專(zhuān)利名稱(chēng)：機(jī)動(dòng)車(chē)輛的加熱和空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛，尤其是多用途車(chē)輛的加熱和空調(diào)(air-conditioning)系統(tǒng)，以便在機(jī)動(dòng)車(chē)輛處于運(yùn)行狀態(tài)和停止?fàn)顟B(tài)時(shí)對(duì)其內(nèi)部進(jìn)行加熱或冷卻，其中，機(jī)動(dòng)車(chē)輛的內(nèi)部被分為前部區(qū)域和后部區(qū)域，可以對(duì)這兩個(gè)區(qū)域分別進(jìn)行加熱和冷卻。該加熱和空調(diào)系統(tǒng)包括前部系統(tǒng)，其在機(jī)動(dòng)車(chē)輛處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)對(duì)其前部區(qū)域進(jìn)行加熱和冷卻，后部系統(tǒng)，其在機(jī)動(dòng)車(chē)輛處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)對(duì)其后部區(qū)域進(jìn)行加熱和冷卻，以及停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)，其在機(jī)動(dòng)車(chē)輛處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)至少對(duì)后部區(qū)域進(jìn)行加熱和冷卻。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)輛進(jìn)行加熱和空氣調(diào)節(jié)的方法。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種具有加熱和空調(diào)系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)車(chē)輛。
背景技術(shù)：
對(duì)多用途車(chē)輛，尤其是卡車(chē)的牽引車(chē)而言，對(duì)于加熱和冷卻具有特殊需求，一般而言是對(duì)車(chē)輛內(nèi)部的空氣調(diào)節(jié)。該種車(chē)輛的內(nèi)部一般分為前部區(qū)域和后部區(qū)域，其中，前部區(qū)域包括駕駛座和副駕駛座，它們?cè)谲?chē)輛運(yùn)行狀態(tài)中都被占據(jù)，而其中后部區(qū)域包括臥鋪室，在車(chē)輛處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)使用。在車(chē)輛處于停止?fàn)顟B(tài)，為了在駕駛者使用臥鋪室進(jìn)行休息時(shí)為其提供舒適的環(huán)境，最好是可以對(duì)后部區(qū)域單獨(dú)進(jìn)行加熱或冷卻。
為了這一目的，現(xiàn)有技術(shù)的一些想法提出將前部系統(tǒng)與后部系統(tǒng)組合，尤其是在車(chē)輛處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，為了對(duì)車(chē)輛的后部區(qū)域進(jìn)行冷卻，仍然運(yùn)轉(zhuǎn)空調(diào)系統(tǒng)的公用壓縮機(jī)。這一想法的缺點(diǎn)在于當(dāng)車(chē)輛處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，具有高油耗、發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損以及額外的排放，例如由于引擎運(yùn)轉(zhuǎn)造成的污染物和噪音的排放。
通過(guò)在車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)中讓前部系統(tǒng)和后部系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)并提供額外的獨(dú)立的停止?fàn)顟B(tài)空調(diào)系統(tǒng)，已經(jīng)部分地克服了這些缺點(diǎn)。例如，停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)可以具有可由電力或機(jī)械驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)，其由輔助發(fā)動(dòng)機(jī)或是輔助電池提供動(dòng)力。即使這一想法降低了油耗、磨損、減少了污染物排放，它仍然存在一個(gè)弊端，即，獨(dú)立的停止?fàn)顟B(tài)空調(diào)系統(tǒng)造成了極大的復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容
在本申請(qǐng)公開(kāi)的范圍內(nèi)，機(jī)動(dòng)車(chē)輛的工作狀態(tài)由術(shù)語(yǔ)“運(yùn)行狀態(tài)”和“停止?fàn)顟B(tài)”表示。在上下文中，須注意的是，“運(yùn)行狀態(tài)”并不需要車(chē)輛處于旅程或運(yùn)動(dòng)中。只要能量機(jī)組，即通常所說(shuō)的機(jī)車(chē)引擎，處在運(yùn)行即可。
本發(fā)明基于的目標(biāo)是提供一種安排極為合理的加熱和空調(diào)系統(tǒng)。
該目標(biāo)由獨(dú)立權(quán)利要求的特征解決。
