机动车辆气候控制系统的制作方法

文档序号:4802127阅读:233来源:国知局
机动车辆气候控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及机动车辆气候控制系统,其包括由发动机排气热量驱动的热吸附式热泵,该热泵包括在吸附和解吸模式之间异步切换的两个吸附器,每个吸附器经由多个含制冷剂的绳芯室耦合相应的防冻剂罐。在导致来自绳芯室的制冷剂蒸发的吸附模式期间,冷的热传递流体(HTF)流过该吸附器,从而冷却防冻剂,而在导致绳芯室处的制冷剂冷凝的解吸模式期间,热的HTF流过该吸附器,从而加热防冻剂。以这种方式,该热吸附式热泵可独立于发动机冷却剂调节车厢空气,而不施加负载到发动机上。
【专利说明】机动车辆气候控制系统
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请要求2012年8月16日提交的序列号为N0.61/684,080的美国临时申请的优先权,其整体内容并入本文以供所有目的的参考。
【技术领域】
[0003]本说明书主要涉及用于包括具有两个吸附器的热吸附式热泵的机动车辆气候控制的方法和系统。
【背景技术】
[0004]在一些机动车辆气候控制系统中,热吸附式热泵可用来代替压缩机驱动的热泵。热吸附式热泵使用化学吸附剂(例如沸石、硅胶、活性炭),而不是机械压缩机,并且由热能驱动(如废气排放热)而不是机械做功驱动。
[0005]热吸附式热泵的一个操作周期包括:(在这里被称为“吸附模式”期间)吸附如水的制冷剂到如沸石的固体吸附剂上,以及(在这里被称为“解吸模式”期间)随后解吸来自吸附剂的制冷剂。这个过程可在称为吸附器的滤罐中发生。在吸附模式期间,吸附剂例如经由冷却的热传递流体(HTF)被主动冷却。该吸附剂的冷却产生吸力,其吸取蒸发的制冷剂到吸附器中,并用于由吸附剂吸附。
[0006]US 2011/0005267描述了汽车空调系统,其包括结合冷凝器和蒸发器以上述方式操作的热吸附式热泵。该热吸附式热泵由发动机排气热量提供动力/供能,并包括循环和异步地吸附和解吸制冷剂的至少两个吸附器。在一个实施例中,该系统包括三个工作流体环路:用于加热/冷却吸附器的HTF环路,其中工作流体是矿物油基的HTF ;完全在乘客车厢外部的吸附环路,其中工作流体可以是NH3,以及(经由环路间热交换器)从车厢传递热量到吸附环路的制冷剂环路,其中工作流体可以是R_134a。
[0007]HTF环路加热/冷却吸附器,从而影响吸附器内的吸附剂处的吸附/解吸。用于吸附模式的冷却的HTF由HTF冷却器提供,并且用于解吸模式的热的HTF由HTF加热器提供。在相变材料(PCM)中存储排气热量的储热器与HTF加热器耦合。吸附环路包括从吸附剂吸附/解吸的NH3。在发动机停机之后,存储在储热器中的热量用于解吸来自吸附剂的NH3到储热器中。存储在储热器中的NH3然后用于在发动机冷启动之后提供“调压(surge)冷却”,同时仍然对HTF环路中的HTF加热,以便开始使吸附器热循环并泵送制冷剂。为了提供到车厢的冷却,热交换器与制冷剂环路和吸附剂环路耦合。在热交换器处,来自制冷剂环路的R-134a冷凝,而来自吸附剂环路的NH3蒸发。制冷剂环路进一步包括与车厢连通的R_134a蒸发器,从而经由鼓风机提供到车厢的冷却。

【发明内容】

[0008]与上述系统相反,本发明人在本文中已确定结合热吸附式热泵的气候控制系统,其尽管需要较少的发动机驱动或电驱动的组件,但除了对车厢冷却外还提供车厢加热。也就是说,本发明人在本文中已认识到,在两个吸附器的系统中,将每个吸附器与相应的防冻剂罐热稱合的绳芯室(wick chamber)(如在热管中使用的那些)可用于代替专用的蒸发器和冷凝器。在一个示例中,用于车辆车厢气候控制系统的方法包括,在发动机操作期间,在吸附和解吸模式之间异步切换热吸附式热泵的第一和第二吸附器,该吸附用吸附器经由绳芯室冷却防冻剂,而解吸用吸附器经由绳芯室加热防冻剂,并且基于气候控制系统的操作模式经由加热的防冻剂或冷却的防冻剂调节车厢空气。
[0009]以这种方式,当吸附器处于吸附模式中时,存储在绳芯室中的制冷剂(例如水、NH3、R1234f)的吸力在其中设置了部分绳芯室的防冻剂罐中产生冷却效应。这种冷却效应可以被用于在炎热的天气条件期间(例如在“夏天模式”期间)冷却乘客车厢。同样,当吸附器处于解吸模式中时,从绳芯室中的干燥剂解吸的制冷剂的冷凝在防冻剂罐中产生加热效应,其可以被用于在寒冷的天气条件期间加热乘客车厢(例如基于寒冷天气严重程度的“温和的冬天模式”或“严寒的冬天模式”期间)。
[0010]在另一个实施例中,车辆气候控制系统包括由发动机排气热量驱动的热吸附式热泵,该热泵包括两个吸附器和两个防冻剂罐,每个吸附器经由含制冷剂的绳芯室与相应的防冻剂罐中的防冻剂热耦合。
[0011]在另一个实施例中,该系统进一步包括热的热传递流体(HTF)回路,其包括排气热量收集器和存储排气热量的相变材料(PCM)容器;以及冷的HTF回路,其包括HTF冷却器。
[0012]在另一个实施例中,每个吸附器包括与吸附剂热耦合的一个或更多个翼片管道,并且其中基于系统的操作模式,来自热的HTF回路或冷的HTF回路的HTF流过每个吸附器的一个或更多个翼片管道。
[0013]在另一个实施例中,该气候控制系统不包括发动机冷却剂。
[0014]在另一个实施例中,该气候控制系统不包括发动机驱动的压缩机。
[0015]在另一个实施例中,用于操作车辆气候控制系统的方法包括:用发动机排气热量驱动热吸附式热泵;经由与热泵的第一吸附器耦合的绳芯室中制冷剂的蒸发来冷却防冻齐U,同时经由与热泵的第二吸附器耦合的绳芯室中制冷剂的冷凝来加热防冻剂;在较冷天气期间用加热的防冻剂和在较热天气期间用冷却的防冻剂来调节乘客车厢空气。
[0016]在另一个实施例中,该方法进一步包括,在发动机运行时的气候控制系统操作期间,在吸附模式和解吸模式之间异步循环第一和第二吸附器。
[0017]在另一个实施例中,在较冷的天气期间用加热的防冻剂调节乘客车厢空气包括:在加热的防冻剂和外部空气之间交换热量,并引导加热的外部空气到车厢中,并且其中在较热的天气期间用冷却的防冻剂调节乘客车厢空气包括:在冷却的防冻剂和车厢空气之间交换热量,并引导冷却的车厢空气返回到车厢中。
[0018]在另一个实施例中,用发动机排气热量驱动热泵包括:经由与热的HTF回路中的发动机排气的热交换,加热热传递流体(HTF)并使加热的HTF流过解吸用吸附器的一个或更多个翼片管道,该方法进一步包括:经由冷的HTF回路中的HTF冷却器来冷却HTF,并使冷却的HTF流过吸附用吸附器的一个或更多个翼片管道。
[0019]在另一个实施例中,该方法进一步包括将发动机排气热量存储在相变材料(PCM)容器中,所述相变材料(PCM)容器设置在热的HTF回路中。
[0020]在另一个实施例中,所述方法进一步包括:在较热天气期间,在发动机停机之后以解吸模式操作两个吸附器一段持续时间,并在下一次发动机启动之前或发动机启动时以吸附模式操作两个吸附器一段持续时间;以及在较冷天气期间,在发动机停机之后以吸附模式操作两个吸附器一段持续时间,并在下一个发动机启动之前或发动机启动时以解吸模式操作两个吸附器一段持续时间。
[0021]应该理解,提供以上概要以便以简化的形式介绍在【具体实施方式】中进一步描述的概念的选择。其不意味着确认要求保护的主题的关键或必要特征,要求保护的主题的范围由在【具体实施方式】之后的权利要求唯一限定。此外,要求保护的主题不限于解决以上或在本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。
【专利附图】

【附图说明】
[0022]图1示意性地示出了本文描述的结合气候控制系统的机动车辆。
[0023]图2A示出了吸附模式中的示例性吸附器以及相关联的绳芯室和防冻剂罐的剖视图。两个这样的吸附器可包括在图1的气候控制系统中。
[0024]图2B示出了解吸模式中的图2A的示例性吸附器以及相关联的绳芯室和防冻剂罐的剖视图。
[0025]图3示意性地示出了热的和冷的HTF回路以及相关联的组件,其可包括在图1的气候控制系统中。
[0026]图4示意性地示出了防冻剂回路和相关联的组件,其可包括在图1的气候控制系统中。
[0027]图5示意性地示出了在夏天模式期间图1的气候控制系统的各种组件之间的HTF、防冻剂、制冷剂以及空气的流动。
[0028]图6示意性地示出了在温和的冬天模式期间图1的气候控制系统的各种组件之间的HTF、防冻剂、制冷剂以及空气的流动。
[0029]图7示意性地示出了在严寒的冬天模式期间图1的气候控制系统的各种组件之间的HTF、防冻剂、制冷剂以及空气的流动。
[0030]图8示出了在夏天、温和的冬天或严寒的冬天模式期间用于操作图1的气候控制系统的示例性方法。
[0031]图9示出了用于在发动机停机之后以及在随后的发动机启动时或发动机启动之前操作图1的气候控制系统从而对乘客车厢提供调压冷却或调压加热的示例性方法。
【具体实施方式】
