制冷剂回路和控制该回路的方法
【专利摘要】本发明涉及用于热调节车辆乘客舱室的制冷剂回路(1)，其包括多个包含至少一个交换器的支路，其中第一支路(11)与第二支路(12)和第三支路(13)串联，第二支路(12)与第三支路(13)并联；以及将第三支路(13)置于与第二支路(12)流通的装置(36)，所述装置安装在第三支路(13)中处于外部交换器(28)下游的部段(37)和第二支路(12)中处于第一控制构件(15)上游的部分(38)之间。
【专利说明】制冷剂回路和控制该回路的方法
【技术领域】
[0001]本发明的技术部分是用于调节进入机动车辆舱室的空气流的组件或系统。更具体地，本发明的目标是用于加热模式或加热泵模式、冷却模式或除湿模式中的制冷剂液体回路。本发明优化了后面的运转阶段的使用参数，以限制在同等表现下的消耗或者提高该回路在同等消耗下的热性能。
【背景技术】
[0002]机动车辆通常配备有空气调节循环或回路，制冷剂液体在其中循环。该循环通常包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，制冷剂液体按所述顺序经过。蒸发器安设在一般安装在车辆舱室室内的通风、加热和/或空调装置中，从而根据车辆使用者的请求为舱室提供热的空气流或者冷的空气流。对于冷凝器这部分，其通常安设在车辆的前脸，从而被车辆外侧的空气流横穿。
[0003]空气调节循环可以使用在冷却模式或加热模式下。在冷却模式下，制冷剂液体输送到冷凝器，制冷剂液体在冷凝器被外部空气流冷却。接着，制冷剂液体朝着膨胀阀循环，制冷剂液体在进入蒸发器之前被膨胀阀降压。接着，通过蒸发器的制冷剂液体被进入通风装置的空气流加热，这通过对该空气流的冷却和旨在对车辆舱室进行空气调节的目标相关联地体现。回路是闭路循环，接着制冷剂液体朝着压缩机回流。
[0004]在加热模式下，液体通过将其输送到蒸发器的压缩机开始循环。接着，蒸发器用作冷凝器，制冷剂液体在冷凝器处通过在通风装置中循环的空气冷却。由此，该空气与蒸发器接触而被加热，并由此将该热量供给车辆舱室。流过蒸发器以后，制冷剂液体在到达冷凝器之前被膨胀阀膨胀。接着，外部空气流加热制冷剂液体。因而，外部空气流沿着冷凝器流过以后，与它在通过冷凝器之前的温度相比更冷。接着，制冷剂液体朝着压缩机回流。
[0005]这样的布局已经通过对以上出现的空气调节回路补充使其通过被制冷剂液体横穿的又一交换器而得到改善，该交换器的功能是加热输送到舱室室中的空气。因此，这个所谓的“内部”交换器用作散热器。
[0006]如上所述的空气调节回路在US2011/0016896A1中被公开。该文献的图4示出了除湿模式，其中制冷剂液体在内部交换器中循环，并且与此同时也在外部交换器和蒸发器中循环，这两个部件彼此并联。
[0007]这样的布局表现出第一缺陷。确实，该文献公开的以及加热、冷却和除湿运转模式(第一模式和第二模式)所需要的阀的数量是相当大的。部件的这个数量与汽车领域不匹配，因为在汽车领域中实现功能所需的部件的数量需要严格地减少到最少。
[0008]该文献出现的回路表现出第二缺陷。确实，该文献中图4示出的除湿模式采用了一个相同的用于蒸发器以及外部交换器的膨胀装置。现在，尤其是因为影响通过蒸发器的空气温度的进气翼片的位置，流过每个这些交换器的空气的温度是不同的。因此，当循环处于所述文献的图4的除湿模式下时，独立地调节在蒸发器和外部交换器中循环的制冷剂液体的流动率是不可能的。
【发明内容】
[0009]因此，本发明的目标是主要通过允许制冷剂液体在除湿模式期间同时在外部交换器和蒸发器中循环，同时提供了彼此独立地调节制冷剂液体流动率的可能性以解决如上所述的缺陷。通过在一支路中存在的供给外部交换器的第一膨胀构件和在并列的支路中安装与第一膨胀构件不同的供给蒸发器的第二膨胀构件，这种调节是可能的。
[0010]由此，本发明的主题是用于热调节车辆舱室的制冷剂液体回路，其包括:
[0011]-第一支路，其中串联地安装有至少一个压缩机和设计为确保制冷剂液体和空气流之间的热交换的内部交换器，该空气流称为内部空气流，用于被输送进入舱室室内，
[0012]-第二支路，其中串联地安装有至少一个控制制冷剂液体在所述第二支路中循环的第一装置、第一膨胀构件和蒸发器，
[0013]-第三支路，其中串联地安装有至少一个第二膨胀构件和设计为确保制冷剂液体和空气流之间的热交换的外部交换器，该空气流称为外部空气流，布置在舱室的外侧，
[0014]-所述第一支路与第二支路和第三支路串联，所述第二支路与所述第三支路并联；以及
