用于车辆的热泵系统的制作方法
【专利说明】用于车辆的热泵系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年12月2日提交的韩国专利申请第10-2013-0148737号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
技术领域
[0003]本发明涉及一种用于车辆的热泵系统。更具体而言，本发明涉及一种用于车辆的热泵系统，其通过减少PTC加热器的使用增加车辆的行驶距离，并且在冬季以加热模式工作时，如果必要的话其能够利用用于加热车辆的加热模式连续地运行除湿模式，而使其整体效率得到改进。
【背景技术】
[0004]一般而言，自动空气调节系统包括用于加热/冷却车辆的内部的空气调节模块。
[0005]这样的空气调节模块设计为使用热交换介质冷却车辆的内部，在循环经过冷凝器、接收干燥器、膨胀阀门、蒸发器和压缩机的同时，热交换介质从压缩机排出并且通过蒸发器交换热量，或者它们使用通过加热器交换热量的冷却水来加热车辆的内部。
[0006]最近，随着关于能量效率和环境污染问题的关注的增加，存在着发展可以实质上替代ICE(内燃机)车辆的环境友好型车辆的需要，而且环境友好型车辆一般属于由作为电源的燃料电池或者电力驱动的电动车辆以及由发动机和电池驱动的混合车辆。
[0007]在那些环境友好型车辆中，与普通车辆的空气调节系统不同，电动车辆没有装备特定的加热器，而用于电动车辆的空气调节系统通常称作热泵系统。
[0008]在热泵系统中，在夏季在制冷模式中通过冷凝器将高温而且高压的气态制冷剂(已被压缩机压缩)冷凝，并且通过接收干燥器和膨胀阀门将其蒸发来降低车辆内部的温度和湿度的方法与普通空气调节系统的方法是一样的；然而，在冬季在加热模式中高温而且高压的气态制冷剂被用作加热介质。
[0009]这就是说，在电动车辆的加热模式中，高温而且高压的气态制冷剂不会流入室外冷凝器，而是通过阀门流入室内冷凝器并且与吸入其中的外部空气交换热量，而且外部空气随着交换的热量通过PCT(正温度系数)加热器流入车辆的内部，使得车辆内部的温度上升。
[0010]在冷凝后，通过与其中的外部空气进行交换，流到室内冷凝器中的高温而且高压的气态制冷剂作为液态制冷剂排出。
[0011]然而，当上述相关技术的热泵系统在冬季以加热模式运行的同时需要除湿时，其必须停止以加热模式运行，改变为使用PTC加热器的加热模式，然后改变为制冷模式，使得由于在加热模式和冷却模式之间的频繁改变而产生噪声并且耐久性降低，而且整体热泵系统的性能下降。
[0012]此外，在频繁运行除湿模式时，由于PTC加热器使用范围的扩张而电力消耗增加，所以以相同电量的全部行驶距离减小。
[0013]公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
【发明内容】
[0014]本发明的各个方面致力于提供一种用于车辆的热泵系统，其具有以下优点:当在冬季的加热模式期间需要内部除湿时，通过在甚至不改变到制冷模式的情况下执行加热模式和除湿模式，其能够防止在相关技术中由于在加热模式和制冷模式之间的频繁改变而引起的噪声以及耐久性的降低，并且通过利用减少PTC的使用来增加车辆的行驶距离而改进整体系统的效率。