[0032]下面的说明涉及用于经由结合热吸附式热泵的气候控制系统冷却和加热机动车辆的乘客车厢的系统和方法。如图1中示出,该气候控制系统可与发动机排气管道热耦合,但不可以与车辆的发动机连通或装载到车辆的发动机。该热吸附式热泵可包括两个吸附器,每个吸附器经由图2A-2B中示出的多个绳芯室与相应的防冻剂罐耦合。
[0033]每个吸附器可包括封闭的制冷剂回路,其中制冷剂基于吸附剂的温度在吸附器的外壳内的绳芯室和吸附剂之间行进,所述吸附剂的温度取决于流过吸附器中的管道的HTF的温度。两个吸附器可异步并循环地操作,以便一个吸附器处于吸附模式中,并且来自冷的HTF回路的HTF流经其中,而另一个吸附器处于解吸模式中,并且来自热的HTF回路的HTF流经其中。如图3示出,热的HTF回路可以包括:热量收集器,其中发动机排气热量被传递给HTF ;PCM容器,其中排气热量存储在PCM中;以及泵,并且冷的HTF回路可包括HTF冷却器和泵。
[0034]如图4中示出,气候控制系统进一步包括基于系统的操作模式将来自防冻剂罐的防冻剂传输到散热器、空气液体型热交换器以及液体到液体型热交换器的防冻剂回路。例如,如图5中示出,在夏天模式中,防冻剂从当前吸附用吸附器的防冻剂罐输送到空气液体型热交换器。在车厢空气返回到车厢以冷却车厢之前,车厢空气吹过冷却空气的空气液体型热交换器,而防冻剂在稍微更温暖的温度下返回到防冻剂罐。同时,防冻剂从当前解吸用吸附器的防冻剂罐输送到散热器。风扇吹动外部(环境)空气穿过散热器,从而在防冻剂返回到防冻剂罐之前稍微冷却防冻剂。与此相反,在图6中示出的温和冬天模式期间,防冻剂从当前吸附用吸附器的防冻剂罐输送给空气液体型热交换器。在空气返回到外部之前,夕卜部空气吹过冷却空气的空气液体型热交换器,而防冻剂在稍微更温暖的温度下返回到防冻剂罐。同时,防冻剂从当前解吸用吸附器的防冻剂罐输送到散热器。风扇吹动外部空气穿过散热器,从而在防冻剂返回到防冻剂罐之前稍微冷却防冻剂并使空气变暖,所述空气然后输送给车厢以加热车厢。
[0035]此外,在图7中示出的严寒的冬天模式期间,防冻剂从当前吸附用吸附器的防冻剂罐输送到液体到液体型热交换器。来自热的HTF回路的热的HTF流过液体到液体型热交换器,从而加热防冻剂以使在低环境温度下的绳芯室中能够形成蒸汽。同时,防冻剂从当前解吸用吸附器的防冻剂罐输送到散热器。风扇吹动外部空气穿过散热器,从而在防冻剂返回到防冻剂罐之前稍微冷却防冻剂并使空气变暖,所述空气然后输送给车厢从而加热车厢。
[0036]当天气相对于寒冷天气条件期间的天气更热时(例如在炎热天气期间的空气温度比寒冷天气期间的空气温度更高),上述夏天模式操作可以在炎热的天气条件期间是适当的。当天气相对于炎热天气条件期间的天气更寒冷时(例如寒冷天气期间的空气温度比炎热天气期间的空气温度更低),上述温和的或严寒的冬天模式可以在寒冷的天气条件期间是适当的。例如,当环境温度大于第一阈值时,夏天模式操作可以是适当的。当环境温度小于第二阈值时,温和的冬天模式操作可以是适当的,所述第二阈值可以小于或等于第一阈值。当环境温度小于第三阈值时,严寒的冬天模式操作可以是适当的,所述第三阈值可以小于第一和第二阈值。
[0037]最后,在图8中示出了用于气候控制系统的夏天、温和的冬天和严寒的冬天模式操作的示例性方法,并且在图9中示出了用于气候控制系统的调压冷却或调压加热操作的示例性方法。
[0038]现转到图1,其示意性地示出了在机动车辆102中的车辆气候控制系统100的示例性实施例。车辆102包括驱动轮106、乘客车厢104以及内燃发动机108。内燃发动机108包括燃烧室(未示出),其可以经由进气道(未示出)接收进气,并可以经由排气道110排出燃烧气体。机动车辆102可以是道路车辆,也可以是其它类型的车辆。
[0039]与可以循环冷却剂经过发动机以吸收发动机废热并经由冷却剂管路将加热的冷却剂分布到散热器和/或加热器核心的一些车辆气候控制系统不同的是,气候控制系统100可以不与发动机108流体连通。此外,气候控制系统100可包括热吸附式热泵124 (在下面进一步详细描述),其由来自发动机排气的热能驱动,而不是由发动机曲轴或电动马达驱动。因此,发动机108和气候控制系统100之间的唯一协作可以是输送排气道110中的发动机排气通过气候控制系统100的排气热量收集器,如以下将详细描述的。以这种方式,发动机108可以在很大程度上免于提供车辆中的气候控制,并且气候控制系统100可以不施加负载到发动机108上。此外,由于发动机冷却剂可以不循环通过气候控制系统100,所以可以减少发动机中的冷却剂的体积。发动机冷却剂的体积减少的一些优点例如包括更快的发动机暖机以及因此减少的冷启动排放物。
[0040]图1进一步示出了车辆102的控制系统114。控制系统114可以可通信地耦合到发动机108和气候控制系统100的各种组件,从而执行控制例程和在此描述的动作。如图1中示出,控制系统114可包括电子数字控制器112。控制器112可以是微型计算机,其包括微处理器单元、输入/输出端口、用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器、保活存储器以及数据总线。
[0041 ] 如图示出,控制器112可从多个传感器116接收输入,所述多个传感器116可包括用户输入和/或传感器(如变速器档位、变速器离合器位置、加速踏板输入、制动器输入、变速器选择器位置、车辆速度、发动机转速、通过发动机的质量气流、环境温度、进气温度等)、气候控制系统传感器(如HTF温度、防冻剂温度、吸附剂温度、风扇速度、乘客车厢温度、所需的乘客车厢温度、环境湿度等)以及其它。如图1中示出,传感器116可包括卡式传感器(fob sensor) 120,其经配置从电子卡122接收输入。具体而言,卡式传感器120可远程耦合车辆102到电子卡122,从而实现车辆102的某些功能的远程控制。在一个示例中,电子卡122可远程激活气候控制系统100以便预调节车厢空气。取决于例如由一个或多个传感器116感测的环境条件和/或取决于用户输入,电子卡122可远程激活气候控制系统100以便在发动机启动之前预调节车厢空气,如将在本文中详述的。因此,未来的车辆驾驶员或乘客可结合将在本文详述的气候控制系统100的调压冷却/加热模式来使用电子卡122,从而确保当他们进入车辆时将存在所需的车厢温度。
[0042]除了实现远程激活气候控制系统100以外,电子卡122还可实现远程无钥匙进入车辆102。在这种情况下,卡式传感器120可进一步经配置向控制器112提供关于车门的锁定位置或解锁位置的指示。
[0043]此外,控制器112可与各种执行器118通信,该执行器118可包括发动机执行器(如燃料喷射器、电子控制的进气节流板、火花塞、变速器离合器等)、气候控制系统执行器(如空气处理通风口和/或分流器阀、控制HTF流量的阀、控制防冻剂流量的阀、鼓风机执行器、风扇执行器等)以及其它。在一些示例中,存储器介质可用表示指令的计算机可读数据编程,所述指令可由处理器执行以用于执行以下描述的方法以及其它可预期但未具体列出的变体。
[0044]如上所述,气候控制系统100包括热吸附式热泵124而不是机械式压缩机。该热吸附式热泵124可包括可异步操作(在除了本文描述的调压模式以外的操作模式期间,一个吸附器吸附,而另一个吸附器解吸)并且循环操作(每个吸附器在吸附模式和解吸模式之间周期性切换)的两个结构相同的吸附器。
[0045]图2A是在吸附模式中的示例性吸附器200的剖视图,而图2B是在解吸模式中的吸附器200的剖视图。吸附器200可以是包括在图1中示出的气候控制系统100的热吸附式热泵124中的两个相同的吸附器中的一个。
[0046]吸附器200影响在HTF和化学吸附剂(例如沸石、硅胶、活性炭)之间的热交换。在本文描述的实施例中,HTF流过翼片管道202,而吸附剂204形成在翼片管道的表面上的涂层。然而,应该理解到,在本文描述的气候控制系统中可以使用另一种合适的吸附式热交换器。例如,取代涂层的是,吸附剂204可以是金属泡沫或另一种合适类型的高度多孔的金属有机框架(M0F)。同样,虽然示出了蛇形布置的单个翼片管道202,但多个分离的管道也可用于运载HTF通过吸附器,或HTF可流过每个吸附器的集成通道,例如跨越吸附器的圆周的通道。
[0047]翼片管道202和吸附剂204设置在吸附器200的外壳206内。取决于吸附器当前是处于吸附还是解吸模式中,阀208可以受控引导来自热的HTF回路或冷的HTF回路的HTF到翼片管道202中。同样,基于吸附器的当前模式,在泵226下游的阀210可以受控引导来自翼片管道的HTF到热的HTF回路或冷的HTF回路中。当吸附器200处于吸附模式中时,如图2A中示出,阀208被控制使来自冷的HTF回路的HTF流过吸附器,而阀210被控制使来自吸附器的HTF流回冷的HTF回路。与此相反,当吸附器200处于解吸模式中时,如图2B中示出,阀208被控制使来自热的HTF回路的热的HTF流过吸附器,而阀210被控制使来自吸附器的HTF流回热的HTF回路。相对于图3将进一步描述热的和冷的HTF回路。
