所述的模块化车顶安装式空调系统(1)，

其特征在于，

设置至少一个电控的膨胀阀(32)，

其中所述膨胀阀(32)以通信的方式连接到控制装置(33)，

其中所述控制装置(33)被设置和/或编程为控制和/或调节所述膨胀阀(32)。

12.根据权利要求1所述的模块化车顶安装式空调系统(1)，

其特征在于，

所述模块化车顶安装式空调系统(1)和/或空调系统模块(3)具有电控的膨胀阀(32)或多个电控的膨胀阀(32)，和/或

这种类型的膨胀阀(32)被分配给所述模块化车顶安装式空调系统(1)的每个蒸发器单元(5)。

13.根据权利要求1、2、7和12中任一项所述的模块化车顶安装式空调系统(1)，

其特征在于，

至少一个空调系统模块(3)能够安装在所述车顶(4)上，以使得所述空调系统模块(3)的中心线(35)垂直于所述车辆中心线(34)或平行于所述车辆中心线(34)对准，和/或

每个空调系统模块(3)包括控制装置，所述控制装置以通信的方式彼此连接，或者形成用于所有空调系统模块(3)的中央控制装置。

14.根据权利要求1、2、7和12中任一项所述的模块化车顶安装式空调系统(1)，

其特征在于，

至少两个相似的空调系统模块(3)安装到共用的框架上，并机械连接到该框架上，

其中所述框架连接到车辆(2)的车顶(4)，

其中所述至少两个相似的空调系统模块(3)各自形成冷凝器单元(6)，

其中所述至少两个相似的空调系统模块(3)相对于轴线镜像对称地布置，以使得所述冷凝器单元(6)被布置成比所述至少两个相似的空调系统模块(3)的其他部分更靠近所述轴线。

15.根据权利要求1、2、7和12中任一项所述的模块化车顶安装式空调系统(1)，

其特征在于，

所述第一子模块(13)具有冷凝器或气体冷却器或外部热交换器，各自包括至少一个冷凝器风扇、间接式冷凝器、冷却器、电驱动压缩机、水泵和/或电冷却剂加热器，和/或

所述第二子模块(14)具有蒸发器，包括至少一个蒸发器风扇、客舱空气过滤器、加热器、热泵加热器、电加热器、水泵、电冷却剂加热器、冷却器和/或间接式冷凝器。

16.根据权利要求15所述的模块化车顶安装式空调系统(1)，

其特征在于，

所述电冷却剂加热器与外部热交换器连接。

17.根据权利要求1、2、7、12和16中任一项所述的模块化车顶安装式空调系统(1)，

其特征在于，

所述制冷剂-空气热交换器是指全部制冷剂-空气热交换器，所述铝制微通道热交换器是扁平管式热交换器，所述焊接的堆积板式热交换器是焊接的全铝制堆积板式热交换器。

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