[0015]-用于将第三支路置于与第二支路流通的装置，，所述装置安装在位于第三支路的外部交换器下游的区域和第二支路的位于第一控制构件上游的部分之间。
[0016]根据本发明的第一特征，用于置于流通的装置由至少一个用于管理制冷剂液体在安装在所述下游区域或在所述下游区域和上游部分之间的管路中的循环的构件形成。
[0017]根据本发明的第二特征，管理构件通过安装在管路中的第一双通阀和安装在下游部分中的第二双通阀形成。
[0018]替代地，管理构件通过安装在管路与第三支路的汇合点的三通阀形成。
[0019]根据本发明的另一特征，管路连接第一控制装置和第一膨胀构件之间的第二支路。
[0020]根据另一示例性实施例，管理构件通过安装在管路与第二支路的汇合点的三通阀形成。
[0021]根据本发明的进一步特征，管理构件安装在第一控制装置和第一膨胀装置之间。
[0022]将注意到的是，第三支路包括用于控制制冷剂液体在所述第三支路中的循环的第
—目.ο
[0023]以示例的方式，根据制冷剂液体在第三支路中能够循环的方向，第二控制装置安装在第二膨胀构件的上游。
[0024]第三支路包括用于第二膨胀构件的旁通阀。
[0025]有利地，根据本发明的回路被设计为根据加热模式、冷却模式、除湿模式的三种模式运转；其中在加热模式中，外部交换器吸收的热量通过内部交换器的在内部空气流中驱散；在冷却模式中，被之后用作蒸发器的内部交换器所吸收的热量通过外部交换器在外部空气流中驱散；除湿模式的三种模式组合了加热模式和冷却模式；其中，不管在哪种模式下，制冷剂液体沿相同的方向循环。
[0026]因此，该回路包括制冷剂液体和装置，该装置在加热模式和多个除湿模式中设计为:[0027]-在第一支路(11)和第三支路中进行制冷剂液体的循环，在第二支路中没有制冷剂液体的循环；
[0028]-在第一支路、第三支路、用于将第三支路置于与第二支路流通的装置以及第二支路中进行制冷剂液体的循环，在第三支路的下游部分和第二支路的上游部分中没有制冷剂液体的循环；
[0029]-在第一支路和第二支路中进行制冷剂液体的循环，在第三支路中没有制冷剂液体的循环；
[0030]-在第一支路且同时在第二和第三支路中进行制冷剂液体的循环。
[0031]本发明还有一个目标是控制用于调节输送进入车辆舱室的内部空气流的热系统的方法，该热系统所述热系统包括如上所述的回路以及壳体，所述内部空气流在壳体循环，并且包括内部交换器、蒸发器，并且其中:
[0032]-激活回路，有利地是根据除湿模式，
[0033]-确定在外部交换器上存在冰，
[0034]-如果存在冰:
[0035]-在第一支路、第三支路、用于将第三支路置于与第二支路流通的装置以及第二支路中进行制冷剂液体的循环；
[0036]-如果不存在冰，确定内部空气流⑷的温度；
[0037]-如果内部空气流(4)的温度高于阀值温度，在第一支路(11)和第二支路(12)中进行制冷剂液体的循环；
[0038]如果回路传送的功率小于低功率阀值，在第一支路(11)且同时在第二和第三支路(12，13)中进行制冷剂液体的循环；
[0039]-如果内部空气流(4)的温度低于阀值温度，在第一支路(11)和第三支路(13)中进行制冷剂液体的循环。
[0040]在该方法中采用的回路包括控制舱室外侧的和/或舱室内原有的允许进入壳体的量的进气装置。在这种情况下，该方法执行下述步骤，其中:
[0041]-存在冰时，定位进气装置，从而进入壳体的空气由至少80%舱室内原有的空气组成，
[0042]-如果回路传送的功率高于高功率阀值，定位进气装置，从而进入壳体的空气主要由舱室外原有的空气组成，
[0043]-如果回路传送的功率不足，定位进气装置，从而进入壳体的空气全部由舱室内原有的空气组成，
[0044]-如果温度低于阀值温度，定位进气装置，从而进入壳体的空气全部由舱室内原有的空气组成。
[0045]根据该方法执行的一种模式，根据一条关于舱室内存在的空气的质量的信息定位进气装置。
[0046]最终，如上详述的方法包括比较进气装置位置的多种可能性的步骤，以及在外部空气量最多的位置作用的步骤。
[0047]根据本发明最有利的优势是，能够将同时在蒸发器和外侧交换器中循环的制冷剂液体的流动率与流过这些交换器的空气的温度相匹配。由此，保证了每个这些部件以最大效率水平工作，由此使其能够在当回路在除湿模式下运行时优化回路的整体效率。
[0048]另一显著的优势是该回路的总体结构，该结构包括很少的阀，但是其能够在加热模式、冷却模式和三个不同的除湿模式下执行热动态循环。
【专利附图】
【附图说明】
[0049]通过阅读下述结合附图的描述，本发明的其它特征、细节和优势将变得更加清晰，其中:
[0050]-图1是根据本发明的回路在舱室的冷却模式下运行的简图，
[0051]-图2是根据本发明的回路在舱室的加热模式下运行的简图，
[0052]-图3是根据本发明的回路在舱室的第一除湿模式下运行的简图，
[0053]-图4是根据本发明的回路在舱室的第二除湿模式下运行的简图，
[0054]-图5是根据本发明的回路在舱室的第三除湿模式下运行的简图，
[0055]-图6是示出根据本发明的方法的逻辑简图。
【具体实施方式】
[0056]应注意到的是，附图详细示出本发明以实现本发明，如果合适的话，所述附图当然能够用于更好地限定本发明。
[0057]图1示出了根据本发明的回路I。接下来，首先描述该回路的结构，不考虑初始时关注在哪个模式下运转；接着，随后，针对每个运转模式，描述在回路中循环的制冷剂流体所遵从的路径，或者能够遵从的路径。
[0058]接下来采用的术语“上游”和“下游”指的是流体在考虑的部件中行进的方向。
[0059]回路1，或者称为空调环路，是闭路环路，制冷剂流体在其该封闭环路内部循环。制冷剂流体是超临界类型的流体，例如二氧化碳，例如已知的名称是R744。制冷剂流体优选的是亚临界流体，例如氢氟碳(hydrof Iuorocarbon),例如已知的首字母缩写是R134a,或者对温室效应几乎没有影响的低害的制冷剂流体，也就是说，其能够提供关于汽车空调器的可持续的方案，已知的术语是HF01234yf。对于上述的两种类型的流体，该回路可以包括内部交换器(未示出)，通过在经受高温-高压的制冷剂流体和经受低温-低压的该相同的制冷剂流体之间热交换，负责改善回路的性能。
[0060]制冷剂流体通过压缩机2开始循环，例如由电机驱动，特别的是集成在压缩机的壳体中。该压缩机的功能是提高制冷剂流体的压力和温度。将注意到的是，压缩机2也可以通过带轮驱动，该带轮通过安装在车辆上的内燃机开始运转，尤其是通过带。
[0061]压缩机2包括入孔口 7，低压和低温的制冷剂流体通过该孔口进入压缩机。该流体通过出孔口 8离开压缩机，与该相同流体在入孔口 7的状态相比，该流体处于高压和高温的状态。
[0062]在压缩机2的上游且通过用于运输制冷剂流体的装置以直接的方式连接(链接)至入孔口 7的是汇合点9。所述汇合点形成为来自两条不同支路的制冷剂流体结合以形成单个流的位置。将注意到的是，该汇合点9形成回路I的第一支路11的出发点，或称为一个端部。
[0063]在压缩机2的直接下游具有热交换器，称为“内部”的，在某种意义上来说其意图改变输送进入舱室内的内部空气流4的温度。该内部交换器，标记为3，由此设计为执行在内部空气流4和在回路I中循环的制冷剂流体之间的热交换。因此，当制冷剂流体回路I在加热模式下运转时，制冷剂流体将它的热量传导给内部空气流4。诸如这样的内部交换器包括第一孔口 5，来自压缩机2的制冷剂流体通过该第一孔口进入内部交换器。内部交换器3也包括第二孔口 6，制冷剂流体在与内部空气流4热交换以后通过该孔口离开。
[0064]该内部交换器3安装在壳体45内，负责引导进入汽车舱室之前的内部空气流4。
[0065]用于运输制冷剂流体的装置由此直接连接压缩机2的出孔口 8和内部交换器3的第一孔口 5，不需要存在任何其它所谓的“活动”部件，也就是影响热力循环的部件。
[0066]诸如管道或导管的用于运输载热流体的装置将内部交换器3的第二孔口 6置于与分叉点10直接连通。这样的点形成“Y”形，在此制冷剂流体可分为两条不同的流，朝着回路的标记为12的第二支路和回路的标记为13的第三支路输送。分叉点10形成第一支路11的第二端部。
[0067]根据前述应理解的是，第一支路11由回路I的从汇合点9延伸至分叉点10的部分形成。第一支路11由此仅有利地包括压缩机2、内部交换器3和用于运输制冷剂流体的器件，所有这些相对于彼此串联。
[0068]第一支路11、第二支路12和第三支路13在汇合点9的层面和分叉点10的层面彼此连接。第二支路12和第三支路13由此从分叉点10开始并在汇合点9终止。根据这样的结构应理解的是，第二支路和第三支路相对于彼此并联，但是它们两者均与第一支路11串联。
[0069]第二支路12包括串联安装的部件，这些部件在回路I中发生的热力循环中是活动的。在这些部件中有用于控制制冷剂流体在第二支路12中的循环的第一器件14。这样的第一器件是全开/全闭阀，但是也可以是比例阀，该阀可以处于O和100%打开之间的所有位置。
[0070]因此，第一控制器件14包括进口 18以及出口 19，制冷剂流体通过该进口到达，制冷剂流体通过该出口离开第一控制器件。第一控制器件的进口 18，例如直接地，连接至分叉点10。