[0048]如图示出,吸附器200经由多个绳芯室214与防冻剂罐212耦合。防冻剂罐存储在各种防冻剂回路中流动的防冻剂,这将相对于图4进一步描述。尽管HTF传递热量到吸附器204并由此(由于防冻剂罐和吸附剂经由绳芯室的热耦合)影响防冻剂的温度,但防冻剂经由散热器或空气液体型热交换器传递热量到乘客车厢中的空气或冷却乘客车厢中的空气,如将相对于图4-7所述的。绳芯室214各包括充满绳芯材料216的管道,其中与管道同心的内部通道218延伸通过绳芯材料的长度。如图2A和2B中示出,绳芯室214可突出到吸附器中,并可根据阀220的开口状态与外壳206流体连通。虽然吸附器200示出为具有三个绳芯室时,但在一些实施例中,吸附器200可包括另一合适数量的绳芯室,仅包括一个绳芯室。
[0049]制冷剂可在封闭的回路中行进,该封闭的回路包括绳芯室和外壳。该制冷剂可以是水、氨水、R1234f或另一种合适的制冷剂。该制冷剂可以液体形式存储在每个绳芯室214的绳芯材料216中。在一些条件下,并且根据阀220的开口状态,该制冷剂可蒸发并行进离开绳芯材料216进入通道218中,并然后进入外壳206中。同样,在一定的条件下,该制冷剂可从吸附器外壳206行进到通道214中,并在绳芯材料上冷凝。
[0050]应该理解到,虽然热管可包括绳芯室,但绳芯室214不是热管。例如,在给定的操作模式期间只有一个相态改变可发生在绳芯室214中(例如在吸附模式期间的液体制冷剂蒸发和在解吸模式中的蒸发的制冷剂冷凝),而热管中的工作流体可同时经受多个相态改变(例如热管可包括蒸发端和冷凝端,以便工作流体在一端蒸发并同时在另一端冷凝)。
[0051]现将描述包括两个吸附器(例如两个吸附器200)的热吸附式热泵(例如气候控制系统100的热吸附式热泵124)的工作原理。
[0052]在吸附模式期间,如图2A中示出,该控制器控制阀208以使冷的HTF流过外壳206中的蛇形翼片管道202,从而冷却吸附剂204。吸附剂204的冷却产生吸力,这导致在绳芯室214的绳芯材料216中存储的制冷剂在通道218中蒸发。当阀220处于打开状态时,蒸发的制冷剂从通道218流入外壳206中(由于冷却的吸附剂204的吸力)。同时,绳芯室中制冷剂的蒸发产生冷却效应,其冷却防冻剂罐212中的防冻剂。基于气候控制系统的当前操作模式,该冷却的防冻剂然后被输送出防冻剂罐的出口 222到达散热器或热交换器,如将关于图4-7描述的。取决于在给定的气候控制系统的操作模式期间防冻剂被输送到的位置,经由防冻剂罐的入口 224返回到防冻剂罐的防冻剂相对于经由出口 222离开防冻剂罐的防冻剂更温热或更冰凉。
[0053]在吸附模式之后可执行解吸模式,其中使由外壳中的吸附剂吸附的来自绳芯室的制冷剂解吸并返回到绳芯室。在解吸模式期间,如图2B中示出,控制器控制阀208以使热的HTF流过蛇形翼片管道202,从而加热吸附剂204。吸附剂的加热影响来自吸附剂的制冷剂的解吸。当阀220处于打开状态时,解吸的制冷剂返回到绳芯室214的通道218并在绳芯材料216上冷凝。同时,绳芯室中制冷剂的冷凝释放加热防冻剂罐中的防冻剂的热量。基于气候控制系统的当前操作模式,加热的防冻剂然后被输送出防冻剂罐的出口 222到达散热器或热交换器,如将关于图4-7描述的。取决于在气候控制系统的给定的操作模式期间防冻剂被输送到的位置,经由入口 224返回到防冻剂罐的防冻剂相对于经由出口 222离开防冻剂罐的防冻剂更温热或更冰凉。
[0054]因此,通过经由一个或更多个绳芯室将防冻剂罐耦合到吸附器,可以对防冻剂加热和冷却,而无需专用的蒸发器或冷凝器,这可以提高车辆的效率。例如,经由绳芯室而不是经由专用的冷凝器冷凝制冷剂可能是有利的,因为冷凝器可利用发动机驱动或电驱动的风扇,而绳芯室不包括移动的部件并受热驱动。此外,经由绳芯室而不是经由专用的蒸发器蒸发制冷剂可能是有利的,因为蒸发器可能严重依赖相关联的温度和压力调节器件、孔口管道、膨胀阀、蓄积器等,以便恰当地发挥作用,而绳芯室可以不这么多地或根本不依赖这些额外的组件。此外,用绳芯室代替蒸发器和冷凝器可减少气候控制系统的尺寸,从而降低制造成本并提高燃料经济性。
[0055]当发动机运转时,热吸附式热泵的吸附器可以在吸附和解吸模式之间异步交替。热吸附式热泵的一个操作循环可指每个吸附器在吸附和解吸模式两者中操作的持续时间。在一个示例中,循环持续20-40分钟,而半个循环持续10-20分钟。在第一半循环期间,第一吸附器可在吸附模式中操作,同时第二吸附器在解吸模式中操作。在紧随第一半循环的第二半循环期间,第一吸附器可在解吸模式中操作,同时第二吸附器在吸附模式中操作。热吸附式热泵可贯穿气候控制系统的操作重复这个循环,例外的是需要在两个吸附器处同时发生吸附或解吸的某些气候控制系统操作模式,如下所述。
[0056]在发动机停机时,根据气候控制系统的当前操作模式,可能期望在两个吸附器处完全解吸或吸附制冷剂。以这种方式,在下一次发动机启动时,气候控制系统可以调压冷却或调压加热模式操作,从而提供夏天的冷空气和冬天的暖空气的即刻输送。尽管可替代的方法可使用存储在PCM中的热量来解吸NH3到储热器中以在发动机启动时(例如直到发动机排气加热HTF至足以驱动热吸附式热泵为止)提供调压冷却,而不是依赖热吸附式热泵来提供调压冷却,但可经由根据本发明的热吸附式热泵提供调压冷却以及调压加热。例如,在经由存储在PCM中的热量在先前的发动机停机时使吸附器解吸之后,在发动机启动时或发动机启动之前(经由气候预调远程启动机),通过以吸附模式操作两个吸附器一段持续时间,在夏天模式期间的发动机启动时可提供调压冷却。例如,用于操作气候控制系统从而提供调压冷却的方法可包括,在炎热的天气期间(例如当在夏天模式中操作时),发动机停机之后使热吸附式热泵的两个吸附器在解吸模式中操作一段持续时间,并在下一次发动机启动之前或启动时使两个吸附器在吸附模式中操作一段持续时间。同样,在温和的或严寒的冬天模式期间,冷的HTF可用于在发动机停机时完全吸附具有制冷剂蒸汽的两个吸附器的吸附剂。然后,在发动机启动时,在发动机启动时或发动机启动之前(经由气候预调节远程启动机),两个吸附器可在解吸模式中操作一段持续时间。例如,用于操作气候控制系统从而提供调压加热的方法可包括,在寒冷的天气期间,在发动机停机之后,使两个吸附器在吸附模式中操作一段持续时间,并在下一次发动机启动之前或发动机启动时使两个吸附器在解吸模式中操作一段持续时间。以这种方式,在发动机启动时可提供调压加热。
[0057]例如,在气候控制系统的夏天模式期间的发动机停机时,在两个吸附器处,控制器可控制阀208以使热的HTF流过翼片管道202,从而加热吸附剂204并由此影响来自吸附剂的制冷剂的解吸。虽然由于发动机正停机,热的HTF回路此时不从发动机排气中接收热量,但热的HTF可以从热的HTF回路中的PCM容器排出,从而解吸两个吸附器的吸附剂。在两个吸附器的吸附剂解吸之后,控制器可控制阀220在两个吸附器处位于关闭位置,从而当发动机停机时(例如当车辆停止时),使每个吸附器的绳芯室与相应的吸附器外壳隔离,从而减少来自绳芯室的制冷剂蒸汽重新进入吸附器。在下一次发动机启动时或启动之前,该控制器可控制阀220在两个吸附器处位于打开位置,从而重新耦合每个吸附器的绳芯室与相应的吸附器外壳。在发动机停机时解吸热吸附式热泵的两个吸附器的吸附剂使得当发动机重新启动时,两个吸附器操作在吸附模式中一段持续时间(例如2至5分钟)。在吸附模式中操作两个吸附器可有效地使冷却功率翻倍(相对于热吸附式热泵的一个吸附器操作在吸附模式中),以便允许在温暖的天气条件期间即刻输送用于提高乘客舒适度(并用于其它辅助的发动机/车辆冷却需求)的冷空气。这种操作在此称为调压冷却模式。
[0058]作为另一个示例,在温和的或严寒的冬天模式期间的发动机停机时,在两个吸附器处,该控制器可控制阀208使来自冷的HTF回路的冷的HTF流过翼片管道202以冷却吸附剂204,并由此影响在吸附剂处的制冷剂的吸收。在吸附两个吸附器之后,该控制器可控制阀220在两个吸附器处位于关闭位置,从而当发动机停机时(例如当车辆停止时),使每个吸附器的绳芯室与相应的吸附器外壳隔离,从而避免制冷剂蒸汽重新进入吸附器。在下一次发动机启动时或启动之前,该控制器可控制阀220在两个吸附器处位于打开位置,从而重新耦合每个吸附器的绳芯室与相应的吸附器。在发动机停机时吸附热吸附式热泵的两个吸附器的吸附剂处的制冷剂使得当发动机重新启动时,两个吸附器操作在解吸模式中一段持续时间(例如2至5分钟)。由于在发动机启动期间与发动机排气的热交换可能不足以加热所述热的HTF回路中的HTF以执行解吸,因此存储在PCM容器中的热量此时可用于加热HTF。在解吸模式中操作两个吸附器可有效地使加热功率翻倍(相对于热吸附式热泵以一个吸附器操作在解吸模式中),以便允许在寒冷的天气条件期间即刻输送用于提高乘客舒适度(并用于其它辅助的发动机/车辆加热需求)的热空气。这种操作在此称为调压加热模式。
[0059]在一些实施例中,调压冷却和加热模式可在发动机启动之前开始。例如,用户可在启动发动机之前,例如经由图1中示出的电子卡122远程激活气候控制系统,这可进而在发动机启动之前激活调压冷却模式(例如在温暖的天气条件期间)或调压加热模式(例如在寒冷的天气条件期间)。
