專利名稱：用于交通運輸工具的空調(diào)設(shè)備以及用于交通運輸工具的空調(diào)方法
用于交通運輸工具的空調(diào)設(shè)備以及用于交通運輸工具的空調(diào)方法本發(fā)明涉及分別按照各獨立權(quán)利要求的前序部分所述的一種用于交通運輸工具的空調(diào)設(shè)備以及一種用于交通運輸工具的空調(diào)方法。已知在空調(diào)設(shè)備中的冷卻劑循環(huán)回路一方面用于熱泵運行中，另一方面用于冷卻設(shè)備運行中。這種形式運行的空調(diào)設(shè)備尤其有利地用于汽車中，因為現(xiàn)代的發(fā)動機設(shè)計比較從前產(chǎn)生更少的廢熱，所述廢熱能夠用于加熱汽車客艙。由DE 10 310 992 B4已知一種組合式的冷卻設(shè)備-熱泵循環(huán)回路，其具有壓縮機、外部熱交換器、內(nèi)熱交換器和內(nèi)部熱交換器。在熱泵運行中，在壓縮機中被壓縮的冷卻劑通過多向閥導(dǎo)入內(nèi)熱交換器，其中熱量從冷卻劑輸出到客艙內(nèi)部空間的空氣中。此后，被冷卻的冷卻劑流過可從兩側(cè)流通的膨脹裝置并且以較小的壓力到達內(nèi)部熱交換器(其位于熱泵回路中較低的冷卻劑壓力水平)，接著進入外部熱傳遞裝置，冷卻劑在其中通過吸收熱量而氣化。然后，冷卻劑蒸汽越過蓄電池到達同樣位于低壓水平的內(nèi)熱交換器，到達壓縮機的低壓側(cè)。由EP I 472 106 BI還已知一種用于交通運輸工具的空調(diào)設(shè)備，其具有蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器和膨脹閥，它們這樣布置在冷卻劑循環(huán)回路中，使得壓縮機在空調(diào)設(shè)備制冷運行中將冷卻劑經(jīng)過冷凝器和膨脹閥供給至蒸發(fā)器，以及在空調(diào)設(shè)備加熱運行時將冷卻劑繞開冷凝器供給至蒸發(fā)器。此外，空調(diào)設(shè)備還具有熱源的制冷劑循環(huán)回路，其中，該制冷劑循環(huán)回路通過耦合熱交換器與熱源的冷卻劑循環(huán)回路耦合。所述耦合熱交換器沿冷卻劑流動方向布置在壓縮機和膨脹閥之間。此外，由DE 10 123 830 Al已知一種空調(diào)設(shè)備，其具有與內(nèi)燃機的冷卻液循環(huán)回路連接的暖氣熱交換器，沿通風機的流通方向在所述暖氣熱交換器之前連接有蒸發(fā)器，其中在制冷運行的過程中壓縮機將冷卻劑通過氣體冷卻器以及通過膨脹閥供給至制冷劑循環(huán)回路中，并且在加熱運行過程中繞開氣體冷卻器。在制冷劑循環(huán)回路和冷卻劑循環(huán)回路之間設(shè)置耦合熱交換器，其在冷卻劑循環(huán)回路側(cè)、在壓縮機的壓力側(cè)設(shè)置在氣體冷卻器前。DE 10 2005 048 241 Al公開了一種交通運輸工具空調(diào)設(shè)備，其具有熱動力學(xué)的一級循環(huán)回路，其包括由開關(guān)裝置控制的壓縮機，該空調(diào)設(shè)備還具有可與該一級循環(huán)回路熱動力學(xué)耦合的二級制冷循環(huán)回路用于冷卻電子儀器，例如電池，該二級制冷循環(huán)回路包括至少一個對一級循環(huán)回路的開關(guān)裝置的信號作出響應(yīng)的部件。US 2003 0182961 Al涉及一種用于車廂的空調(diào)設(shè)備。