空調(diào)裝置的制造方法
【專利說明】空調(diào)裝置
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2014年3月18日提交的德國專利申請序列號N0.DE 10 2014205030.8的權(quán)益，其通過引用整體合并入此處。
技術(shù)領域
[0003]本發(fā)明涉及一種用于機動車的空調(diào)裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]在機動車中，空調(diào)裝置通常被用來改善舒適度，特別是用來在機動車內(nèi)提供對駕駛員來說舒適的溫度。在具有內(nèi)燃機的機動車中，機動車內(nèi)室的加熱通常通過排放到冷卻劑中的引擎廢熱來實現(xiàn)，該冷卻劑在空調(diào)裝置的冷卻劑回路中循環(huán)。但是，在借助電池來驅(qū)動的電動車輛中，僅少量可用的廢熱在電機和動力電子設備上產(chǎn)生。因此必須應用電子輔助加熱器，例如PTC (Positive Temperatur Coefficient,正溫度系數(shù))_加熱器,但它們會消耗額外的電功率，從而還可能會減少電動車的有效距離。因此為了加熱機動車內(nèi)室，人們試圖在機動車的空調(diào)裝置中配備熱泵系統(tǒng)。該空調(diào)裝置通常具有封閉的制冷劑回路(制冷劑在此制冷劑回路中循環(huán))，還包括壓縮機、蒸發(fā)器、膨脹閥以及至少一個熱交換器。因此該釋放的熱量可被排放到同樣在封閉的冷卻劑回路中循環(huán)的冷卻劑上并且用來加熱機動車內(nèi)室。備選地，釋放的熱量還可被排放到流過熱交換器的空氣中，該空氣可被引入車輛的內(nèi)部空間中。
[0005]當使用外部熱交換器時，該外部熱交換器吸收來自空氣的能量并且可能具有低于冰點的表面溫度，熱交換器處的濕氣可能會在大約為冰點的外部溫度下結(jié)冰。這一點可能會對熱量傳遞產(chǎn)生不利影響，并因此不利地影響熱量到空氣中的傳遞效果。此外，由于冰層的增多，還可能會至少局部地封閉、某些情況下甚至完全封閉空氣的流動路徑。
[0006]因此，空調(diào)裝置的熱泵模式中設置有除冰裝置，其中結(jié)冰的冷凝物可被再次融解。在此通常已知的是，在除冰模式(其也稱為化霜模式)和加熱模式之間進行轉(zhuǎn)換。在第一種方法中規(guī)定，工藝從加熱模式轉(zhuǎn)換為除冰模式，外部熱交換器在該加熱模式中可能結(jié)冰。但是在除冰模式的持續(xù)時間內(nèi)，不能從空氣中提取熱量。因此降低了熱泵的整體效率。在第二種已知的方法中，同樣將加熱模式轉(zhuǎn)換為除冰模式，但熱量從緩沖存儲器中提取出來。該緩沖存儲器在此包含熱的載體介質(zhì)，它通過冷的外部熱交換器傳導并且能夠以這種方式給它除冰。這種緩沖存儲器是體積龐大的，因此會額外地增加機動車的重量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種改進的空調(diào)裝置，即使在外部溫度很低時也能在熱泵模式中運行。
[0008]本發(fā)明的實施例涉及一種尤其用于機動車的空調(diào)裝置，包括具有至少一個壓縮機的制冷劑回路，還包括具有外部熱交換器的冷卻劑回路，該外部熱交換器集成在熱泵系統(tǒng)中，其中還包括集成在熱泵系統(tǒng)中的冗余熱源。制冷劑回路除了壓縮機以外優(yōu)選還具有蒸發(fā)器、內(nèi)部熱交換器、用于制冷劑的收集容器、冷凝器以及膨脹機構(gòu)。冷卻劑回路包含加熱器，加熱的冷卻劑(典型的是冷卻水)能夠通過該加熱器流動。