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汽车 空调系统,以及装有这种系统的汽车

阅读：813发布：2020-10-19

专利汇可以提供汽车空调系统,以及装有这种系统的汽车专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种空调系统，其包括至少一个热交换器 (11)，用于外部空气和相应中间流体之间的热交换，至少一个热交换器(8)，用于所述乘客厢(4)内空气和相应中间流体之间的热交换；以及一个整体装置(16)，其中至少一个冷却液冷凝器 (21)，一个冷却液蒸发器 (22)和一个内部热交换器(19)集成在一起。内部热交换器(19)设计为在来自所述蒸发器 (22)的冷却液和来自所述冷凝器(21)的冷却液之间进行热交换。所述整体装置(16)与冷却液压缩机 (17)一同安装在所述发动机舱 (2)内。，下面是汽车空调系统,以及装有这种系统的汽车专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种汽车空调系统(7)，该汽车具有一个乘客厢(4)和一个发动机舱(2)，所述空调系统(7)包括至少一个第一热交换器(11)，用于外部空气和第一中间流体之间的热交换，和至少一个第二热交换器(8)，用于所述乘客厢(4)内空气和第二中间流体之间的热交换；所述空调系统(7)还包括一个冷凝器(21)，其中，冷却液向所述第一中间流体释放(yields)热量，一蒸发器(22)，其中，所述的冷却液吸收(substracts)来自第二中间流体的热，以及一个内部热交换器(19)，设计为在来自所述蒸发器(22)的冷却液和来自所述冷凝器(21)的流体之间进行热交换；所述空调系统(7)的特征在于，至少所述冷凝器(21)、所述蒸发器(22)以及所述内部热交换器(19)是集成在一起的，这样就可以形成一个整体装置(16)，可安装在所述发动机舱(2)内。
2. 根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述冷却液是通过压縮机(17)在所述冷凝器(21)、所述蒸发器(22)和所述内部热交换器（19)之间保持循环，所述压縮机也位于所述发动机舱(2)内。
3. 根据权利要求2所述的空调系统，其特征在于，所述压縮机(17)是由汽车发动机（3)通过运动传输装置来操纵的。
4. 根据权利要求3所述的空调系统，其特征在于，所述压縮机(17)集成在所述整体装置内。
5. 根据权利要求2所述的空调系统，其特征在于，在所述内部热交换器(19) 和所述蒸发器(22)之间设置一个膨胀阀（37)，有益所述冷却液的蒸发。
6. 根据权利要求5所述的空调系统，其特征在于，所述每个热交换器(8， 11) 包括一个相应的循环管路(27， 32)，用来循环相应的中间流体，每个所述循环管路(27， 32)包括一个相应的循环泵(31, 36)。
7. 根据权利要求6所述的空调系统，其特征在于，所述内部热交换器(19) 是冷却管路(23)的一部分，其包括所述压縮机(17)、所述冷凝器(21)、一个膨胀阀(37)和所述蒸发器，这些装置都依次布置在所述冷却管路(23)内。
8. 根据权利要求6所述的空调系统，其特征在于，每个所述中间流体都是一种水和乙二醇混合物。
9. 根据权利要求6所述的空调系统，其特征在于，所述中间流体都彼此相同。
10. 根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述冷却液是一种具有低全球变暖潜能的流体。
11. 根据权利要求IO所述的空调系统，其特征在于，所述冷却液是由二氧化碳构成的，或是一种液体，如R152a气体构成的。
12. 根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，其包括与每个所述热交换器(8, 11)相配套的风扇（9， 14),用于空气在相关热交换器(8， 11)之间流通循环。
13. —种汽车，其包括了根据权利要求1所述的空调系统。