[0060]如上所述,可以分别通过热的HTF回路和冷的HTF回路提供吸附剂的加热和冷却。图3示意性地示出了热的HTF回路300和冷的HTF回路302的示例性实施例,以及热吸附式热泵308。热吸附式热泵308可包括在图1的气候控制系统100中,例如作为热吸附式热泵124,并可包括图2A和图2B中示出的结构。
[0061]在热的HTF回路300和冷的HTF回路302中流动的HTF可以是具有高沸点的HTF,其可用于高温应用(例如与高温发动机排气的热交换)和低温应用(例如在严寒的冬天条件期间)。在一个示例中,在热的HTF回路300和冷的HTF回路302中的HTF可以是石油基的HTF。
[0062]热的HTF回路300使能通过加热HTF在热吸附式热泵308处的解吸,所述HTF通过在排气热量收集器304、PCM容器306与热泵308的第一吸附器318和第二吸附器320之间的泵316循环。如图3中示出,排气热量收集器304与发动机排气管道310耦合。HTF可流过排气热量收集器304,而流过排气热量收集器304处的管道310的来自发动机排气的热量可传递给流过其中的HTF。
[0063]PCM容器306可设置在热量收集器304的下游。PCM容器306是将热量存储PCM中的容器,当从固体到液体改变状态时,PCM吸附热量,并当从液体到固体改变状态时,释放热量。这种容器可替代地被称为热电池。PCM容器306可以被隔离,从而减少存储在其中的热量的耗散。例如,PCM容器306可以是双壁容器,并且真空套可位于容器的外壁和内壁之间,从而提供真空隔离。在热的HTF回路300中流动的HTF可以进入PCM容器306的入口,并退出PCM容器306的出口。在一个示例中,PCM容器306内的PCM可设置在保持板之间支持的一个或更多个PCM堆叠中,每个堆叠包括沿径向围绕中心进料通道布置的多个PCM元件。进入容器入口的HTF可流过中心进料通道,在中心进料通道中,所述HTF可从中心进料通道沿径向流到多个PCM元件,从而将热能存储在其中。
[0064]根据包括在PCM容器306中的一种类型或多种类型的PCM,除其它因素外,PCM容器306可以在发动机停机之后的发动机操作期间保持存储在其中的热量百分比一段持续时间。在一个示例中,在发动机操作期间存储在PCM容器306中的80%的热量可在发动机停机之后保持存储至少16个小时。因此,PCM容器306可提供热的HTF给在此描述的热吸附式热泵的吸附器,甚至是当发动机停机时,例如使能可以需要热的HTF的在此描述的调压冷却和加热模式。应该理解到,存储在PCM容器306中的热量可以排出,而不需启动发动机,例如当发动机停机时经由用户远程控制启动发动机。例如,在启动发动机之前,用户可经由图1中示出的电子卡122远程激活气候控制系统,所述电子卡122可使控制器控制气候控制系统100,从而使存储在PCM容器中的热的HTF排出用于在调压加热或冷却模式中使用。
[0065]PCM容器306可设置为与包括旁通阀314的管道312并联。HTF可在管道312中流动,从而根据旁通阀314的位置绕过PCM容器306。例如,当旁通阀314处于完全关闭的位置时,离开热量收集器304的所有HTF可流到PCM容器306,其中这可能影响在PCM中热量的存储。可替代地,当旁通阀314处于完全打开的位置时,离开热量收集器304的所有HTF可绕过PCM容器306并流过管道312。泵316可设置在PCM容器306和旁通阀314的下游;控制器可控制泵316,从而引导HTF从热量收集器304流过PCM容器306和/或管道312,这取决于旁通阀314的位置。热吸附式热泵308可与泵316下游的热的HTF回路流体连通,如下面将描述的。
[0066]冷的HTF回路302使能通过冷却HTF在热吸附式热泵308处实现吸附,所述HTF由在热泵308的吸附器318和320与HTF冷却器338之间的泵336循环。HTF冷却器338可以是可保持HTF温度在期望范围内(例如30°C至40°C )的器件。例如,HTF冷却器338可以是空气液体型热交换器。风扇(未示出)可以引导环境空气穿过HTF冷却器338,从而影响流过其中的HTF和环境空气之间的热传递,从而冷却HTF。如图3中示出,泵336设置在HTF冷却器338的下游。冷的HTF回路302可与泵336下游的热吸附式热泵308流体连通,如下面将描述的。
[0067]热的HTF回路300的泵316和冷的HTF回路302的泵336可根据各种阀的位置选择性地与热吸附式热泵308连通。如上所述,热吸附式热泵308包括第一吸附器318和第二吸附器320,其均可具有图2A和图2B的吸附器200的结构。热吸附式热泵308进一步包括将第一吸附器318与第一防冻剂罐324耦合的多个第一绳芯室322,以及将第二吸附器320与第二防冻剂罐328耦合的多个第二绳芯室326。第一防冻剂罐324和第二防冻剂罐328均可具有图2A和图2B的防冻剂罐212的结构,并且多个第一绳芯室322和多个第二绳芯室326的每个绳芯室可具有图2A和图2B的绳芯室214的结构。可替代地,热吸附式热泵308的组件可具有另一种合适的结构,其根据关于图2A和图2B描述的热吸附式热泵的操作原理发挥作用。
[0068]在热的HTF回路中的泵316的下游设置的热的HTF输送阀330的位置可确定热的HTF回路是否与第一吸附器318和第二吸附器320中的一个或两个连通,或不与第一吸附器318和第二吸附器320中的任一个连通。同样,在冷的HTF回路中的泵336的下游设置的冷的HTF输送阀340的位置可确定冷的HTF回路是否与第一吸附器318和第二吸附器320中的一个或两个连通,或不与第一吸附器318和第二吸附器320中的任一个连通。第一吸附器318包括第一 HTF进气阀332,而第二吸附器320包括第二 HTF进气阀334。进气阀332与热的HTF回路、冷的HTF回路以及第一吸附器连通,而进气阀334与热的HTF回路、冷的HTF回路以及第二吸附器连通。进气阀332和334可执行与图2A和图2B的阀208相同的功能;例如,取决于第一吸附器当前是处于吸附还是解吸模式中,第一 HTF进气阀可以被控制以允许热的HTF回路或冷的HTF回路与第一吸附器之间连通。基于进气阀332的位置,来自热的HTF回路的HTF、来自冷的HTF回路的HTF或者没有HTF可进入第一吸附器318。同样,基于进气阀334的位置,来自热的HTF回路的HTF、来自冷的HTF回路的HTF或者没有HTF可进入第二吸附器320。
[0069]在给定的气候控制系统操作模式期间以及在给定的每个吸附器的操作模式期间,阀330、332、334和340可协作从而引导来自热的和/或冷的HTF回路的HTF到适当的吸附器中。例如,在气候控制系统的夏天、温和的冬天或严寒的冬天操作模式期间,并且当第一吸附器吸附而第二吸附器解吸时,该控制器可控制阀330的位置,从而将热的HTF流引导到第二吸附器而不是第一吸附器,同时控制阀340的位置,从而将冷的HTF流引导到第一吸附器而不是第二吸附器。该控制器可进一步控制阀332和334的位置,以便来自热的HTF回路的HTF可进入第二吸附器,而来自冷的HTF回路的HTF可进入第一吸附器。然后,在热吸附式热泵的半周期之后,第一和第二吸附器将切换,以便第二吸附器吸附而第一吸附器解吸。为实现切换,控制器可控制阀330的位置,从而将热的HTF流引导到第一吸附器而不是第二吸附器,同时控制阀340的位置,从而将冷的HTF流引导到第二吸附器而不是第一吸附器。控制器可进一步控制阀332和334的位置,以便来自冷的HTF回路的HTF可进入第二吸附器,而来自热的HTF回路的HTF可进入第一吸附器。在经过另一个半循环之后,第一和第二吸附器可再次切换,以便第二吸附器解吸而第一吸附器吸附。第一和第二吸附器可以贯穿气候控制系统的夏天、温和的冬天或严寒的冬天操作模式中的操作而以这种方式在吸附和解吸模式之间切换。
[0070]与此相反,在发动机停机时和在发动机启动之前或启动时,该控制器可不同地控制阀330、332、334和340的位置,从而基于环境条件实现调压加热或冷却模式。例如,在夏天模式操作期间发动机停机时,该控制器可以控制阀,以便在两个吸附器处发生解吸。例如,该控制器可控制阀330,从而将热的HTF流引导到两个吸附器,并可进一步控制阀332和334的位置,从而使第一和第二吸附器两者与热的HTF回路连通。如关于图2A和图2B在上面描述的,在该操作期间,每个吸附器外壳可与相关联的绳芯室和防冻剂罐隔离。然后,在下一次发动机启动时(或在下一次发动机启动之前),该控制器可控制阀,以便在两个吸附器处发生吸附。例如,该控制器可控制阀340,从而将冷的HTF流引导到两个吸附器,并可进一步控制阀332和334的位置,从而使第一和第二吸附器两者与冷的HTF回路连通。
[0071]与此相反,在温和的或严寒的冬天模式操作期间发动机停机时,控制器可控制阀,以便在两个吸附器处发生吸附。例如,控制器可控制阀340,从而将冷的HTF流引导到两个吸附器,并可进一步控制阀332和334的位置,从而使第一和第二吸附器两者与冷的HTF回路连通。如关于图2A和图2B在上面描述的,在该操作期间,每个吸附器外壳可与相关联的绳芯室和防冻剂罐隔离。然后,在下一次发动机启动时(或在下一次发动机启动之前),该控制器可控制阀,以便在两个吸附器处发生解吸。例如,该控制器可控制阀340,从而将热的HTF流引导到两个吸附器,并可进一步控制阀332和334的位置,从而使第一和第二吸附器两者与热的HTF回路连通。
