车用空调系统的制作方法

本发明涉及用于车辆的空调系统，更具体地，涉及这样一种用于车辆的空调系统，它包括安装在水冷式冷凝器和膨胀阀之间的风冷式冷凝器，以使从水冷式冷凝器排放的制冷剂与空气进行热交换，以在即使由于供应到水冷式冷凝器的冷却剂的温度升高而导致制冷剂的温度升高的情况下进一步冷却制冷剂。

背景技术：

通常，如图1中所示，用于车辆的空调系统具有制冷循环，包括：压缩机1，用于压缩并排放制冷剂；冷凝器2，用于使从压缩机1排放的高压制冷剂冷凝；膨胀阀3，用于对冷凝器2中冷凝并液化的制冷剂节流；蒸发器4，用于在通过膨胀阀3节流的低压液化制冷剂和吹到车辆内部的空气之间进行热交换，并由于通过蒸发潜热的热吸收而蒸发制冷剂以对排放到车辆内部的空气进行冷却，并且压缩机1、冷凝器2、膨胀阀3和蒸发器4经由制冷剂管彼此连接。空调系统通过以下制冷剂循环过程冷却车辆的内部。

当空调系统的冷却开关(未示出)被开启时，首先，压缩机1吸入并压缩低温低压的气相制冷剂，同时通过发动机或马达的驱动功率进行驱动，然后将高温高压的气相制冷剂输送到冷凝器2。然后，通过与室外空气进行热交换，冷凝器2将气相制冷剂冷凝为高温高压的液相制冷剂。此后，从冷凝器2输送的高温高压的液相制冷剂由于膨胀阀3的节流作用而迅速膨胀并在低温低压的湿饱和状态下被输送到蒸发器4。蒸发器4在制冷剂和通过鼓风机(未示出)吹入车辆内部的空气之间进行热交换。然后，制冷剂在蒸发器4中蒸发并在低温低压的气相状态下排放。此后，气相制冷剂被吸入到压缩机1中，然后，如上所述，对制冷循环进行再循环。

在制冷剂循环过程中，如上所述，通过鼓风机(未示出)吹送的空气由蒸发器4内循环的液相制冷剂的蒸发潜热而被冷却并以冷却状态排放到车辆内部以便冷却车辆内部。

近来，为了提高冷却性能，水冷式冷凝器20和内部热交换器25被应用到空调系统。参照图2，水冷式冷凝器20通过使排放到压缩机1的制冷剂与冷却剂进行热交换以冷凝制冷剂。

即，在安装在车辆的发动机室中的水冷式散热器50内部循环的冷却剂被供应到水冷式冷凝器20中并与从压缩机1排放的气相制冷剂进行热交换，从而使气相制冷剂被冷却和冷凝以变成液相制冷剂。

而且，安装有内部热交换器25，其在从水冷式冷凝器20排放的制冷剂和从蒸发器4排放的制冷剂之间进行热交换。

因此，因为制冷剂在内部热交换器25中被进一步冷却然后流向膨胀阀3，所以从水冷式冷凝器20排放的制冷剂通过过冷而提高了冷却性能。

但是，在传统的空调系统中，当车辆怠速时或当室外温度上升时，流过水冷式散热器50的冷却剂的温度也上升。在这种情况下，当冷却剂的温度上升时，与冷却剂进行热交换的水冷式冷凝器20中的制冷剂的温度也上升。因此，制冷剂流入内部热交换器25，然后，流入膨胀阀3和蒸发器4，使冷却性能恶化。

另外，从蒸发器4排放的制冷剂流入内部热交换器25，然后，与高温的制冷剂进行热交换后流入压缩机1。因此，压缩机1的排放的制冷剂的温度上升到上限以上，因此，空调系统的耐久性和稳定性恶化，例如，制冷剂泄漏或空调系统的寿命下降。