本發(fā)明的有益實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明優(yōu)于普通加熱和空調(diào)系統(tǒng)之處在于，將停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)合并到后部系統(tǒng)中。因此，由于停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)和后部系統(tǒng)可以包含公用部件，因而整個(gè)系統(tǒng)的配置更為合理。
尤其是，本發(fā)明目的是使得停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)包含冷卻熱交換器和蓄冷器(cold accumulator)，并且由同一個(gè)送風(fēng)機(jī)向該冷卻熱交換器、后部系統(tǒng)的加熱熱交換器以及后部系統(tǒng)的蒸發(fā)器提供氣流。停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)的蓄冷器是通過(guò)在機(jī)動(dòng)車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)下在蓄冷器區(qū)域中的蒸發(fā)過(guò)程來(lái)蓄冷(charge)的。在該情況下，向后部系統(tǒng)的蒸發(fā)器和加熱熱交換器提供氣流的送風(fēng)機(jī)也向與蓄冷器相連的冷卻熱交換器提供氣流，從而實(shí)現(xiàn)了停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)和后部系統(tǒng)的結(jié)合。
在該解決方案中，更加有益的是，將停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)的冷卻熱交換器和停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)的蓄冷器布置到熱載體回路中，在該回路中，熱載體由泵輸送。因此，熱載體介質(zhì)能夠帶走蓄冷器中積蓄的冷氣(cold)并通過(guò)電力泵的動(dòng)力將該冷卻的熱載體介質(zhì)傳送到冷卻熱交換器。在冷卻熱交換器處，送風(fēng)機(jī)吹進(jìn)的空氣作用于熱載體介質(zhì)上，從而使其作為冷卻空氣涌入車(chē)輛的后部區(qū)域。
此外，更加有益的是，前部系統(tǒng)的蒸發(fā)器、后部系統(tǒng)的蒸發(fā)器以及停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)的蓄冷器與同一冷凝器相連，并且整個(gè)加熱和空調(diào)系統(tǒng)使用一個(gè)壓縮機(jī)。這樣，一個(gè)冷凝器和一個(gè)壓縮機(jī)就足以運(yùn)行整個(gè)系統(tǒng)。冷凝器中液化的冷卻劑能夠采用閥控制方式到達(dá)前部系統(tǒng)的蒸發(fā)器、后部系統(tǒng)的蒸發(fā)器以及停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)的蓄冷器。冷卻劑由這些部件返回到所述系統(tǒng)的唯一壓縮機(jī)。
然而，也可以是前部系統(tǒng)的蒸發(fā)器和后部系統(tǒng)的蒸發(fā)器與同一個(gè)冷凝器連接，而停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)包括自己的冷凝器和自己的壓縮機(jī)。這樣，與只有一個(gè)單獨(dú)壓縮機(jī)和一個(gè)單獨(dú)冷凝器的實(shí)施例相比，增加了適應(yīng)復(fù)雜度。但是，對(duì)停止?fàn)顟B(tài)空調(diào)系統(tǒng)的整合又帶來(lái)了靈活性上的好處。通過(guò)為停止?fàn)顟B(tài)空調(diào)系統(tǒng)配備獨(dú)立的壓縮機(jī)和獨(dú)立的冷凝器，可以單獨(dú)地為停止?fàn)顟B(tài)空調(diào)系統(tǒng)添加冷卻劑并添加給整個(gè)系統(tǒng)。
此外，可以假設(shè)后部系統(tǒng)的蒸發(fā)器和停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)的蓄冷器與同一個(gè)冷凝器相連，并且前部系統(tǒng)包括自己的冷凝器和自己的壓縮機(jī)。這樣，前部系統(tǒng)就與組合的后部停止?fàn)顟B(tài)空調(diào)系統(tǒng)分離了。從而減小了前部系統(tǒng)的負(fù)載，不再需要前部系統(tǒng)和后部系統(tǒng)之間過(guò)長(zhǎng)的冷卻劑管道，并且可以不再考慮前部系統(tǒng)而對(duì)后部停止?fàn)顟B(tài)空調(diào)系統(tǒng)以靈活的方式進(jìn)行整合。組合的后部停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)的壓縮機(jī)可以以機(jī)械或電力的方式驅(qū)動(dòng)。在機(jī)動(dòng)車(chē)輛處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，由于蓄冷器為停止?fàn)顟B(tài)的空氣調(diào)節(jié)提供了必要的冷氣，故通常壓縮機(jī)無(wú)須運(yùn)轉(zhuǎn)。
然而，有益處的是，后部系統(tǒng)和停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)包括一個(gè)可以在停止?fàn)顟B(tài)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的公用壓縮機(jī)。在這個(gè)實(shí)施例中，蓄冷器則不是必要的。在停止?fàn)顟B(tài)中，壓縮機(jī)可由機(jī)械或電力驅(qū)動(dòng)。對(duì)此所需功耗由例如充分充電的輔助電池或者燃料電池提供。