[0072]如关于图2在上面描述的,基于每个吸附器的当前模式,泵下游的阀可以被控制以引导来自该吸附器的翼片管道的HTF到热的HTF回路或冷的HTF回路。如图3中示出,第一 HTF出气阀348设置于在第一吸附器的HTF出口处的第一 HTF出口泵352的下游,而第二 HTF出气阀350设置于在第二吸附器的HTF出口处的第二 HTF出口泵354的下游。与图2A和图2B的泵226 —样,泵352以及泵354可分别泵送来自第一和第二吸附器的翼片管道的HTF到热的HTF回路或冷的HTF回路,这取决于阀348和350的位置以及热的HTF回流阀344和冷的HTF回流阀346的位置。
[0073]例如,当第一吸附器处于吸附模式中而第二吸附器处于解吸模式中时,控制器可控制阀344、346、348以及350的位置,以便离开第一吸附器的HTF回流到冷的HTF回路,而离开第二吸附器的HTF回流到热的HTF回路。同样,当第一吸附器处于解吸模式中而第二吸附器处于吸附模式中时,该控制器可控制阀344、346、348以及350的位置,以便离开第一吸附器的HTF回流到热的HTF回路,而离开第二吸附器的HTF回流到冷的HTF回路。应该理解到,例如在本文描述的调压模式期间,当热的HTF流过两个吸附器时,阀344可被控制以便来自两个吸附器的热的HTF被引导回到热的HTF回路(例如在图3中示出的热量收集器304的上游)。同样,应该理解到,例如在本文描述的调压模式期间,当冷的HTF流过两个吸附器时,阀346可被控制以便来自两个吸附器的冷的HTF被引导回到冷的HTF回路(例如在图3中示出的HTF冷却器338的上游)。
[0074]此外,如图3中示出,根据阀330的位置,热的HTF回路可与液体到液体型热交换器356连通。例如,在严寒的冬天模式期间,该控制器可引导来自当前吸附用吸附器的防冻剂罐的防冻剂流过液体到液体型热交换器,同时控制阀330,从而引导来自热的HTF回路的HTF到液体到液体型热交换器,以便与流过液体到液体型热交换器的防冻剂进行热交换(经由下述的图4的防冻剂回路400)。以这种方式,即便是在低的环境温度下,绳芯室中的蒸汽形成(并因此吸附)是可行的。
[0075]如上所述,经由图3中示出的HTF回路在吸附器内的吸附剂的冷却或加热引起与吸附器耦合的绳芯室处的制冷剂的蒸发或冷凝,并且在绳芯室处的蒸发或冷凝影响其中设置有绳芯室的防冻剂罐内的防冻剂的冷却或加热。冷却的/加热的防冻剂然后可被输送到气候控制系统的各种组件,从而冷却或加热乘客车厢空气,如图4中示出。在给定的气候控制系统的操作模式期间并且取决于给定的吸附器是吸附还是解吸,如图4中示出,防冻剂可从与该吸附器耦合的防冻剂罐被输送到散热器、空气液体型热交换器或液体到液体型热交换器。
[0076]如图4中示出,防冻剂回路400包括第一防冻剂罐402和第二防冻剂罐404。虽然罐402和404在图4中示作分立组件,但应该理解到,这些罐可包括在热吸附式热泵中,如图3的热吸附式热泵308。例如,罐402和404可对应于图3的罐324和328,并可经由绳芯室与例如图3的吸附器318和320的吸附器耦合。乘客车厢的加热和冷却可经由使来自每个罐的防冻剂输入和输出散热器406、空气液体型热交换器408或液体到液体型热交换器410来实现。
[0077]泵可以设置在每个罐的出口下游,从而引导来自罐的防冻剂流到散热器、空气液体型热交换器或液体到液体型热交换器。例如,如图4中示出,第一出口泵412可设置在第一防冻剂罐402的出口的下游,而第二出口泵414可设置在第二防冻剂罐404的出口的下游。此外,泵可设置在散热器406、空气液体型热交换器408以及液体到液体型热交换器410中的每个的出口的下游。例如,如图4中示出,第一和第二散热器出口泵416和426可设置在散热器406的第一和第二出口的下游,而第一和第二空气液体型热交换器出口泵428和430可以设置在空气液体型热交换器408的第一和第二出口的下游,而第一和第二液体到液体型热交换器出口泵432和434可以设置在液体到液体型热交换器410的第一和第二出口的下游。
[0078]阀可设置在每个防冻剂罐的出口的下游以及每个防冻剂罐的入口的上游,从而基于气候控制系统的当前操作模式和与每个罐连通的吸附器的当前操作模式来引导防冻剂流入和流出适当的目的地。如图4中示出,第一出气阀418可设置在第一出口泵412的下游以及散热器406、空气液体型热交换器408和液体到液体型热交换器410的上游。根据阀418的位置,离开第一防冻剂罐的出口的防冻剂可被引导到散热器、空气液体型热交换器或液体到液体型热交换器。同样,第二出气阀420可设置在第二出口泵414的下游以及散热器406、空气液体型热交换器408和液体到液体型热交换器410的上游。根据阀420的位置,离开第二防冻剂罐的出口的防冻剂可被引导到散热器、空气液体型热交换器或液体到液体型热交换器。此外,如图4中示出,第一进气阀422可设置在第一防冻剂罐的入口的上游。根据阀422的位置,离开散热器、空气液体型热交换器或液体到液体型热交换器的防冻剂可被输送到第一防冻剂罐中。同样,第二进气阀424可设置在第二防冻剂罐的入口的上游。根据阀424的位置,离开散热器、空气液体型热交换器或液体到液体型热交换器的防冻剂可被输送到第二防冻剂罐中。应该理解到,在其它实施例中,在一定条件下,防冻剂可从防冻剂罐引导到散热器、空气液体型热交换器和液体到液体型热交换器中的多于一个,而不背离本公开的范围。同样,在给定的时间,防冻剂可从散热器、空气液体型热交换器和液体到液体型热交换器中的多于一个引导出,而不背离本公开的范围。
[0079]将关于图5-7描述在每个夏天、温和的冬天和严寒的冬天操作模式期间的防冻剂的输送。应该理解到,图4中示出的防冻剂回路配置,例如各种阀、泵、管道和它们的位置仅是示例性的。可以使用在给定的操作模式期间输送来自每个罐的防冻剂到适当的目的地的其他合适的配置,而不背离本公开的范围。
[0080]图5示意性地示出了在夏天模式期间气候控制系统(例如包括图2的吸附器200、图3的热吸附式热泵和HTF回路以及图4的防冻剂回路的图1中示出的气候控制系统100)的各种组件之间的HTF、防冻剂、制冷剂以及空气的流动。夏天模式可以适合于温暖的天气条件期间,该温暖的天气条件包括但不限于在夏季期间的温暖的天气条件。例如,在温暖的气候中,包括在此描述的气候控制系统的车辆可以在一年中的大多数时间或全年的时间里使气候控制系统操作在夏天模式中。如图5中示出,热吸附式热泵500包括第一吸附器502、第二吸附器504、第一防冻剂罐506和第二防冻剂罐508。
[0081]在热泵500的第一半循环的操作期间,第一吸附器502处于吸附模式中,而第二吸附器504处于解吸模式中。因此,以上面参考图3所述的方式,第一吸附器502与冷的HTF回路连通,而第二吸附器504与热的HTF回路连通。因为第一吸附器502正在吸附制冷剂,由于将罐与吸附器耦合的绳芯室处的制冷剂的蒸发,所以第一防冻剂罐506中的防冻剂被冷却。冷却的防冻剂从第一防冻剂罐输送到空气液体型热交换器510。空气液体型热交换器510可结合鼓风机512操作,从而影响来自乘客车厢的空气和来自第一防冻剂罐的防冻剂之间的热交换。该热交换使空气冷却,该空气随后返回到车厢,从而提供冷却。在流过空气液体型热交换器510之后,防冻剂以比当其离开罐时的温度稍微更暖的温度返回到第一防冻剂罐。例如,防冻剂可在7±2°C的温度下离开第一防冻剂罐,而防冻剂可在与空气液体型热交换器处的车厢空气进行热交换之后,在11±2°C的温度下返回到第一防冻剂罐。同时,由于第二吸附器504正在解吸制冷剂,第二防冻剂罐508中的防冻剂变暖,这是由于将罐与吸附器耦合的绳芯室处的制冷剂的冷凝。该变暖的防冻剂从第二防冻剂罐输送到散热器514。散热器514可结合风扇516操作,从而影响环境空气(例如来自车辆外部的空气)和来自第二防冻剂罐的防冻剂之间的热交换。该热交换使空气变暖,该空气随后返回到车辆的外部。在流过散热器514之后,防冻剂以比当其离开罐时的温度稍微更凉的温度返回到第二防冻剂罐。例如,防冻剂可在45±2°C的温度下离开第二防冻剂罐,而防冻剂可在与散热器处的外部空气热交换之后,在40±2°C的温度下返回到第二防冻剂罐。
[0082]在热泵500的第二半循环操作期间,第一吸附器502处于解吸模式中,而第二吸附器504处于吸附模式中。如图示出,在第二半循环期间,防冻剂的输送相对于第一半循环是不同的;防冻剂从第二防冻剂罐输送到空气液体型热交换器,从而与车厢空气热交换并从而冷却车厢,同时防冻剂从第一防冻剂罐输送到散热器,以便拒绝热量到外部空气。[0083]如上所述,在一个示例中,每个循环持续20-40分钟,并因此每半个循环持续10-20分钟。在第二半循环之后,热泵通过根据第一半循环的操作而开始随后的操作循环,并且当发动机开启并且气候控制系统运转时,热泵继续在第一和第二半循环之间交替。
