汽车的换热器装置和空调系统的制作方法
【专利摘要】一种用于加热空气的换热器装置，其具有换热器，换热器集成在制冷剂回路中，换热器装置可被制冷剂穿流并加载空气。热可从制冷剂传递给空气。换热器具有两个相互分开的部件。第一部件设有冷凝和散热面。第二部件具有再冷却面。在制冷剂侧在这些部件之间设有制冷剂相分离元件。换热器构造为具有成列设置的管的管式换热器，第一部件至少两列，第二部件至少单列。空气可加热到一温度水平，其高于制冷剂的冷凝温度水平。还涉及一种空调系统，用于借助上述换热器装置来对汽车的乘客室的空气进行调温，空调系统构造用于制冷装置和热泵运行且用于再热运行，制冷装置和热泵运行用于冷却和加热乘客室。还涉及一种用于在再热运行时运行空调系统的方法。
【专利说明】汽车的换热器装置和空调系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种换热器装置，用于借助集成在制冷剂回路中的换热器来加热空气，所述换热器一方面可加载制冷剂，另一方面可加载空气。热量从制冷剂传递给空气。
[0002]此外，本发明还涉及一种用于对汽车的乘客室的空气进行调温的空调系统，它包括换热器装置。所述空调系统具有带第一和第二流动通道(它们用于引导空气)的壳体，并且具有带第一换热器、压缩机、第二换热器和膨胀机构的制冷剂回路，所述第二换热器相当于换热器装置的换热器，其中第一换热器设置在第一流动通道中且第二换热器设置在第二流动通道中。
[0003]此外，本发明还涉及一种用于运行空调系统的方法，用于实现组合的制冷装置及加热运行并且用于实现再热运行，所述再热运行用于在再热运行中对乘客室的空气进行调温。
【背景技术】
[0004]早就属于现有技术的汽车空调装置包括具有不同零件的制冷剂回路，例如通常设置在车辆正面中的冷凝器、连接到车辆发动机上且通过它驱动的压缩机、设置在乘客室中的蒸发器以及软管及连接器。所述空调装置对空气进行调温，所述空气随后导入乘客室中。所述压缩机通常由汽车的发动机通过将机械能耦合到压缩机轴上来运行。冷却通风机和鼓风机由12V的整车电源供电。
[0005]在冷凝器中以较高的压力水平将热量从在压缩机中压缩的、气状的制冷剂中排出。在亚临界运行时，过热的制冷剂一直冷却致冷凝温度，并随后在恒定的温度下液化。随后，完全液化的制冷剂在冷凝器中继续冷却。所述制冷剂再冷却，其中所述再冷却指恒定不变的冷凝温度。冷凝器的所述范围(制冷剂在所述范围内再冷却)也称为再冷却范围。制冷剂在冷凝器的排出口上通常具有一个温度，所述温度低于冷凝温度约5K至10K。
[0006]在汽车正面区域的安装位置中，冷凝器垂直于空气的流动方向，并且具有很大的润湿面，所述润湿面在小型汽车中具有在14dm2至18dm2范围内的值，在紧凑型汽车中具有在20dm2至22dm2范围内的值，在大型汽车中具有超过24dm2的值。
[0007]润湿面是指在换热器的进入口或排出口上基本上垂直于空气流动方向进行定向的表面，它也称为流动面。所述润湿面在此包括换热器的加有肋条或设置有肋条区域，并相当于空气侧的流动横截面。
[0008]冷凝器的常规鼓风机(也称为冷却通风机)设计成轴流式鼓风机，并且作为抽吸通风机设置在冷却模块的排出口上。因为轴流式通风机设计得用于在压差较小时输送较大的空气体积流，所以设置在冷却模块中的换热器(如发动机冷却回路的冷却剂冷却器、增压空气冷却器或制冷剂回路的冷凝器)用于以尽可能小的深度来减少流动阻力。换热器在空气侧被依次穿流。此深度在此指在空气的流动方向上换热器的厚度，或指空气侧的流动长度。
[0009]从现有技术已知的冷凝器的深度具有在12mm至16mm范围内的值。由于空气侧的流动长度较短，并且由于较高的空气量，空气质量流在流经冷凝器时整体上只轻微地加热。在此，由于制冷剂以高于冷凝温度的温度过度加热，所以与冷凝器的制冷剂侧的排出区域(制冷剂已经冷凝地并且必要时再冷却地位于此区域中)相比，空气质量流在冷凝器的制冷剂侧的进入区域中明显更强烈地加热。
[0010]这类的具有冷却剂-空气换热器的空调装置在环境温度较低时(例如小于-10°c )不再能达到对车辆内舱的舒适加热所需的温度水平，所述换热器从汽车驱动器的有效内燃机的冷却剂回路中获得加热功率。对于具有混合驱动器的车辆中的装置来说也同样适用。对于这种车辆来说，应用加热概念是必要的。
[0011]乙二醇-空气-热泵也利用了内燃机的冷却剂，而是作为热源。在此从冷却剂中提取热量。因此，内燃机在温度较低时运行更长时间，这对废气排放和燃料消耗来说是不利的。由于混合动力汽车中内燃机的断断续续地运行，在长时间行驶时不能达到足够高的冷却剂温度。因此，在环境温度较低时要承受内燃机的起动-停止-运行。内燃机不能断开。
[0012]此外，例如在借助电池或燃料电池驱动的车辆中存在的趋势是驱动器的完全电气化。在此，内燃机的废气不能作为可能的热源来加热空气。
[0013]此外，存储在汽车电池中的能量小于能以液态燃料存储在油箱内的能量。因此，对电力驱动的机车动的乘客室进行调温所需的功率会对汽车的有效距离产生重大影响。
[0014]在DE102009028522A1描述了一种紧凑的空调装置，其具有蒸发单元、冷凝单元、部件单元和制冷剂回路。所述蒸发单元和冷凝单元分别具有设置在壳体中的、空气穿流的换热器以及鼓风机。制冷剂回路包括蒸发器、冷凝器以及再热器，并且设置得用于组合的制冷装置和热泵运行并且用于再热运行，其中在再热运行中构成为冷凝器/气体冷却器的再热器的加热功率以及蒸发器的制冷功率能够相互独立地调节。空调装置的运行模式是受制冷剂回路控制的。因此，空调装置实现了热泵的功能，它借助激活的换档在制冷剂回路的内部实现，所述制冷剂回路具有主回路和由两个流动路径构成的次级分路。但是，具有换档阀的制冷剂回路的构造会引起很大的复杂性，这又引起了很高的成本和很大的技术花费。
[0015]从FR2743027A1得出一种具有常规的制冷剂回路的车辆空调装置，其只具有蒸发器、压缩器、冷凝器和膨胀机构。所述换热器在单独的、至少在流体技术方面相互分开构成的流动通道中。这些流动通道具有横向连接器或旁路。借助鼓风机吸入的空气质量流通过活门的关闭和开启并通过旁路的穿流根据需要和运行模式经换热器的表面进行引导。在此，对空气质量流进行冷却和/或除湿或加热，并随后排放在乘客室和/或周围环境中。
[0016]因此，从现有技术中已知用于汽车的空调装置，用于组合的制冷装置运行和借助空气作为热源的热泵运行，用于对输入乘客室的且待调温的空气进行加热、冷却和除湿。这些空调装置要么在制冷剂回路侧受控制，要么在空气侧受控制。