該空調(diào)設(shè)備具有壓縮機、外部熱交換器和內(nèi)部熱交換器。此夕卜，空調(diào)設(shè)備具有制冷熱交換器和連在制冷熱交換器前的減壓裝置，其在制冷運行中打開。DE 103 01 006 Al涉及一種用于汽車的加熱/制冷循環(huán)回路，其具有用于冷卻從內(nèi)部空間輸入的空氣的蒸發(fā)器、用于加熱輸送給內(nèi)部空間的空氣的加熱熱交換器、具有用于供給冷卻劑的壓縮機的外部熱交換器、配屬于蒸發(fā)器的第一膨脹裝置、配屬于外部熱交換器的第二膨脹裝置和冷卻劑導(dǎo)管，上述部件通過冷卻劑導(dǎo)管相互連接，其中，循環(huán)回路的融霜回路包括壓縮機、外部熱交換器和第二膨脹裝置。由DE 196 44 583 B4已知一種具有冷卻劑循環(huán)回路的交通運輸工具空調(diào)，其中在壓縮機的高壓側(cè)布置兩個串聯(lián)的冷凝器，其中一個冷凝器在設(shè)備的加熱運行和再加熱運行中設(shè)計用于加熱空氣調(diào)節(jié)氣流，另一個冷凝器在設(shè)備的制冷運行和可選地在再加熱運行中設(shè)計用于通過向交通運輸工具外部環(huán)境排出的冷卻氣流冷卻制冷劑。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種具有可供冷卻劑流通的熱泵循環(huán)回路和冷卻設(shè)備循環(huán)回路的交通運輸工具空調(diào)設(shè)備，其中以特別簡單的方式借助內(nèi)加熱式冷凝器實現(xiàn)根據(jù)需要地加熱交通運輸工具內(nèi)部空間。所述技術(shù)問題按照本發(fā)明通過獨立權(quán)利要求的特征解決。按照本發(fā)明的用于交通運輸工具的空調(diào)設(shè)備，具有可供冷卻劑流通的、設(shè)計為熱泵循環(huán)回路以及冷卻設(shè)備循環(huán)回路的冷卻劑循環(huán)回路和配屬于該冷卻劑循環(huán)回路的壓縮機、至少一個外部熱交換器、至少一個內(nèi)部熱交換器，內(nèi)加熱式冷凝器配屬于該內(nèi)部熱交換器，并且具有用于產(chǎn)生能夠與所述內(nèi)部熱交換器和內(nèi)加熱式冷凝器熱耦合的氣流的裝置以及計量裝置，借助該計量裝置能夠計量所述熱耦合的氣流流過所述內(nèi)加熱式冷凝器的至少一個支流的流量，其特征在于，-在熱泵運行中，冷卻劑從壓縮機的高壓側(cè)能夠輸送或被輸送至內(nèi)加熱式冷凝器，從內(nèi)加熱式冷凝器通過膨脹閥能夠輸送或被輸送到內(nèi)部熱交換器，從內(nèi)部熱交換器通過可從兩側(cè)流通的膨脹閥能夠輸送或被輸送到外部熱交換器，從外部熱交換器能夠輸送或被輸送至壓縮機的低壓側(cè)，并且-在冷卻設(shè)備運行中，冷卻劑從壓縮機的高壓側(cè)能夠直接輸送或被直接輸送至內(nèi)加熱式冷凝器，從內(nèi)加熱式冷凝器繞開第一膨脹閥能夠輸送或被輸送至外部熱交換器，從外部熱交換器通過所述可從兩側(cè)流通的膨脹閥能夠輸送或被輸送到內(nèi)部熱交換器，能夠從內(nèi)部熱交換器輸送至壓縮機的低壓側(cè)。內(nèi)加熱式冷凝器持續(xù)的流通實現(xiàn)了借助內(nèi)加熱式冷凝器進行的加熱的較短響應(yīng)時間。