用于机动车辆客舱和/或部件的热调节装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于对机动车辆客舱和/或部件进行热调节的装置，其包括制冷剂流体回路(1)和热量传递流体回路(4)，所述制冷剂流体回路能够利用蒸发器(E2)冷却通往车辆客舱的空气(F)，所述热量传递流体回路能够冷却机动车辆的所述部件。挡板(8)设置在蒸发器(E2)的上游，用以调节通过蒸发器(E2)的空气流(Fa)。
【专利说明】
用于机动车辆客舱和/或部件的热调节装置
技术领域
[0001] 本发明设及一种用于机动车辆客舱和/或部件(例如电池)的热调节装置。
【背景技术】
[0002] 现有技术已知的运类装置包括制冷流体回路，其包括能够形成为冷凝器的第一换 热器、能够形成为蒸发器的第二换热器、能够形成为蒸发器的第Ξ换热器、第一压缩器、第 二压缩器、第一减压构件、第二减压构件、用于分类制冷流体的液相和气相的分离器件、W 及能够使制冷流体沿着至少一环路循环的器件，所述环路相继通过第一换热器、第一减压 构件、第Ξ换热器和分离器件，随后，从分离器件得到的制冷流体的液相通过第二减压构 件、第二换热器和第一压缩器，然后通过第二压缩器，而从分离器件得到的制冷流体的气相 直接通过第二压缩器。
[0003] 运类装置的还包括换热流体回路，其包括第Ξ换热器，第Ξ换热器能够使换热流 体与制冷流体之间的热量进行交换;换热流体回路包括第四换热器，该第四换热器能够使 制冷流体与机动车辆的电池之间进行热量交换;换热流体回路包括形成散热器的第五换热 器、累、W及能够根据W下操作模式中至少一个使换热流体循环的器件：
[0004] -第一操作模式，其中，换热流体沿着第一回路流动，所述第一回路相继通过累、第 四换热器、和第Ξ换热器，
[0005] -第二操作模式，其中，换热流体沿着第二回路流动，所述第二回路相继通过累、第 四换热器、和第五换热器，
[0006] 第二换热器容纳在空气流循环通道中，所述空气流通往车辆客舱，第二换热器能 够使制冷流体与空气流之间进行热量交换。
[0007] 第一换热器和第五换热器通常被布置在机动车辆的正面。第二交换器和通道例如 属于加热、通风和/或空调设备(也被称为H.V.A.C.(加热、通风和空调））。
[000引在操作期间，第二换热器能够使通过上述通道的空气流被冷却（用于客舱的空气 调节）。进一步，第四换热器能够使电池被冷却。
[0009] 从用于客舱或电池的空气流中移出的热量可W在第一换热器的区域和第五换热 器的区域中排放。具体地，根据车辆外空气的溫度，运输从电池移出的热量的换热流体可
[0010] -通过第Ξ换热器将此热量传递到制冷流体回路，制冷流体回路然后通过第一换 热器将此热量排放到车辆外的空气中，
[0011] -或通过第五换热器将此热量直接排放到外部空气中。
[0012] 根据需求和外部空气的溫度或湿度情况，有必要单独地改变第二换热器和第四换 热器的冷却功率水平。
[0013] 为此，基于当前结构，理论上讲，有必要单独地改变第一压缩器的速度和第二压缩 器的速度，或改变例如第二压缩器的立方容积，W便实现第二和第四换热器的冷却功率所 期望的规格，运在技术上是难W实现的。
【发明内容】
[0014] 特别地，本发明的一个目的是提供一种对于运一问题的简便、有效、经济的解决方 案。
[0015] 为此，本发明提出一种用于机动车辆客舱和/或部件的热调节装置，其包括：
[0016] 制冷流体回路，其包括能够形成为冷凝器的第一换热器，能够形成为蒸发器的第 二换热器，能够形成为蒸发器的第Ξ换热器、第一压缩器、第二压缩器、第一减压构件、第二 减压构件、用于分离制冷流体的液相和气相的分离器件、W及能够使制冷流体沿着至少一 环路循环的器件，所述环路相继通过第一换热器、第一减压构件、第Ξ换热器和分离器件， 随后，从分离器件产生的制冷流体的液相通过第二减压构件、第二换热器和第一压缩器，并 然后通过第二压缩器，从分离器件产生的制冷流体的气相直接通过第二压缩器，
[0017] 换热流体回路，其包括第Ξ换热器W使第Ξ换热器能够交换换热流体与制冷流体 之间的热量、能够交换制冷流体与机动车辆部件之间的热量的第四换热器、能够形成为散 热器的第五换热器、累、和能够根据W下操作模式中至少一个而使换热流体循环的器件，所 述操作模式包括：