[0017]但借助空气侧受控制的空调装置不能在再热模式(也称为再热)中运行。构造来用于额外的再热模式的空调装置又具有复杂的制冷剂回路，其具有许多部件如换热器、换档阀和膨胀阀。
[0018]在“再热“或再热运行中，输入乘客室里的空气冷却并且在此除湿，随后略微地加热除湿的空气。在此运行模式中，所需的加热功率至少小于用于对空气进行冷却和除湿所需的制冷功率。
[0019]在已知的在空气侧来控制具有热泵功能的空调装置时，既在制冷装置运行时也在热泵运行时，蒸发器作为蒸发器来运行，且冷凝器作为冷凝器来运行。在此，热流的控制完全通过空气侧的流动引导来实现。一方面不必将换热器转化成冷凝器来运行，另一方面也不必转化成蒸发器来运行。
[0020]但是，为热泵运行设计的冷凝器相比于为制冷装置运行设计的冷凝器具有更小的传递功率。用于热泵运行的冷凝器借助更小的空气质量流穿流，且对空气温度造成更大的变化。
[0021]根据现有技术在热泵系统中应用了冷凝器，所述冷凝器具有被发动机冷却回路的冷却剂穿流的换热器的构造空间。由于此原因，它作为多列的(例如两列)的交叉逆流-换热器设置有约40mm的构造深度和约4dm2的流动面。构造深度约为40mm且流动面约为4dm2的冷凝器能够在作为双例交叉逆流-换热器运行时把在250kg/h至400kg/h范围内的空气质量流加热到一个温度，所述温度低于制冷剂的冷凝温度约5K至15K。
[0022]如果换热器既在制冷装置运行中也在热泵运行作为冷凝器运行，则在汽车的冷却模块中设置冷凝器是没有意义的。由于在现有技术中已知的用于制冷装置运行的冷凝器的构造形状较大，即具有很大的空气侧的流动横截面，除了冷却模块以外在汽车的其它区域中设置冷凝器几乎是不可能的。
[0023]另一方面，借助为热泵运行而设计的冷凝器的构造形式，不能传递制冷装置运行所需的功率。此外，空气质量流不能加热到或超过制冷剂的冷凝温度。
【发明内容】
[0024]本发明的目的是，提供一种用于加热空气的换热器装置，其中空气应该借助流经换热器的制冷剂来加热。空气在此应该能有效地加热到最高的温度。
[0025]本发明的另一目的是，提供一种具有加热功能的空调系统，尤其应用在汽车中。空调系统的制冷剂回路应该只设置最少数量的部件，并因此成本低廉且维修成本低。所述空调系统应该设计来用于结合的制冷装置运行和热泵运行并且用于再热运行，用于对乘客室的待调温空气进行加热、冷却和除湿。在此，既使在热源较差的环境中，例如在能量效率高的内燃机中，或由内燃机和电动机构成的混合动力驱动器中，或没有来自驱动器的热源时，所述运行应该能够满足乘客室内舒适气候的所有要求。应该能借助所述用于将热量排放给空气的换热器装置，来非常有效地运行所述空调系统。
[0026]此外，基于本发明的目的是，提供一种用于运行空调系统的方法，借助尤其可在再热运行中实现有效的运行。
[0027]根据本发明，此目的通过用于加热空气的换热器装置得以实现，它具有集成地设置在制冷剂回路中的换热器。所述换热器一方面能被制冷剂穿流，另一方面能这样加载空气，即热量能从制冷剂传递给空气。所述制冷剂在排放热量时散热、冷凝或再冷却。
[0028]根据本发明的概念，换热器具有两个相互分开地构成的部件。第一部件设置有冷凝和散热面，第二部件设置有再冷却面。在制冷剂进入作为冷凝器描述的换热器的第一部件之后，作为过热蒸气或气体存在的制冷剂的热量消散，即一直冷却到冷凝温度。通过将热量进一步地从制冷剂传递到空气质量流上，制冷剂在恒定的温度(冷凝温度)下液化。随后，液化的制冷剂从换热器的第一部件引导到第二部件中，并在第二部件内通过进一步的热量排放冷却到低于冷凝温度的温度。所述再冷却涉及第二部件排出口上的温度，其低于冷凝温度。
[0029]在换热器的两个相互分开构成的部件之间，在制冷剂侧设置有制冷剂-相分离元件。借助相分离，确保只有液态的制冷剂引导到第二部件中，所述第二部件设置有再冷却面。与具有气态份额的液态制冷剂或双相位的制冷剂相比，在纯液态相位中的制冷剂有利地具有更小的体积。
[0030]优选地应用具有集成的液体分离的收集器，作为制冷剂-相分离元件。
[0031]根据本发明，换热器装置的换热器构成为具有成列设置的管的管式换热器。具有冷凝和散热面的第一部件在此构成为至少两列的，而具有再冷却面的第二部件构成为至少单列的。
[0032]根据本发明的构造方案，第一部件具有与第二部件至少数量相同的管列。但第一部件的管列数量优选至少是第二部件的两倍。第一部件在此有利地设置有四排管列，而第二部件具有两排管列。
[0033]根据第一备选方案，所有管列都分别被单流地(einflutig)穿流。这些管列在此有利地垂直于空气的流动方向进行定向。在制冷剂通过后继管列的管引导之前，所述制冷剂平行地流经一排管列的所有管。不同管列的管以这种方式在制冷剂侧依次被穿流。在此要么沿着空气侧的流动方向上，要么逆着空气侧的流动方向，可使制冷剂从一排管列穿流至后续的管列。
[0034]根据第二备选方案，作为冷凝器来运行的换热器这样构成，即多排管列中的至少一列被多流地穿流。在此，制冷剂通过一排管列中的几个管在第一方向上引导，此时制冷剂通过同一排管列中的其它管在与第一方向相反的第二方向上流动。制冷剂在此分别平行地通过这些管列的管进行流动。
[0035]通过换热器装置的换热器流动的空气质量流根据本发明能够加热到一个温度水平，所述温度水平高于制冷剂的冷凝的温度水平。
[0036]所述热交换有利地构成为交叉逆流-换热器。
[0037]根据本发明的改进方案，换热器具有在2dm2至10dm2范围内的流动面，所述流动面优选在4dm2至5dm2的范围内。换热器作为冷凝器借助此流动面既应用在汽车的空调系统的制冷装置运行，也应用在热泵运行中，用于传递各自所需的功率。
[0038]换热器有利地由扁管构成，它垂直于空气的流动方向进行定向。所述扁管具有大于8mm的宽度。在此，扁管的宽度优选在11.5mm至18mm的范围内。有利的是，设置宽度为
12.3mm或16mm的扁管。所述扁管的宽度是指管在空气流动方向上的伸展部位。
[0039]根据本发明的备选的构造方案，换热器构成为扁管，它相对于空气的流动方向在纵向方向上倾斜特定的角度。所述倾斜有利地具有在30°和60°之间的值。因此根据倾斜角度，能够扩大扁管的有效伸展部位或有效路线，它在流经管列时搭接在空气质量流上。
[0040]根据本发明的改进方案，换热器装置的换热器在空气侧设置有肋条。这些肋条在此优选在厚度方面每dm设置小于100个肋条。有利的是，在厚度方面每dm设置为65至75个肋条。