本發(fā)明可如下進(jìn)一步改進(jìn)以獲得更佳效果，停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)包括蓄冷器，并且停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)和后部系統(tǒng)包括公用的冷卻熱交換器，其通過(guò)泵與所述蓄冷器連接。這樣，就不再需要為后部系統(tǒng)設(shè)置用于運(yùn)行狀態(tài)空氣調(diào)節(jié)的獨(dú)立蒸發(fā)器。而是通過(guò)蓄冷器的介入，在運(yùn)行狀態(tài)過(guò)程中進(jìn)行后部區(qū)域的空氣調(diào)節(jié)。
此外，可以假設(shè)停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)和后部系統(tǒng)包括公用的蓄能器(accumulator)-蒸發(fā)器-熱交換器單元。從而，當(dāng)停止?fàn)顟B(tài)過(guò)程中吹風(fēng)機(jī)向熱交換器提供氣流時(shí)以及當(dāng)運(yùn)行狀態(tài)過(guò)程中吹風(fēng)機(jī)向熱交換器提供氣流時(shí)，該蓄冷器積蓄冷氣。
本發(fā)明還涉及一種采用根據(jù)本發(fā)明的加熱和空調(diào)系統(tǒng)對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)輛進(jìn)行加熱和空氣調(diào)節(jié)的方法，以及一種具有根據(jù)本發(fā)明的加熱和空調(diào)系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)車(chē)輛。這樣，根據(jù)本發(fā)明加熱和空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和特殊特點(diǎn)同樣將在所述方法和所述機(jī)動(dòng)車(chē)輛的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)出來(lái)。
本發(fā)明所基于的結(jié)論是，由于將停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)整合到后部系統(tǒng)中，可以增加實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)合理化的額外可能性。此外，該整合為與現(xiàn)有技術(shù)相比降低能耗、減少排放量以及減少所涉及的部件的磨損提供了先決條件。


本發(fā)明將根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例參照附圖進(jìn)行舉例講解。

如下圖1是根據(jù)本發(fā)明的加熱和空調(diào)系統(tǒng)的第一實(shí)施例的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的加熱和空調(diào)系統(tǒng)的部件的可能的幾何布置的兩個(gè)示例；圖3是根據(jù)本發(fā)明的加熱和空調(diào)系統(tǒng)的第二實(shí)施例示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的加熱和空調(diào)系統(tǒng)的第三實(shí)施例示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的加熱和空調(diào)系統(tǒng)的第四實(shí)施例示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的加熱和空調(diào)系統(tǒng)的第五實(shí)施例示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的加熱和空調(diào)系統(tǒng)的第六實(shí)施例示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的加熱和空調(diào)系統(tǒng)的第七實(shí)施例示意圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的加熱和空調(diào)系統(tǒng)的第八實(shí)施例示意圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的加熱和空調(diào)系統(tǒng)的第九實(shí)施例示意圖；以及圖11是根據(jù)本發(fā)明的加熱和空調(diào)系統(tǒng)的第十實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施例方式
在接下來(lái)的本發(fā)明較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述中，相同的附圖標(biāo)記(以100為系數(shù))指示相同或相近的部件。