[0018] -第一操作模式，其中换热流体沿着第一回路循环，所述第一回路相继延伸通过 累、第四换热器和第Ξ换热器，
[0019] -第二操作模式，其中换热流体沿着第二回路循环，所述第二回路相继延伸通过 累、第四换热器和第五换热器，
[0020] 第二换热器容纳在期望通往车辆客舱的空气流的循环通道中，第二换热器能够交 换制冷流体与空气流之间的热量，其特征在于，第二换热器包括控制分流器件kon化oiled branching means)，其能够使所述空气流的至少一部分分流到第二换热器W外。
[0021] 优选地，在第二换热器下游混合的空气的溫度基本上等于设定溫度。
[0022] W此方式，在使用针对不同操作情况具有恒定的立方容积的压缩器、W及使用W 相同速度(但是，运一速度可W根据上述操作情况改变)旋转的压缩器的情况下，通过改变 通过第二交换器的空气流，可W实现第二换热器和第四换热器二者的就冷却功率而言的所 期望的规格。
[0023] 根据本发明的一个特征，分流器件包括相对于空气流的流动方向位于第二换热器 上游的、位于流动通道中的阀构件。
[0024] 运一技术方案简单可行、成本低廉、可靠、并占用较小空间。
[0025] 在此情况中，阀构件可与控制器件相关联，控制器件能够控制阀构件的位置W调 节通过第二换热器的空气流的流量、W及被分流的不通过第二换热器的空气流流量，并且， 优选地使得在第二换热器的下游混合的空气的溫度等于设定溫度。
[0026] 进一步，分离制冷流体的液相和气相的分离器件可包括瓶体。
[0027] 进一步，每个压缩器可包括旋转输入轴，所述两个压缩器的输入轴就旋转而言是 禪合的，W便在相同的速度下被驱动。
[002引根据本发明的另一个特征，制冷流体回路包括：
[0029] -在第二压缩器的出口与第一换热器的入口之间延伸的第一部分，
[0030] -在第一换热器的出口与第Ξ换热器的制冷流体入口之间延伸的第二部分，该第 二部分具有第一减压构件，
[0031] -在第Ξ换热器的制冷流体出口与分离制冷流体的液相和气相的分离器件的入口 之间延伸的第Ξ部分，
[0032] -在分离器件的第一出口与第二换热器的入口之间延伸的第四部分，该第四部分 具有第二减压构件，
[0033] -在第二换热器的出口与第二压缩器的入口之间延伸的第五部分，
[0034] -在第一压缩器的出口与第二压缩器的入口之间延伸的第六部分，该第六部分包 括分支，
[0035] -在分离器件的第二出口与分支之间延伸的第屯部分，
[0036] 换热流体回路包括：
[0037] -在第Ξ换热器的换热流体出口与累的入口之间延伸的第一部分，该第一部分包 括分支，
[0038] -在累的出口与第四换热器的入口之间延伸的第二部分，
[0039] -在第四换热器的出口与阀（例如控制阀）的第一路径之间延伸的第Ξ部分，
[0040] -在阀的第二路径与第Ξ换热器的换热流体入口之间延伸的第四部分，
[0041] -在阀的第Ξ路径与第五换热器的入口之间延伸的第五部分，
[0042] -在第五换热器的出口与分支之间延伸的第六部分。
[0043 ]优选地，机动车辆的部件是电池。
[0044] 进一步，第一换热器能够使制冷流体与空气之间进行热量交换。
[0045] W同样方式，第五换热器能够使换热流体与空气之间进行热量交换。
[0046] 本发明还设及一种机动车辆，其特征在于其包括上述类型的装置。
【附图说明】
[0047] 通过阅读W非限制性实施例方式给出的W下说明，并且结合附图，将更好地理解 本发明W及本发明的其它细节、特征和优点，在附图中：
[0048] -图1是根据现有技术的热调节装置的示意图；
[0049] -图2是示出图1的装置的制冷流体回路的操作的洽赌(Mollier)图；
[0050] -图3是对应于图1的示图，其示出根据本发明的一个实施例。
【具体实施方式】
[0051] 图1示出了一种现有技术中的用于机动车辆的客舱和/或电池的热调节的装置。
[0052] 该装置包括制冷流体回路1，其包括:形成为冷凝器、并能够使制冷流体与车辆外 部空气之间进行热量交换的第一换热器E1，形成为蒸发器、并能够使制冷流体与车辆外部 空气之间进行热量交换的第二换热器E2,形成为蒸发器、并能够使制冷流体与换热流体之 间进行热量交换的第Ξ换热器E3，W及第一压缩器C1、第二压缩器C2、第一减压构件D1、第 二减压构件D2、和用于分离制冷流体的液相和气相的形式为瓶体B的分离器件。