参照图13，可以看到，从压缩机1排放的制冷剂的温度升高到极限以上，而且流入压缩机1的制冷剂的温度和从水冷式冷凝器20排放的制冷剂的温度也升高到高于本发明的温度。

技术实现要素：

技术问题

因此，本发明致力于解决出现在现有技术中的上述问题，本发明的目的在于提供一种用于车辆的空调系统，它包括安装在水冷式冷凝器和膨胀阀之间的风冷式冷凝器，用于在从水冷式冷凝器中排放的制冷剂与空气进行热交换，以在即使由于供应到水冷式冷凝器的冷却剂的温度升高而导致制冷剂的温度升高的情况下进一步冷却制冷剂，从而因为流入内部热交换器的制冷剂的温度下降而提高冷却性能，因为流入压缩机的制冷剂的温度下降而防止从 压缩机排放的制冷剂的温度上升，且提高空调系统的耐久性和稳定性。

技术方案

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于车辆的空调系统，它包括：压缩机；水冷式冷凝器，用于通过与冷却剂进行热交换而冷凝在压缩机中进行压缩并排放的制冷剂；膨胀阀，适于使从水冷式冷凝器排放的制冷剂膨胀；蒸发器，用于使从膨胀阀排放的制冷剂蒸发；制冷剂管，用于依次将压缩机、水冷式冷凝器、膨胀阀和蒸发器彼此连接；风冷式冷凝器，安装在水冷式冷凝器和膨胀阀之间，以通过在从水冷式冷凝器排放的制冷剂和空气之间进行热交换而进一步冷却制冷剂。

有益效果

根据本发明，用于车辆的空调系统包括安装在水冷式冷凝器和膨胀阀之间的风冷式冷凝器，用于在从水冷式冷凝器中排放的制冷剂和空气之间进行热交换，以在即使由于供应到水冷式冷凝器的冷却剂的温度升高而导致制冷剂的温度升高的情况下进一步冷却制冷剂，从而因为流入内部热交换器的制冷剂的温度下降而提高冷却性能。

此外，在比如车辆怠速时流动风减小的情况下，根据本发明的空调系统操作空气供应装置并将内部冷空气供应到风冷式冷凝器来冷却制冷剂，从而由于制冷剂的温度下降而提高冷却性能。

此外，根据本发明的空调系统通过风冷式冷凝器以及水冷式冷凝器进一步冷却制冷剂，并通过空气供应装置将内部冷空气供应到风冷式冷凝器以进一步降低制冷剂的温度，从而因为流入压缩机的制冷剂的温度下降而防止从压缩机排放的制冷剂的温度上升，并提高空调系统的耐久性和稳定性。

另外，在车辆怠速或流动风减小的情况下，根据本发明的空调系统操作空气供应装置而将内部冷空气供应到风冷式冷凝器，从而使得稳定的空气供应成为可能并确保均匀的制冷剂冷却性能。

附图说明

图1是用于车辆的普通空调系统的结构图。

图2是示出了水冷式冷凝器和内部热交换器被应用到用于车辆的传统的空调系统的状态的结构图。

图3是根据本发明的优选实施例的用于车辆的空调系统的结构图。

图4是示出了根据本发明的空调系统中的水冷式冷凝器、风冷式冷凝器和内部热交换器的透视图。

图5和图6是示出了水冷式冷凝器、风冷式冷凝器和内部热交换器安装在根据本发明的空调系统中的状态的示意图。

图7是示出了用于根据本发明的空调系统的空气供应装置安装在车辆中的状态的示意图。

图8是示出了鼓风壳体内的空气通过图7的空气供应装置供应到风冷式冷凝器的状态的平面图。

图9是示出了吹入通风罩的流动风通过图7的空气供应装置供应到风冷式冷凝器的状态的平面图。

图10是示出了蒸发器的上游侧的空调壳体内的空气通过图7的空气供应装置供应到风冷式冷凝器的状态的平面图。

图11是示出了根据本发明的另一实施例的用于车辆的空调系统的空气供应装置安装在车辆中的状态的示意图。

图12是示出了图11的空气供应装置中的门的另一示例的视图。

图13是根据本发明的空调系统和传统的空调系统的莫里尔图。

具体实施方式

现在将参照附图详细描述本发明的优选实施例。

如附图所示，根据本发明的优选实施例的用于车辆的空调系统被配置有：压缩机100；水冷式冷凝器110；膨胀阀140和蒸发器150，二者被依次连接到制冷剂管P，且所述空调系统包括安装在上述系统中的风冷式冷凝器120和内部热交换器130。