说明书全文

汽车空调系统，以及装有这种系统的汽车技术领域本发明一般涉及一种汽车空调系统，以及涉及装备这种系统的汽车。本发明特别涉及如下所述的乘用汽车的空调系统，但同时也不失一般性。背景技术在乘用汽车领域，已知空调系统包括一个加热管路，该管路用来向至少一个热交换器提供加热流体，该交换器提供有一个风扇来向汽车输送热空气流，另外，还包括一个冷却管路，用来向热交换器提供冷却液，以便向汽车提供冷空气流。一般来讲，加热管路都延伸过汽车内燃机，而发动机冷却液经其旁边流过。这样，使用来自汽车发动机的部分冷却液一在其进入通常的散热器之前一便可以获得向热交换器提供的用于加热汽车的加热流体。冷却管路依次包括：压縮机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。在已知的汽车空调系统中，目前所使用的冷却液一般都具有非常高的地球变暖潜能（GWP)。为了减少温室效应，欧盟颁发了一项标准，规定所述冷却液向大气环境的年排放量不能超过给定范围。此外，从2011 年开始，地球变暖潜能（GWP)大于150的冷却液必须停止使用。为此，有人提出了使用二氧化碳(C02)冷却液，该冷却液具有极低的全球变暖潜能。这种液体作为冷却气体使用时，会呈现非常高的工作压力（30-140巴）。为此，所述流体要求管路和相应垫片都能够承受所述工作压力。另外，人们还提出了使用l.卜二氟甲垸气体，称之为R152a，该气体的全球变暖潜能(GWP)在上述标准的范围之内，但其相对来讲易于燃4在已知空调系统中，冷凝器一般都置于汽车前部散热器的前方，以便外部空气的进入。接着是压縮机，被置于发动机舱内，通常由汽车发动机轴经由一个传动皮带来驱动。最后是蒸发器，被置于乘客厢内一例如一仪表板的下方，一般在防火墙背后，后者将发动机舱与乘客厢隔开。在发动机舱内，还装有一个内部热交换器，由第一循环管路连接到冷凝器上，并通过第二循环管路连接到蒸发器上。在使用二氧化碳(C02)冷却液空调系统时，这种交换器是特别需要的，以便增加其效能。上面所介绍的现有空调系统具有某些缺陷。首先，上面所列的各个部件要求使用相应的固定装置，结果，系统的安装显得很复杂，而且成本高。此外，两个管路所必需的管子都非常长，承受很高程度的热分散，要求使用大量的冷却液。最后，所述管子和相应垫片使得已知较低全球变暧潜能冷却液的使用很难实现。实际上，在二氧化碳(C02)冷却液情况下，管子越长，连接部分越多，泄漏的可能性越大，系统的成本也就会越高。此外，管子属于那种成本最高、难于生产的部件之一。在R152a气体情况下，连接部分越多，潜在易燃物质泄漏的可能性越大。发明内容本发明的目的是提供一种汽车空调系统，所述系统没有上述缺陷，可以使用全球变暖潜能(GWP)较低的冷却液。根据本发明，上述目的可以通过一种汽车空调系统来实现，该汽车带有乘客厢和发动机舱，所述空调系统包括至少一个第一热交换器，用来在外部空气和第一中间流体之间进行热交换，还包括至少一个第二热交换器，用来在所述乘客厢内空气和第二中间流体之间进行热交换;所述空调系统还包括一个冷凝器，其特征在于，冷却液向所述第一中间流体释放(yields)热量；一个蒸发器，其中，所述冷却液将所述第二中间液体中的热量排出 (substracts); —个内部热交换器，设计为用来在来自所述蒸发器的冷却液和来自所述冷凝器的流体之间进行热交换；所述空调系统的特征在于，至少所述冷凝器、所述蒸发器和所述内部热交换器集成在一起，从而形成一个整体装置，可以置放在所述发动机舱内。附图说明为了更好地理解本发明，现在结合附图并通过示例来介绍实施例，但本发明并不仅限于所给示例。附图如下：-图l为装有根据本发明的空调系统的汽车示意图； -图2为图1所示系统的整体装置示意图； -图3为图2所示整体装置的另一种形式。具体实施方式参看图1，参考号1表示整体乘用汽车，优选一辆轿车，该车包括一个发动机舱2 (用虚线点线表示），舱内安装普通的汽车发动机3 (用虚线表示）。汽车1还包括一个乘客厢4 (也仅部分采用虚线点线表示）。乘客厢4与发动机舱2用所谓的"防火墙"6隔开（用虚线双点线表示）。汽车l装备一套空调系统，总体上用参考号7表示，其包括一个热交换器8，用来在乘客厢内空气和中间流体一例如水和乙二醇混合物一之间进行热交换。热交换器8优选设置在乘客厢4内，例如在汽车仪表板的下方，还包括一个风扇9，可选择将来自外部的空气或乘客厢4内的空气送到热交换器8。空调系统7还包括另一个热交换器，用来在外部空气和中间流体之间进行热交换，所述中间流体可以与热交换器8的中间流体相同。特别是，这个热交换器可以由冷却发动机3的普通散热器11来构成，一般位于发动机3舱2的前部。散热器11包括一个液压管路12，后者接收冷却了发动机3的混合物，并通过循环泵13，将混合物送到散热器11。外部空气通过另一个风扇14流过散热器11。空调系统7还包括一个制冷装置，整个装置用代号16表示，其中，冷却液进行制冷循环，以便能够在热交换器8的中间流体和散热器11的中间流体之间进行热交换。