具有集成式热交换器的空调器和空调系统的制作方法

本公开涉及一种具有集成式热交换器以提高制冷/加热效率的空调器以及使用集成式热交换器的空调系统。

背景技术：

1、本部分中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，而可以不构成现有技术。

2、最近，作为与电动车辆相关的社会问题，环保技术的实施和能源消耗等问题的解决方案正在开展。电动车辆由电动机驱动，电动机由电池供电并输出电力。因此，电动车辆具有不排放二氧化碳、产生少量噪音以及电动机的能量效率高于发动机的能量效率的优点，因此电动车辆作为一种环保车辆而备受关注。

3、实现这种电动车辆的核心技术是与电池模块相关的技术，最近，积极开展了减小电池重量和尺寸以及缩短充电时间的研究。除非在最佳温度环境中使用，否则电池模块无法保持最佳性能和较长的使用寿命。然而，已经发现，由于在操作中产生的热量和外部温度的变化，在最佳温度环境中使用电池模块非常困难。

4、进一步地，电动车辆不具有在如内燃机的传统发动机中的燃烧期间产生的废热源，因此电动车辆的内部在冬季通过电加热器加热。进一步地，在严寒时期，需要预热以提高电池的充电/放电性能，因此使用了单独的冷却水加热型电加热器。换言之，使用了与用于车辆的内部空气调节的加热/冷却系统分离地操作的用于控制电池模块的温度的加热/冷却系统以保持电池模块的最佳温度环境的技术。

5、在这种情况下，将用于最小化热能消耗的热泵技术应用于车辆的内部空气调节的空调系统，以增加续航，从而将能耗最小化。空调系统具有用于选择性地调节冷却空气和加热空气的供应的温度调节门，并且该空调系统的包括蒸发器和加热器的组件彼此间隔开，因此整体尺寸增大。进一步地，当仅通过制冷剂的循环进行空气调节时，用于循环制冷剂的组件的体积增加，因此空调系统的整个封装的尺寸增加。

技术实现思路

1、本公开致力于解决上述问题，并提供一种具有提高冷却/加热效率的集成式热交换器、使用较少的门来调节每种模式的空调空气的温度的空调器，因此由于应用集成式热交换器并使用冷却水而具有紧凑的整体封装。本公开还提供一种使用这种集成式热交换器的空调系统。

2、在本公开的一个实施例中，一种具有集成式热交换器的空调器包括：室内热交换器，设置在空调壳体中，并被构造为通过选择性地使用于加热的冷却水和用于冷却的冷却水通过来产生加热空气或冷却空气；以及加热器，在空调壳体中与室内热交换器间隔开，并被构造为选择性地排出热量。特别地，排气路径(bleed path)形成在加热器周围，并且门单元(door unit)安装在空调壳体中以调节排气路径的打开和关闭。

3、在一个实施例中，室内热交换器和加热器可以布置成使得室内热交换器和加热器的上部相互靠近，并且它们的下部彼此远离。

4、在一个实施例中，在空调壳体中，排气路径可以形成在加热器上方，并且旁通路径可以形成在加热器下方。

5、在一个实施例中，排气路径可以使空气以通过加热器的空气流量的25％或更低的流量通过。

6、空调壳体可以具有进气口和若干个出气口，若干个出气口至少包括除霜通风孔和一个或多个前通风孔；并且门单元可以包括被构造为调节排气路径的打开和关闭的第一门和被构造为调节前通风孔的打开和关闭的第二门。

7、空调壳体可以具有被构造为调节除霜通风孔的打开和关闭的第三门。

8、第一门和第二门可以分别安装在空调壳体处，以能够绕旋转轴旋转，并且可以在端部分别具有移动销。门单元可以进一步包括凸轮(cam)，凸轮具有多个导向槽，门的移动销插入导向槽中，并且因此凸轮被构造为分别通过沿导向槽移动的移动销来改变第一门和第二门的旋转位置。

9、凸轮的导向槽可以在向内和向外弯曲的同时沿旋转方向延伸，并且可以具有不同的形状，从而可以不同地设置排气路径、除霜通风孔和前通风孔的打开或关闭定时。

10、空调壳体可以在下部具有至少一个或多个后通风孔，并且后门可以安装在后通风孔处。

11、后门可以包括第四门，第四门被构造为使通过加热器的空气选择性地流动到后通风孔。后门可以进一步包括第五门，第五门被构造为使通过室内热交换器的空气通过加热器下方的旁通路径选择性地流动到后通风孔而不通过加热器。

