用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)，可以包含：冷卻單元、第一冷凝器和第二冷凝器，該冷卻單元包括散熱器、用以將空氣引入到散熱器中的冷卻風(fēng)扇、通過冷卻管線連接到所述散熱器的水泵、以及設(shè)在冷卻管線上以存儲(chǔ)冷卻流體的儲(chǔ)罐；所述第一冷凝器在散熱器與儲(chǔ)罐之間連接到所述冷卻管線，從而通過制冷劑管線引入了冷卻流體和制冷劑，且通過所述冷卻流體與所述制冷劑之間的熱交換來對制冷劑進(jìn)行冷凝；所述第二冷凝器在所述制冷劑線路上串聯(lián)連接到所述第一冷凝器，使得引入經(jīng)冷凝的液相制冷劑，且該第二冷凝器安置在所述散熱器的前部，使得通過制冷劑與在駕駛時(shí)引入的室外空氣之間的熱交換來經(jīng)由空氣冷卻類型冷凝所述制冷劑。
【專利說明】用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2012年10月5日提交的韓國專利申請N0.10-2012-0110929的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容結(jié)合于此，以用于通過該引用的所有目的。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)，其通過提高制冷劑的冷凝速率來改善空調(diào)系統(tǒng)的整體冷卻性能。
【背景技術(shù)】
[0004]空調(diào)系統(tǒng)包括用以壓縮制冷劑的壓縮機(jī)、用以冷凝并液化由壓縮機(jī)壓縮的制冷劑的冷凝器、用以快速膨脹由冷凝器冷凝并液化的制冷劑的膨脹閥、以及用以蒸發(fā)由膨脹閥膨脹的制冷劑的蒸發(fā)器。
[0005]因?yàn)樗鋮s型冷凝器所具有的熱容量高于空氣冷卻型冷凝器的熱容量，所以水冷卻型冷凝器具有較低冷凝壓力，但冷卻劑與制冷劑之間的溫度差較小，且冷卻劑的溫度高于室外空氣，因此難以使制冷劑再冷卻且進(jìn)而可能降低整體冷卻性能。
[0006]冷卻風(fēng)扇和散熱器的大容量對于防止上述問題為必要的，但這在狹窄的發(fā)動(dòng)機(jī)室中以及在車輛的重量和成本方面為不利的。
[0007]而且，在應(yīng)用例如馬達(dá)、排氣管等電力部件的環(huán)保車輛中，在冷卻劑對構(gòu)成元件中的每一者進(jìn)行冷卻之后，將冷卻劑引入到冷凝器中。因此，制冷劑的冷凝量可隨著溫度升高而大大降低。
[0008]公開于本發(fā)明背景部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的各種方面是針對于提供一種用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)，其具有提高制冷劑的冷凝速率以及通過在冷凝制冷劑時(shí)使用制冷劑和外部空氣來改善整體冷卻性能的優(yōu)點(diǎn)，其中通過制冷劑來冷凝制冷劑以減小冷凝壓力且通過外部空氣來冷凝制冷劑以提高再冷卻有效性。
[0010]在本發(fā)明的一方面中，一種用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)可包括:冷卻單元，該冷卻單元包括用以將空氣引入到散熱器中的冷卻風(fēng)扇、通過冷卻管線連接到散熱器以儲(chǔ)存冷卻流體的儲(chǔ)罐、以及用以使所述冷卻流體循環(huán)的水泵；第一冷凝器，其在所述散熱器與所述儲(chǔ)罐之間連接到冷卻管線，其中通過制冷劑管線將制冷劑引入到該第一冷凝器，且通過所述冷卻流體與所述制冷劑之間的熱交換來對所述制冷劑進(jìn)行冷凝；以及第二冷凝器，其在所述制冷劑管線上串聯(lián)連接到所述第一冷凝器，使得從所述第一冷凝器引入了經(jīng)冷凝的液體制冷齊U，且通過安置在所述散熱器的前部來經(jīng)由所述制冷劑與在駕駛時(shí)引入的室外空氣之間的熱交換來冷凝所述制冷劑。[0011]空調(diào)單元包括用以使經(jīng)冷凝的制冷劑進(jìn)行膨脹的膨脹閥、用以通過與空氣的熱交換來使經(jīng)膨脹的制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器、以及用以壓縮蒸發(fā)氣體狀態(tài)的制冷劑的壓縮機(jī)，上述這些元件通過制冷劑管線彼此連接，其中從所述壓縮機(jī)排出的所述經(jīng)壓縮制冷劑依次在通過制冷劑管線彼此連接的第一冷凝器和第二冷凝器中的每一者中進(jìn)行穿過并冷凝。
[0012]第一冷凝器與貯液干燥器整體形成，從而對通過所述壓縮機(jī)和所述制冷劑管線連接并引入的制冷劑進(jìn)行冷凝之后分離所述經(jīng)冷凝的制冷劑中所剩余的氣態(tài)制冷劑。
[0013]第一冷凝器通過所述貯液干燥器串聯(lián)連接到第二冷凝器。
[0014]加熱元件安置在所述水泵與所述散熱器之間，其中引入了可能已經(jīng)穿過通過冷卻管線連接的第一冷凝器的冷卻流體。
[0015]加熱元件可包括環(huán)保車輛中的電力部件、馬達(dá)或排氣管以及內(nèi)燃機(jī)車輛中的水冷卻型中間冷卻器。