在熱泵循環(huán)回路中將膨脹閥設(shè)置在內(nèi)加熱式冷凝器和蒸發(fā)器之間實現(xiàn)了向流過內(nèi)加熱式冷凝器的空氣釋放熱量，并且根據(jù)與內(nèi)部熱交換器耦合的氣流的溫度和濕度能夠靈活地控制借助內(nèi)部熱交換器對氣流的加熱或冷卻。膨脹閥優(yōu)選是可開關(guān)的，因此不需要其它用于在冷卻設(shè)備運行中阻止流通的開關(guān)部件。冷卻劑在熱泵運行和冷卻設(shè)備運行中可直接輸送至內(nèi)加熱式冷凝器，并且實現(xiàn)冷卻劑持續(xù)地流過內(nèi)加熱式冷凝器，其中借助計量裝置能夠計量流過內(nèi)加熱式冷凝器的熱耦合氣流的至少一個支流，因此能夠以特別簡單的方式影響流入汽車客艙的空氣的溫度水平。內(nèi)部熱交換器和內(nèi)加熱式冷凝器相宜地共同安裝在設(shè)置在交通運輸工具中的空調(diào)設(shè)備的殼體內(nèi)。內(nèi)部熱交換器尤其設(shè)計為蒸發(fā)器。外部熱交換器優(yōu)選指的是冷凝器或氣體冷卻器，其在熱泵運行中作為蒸發(fā)器工作。用于產(chǎn)生與熱交換器和內(nèi)加熱式冷凝器熱耦合的氣流的裝置尤其是優(yōu)選可控或者可調(diào)節(jié)的通風機。所產(chǎn)生的氣流與內(nèi)部熱交換器的熱耦合尤其通過流過適當設(shè)計的內(nèi)部熱交換器實現(xiàn)?？蛇x地，在熱泵循環(huán)回路和/或冷卻劑循環(huán)回路中可在低壓側(cè)在壓縮機之前設(shè)置蓄集器，借助其能夠保護壓縮機不受未蒸發(fā)的冷卻劑的液體沖擊。對于全部實施形式適用的是:空調(diào)設(shè)備的可供冷卻劑流過的部件，例如壓縮機、夕卜部熱交換器、內(nèi)部熱交換器、內(nèi)加熱式冷凝器、膨脹閥或類似裝置通過冷卻劑管道相連。優(yōu)選膨脹閥的至少一個、特別優(yōu)選每個膨脹閥均設(shè)計為靜熱學(xué)的或電子的膨脹閥。在靜熱學(xué)的膨脹閥中能夠根據(jù)溫度調(diào)節(jié)噴入接在之后的蒸發(fā)器中的冷卻劑量。這種調(diào)節(jié)根據(jù)在蒸發(fā)器出口處的冷卻劑蒸汽的過熱而進行。在此始終只向蒸發(fā)器中噴入如此多的冷卻劑，使得全部被噴入的量能夠完全氣化。電子的膨脹閥具有和靜熱學(xué)的膨脹閥相同的功能，但是借助阻力溫度計調(diào)節(jié)液體量。在本發(fā)明的另一種實施形式中，設(shè)置可由冷卻劑流過的換向閥，其在熱泵循環(huán)回路中設(shè)置在外部熱交換器的下游和壓縮機的低壓保持器的上游，并且在冷卻設(shè)備循環(huán)回路中設(shè)置在內(nèi)部熱交換器的下游和外部熱交換器的上游。相宜地還設(shè)置可由冷卻劑流過的截止閥，其在熱泵循環(huán)回路中設(shè)置在膨脹閥的下游，并且在冷卻設(shè)備循環(huán)回路中設(shè)置在內(nèi)部熱交換器的下游和壓縮機的低壓側(cè)的上游。因此通過可開關(guān)的膨脹閥、換向閥和截止閥以特別簡單的方式實現(xiàn)了從熱泵運行向冷卻設(shè)備運行的轉(zhuǎn)換，反之亦然。在另一種實施形式中，空調(diào)設(shè)備借助第一流體/冷卻劑熱交換器與第一流體循環(huán)回路熱耦合，該第一流體循環(huán)回路包括至少一個在流體側(cè)與流體/冷卻劑熱交換器相連的吸熱件和/或散熱件。所述吸熱件和/或散熱件指的尤其是安裝于交通運輸工具中的可使流體流通的設(shè)備，例如是交通運輸工具的電池、內(nèi)燃機或者電動機的冷卻器或者散熱器，通過其可使可觀的熱量進入或排出空調(diào)設(shè)備。