12、在另一实施例中，门单元可以包括：打开/关闭门，被构造为在排气路径中向上和向下操作以调节排气路径的打开和关闭；以及致动器，被构造为控制打开/关闭门的位置。

13、在本公开的另一实施例中，一种具有集成式热交换器的空调系统包括制冷剂回路，制冷剂在该制冷剂回路中循环，该制冷剂回路包括压缩机、冷凝器、膨胀器和蒸发器。空调系统进一步包括：第一冷却水回路，冷却水在该第一冷却水回路中循环以与制冷剂回路的冷凝器交换热量以用于加热；第二冷却水回路，冷却水在该第二冷却水回路中循环以与制冷剂回路的蒸发器交换热量以用于冷却；以及阀模块，第一冷却水回路和第二冷却水回路连接到该阀模块，并且阀模块改变用于加热或冷却的冷却水的流动方向。空调系统进一步包括：室内热交换器，设置在空调壳体中，第一冷却水回路和第二冷却水回路连接到该室内热交换器，并且室内热交换器接收用于加热的冷却水或用于冷却的冷却水并产生加热空气或冷却空气。在另一实施例中，与室内热交换器间隔开并被构造为选择性地产生热量的加热器设置在空调壳体中，排气路径形成在加热器周围，并且被构造为调节排气路径的打开和关闭的门单元设置在空调壳体中。

14、室内热交换器可以包括：第一热交换部件，与第一冷却水回路连接并被构造为通过用于加热的冷却水排出热量；以及第二热交换部件，与第二冷却水回路连接并被构造为通过用于冷却的冷却水吸收热量。

15、第一冷却水回路可以包括第一水泵，第二冷却水回路可以包括第二水泵。

16、第一冷却水回路中的冷却水和第二冷却水回路的冷却水可以由多个共用阀选择性地共用。

17、根据按照上述结构构造的具有集成式热交换器的空调器和使用集成式热交换器的空调系统，由于加热空气和冷却空气通过使冷却水和空调空气之间能够进行热交换的集成式热交换器来产生，因此提高了冷却/加热效率。

18、进一步地，由于在集成式热交换器中循环的冷却水的温度被调节，因此不存在用于调节空调空气的温度的温度调节门，从而减少部件数量。

19、进一步地，由于应用了集成式热交换器，因此组件被优化地布置，从而整个封装的尺寸减小。

技术特征：

1.一种具有集成式热交换器的空调器，包括：

2.根据权利要求1所述的空调器，其中，所述室内热交换器和所述加热器各自包括上部和下部，并且所述室内热交换器和所述加热器的上部被布置成相互靠近而下部被布置成彼此远离。

3.根据权利要求1所述的空调器，其中，在所述空调壳体中，所述排气路径形成在所述加热器上方，并且旁通路径形成在所述加热器下方。

4.根据权利要求1所述的空调器，其中，所述排气路径使空气以通过所述加热器的空气流量的25％或更小的流量通过。

5.根据权利要求1所述的空调器，其中，所述空调壳体包括进气口和若干个出气口，并且所述若干个出气口包括除霜通风孔和至少一个前通风孔；并且

6.根据权利要求5所述的空调器，其中，所述空调壳体具有调节所述除霜通风孔的打开和关闭的第三门。

7.根据权利要求5所述的空调器，其中，所述第一门和所述第二门分别安装在所述空调壳体处，绕旋转轴旋转，并且在端部处分别具有移动销；并且

8.根据权利要求7所述的空调器，其中，所述凸轮的多个导向槽在向内和向外弯曲的同时沿旋转方向延伸并且具有不同的形状，使得所述排气路径和所述至少一个前通风孔的打开或关闭的定时被不同地设置。

9.根据权利要求5所述的空调器，其中，所述空调壳体在下部包括至少一个后通风孔，并且后门安装在所述至少一个后通风孔处。

10.根据权利要求9所述的空调，其中，所述后门包括：

11.根据权利要求1所述的空调，其中，所述门单元包括：打开/关闭门，在所述排气路径中向上和向下操作以调节所述排气路径的打开和关闭；以及致动器，控制所述打开/关闭门的位置。

12.一种具有集成式热交换器的空调系统，包括：

13.根据权利要求12所述的空调系统，其中，所述室内热交换器包括：第一热交换部件，与所述第一冷却水回路连接并通过用于加热的第一冷却水排出热量；以及第二热交换器部件，与所述第二冷却水回路连接并通过用于冷却的第二冷却水吸收热量。

14.根据权利要求12所述的空调系统，其中，所述第一冷却水回路包括第一水泵，并且所述第二冷却水回路包括第二水泵。

15.根据权利要求12所述的空调系统，其中，所述第一冷却水回路中的第一冷却水和所述第二冷却水回路中的第二冷却水由多个共用阀选择性地共用。

技术总结
本公开涉及一种具有集成式热交换器的空调器和空调系统。该集成式热交换器使冷却水和空调空气之间能够进行热交换，并产生加热空气或冷却空气，从而提高冷却/加热效率。进一步地，由于在集成式热交换器中循环的冷却水的温度被调节，因此不存在用于调节空调空气的温度的温度调节门，因此部件数量减少。进一步地，由于应用了集成式热交换器，因此组件被优化地布置，并且整个封装的尺寸减小。

技术研发人员：韩光玉,申基荣,姜守娟,权东浩,金明会,李大熙,康仁在,朴泰用,柳在春
受保护的技术使用者：现代自动车株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15