[0016]在本發(fā)明的另一方面中，一種用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)可包括用以使液體制冷劑膨脹的膨脹閥、用以通過與空氣的熱交換使經(jīng)膨脹的制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器、以及用以壓縮從所述蒸發(fā)器供應(yīng)的氣態(tài)制冷劑的壓縮機(jī)，上述這些元件通過制冷劑管線彼此連接，所述用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)可包括:冷卻單元，其包括用以在第一散熱器中引入空氣的冷卻風(fēng)扇、通過冷卻管線連接到所述第一散熱器以儲(chǔ)存冷卻流體的儲(chǔ)罐、以及通過冷卻管線連接以使所述冷卻流體循環(huán)的水泵；第一冷凝器，其安置在所述第一散熱器的一側(cè)上，使得通過所述冷卻管線和所述冷卻單元引入所述冷卻流體，且通過所述冷卻流體與通過冷卻管線引入的制冷劑之間的熱交換經(jīng)由水冷卻類型來冷凝所述制冷劑；以及第二冷凝器，其在所述制冷劑管線上串聯(lián)連接到所述第一冷凝器，使得引入經(jīng)冷凝的液相制冷劑，且該第二冷凝器安置在所述第一散熱器的前部上，使得通過所述制冷劑與在駕駛時(shí)引入的室外空氣之間的熱交換經(jīng)由空氣冷卻類型來冷凝所述制冷劑。
[0017]第一冷凝器安置在所述第一散熱器與所述儲(chǔ)罐之間。
[0018]第一冷凝器與貯液干燥器整體形成，從而分離所述經(jīng)冷凝的制冷劑中所剩余的氣態(tài)制冷劑。
[0019]第一冷凝器通過所述貯液干燥器連接到第二冷凝器。
[0020]加熱元件通過所述冷卻管線安置在第一散熱器與水泵之間。
[0021]加熱元件可包括環(huán)保車輛中的電力部件、馬達(dá)或排氣管以及內(nèi)燃機(jī)車輛中的水冷卻型中間冷卻器。
[0022]用于內(nèi)燃機(jī)的第二散熱器提供在第一散熱器與冷卻風(fēng)扇之間以冷卻內(nèi)燃機(jī)車輛中的內(nèi)燃機(jī)。
[0023]如上文所描述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，當(dāng)通過冷卻流體來初次冷凝制冷劑時(shí)，由于冷卻流體的熱容量高于室外空氣的熱容量而可減小冷凝壓力，且當(dāng)通過室外空氣來二次冷凝制冷劑時(shí)，冷卻流體與制冷劑之間的溫度差可較高而有利于形成再冷卻。因此，可通過提高制冷劑的冷凝速率來改善整體空調(diào)冷卻性能。
[0024]另外，可通過減小制冷劑的冷凝壓力來減少壓縮機(jī)所需要的工作，且可通過增大再冷卻來減小冷卻流體的水溫。因此，可在不增加散熱器和冷卻風(fēng)扇的容量的情況下改善冷卻性能。
[0025]另外，如果應(yīng)用于例如燃料電池車輛和電動(dòng)車輛等環(huán)保車輛，那么電力部件、馬達(dá)、排氣管或例如內(nèi)燃機(jī)車輛中的中間冷卻器等加熱元件以及空調(diào)制冷劑可通過一個(gè)集成散熱器來冷卻。
[0026]本發(fā)明的方法和裝置具有其他的特性和優(yōu)點(diǎn)，這些特性和優(yōu)點(diǎn)從并入本文中的附圖和隨后的【具體實(shí)施方式】中將是顯而易見的，或者將在并入本文中的附圖和隨后的【具體實(shí)施方式】中進(jìn)行詳細(xì)陳述，這些附圖和【具體實(shí)施方式】共同用于解釋本發(fā)明的特定原理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方式的用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)的框圖。
[0028]圖2為顯示根據(jù)本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方式的用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)的框圖。
[0029]圖3為顯示根據(jù)本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方式的用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)的框圖。
[0030]圖4為顯示根據(jù)本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方式的用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)的框圖。
[0031]應(yīng)當(dāng)了解，附圖并不必須是按比例繪制的，其示出了某種程度上經(jīng)過簡化了的本發(fā)明的基本原理的各個(gè)特征。在此所公開的本發(fā)明的特定的設(shè)計(jì)特征，包括例如特定的尺寸、定向、定位和外形，將部分地由特定目的的應(yīng)用和使用環(huán)境所確定。
[0032]在這些附圖中，在貫穿附圖的多幅圖形中，附圖標(biāo)記指代本發(fā)明的相同或等效的部分。
【具體實(shí)施方式】
[0033]現(xiàn)在將具體參考本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式，在附圖中和以下的描述中示出了這些實(shí)施方式的實(shí)例。雖然本發(fā)明與示例性實(shí)施方式相結(jié)合進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)了解，本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實(shí)施方式。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實(shí)施方式，而且覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種替換、修改、等效形式以及其它實(shí)施方式。
[0034]下文中將參看附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。
[0035]圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施方式的用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)的框圖。