[0041]为了优化制冷剂和空气之间的热传递，换热器根据本发明的备选构造方案在空气侧设置有多孔介质，它设置在扁管之间。由于其良好的热传导能力，优选把敞口的浮渣当作多孔介质来用。[0042]还有利的是，应用多孔性在75%和90%之间且孔密度在5ppi至40ppi的范围内的浮渣，以便使空气侧的压力损失保持较小。
[0043]根据本发明的另一有利的构造方案，换热器还这样构成和设置，即具有冷凝和散热面的第一部件和具有再冷却面的第二部件能够平行地加载空气。
[0044]换热器装置围绕着换热器优选具有空气导流装置，用于把热传递面划分为至少两个局部区域，它们可加载不同的空气质量流。在此，第一局部区域可在换热器的整个热传递面的0%至100%的范围内调节，而第二局部区域具有100%至0%的其它范围。
[0045]根据第一备选的构造方案，借助空气导流装置能够调节所述分配。所述调节是指在0%和100%之间无级地调整所述分配。根据第二备选的构造方案，所述分配是静止不变的，并因此不可调节或不可调整。
[0046]换热器的热传递面优选在整个表面的0%至30%或100%至70%的范围内分配。
[0047]提供具有加热功能的系统这一目的通过空调系统得以实现，所述空调系统用于借助已描述的换热器装置来调节汽车的乘客室的空气。所述空调系统在此具有壳体和制冷剂回路，所述壳体具有用于引导空气的第一和第二流动通道，所述制冷剂回路具有蒸发器、第一换热器、压缩机、第二换热器和膨胀机构，其中第一换热器设置在第一流动通道中且第二换热器设置在第二流动通道中。第二换热器在此相当于根据本发明的换热器装置的换热器。
[0048]根据本发明的概念，空调系统设置得用于组合的制冷装置和热泵运行(用于冷却和加热乘客室)，并且用于再热运行。在此，只通过控制设置于空调系统的壳体内部的空气导流装置来调节各自的运行模式，而不是通过调节制冷剂回路来调节。
[0049]根据本发明，第二换热器与运行模式无关地作为冷凝器为加热空气质量流这样构成和运行，即各在运行模式中所需的功率能够传递到通过热传递面引导的空气质量流上。
[0050]构成为冷凝器的第二换热器在制冷装置运行和热泵运行时在制冷剂侧和空气侧分别在相同的方向上被穿流。
[0051]第一换热器与运行模式无关地优选构成为蒸发器，并用于对空气质量流进行冷却和/或除湿。
[0052]借助换热器装置、尤其是作为蒸发器运行的换热器，能够
[0053]-在热泵运行时有利地
[0054]-将超过100kg/h、优选约250kg/h的空气质量流(其在冷凝器中的空气_进入温度小于+10°C且优选小于o°c)加热到一个温度，所述温度高于制冷剂回路中的制冷剂的冷凝温度，优选高于冷凝温度的10K，
[0055]-将250kg/h的空气质量流(其在冷凝器中的空气-进入温度是_20°C)加热到一个温度，所述温度高于制冷剂回路中的制冷剂的冷凝温度的15K，
[0056]-传递在lkW至8kW的范围内的功率，其中在环境温度为-10°C时可传递2kW至6kW范围内(优选在3.5kff至4.5kW范围内)的功率，以及
[0057]-在制冷装置运行时有利地
[0058]-将超过2000kg/h、优选约1000kg/h的空气质量流(其在冷凝器中的空气-进入温度超过+10°c且优选超过+30°C )加热到一个温度，所述温度高于制冷剂回路中的制冷剂的冷凝温度，优选高于冷凝温度的10K，以及[0059]-传递超过2kW的功率，其中例如当环境温度超过+30°C时可传递2kW至15kW范围内(优选约10kw)的功率。
[0060]具有热泵功能的空调系统1能够有利地在再热运行中运行，所述热泵功能是指对第一空气质量流进行冷却和/或除湿并且同时对第二空气质量流进行加热。所述再热运行在此可以是纯粹的再热运行，即不混入未调温的空气。
[0061]对空气的冷却和/或除湿以及对空气的加热或再热的过程只能在空气侧进行控制。与不同的运行模式无关地运行所述制冷剂回路。
[0062]根据本发明的用于运行空调系统的方法在再热运行中包括以下步骤，所述空调系统用于组合的制冷装置和热泵运行(用于冷却和加热)并且用于再热运行(用于对汽车的乘客室的空气进行调温):
[0063]-将第一局部空气质量流和第二局部空气质量流引导到空调系统中，
[0064]-在作为蒸发器构成和运行的第一换热器溢流之后，将第二局部空气质量流划分为用于再热的局部空气质量流和冷空气质量流，
[0065]-当作为冷凝器构成和运行的第二换热器溢流时，将第一局部空气质量流和用于再热的空气质量流加热到高于制冷剂的冷凝温度的温度，
[0066]其中
[0067]-加热第一局部空气质量流，并且
[0068]-对用于再热的局部空气质量流进行再热，以及
[0069]-在空气侧调节加热功率，
[0070]-将第一局部空气质量流排放到汽车的周围环境中，
[0071 ]-将再热的局部空气质量流与预调温的冷空气质量流进行混合，其中
[0072]-当作为蒸发器构成和运行的第一换热器溢流时，对冷空气质量流进行冷却和/或除湿，
[0073]-借助第二换热器传递的、用于再热的加热功率通过第二局部空气质量流的份额来调节，
[0074]-混合的空气质量流的温度通过设置在空气质量流中的温度传感器来探测，并且通过冷凝器中的制冷剂的压力水平来调节，以及
[0075]-将混合的第二局部空气质量流引导到乘客室中。
[0076]加热在此指当作为冷凝器构成和运行的第二换热器的第一区域溢流时第一局部空气质量流的加热过程。第一局部空气质量流引导到空调系统中并且加热。
[0077]再热指当作为冷凝器构成和运行的第二换热器的第二区域溢流时第二局部空气质量流的一部分的加热过程。第二局部空气质量流引导到空调系统中，并且当作为蒸发器构成和运行的第一换热器溢流时进行冷却和/或除湿，随后再次加热。所述再次加热称为再热。
[0078]根据本发明的改进方案，在冷凝器的热传递面上溢流的空气质量流具有小于2000kg/h的值。空气质量流的值优选约为1000kg/h。
[0079]所述加热功率有利地具有大于2kW的值。
[0080]根据本发明的另一用于运行空调系统的方法在再热运行中包括以下步骤，所述空调系统用于组合的制冷装置和热泵运行(用于冷却和加热)并且用于再热运行(用于对汽车的乘客室的空气进行调温):
[0081]-用第一局部空气质量流来加载作为冷凝器构成和运行的第二换热器的第一区域，并且用第二局部空气质量流来加载第二换热器的第二区域，其中局部空气质量流具有不同的温度和/或不同的绝对空气湿度，
[0082]-通过分配第二换热器的区域表面以及通过经第二换热器的第一区域引导的第一局部空气质量流来调节由第二换热器传递的功率，
[0083]-将通过第二换热器的第一区域引导的第一局部空气质量流排放到汽车的周围环境中，