圖1所示的是根據(jù)本發(fā)明的加熱和空調(diào)系統(tǒng)的第一實(shí)施例的示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的加熱和冷卻系統(tǒng)的部件的可能的幾何布置的兩個(gè)示例。加熱和空調(diào)系統(tǒng)10包括前部系統(tǒng)12，后部系統(tǒng)14和停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)16，其中所述各系統(tǒng)相互結(jié)合。尤為顯著的是，公用壓縮機(jī)36、公用冷凝器34、公用蓄能器42與前部系統(tǒng)12的蒸發(fā)器32、后部系統(tǒng)14的蒸發(fā)器24、停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)16的蓄冷器20相連接，并且，同一吹風(fēng)機(jī)26的氣流作用于后部系統(tǒng)14的熱交換器22、停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)16的冷卻熱交換器18和后部系統(tǒng)14的蒸發(fā)器24，如圖2所示，蒸發(fā)器24在后部系統(tǒng)14中相當(dāng)于冷卻熱交換器。除上述提到的部件外，加熱和空調(diào)系統(tǒng)10還包括能夠?qū)ζ涮峁├鋮s水47的前部系統(tǒng)12的加熱熱交換器44，為前部系統(tǒng)12的蒸發(fā)器32所設(shè)置的膨脹元件46，為后部系統(tǒng)14的蒸發(fā)器24所設(shè)置的膨脹元件48以及為蓄冷器20所設(shè)置的膨脹元件50。除了上述提到的吹風(fēng)機(jī)26，還有設(shè)置有額外的吹風(fēng)機(jī)52，它可以向前部系統(tǒng)12的蒸發(fā)器32和前部系統(tǒng)12的加熱熱交換器44提供氣流。此外，設(shè)置有吹風(fēng)機(jī)54，用于向冷凝器34提供氣流。而且，還設(shè)置有電動(dòng)磁閥56、58、60。當(dāng)電動(dòng)磁閥56開(kāi)啟時(shí)，為前部系統(tǒng)12的蒸發(fā)器32提供冷卻劑，反之，當(dāng)電動(dòng)磁閥56關(guān)閉時(shí)則阻止冷卻劑。當(dāng)電動(dòng)磁閥58開(kāi)啟時(shí)，為后部系統(tǒng)14的蒸發(fā)器24提供冷卻劑，反之，當(dāng)電動(dòng)磁閥58關(guān)閉時(shí)則阻止冷卻劑。當(dāng)電動(dòng)磁閥60開(kāi)啟時(shí)，為蓄冷器20提供冷卻劑，反之，當(dāng)電動(dòng)磁閥60關(guān)閉時(shí)則阻止冷卻劑。此外，設(shè)置有檢驗(yàn)閥62，用以防止出現(xiàn)與朝著蓄冷器20的方向相反方向的冷卻劑倒流。蓄冷器20和冷卻熱交換器18通過(guò)熱載體回路28相互連接，其中，設(shè)置有泵30來(lái)輸送熱載體介質(zhì)流經(jīng)各部件。此外，設(shè)置有水加熱器64，其可以將流到后部系統(tǒng)14的加熱熱交換器22中的冷卻水66加熱，從而可以進(jìn)行停止?fàn)顟B(tài)的加熱操作。
在運(yùn)行狀態(tài)中，壓縮機(jī)36由機(jī)動(dòng)車(chē)輛的引擎驅(qū)動(dòng)，從而向冷凝器34提供壓縮的冷卻劑。然后根據(jù)磁閥56、58、60的狀態(tài)，將冷卻劑經(jīng)過(guò)蓄能器42提供給前部系統(tǒng)12、后部系統(tǒng)14的蒸發(fā)器32，24以及蓄冷器20。尤其是當(dāng)磁閥60開(kāi)啟時(shí)可以采用該方式向蓄冷器20蓄冷。在車(chē)輛處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，即引擎停止時(shí)，可通過(guò)操作泵30，從蓄冷器20中抽取冷卻能量。通過(guò)將氣流26吹到冷卻熱交換器18上而采用經(jīng)過(guò)冷卻熱交換器18的冷氣流的形式(參見(jiàn)圖2)，將該冷卻能量提供給車(chē)輛的后部區(qū)域。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的加熱和空調(diào)系統(tǒng)的第二實(shí)施例示意圖。根據(jù)本發(fā)明的加熱和空調(diào)系統(tǒng)10的這個(gè)實(shí)施例中，前部系統(tǒng)12和后部系統(tǒng)14是以參照方式設(shè)計(jì)的，尤其在運(yùn)行狀態(tài)中的操作方面，如同圖1所示的加熱和空調(diào)系統(tǒng)10。只不過(guò)沒(méi)有設(shè)置閥門(mén)用以在運(yùn)行狀態(tài)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)前部系統(tǒng)12和后部系統(tǒng)14的選擇性操作。當(dāng)然，這通過(guò)在膨脹元件346和348之前設(shè)置磁閥也是可以實(shí)現(xiàn)的。
結(jié)合圖1的描述，采用不同的方式將停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)16結(jié)合到加熱和空調(diào)系統(tǒng)10中。該停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)包括額外的壓縮機(jī)340，其中該壓縮機(jī)最好是以電力驅(qū)動(dòng)的，例如通過(guò)從發(fā)電器直接輸出的、從電池最好是從輔助電池輸出的、或是從燃料電池的電功率輸出的電能進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。將壓縮的冷卻劑提供給額外的冷凝器338，該冷凝器由額外的吹風(fēng)機(jī)370冷卻。然后通過(guò)額外的蓄能器348和膨脹元件350將該壓縮的冷卻劑提供給蓄冷器320。由此進(jìn)行的蓄冷器320的蓄冷過(guò)程最好在車(chē)輛的運(yùn)行狀態(tài)中進(jìn)行，這是因?yàn)榇藭r(shí)有足夠的能量用以運(yùn)轉(zhuǎn)壓縮機(jī)340。然而，在車(chē)輛處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，如果有足夠的電量，也可以進(jìn)行蓄冷操作。蓄冷器320實(shí)現(xiàn)的釋放(discharging)操作效果與圖1所示的實(shí)施例相同。