[0036]參看圖1，在根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施方式的用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)中，當(dāng)對制冷劑進(jìn)行冷凝時(shí)，通過各自使用冷卻流體和室外空氣，在首先通過冷卻流體來冷凝制冷劑時(shí)，可減小冷凝壓力，在其次通過室外空氣來冷凝制冷劑時(shí)，可增大再冷卻且制冷劑的冷凝速率可較高，使得可獲得整體空調(diào)性能可得以改善的結(jié)構(gòu)。
[0037]為此目的，用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)I被配置成包括冷卻單元、第一冷凝器10和第二冷凝器20，且將如下較詳細(xì)描述對每一組件的解釋。
[0038]首先，冷卻單元包括設(shè)于車輛的前部的散熱器2以及用以在散熱器2中引入空氣的冷卻風(fēng)扇4。
[0039]此處，冷卻風(fēng)扇4連接到控制器，使得可依據(jù)車輛的條件以及制冷劑或冷卻流體的溫度來調(diào)整空氣流。
[0040]另外，冷卻單元被配置成包括:通過散熱器2和冷卻管線(下文中，稱為“C.L”)連接的水泵6，冷卻流體流動(dòng)以通過所述水泵6使冷卻流體循環(huán)；冷卻管線(C.L)；以及用以儲(chǔ)存冷卻流體的儲(chǔ)罐8。
[0041]另外，冷卻單元被配置成包括:通過散熱器2和冷卻管線(下文中，稱為“C.L”)連接的儲(chǔ)罐8，冷卻流體流動(dòng)以通過所述儲(chǔ)罐儲(chǔ)存冷卻流體；以及提供于冷卻管線(C.L)上以使冷卻流體循環(huán)的水泵6。
[0042]此處，如上文所描述的冷卻流體可配置為冷卻劑。
[0043]在此示例性實(shí)施方式中，第一冷凝器10在散熱器2與儲(chǔ)罐8之間連接到冷卻管線(C.L)以引入冷卻流體，且通過制冷劑管線(下文中，稱為“R.L”)引入制冷劑，制冷劑通過所述制冷劑管線在空調(diào)單元中流動(dòng)，使得主要通過冷卻流體與制冷劑之間的熱交換來冷凝制冷劑。
[0044]此處，空調(diào)單元被配置成包括用以使經(jīng)冷凝的制冷劑膨脹的膨脹閥22、用以通過與空氣的熱交換來使經(jīng)膨脹的制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器24、以及用以壓縮經(jīng)蒸發(fā)的氣態(tài)制冷劑的壓縮機(jī)26，上述這些元件通過制冷劑管線(R.L)彼此連接。
[0045]在此示例性實(shí)施方式中，第一冷凝器10可與貯液干燥器12整體形成，從而對通過壓縮機(jī)26和制冷劑管線(R.L)連接并引入的制冷劑進(jìn)行冷凝之后分離經(jīng)冷凝的制冷劑中所剩余的氣態(tài)制冷劑。
[0046]貯液干燥器12可分離初次冷凝液體狀態(tài)的制冷劑內(nèi)的未變化為液相的氣態(tài)制冷齊U，使得在第一冷凝器10中僅排出液相制冷劑。
[0047]而且，第二冷凝器20串聯(lián)連接到第一冷凝器10以引入從第一冷凝器10冷凝的呈液相的制冷劑，且該第二冷凝器20安置在散熱器2的前部以通過制冷劑與在駕駛時(shí)引入的室外空氣之間的熱交換來對制冷劑進(jìn)行二次冷凝。
[0048]同時(shí)，通過空調(diào)單元，從壓縮機(jī)26排出的經(jīng)壓縮制冷劑依次在第一冷凝器10和第二冷凝器20中穿行并冷凝，所述第一冷凝器10和所述第二冷凝器20通過制冷劑管線(R.L)彼此連接。
[0049]此處，第一冷凝器10通過貯液干燥器12串聯(lián)連接到第二冷凝器20。
[0050]因此，第二冷凝器20可通過室外空氣與僅以液相引入的液體制冷劑之間的熱交換來進(jìn)行二次冷凝，其中分離了通過第一冷凝器10的貯液干燥器12的未變化的氣態(tài)制冷劑。
[0051]換句話說，在本發(fā)明的第一示例性實(shí)施方式中，第一冷凝器10包括水冷卻類型，其中通過冷卻流體引入的冷卻劑與引入到內(nèi)部的制冷劑進(jìn)行交換，且第二冷凝器20包括空氣冷卻類型，其中制冷劑與在駕駛車輛期間從外部引入的室外空氣進(jìn)行交換。
[0052]因此，由水冷卻類型組成的第一冷凝器10可使用具有比室外空氣高的傳熱系數(shù)的冷卻劑來冷卻制冷劑以減小內(nèi)部的冷凝壓力。
[0053]另外，由空氣冷卻類型組成的第二冷凝器20可使用室外空氣來僅冷卻氣態(tài)制冷齊U，其中通過貯液干燥器12供應(yīng)在穿過第一冷凝器10時(shí)得到冷凝的制冷劑，使得室外空氣與制冷劑之間的溫度差可較高而有利于形成再冷卻，且可減少冷卻管線(R.L)的總熱量。
[0054]也就是說，根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施方式的空調(diào)系統(tǒng)I可應(yīng)用于第一冷凝器10和第二冷凝器20兩者，所述冷凝器各自以水冷卻類型和空氣冷卻類型來應(yīng)用。因此，由于可有效地使用作為水冷卻類型的優(yōu)點(diǎn)的冷凝壓力降低以及作為空氣冷卻類型的優(yōu)點(diǎn)的用以獲得再冷卻形成的有利位置，并且根據(jù)每一類型的缺點(diǎn)可得到補(bǔ)償，所以可改善整體冷卻空調(diào)性能。
[0055]因此，根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施方式，如果應(yīng)用具有上述結(jié)構(gòu)的空調(diào)系統(tǒng)1，那么冷卻流體和室外空氣各自在冷凝制冷劑時(shí)使用。因此，當(dāng)通過冷卻流體來初次冷凝制冷劑時(shí)，由于冷卻流體的熱容量高于室外空氣的熱容量而可減小冷凝壓力，且當(dāng)通過室外空氣來二次冷凝制冷劑時(shí)，冷卻流體與制冷劑之間的溫度差可較高而有利于形成再冷卻。因此，可通過提高制冷劑的冷凝速率來改善整體空調(diào)冷卻性能。