首先，压缩机100吸入并压缩从蒸发器150排放的低温低压的气相制冷剂，并在从诸如发动机或马达的驱动功率供给源接收驱动功率的同时将气相制冷剂排放为高温高压的气体状态。

水冷式冷凝器110使从压缩机100排放的高温高压的气相制冷剂与冷却剂进行热交换，然后，将气相制冷剂冷凝成液相制冷剂并排放冷凝的制冷剂。

水冷式冷凝器110包括：制冷剂热交换部111，从压缩机100排放的制冷剂在其中流动；冷却剂热交换部112，在安装在车辆发动机室内的水冷式散热器200中循环的冷却剂在其中流动，并且制冷剂热交换部111和冷却剂 热交换部112被构造成能够彼此进行热交换。

与此同时，水冷式冷凝器110可以具有各种公知的形式之一。

例如，如图4所示，水冷式冷凝器110可以被配置为使得冷却剂热交换部112形成为箱型，制冷剂热交换部111被插入到冷却剂热交换部112中以便能够彼此进行热交换。

可替代地，水冷式冷凝器110可以是板式热交换器(未示出)，其中冷却剂热交换部112的管(未示出)和制冷剂热交换部111的管(未示出)被交替堆叠。

水冷式散热器200通过冷却剂管205与冷却剂热交换部112连接，且用于使冷却剂循环的水泵210安装在冷却剂管205上。

因此，当操作水泵210时，在冷却剂管205中循环的冷却剂在通过水冷式散热器200的同时通过与空气的热交换而被冷却，然后，将冷却后的冷却剂供应到冷却剂热交换部112以与在制冷剂热交换部111中流动的制冷剂进行热交换。

与此同时，水冷式散热器200主要用于冷却车辆的电子单元。

另外，膨胀阀140通过节流作用使从水冷式冷凝器110中排放的液相制冷剂迅速膨胀，并将低温低压的湿饱和状态的制冷剂输送到蒸发器150。

当然，在本发明中，依次通过水冷式冷凝器110、风冷式冷凝器120和内部热交换器130的液相制冷剂被供应到膨胀阀140。

通过与空调壳体181内的吹送到车辆内部的空气进行热交换，蒸发器150使在膨胀阀140中被节流的低压液相制冷剂蒸发，使得排放到车辆内部的空气通过制冷剂的蒸发潜热导致的热吸收而被冷却。

连续地，在蒸发器150中蒸发并排放的低温低压的气相制冷剂被再次吸入到压缩机100，然后，如上所述，使制冷剂循环再循环。

此外，在制冷剂循环过程中，通过鼓风机(未示出)吹送的空气流入空调壳体181，并且通过流经蒸发器150时在蒸发器150内部循环的液相制冷剂的蒸发潜热而被冷却。因此，当处于冷却状态的制冷剂被排放到车辆内部时，车辆内部被冷却。

此外，风冷式冷凝器120安装在水冷式冷凝器110与膨胀阀140之间，用于通过从水冷式冷凝器110排放的制冷剂与空气进行热交换而进一步冷却制冷剂。

即，风冷式冷凝器120被连接在水冷式冷凝器110的出口，并在制冷剂(从水冷式冷凝器110排放并在风冷式冷凝器120中流动)和流经风冷式冷凝器120的空气之间进行热交换。

这样的风冷式冷凝器120包括：一对集管箱121，以预定间隔彼此间隔开并彼此平行安装；多个管122，其两端都连接到集管箱121使集管箱121彼此连通；散热翅片123，插在管122之间。

因此，流入风冷式冷凝器120的一个集管箱121的制冷剂在沿着管122流动的同时通过与在管122之间流动的空气进行热交换而被冷却以便被过冷。

同时，当车辆怠速或当室外温度上升时，通过水式冷散热器200的冷却剂的温度也上升。温度升高的冷却剂被供应到水冷式冷凝器110，使得在水冷式冷凝器110中流动的制冷剂的温度上升。