制冷循环周期由压縮机17来控制对冷却液进行压縮。压縮机17也位于发动机3舱2内，经由运动传递装置（图1 中未示），由发动机3带动的轴18来驱动。如下清楚所示，制冷装置16包括一个内部热交换器19 (图2)、一个冷凝器21和一个蒸发器22。在冷凝器21中，冷却液向散热器11的中间流体释放热量，而在蒸发器22中，冷却液则排除（substracts)热交换器8中间流体中的热量。最后，空调系统7还包括控制乘客厢内空气湿度的装置，和阀门装置（图中未示），使得乘客厢4的温度调节能够在手动调节装置和恒温器的控制下。根据本发明，空调装置16集成在一起，从而形成一个整体装置，以下简称"整体装置"enbloc",在附图中同样用代号16表示，安装在发动机3舱2内。特别是，集成在整体装置16内的至少有内部热交换器 19、冷凝器21和蒸发器22。整体装置16还包括一个冷却管路23 (同样参看图1)，用来使冷却液在整体装置16和压縮机17之间循环。有利的是，可以使用二氧化碳气体作为冷却液，这样冷却管路23的管子必须适合承受所述气体所要求的必需的压力。另一种方式是，也可以使用液体R152a作为冷却液，此时管子必须良好隔离并适合防止液体从垫片处泄漏。冷却管路23在整体装置上有一个入口 24，用于经由压縮机17压縮的冷却液的输入口，还有一个出口 26，用于冷却液返回到压縮机17。具体是，入口 24将压缩的液体送入冷凝器21，而出口26则将来自内部热交换器19的液体返回到压縮机17。冷凝器21通过一个加热管路27与散热器11相通，而入口 28用来接收来自散热器ll的水和乙二醇混合物，而出口 29则用来将该混合物通过泵31送到散热器11。蒸发器22通过冷却管路32与热交换器8相通，其入口 33用来通过另一个泵36接收来自热交换器8的水和乙二醇混合物，而出口 34则将该混合物送回到内部热交换器19。7此外，内部热交换器19通过一个膨胀阀37接到了蒸发器22上，膨胀阀设计为接收来自内部热交换器19的液体冷却液，并将气体冷却液送到蒸发器22。最后，冷凝器21通过一个导管38连接到内部热交换器19 上，而蒸发器22则通过另一个导管39连接到所述热交换器19上。空调系统的工作原理如下所述-使用时，压縮机17压縮冷却液，并再次以气体形式升高至较高的压力。通过冷却管路23的入口 24，所述流体以液体相进入冷凝器21，来自散热器11的水和乙二醇混合物在此循环。然后，冷却液产生（yields) 热量给混合物，并因此而得到冷却，同时，通过出口26和泵31，该混合物与冷却发动机3的混合物一起又返回到散热器11。如此而经过冷却的冷却液通过导管38进入到内部热交换器19,经由膨胀阀37自热交换器流到下压力表并到达蒸发器22，在此处，在两相的状态下，冷却液得到加热。通过来自蒸发器22的出口 34，水和乙二醇混合物被送到热交换器8，在这里，混合物吸收了乘客厢4内的空气的热量。通过管路32的入口 33，泵36将经加热的混合物在热交换器到蒸发器22之间循环。此时，冷却液对来自热交换器8的混合物进行冷却，并经过出口 34返回到热交换器8。在蒸发器22中，冷却液得到部分加热，并通过导管39进入到内部热交换器19，在此，与通过管道38进入的冷却液进行热交换。在内部热交换器19中，来自冷凝器21的冷却液在进入到蒸发器22之前得到冷却，而来自蒸发器22的冷却液则被加热，并通过出口 26返回到压縮机 17。根据图3的另一种形式，整体装置16还包括压縮机17,其构成方式是这样的，与外部环境的唯一联系是通过内有中间流体一即水和乙二醇混合物一的管子构成，并在压缩机和发动机之间采取机械耦合。至于其他部分，根据图3所示另一种系统的工作原理与图1和图2所示系统原理相同。从上面所述可以看出，本发明的空调系统的优点与已有技术的系统相比是显而易见的。首先，整体装置16极大地方便了系统在汽车上的安装。此外，整体装置各个部件之间流体循环各种管路的管子不是很长。因此，一方面，系统正常工作所需的冷却液数量下降，而且另一方面，由于二氧化碳气体高压或由于R152a流体可燃性所带来的风险也从而得以降低。此外，由于冷却液是专门由内部热交换器19冷却管路23输送，所以无需提供给乘客厢4内热交换器8冷却液。热交换器8还可以进行清洁处理，而管路23， 27和32是彼此相隔开的，从而简化了可能需要的维护修理，这样，出现故障或磨损时，只要简单更换损坏的管路即可。最后，在图3所示的另一种方式中，整体装置16中压縮机17的结合可进一步降低热交换器的绝热损耗和冷却液溢流的风险。很显然，所述系统是可以进行各种各样改装和改进，但都没有脱离所附权利要求范围。例如，冷却液以及一种或两种中间流体可与所述液体不同。此外，预计在乘客厢内可以使用不止一个热交换器，而且各种流体循环用的泵的数量也可以不同。还有，与外部空气进行热交换的热交换器11可以与发动机3的散热器决然不同，并可以布置在整体装置 16附近。最后，发动机舱2内整体装置16的位置也可以改变。

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