在圖3所示的本實(shí)施例中，將停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)16結(jié)合到后部系統(tǒng)14的特點(diǎn)尤其在于，如圖2所示，來(lái)自公用吹風(fēng)機(jī)326的氣流作用到后部系統(tǒng)14的加熱熱交換器322的部件、停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)16的冷卻熱交換器318以及后部系統(tǒng)14的蒸發(fā)器324。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的加熱和空調(diào)系統(tǒng)的第三實(shí)施例示意圖。在加熱和空調(diào)系統(tǒng)10的這個(gè)實(shí)施例中，為前部系統(tǒng)12的運(yùn)轉(zhuǎn)配置了壓縮機(jī)436和冷凝器434，為后部系統(tǒng)14的運(yùn)轉(zhuǎn)和停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)16的運(yùn)轉(zhuǎn)配置了壓縮機(jī)440和冷凝器438。從而將前部系統(tǒng)12與后部系統(tǒng)14和停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)16的組合完全脫離開(kāi)。壓縮機(jī)440尤其是電力驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)，并且其最好是在運(yùn)行狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，以便通過(guò)蒸發(fā)器424為后部區(qū)域進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)的空氣調(diào)節(jié)，并令冷凝器420蓄冷。通過(guò)操作泵430而經(jīng)由熱載體回路428再次進(jìn)行釋放。如以上圖3所提到的，再次重申，在停止?fàn)顟B(tài)中，需考慮由各種方式運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)440。然后，可以在磁閥458開(kāi)啟時(shí)通過(guò)蒸發(fā)器424對(duì)后部區(qū)域直接冷卻，并且/或可以在磁閥460開(kāi)啟時(shí)對(duì)蓄冷器420蓄冷，以便稍后從蓄冷器420中帶走冷氣。同樣，如圖2所示，來(lái)自同一吹風(fēng)機(jī)426的氣流作用于加熱熱交換器422和冷卻熱交換器418以及蒸發(fā)器424。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的加熱和空調(diào)系統(tǒng)的第四實(shí)施例示意圖。其中，所呈現(xiàn)的是，一方面的前部系統(tǒng)12與另一方面的后部系統(tǒng)14和停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)16的組合完全脫離。前部系統(tǒng)12與圖5中的前部系統(tǒng)對(duì)應(yīng)。與圖4的方案相比，后部系統(tǒng)14與停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)的組合不包括蓄冷器。因此，為了能夠在蒸發(fā)器524中產(chǎn)生冷氣，在停止?fàn)顟B(tài)的空氣調(diào)節(jié)時(shí)，必須運(yùn)轉(zhuǎn)壓縮機(jī)540。因此，建議使用電力驅(qū)動(dòng)的或由輔助發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)作為壓縮機(jī)540，這是因?yàn)樵搲嚎s機(jī)可通過(guò)電池，尤其是輔助電池驅(qū)動(dòng)，或者在車(chē)輛的停止?fàn)顟B(tài)中由燃料電池的電能驅(qū)動(dòng)。如圖4的例子那樣，向加熱熱交換器522提供冷卻水566，其中，在停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，通過(guò)水加熱器也能達(dá)到加熱目的。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的加熱和空調(diào)系統(tǒng)的第五實(shí)施例示意圖。本例的加熱和空調(diào)系統(tǒng)10與聯(lián)系圖5的所描述的系統(tǒng)在很大程度上是一致的。只不過(guò)前部系統(tǒng)12的加熱設(shè)備與后部系統(tǒng)14和停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)16的組合的加熱設(shè)備有所不同。前部系統(tǒng)12包括空氣加熱器672，由吹風(fēng)機(jī)652為其提供氣流，最好通過(guò)蒸發(fā)器632的旁路來(lái)提供氣流。這樣的空氣加熱器可以是例如傳統(tǒng)的燃料-運(yùn)行輔助空氣加熱裝置。后部系統(tǒng)14與停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)16的組合包括電加熱器674。它由車(chē)輛電池尤其是輔助電池、燃料電池或是發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)提供電能。