[0084]图6示意性地示出了在温和的冬天模式期间气候控制系统(例如包括图2的吸附器200、图3的热吸附式热泵和HTF回路以及图4的防冻剂回路的图1中示出的气候控制系统100)的各种组件之间的HTF、防冻剂、制冷剂以及空气的流动。在适度寒冷的天气条件期间,温和的冬天模式可以是适当的,该适度寒冷的天气条件包括但不限于,在冬季期间的适度寒冷的天气条件。例如,在适度寒冷的气候中,包括在此描述的气候控制系统的车辆可以在一年的大多数时间或全年的时间里使气候控制系统操作在温和的冬天模式中。如图6中示出,热吸附式热泵600包括第一吸附器602、第二吸附器604、第一防冻剂罐606和第二防冻剂罐608。
[0085]在热泵600的第一半循环的操作期间,第一吸附器602处于吸附模式中,而第二吸附器604处于解吸模式中。因此,以上面参考图3所述的方式,第一吸附器602与冷的HTF回路连通,而第二吸附器604与热的HTF回路连通。因为第一吸附器602正在吸附制冷剂,由于将罐与吸附器耦合的绳芯室处的制冷剂的蒸发,所以第一防冻剂罐606中的防冻剂被冷却。冷却的防冻剂从第一防冻剂罐输送到空气液体型热交换器610。空气液体型热交换器610可结合鼓风机612操作,从而影响外部空气和来自第一防冻剂罐的防冻剂之间的热交换。该热交换使空气冷却,该空气随后返回到车辆的外部。在流过空气液体型热交换器610之后,防冻剂以比当其离开罐时的温度稍微更暖的温度返回到第一防冻剂罐。例如,防冻剂可在7±2°C的温度下离开第一防冻剂罐,而防冻剂可在与空气液体型热交换器处的外部空气热交换之后,在11±2°C的温度下返回到第一防冻剂罐。同时,因为第二吸附器604正在解吸制冷剂,由于将罐与吸附器耦合的绳芯室处的制冷剂的冷凝,所以使第二防冻剂罐608中的防冻剂变暖。该变暖的防冻剂从第二防冻剂罐输送到散热器614。散热器614可结合风扇616操作,从而影响环境空气(例如来自车辆外部的空气)和来自第二防冻剂罐的防冻剂之间的热交换。该热交换使空气变暖,该空气随后被引导到乘客车厢,从而对车厢提供加热。在流过散热器614之后,防冻剂以比当其离开罐时的温度稍微更凉的温度返回到第二防冻剂罐。例如,防冻剂可在45±2°C的温度下离开第二防冻剂罐,而防冻剂可在与散热器处的外部空气进行热交换之后,在40±2°C的温度下返回到第二防冻剂罐。
[0086]在热泵600的第二半循环操作期间,第一吸附器602处于解吸模式中,而第二吸附器604处于吸附模式中。如图示出,在第二半循环期间,防冻剂的输送相对于第一半循环是不同的;防冻剂从第二防冻剂罐输送到空气液体型热交换器,从而与外部空气进行热交换,同时防冻剂从第一防冻剂罐输送到散热器中,从而与外部空气进行热交换并引导加热的外部空气到乘客车厢中,从而加热车厢。
[0087]当环境温度处于严寒时,温和的冬天模式可能不能对乘客车厢提供所需的加热。例如,来自吸附用吸附器的防冻剂罐的防冻剂和在严寒的环境温度下的外部空气之间的热交换可能不能充分加热防冻剂,并因此绳芯室中的制冷剂可能不能按需要蒸发以用于吸附。因此,该气候控制系统可以在这种条件期间在严寒冬天模式中操作。
[0088]图7示意性地示出了在严寒的冬天模式期间气候控制系统(例如包括图2的吸附器200、图3的热吸附式热泵和HTF回路以及图4的防冻剂回路的图1中示出的气候控制系统100)的各种组件之间的HTF、防冻剂、制冷剂以及空气的流动。如图7中示出,热吸附式热泵700包括第一吸附器702、第二吸附器704、第一防冻剂罐706以及第二防冻剂罐708。
[0089]在严寒的冬天模式期间,环境温度可以如此之低,使得需要吸附用吸附器的罐中的防冻剂的额外加热以实现绳芯室处的蒸汽形成。防冻剂的额外加热可经由与热的HTF环路中的热的HTF (例如在液体到液体型热交换器处)的热传递来提供。如下详述,在一个示例中,在严寒的冬天模式期间,用于气候控制系统的操作的方法可包括经由与来自热的HTF回路的HTF的热交换来加热来自热吸附式热泵的吸附用吸附器的防冻剂罐的防冻剂。
[0090]在热泵700的第一半循环的操作期间,第一吸附器702处于吸附模式中,而第二吸附器704处于解吸模式中。因此,以上述参考图3的方式,第一吸附器702与冷的HTF回路连通,而第二吸附器704与热的HTF回路连通。在严寒的冬天条件期间,与吸附用吸附器耦合的罐中的防冻剂可以寒冷得使得抑制蒸汽(并因此抑制吸附)形成,并因此防冻剂可从第一防冻剂罐输送到液体到液体型热交换器710,从而确保防冻剂充分温暖以用于吸附。来自第一防冻剂罐的防冻剂可经由液体到液体型热交换器710与来自热的HTF回路的HTF进行热交换。在流过液体到液体型热交换器710之后,防冻剂以比当其离开罐时的温度稍微更暖的温度返回到第一防冻剂罐。例如,防冻剂可在7±2°C的温度下离开第一防冻剂罐,而防冻剂可在与液体到液体型热交换器处的热的HTF进行热交换之后,在11±2°C的温度下返回到第一防冻剂罐。因此,经由与来自热的HTF回路的热的HTF的热交换,吸附用吸附器的罐中的防冻剂可被有效加热,以便实现绳芯室中的蒸汽形成。蒸汽然后甚至在低环境温度下也可以通过吸附用吸附器的吸附剂而被吸附。
[0091]同时,因为第二吸附器704正在解吸制冷剂,由于将罐与吸附器耦合的绳芯室处的制冷剂的冷凝,所以使第二防冻剂罐708中的防冻剂变暖。该变暖的防冻剂从第二防冻剂罐输送到散热器714。散热器714可结合风扇716操作,从而影响环境空气(例如来自车辆外部的空气)和来自第二防冻剂罐的防冻剂之间的热交换。该热交换器使空气变暖,该空气随后被引导到乘客车厢以对车厢提供加热。在流过散热器714之后,防冻剂以比当其离开罐时的温度稍微更凉的温度返回到第二防冻剂罐。例如,防冻剂可在45±2°C的温度下离开第二防冻剂罐,而防冻剂可在与散热器处的外部空气热交换之后,在40±2°C的温度下返回到第二防冻剂罐。
[0092]在热泵700的第二半循环操作期间,第一吸附器702处于解吸模式中,而第二吸附器704处于吸附模式中。如图示出,在第二半循环期间,防冻剂的输送相对于第一半循环是不同的;防冻剂从第二防冻剂罐输送到液体到液体型热交换器,从而与热的HTF进行热交换,同时防冻剂从第一防冻剂罐输送到散热器中,从而与外部空气热交换并由此引导加热的空气到乘客车厢以加热车厢。
[0093]图8示出了用于使气候控制系统(例如图1中示出的气候控制系统100)操作在夏天、温和的冬天和严寒的冬天模式中的示例性方法800。
[0094]在步骤802处,方法800包括基于环境条件、用户输入等选择气候控制系统的操作模式。例如,该选择可基于当前感测的环境温度或基于在控制系统的存储器中存储的某时间周期内感测的环境温度值的记录。在该示例中,如果当前感测的环境温度大于第一阈值,或如果基于感测的环境温度值的记录确定的平均温度大于第一阈值,则可选择夏天模式。此外,如果当前感测的环境温度小于第二阈值,或如果基于感测的环境温度值的记录确定的平均温度小于第二阈值,则可选择温和的冬天模式。第二阈值可小于或等于第一阈值。此外,如果当前感测的环境温度小于第三阈值,或如果基于感测的环境温度值的记录确定的平均温度小于第三阈值,则可选择严寒的冬天模式。可替代地,用户可例如经由图1的电子卡122在发动机启动之前或启动时输入选择的操作模式。例如,用户可从夏天、温和的冬天以及严寒的冬天模式中选择期望的模式,从空气调节和加热模式中选择期望的模式(其中基于当前感测的环境温度,空气调节模式可对应于夏天模式,而加热模式可对应于温和的或严寒的冬天模式),或用户可选择期望的温度(基于该温度值,气候控制系统可转变成夏天、温和的冬天或严寒的冬天模式操作)。在另一个示例中,用户可例如经由电子卡激活气候控制系统,而无需指示期望的模式或温度,并且该控制系统可基于环境条件确定适当的操作模式。
[0095]如果选择夏天模式,则方法800继续到步骤804。在步骤804处,方法800包括用来自冷的HTF回路的HTF冷却吸附用吸附器的吸附剂,而用来自热的HTF回路的HTF来加热解吸用吸附器的吸附剂。例如,冷却/加热吸附剂可包括使冷的/热的HTF流过与吸附器外壳内的吸附剂热耦合的一个或更多个翼片管道。该翼片管道的翼片可延伸到吸附剂中,并可协助在翼片管道内的HTF和吸附剂之间的热传递。
[0096]在步骤804之后,方法800继续到步骤806。在步骤806处,方法800包括控制防冻剂回路阀以将来自与吸附用吸附器耦合的罐的防冻剂引导到空气液体型热交换器,同时引导车厢空气通过空气液体型热交换器。例如,根据当前哪个吸附器正在吸附,控制器可控制图4的阀418、420、422和424以及泵412、414、428和430,从而使来自吸附用吸附器的罐的防冻剂被引导入和引导出空气液体型热交换器。与空气液体型热交换器耦合的鼓风机可进一步被控制以弓I导车厢空气通过空气液体型热交换器。
[0097]在步骤806处,方法800进一步包括控制防冻剂回路阀以引导来自与解吸用吸附器耦合的罐的防冻剂到散热器中,同时引导外部空气通过散热器。例如,根据当前哪个吸附器正在解吸,控制器可控制图4的阀418、420、422和424以及泵412、414、416和426,从而使来自解吸用吸附器的罐中的防冻剂被引导入和引导出散热器。与散热器耦合的风扇可进一步被控制,从而引导外部空气通过散热器。