流體優(yōu)選指的是水，其也可以與其它流體混合。所述第一以及其它在之后描述的流體/冷卻劑熱交換器可以是指越來越多地用于汽車領(lǐng)域的所謂致冷機(Chiller)。在此，其使用目的是冷卻代表熱源的熱敏部件，例如所提到的高壓電池、功率電子部件或者充電設(shè)備。所述致冷機被視為緊湊和廉價的系統(tǒng)，其中在汽車領(lǐng)域中迄今主要使用板式熱交換器。這種板式熱交換器例如由DE 10 2008 017113 Al已知，其具有多個相互平行地沿高度方向堆疊的板，這些板具有對齊設(shè)置的通孔用于導(dǎo)引和排出設(shè)計為冷卻劑的第一流體和第二流體。在空調(diào)設(shè)備的另一種實施形式中規(guī)定，冷卻劑循環(huán)回路和/或熱泵循環(huán)回路以及冷卻設(shè)備循環(huán)回路在可兩側(cè)流通的膨脹閥和外部熱交換器之間具有第一分支點并且在壓縮機的低壓側(cè)具有第一連接點，其中在熱泵循環(huán)回路和/或冷卻設(shè)備循環(huán)回路中，冷卻劑在冷卻劑側(cè)通過流體/冷卻劑熱交換器從分支點輸送至連接點，因此可從流體循環(huán)回路中吸取熱能或者向流體循環(huán)回路輸入熱能，用于加熱或冷卻交通運輸工具的客艙。相宜地在分支點和流體/冷卻劑熱交換器之間設(shè)置第二膨脹閥，因此在膨脹閥的下游冷卻劑的溫度水平能夠在流過流體/冷卻劑熱交換器前被降低。在本發(fā)明的另一種實施形式中，在熱泵循環(huán)回路以及在冷卻設(shè)備循環(huán)回路中在分支點和流體/冷卻劑熱交換器之間設(shè)置換向閥，所述換向閥可由冷卻劑流通，借助其可以切斷向流體/冷卻劑熱交換器的冷卻劑輸送或者通過第二膨脹閥釋放向流體/冷卻劑熱交換器的冷卻劑輸送，或者借助該換向閥可以跨接第二膨脹閥。設(shè)置這種換向閥能夠在調(diào)節(jié)交通運輸工具客艙的溫度水平時以簡單的方式提高空調(diào)設(shè)備的靈活性?？照{(diào)設(shè)備的另一種實施形式的特征在于，冷卻劑循環(huán)回路和/或熱泵循環(huán)回路以及冷卻設(shè)備循環(huán)回路在內(nèi)部熱交換器和可兩側(cè)流通的膨脹閥之間具有第二分支點并且在壓縮機低壓側(cè)的上游具有第一連接點和第二連接點，其中在熱泵運行和/或冷卻設(shè)備運行中，冷卻劑可以通過第一流體/冷卻劑熱交換器從第二分支點輸送至第一連接點，并且通過第二流體/冷卻劑熱交換器從第二分支點輸送至第二連接點。這能實現(xiàn)冷卻劑流直接在蒸發(fā)器之后分配至外部熱交換器以及兩個流體/冷卻劑熱交換器，因此能夠通過所述部件調(diào)節(jié)設(shè)定輸入冷卻劑中的確定能量。此外，該實施形式實現(xiàn)了與外部熱交換器的運行無關(guān)地借助第二流體/冷卻劑熱交換器進行冷卻和加熱。該實施形式還能夠平行加熱交通運輸工具的內(nèi)部空間并且為結(jié)冰的外部熱交換器除霜。不言而喻地，可以在第二分支點和第二連接點之間與第二流體/冷卻劑熱交換器串聯(lián)或并聯(lián)地設(shè)置更多的即第四、第五等流體/冷卻劑熱交換器。