在本发明中，风冷式冷凝器120安装在水冷式冷凝器110的出口处，以在即使水冷式冷凝器110中流动的制冷剂温度上升的情况下通过风冷式冷凝器120进一步冷却制冷剂。因为制冷剂的温度进一步降低，所以制冷剂可以流入内部热交换器130以提高冷却性能。其结果是，由于流入压缩机100的制冷剂的温度也下降，所以根据本发明的空调系统能够防止从压缩机100排放的制冷剂的温度上升，并提高系统的耐久性和稳定性。

图13是根据本发明的空调系统和传统的空调系统的莫里尔图。如图所示，在传统的空调系统中，如果水冷式散热器50中循环的冷却剂的温度上升，则水冷式冷凝器20中的制冷剂的温度也上升，从而，水冷式冷凝器20的出口侧的制冷剂温度上升且压缩机1入口侧的制冷剂温度也上升。特别是，从压缩机1排放的制冷剂的温度上升到高于上限，并且会导致空调系统的耐久性和稳定性恶化。

在根据本发明的空调系统中，即使在水冷式散热器200中循环的冷却剂的温度上升且水冷式冷凝器110中的制冷剂的温度上升，因为风冷式冷凝器120进一步冷却制冷剂而使其被过冷，如图13所示，所以水冷式冷凝器110出口侧的制冷剂温度和压缩机100入口侧的制冷剂温度比传统空调系统的制冷剂温度低。特别是，由于从压缩机100排放的制冷剂的温度不超过上限，所以根据本发明的空调系统可提高系统的耐久性和稳定性。

此外，用于在从风冷式冷凝器120中排放的制冷剂和从蒸发器150中排放的制冷剂之间进行热交换的内部热交换器130安装在风冷式冷凝器120和 膨胀阀140之间。

内部热交换器130是用于制冷剂与制冷剂进行热交换的热交换器。图4是内部热交换器130的示意图，内部热交换器130可以是板式热交换器或双管式热交换器。

因此，流过风冷式冷凝器120的制冷剂在内部热交换器130中流动的同时与从蒸发器150排放并在内部热交换器130中流动的制冷剂流进行热交换，从而被进一步过冷。之后，制冷剂流入膨胀阀140。然后，制冷剂的温度进一步降低，增加了蒸发器150的焓差以提高冷却性能。

此外，由于从蒸发器150排放后流过内部热交换器130并流入压缩机100的制冷剂的温度也下降，所以从压缩机100排放的制冷剂的温度不超过上限。

另外，水冷式冷凝器110、风冷式冷凝器120和内部热交换器130被安装在车辆发动机室的内部以安装得邻近于将发动机室与车辆内部分隔开的隔壁105。

也就是说，传统的冷凝器安装在发动机室的前部与车辆的迎面来风进行热交换，但是，水冷式冷凝器110、风冷式冷凝器120和内部热交换器130被安装为邻近于将发动机室与车辆内部分隔开的隔壁105。在这种情况下，当车辆行驶时，风冷式冷凝器120使用通过车辆的上侧或下侧引入的空气或者使用通过车辆的通风罩126引入的空气冷却制冷剂。

在这种情况下，用于朝向风冷式冷凝器120引导空气的导向管道125被安装在风冷式冷凝器120的前部。即，通过车辆的发动机室的上侧或下侧或通过通风罩126引入的空气通过导向管道125被流畅地引导到风冷式冷凝器120以增加与制冷剂的热交换性能。

与此同时，水冷式冷凝器110、风冷式冷凝器120和内部热交换器130邻近于发动机室内的隔壁105的前部，并彼此串联连接。换句话说，由于水冷式冷凝器110、风冷式冷凝器120和内部热交换器130被串联布置在安装在发动机室中的压缩机100和安装在车辆内部的蒸发器150之间而彼此邻近，所以根据本发明的空调系统可减少由于制冷剂的流动导致的压力损失，由于其尺寸紧凑的安装而占用小的安装空间，并衔接冷凝过程和过冷过程。

接着，在安装有导向导管125的情况下，在车辆行驶时，空调系统可以使用流动风冷却风冷式冷凝器120的制冷剂。此外，在额外安装有空气供应装置160或170的情况下，即使流动风减小，空调系统可以向风冷式冷凝器 120供应空气以冷却制冷剂。