[0015]在本发明的一个方面中，通过根据加热模式和制冷模式循环制冷剂来控制电动车辆内部的冷却/加热的用于电动车辆的热泵系统可以包括:室外冷凝器，所述室外冷凝器将所述制冷剂冷凝；膨胀阀门，所述膨胀阀门流体连接至所述室外冷凝器并且使通过所述室外冷凝器冷凝的制冷剂膨胀；蒸发器，所述蒸发器流体连接至所述膨胀阀门并且使通过所述膨胀阀门膨胀的制冷剂蒸发；压缩机，所述压缩机流体连接至所述蒸发器并且压缩通过所述蒸发器蒸发的制冷剂；室内冷凝器，所述室内冷凝器将通过所述压缩机压缩的制冷剂初级冷凝，其中所述室内冷凝器通过制冷剂管道与所述室外冷凝器、所述膨胀阀门、所述蒸发器、所述压缩机以及所述室内冷凝器连接；第一阀门，所述第一阀门布置于在所述室外冷凝器和所述膨胀阀门之间的所述制冷剂管道的第一制冷剂管道中；制冷器，在所述蒸发器和所述压缩机之间，所述制冷器通过第二制冷剂管道与所述第一阀门连接，并且通过交换热量控制所述制冷剂的温度；连接管道，在除湿模式中，所述连接管道选择性地允许所述制冷剂中的一些流入所述制冷器中；以及第二阀门，所述第二阀门布置在所述连接管道中。
[0016]所述连接管道将布置在所述第一阀门和所述制冷器之间的第二制冷剂管道和布置在所述膨胀阀门和所述蒸发器之间的第三制冷剂管道连接。
[0017]所述制冷器通过所述第三制冷剂管道与蓄能器连接，所述蓄能器布置在所述蒸发器和所述压缩机之间，其中所述第三制冷剂管道连接所述蒸发器、所述蓄能器、所述压缩机和所述室内冷凝器。
[0018]所述第二阀门是止回阀，所述第二阀门防止所述制冷剂从所述蒸发器通过所述连接管道流回所述制冷器中。
[0019]所述第一阀门是二通阀门。
[0020]所述制冷剂管道的第四制冷剂管道可以进一步具有在所述室外冷凝器和所述室内冷凝器之间的孔口，其中所述第四制冷剂管道将所述室外冷凝器与所述室内冷凝器连接。
[0021]在加热模式中，通过所述第一阀门的操作，来自所述室外冷凝器的制冷剂没有送至所述膨胀阀门和所述蒸发器中，而是送至所述制冷器中，然后随着上升的温度而送至所述压缩机中，并且当在所述加热模式期间需要所述除湿模式时，通过打开所述第二阀门，流入所述制冷器的制冷剂中的一些通过所述连接管道送至所述蒸发器中，同时所述加热模式保持运行。
[0022]在本发明的另一个方面中，根据加热模式和制冷模式来控制电动车辆内部的冷却/加热的用于电动车辆的热泵系统可以包括:室外冷凝器，所述室外冷凝器将制冷剂冷凝；膨胀阀门，所述膨胀阀门流体连接到所述室外冷凝器并且使通过所述室外冷凝器冷凝的制冷剂膨胀；蒸发器，所述蒸发器流体连接到所述膨胀阀门并且使通过所述膨胀阀门膨胀的制冷剂蒸发；压缩机，所述压缩机流体连接至所述蒸发器并且压缩通过所述蒸发器蒸发的制冷剂；室内冷凝器，所述室内冷凝器将通过所述压缩机压缩的制冷剂初级冷凝，其中所述室内冷凝器通过制冷剂管道与所述室外冷凝器、所述膨胀阀门、所述蒸发器、所述压缩机以及所述室内冷凝器连接；第一阀门，所述第一阀门布置于在所述室外冷凝器和膨胀阀门之间的所述制冷剂管道的第一制冷剂管道中；制冷器，所述制冷器与在所述蒸发器和所述压缩机之间的蓄能器连接，所述制冷器布置在所述第一阀门和所述蓄能器之间，并且通过交换热量控制所述制冷剂的温度；连接管道，所述连接管道连接至所述制冷剂管道的第二制冷剂管道并且连接至所述制冷剂管道的第三制冷剂管道，所述第二制冷剂管道布置于所述膨胀阀门和所述蒸发器之间，所述第三制冷剂管道布置于所述室外冷凝器和所述室内冷凝器之间，以便在所述除湿模式中选择性地将流入所述室外冷凝器的制冷剂中的一些送至所述蒸发器；以及第二阀门，所述第二阀门布置在所述连接管道中。
[0023]所述第二阀门是止回阀，其防止所述连接管道中的制冷剂从所述蒸发器流回所述制冷器。
[0024]所述第一阀门是三通阀门。
[0025]所述第三制冷剂管道可以包括在所述室外冷凝器和所述室内冷凝器之间的孔口，而且所述连接管道在所述孔口和所述室外冷凝器之间与所述第三制冷剂管道连