空調(diào)設(shè)備的另一實施形式的特征在于，冷卻劑循環(huán)回路和/或熱泵循環(huán)回路以及冷卻設(shè)備循環(huán)回路在內(nèi)加熱式冷凝器和第一膨脹閥之間具有第三分支點并且在壓縮機的低壓側(cè)的上游具有第三連接點，其中在第三分支點和第三連接點之間設(shè)置第三流體/冷卻劑熱交換器，并且在熱泵運行和/或在冷卻設(shè)備運行中，冷卻劑可以通過第三流體/冷卻劑熱交換器從第三分支點輸送至第三連接點。該實施形式也能夠與蒸發(fā)器的運行無關(guān)地通過第三流體/冷卻劑熱交換器進行附加的加熱或冷卻?？照{(diào)設(shè)備的另一種實施形式的特征在于，在第一和/或第二流體循環(huán)回路中設(shè)置附加加熱器，借助其能夠向冷卻設(shè)備循環(huán)回路供給熱量，其中該實施形式能夠借助從空氣中吸取熱量和通過附加加熱器實現(xiàn)平行加熱。按照本發(fā)明的用于調(diào)節(jié)交通運輸工具中空氣的方法的特征在于，以熱泵運行方式或者冷卻設(shè)備運行方式運行前述空調(diào)設(shè)備，其中，在熱泵運行以及在冷卻設(shè)備運行中，冷卻劑均從壓縮機的高壓側(cè)輸送至內(nèi)加熱式冷凝器。在此實現(xiàn)的優(yōu)點與上述空調(diào)設(shè)備的優(yōu)點一致。在本發(fā)明的另一種實施形式中，在熱泵運行中冷卻劑流過第一膨脹閥并且在冷卻設(shè)備運行中冷卻劑不流過第一膨脹閥。在本發(fā)明的另一種實施形式中，在熱泵運行中，熱耦合的空氣流的空氣質(zhì)量流的至少5%，優(yōu)選至少7.5%這樣流過內(nèi)加熱式冷凝器，從而可以提高交通運輸工具客艙的溫度水平。在本發(fā)明的另一種實施形式中，在冷卻設(shè)備運行中，熱耦合的空氣流的空氣質(zhì)量流的最多1.5%，優(yōu)選最多2.5%流過內(nèi)加熱式冷凝器，并且因此通過內(nèi)部熱交換器冷卻的空氣直接輸入交通運輸工具客艙，而不被內(nèi)加熱式冷凝器顯著加熱。在本發(fā)明的另一種實施形式中，在冷卻設(shè)備運行中，熱耦合空氣流的空氣質(zhì)量流的至少1.5%，優(yōu)選至少2.5%流過內(nèi)加熱式冷凝器，因此由內(nèi)部熱交換器冷卻和干燥的空氣在內(nèi)加熱式冷凝器處被加熱，因此尤其在換季時能夠以簡單方式為交通運輸工具的客艙提供附加的加熱功能。其它的優(yōu)點、特征和細節(jié)由以下說明中得出，其中(必要時參照附圖)詳細描述至少一個實施例。描述的和/或圖示的特征本身或者在任意合理組合后均可構(gòu)成本發(fā)明的內(nèi)容或技術(shù)方案，必要時也與權(quán)利要求無關(guān)，并且尤其還可以附加地成為一個或多個獨立的發(fā)明的技術(shù)方案。相同、相似和/或至少相同的部分標注相同的附圖標記。在附圖中:

圖1示出熱泵和冷卻設(shè)備循環(huán)回路，其中在熱泵運行中以及在冷卻設(shè)備運行中，冷卻劑都能從壓縮機的高壓側(cè)供給至內(nèi)加熱式冷凝器中；圖2示出與吸熱件和/或散熱件熱耦合的熱泵循環(huán)回路；圖3示出與吸熱件和/或散熱件熱耦合的冷卻設(shè)備循環(huán)回路；圖4示出圖3的冷卻設(shè)備循環(huán)回路處于再加熱運行方式中的情形；