[0071]第二支路12进一步包括第一膨胀构件15，该第一膨胀构件15负责降低制冷剂流体的压力并由此确保发生在制冷剂流体回路I中的热力循环运转所需的膨胀。该膨胀构件15安装在第一控制器件14的下游并处于蒸发器16的直接上游。实际中，这样的膨胀构件采用固定孔口或者热静态膨胀阀的形式。替代地，这样的第一部件15可采用电子操作的膨胀阀的形式。
[0072]在第一控制器件14和第一膨胀构件15之间，第二支路12包括混合点17，其将在下面详述。
[0073]第一控制器件14的出口 19通过制冷剂流体运输装置与混合点17直接连接。
[0074]第一膨胀构件15包括与混合点17直接连接的进口 22以及与蒸发器16直接连接的出口 23。
[0075]第二支路12还包括蒸发器16，该蒸发器安装在壳体45中，从而被内部空气流4横穿。根据内部空气流4在壳体45中的行进方向，该蒸发器16被置于内部交换器3的上游。该部件是意图冷却内部空气流4的热交换器，当回路处于例如冷却模式时，内部空气流4从热交换器通过。该蒸发器还通过在其外壁上的冷凝确保了内部空气流4的干燥，这样的功能特别在除湿模式期间执行。
[0076]该蒸发器包括与第一膨胀构件15的出口 23直接连接的进口孔口 20以及与汇合点9直接连接的出口孔口 21。
[0077]根据前述应理解的是，第二支路12由回路I的从分叉点10延伸至汇合点9的部分形成。第二支路12由此仅是有利地包括用于控制制冷剂流体在第二支路中的循环的第一装置14、混合点17、第一膨胀构件15、蒸发器16和用于运输制冷剂流体以连接这些部件的装置，所有这些部件相对于彼此串联。
[0078]第三支路13在分叉点10开始，并包括串联安装的部件，并且所述部件在回路I中发生的热力循环中是活动的。在这些部件中有用于控制制冷剂流体在第三支路13中的循环的第二器件24。这样的第二器件是全开/全闭阀，但是其也可以是比例阀，该阀可以处于O和100%打开之间的所有位置。
[0079]第二控制器件24包括与分叉点10直接连接的进口 25以及联接至第二膨胀构件27的出口 26。第二膨胀构件负责降低制冷剂流体的压力，并由此确保发生在制冷剂流体回路I中的热力循环运转所需的膨胀。该第二膨胀构件27安装在第二控制器件24的直接下游，并处于外部交换器28的直接上游。实际中，这样的膨胀构件采用固定孔口或者热静态膨胀阀的形式。替代地，这样的第一构件15可采用电子操作膨胀阀的形式。
[0080]由此可以理解的是，第二控制器件24安装在第二膨胀构件27的上游，有利地为直接上游。
[0081]第二膨胀构件27具有与第二控制器件24的出口 26直接联接的进口 29以及与外部交换器28的进口孔口 31直接联接的出口 30。
[0082]依据所选的运转模式，制冷剂流体可绕过第二膨胀构件27。因此，第三支路13包括用于第二膨胀构件27的旁通阀32。
[0083]该旁通阀32则单独与第二膨胀构件27并联安装。因此，管路将第二膨胀构件27的进口 29与旁通阀32的进口 33连接。以相似的方式，也可设想另一种管路，将第二膨胀构件27的出口 30与旁通阀32的出口 34连接。
[0084]因此，第二膨胀构件27的进口 29和旁通阀32的进口 33两者都直接与用于控制制冷剂流体循环的第二器件24的出口 26连接。第二膨胀构件27和旁通阀32两者都处于第二控制器件24的直接下游。
[0085]第二膨胀构件27的出口 30和旁通阀32的出口 34两者都直接地与外部交换器28的进口孔口 31连接。
[0086]此外，回路I还包括标记为28、称为“外部”的热交换器，某种意义上来说其被设计为执行在车辆舱室外的外部空气流44和在回路I中循环的制冷剂流体之间的循环。
[0087]关于输送到舱室内的空气流，这样的外部交换器在制冷剂流体回路在冷却模式下运转时用作气体冷却器或者冷凝器。
[0088]关于输送到舱室内的空气流，该相同的交换器在制冷剂流体回路在加热模式下运转时还可以用作蒸发器。
[0089]该外部交换器28包括出口孔口 35，该出口孔口与用于将第三支路13与第二支路12置于连通的装置36直接连接。[0090]从出口孔口 35，第三支路13通过延伸至汇合点9的部段37延续，根据这个布置，部段37在外部交换器28的下游。
[0091]根据本发明的回路I还包括用于将第三支路13与第二支路12置于连通的装置
36。这两条支路在第三支路13的部段37和第二支路12的从分叉点10延伸至第一膨胀构件15的进口 22的部分38之间连通。以更精确的方式，部分38从第一控制装置14的出口19开始。