[0056]另外，可通過減小制冷劑的冷凝壓力來減少壓縮機(jī)所需要的工作，進(jìn)而減少操作燃料消耗，且可通過增大再冷卻來減少冷卻管線(C.L)的總熱量，進(jìn)而降低隨冷卻管線(R.L)循環(huán)的冷卻流體的水溫。因此，由于可在不增加散熱器2和冷卻風(fēng)扇4的容量的情況下改善冷卻性能，所以可通過簡化狹窄的發(fā)動(dòng)機(jī)室中的布局來提高空間利用率，并且可減輕重量并節(jié)省制造成本。
[0057]圖2為顯示根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實(shí)施方式的用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)的框圖。
[0058]參看圖2，根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實(shí)施方式的空調(diào)系統(tǒng)100可應(yīng)用于燃料電池車輛、電動(dòng)車輛等環(huán)保車輛，其中冷卻流體和室外空氣各自在冷凝制冷劑時(shí)使用。因此，當(dāng)通過冷卻流體來初次冷凝制冷劑時(shí)，可減小冷凝壓力，且當(dāng)通過室外空氣來二次冷凝制冷劑時(shí)，可增大再冷卻。因此，可通過提高制冷劑的冷凝速率來改善整體空調(diào)冷卻性能。
[0059]根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實(shí)施方式，空調(diào)系統(tǒng)100可被配置成包括冷卻單元、第一冷凝器Iio和第二冷凝器120。
[0060]首先，冷卻單元可被配置成包括設(shè)于車輛的前部上的散熱器102、用以在散熱器102中引入空氣的冷卻風(fēng)扇104、通過散熱器2和冷卻管線(下文中，稱為“C.L”)連接的儲(chǔ)罐108 (冷卻流體流動(dòng)以通過所述儲(chǔ)罐108儲(chǔ)存所述冷卻流體)、以及設(shè)于冷卻管線(C.L)上以使冷卻流體循環(huán)的水泵106。
[0061]此處，冷卻風(fēng)扇104連接到控制器，使得可依據(jù)車輛的條件和制冷劑或冷卻流體的溫度來調(diào)整空氣流，且冷卻流體可配置為冷卻劑。
[0062]在本發(fā)明的第二示例性實(shí)施方式中，第一冷凝器110在散熱器102與儲(chǔ)罐108之間連接到冷卻管線(C.L)上以引入冷卻流體，且通過制冷劑管線(下文中，稱為“R.L”)引入制冷劑，制冷劑通過所述制冷劑管線在空調(diào)單元中流動(dòng)，使得通過冷卻流體與制冷劑之間的熱交換來使制冷劑初次冷凝。
[0063]此處，空調(diào)單元被配置成包括用以使經(jīng)冷凝的制冷劑膨脹的膨脹閥122、用以通過與空氣的熱交換來使經(jīng)膨脹的制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器124、以及用以壓縮經(jīng)蒸發(fā)的氣態(tài)制冷劑的壓縮機(jī)126，所述元件通過制冷劑管線(R.L)彼此連接。
[0064]在此示例性實(shí)施方式中，第一冷凝器110可與貯液干燥器112整體形成，從而對通過壓縮機(jī)126和制冷劑管線(R.L)連接并引入的制冷劑進(jìn)行冷凝之后對經(jīng)冷凝的制冷劑中所剩余的氣態(tài)制冷劑進(jìn)行分離。
[0065]貯液干燥器112可分離初次冷凝液體狀態(tài)的制冷劑內(nèi)的未變化為液相的氣態(tài)制冷劑，使得在第一冷凝器110中僅排出液相制冷劑。
[0066]另外，第二冷凝器120串聯(lián)連接到第一冷凝器110以引入從第一冷凝器110冷凝的呈液相的制冷劑，且該第二冷凝器120安置在散熱器102的前部以通過制冷劑與在駕駛時(shí)引入的室外空氣之間的熱交換來二次冷凝制冷劑。
[0067]此處，加熱元件130可安置在水泵108與散熱器102之間，其中在通過冷卻管線(C.L)連接并通過第一冷凝器110傳遞冷卻流體之后，在所述加熱元件130中引入儲(chǔ)存在儲(chǔ)罐108中的冷卻流體。
[0068]加熱元件130可被配置成包括應(yīng)用于例如燃料電池車輛、電動(dòng)車輛等環(huán)保車輛的電力部件、馬達(dá)或排氣管以及內(nèi)燃機(jī)車輛中的水冷卻型中間冷卻器。
[0069]也就是說，加熱元件130的熱量可由通過冷卻管線(C.L)從第一冷凝器110排出的冷卻劑來冷卻。
[0070]因此，在通過冷卻劑冷卻加熱元件130之后，使冷卻劑沿冷卻管線(C.L)循環(huán)且再次引入到散熱器102中以通過水泵106進(jìn)行冷卻，同時(shí)維持加熱狀態(tài)。另外，在通過水泵106將冷卻劑儲(chǔ)存在儲(chǔ)罐108中且接著將冷卻劑引入到第一冷凝器110中以進(jìn)行熱交換之后。重復(fù)地執(zhí)行所述操作。
[0071]另一方面，在空調(diào)單元中，從壓縮機(jī)126排出的經(jīng)壓縮制冷劑可在依次穿過通過制冷劑管線(R.L)彼此連接的第一冷凝器110和第二冷凝器120時(shí)得到冷凝。
[0072]此處，第一冷凝器110可通過貯液干燥器12串聯(lián)連接到第二冷凝器120。
[0073]因此，第二冷凝器120可通過室外空氣與僅以液相引入的液體制冷劑之間的熱交換來進(jìn)行二次冷凝，此處分離通過第一冷凝器110的貯液干燥器112的未變化的氣態(tài)制冷劑。
[0074]此時(shí)，貯液干燥器112還可執(zhí)行過濾制冷劑中所含有的異物的功能。