圖5示出圖1的熱泵和冷卻設(shè)備循環(huán)回路的變型，其具有兩個流體/冷卻劑熱交換器；圖5a示出圖5的循環(huán)回路的變型；圖6示出按照圖5的冷卻設(shè)備循環(huán)回路；圖7示出按照圖5的熱泵循環(huán)回路；圖8示出具有外部熱交換器的同時融霜功能的冷卻設(shè)備循環(huán)回路；圖9示出圖1中循環(huán)回路的另一變型在熱泵運行中的情形；圖10示出圖1中循環(huán)回路的另一變型在冷卻設(shè)備運行中的情形。圖1示出未進一步顯示的交通運輸工具(尤其是汽車)的設(shè)計為熱泵循環(huán)回路和冷卻設(shè)備循環(huán)回路的冷卻劑循環(huán)回路。熱泵循環(huán)回路和冷卻設(shè)備循環(huán)回路均能夠使冷卻劑流通，并且用于借助空調(diào)設(shè)備調(diào)節(jié)同樣未進一步顯示的內(nèi)部空間的空氣。應(yīng)該理解的是，空調(diào)設(shè)備或熱泵循環(huán)回路以及冷卻設(shè)備循環(huán)回路的各個部件由具有附屬的傳感器、執(zhí)行器和電接頭的控制器控制或調(diào)節(jié)。熱泵循環(huán)回路和冷卻設(shè)備循環(huán)回路尤其包括壓縮機1、內(nèi)加熱式冷凝器2、優(yōu)選設(shè)計為蒸發(fā)器的內(nèi)部熱交換器3、優(yōu)選設(shè)計為冷凝器、氣體冷卻器或者蒸發(fā)器的外部熱交換器4、膨脹閥5a、5b、未詳細顯示的裝置一通常是用于產(chǎn)生與熱交換器3和內(nèi)加熱式冷凝器2熱耦合的氣流(在圖1中通過箭頭表示)的通風機、計量裝置6(借助其能夠計量熱耦合氣流流過內(nèi)加熱式冷凝器至少一個支流的流量)、截止閥7 (借助其能夠?qū)崿F(xiàn)和/或切斷冷卻劑從內(nèi)部熱交換器3向壓縮機I的低壓側(cè)的供給)、換向閥8a和在低壓側(cè)連接在壓縮機前的蓄集器9，但是蓄集器9是可選的。計量裝置6優(yōu)選設(shè)計為溫度閥，流到內(nèi)加熱式冷凝器2上的氣流能夠被溫度閥轉(zhuǎn)向和/或切斷。用于產(chǎn)生氣流的裝置以及計量裝置6共同安裝在空調(diào)設(shè)備的殼體30內(nèi)，在此不言而喻的是，也可以考慮這兩個部件的其它設(shè)置方式。不言而喻地，冷卻劑循環(huán)回路的各個單獨的部件通過冷卻劑管道20相互連接。圖2示出圖1中的冷卻劑循環(huán)回路在熱泵運行中的情形，其中附加地顯示了可選的、借助流體/冷卻劑熱交換器10與空調(diào)設(shè)備熱連接的流體循環(huán)回路，該流體循環(huán)回路包括至少一個在流體側(cè)與冷卻劑熱交換器10連接的吸熱件和/或散熱件12。為使流體循環(huán)回路與冷卻劑循環(huán)回路熱耦合，在冷卻劑循環(huán)回路中設(shè)置分支14以及連接點16。在分支14和連接點16之間依次設(shè)置換向閥Sb、膨脹閥5c以及流體/冷卻劑熱交換器10。在流體循環(huán)回路中設(shè)置泵11用于供給流體循環(huán)回路的流體通過流體/冷卻劑熱交換器10。流體循環(huán)回路還具有將各個部件相互連接的流體導(dǎo)管2。在熱泵運行中，冷卻劑從壓縮機I的高壓側(cè)直接供給到內(nèi)加熱式冷凝器2中，流過第一膨脹閥5a，然后被供給到連接在膨脹閥5a后面的內(nèi)部熱交換器3中，之后通過可從兩側(cè)流通的膨脹閥5b輸送給連接在后面的分支14，從分支14向外部熱交換器4供給，在該處冷卻劑可以吸收熱量并且接著向后接的換向閥8a供給。冷卻劑從分支點14的供給取決于換向閥8b的開關(guān)狀態(tài)，對此稍后闡述。