同樣，電加熱器674最好由吹風(fēng)機(jī)626提供的、通過(guò)蒸發(fā)器624的旁路的氣流。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的加熱和空調(diào)系統(tǒng)的第六實(shí)施例示意圖。同樣說(shuō)明了一個(gè)例子，其中，一方面的前部系統(tǒng)12與后部系統(tǒng)14和停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)16的組合相互完全分離。前部系統(tǒng)12采用普通的方式構(gòu)成。后部系統(tǒng)14與停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)16的組合與圖4的實(shí)施例相比缺少獨(dú)立的蒸發(fā)器。而僅僅設(shè)置了蓄冷器720作為冷卻回路的蒸發(fā)器。因此，同樣是在運(yùn)行狀態(tài)中，若需要對(duì)車(chē)輛后部區(qū)域進(jìn)行冷卻，則使用熱載體回路728的泵730，通過(guò)冷卻熱交換器718從蓄冷器720中抽取冷氣。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的加熱和空調(diào)系統(tǒng)的第七實(shí)施例示意圖。這與聯(lián)系圖7的實(shí)施例在很大程度上是一致的。區(qū)別在于，后部系統(tǒng)與停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)的組合的加熱器不同。在本例中，設(shè)置了空氣加熱器876，其由吹風(fēng)機(jī)826提供空氣，優(yōu)選地是通過(guò)冷卻熱交換器818的旁路提供空氣。這樣的空氣加熱器可以是普通的燃料-運(yùn)行輔助空氣加熱裝置。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的加熱和空調(diào)系統(tǒng)的第八實(shí)施例示意圖。此處所述根據(jù)本發(fā)明的加熱和空調(diào)系統(tǒng)10與根據(jù)圖8的實(shí)施例在很大程度上是一致的。但是，后部系統(tǒng)14與停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)16的組合則省去了獨(dú)立的冷卻熱轉(zhuǎn)換器。相反，將該蓄冷器設(shè)計(jì)為蓄能器-蒸發(fā)器-熱交換器單元920，能夠由吹風(fēng)機(jī)926直接向其輸送空氣，以將冷氣帶入車(chē)輛內(nèi)部。同樣可以設(shè)置加熱裝置(未示出)，例如根據(jù)圖7所述的使得冷卻水通過(guò)的加熱熱交換器、根據(jù)圖8所述的空氣輔助加熱裝置、根據(jù)圖6所述的電加熱器。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的加熱和空調(diào)系統(tǒng)的第九實(shí)施例示意圖。設(shè)置了兩個(gè)獨(dú)立的冷卻回路1084和1086。冷卻回路1084和1086兩者都連接到同一蒸發(fā)器1076，其中，分別流經(jīng)蒸發(fā)器1076的介質(zhì)不會(huì)在蒸發(fā)器1076中發(fā)生混合。冷卻回路1086包括壓縮機(jī)1040，其可以由輔助發(fā)動(dòng)機(jī)1080或輔助電池1080驅(qū)動(dòng)。該輔助發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)可以采用如本發(fā)明其它實(shí)施例一樣的直接機(jī)械驅(qū)動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)，或是通過(guò)發(fā)電機(jī)或所引入的由發(fā)電機(jī)充電的電池來(lái)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)1040。第二冷卻回路1086在其他方面是完整的，其具有自己的冷凝器1038、自己的蓄能器1082以及自己的膨脹元件1078。在車(chē)輛處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，通常都讓壓縮機(jī)1036運(yùn)轉(zhuǎn)，而壓縮機(jī)1040不運(yùn)轉(zhuǎn)。車(chē)輛處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，壓縮機(jī)1040運(yùn)轉(zhuǎn)，從而進(jìn)行停止?fàn)顟B(tài)冷卻。
圖11是根據(jù)本發(fā)明的加熱和空調(diào)系統(tǒng)的第十實(shí)施例示意圖。該實(shí)施例與根據(jù)圖10所述的實(shí)施例在很大程度上是一致的。與根據(jù)圖10的實(shí)施例不同的是，未設(shè)置完全獨(dú)立的冷卻回路。在壓縮機(jī)1136和壓縮機(jī)1140運(yùn)行時(shí)的系統(tǒng)的正確運(yùn)行通過(guò)檢驗(yàn)閥1188，1190，1192的配置來(lái)確保。在壓縮機(jī)1036的運(yùn)行且壓縮機(jī)1140的停止時(shí)，檢驗(yàn)閥1192確保不會(huì)有冷卻劑經(jīng)膨脹元件1148旁路的導(dǎo)管流過(guò)，而是全都流經(jīng)膨脹元件1148。壓縮機(jī)1140防止冷卻劑流向冷凝器1138。在壓縮機(jī)1136停止且壓縮機(jī)1140運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，檢驗(yàn)閥1190確保流經(jīng)膨脹元件1178的流體是流向蒸發(fā)器1176的。檢驗(yàn)閥1188確保沒(méi)有流體流過(guò)蒸發(fā)器1132。壓縮機(jī)1136則用來(lái)防止不希望發(fā)生的冷卻劑流向冷凝器1134的情況。