[0053] 第一换热器E1通常设置在车辆的正面。第二换热器E2通常属于加热、通风和/或空 调装置(也称为H.V.A.C.(加热、通风W及空调））。
[0054] 第二换热器E2特别地位于空气流F的循环管道2中，所述管道2用于在车辆的客舱 中敞开，所述空气流如箭头F所示。
[0055] 制冷流体回路1具体包括：
[0056] -第一部分P1，其在第二压缩器C2的出口与第一换热器E1的入口之间延伸，
[0057] -第二部分P2,其在第一换热器E1的出口与第Ξ换热器E3的制冷流体入口之间延 伸，该第二部分P2设置有第一减压构件D1，
[0化引-第Ξ部分P3,其在第Ξ换热器E3的制冷流体出口与瓶体B的入口之间延伸，
[0059] -第四部分P4,其在瓶体B的第一出口与第二换热器E2的入口之间延伸，该第四部 分P4具有第二减压构件D2，
[0060] -第五部分P5，其在第二换热器E2的出口与第一压缩器C1的入口之间延伸，
[0061 ]-第六部分P6，其在第一压缩器C1的出口与第二压缩器C2的入口之间延伸，该第六 部分P6包括分支X，
[0062] 第屯部分P7,其在瓶体B的第二出口与分支X之间延伸。
[0063] 制冷流体例如为R-134a(l，l，l，2-四氣乙烧)或R-1234yf(2,3,3,3-四氣丙締)类 型。
[0064] 所述装置还包括换热流体回路4,该流体回流4包括:使换热流体与制冷流体之间 进行热量交换的第Ξ换热器E3,能够使制冷流体与机动车辆的电池之间进行热量交换的第 四换热器E4,形成为散热器的第五换热器E5,累P，和Ξ通阀V(例如电磁阀（solenoid valve))。
[0065] 换热流体回路4具体包括：
[0066] -第一部分P' 1，其在第Ξ换热器E3的换热流体出口与累P的入口之间延伸，该第一 部分P'l包括分支X'，
[0067] -第二部分P ' 2，其在累P的出口与第四换热器E4的入口之间延伸，
[006引-第Ξ部分P ' 3，其在第四换热器E4的出口与阀V(例如电磁阀）的第一路径5之间延 伸，
[0069] -第四部分P ' 4，其在阀V的第二路径6与第Ξ换热器E3的换热流体入口之间延伸，
[0070] -第五部分P'5,其在阀V的第Ξ路径7与第五换热器E5的入口之间延伸，
[0071 ]-第六部分P ' 6，其在第五换热器E5的出口与分支X '之间延伸，
[0072] -换热流体例如是乙醇水溶液(glycolic water)。
[0073] 在操作期间，制冷流体在一环路中循环，该环路相继通过第一换热器El(冷凝器）、 第一减压构件D1、第Ξ换热器E3(蒸发器）、W及瓶体B，从瓶体B产生的制冷流体的液相随后 通过第二减压构件D2、第二换热器E2 (蒸发器)和第二压缩器C1、然后通过第二压缩器C2，从 瓶体B产生的制冷流体的气相直接通过第二压缩器C2。
[0074] 在图2的洽赌图示出了相应的热力学循环。在此图中，横坐标是制冷流体的洽H，纵 坐标是制冷流体的压力P。
[0075] 由η至no标记的点示出在洽赌图、W及图1所示的制冷流体循环1中，W便于理 解。制冷流体的相（液相；两相，即液气共存；气相）也在图上示出，也示出循环的不同步骤 (蒸发、冷凝、压缩、减压）。
[0076] 对于换热流体回路4,相应流体W下述模式循环：
[0077] -在第一操作模式中，换热流体沿着第一环路循环，该第一环路相继通过累P、第四 换热器E4和第Ξ换热器E3,然后再通过累P。在此，打开阀V的第一路径5和第二路径6,并且 关闭阀V的第Ξ路径7，
[0078] -在第二操作模式中，换热流体沿着第二环路循环，该第二环路相继通过累P、第四 换热器E4和第五换热器E5,然后再通过累P。在此，打开阀V的第一路径5和第Ξ路径7,并且 关闭阀V的第二路径6。
[0079] W运种方式，在第一操作模式中，电池通过第四换热器E4(蒸发器)冷却，从电池移 出的热量通过第Ξ换热器E3传递至制冷流体回路1。
[0080] 不同地，在第二操作模式中，电池通过第四换热器E4(蒸发器)冷却，但是，从电池 移出的热量通过第五换热器E5(散热器)排放到车辆外的空气中。