[0075]也就是說，在本發(fā)明的第二示例性實(shí)施方式中，第一冷凝器110包括水冷卻類型，其中通過冷卻流體引入的冷卻劑與引入到內(nèi)部的制冷劑進(jìn)行交換，且第二冷凝器120包括空氣冷卻類型，其中制冷劑與在駕駛車輛期間從外部引入的室外空氣進(jìn)行交換。
[0076]因此，由水冷卻類型組成的第一冷凝器110可使用具有比室外空氣高的傳熱系數(shù)的冷卻劑來冷卻制冷劑以減小內(nèi)部的冷凝壓力。
[0077]另外，由空氣冷卻類型組成的第二冷凝器120可使用室外空氣來僅冷卻氣態(tài)制冷齊U，其中通過貯液干燥器112供應(yīng)在穿過第一冷凝器110時(shí)得到冷凝的制冷劑，使得室外空氣與制冷劑之間的溫度差可較高而有利于形成再冷卻，且可減少冷卻管線(R.L)的總熱量。
[0078]因此，根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實(shí)施方式，如果應(yīng)用具有上述結(jié)構(gòu)的空調(diào)系統(tǒng)100，那么冷卻流體和室外空氣各自在冷凝制冷劑時(shí)使用。因此，當(dāng)通過冷卻流體來初次冷凝制冷劑時(shí)，由于冷卻流體的熱容量高于室外空氣的熱容量而可減小冷凝壓力，且當(dāng)通過室外空氣來二次冷凝制冷劑時(shí)，冷卻流體與制冷劑之間的溫度差可較高而有利于形成再冷卻。因此，可通過提高制冷劑的冷凝速率來改善整體空調(diào)冷卻性能。
[0079]另外，可通過減小制冷劑的冷凝壓力來減少壓縮機(jī)所需要的工作，進(jìn)而減少操作燃料消耗，且可通過增大再冷卻來減少冷卻管線(C.L)的總熱量，進(jìn)而降低隨冷卻管線(R.L)循環(huán)的冷卻流體的水溫。因此，由于可在不增加散熱器102和冷卻風(fēng)扇104的容量的情況下改善冷卻性能，所以可通過簡化狹窄的發(fā)動(dòng)機(jī)室中的布局來提高空間利用率，且可減輕重量并節(jié)省制造成本。
[0080]另外，如果應(yīng)用于例如燃料電池車輛和電動(dòng)車輛等環(huán)保車輛，那么電力部件、排氣管和例如內(nèi)燃機(jī)車輛中的中間冷卻器等加熱元件130以及制冷劑可通過一個(gè)集成散熱器102來冷卻。因此，可改善冷卻性能且可簡化配置。
[0081]圖3為顯示根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實(shí)施方式的用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)的框圖。
[0082]參看圖3，根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實(shí)施方式的空調(diào)系統(tǒng)200可應(yīng)用于燃料電池車輛、電動(dòng)車輛等環(huán)保車輛，其中冷卻流體和室外空氣各自在冷凝制冷劑時(shí)使用。因此，當(dāng)通過冷卻流體來初次冷凝制冷劑時(shí)，可減小冷凝壓力，且當(dāng)通過室外空氣來二次冷凝制冷劑時(shí)，可增大再冷卻。因此，可通過提高制冷劑的冷凝速率來改善整體空調(diào)冷卻性能。
[0083]根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實(shí)施方式，空調(diào)系統(tǒng)200可被配置成包括用以使液體制冷劑膨脹的膨脹閥202、用以通過與空氣的熱交換來使通過膨脹閥202膨脹的制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器204、以及用以壓縮從蒸發(fā)器204供應(yīng)的氣態(tài)制冷劑的壓縮機(jī)206，上述這些元件基本上通過制冷劑管線(R.L)彼此連接。
[0084]此處，根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實(shí)施方式，空調(diào)系統(tǒng)200可被配置成進(jìn)一步包括冷卻單元、第一冷凝器216和第二冷凝器220。
[0085]首先，冷卻單元可被配置成包括提供于車輛的前部上的散熱器208、用以在散熱器208中引入空氣的冷卻風(fēng)扇210、通過散熱器208和冷卻管線(C.L)連接的儲(chǔ)罐214 (冷卻流體流動(dòng)以通過儲(chǔ)罐214儲(chǔ)存冷卻流體)、以及通過冷卻管線(C.L)連接以使冷卻流體循環(huán)的水泵212。
[0086]如上配置的冷卻單元中的冷卻風(fēng)扇204連接到控制器，使得可依據(jù)車輛的條件和制冷劑或冷卻流體的溫度來調(diào)整空氣流，且冷卻流體可配置為冷卻劑。
[0087]此處，通過冷卻管線(C.L)連接的加熱元件230可安置在散熱器208與水泵230之間。
[0088]加熱元件230可被配置成包括應(yīng)用于例如燃料電池車輛、電動(dòng)車輛等環(huán)保車輛的電力部件、馬達(dá)或排氣管，或者排氣管，以及內(nèi)燃機(jī)車輛中的水冷卻型中間冷卻器。
[0089]也就是說，在通過水泵212的操作從散熱器208將冷卻劑傳遞到第一冷凝器216之后，在通過冷卻管線(C.L)引入儲(chǔ)存在儲(chǔ)罐214中的冷卻劑的同時(shí)冷卻加熱元件230所產(chǎn)生的熱量。
[0090]因此，在通過冷卻劑冷卻加熱元件230之后，使冷卻劑沿冷卻管線(C.L)循環(huán)且再次引入到散熱器202中以通過水泵206進(jìn)行冷卻，同時(shí)維持加熱狀態(tài)。另外，在將冷卻劑引入到第一冷凝器210中以與制冷劑進(jìn)行熱交換之后。重復(fù)地執(zhí)行所述操作。
[0091]同時(shí)，借助于第一冷凝器216，通過冷卻管線(C.L)和冷卻單元連接并引入作為冷卻劑的冷卻流體，且通過冷卻流體與通過制冷劑管線引入的制冷劑之間的熱交換來經(jīng)由水冷卻類型冷凝制冷劑。