因此流經(jīng)加熱器的空氣也得到加熱，并且流入機動車的乘客內(nèi)室中，以便加熱該乘客內(nèi)室。通過該熱泵系統(tǒng),流經(jīng)外部熱交換器的周圍空氣的能量可被提取，并用來加熱冷卻水。因此，也能夠整體上節(jié)省用來加熱乘客內(nèi)室的能量，并且延長電動車的有效距離。只有對于熱泵系統(tǒng)中的熱源“空氣”來說需要額外的能量來源，和/或如果由于外部溫度很低不能提供熱源“空氣”時，才優(yōu)選接通冗余熱源。在此能夠應用該冗余熱源，以提高在冷卻劑回路中循環(huán)的冷卻水的溫度。如果在除冰模式或除霜過程中無法獲得熱源“空氣”，則應用該冗余熱源。用來實施除霜過程所需的時間(除霜時間)在此能夠調(diào)和，使布置在冷卻劑回路中的加熱器上的溫度不會降到額定值以下。用于加熱器的額定值尤其取決于外部溫度，例如是40°C。術(shù)語“冗余”在此表達的意思是，對于在“正常運行”時應用的熱源“空氣”來說，該熱源是額外的熱源。應用冗余熱源的優(yōu)點在于，尤其在非除霜過程中不必降低加熱器上以及車輛內(nèi)部空間中的溫度。因此能夠?qū)岜孟到y(tǒng)應用在電動車上，而不會由于乘客內(nèi)室的加熱不夠而影響駕駛員的舒適度。熱泵系統(tǒng)整體上的特征優(yōu)選在于，與常規(guī)的加熱系統(tǒng)相比能量消耗較小。
[0009]冗余熱源優(yōu)選設置在外部熱交換器的流路中。冗余熱源直接設置于外部熱交換器之前，并因此在冷卻劑回路中應用在同一個位置上。冗余熱源可在一定程度上替代外部熱交換器，而不必采取額外的措施，以便通過適當?shù)拈y門來這樣控制冷卻水的體積流量，即在熱泵系統(tǒng)的效果方面整體沒有顯著區(qū)別。此外，還可應用散熱器保溫簾作為附加措施，以便能夠控制流經(jīng)冷卻器的氣流。
[0010]此外，制冷劑回路還可在“加熱”模式下工作。外部熱交換器下游的冷卻劑溫度Tl優(yōu)選作為除霜過程結(jié)束的標準進行測量。
[0011]在空調(diào)裝置的有利的構(gòu)造方案中，壓縮機能夠以不同的旋轉(zhuǎn)速度來運行。該旋轉(zhuǎn)速度可在除霜程序運行時降低。在除霜過程中降低旋轉(zhuǎn)速度是尤其有利的。一方面在加熱器上生成了更少的加熱功率的冗余(它是沒必要的)。另一方面由于旋轉(zhuǎn)速度的降低，能夠提高蒸發(fā)壓力。此外，同樣能夠提高蒸發(fā)溫度和冷卻劑溫度，該冷卻劑從蒸發(fā)器朝著外部熱交換器流動。因此冷卻水溫達到額定值Tl所需的時間得到縮短。在此達到溫度閥值所需的能量值可被降低，如同在模擬計算中示出的一樣，外部熱交換器的除霜在該溫度閥值時視為結(jié)束(例如2V)。
[0012]作為空調(diào)裝置的一個備選實施例，冗余熱源可被設置在布置于冷卻劑回路中的加熱器的流路中。但是，這可能會要求對冷卻劑回路中的冷卻劑的體積流量進行最優(yōu)化。穿過外部熱交換器的體積流量Vl在O和300 Ι/h之間，例如大約是1701/h。當體積流量V2過大(例如在200和800 Ι/h之間，優(yōu)選6001/h)時，可在加熱器上形成過低的可達到的溫度。通過冷卻劑回路中的適當閥門能夠調(diào)節(jié)冷卻劑的體積流量。在此，優(yōu)選使用比例閥。據(jù)此，體積流量可被持續(xù)地調(diào)節(jié)，尤其是在除霜程序中。
[0013]冗余熱源可以是電熱源，優(yōu)選是電加熱裝置。電加熱裝置能夠快速地接通和斷開。此外，電加熱裝置還可被簡單地操控。此外，電加熱裝置也能夠后集成到現(xiàn)有的熱泵系統(tǒng)中。
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