圖12是根據(jù)本發(fā)明的加熱和冷卻系統(tǒng)的第十一實(shí)施例示意圖。該實(shí)施例與根據(jù)圖10所述的實(shí)施例在很大程度上是一致的。然而，與根據(jù)圖10的實(shí)施例不同的是，分別為運(yùn)行狀態(tài)和停止?fàn)顟B(tài)提供了獨(dú)立的蒸發(fā)器，即用于運(yùn)行狀態(tài)的蒸發(fā)器1224和用于停止?fàn)顟B(tài)的蒸發(fā)器1226。將停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)16并入后部系統(tǒng)14尤其再次示出，后部系統(tǒng)14的加熱熱交換器1222、后部系統(tǒng)14的蒸發(fā)器1224以及停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)16的蒸發(fā)器1270由同一吹風(fēng)機(jī)1226提供氣流，這樣就形成了已討論了數(shù)次的、如根據(jù)圖2所示的配置。圖2所示的冷卻熱交換器18僅由根據(jù)圖12的蒸發(fā)器1276所替換。
在以上描述、附圖和權(quán)利要求中所公開(kāi)的本發(fā)明的特征，獨(dú)立地和組合地，對(duì)于本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)都是必需的。
附圖標(biāo)記10 空調(diào)系統(tǒng)12 前部系統(tǒng)14 后部系統(tǒng)
16 停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)18 冷卻熱交換器20 蓄冷器20 蓄能器-蒸發(fā)器-熱交換器單元22 加熱熱交換器24 蒸發(fā)器26 吹風(fēng)機(jī)28 熱載體回路30 泵32 蒸發(fā)器34 冷凝器36 壓縮機(jī)38 冷凝器40 壓縮機(jī)42 蓄能器44 加熱熱交換器46 膨脹元件47 冷卻水48 膨脹元件50 膨脹元件52 吹風(fēng)機(jī)54 吹風(fēng)機(jī)56 磁閥58 磁閥60 磁閥62 檢驗(yàn)閥64 水加熱器66 冷卻水70 吹風(fēng)機(jī)72 空氣加熱器
74 加熱器76 蒸發(fā)器78 膨脹元件80 輔助發(fā)動(dòng)機(jī)/輔助電池82 蓄能器84 冷卻回路86 冷卻回路88 檢驗(yàn)閥90 檢驗(yàn)閥92 檢驗(yàn)閥加上100的整數(shù)倍的附圖標(biāo)記數(shù)字指示著相同或類(lèi)似的部件。
權(quán)利要求
1.一種用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛，尤其是一種多用途車(chē)輛的加熱和空調(diào)系統(tǒng)(10)，其用于在所述機(jī)動(dòng)車(chē)輛處于運(yùn)行狀態(tài)和停止?fàn)顟B(tài)時(shí)對(duì)所述機(jī)動(dòng)車(chē)輛的內(nèi)部進(jìn)行加熱或冷卻，其中，所述機(jī)動(dòng)車(chē)輛的內(nèi)部被分為前部區(qū)域和后部區(qū)域，可以對(duì)所述兩個(gè)區(qū)域分別進(jìn)行加熱和冷卻，所述系統(tǒng)包括前部系統(tǒng)(12)，用于在所述機(jī)動(dòng)車(chē)輛處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，對(duì)所述前部區(qū)域進(jìn)行加熱和冷卻，后部系統(tǒng)(14)，用于在所述機(jī)動(dòng)車(chē)輛處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，對(duì)所述后部區(qū)域進(jìn)行加熱和冷卻，以及停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)，用于在所述機(jī)動(dòng)車(chē)輛處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，對(duì)至少所述后部區(qū)域進(jìn)行加熱和冷卻，其特征在于，所述停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)(16)并入到所述后部系統(tǒng)(14)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱和空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)(16)包括冷卻熱交換器(18)和蓄冷器(20)，以及冷卻熱交換器(18)，所述后部系統(tǒng)(14)的加熱熱交換器(22)以及所述后部系統(tǒng)的蒸發(fā)器(24)由同一吹風(fēng)機(jī)(26)提供氣流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱和空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)(16)的冷卻熱交換器(18)以及所述停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)的蓄冷器(20)布置于熱載體回路(28)中，由泵(30)通過(guò)所述熱載體回路(28)來(lái)輸送熱載體。