[0092]换句话说，混合点17位于第一控制器件14的下游和第一膨胀构件15的上游，即在第一控制器件14的出口 19和第一膨胀构件15的进口 22之间。
[0093]根据一个实施例，用于置于连通的器件36采用用于管理制冷剂流体在部段37中的循环的至少一个器件或构件39与安装在部段37和部分38之间的管路40组合的形式，管路40联接至混合点17。在这里，管路由管道形成，更通常的是由在热力循环中不活动的且能够将制冷剂流体从回路的第一点运输到第二点的任何器件。
[0094]根据未示出的示例性实施例，管理构件由安装在管路中的第一双向阀和安装在部段中的第二双向阀形成。
[0095]替代地并如图1-5所示，管理构件39由安装在管路40与部段37汇集处的三通阀形成，形成在第三支路13的层面上。
[0096]不管是三通阀还是多个双向阀，阀管理制冷剂流体在部段37中流向汇合点9和/或流向形成在第二支路12的层面的部分38的循环。
[0097]这些阀也可以根据全开/全闭模式或者根据比例模式运转，在比例模式中，该阀可以处于O和100%打开之间的所有位置。
[0098]替代以上设想的管理构件39的定位，本发明考虑了管理构件由安装在管路与第二支路汇集处或者在混合点的层面的三通阀形成的这种情况。
[0099]根据图1的示例，管理构件39具有与外部交换器28的出口孔口 35直接联接的进口 41。因此，可以理解的是，这个管理构件39在外部交换器28的下游。
[0100]管理构件39进一步包括第一出口 42，该第一出口 42通过用于运输在热力循环中是不活动的流体的元件与汇合点9联接。最后，管理构件39具有第二出口 43，该第二出口43通过管路40与混合点17直接联接。
[0101]图1示出了根据本发明的处于空气输送进入车辆舱室的冷却模式的回路I。
[0102]制冷剂流体被压缩机2压缩，并经受高压和高温，通过排出孔口 8以气态离开压缩机。该制冷剂流体通过内部交换器3，而不与内部空气流4进行热交换。相应地，翼片(未示出)阻止空气流通过内部交换器。根据未示出的变体实施例，回路I可包括用于绕过内部交换器的管道，使得制冷剂流体能够避免进入这个交换器。不管怎样，内部交换器对于内部空气流4是不活动的。
[0103]制冷剂流体继续它的路径，并到达分叉点10。由于第一控制器件14关闭，制冷剂流体不在第二支路12中循环。相关地，第二控制器件24打开，允许制冷剂流体朝着外部交换器28流动。在达到外部交换器之前，制冷剂流体通过旁通阀32且不经历任何的降压。
[0104]接着，制冷剂流体通过外部空气流44被冷却。
[0105]管理构件39处于制冷剂流体从进口 41循环至第二出口 43以及通过管路40朝向混合点17循环的位置。制冷剂流体此后通过第一膨胀构件15膨胀，接着经过蒸发器16，在此获得内部空气流4具有的热量，由此对车辆舱室进行空气调节。由此经受低压和低温的制冷剂流体此后到达汇合点9，并接着在执行新的热力循环之前，重新进入压缩机2的入孔Π 7。
[0106]在该冷却的模式下，将注意到的是，位于管理构件39的第一出口 42和汇合点9之间的管路不被制冷剂流体横穿。类似的，位于分叉点10和混合点10之间的第二支路12没有任何的制冷剂流体的循环。
[0107]图2示出了当回路I用在对于舱室的加热模式时的回路I。将注意到的是，制冷剂流体在回路I的核心中循环的方向与如上所述的冷却模式的循环方向相同。接下来的描述关注于差异，图1的描述将被参考用于相同的元件。
[0108]第一支路11由通过压缩机2开始运动的制冷剂流体横穿。内部交换器3将经受高压和高温的制冷剂流体中的热量消散到流过内部交换器的内部空气流4中。由此确保了输送到舱室内的空气的加热。
[0109]这里的旁通阀32处于关闭的位置，并且制冷剂流体接着流过第二膨胀构件27，在此经历降压。接着，制冷剂流体到达外部交换器28，并流过该外部交换器，同时有利于加热外部空气流44。
[0110]管理构件39允许制冷剂流体从进口 41循环至其第一出口 42。接着，制冷剂流体在重新进入压缩机之前通过经过部段37重新进入汇合点9。
[0111]因为制冷剂流体只在第一支路11和第三支路13中循环，由此制冷剂流体不横穿第二支路12和管路40。
[0112]图3示出了当回路I根据第一除湿模式使用时的回路I。以通常方式，除湿模式是上述附图中提到的加热模式和冷却模式的组合。
[0113]将注意到的是，制冷剂流体在回路I的核心中循环的方向与之前所述模式下的循环方向是相同的。
[0114]接下来的描述关注于与图1的差异。