[0084]-通过第二换热器中的制冷剂的压力水平来调节通过第二换热器的第二区域进行引导的第二局部空气质量流的温度，其中通过在空气的流动方向上设置于第二换热器之后的温度传感器来探测温度，以及
[0085]-将通过第二换热器的第二区域引导的第二局部空气质量流导入乘客室中。
[0086]根据本发明的备选的用于运行空调系统的方法包括以下步骤，所述空调系统用于组合的制冷装置和热泵运行(用于冷却和加热)并且用于再热运行(用于对汽车的乘客室的空气进行调温):
[0087]-用第一局部空气质量流来加载作为冷凝器构成和运行的第二换热器的第一区域，
[0088]-在作为蒸发器构成和运行的第一换热器溢流之后，将第二局部空气质量流划分为用于再热的局部空气质量流和冷空气质量流，
[0089]-利用用于再热的局部空气质量流来加载第二换热器的第二区域，
[0090]-通过分配第二换热器的区域表面以及通过第二换热器的第一区域引导的第一局部空气质量流以及通过第二局部空气质量流的份额来调节用于再热的功率，
[0091]-将通过第二换热器的第一区域引导的局部空气质量流排放到周围环境中，
[0092]-将再热的局部空气质量流与预调温的冷空气质量流混合，
[0093]-通过第二换热器中的制冷剂的压力水平来调节通过第二换热器的第二区域进行引导的局部空气质量流的温度，其中通过在空气的流动方向上设置于第二换热器之后的温度传感器来探测温度，以及
[0094]-将混合的第二局部空气质量流导入乘客室中。
[0095]有利的是，当第二换热器的热传递面溢流时，第一和第二局部空气质量流不会或只以可忽略的方式混合。
[0096]根据本发明的构造方案，由冷凝器传递的功率通过局部空气质量流借助在空气的流动方向上设置于冷凝器之前的空气导流装置进行调节，所述局部空气质量流通过冷凝器的第二区域进行引导。
[0097]根据本发明的解决方案总的说来具有各种不同的优点:
[0098]-高效的空调系统，用于同时除湿和加热，
[0099]-在环境温度较低时，且在具有内燃机的汽车中发动机冷却水较冷时，快速地提供热空气，
[0100]-将制冷剂回路中的复杂度降至最低，即基本上省略了转换阀，并将膨胀阀、换热器和制冷剂管路的数量降至最少，[0101]-在热泵运行时将输入乘客室中的空气加热到尽可能高的温度，并在制冷装置运行时将排放到周围环境中的空气加热到尽可能高的温度，所述温度高于制冷剂回路中的制冷剂的冷凝温度，
[0102]-与常规的加热系统相比，在较低的高压水平上提供加热功率，以及
[0103]-尤其在热泵模式中运行时增加空调系统的效率，以及
[0104]-减少成本，因为与常规的系统相比，冷凝器借助紧凑的空调装置中的适当通风在制冷剂回路中代替了应用在制冷装置运行中的冷凝器，并且在发动机冷却回路中代替了加热换热器。
【专利附图】
【附图说明】
[0105]从实施例的以下描述并参照所属的附图得出了本发明的其它细节、特征和优点。其中:
[0106]图1示出了具有封闭的空气导流装置的空调系统；
[0107]图2示出了具有设置在中间的冷凝器的空调系统；
[0108]图3a在细节图中示出了设置在中间的冷凝器，其具有用于划分空气质量流的空气导流装置；
[0109]图3b示出了从属于流动通道的、具有空气导流装置的冷凝器；
[0110]图4示出了按图1的空调系统，其具有完整的制冷剂回路；
[0111]图5a、5b示出了冷凝器在制冷剂回路中的结构和布局。
【具体实施方式】
[0112]图1示出了具有壳体2的空调系统1，其具有第一流动通道3以及第二流动通道4，其中每个流动通道3、4都配备有鼓风机5、6并且可加载来自周围环境的新鲜空气、来自乘客室9的循环空气或者这两者的混合物。
[0113]在第一流动通道3中设置有蒸发器7，在第二流动通道4中设置有冷凝器8，其中这两个构成为空调系统1的制冷剂回路的部件且构成为加载空气的换热器。蒸发器7在此占据流动通道3的整个流动横截面。冷凝器8设置得蔓延到流动通道上并且具有两个区域。第一区域设置在第二流动通道4的内部并且遮盖整个流动横截面，并且具有比第二区域更大的热传递面。冷凝器8在它的范围内伸进第一流动通道3中，因此冷凝器8的第二区域设置在第一流动通道3的流动路径14内。冷凝器8的第二区域在此占据流动路径14的整个流动横截面。冷凝器8的这些区域通过流动通道3、4之间的隔板10限定。
[0114]冷凝器8蔓延到流动通道的布局(按图1)使热传递面不可调节地划分为两个区域。冷凝器8在此分布在整个热传递面的0%至100%的范围内，但优选分布在0%至30%的范围内。当分布在0%或100%上时，冷凝器8完全设置在流动通道3、4中的一个中。在分布了 30%的热传递面的换热器装置中，30%的表面设置在流动通道3的内部，70%的表面设置在流动通道4的内部。
[0115]分开的可调节的鼓风机5、6实现了空调系统1的有利的动力，因为第一流动通道3借助蒸发器7且第二流动通道4借助冷凝器8能够加载不同速度的空气质量流，并因此能够对变化的运行状态作出快速反应。[0116]第一流动通道3的鼓风机5将吸入的空气作为空气质量流引向蒸发器7。在溢出蒸发器7的热传递面时，对空气质量流进行冷却和/或除湿。
[0117]从蒸发器7中排出的冷空气质量流作为局部空气质量流通过冷空气-流动路径11以所需的比例划分到周围空气中，并在局部空气质量流中通过冷空气-流动路径12划分到乘客室9中，或者完全分派到冷空气-流动路径11、12中的一个中。冷空气质量流借助构成为活门的空气导流装置23、24进行划分。通过冷空气-流动路径12引导的空气质量流引导到流动路径14上，并因此作为旁路流通过旁路通道15在冷凝器8的周围引导。
[0118]与鼓风机5相似，鼓风机6吸入空气并且将吸入的空气作为空气质量流引导至冷凝器8。在冷凝器8的热传递面溢流时，加热空气质量流。
[0119]从冷凝器8中排出的热空气质量流作为局部空气质量流通过热空气-流动路径16以所需的比例划分到周围空气中，并在局部空气质量流中通过热空气-流动路径17划分到乘客室9中，或者完全分派到热空气-流动路径16、17中的一个中。热空气质量流借助构成为活门的空气导流装置25、26进行划分。
[0120]分别两个的活门23、24和25、26在此能够通过运动学上的装置耦合，并且可借助唯一的驱动器来调节。
[0121]在制冷装置运行时(即冷却输入乘客室9里的空气)，关闭空气导流装置19、22。空气导流装置23、24这样定向，S卩空气质量流通过冷空气-流动路径12引导至乘客室9，此时关闭冷空气-流动路径11。空气导流装置25、26这样定向，即空气质量流通过热空气-流动路径16引导至周围环境中，此时朝向乘客室9的热空气-流动路径17关闭。