空气供应装置160安装在风冷式冷凝器120的一侧以向风冷式冷凝器120供应空气。

即，在车辆行驶时，空调系统使用流动风冷却风冷式冷凝器120的制冷剂，但是当流动风变弱时，通过空气供应装置160向风冷式冷凝器120供应空气以冷却风冷式冷凝器120的制冷剂。

空气供应装置160包括：第一管道161，将风冷式冷凝器120与车辆的空调180彼此连接以将空调180内的空气供应到风冷式冷凝器120；第二管道162，将第一管道161与车辆外部连接以将室外空气供应到风冷式冷凝器120；门163，安装在第一管道161和第二管道162之间的分流点处以打开和关闭第一管道161及第二管道162。

同时，空调180包括：空调壳体181，其中安装有蒸发器150和加热器芯151；鼓风壳体185，连接到空调壳体181的一侧，并具有用于朝向空调壳体181吹送空气的鼓风扇186。

在这种情况下，第一管道161的入口与鼓风壳体185连通地连接，使得在鼓风壳体185内流动的一些空气可以供应到第一管道161。可替代地，第一管道的入口161与蒸发器150的上游侧的空调壳体181连通地连接，使得一些空气在流过空调壳体181中的蒸发器150之前可以被供应到第一管道161。

在上文中，第一管道161被连接到空调壳体181或鼓风壳体185，但是，根据本发明的空调系统可利用排放到空调180外面的所有空气。例如，空调系统可以利用排放到车辆冷却箱的空气或排放到排水孔的空气。

第一管道161的出口与风冷式冷凝器120的后部连接。

因此，当空调180的鼓风扇186操作时，在空调180内流动的一些空气经由第一管道161供应到风冷式冷凝器120，以便在即使流动风像在车辆怠速时那样变弱的情况下，对在风冷式冷凝器120中流动的制冷剂进行冷却。

此外，第二管道162从第一管道161岔开，第二管道162的入口与车辆的通风罩126连接。

因此，引入到通风罩126的室外空气(流动风)通过第二管道162供应到风冷式冷凝器120，并与在风冷式冷凝器120中流动的制冷剂进行热交换。

另外，通过控制器(未示出)的控制而操作门163的致动器(未示出)安装在门163的一侧。

在车辆怠速时，控制器以使门163打开第一管道161的方式控制致动器，使得空调180内的空气被供应到风冷式冷凝器120。当车辆行驶时，控制器以使门163打开第二管道162的方式控制致动器，使得室外空气(流动风)被供应到风冷式冷凝器120。

在车辆怠速时，因为车辆内部的冷空气流入空调180，并通过第一管道161供应到风冷式冷凝器120，所以根据本发明的空调系统能够通过体积小的空气冷却风冷式冷凝器120中的制冷剂，从而在操作空调180时减少空气体积的损失。

此外，在风冷式冷凝器120中流动的制冷剂被流动风冷却的情况下，因为第一管道161被关闭而不使用空调180的空气，所以根据本发明的空调系统可以防止空气体积的损失和冷却性能的恶化。

同时，控制器实施控制以增加供应到鼓风扇186的电压，以补偿在车辆怠速时当门163打开第一管道161时产生的空调180的空气体积的损失。

换句话说，当门163打开第一管道161以将空调180的一些空气供应到风冷式冷凝器120时，考虑到排放到风冷式冷凝器120的空气体积，控制器将+α电压施加到鼓风扇186的工作电压，使得即使第一管道16打开的情况下通过空调180排放到车辆内部的空气体积也没有变化。

如上所述，当流动风像在车辆怠速时那样变弱时，操作空气供应装置160以将内部的冷空气供应到风冷式冷凝器120。因为当内部的冷空气供应到风冷式冷凝器120时制冷剂被冷却，所以制冷剂的温度进一步降低，因此，空调系统可以进一步提高冷却性能。

此外，风冷式冷凝器120安装在水冷式冷凝器110的旁边以进一步冷却制冷剂。当内部的冷空气通过空气供应装置160供应到风冷式冷凝器120以降低制冷剂的温度时，流入压缩机100的制冷剂的温度降低，并可以防止从压缩机100排放的制冷剂的温度上升，且提高空调系统的耐久性和稳定性。