[0098]在步骤806之后,方法800进行到步骤808,从而确定热吸附式热泵的半循环是否已经完成。例如,可以基于自循环开始之后是否已经逝去预定的持续时间而作出判定。可替代地,可基于与热泵相关联的参数的感测值作出所述判定,所述参数例如为由吸附用吸附器吸附的制冷剂的体积,在与解吸用吸附器耦合的绳芯室的绳芯材料中存储的制冷剂的体积,等等。
[0099]如果在步骤808处的答案是“否”,则方法800返回到步骤808并且吸附和解吸在吸附器处继续,直到在步骤808处作出肯定的判定。例如,控制器可检查热泵的半循环是否已经间歇地完成,或当热泵的半循环已经完成时可以产生中断。
[0100]否则,如果在步骤808处的答案为“是”,则方法800继续到步骤810,从而切换吸附器的模式。切换吸附器的模式可涉及改变将HTF回路与吸附器耦合的阀的位置,因为吸附器的当前模式(例如吸附或解吸)可基于热的或冷的HTF是否流过吸附器的(多个)翼片管道。例如,在步骤810处,控制器可控制阀,例如图3的阀330、332、334、340、344、346、348和350,从而使冷的HTF回路与在第一半循环期间正在吸附的吸附器去耦,并且使热的HTF回路与该吸附器耦合,以便吸附器切换到解吸模式中。同时,控制器可控制阀从而使热的HTF回路与在第一半循环期间正在解吸的吸附器去耦,并且使冷的HTF回路与该吸附器耦合以便吸附器切换到吸附模式。因此,模式的切换引起第一半循环的吸附用吸附器成为下一个半循环的解吸用吸附器,而第一半循环的解吸用吸附器成为下一个半循环的吸附用吸附器。
[0101]在步骤810之后,方法800返回到步骤804。当发动机运转时,在气候控制系统的整个夏天模式的操作中,气候控制系统可重复步骤804至810的例程。在发动机停机时,该气候控制系统可根据图9中示出和以下描述的方法进行操作。
[0102]返回到步骤802,如果选择温和的冬天模式,则方法800继续到步骤812。在步骤812处,像步骤804那样,方法800包括用来自冷的HTF回路的HTF来冷却吸附用吸附器的吸附剂,同时用来自热的HTF回路的HTF来加热解吸用吸附器的吸附剂。
[0103]在步骤812之后,方法800继续到步骤814。在步骤814处,方法800包括控制防冻剂回路阀,从而引导来自与吸附用吸附器耦合的罐的防冻剂到空气液体型热交换器中,同时引导外部空气通过空气液体型热交换器。例如,根据当前哪个吸附器正在吸附,控制器可控制图4的阀418、420、422和424以及泵412、414、428和430,从而使来自吸附用吸附器的罐的防冻剂被引导入和引导出空气液体型热交换器。与空气液体型热交换器耦合的鼓风机可进一步被控制,从而引导外部空气通过空气液体型热交换器。
[0104]在步骤814处,方法800进一步包括控制防冻剂回路阀,从而引导来自与解吸用吸附器耦合的罐的防冻剂到散热器中,同时用散热器加热外部空气并引导加热的空气到乘客车厢中。例如,根据当前哪个吸附器正在解吸,控制器可控制图4的阀418、420、422和424以及泵412、414、416和426,从而使来自解吸用吸附器的罐的防冻剂被引导入和引导出散热器。与散热器耦合的风扇可进一步被控制,从而引导外部空气到散热器中以便由散热器加热,并且然后引导加热的空气到乘客车厢。
[0105]在步骤814之后,方法800继续到步骤816从而确定热吸附式热泵的半循环是否已经完成(例如以上述用于步骤808的相同的方式)。
[0106]如果在步骤816处的答案是“否”,则方法800返回到步骤816并且吸附和解吸在吸附器处继续,直到在步骤816处作出肯定的判定。
[0107]否则,如果在步骤816处的答案为“是”,则方法800继续到步骤818,从而切换吸附器的模式(例如以上述用于步骤810的相同的方式)。
[0108]在步骤818之后,方法800返回到步骤812。当发动机运转时,在气候控制系统的整个温和的冬天模式的操作中,该气候控制系统可重复步骤812至818的例程。在发动机停机时,该气候控制系统可根据图9中示出和以下描述的方法来操作。
[0109]返回到802,如果选择严寒的冬天模式,则方法800继续到步骤820。在步骤820处,像步骤804和812那样,方法800包括用来自冷的HTF回路的HTF来冷却吸附用吸附器的吸附剂,同时用来自热的HTF回路的HTF来加热解吸用吸附器的吸附剂。
[0110]在步骤820之后,方法800继续到步骤822。在步骤822处,方法800包括控制防冻剂回路阀,从而引导来自与吸附用吸附器耦合的罐的防冻剂到液体到液体型热交换器中,以便与来自热的HTF回路的HTF进行热交换。例如,根据当前哪个吸附器正在吸附,该控制器可控制图4的阀418、420、422和424以及泵412、414、432和434,从而使来自吸附用吸附器的罐的防冻剂被引导入和引导出液体到液体型热交换器。同时,该控制器可控制图3的阀330,从而引导来自热的HTF回路的HTF到液体到液体型热交换器中,以便与在液体到液体型热交换器中流动的防冻剂进行热交换。
[0111]在步骤822处,方法800进一步包括控制防冻剂回路阀,从而引导来自与解吸用吸附器耦合的罐中的防冻剂到散热器中,同时用散热器加热外部空气并引导加热的空气到乘客车厢中(例如以上述用于步骤814的方式)。
[0112]在步骤822之后,方法800继续到步骤824从而确定热吸附式热泵的半循环是否已经完成(例如以上述用于步骤808和816的相同方式)。
[0113]如果在步骤824处的答案是“否”,则方法800返回到步骤824并且在吸附器处继续吸附和解吸,直到在步骤824处作出肯定的判定。
[0114]否则,如果在步骤824处的答案为“是”,则方法800继续到步骤826,从而切换吸附器的模式(例如以上述用于步骤810和818的相同方式)。
[0115]在步骤826之后,方法800返回到步骤820。当发动机运转时,在气候控制系统的整个严寒的冬天模式的操作中,该气候控制系统可重复步骤820至826的例程。在发动机停机时,该气候控制系统可根据图9中示出和以下描述的方法来操作。
[0116]应该理解到,在一些示例中,气候控制系统操作模式可在发动机操作期间改变。例如,在车辆攀登至高海拔使得环境温度从出发点处的较热温度过渡到旅途期间所述海拔处的较冷温度的旅途期间,在发动机运转期间,气候控制系统的操作模式可从夏天模式切换到温和的或严寒的冬天模式。例如,当环境温度或其他参数值越过阈值时,步骤802可在中断的基础上发生。
[0117]图9示出了用于在发动机停机之后以及在随后的发动机启动时或启动之前操作气候控制系统(例如图1中所示的气候控制系统100)以对乘客车厢提供调压冷却或调压加热的示例性方法900。
[0118]在步骤902处,方法900包括确定发动机停机是否已经发生。在一个示例中,该确定可基于感测的参数值而作出。
[0119]如果在步骤902处的答案是“否”,则方法900返回到步骤902。例如,当发动机运行时,该控制器可在气候控制系统的整个操作中间歇地或基于中断地执行步骤902。
[0120]否则,如果在902处的答案为“是”,则方法900继续到步骤904。在步骤904处,方法900包括确定在发动机停机之前气候控制系统所操作的模式。例如,气候控制系统的最近操作状态可存储在控制系统的存储器中,并且该控制器可访问这种存储的信息,从而作出判定。可替代地,该判定可基于感测的参数值例如环境温度而作出。
[0121]如果在步骤904处确定在发动机停机之前气候控制系统的操作模式处于夏天模式,则方法900继续到步骤906。在步骤906处,方法900包括操作两个吸附器处于解吸模式中一段持续时间。例如,该控制器可控制图3的阀330、332、334、340、346、348和350,以便热的HTF回路与两个吸附器流体耦合,并且热的HTF可泵送通过两个吸附器。因此,在气候控制系统的夏天模式的操作期间,可能在吸附器处已经被吸附的制冷剂可以被解吸,以便两个吸附器的吸附剂准备用于在下一次发动机启动时或启动之前的吸附模式中的操作。
[0122]在步骤906处,方法900进一步包括使绳芯室与吸附器外壳去耦。例如,如图2A和图2B中示出,每个吸附器可包括包含吸附剂的吸附器外壳和一个或更多个翼片管道。如阀220等阀的位置可确定使吸附器热耦合到相应的防冻剂罐的绳芯室是否可与吸附器外壳流体连通。因此,使绳芯室与吸附式热泵的吸附器外壳去耦可包括在热泵的每个吸附器处关闭如阀220等阀,使得在吸附器外壳和绳芯室之间可以不发生流体连通。当发动机停机时使绳芯室与吸附器外壳去耦可有利地例如当车辆停止时防止制冷剂蒸汽重新进入吸附器。
[0123]在步骤906之后,方法900继续到步骤908。在步骤908处,方法900包括确定发动机是否已经启动或用户是否在发动机启动之前已经激活气候控制系统。例如,该控制器可基于感测的参数值(例如点火状态)确定发动机是否已经启动。可替代地,该控制器可基于如图1的卡式传感器120等传感器是否已经接收到来自如图1的电子卡122等远程控制的输入来确定在发动机启动之前用户已经激活了气候控制系统。