[0122]鼓风机5通过第一流动通道3将空气输送至蒸发器7。所述空气冷却且除湿，并且通过冷空气-流动路径12流入乘客室9中。鼓风机6在第二流动通道4中将空气输送至冷凝器8。所述空气加热并通过热空气-流动路径16带到周围环境中。
[0123]在热泵运行时(即加热输入乘客室9里的空气)，空气导流装置23、24这样定向，即空气质量流通过冷空气-流动路径11引导到周围环境中，此时关闭冷空气-流动路径
12。空气导流装置25、26在此这样定向，即空气质量流通过热空气-流动路径17引导至乘客室9，此时热空气-流动路径16关闭。空气导流装置19、22是关闭的。
[0124]鼓风机5通过第一流动通道3将空气输送至蒸发器7。所述空气冷却并且通过冷空气-流动路径11流入周围环境中。鼓风机6通过第二流动通道4将空气输送至冷凝器
8。所述空气加热并通过热空气-流动路径17抵达乘客室9中。
[0125]在再热运行时，空气导流装置19、22、23、24、25、26根据需要设置在完全打开至完全关闭之间的不同位置上。通过调节空气导流装置23、24、19、22以及鼓风机5的转速，来改变待加热的空气质量流。冷凝器8的设置在流动路径14中的区域只用于再热运行。
[0126]备选地，分别构成为两个分开的活门的空气导流装置23、24以及25、26也可分别作为活门13和18构成，其中活门13设置在冷空气-流动路径11、12内并且活门18设置在热空气-流动路径16、17内，如同也从图2中得出的一样。活门13能够在第一端部位置和第二端部位置之间调节，在所述第一端部位置中冷空气-流动路径11完全打开且冷空气-流动路径12完全关闭，在所述第二端部位置中冷空气-流动路径12完全打开且冷空气-流动路径11完全关闭。同样，活门18能够定位在第一端部位置和第二端部位置之间，在所述第一端部位置中热空气-流动路径17完全打开且热空气-流动路径16完全关闭，在所述第二端部位置中热空气-流动路径16完全打开且热空气-流动路径17完全关闭。
[0127]在按图2的实施例中，冷凝器8居中地设置在流动通道3、4内。所述居中设置在此指冷凝器8关于隔板10的定向，所述隔板将冷凝器8划分为两个相同大小的区域。第一区域设置在第二流动通道4的内部并且遮盖流动通道4的整个流动横截面。冷凝器8的第二区域设置在第一流动通道3的内部并且只遮盖流动通道3的局部横截面。未被冷凝器8遮盖的流动横截面相当于图1的实施例的旁路通道15。
[0128]第一和第二流动通道3、4通过隔板10并通过两个额外的、构成为活动活门的空气导流装置27、28并且通过构成为空气导流板的静态空气导流装置29、30相互隔开。通过冷凝器8引导的空气质量流根据鼓风机6的转速以及空气导流装置27、28的位置来决定。
[0129]具有彼此协调的形状的空气导流装置(Luftleiteinrichtung)27、28以及空气导流板29、30 —起构成了用于换热器的空气导流设备(luftleitvorrichtung),并且用于阻止在第一流动通道3内在流经蒸发器7时冷却或调温的空气质量流与第二流动通道4的未调温的空气质量流的混合。
[0130]空气导流板29、30设置得与隔板10平行地定向，因此沿着隔板10流动的空气质量流在流入空气导流板29、30时且在旁边流过时或穿流时不会在流动方向上偏转。
[0131]朝两侧分别流入流动通道3、4并因此设置得更远离隔板10空气导流板29、30具有增大的长度L。空气导流板29、30离隔板10越远，则隔板10的长度L越大，其中并排设置的隔板10的长度L这样增大，即空气导流板29、30的整个布局的端部形成两个凹下的表面31、32。这些表面31、32分别构成为长方形并且分别围绕着轴线33、34(它们朝平面31、32平行地定向)均匀地弯曲，因此长方形表面31、32的第一两个相对而置的侧边缘分别构成直线，而第二两个相对而置的侧边缘形成圆弧。所述圆弧的中点分别是轴线33、34，长方形表面31、32围绕着这些轴线弯曲。这些轴线33、34在此相当于活动的空气导流装置27、28的旋转轴线33、34。圆弧状弯曲的表面31、32的半径相当于空气导流装置27、28的纵向伸展部位，即相当于活动的空气导流装置27、28在通过流动通道3、4的空气质量流的流动方向上的伸展部位。
[0132]可摆动的空气导流装置27、28借助背向旋转轴线33、34的侧边缘朝凹下弯曲的、由空气导流板29、30的端部绷紧的表面对齐。为了实现空气导流装置27、28的自由活动性，在空气导流装置27、28的表面31、32和侧边缘之间留出了宽度最小的间隙，它不会或只以微不足道的方式影响空气质量流的流动。
[0133]通过使空气导流装置27、28同时围绕着各自的旋转轴线33、34逆着旋转方向35、36进行旋转，可调节冷凝器8在第一流动通道3和第二流动通道4中的区域份额。在此能够基本上无级地划分冷凝器8的区域。从空气导流板29、30的间距中垂直于空气质量流流经流动通道3、4的流动方向得出了空气导流装置27、28翻转内部的可能的等级。空气导流装置27、28在翻转之后这样定向，即平行于旋转轴线33、34且背向旋转轴线33、34的侧边缘与空气导流板29、30的端部相对而置，因此空气质量流能够沿着连续的表面流动。在空气导流装置27、28处于中间位置时关于空气导流板29、30出现的泄露流是可忽略的。中间位置指空气导流装置27、28的一个位置，在所述位置中空气导流装置27、28的侧边缘不是精确地与空气导流板29、30的边缘相对而置，而是设置在两个空气导流板29、30之间。
[0134]当空气导流装置27、28在旋转方向35、36上一直转到空气导流板29、30的最大纵向伸展部位时，即抵达第二流动通道4的壳体外壁，整个冷凝器8设置在第一流动通道3内。空气导流装置27、28位于第一端部位置上。当空气导流装置27、28逆着旋转方向35、36 一直转到空气导流板29、30的最大纵向伸展部位时，即在第一流动通道3的壳体外壁的方向上或在旁路通道15的方向上，整个冷凝器8设置在第二流动通道4内。空气导流装置
27、28位于第二端部位置上。除了这两个端部位置，空气导流装置27、28还可调节到中间位置。在图2中示出了所述中间位置。
[0135]由于空气导流装置27、28围绕着轴线33、34逆着旋转方向35、36以相同的角度同时旋转，所以能够无级地调节冷凝器8的区域份额。
[0136]在纯粹的制冷装置运行或纯粹的加热运行时，空气导流装置27、28设置在第二端部位置中。冷凝器8借助热传递面完全设置在第二流动通道4中。