[0092]此處，第一冷凝器216可安置在散熱器208的一側(cè)上位于儲(chǔ)罐214與散熱器208之間。
[0093]另外，第一冷凝器216可與貯液干燥器218整體形成，從而對通過壓縮機(jī)206和制冷劑管線(R.L)連接并引入的制冷劑進(jìn)行冷凝之后對經(jīng)冷凝的制冷劑中所剩余的氣態(tài)制冷劑進(jìn)行分離。
[0094]貯液干燥器218可分離呈經(jīng)主要冷凝液體狀態(tài)的制冷劑內(nèi)的未變化為液相的氣態(tài)制冷劑，使得在第一冷凝器216中僅排出液相制冷劑，且同時(shí)執(zhí)行去除制冷劑中所含有的異物的功能。
[0095]另外，第二冷凝器220在制冷劑管線(R.L)上串聯(lián)連接到第一冷凝器216，使得可引入經(jīng)冷凝的液相制冷劑，且第二冷凝器220安置在散熱器208的前部，使得可通過制冷劑與在駕駛時(shí)引入的室外空氣之間的熱交換來經(jīng)由空氣冷卻類型冷凝制冷劑。[0096]此處，第一冷凝器216與第二冷凝器220可彼此串聯(lián)連接。此時(shí)，第一冷凝器216可通過貯液干燥器218連接到第二冷凝器220。
[0097]換句話說，在本發(fā)明的第三示例性實(shí)施方式中，第一冷凝器216包括水冷卻類型，其中通過冷卻流體引入的冷卻劑與引入到內(nèi)部的制冷劑進(jìn)行交換，且第二冷凝器220包括空氣冷卻類型，其中制冷劑與在駕駛車輛期間從外部引入的室外空氣進(jìn)行交換。
[0098]因此，由水冷卻類型組成的第一冷凝器216可使用具有比室外空氣高的傳熱系數(shù)的冷卻劑來冷卻制冷劑以減小內(nèi)部的冷凝壓力。
[0099]另外，由空氣冷卻類型組成的第二冷凝器220可使用室外空氣來僅冷卻氣態(tài)制冷齊U，其中通過貯液干燥器218供應(yīng)在穿過第一冷凝器216時(shí)得到冷凝的制冷劑，使得室外空氣與制冷劑之間的溫度差可較高而有利于形成再冷卻且可減少冷卻管線(R.L)的總熱量。
[0100]另外，由于將沿冷卻單元中的冷卻管線(C.L)循環(huán)的冷卻劑可使用散熱器208冷卻從加熱元件230產(chǎn)生的熱量，所以可簡化整體配置。
[0101]因此，根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實(shí)施方式，如果應(yīng)用具有上述結(jié)構(gòu)的空調(diào)系統(tǒng)200，那么冷卻流體和室外空氣各自在冷凝制冷劑時(shí)使用。因此，當(dāng)通過冷卻流體來初次冷凝制冷劑時(shí)，由于冷卻流體的熱容量高于室外空氣的熱容量而可減小冷凝壓力，且當(dāng)通過室外空氣來二次冷凝制冷劑時(shí)，冷卻流體與制冷劑之間的溫度差可較高而有利于形成再冷卻。因此，可通過提高制冷劑的冷凝速率來改善整體空調(diào)冷卻性能。
[0102]另外，可通過減小制冷劑的冷凝壓力來減少壓縮機(jī)所需要的工作，進(jìn)而減少操作燃料消耗，且可通過增大再冷卻來減少冷卻管線(C.L)的總熱量，進(jìn)而降低隨冷卻管線(R.L)循環(huán)的冷卻流體的水溫。因此，由于可在不增加散熱器208和冷卻風(fēng)扇210的容量的情況下改善冷卻性能，所以可通過簡化狹窄的發(fā)動(dòng)機(jī)室中的布局來提高空間利用率，并且可減輕重量并節(jié)省制造成本。
[0103]另外，如果應(yīng)用于例如燃料電池車輛和電動(dòng)車輛等環(huán)保車輛，那么電力部件、排氣管或例如內(nèi)燃機(jī)車輛中的中間冷卻器等加熱元件230以及制冷劑可通過一個(gè)集成散熱器208來冷卻。因此，可改善冷卻性能且可簡化配置。
[0104]圖4為顯示根據(jù)本發(fā)明的第四示例性實(shí)施方式的用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)的框圖。
[0105]參看圖4，根據(jù)本發(fā)明的第四示例性實(shí)施方式的用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)300可應(yīng)用于具備內(nèi)燃機(jī)的車輛，其中在各自使用冷卻流體和室外空氣來冷凝制冷劑的情況下，當(dāng)通過冷卻流體來初次冷凝制冷劑時(shí)，可減小冷凝壓力，且當(dāng)通過室外空氣來二次冷凝制冷劑時(shí)，可增大再冷卻，使得可改善整體空調(diào)冷卻性能。
[0106]根據(jù)本發(fā)明的第四示例性實(shí)施方式，空調(diào)系統(tǒng)300可被配置成包括用以使液體制冷劑膨脹的膨脹閥303、用以通過與空氣的熱交換來使通過膨脹閥303膨脹的制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器304、以及用以壓縮從蒸發(fā)器304供應(yīng)的氣態(tài)制冷劑的壓縮機(jī)306，上述這些元件基本上通過制冷劑管線(R.L)彼此連接。
[0107]此處，根據(jù)本發(fā)明的第四示例性實(shí)施方式，空調(diào)系統(tǒng)300可被配置成進(jìn)一步包括冷卻單元、第一冷凝器316和第二冷凝器320。
[0108]首先，冷卻單元可被配置成包括提供于車輛的前部上的散熱器308、用以在散熱器308中引入空氣的冷卻風(fēng)扇310、通過散熱器308和冷卻管線(C.L)連接的儲(chǔ)罐314 (冷卻流體流動(dòng)以通過儲(chǔ)罐314儲(chǔ)存冷卻流體)、以及通過冷卻管線(C.L)連接以使冷卻流體循環(huán)的水泵312。
[0109]如上配置的冷卻單元中的冷卻風(fēng)扇304連接到控制器，使得可依據(jù)車輛的條件和制冷劑或冷卻流體的溫度來調(diào)整空氣流，且冷卻流體可配置為冷卻劑。