[0124]如果在步骤908处的答案是“否”,则方法900返回到步骤908。例如,该气候控制系统可在步骤906之后关闭,并可保持关闭,直到检测到发动机启动或气候控制系统激活(例如在发动机启动之前用户的远程气候控制系统的激活),这样步骤908处的答案将为“是”。
[0125]如果在步骤908处的答案为“是”,则方法900继续到步骤910。在步骤910处,方法900包括使绳芯室与吸附器外壳去耦。绳芯室可通过打开阀(如图2A和图2B的阀220)而与吸附器外壳室重新耦合,例如实现吸附器外壳和绳芯室之间的流体连通(从而在吸附器处实现吸附和解吸)。
[0126]在步骤910处,方法900进一步包括通过操作两个吸附器处于吸附模式一段持续时间(例如2至5分钟)而向乘客车厢提供调压冷却,同时控制防冻剂回路阀以引导来自两个防冻剂罐的防冻剂到空气液体型热交换器中,同时引导车厢空气通过空气液体型热交换器。然后,在所述持续时间之后,该气候控制系统可正常操作。正常操作可指热泵的两个吸附器在吸附和解吸模式之间的异步切换。例如,在步骤910之后,方法900可在804处进行到方法800。
[0127]返回到步骤904,如果确定在发动机停机之前气候控制系统的操作模式处于温和的或严寒的冬天模式,则方法900继续到步骤912。在步骤912处,方法900包括操作两个吸附器处于吸附模式一段持续时间。例如,该控制器可控制图3的阀330、332、334、340、344、346,348和350以便冷的HTF回路与两个吸附器流体耦合,并且冷的HTF可泵送通过两个吸附器。因此,吸附器外壳内的制冷剂可在吸附剂处被吸附,以便在下一次发动机启动时或启动之前,两个吸附器的吸附剂准备好用于解吸模式的操作。在步骤912处,方法900进一步包括使绳芯室与吸附器外壳去耦。如上关于步骤906所述,当发动机停机时使绳芯室与吸附器外壳去耦可有利地在车辆停止时防止制冷剂蒸汽重新进入吸附器。
[0128]在步骤912之后,方法900继续到步骤914,从而确定发动机是否已经启动或用户是否在发动机启动之前已经激活了气候控制系统(例如,如上关于步骤908所述)。
[0129]如果在步骤914处的答案是“否”,则方法900返回到步骤914。例如,该气候控制系统可在步骤912之后关闭,并可保持关闭,直到检测到发动机启动或气候控制系统激活(例如在发动机启动之前用户的远程气候控制系统的激活),这样在步骤914处的答案将为
“旦”
TH ο
[0130]如果在步骤914处的答案为“是”,则方法900继续到步骤916。在步骤916处,方法900包括使绳芯室与吸附器外壳去耦。如上关于步骤910所述,使绳芯室与吸附器外壳重新耦合使能实现吸附器外壳和绳芯室之间的流体连通(从而在吸附器处实现吸附和解吸)。[0131]在步骤916处,方法900进一步包括通过操作两个吸附器处于解吸模式一段持续时间(例如2至5分钟)而向乘客车厢提供调压加热,同时控制防冻剂回路阀以引导来自两个防冻剂罐的防冻剂到散热器中,同时用散热器加热外部空气并引导加热的外部空气到乘客车厢中。然后,在所述持续时间之后,该气候控制系统可正常操作。正常操作可指热泵的两个吸附器在吸附和解吸模式之间的异步切换。例如,在步骤916之后,方法900可在步骤812或820处进行到方法800,这取决于温和的冬天模式或严寒的冬天模式是否适合于环境条件。
[0132]应该注意,这里包括的示例性控制和估计例程可用于各种发动机和/或车辆系统配置。这里描述的具体例程可表示任意数量的处理策略中的一个或更多个,如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等。这样,各种示出的动作、操作或功能可以示出的序列执行、并行执行或在一些情形中省略。同样地,处理的顺序不是实现这里描述的示例性实施例的特征和优点所必须要求的,而是提供以便于说明和描述。示出的动作或功能中的一个或更多个可根据使用的具体策略而重复执行。此外,所述的动作可图形地表示代码,所述代码可编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质中。
[0133]应该理解到,这里公开的配置和例程本质上是示例性的,且这些具体实施例不被认为具有限制意义,因为许多变化是可行的。例如,上面的技术可应用在V-6、1-4、1-6、V-12、对置四缸和其它发动机类型。本公开的主题包括这里公开的各种系统和配置和其它特征、功能和/或属性的所有新颖性和非显而易见的组合和子组合。
[0134]下面的权利要求具体指出视为新颖的和非显而易见的特定组合和子组合。这些权利要求可涉及“一个”元件或“第一”元件或其等价物。这类权利要求应该被理解为包括一个或更多个这类元件的结合,既不要求也不排除两个或多个这类元件。所公开的特征、功能、元件和/或属性的其它组合和子组合可通过本权利要求书的修改或通过本申请或相关申请中的新权利要求的提出而要求保护。
[0135]这类权利要求,无论比原始权利要求的保护范围更宽、更窄、等同或不同,均被视为包括在本公开的主题之内。
【权利要求】
1.一种用于车辆车厢气候控制系统的方法,其包括: 在发动机运转期间,在吸附模式和解吸模式之间异步切换热吸附式热泵的第一吸附器和第二吸附器,所述吸附用吸附器经由绳芯室冷却防冻剂,并且所述解吸用吸附器经由绳芯室加热防冻剂;以及 基于所述气候控制系统的操作模式而经由加热的防冻剂或冷却的防冻剂调节车厢空气。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述吸附用吸附器经由绳芯室冷却防冻剂包括:蒸发来自绳芯室的制冷剂,所述绳芯室将防冻剂罐与所述吸附用吸附器的外壳热耦合,并且其中所述解吸用吸附器经由绳芯室加热防冻剂包括:在将防冻剂罐与所述解吸用吸附器的外壳热耦合的绳芯室处冷凝制冷剂。
3.根据权利要求2所述的方法,其中在夏天模式期间调节车厢空气包括:在来自所述吸附用吸附器的防冻剂罐的防冻剂和车厢空气之间进行热交换,并且其中在温和的或严寒的冬天模式期间调节车厢空气包括:在来自所述解吸用吸附器的防冻剂罐的防冻剂和外部空气之间进行热交换,并引导加热的外部空气到所述车厢中。
4.根据权利要求3所述的方法,其进一步包括: 在冷的HTF回路中经由HTF冷却器冷却热传递流体即HTF ; 在发动机排气和热的HTF回路中的HTF之间进行热交换; 泵送来自所述冷的HTF回路的HTF通过一个或更多个翼片管道,所述翼片管道与吸附用吸附器中的吸附剂热耦合;以及 泵送来自所述热的HTF回路的HTF通过一个或更多个翼片管道,所述翼片管道与解吸用吸附器中的吸附剂热耦合。
5.根据权利要求4所述的方法,其进一步包括: 在所述夏天模式期间,经由与外部空气的热交换而冷却来自所述解吸用吸附器的所述防冻剂罐的防冻剂; 在所述温和的冬天模式期间,经由与外部空气的热交换而加热来自所述吸附用吸附器的所述防冻剂罐的防冻剂;以及 在所述严寒的冬天模式期间,经由与来自所述热的HTF回路的HTF的热交换而加热来自所述吸附用吸附器的所述防冻剂罐的防冻剂。
6.根据权利要求5所述的方法,其进一步包括: 在所述夏天模式期间发动机停机以后,经由来自所述热的HTF回路的HTF与所述两种吸附器的吸附剂之间的热交换而使所述两种吸附器操作在所述解吸模式中一段持续时间; 在所述温和的或严寒的冬天模式期间发动机停机以后,经由来自所述冷的HTF回路的HTF与所述两种吸附器的吸附剂之间的热交换而使所述两种吸附器操作在所述吸附模式中一段持续时间;以及然后 使每个吸附器的所述绳芯室与相应的吸附器外壳去耦。
7.根据权利要求6所述的方法,其进一步包括,在发动机启动时或发动机启动之前: 使每个吸附器的所述绳芯室与所述相应的吸附器外壳耦合; 在夏天模式操作之前的调压冷却模式中,使所述两种吸附器操作在所述吸附模式中一段持续时间;以及 在温和的或严寒的冬天模式操作之前的调压加热模式中,使所述两种吸附器操作在所述解吸模式中一段持续时间。
8.根据权利要求7所述的方法,其进一步包括:在启动发动机之前,响应于用户的远程控制激活所述调压冷却或调压加热模式。
9.根据权利要求1所述的方法,其进一步包括: 在第一条件期间,经由加热的防冻剂调节车厢空气; 在第二条件期间,经由冷却的防冻剂调节车厢空气;以及 在两个条件期间,在不使用发动机冷却剂的情况下调节车厢空气。
10.一种车辆气候控制系统,其包括: 由发动机排气热量驱动的热吸附式热泵,所述热泵包括两个吸附器和两个防冻剂罐,每个吸附器经由含制冷剂的绳·芯室与相应的防冻剂罐中的防冻剂热耦合。
【文档编号】F25B49/04GK103587373SQ201310356118
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年8月15日 优先权日:2012年8月16日
【发明者】钟永芳, M·莱文, F·Z·谢克, D·H·德米托夫, D·曼什 申请人:福特环球技术公司
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