[0137]在制冷装置运行时，空气导流装置13打开旁路通道15并且在周围环境中关闭冷空气-流动路径11，因此通过鼓风机5吸入的并在蒸发器7溢流时冷却且除湿的空气质量流通过旁路通道15和冷空气-流动路径12导入乘客室9中。另一方面，通过鼓风机6输入并且在冷凝器8溢流时加热的空气质量流通过热空气-流动路径16 (其由空气导流装置18打开)带到周围环境中。所述热空气-流动路径17是关闭的。
[0138]在第二流动通道4中吸收了制冷剂热量的空气质量流具有小于2000kg/h的值，优选具有1000kg/h的值。在此，传递超过2kW的功率，并把空气质量流加热到大于制冷剂的冷凝温度的温度。
[0139]在加热运行时，空气导流装置13打开冷空气-流动路径11并且关闭旁路通道15，因此通过鼓风机5吸入的并在蒸发器7溢流时冷却的空气质量流通过冷空气-流动路径11带入周围环境中。另一方面，通过鼓风机6输入并且在冷凝器8溢流时加热的空气质量流通过热空气-流动路径17 (其现在由空气导流装置18打开)输送到乘客室9中，此时所述热空气-流动路径16是关闭的。
[0140]在第二流动通道4中吸收了制冷剂热量的空气质量流具有大于100kg/h的值，优选具有约250kg/h的值。在此，传递超过lkW的功率，并把空气质量流加热到大于制冷剂的冷凝温度的温度。空气质量流在进入乘客室9之前具有一个温度，所述温度高于制冷剂的冷凝温度超过10K。
[0141]根据第一备选方案，在后加热运行中空气质量流从小于2000kg/h(优选约1000kg/h)借助大于2kW的加热功率加热到高于制冷剂的冷凝温度的温度。导入空调系统中的空气质量流划分为第一局部空气质量流和第二局部空气质量流，所述第一局部空气质量流在加热后排放在周围环境中。第二局部空气质量流冷却和排湿，随后划分为用于再热的局部空气质量流以及冷空气质量流，其中再热的局部空气质量流通过再热与通过旁路15输送的冷空气质量流混合。
[0142]在此，用于再热的加热功率借助构成为活门的空气导流装置19、22、24(按图1)并且借助分别构成为活门的空气导流装置13、24(按图2或图3a或图3b)并且因此借助通过流动路径14或旁路通道15的局部空气质量流进行调节。在流经冷凝器8的第一区域时加热的局部空气质量流通过打开的活门25按图1引导到周围环境中，并在热空气-流动路径16打开时通过活门18的位置按图2引导到周围环境中。
[0143]因此，最终用到的加热功率的份额通过再热的空气质量流的份额来调节，其与冷空气质量流混合。这些空气质量流在流动路径14和旁路15的交汇区域中聚集和混合。混合的空气质量流的温度也称为混合温度，并且通过混合的空气质量流中的温度传感器探测，并且通过冷凝器8中的制冷剂的压力水平进行调节。混合的空气质量流导入乘客室(9)中。
[0144]根据第二备选方案，冷凝器8在再热运行中加载空气质量流，所述空气质量流由具有不同空气温度和/或不同空气绝对湿度的两个局部空气质量流组成。在此，冷凝器8的第一区域借助第一局部空气质量流穿流，而冷凝器8的第二区域借助第二局部空气质量流穿流。在热传递面溢流时，这些局部空气质量流不再或只是以可忽略的方式混合。通过经第二区域传导的局部空气质量流，或者通过借助空气导流装置27、28的调节来划分冷凝器8的区域的表面，来调节由冷凝器8传递的功率。通过所述第一区域引导的局部空气质量流在流经冷凝器8之后通过热空气-流动路径16排放到周围环境中。输入乘客室9里的、通过冷凝器8的第二区域引导的空气质量流的温度水平通过在空气的流动方向上设置于冷凝器8之后的温度传感器探测，并且通过冷凝器8中的制冷剂的压力水平来调节。
[0145]根据第三备选方案，按图2或图3a和图3b用于再热的加热功率分别借助构成为活门的空气导流装置27、28、27’、28’并且借助分别构成为活门的空气导流装置13、24进行调节。因此，用于再热的加热功率一方面通过热传递面的大小或冷凝器8的区域表面的划分来改变，另一方面通过待混合的局部空气质量流、通过旁路通道15的冷空气质量流以及通过流动路径14的再热的局部空气质量流之间的比例来改变。在热空气流动路径16打开时，通过冷凝器8的第一区域引导的、加热的局部空气质量流通过活门18的位置引导到周围环境中。
[0146]图3a在细节图中示出了居中设置的冷凝器8，其具有构成为活动活门的空气导流装置27、28和构成为空气导流板的静太空气导流装置29、30 (图2)。旁路15借助空气导流装置24按图1关闭或打开。
[0147]空调系统1能在纯粹的制冷装置运行和纯粹的加热运行中运行，也能在混合运行或再热运行中运行。未示出的鼓风机5通过第一流动通道3输送空气质量流，其完全通过蒸发器7流动并在此冷却和除湿。未示出的鼓风机6通过第二流动通道4输送空气质量流，其通过冷凝器8的局部区域进行引导并再次排出在蒸发器7中由制冷剂吸收的热量。
[0148]空气导流装置27、28在此这样定向，冷凝器8的第一区域设置在第二流动通道4中，冷凝器8的第二区域设置在第一流动通道3中。空气导流装置24这样定向，即关闭旁路15并且所有通过第一流动通道3和经由蒸发器7输送的空气质量流通过冷凝器8的第二区域进行引导。由冷却的且除湿的空气构成的空气质量流在流经冷凝器8的第二区域时再次加热。
[0149]第二空气质量流与第一流动通道3中的第一空气质量流平行地通过冷凝器8的第一区域输送到第二流动通道4中，并且在此加热。流经第二流动通道4的空气质量流排放到周围环境中。
[0150]冷凝器8蔓延到流动通道上的布局(按图2和图3a)使热传递面可调节地划分为两个区域。冷凝器8在此分布在整个热传递面的0%至100%的范围内。当分布在0%或100%上时，冷凝器8完全设置在流动通道3、4中的一个中。当在换热器装置中热传递面的分布不是0%或100%时，这些区域成比例地设置在第一流动通道3内和第二流动通道4内。[0151]在图3b中冷凝器8这样设置，即热传递面能够可调节地在0%至约30%的范围内划分。热传递面的较大局部区域借助约70%的范围不可调节地设置在流动通道4内。借助空气导流设备来实施可调节的划分，所述空气导流设备包括空气导流装置27’、28’以及空气导流板29’、30’。
[0152]冷凝器8就隔板10而言这样定向，即整个热传递面设置在隔板10的一侧。冷凝器8因此完全位于流动通道4内。流动通道3、4通过隔板10、空气导流装置27’、28’以及静态的空气导流装置29’、30’相互分开。