4.根據(jù)以上任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的加熱和空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述前部系統(tǒng)(12)的蒸發(fā)器(32)、所述后部系統(tǒng)(14)的蒸發(fā)器(24)以及所述停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)(16)的蓄冷器(20)與同一冷凝器(34)相連，以及為整個(gè)加熱和空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置壓縮機(jī)(36)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的加熱和空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述前部系統(tǒng)(12)的蒸發(fā)器(332)和所述后部系統(tǒng)(14)的蒸發(fā)器(334)與同一冷凝器(334)相連，以及所述停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)(16)具有自己的冷凝器(338)和自己的壓縮機(jī)(340)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的加熱和空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述后部系統(tǒng)(14)的蒸發(fā)器(424)和所述停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)(16)的蓄冷器(420)與同一冷凝器(428)相連，以及所述前部系統(tǒng)(12)具有自己的冷凝器(434)和自己的壓縮機(jī)(436)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱和空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述后部系統(tǒng)和所述停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)包括公用壓縮機(jī)(540，640)，其可以在所述停止?fàn)顟B(tài)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱和空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)包括蓄冷器(720，820)，以及所述停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)和所述后部系統(tǒng)包括公用冷卻熱交換器(718，818)，其通過(guò)泵(730，830)與蓄冷器(720，820)相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱和空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述停止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)(16)和所述后部系統(tǒng)(14)包括公用蓄能器-蒸發(fā)器-熱交換器單元(920)。
10.對(duì)包括根據(jù)上述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的加熱和空調(diào)系統(tǒng)(10)的機(jī)動(dòng)車(chē)輛進(jìn)行加熱和空氣調(diào)節(jié)方法。
11.包括根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的加熱和空調(diào)系統(tǒng)(10)的機(jī)動(dòng)車(chē)輛。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛，尤其是多用途車(chē)輛的加熱和空調(diào)系統(tǒng)(10)，以便在機(jī)動(dòng)車(chē)輛行駛時(shí)和停止時(shí)對(duì)其內(nèi)部進(jìn)行加熱或冷卻。機(jī)動(dòng)車(chē)輛的內(nèi)部被分為前部區(qū)域和后部區(qū)域，可以對(duì)其分別進(jìn)行加熱和冷卻，并且包括前部系統(tǒng)，用于在機(jī)動(dòng)車(chē)輛行駛時(shí)對(duì)前部區(qū)域進(jìn)行加熱和冷卻，后部系統(tǒng)，用于在機(jī)動(dòng)車(chē)輛行駛時(shí)對(duì)后部區(qū)域進(jìn)行加熱和冷卻，以及停止系統(tǒng)，用于在機(jī)動(dòng)車(chē)輛停止時(shí)至少對(duì)后部區(qū)域進(jìn)行加熱和冷卻。根據(jù)本發(fā)明，將停止系統(tǒng)合并到后部系統(tǒng)中。本發(fā)明進(jìn)一步涉及采用加熱和空調(diào)系統(tǒng)(10)對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)輛進(jìn)行加熱和空氣調(diào)節(jié)的方法。
文檔編號(hào)B60H1/02GK1972815SQ200580020563
公開(kāi)日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2005年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月22日
發(fā)明者努爾丁·哈利法, 沃爾夫?qū)た死啄?申請(qǐng)人:韋巴斯托股份公司