[0110]此處，可在內(nèi)燃機(jī)車輛中在散熱器308與冷卻風(fēng)扇310之間進(jìn)一步包括用于內(nèi)燃機(jī)的散熱器330。
[0111]用于內(nèi)燃機(jī)的散熱器330通過與組成冷卻單元的冷卻管線(C.L)不同的單獨(dú)冷卻管線連接到車輛的內(nèi)燃機(jī)，使得在冷卻從內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的熱量之后，可通過室外空氣和冷卻風(fēng)扇310的操作來冷卻經(jīng)加熱的冷卻流體，且可再次供應(yīng)冷卻流體。
[0112]同時(shí)，借助于第一冷凝器316，通過冷卻管線(C.L)和冷卻單元連接并引入作為冷卻劑的冷卻流體，且通過冷卻流體與通過制冷劑管線(R.L)引入的制冷劑之間的熱交換來經(jīng)由水冷卻類型冷凝制冷劑。
[0113]此處，第一冷凝器316可安置在散熱器308的一側(cè)上位于儲(chǔ)罐314與散熱器308之間。
[0114]另外，第一冷凝器316可與貯液干燥器318整體形成，所述貯液干燥器318在對通過壓縮機(jī)306和制冷劑管線(R.L)連接并引入的制冷劑進(jìn)行冷凝之后分離經(jīng)冷凝的制冷劑中所剩余的氣態(tài)制冷劑。
[0115]貯液干燥器318可分離呈經(jīng)主要冷凝液體狀態(tài)的制冷劑內(nèi)的未變化為液相的氣態(tài)制冷劑，使得在第一冷凝器316中僅排出液相制冷劑，且同時(shí)執(zhí)行去除制冷劑中所含有的異物的功能。
[0116]另外，第二冷凝器320在制冷劑管線(R.L)上串聯(lián)連接到第一冷凝器316，使得可引入經(jīng)冷凝的液相制冷劑，且安置在散熱器308的前部上，使得可通過制冷劑與在駕駛時(shí)弓I入的室外空氣之間的熱交換來經(jīng)由空氣冷卻類型冷凝制冷劑。
[0117]此處，第一冷凝器316與第二冷凝器320可彼此串聯(lián)連接。此時(shí)，第一冷凝器316可通過貯液干燥器318連接到第二冷凝器320。
[0118]換句話說，在本發(fā)明的第四示例性實(shí)施方式中，第一冷凝器316包括水冷卻類型，其中通過冷卻流體引入的冷卻劑與引入到內(nèi)部的制冷劑進(jìn)行交換，且第二冷凝器320包括空氣冷卻類型，其中制冷劑與在駕駛車輛期間從外部引入的室外空氣進(jìn)行交換。
[0119]因此，由水冷卻類型組成的第一冷凝器316可使用具有比室外空氣高的傳熱系數(shù)的冷卻劑來冷卻制冷劑以減小內(nèi)部的冷凝壓力。
[0120]另外，由空氣冷卻類型組成的第二冷凝器320可使用室外空氣來僅冷卻氣態(tài)制冷齊U，其中通過貯液干燥器318供應(yīng)在穿過第一冷凝器316時(shí)得到冷凝的制冷劑，使得室外空氣與制冷劑之間的溫度差可較高而有利于形成再冷卻且可減少冷卻管線(R.L)的總熱量。
[0121]因此，根據(jù)本發(fā)明的第四示例性實(shí)施方式，如果應(yīng)用具有上述結(jié)構(gòu)的空調(diào)系統(tǒng)300，那么冷卻流體和室外空氣各自在冷凝制冷劑時(shí)使用。因此，當(dāng)主要地通過冷卻流體來冷凝制冷劑時(shí)，由于冷卻流體的熱容量高于室外空氣的熱容量而可減小冷凝壓力，且當(dāng)次要地通過室外空氣來冷凝制冷劑時(shí)，冷卻流體與制冷劑之間的溫度差可較高而有利于形成再冷卻。因此，可通過提高制冷劑的冷凝速率來改善整體空調(diào)冷卻性能。
[0122]另外，可通過減小制冷劑的冷凝壓力來減少壓縮機(jī)所需要的工作，進(jìn)而減少操作燃料消耗，且可通過增大再冷卻來減少冷卻管線(C.L)的總熱量，進(jìn)而降低隨冷卻管線(R.L)循環(huán)的冷卻流體的水溫。因此，由于可在不增加散熱器308和冷卻風(fēng)扇310的容量的情況下改善冷卻性能，所以可通過簡化狹窄的發(fā)動(dòng)機(jī)室中的布局來提高空間利用率，并且可減輕重量并節(jié)省制造成本。
[0123]盡管已經(jīng)結(jié)合目前視為實(shí)用示例性實(shí)施方式的內(nèi)容來描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解，本發(fā)明不限于所揭示的實(shí)施方式，而是相反，本發(fā)明既定涵蓋包括在所附權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等效布置。
[0124]為了方便解釋和精確限定所附權(quán)利要求，術(shù)語“上”、“下”、“內(nèi)”和“外”是用于參考圖中顯示的這些特征的位置來描述示例性實(shí)施方式的特征。
[0125]前述對本發(fā)明的具體示例性實(shí)施方式的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想窮盡本發(fā)明，或者將本發(fā)明限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)，可以進(jìn)行很多改變和變化。對示例性實(shí)施方式進(jìn)行選擇和描述的目的在于解釋本發(fā)明的特定原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種不同的示例性實(shí)施方式以及各種不同的選擇和改變。