[0081] 同时，无论换热流体回路4的操作模式如何，通过用于在车辆的客舱中开口的通道 中的空气F通过第二换热器E2(蒸发器)冷却，热量利用第一换热器E1(冷凝器)排放到车辆 外的空气中。
[0082] 下表1示出了几种工况的理论性示例。对于每种工况，示出了第一压缩器C1的立方 容积、第二压缩器C2的理论立方容积、外部空气的溫度、第二换热器E2的热功率(例如根据 用户指示的空调功率)和第四换热器E4的热功率(冷却电池所需的功率）。应注意，两个压缩 器C1、C2W相同速度旋转，所述速度可根据具体情况改变。应注意，为了实现在每种工况下 的特定的热功率水平，有必要改变第二压缩器C2的立方容积(假设对于所有操作情况，第一 压缩器C1的立方容积保持不变）。技术上，难W在操作期间改变压缩器的立方容积。
[0083]
[0084] 表 1
[0085] 本发明希望通过提供一种与上述装置类似的装置来克服运一缺陷，但是其中，阀 构件8被安装在用于循环空气流F的通道2中，所述空气流F通往客舱，该阀构件8沿着空气流 F的方向安装在第二换热器E2的上游，如图3所示。
[0086] 阀构件8的角位置被控制，W便调节通过第二换热器E2的（并因此被冷却的）空气 流化的流量(flow rate)，并且调节被改变方向而不通过第二换热器E2的空气流即的流量。 阀构件8可优选在第一极限位置和第二极限位置之间运动，在第一极限位置，所有空气流F 被改变方向而不通过第二换热器E2，在第二极限位置，所有空气流F通过第二换热器E2。阀 构件8也可占据运两个极限位置之间的所有中间位置。优选地，执行对根据本发明的热调节 装置的控制，可W使得在第二换热器E2的下游混合的空气的溫度等于设定溫度。
[0087] 下面的表2示出了基本上对应于上述工况的示例，换言之，运些示例基本上包括第 二换热器E2和第四换热器E4所需或指定的相同热功率水平，第一压缩器C1的立方容积也是 相同的。进一步，在运些不同的示例中，两个压缩器C1、C2的转速是相同的，但是此速度可根 据操作情况改变，如上文所述。
[0088] 除了表1中已示出的信息，表2包括一指示值，其与被改变方向而不通过第二换热 器E2空气流相对于总空气流的质量百分比相关。因此，数值0%表示所有空气流F通过第二 交换器E2,数值20%表示阀构件8被定位W使得空气流F的质量流量的20%被改变方向而不 通过第二换热器E2(因此，此质量流量的80 %通过第二换热器E2)。
[0089]
[0090] 表 2
[0091] 应注意，本发明仅通过改变阀构件8的位置，就能使装置轻易地适用于不同规格或 工况，换言之，使装置适用于第二换热器E2(用于调节客舱的空气）和第四换热器E4(用于冷 却电池）的不同热功率水平，而压缩器C1、C2具有恒定的立方容积、并在相同的(可根据操作 情况而改变的)速度下旋转。
【主权项】
1. 一种用于机动车辆客舱和/或部件的热调节的装置，其包括： 制冷流体回路（1)，其包括能够形成为冷凝器的第一换热器(E1)、能够形成为蒸发器的 第二换热器（E2)、能够形成为蒸发器的第三换热器（E3)、第一压缩器（C1)、第二压缩器 (C2)、第一减压构件(D1)、第二减压构件(D2)、用于分离制冷流体的液相和气相的分离器件 (B)、和能够使制冷流体沿着至少一个回路循环的器件，所述回路相继通过所述第一换热器 (E1)、所述第一减压构件(D1)、所述第三换热器(E3)和所述分离器件(B)，随后，从所述分离 器件(B)产生的制冷流体的液相在通过所述第二压缩器(C2)之前通过所述第二减压构件 (D2)、所述第二换热器(E2)和所述第一压缩器(C1)，从所述分离器件(B)产生的制冷流体的 气相直接通过所述第二压缩器(C2)， 换热流体回路，其包括所述第三换热器(E3)，以使所述第三换热器(E3)能够交换所述 换热流体与所述制冷流体之间的热量、能够交换所述制冷流体与所述机动车辆的所述部件 之间热量的第四换热器(E4)、能够形成为散热器的第五换热器(E5)、栗(P)和能够使所述换 热流体根据以下操作模式中至少一种进行循环的器件： -第一操作模式，其中，所述换热流体沿着第一环路循环，该第一环路相继通过栗(P)、 第四换热器(E4)和第三换热器(E3)， -第二操作模式，其中，所述换热流体沿着第二环路循环，该第二环路相继通过所述栗 (P)、所述第四换热器(E4)和所述第五换热器(E5)， 所述第二换热器(E2)被容纳在期望在所述车辆的所述客舱中开放的空气流(F)的循环 通道(2)中，所述第二换热器(E2)能够交换所述制冷流体与所述空气流(F)之间热量，其特 征在于，所述第二换热器(E2)包括可控分流器件(8)，该可控分流器件能够将空气流(F)的 至少一部分(Fb)分流到所述第二换热器(E2)以外。