[0153]空气导流装置27’、28’以及静态的空气导流装置29’、30’的形状与图2和图3a的结构类似并且这样相互协调一致，即阻止了空气质量流在流动通道3、4中的混合。空气导流板29’、30’又与隔板10平行地定。空气导流板29’、30’的整个布局的端部构成两个凹下的表面，它们分别围绕着轴线33’、34’均匀地弯曲。所述圆弧的中点分别相当于轴线33’、34’(凹下的表面围绕着这些轴线弯曲)和活动的空气导流装置27’、28’的旋转轴线33’、34’。圆弧状弯曲的表面的半径与空气导流装置27’、28’的纵向伸展范围相同，即活动的空气导流装置27’、28’在通过流动通道3、4的空气质量流的流动方向上的伸展部位。
[0154]可摆动的空气导流装置27’、28’借助背向轴线33’、34’的侧边缘朝空气导流板29’、30’的凹曲的表面对齐。为了实现空气导流装置27’、28’的自由活动性，在空气导流装置27’、28’的表面和侧边缘之间保留了宽度最小的间隙，它不会或只会以可忽略的方式影响空气质量流的流动。
[0155]因此，按图2或按图3a及图3b的构造的空气导流装置都是相似的。按图3b的空气导流装置只包括冷凝器8的横截面的更小区域。
[0156]参照图2的描述来阐述空气质量流的分布的调节。当空气导流装置27’、28’一直旋转至空气导流板29’、30’的最大纵向伸展部位时，冷凝器8的热传递面的约30%的区域设置在第一流动通道3内。当空气导流装置27’、28’在隔板10的方向上对齐时，整个冷凝器8设置在第二流动通道4的内部。空气导流装置27’、28’能够同样无级地在调整到中间位置中，如同从图3b可看到的一样。
[0157]流动通道3内的旁路15借助空气导流装置24封闭或打开。
[0158]有利的是，冷凝器8例如由扁管构成，它借助其扁平侧在空气导流板29、29’、30、30’的方向上并因此在空气的流动方向上对齐。此外，格栅的空气导流板29、29’、30、30’的数量有利地相当于冷凝器8的管的数量，其中每个管都借助窄侧在空气的流动方向上朝空气导流板29、29’、30、30’对齐地设置。即使在冷凝器8的管和格栅的空气导流板29、29’、30、30’的数量不同时，空气导流板29、29’、30、30’和管也应该借助其窄侧相对而置地对齐。
[0159]冷凝器8在此具有扁管，所述扁管具有大于8mm的宽度,其中在11.5mm至18mm范围内的宽度是优选的。根据有利的构造方案，所述扁管具有12.3mm或16mm宽度。
[0160]在制冷装置运行和热泵运行时借助换热器装置(其具有构成为冷凝器8的第二换热器)，已在蒸发器7的热量交换面溢流时调温的空气能够借助模块化的隔板与环境空气分隔开来。
[0161]图4示出了按图1的实施方式的空调系统1，其具有集成在空调系统1中的、封闭的且完整的制冷回路60。所述制冷回路设计得用于R134a、R744、R1234yf或其它制冷剂。
[0162]制冷回路60包括蒸发器7、压缩器61、冷凝器8、收集器64和膨胀机构67。制冷回路60的部件借助制冷剂管路62、63、65、66、68、69相连。抽吸管路69将蒸发器7与压缩机61连接起来，而压力管路62将压缩机61与冷凝器8连接起来。通过压力管路63，制冷剂从冷凝器8的第一部段流向收集器64。压力管路65和66将收集器64与冷凝器8的第二部段的进入口连接起来，并且使冷凝器8的第二部段的排出口与膨胀机构67连接起来。制冷剂从膨胀机构67通过制冷剂管路68流向蒸发器7。
[0163]压缩机61优选构成为电力驱动的压缩机，但也可备选地由车辆的内燃机驱动。膨胀机构67有利地构成为可调节的膨胀机构或膨胀阀，但也可备选地设计成恒温的膨胀阀。
[0164]从图4、5a和5b中得出冷凝器8的不同造型。
[0165]在图4中冷凝器8构成为一个部件。制冷剂通过制冷剂管路62流入冷凝器8的第一部段中，并且在从第一部段中流出之后通过制冷剂管路63导向收集器64。在离开收集器64之后，制冷剂通过制冷剂管路65流入冷凝器8的第二部段中，其例如构造来用于再冷却制冷剂。制冷剂通过制冷剂管路66流向膨胀机构67。
[0166]在按图5a和图5b的实施例中，冷凝器8由两个独立的部件8a、8b组接而成。在这些部件8a、8b之间的制冷剂的流动方向上设置有制冷剂-相分离节段，它构成为具有集成的液体分离的收集器64。
[0167]制冷剂通过制冷剂管路62流入第一部件8a(所述第一部件设置得用于实现制冷剂的散热和冷凝)中，并且在从第一部件8a中导出之后通过制冷剂管路63导向收集器64。在离开收集器64之后，制冷剂通过制冷剂管路65流入第二部件8b中，所述第二部件设置得用于再冷却制冷剂。制冷剂通过制冷剂管路66流向膨胀机构67。
[0168]借助构成为制冷剂-相分离元件(其具有集成的液态分离)的收集器64，第二部件8b只加载液态制冷剂，所述第二部件在制冷剂的流动方向上设置在收集器64之后。通过分隔气相，所述部件8b能够具有更小的容积并因此具有更小的空间需求。当在液相中具有蒸气份额的双相制冷剂穿流时，对于制冷剂来说所需的流动横截面更小。
[0169]换热器装置具有构成为多列的冷凝和散热面以及额外的再冷却面。用于散热(Enthitzung)和冷凝制冷剂的部件8a构成为至少双列,但优选构成为四列。用于再冷却制冷剂的部件8b具有至少一列，但优选具有两列。
[0170]在按图5a的换热器装置中，冷凝器8的部件8a、8b关于空气质量流连续地成列地对齐，并且依次被空气质量流穿流。空气质量流在此流入部件8a的冷凝或散热面，并随后通过部件8b的再冷却面传导。
[0171]在按图5b的换热器装置中，冷凝器8的部件8a、8b并行地并排对齐。在此，部件8a能够借助冷凝或散热面设置在第二流动通道4的内部，而部件8b设置在第一流动通道3内。部件8a、8b或冷凝或散热面以及再冷却面在此与空气质量流平行地流入流动通道3、4内。在部件8b的再冷却面溢流时，通过流动通道3流动、事先冷却且除湿的空气质量流在空调系统1的再热运行中再次加热。
[0172]部件8b还能备选地设置在空调系统1的壳体2外，然后加载迎面风。
[0173]附图标记清单
[0174]1空调系统
[0175]2壳体
[0176]3第一流动通道[0177]4第二流动通道
[0178]5、6鼓风机
[0179]7换热器、蒸发器
[0180]8换热器、冷凝器
[0181]8a、8b冷凝器8的部件
[0182]9乘客室
[0183]10隔板
[0184]11,12冷空气-流动路径
[0185]13冷空气-流动路径11、12的空气导流装置/活门
[0186]14第一流动通道3中的流动路径
[0187]15第一流动通道3中的旁路通道
[0188]16,17热空气-流动路径
[0189]18热空气-流动路径16、17的空气导流装置/活门
[0190]19用于进入流动路径14的进入口的空气导流装置
[0191]22用于从流动路径14中排出的排出口的空气导流装置