[0115]回路I提供的实现第一除湿模式的加热功率是低的。这通过舱室外+5和_20°C之间的温度以及外部交换器28的结冰的状态来体现。
[0116]在第一除湿模式下，外部交换器28与蒸发器16串联设置。这样的串联设置是由第三支路13通过管理构件39和管路40与第二支路12连通的设置所带来的。
[0117]这些交换器中的每个之前都有各自的膨胀构件。确实，制冷剂流体流过第二膨胀构件27，制冷剂流体在穿过外部交换器28之前在第二膨胀构件处经历降压。以相似的方式，第一膨胀构件15在制冷剂流体进入蒸发器16之前降低制冷剂流体的压力。即使第一膨胀构件15被第二膨胀构件27的膨胀水平所影响，还是可以调节以分离的方式调节这些交换器内部的制冷剂流体的流速。
[0118]图4示出了根据本发明的由回路I执行的第二除湿模式。第二除湿模式允许回路I传输比之前详细描述的第一除湿模式更大的加热功率。
[0119]回路I提供的实现第二除湿模式的加热功率是中度的。这通过舱室内测量的大于20°C的温度和小于温度设定值所请求的功率的回路加热功率来体现。
[0120]在此，内部空气流4的加热和内部空气流的除湿仅通过内部交换器3、蒸发器16和管理输送到壳体45内的空气流的源的空气进入装置的位置保证。[0121]在该第二除湿模式下，制冷剂流体仅在第一支路11和第二支路12中循环。因此，第一控制器件14打开，而第二控制器件24位于关闭位置。类似地，管理构件39禁止管路40中的任何循环，从而所有流过内部交换器3的制冷剂流体也流过蒸发器16。
[0122]图5示出了回路I执行的第三除湿模式。根据这个模式，回路I提供的实现该除湿模式的加热功率是很大的。这通过舱室内测量的超过20°C的温度和内部交换器3单独提供的不足的加热功率来体现。为了减少加热的这种不足，回路I通过外部热交换器28吸收外部空气的热量。
[0123]接着，热能同时被外部交换器28和蒸发器16吸收。
[0124]在这样的情况下，制冷剂流体在第一支路11且同时在第二支路12和第三支路13中循环。因此，第一控制器件14和第二控制器件24是打开的，并允许制冷剂流体通过。
[0125]第一膨胀构件15以完全独立于由第二膨胀构件27实现的压降的方式降低制冷剂流体的压力。由此，可以分别根据外部空气流44的温度的和内部空气流4的温度调节制冷剂流体在外部交换器28和蒸发器16中的流速。
[0126]由此，应理解的是，上述阐述的回路包括用于使得制冷剂流体在以下之一中循环的装置:
[0127]-仅在第二支路12中，
[0128]-仅在第三支路13中，
[0129]-在第三支路13中，接着经由用于置于连通的装置36，外部交换器28相对于蒸发器16的串联的循环，在第二支路12中；
[0130]-同时，也就是说并行地，在第二支路12和第三支路13中，上述的循环需要与制冷剂流体在第一支路11中的循环组合。
[0131]图6示出了用于调节输送到包括如上述所详述的回路I的车辆舱室内的内部空气流的热系统的控制或者命令方法。热调节系统进一步包括壳体45，内部空气流4在其中循环。壳体45容纳蒸发器16和内部交换器3，从而内部空气流以这种顺序流过它们。
[0132]根据本发明的方法提供了步骤50，回路I在步骤50的过程中开始运转。以可选方式，该方法继续进行步骤51，这是获取数据的步骤，尤其是内部空气流的温度、外部空气流的温度、制冷剂流体的压力等等。
[0133]该方法在三种除湿模式和加热模式之间做出决定性选择。还提供了与舱室内的空气质量有关的第五种选择，这样的选择与其它运转模式相比具有优先权。舱室内空气质量的分析示出在步骤52中，其中，至少一个传感器确定内部空气流4的污染量，尤其是二氧化碳。如果测量值超过了确定的阀值，步骤52提供进气装置的定位，该进气装置根据一位置来控制舱室外的空气量和/或来自舱室的允许进入壳体的量，在该位置处，仅有外部空气允许进入壳体45。这样的装置的示例是一个或多个进气翼片，这个示例性的实施例将在随后的描述中提及。
[0134]在步骤53，方法执行确定外部交换器28上冰的存在。这样的情况能够发生，尤其发生在回路在加热模式下运转且外部温度处于-20和+5°C之间时。
[0135]如果验证了外部交换器28上存在冰，那么在步骤54中，在第一支路11、第三支路
13、用于将第三支路13置于与第二支路12连通的装置36以及第二支路12中进行制冷剂流体的循环。另一方面，该方法控制回路1，从而部段37和部分38不被制冷剂流体横穿。[0136]这样的构造对应于图3中示出的回路，可以参见该图的描述以确定其细节。步骤54通过步骤55完成，在步骤55，在存在冰的情况下，定位进气装置，从而允许进入壳体的空气由至少80 %来自舱室的空气构成。