2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分流器件包括阀构件(8)，该阀构件位 于相对于所述空气流(F)的流动方向的所述第二换热器(E2)的上游、位于所述空气流(F)的 流动通道(2)中。3. 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述阀构件(8)与控制构件相关联，所述控 制构件能够控制阀构件(8)的位置，以便调整通过第二换热器(E2)的空气流(Fa)的流量、以 及被分流到第二换热器(E2)以外的空气流(Fb)的流量。4. 根据权利要求1至3中一项所述的装置，其特征在于，用于分离所述制冷流体的所述 液相和所述气相的所述分离器件包括瓶体(B)。5. 根据权利要求1至4中一项所述的装置，其特征在于，每个压缩器(C1、C2)包括旋转输 入轴，所述两个压缩器(C1、C2)的所述输入轴在旋转方面是耦合的，以便在相同的速度下被 驱动。6. 根据权利要求1至5中一项所述的装置，其特征在于，所述制冷流体回路(1)包括： -第一部分(P1)，其在所述第二压缩器(C2)的出口与所述第一换热器(E1)的入口之间 延伸， -第二部分(P2)，其在所述第一换热器(E1)的出口与所述第三换热器(E3)的制冷流体 入口之间延伸，所述第二部分(P2)设置有所述第一减压构件(D1)， -第三部分(P3 )，其在所述第三换热器(E3)的制冷流体出口与用于分离所述制冷流体 的所述液相和所述气相的所述分离器件(B)的入口之间延伸， -第四部分(P4)，其在所述分离器件(B)的第一出口与所述第二换热器(E2)的入口之间 延伸，所述第四部分(P4)设置有所述第二减压构件(D2)， -第五部分(P5)，其在所述第二换热器(E2)的出口与所述第一压缩器(C1)的入口之间 延伸， -第六部分(P6)，其在所述第一压缩器(C1)的出口与所述第二压缩器(C2)的入口之间 延伸，所述第六部分(P6)包括分支(X)， -第七部分(P7)，其在所述分离器件(B)的第二出口与所述分支(X)之间延伸， 所述换热流体回路(4)包括： -第一部分(P ' 1)，其在所述第三换热器(E3)的换热流体出口与所述栗(P)的入口之间 延伸，所述第一部分(P ' 1)包括分支(X '）， -第二部分(P'2)，其在所述栗(P)的出口与所述第四换热器(E4)的入口之间延伸， -第三部分(P ' 3)，其在所述第四换热器(E4)的出口与阀（V)的第一路径(5)之间延伸， 所述阀(V)例如是受控阀， -第四部分(P ' 4)，其在所述阀(V)的第二路径(6)与所述第三换热器(E3)的换热流体入 口之间延伸， -第五部分(P'5)，其在所述阀（V)的第三路径(7)与所述第五换热器(E5)的入口之间延 伸， -第六部分(P'6)，其在所述第五换热器(E5)的出口与所述分支(X'）之间延伸。7. 根据权利要求1至6中一项所述的装置，其特征在于，所述机动车辆的所述部件是电 池。8. 根据权利要求1至7中一项所述的装置，其特征在于，所述第一换热器(E1)能够交换 所述制冷流体与所述空气之间的热量。9. 根据权利要求1至8中一项所述的装置，其特征在于，所述第五换热器(E5)能够交换 所述换热流体与所述空气之间的热量。10. -种机动车辆，其特征在于，其包括根据权利要求1至9中一项所述的装置。
【文档编号】F25B1/10GK105980793SQ201480075433
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2014年12月2日
【发明人】R.穆尔, M.亚西亚, S.卡尔
【申请人】法雷奥热系统公司