[0192]23用于冷空气-流动路径11的冷空气的空气导流装置/活门
[0193]24用于旁路通道15的空气导流装置/活门
[0194]25,26热空气-流动路径16、17的空气导流装置/活门
[0195]27、27’第一和第二流动通道3、4之间的用于流入冷凝器8的空气导流装置/活门
[0196]28、28’在流入冷凝器8时第一和第二流动通道3、4之间的空气导流装置/活门
[0197]29、29’静止的空气导流装置/空气导流板
[0198]30、30’静止的空气导流装置/空气导流板
[0199]31,32静止的空气导流装置29、30的表面
[0200]33,34空气导流装置27、28的轴线、旋转轴线
[0201]35,36空气导流装置27、28的旋转方向
[0202]60制冷剂回路
[0203]61压缩机
[0204]62、63制冷剂管路、压力管路
[0205]64收集器
[0206]65、66、68制冷剂管路、压力管路
[0207]67膨胀机构
[0208]69制冷剂管路、抽吸管路
[0209]L 长度
【权利要求】
1.一种用于加热空气的换热器装置，其具有换热器(8)，所述换热器集成在制冷剂回路(60)中、可被制冷剂穿流并可被加载空气地如此构成，使得热量可从制冷剂传递给空气，其中，对制冷剂进行散热、冷凝和再冷却，其特征在于，所述换热器(8)-具有两个相互分开地构成的部件(8a、8b),其中，-第一部件(8a)构造有冷凝面和散热面，第二部件(8b)构造有再冷却面，并且-在制冷剂侧在这些部件(8a、8b)之间设置有制冷剂-相分离元件，以及-构成为具有成列设置的管的管式换热器，其中，第一部件(8a)构成为至少两列，而第二部件(8b)构成为至少单列，并且空气能够被加热到一个温度水平，所述温度水平高于制冷剂的冷凝的温度水平。
2.如权利要求1所述的换热器装置，其特征在于，所述换热器(8)构成为交叉逆流-换热器。
3.如权利要求1或2所述的换热器装置，其特征在于，所述换热器(8)由扁管构成，其中，所述扁管具有大于8_的宽度。
4.如权利要求1至3中任一项所述的换热器装置，其特征在于，所述换热器(8)这样构成和设置，使得这些部件(8a、8b)能够平行地被加载空气。
5.如权利要求1至4中任一项所述的换热器装置，其特征在于，所述换热器(8)具有空气导流装置，用于把热传递面划分为至少两个局部区域，其中，-这些局部区域可被加载不同的空气质量流，并且-一局部区域可具有换热器(8)的整个热传递面的0%至100%的范围。
6.一种空调系统(1)，其借助如上述权利要求中任一项所述的换热器装置来对汽车的乘客室(9)的空气进行调温，其中`-所述空调系统(1)具有壳体(2)，所述壳体具有用于引导空气的第一流动通道(3)和第二流动通道(4)，-所述制冷剂回路(60)具有第一换热器(7)、压缩机(61)、第二换热器(8)和膨胀机构(67)，其中，第一换热器(7)设置在第一流动通道(3)中，第二换热器(8)设置在第二流动通道⑷中，以及-所述空调系统(1)被构造用于制冷装置运行和热泵运行以便冷却和加热乘客室(9)以及被构造用于再热运行，其中，第二换热器(8)能够与运行模式无关地作为冷凝器构成和运行。
7.一种用于运行空调系统(1)的方法，所述空调系统用于组合的制冷装置运行和热泵运行以便冷却和加热以及用于再热运行以便对汽车的乘客室(9)的空气进行调温，所述方法在再热运行中包括以下步骤，:-将第一局部空气质量流和第二局部空气质量流引导到空调系统(1)中，-在蒸发器(7)溢流之后，将第二局部空气质量流划分为一个用于再热的局部空气质量流和一个冷空气质量流，-当冷凝器(8)的热传递面溢流时，将第一局部空气质量流和用于再热的局部空气质量流加热到高于制冷剂的冷凝温度的温度，其中，-加热第一局部空气质量流，并且-对用于再热的局部空气质量流进行再热，以及-在空气侧调节加热功率， -将第一局部空气质量流排放到周围环境中，-将再热的局部空气质量流与预调温的冷空气质量流进行混合，其中，-通过第二局部空气质量流的份额来调节用于再热的加热功率，-混合的空气质量流的温度通过设置在空气质量流中的温度传感器来探测，并且通过冷凝器(8)中的制冷剂的压力水平来调节，并且-将经混合的第二局部空气质量流引导到乘客室(9)中。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，空气质量流具有小于2000kg/h的值。
9.一种用于运行空调系统(1)的方法，所述空调系统用于组合的制冷装置和热泵运行以便冷却和加热并且用于再热运行以便对汽车的乘客室(9)的空气进行调温，所述方法在再热运行中包括以下步骤，:-用第一局部空气质量流来加载冷凝器(8)的第一区域，用第二局部空气质量流来加载冷凝器(8)的第二区域，-通过分配冷凝器(8)的区域的面和引导通过冷凝器(8)的第一区域的局部空气质量流来调节由冷凝器(8)传递的功率，-将引导通过冷凝器(8)的第一区域的局部空气质量流排放到周围环境中，-通过冷凝器⑶中的制冷剂的压力水平来调节引导通过冷凝器⑶的第二区域的局部空气质量流的温度，其中，所述温度通过在空气的流动方向上设置于冷凝器(8)之后的温度传感器来探测，并且-将引导通过冷凝器(8)的第二区域的局部空气质量流导入乘客室(9)中。
10.一种用于运行空调系统(1)的方法，所述空调系统用于组合的制冷装置和热泵运行以便冷却和加热并且用于再热运行以便对汽车的乘客室(9)的空气进行调温，所述方法在再热运行中包括以下步骤:-用第一局部空气质量流来加载冷凝器(8)的第一区域，-在蒸发器(7)溢流之后，将第二局部空气质量流划分为一个用于再热的局部空气质量流和一个冷空气质量流，-利用用于再热的局部空气质量流来加载冷凝器(8)的第二区域，-通过分配冷凝器(8)的区域表面和引导通过冷凝器(8)的第一区域的局部空气质量流以及通过第二局部空气质量流的份额来调节用于再热的功率，-将引导通过冷凝器(8)的第一区域的局部空气质量流排放到周围环境中，-将再热的局部空气质量流与预调温的冷空气质量流混合，-通过冷凝器⑶中的制冷剂的压力水平来调节引导通过冷凝器⑶的第二区域的局部空气质量流的温度，其中，所述温度通过在空气的流动方向上设置于冷凝器(8)之后的温度传感器来探测，并且-将经混合的第二局部空气质量流导入乘客室(9)中。
【文档编号】F24F1/00GK103673401SQ201310432537
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月22日 优先权日:2012年9月20日
【发明者】M·格拉夫, N·杜拉尼, R·德拉 申请人:威斯通全球技术公司