[0137]上述的测量使得可以对输送到舱室内的空气流进行除湿，同时限制外部交换器上的热负载。热负载不足接着在蒸发器中利用其接收到的空气是热的事实恢复。实际上，内部交换器之前已经加热存在于舱室内的空气，并且有利的是排出部分该热空气，从而在蒸发器的水平处执行的热交换在具有显著温度差异的流体之间执行。
[0138]如果该方法没有检测到任何的冰，进入步骤56。该步骤执行与舱室内空气或者称为内部空气流4的温度相关的决定性选择。接着，在步骤51的过程中测量的温度与阀值进行比较。
[0139]如果内部空气流的温度低于阀值温度，步骤57仅在第一支路和第三支路中进行制冷剂流体的循环，第二支路12中没有制冷剂流体的循环。第二膨胀构件降低外部交换器上游的制冷剂流体的压力。这样的循环对应于图2示出的加热模式，并可以参见该图的描述以确定其结构。
[0140]步骤58紧随步骤57。步骤58对进气装置进行定位，从而允许进入壳体的空气全部由来自舱室的空气构成。
[0141]这样的布局使得能够让之前被加热的空气流进入内部交换器，这里内部空气流通过内部交换器在舱室内的封闭环路中循环。由此，舱室内温度的上升更快。
[0142]如果在步骤56中确定内部空气流的温度高于阀值，方法提供步骤59，在步骤59的过程中，仅在第一支路和第二支路进行制冷剂流体的循环，第三支路中没有制冷剂流体的循环。这样的循环呈现在图4中，作为第二除湿模式，可以参见该图的描述以确定其结构。
[0143]在步骤59之后，方法执行决定性的步骤60，在步骤60的过程中，确定制冷剂流体回路输送的功率。
[0144]如果输送的功率超过确定的高阀值，则认为可用的功率大于舱室内的热要求。接着，步骤61将进气装置定位在将会降低蒸发器16上游的空气流的温度的位置。因此，步骤61定位一个或多个进气翼片，使得允许进入壳体的空气主要由来自舱室外的空气构成。
[0145]另一方面，如果步骤60确定可用的功率小于热要求，步骤62将回路中可用的功率与热要求进行比较，并确定该功率是否处于一不同的确定的低阀值以下，尤其是比上述高阀值低的。
[0146]如果该比较的结果显示可用的功率大于该低阀值，方法回到步骤51。
[0147]另一方面，如果该比较的结果显示可用的功率小于该低阀值，方法激活步骤63，步骤63在第一支路中且同时在第二和第三支路中利用将第三支路置于与第二支路连通的装置进行制冷剂流体的循环。这样的循环对应于图5中的第三除湿模式，并且可以参见该图的描述以确定其结构。
[0148]在步骤63之后，方法提供步骤64，在此进气装置被定位为使得允许进入壳体的空气全部由来自舱室内的空气构成。因此，输送至蒸发器的空气流是热的，因为其来自舱室，由此使得可以更有效地运转蒸发器，因为空气流和制冷剂流体之间的温度差异是显著的。
[0149]该第三除湿模式使得可以在制冷剂流体流速适合于穿过外部交换器的外部空气流的温度的情况下操作外部交换器，这样的适应通过第二膨胀构件执行。同时，本发明使得能够在制冷剂流体流速适合于穿过蒸发器的空气流的温度的情况下操作蒸发器，该温度受布置在壳体进口处的进气装置的位置影响。
[0150]根据本发明的方法提供比较进气装置的多个上述被确定位置的步骤65以及实施外部空气量最多时所在的位置的步骤66。
[0151]由此保证了选择，其中，与一个或多个翼片的在步骤65中接收的其它位置相比，外部空气的更新是最大的。
[0152]在图1-5中，粗实线代表制冷剂流体循环所在的回路的部分，虚线代表没有制冷剂流体循环的空调回路的部分。
[0153]以上描述采用术语“直接”来描述一个部件相对于另一个的位置。该术语必须理解为所述第一部件紧邻所述第二部件，或者仅通过制冷剂流体运输器件可选地连接至彼此，上述流体运输器件，例如，采用管道或导管的形式，尤其是柔性或刚性的。或者说，所述第一部件通过关于在回路中发生的热力循环非活性的器件连接至所述第二部件。
【权利要求】
1.一种用于热调节车辆舱室的制冷剂流体回路(1)，其包括: -第一支路(11)，其中串联地安装有至少一个压缩机(2)和内部交换器(3)，所述内部交换器被设计为确保制冷剂流体和空气流之间的热交换，该空气流称为内部空气流(4)，其意图被输送进入舱室内， -第二支路(12)，其中串联地安装有控制制冷剂流体在所述第二支路(12)中循环的至少一个第一控制器件(14)、第一膨胀构件(15)和蒸发器(16)， -第三支路(13)，其中串联地安装有至少一个第二膨胀构件(27)和外部交换器(28)，所述外部交换器被设计为确保制冷剂流体和空气流之间的热交换，该空气流是外部空气流(44)，其布置在所述舱室外， -所述第一支路(11)与所述第二支路(12)和所述第三支路(13)串联，所述第二支路(12)与所述第三支路(13)并联； -器件(36)，其用于将第三支路(13)置于与第二支路(12)连通，所述器件安装在第三支路(13)的位于外部交换器(28)的下游的部段(37)和第二支路(12)的位于第一控制构件(15)的上游的部分(38)之间。