此外，作为空气供应装置的另一实施例，如图11和图12所示，空气供应装置170包括：空气供应孔171，穿过将车辆发动机室与车辆内部分隔开的隔壁105；导向管道173，将空气供应孔171与风冷式冷凝器120连接以将通过空气供应孔171供应的车辆内部空气向风冷式冷凝器120引导；门172或172a，安装在空气供应孔171的一侧以打开和关闭空气供应孔171；风扇174，安装在导向管道173内以将通过空气供应孔171供应的车辆内部空气强 制吹送到风冷式冷凝器120。

在车辆行驶时，使用引入到发动机室中的流动风或使用通过通风罩126引入的流动风冷却风冷式冷凝器120，但是仅在流动风像在车辆怠速时那样变弱的情况下，操作风扇174以将车辆内部空气强制吹送到风冷式冷凝器120。

门172和172a可具有两种类型。

首先，门172由弹性材料制成。如图11所示，门172的一个端部被连接到空气供应孔171的一个端部，当不操作风扇174时，门172的另一端部关闭空气供应孔171，当操作风扇174时，该端部在弹性移动的同时打开空气供应孔171。

换句话说，当操作风扇174时，由弹性材料制成的门172通过负压打开空气供应孔171，而在此情况下，通过空气供应孔171吸入的车辆内部空气通过导向管道173供应到风冷式冷凝器120。

其次，如图12所示，门172a可旋转地安装在空气供应孔171的一侧，且致动器(未示出)安装在门172a的一侧。这样，当不操作风扇174时，门172a通过致动器的操作关闭空气供应孔171，当操作风扇174时，门172a打开空气供应孔171。

因此，当流动风像在车辆怠速时那样变弱时，操作风扇174。因为仅当操作风扇174时通过门172a打开空气供应孔171以使用车辆内部空气冷却风冷式冷凝器120，所以使车辆内部温度的升高最小化。

此外，由于使用通过空气供应孔171吸入的内部冷空气冷却风冷式冷凝器120，所以流入内部热交换器130的制冷剂的温度变低，使得冷却性能得到改善。

另外，在车辆怠速或流动风减小的情况下，根据本发明的空调系统操作空气供应装置以将内部冷空气供应到风冷式冷凝器，从而使稳定的空气供应成为可能，并且确保了均匀的制冷剂冷却性能。

下面，将对根据本发明的用于车辆的空调系统的操作进行描述。

首先，在压缩机100中压缩并排放的高温高压的气相制冷剂流入水冷式冷凝器110的制冷剂热交换部111。

流入水冷式冷凝器110的制冷剂热交换部111的气相制冷剂与流入水冷式冷凝器110的冷却剂热交换部112同时在水冷式散热器200中循环的冷却剂进行热交换，在上述过程中，制冷剂被冷却并变成液态。

从水冷式冷凝器110中排放的液相制冷剂流入风冷式冷凝器120，并通过与空气的热交换被进一步冷却(过冷)，然后，流入内部热交换器130。

流入内部热交换器130的制冷剂在与内部热交换器130中流动的制冷剂进行热交换的同时被进一步冷却，然后，流入膨胀阀140被减压和膨胀。

在膨胀阀140中减压和膨胀的制冷剂变成低温低压的雾化状态，并流入蒸发器150。流入蒸发器150的制冷剂通过与吹送到车辆内部的空气进行热交换而被蒸发，同时，由于制冷剂的蒸发潜热导致的热吸收而对吹送到车辆内部的空气进行冷却。

在这之后，从蒸发器150排放的低温低压的制冷剂流入内部热交换器130。在这种情况下，制冷剂与从风冷式冷凝器120排放并在内部热交换器130中流动的制冷剂进行热交换。之后，制冷剂流入压缩机100，然后，如上所述，使制冷剂循环再循环。

在上述过程中，在车辆行驶时，使用引入发动机室的流动风或使用通过通风罩126引入的流动风对风冷式冷凝器120进行冷却。在流动风像在车辆怠速时那样变弱(例如车辆怠速)的情况下，操作空气供应装置160或170，通过将内部冷空气供应到风冷式冷凝器120而冷却风冷式冷凝器120。