本發(fā)明的范圍意在由所附的權(quán)利要求書及其等同形式所限定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)，其包含: 冷卻單元，該冷卻單元包括用以將空氣引入到散熱器中的冷卻風(fēng)扇、通過冷卻管線連接到所述散熱器以儲(chǔ)存冷卻流體的儲(chǔ)罐、以及用以使所述冷卻流體循環(huán)的水泵； 第一冷凝器，其在所述散熱器與所述儲(chǔ)罐之間連接到所述冷卻管線，其中通過制冷劑管線將制冷劑引入到該第一冷凝器，且通過所述冷卻流體與所述制冷劑之間的熱交換來對所述制冷劑進(jìn)行冷凝；以及 第二冷凝器，其在所述制冷劑管線上串聯(lián)連接到所述第一冷凝器，使得從所述第一冷凝器引入了經(jīng)冷凝的液體制冷劑，且通過安置在所述散熱器的前部來經(jīng)由所述制冷劑與在駕駛時(shí)引入的室外空氣之間的熱交換來冷凝所述制冷劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)， 其中空調(diào)單元包括用以使得經(jīng)冷凝的制冷劑進(jìn)行膨脹的膨脹閥、用以通過與所述空氣的熱交換來使經(jīng)膨脹的制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器、以及壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)用來壓縮處于蒸發(fā)氣體狀態(tài)的制冷劑，所述膨脹閥、蒸發(fā)器和壓縮機(jī)通過所述制冷劑管線彼此連接，且 其中從所述壓縮機(jī)排出的經(jīng)壓縮的制冷劑依次在通過所述制冷劑管線彼此連接的所述第一冷凝器和所述第二冷凝器中的每一者中進(jìn)行穿過并冷凝。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)，其中所述第一冷凝器與貯液干燥器整體形成，從而對通過所述壓縮機(jī)和所述制冷劑管線連接并引入的所述制冷劑進(jìn)行冷凝之后對所述經(jīng)冷凝的制冷劑 中所剩余的氣態(tài)制冷劑進(jìn)行分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)，其中所述第一冷凝器通過所述貯液干燥器串聯(lián)連接到所述第二冷凝器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)，其中在所述水泵與所述散熱器之間設(shè)有加熱元件，其中引入了已經(jīng)穿過通過所述冷卻管線連接的所述第一冷凝器的冷卻流體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)，其中所述加熱元件包括環(huán)保車輛中的電力部件、馬達(dá)或排氣管以及內(nèi)燃機(jī)車輛中的水冷卻型中間冷卻器。
7.一種用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)，其包括用以使液體制冷劑膨脹的膨脹閥、用以通過與空氣的熱交換來使經(jīng)膨脹的制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器、以及用以壓縮從所述蒸發(fā)器供應(yīng)的氣態(tài)制冷劑的壓縮機(jī)，所述膨脹閥、蒸發(fā)器和壓縮機(jī)通過制冷劑管線彼此連接，所述用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)包含: 冷卻單元，該冷卻單元包括用以在第一散熱器中引入空氣的冷卻風(fēng)扇、通過冷卻管線連接到所述第一散熱器以儲(chǔ)存冷卻流體的儲(chǔ)罐、以及通過所述冷卻管線連接以使所述冷卻流體循環(huán)的水泵； 第一冷凝器，其安置在所述第一散熱器的一側(cè)上，使得通過所述冷卻管線和所述冷卻單元來引入冷卻流體，且通過所述冷卻流體與通過所述冷卻管線引入的制冷劑之間的熱交換來經(jīng)由水冷卻類型而冷凝所述制冷劑；以及 第二冷凝器，其在所述制冷劑管線上串聯(lián)連接到所述第一冷凝器，使得引入了經(jīng)冷凝的液相制冷劑，且該第二冷凝器安置在所述第一散熱器的前部，使得通過所述制冷劑與在駕駛時(shí)引入的室外空氣之間的熱交換來經(jīng)由空氣冷卻類型而冷凝所述制冷劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)，其中所述第一冷凝器安置在所述第一散熱器與所述儲(chǔ)罐之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)，其中所述第一冷凝器與貯液干燥器整體形成，從而用以分離所述經(jīng)冷凝的制冷劑中所剩余的氣態(tài)制冷劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)，其中所述第一冷凝器通過所述貯液干燥器連接到所述第二冷凝器。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)，其中加熱元件通過所述冷卻管線安置在所述第一散熱器與所述水泵之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)，其中所述加熱元件包括環(huán)保車輛中的電力部件、馬達(dá)或排氣管以及內(nèi)燃機(jī)車輛中的水冷卻型中間冷卻器。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)，其中用于內(nèi)燃機(jī)的第二散熱器提供在所述第一散熱器與所述冷卻風(fēng)扇之間以冷卻內(nèi)燃機(jī)車輛中的所述內(nèi)燃機(jī)。
【文檔編號(hào)】F24F1/00GK103712278SQ201210586236
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月5日
【發(fā)明者】金載然, 趙完濟(jì), 李相沃, 金允晟, 李淳鐘, 安容男, 張峻一 申請人:現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社, 起亞自動(dòng)車株式會(huì)社, 漢拿偉世通空調(diào)有限公司, 株式會(huì)社斗源空調(diào)