2.如权利要求1所述的回路，其中，所述用于置于连通的器件(36)由至少一个构件(39)形成，所述构件(39)用于管理制冷剂流体在所述部段(37)中或者在安装在所述部段(37)和部分(38)之间的管路(40)中的循环。
3.如权利要求3所述的·回路，其中，所述管路(40)在上述第一控制器件(14)和所述第一膨胀构件(15)之间连接所述第二支路(12)。
4.如前述任一项权利要求所述的回路，其中，所述第三支路(13)包括用于控制制冷剂流体在所述第三支路(13)中的循环的第二器件(24)。
5.如权利要求4所述的回路，其中，所述第二控制器件(24)安装在所述第二膨胀构件(27)的上游。
6.如前述任一项权利要求所述的回路，其中，所述第三支路(13)包括所述第二膨胀构件(27)的旁通阀(32)。
7.如前述任一项权利要求所述的回路，其被设计为根据加热模式、根据冷却模式、和根据至少三种除湿模式运转；其中在所述加热模式中，外部交换器(28)吸收的热量通过内部交换器(3)在内部空气流(4)中耗散；在所述冷却模式中，内部交换器(3)吸收的热量通过外部交换器(28)在外部空气流(44)中耗散；所述除湿模式结合加热模式和冷却模式；且其中，不管在哪种模式下，制冷剂流体沿相同的方向循环。
8.如权利要求7所述的回路，其包括器件(14、24、39、40)，在除湿模式中，所述器件被设计为: -在第一支路(11)和第三支路(13)中进行制冷剂流体的循环， -在第一支路(11)、第三支路(13)、用于将第三支路(13)置于与第二支路(12)连通的装置(36)以及第二支路(12)中进行制冷剂流体的循环， -在第一支路(11)和第二支路(12)中进行制冷剂流体的循环， -在第一支路(11)且同时在第二和第三支路(12、13)中进行制冷剂流体的循环。
9.一种控制热系统的方法，所述热系统用于调节输送到车辆舱室中的内部空气流(4)，其包括如前述任一项权利要求所述的回路以及所述内部空气流(4)循环所在的壳体(45)，并且该壳体容纳内部交换器(3)、蒸发器(16)，其中: a)激活回路， b)确定在外部交换器(28)上冰的存在， c)如果存在冰:. 1.在第一支路(11)、第三支路(13)、用于将第三支路(13)置于与第二支路(12)连通的装置(36)以及第二支路(12)中进行制冷剂流体的循环， d)如果不存在冰，确定内部空气流(4)的温度， e)如果内部空气流(4)的温度高于阀值温度，在第一支路(11)和第二支路(12)中进行制冷剂流体的循环， .1.如果回路输送的功率小于低功率阀值，在第一支路(11)且同时在第二和第三支路(12、13)中进行制冷剂流体的循环， f)如果内部空气流(4)的温度低于阀值温度，在第一支路(11)和第三支路(13)中进行制冷剂流体的循环。
10.如权利要求9所述的方法，壳体(45)包括进气装置，该进气装置控制被允许进入壳体(45)中的舱室外的空气的量和/或来自舱室的量，其中: -存在冰时，定位进气装置，使得被允许进入壳体(45)的空气由至少80%来自舱室的空气组成， -如果回路输送的功率高于高功率阀值，定位进气装置，使得被允许进入壳体(45)的空气主要由来自舱室外的空气组成， -如果回路输送的功率低于所述低功率阀值，定位进气装置，使得被允许进入壳体的空气完全由来自舱室的空气组成， -如果内部空气流(4)的温度低于阀值温度，进气装置定位为使得被允许进入壳体的空气全部由来自舱室的空气组成。
11.如权利要求10所述的方法，其中，在所述方法的过程中，根据与内部空气流(4)量相关的信息项定位进气装置。
12.如权利要求10和11所述的方法，其包括比较进气装置的位置的步骤，以及实施外部空气量最多时所在位置的步骤。
【文档编号】B60H1/00GK103857545SQ201280029667
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年4月25日 优先权日:2011年6月16日
【发明者】J-M·刘 申请人:法雷奥热系统公司