冷卻劑從換向閥8a輸送到壓縮機I的低壓側(cè)，必要時通過中間連接的蓄集器9。在圖2所示的熱泵運行中，根據(jù)各自的狀態(tài)(尤其是其溫度)從流過內(nèi)部熱交換器3的空氣中吸收或釋放熱量。這種調(diào)節(jié)過的空氣至少部分地根據(jù)溫度閥6的位置被輸送到內(nèi)加熱式冷凝器2，由其加熱并且輸送至交通運輸工具客艙中。換向閥8b，根據(jù)在流體循環(huán)回路中循環(huán)的流體的溫度水平?jīng)Q定是否在冷卻劑從分支點14輸送通過流體/冷卻劑熱交換器10的換向流通狀態(tài)中由吸熱件吸熱以及由散熱件散熱。如果冷卻劑輸送通過膨脹閥5C并且被冷卻地流過熱交換器10，則可以改善熱量吸收。冷卻劑在流過流體/冷卻劑熱交換器10后流到連接點16并且隨后流向后接的蓄集器9或者壓縮機I的低壓側(cè)。圖3示出圖1的冷卻劑循環(huán)回路處于冷卻設(shè)備運行中的情形，其中冷卻地從壓縮機I的低壓側(cè)流向內(nèi)加熱式冷凝器2，從內(nèi)加熱式冷凝器流向換向閥8a，從換向閥流向外部熱交換器4并且從外部熱交換器流向可雙側(cè)流通的膨脹閥5b。在所述可雙側(cè)流通的膨脹閥之前可選地連接分支14，通過該分支，與圖2類似地具有吸熱件和/或散熱件12的可選熱循環(huán)回路可以與空調(diào)設(shè)備熱耦合。冷卻劑經(jīng)過膨脹閥5b和內(nèi)部熱交換器3、通過打開的膨脹閥7和可選的蓄集器9向壓縮機I的低壓側(cè)輸送。在冷卻設(shè)備運行中，冷卻劑不流經(jīng)膨脹閥5a，優(yōu)選關(guān)閉膨脹閥5a。在圖3中流體循環(huán)回路的構(gòu)造和功能與圖2所示的類似，但是其中在圖3中顯示了換向閥8b的換向狀態(tài)，在該狀態(tài)中冷卻劑輸送經(jīng)過膨脹閥5c。在圖3所示的冷卻劑循環(huán)回路的冷卻設(shè)備運行中，溫度閥6被置于僅有很小流量輸送通過內(nèi)加熱式冷凝器2的位置，例如流量小于輸送通過內(nèi)部熱交換器3的空氣質(zhì)量流的2.5%。因此僅能很少地加熱交通運輸工具客艙。圖4與圖3相似地示出按照本發(fā)明的冷卻劑循環(huán)回路的另一種運行方式，與圖3的不同之處在于溫度閥6處于這樣的位置，在該位置上，流過熱交換器的空氣流的空氣質(zhì)量流的較大部分流過內(nèi)加熱式冷凝器2。因此在圖4的視圖中，冷卻劑循環(huán)回路以冷卻設(shè)備運行方式運行，但是之前被內(nèi)部熱交換器3干燥的空氣由內(nèi)加熱式冷凝器進行加熱。圖5示出圖1的冷卻劑循環(huán)回路的另一變型，然而其中與前述變型不同的是，分支點14a設(shè)置在可雙側(cè)流通的膨脹閥5b和蒸發(fā)器3之間，在壓縮機I的低壓側(cè)的上游設(shè)置第一連接點16和第二連接點16a。在分支14a和連接點16之間依次設(shè)置止回閥15b和分支點17b。在冷卻劑循環(huán)回路中，在分支點17b和連接點16之間設(shè)置膨脹閥5c和第一流體/冷卻劑熱交換器10。該熱交換器10與圖2至圖4相似地通過流體循環(huán)回路與吸熱件/散熱件12熱耦合。在水泵11和熱交換器10之間在流體側(cè)連接有附加加熱器50例如水-正溫度系數(shù)(PTC)-加熱器、燃料加熱器或者高壓電池。分支點17還通過分支點17a與冷卻劑循環(huán)回路相連，分支點17a設(shè)置在膨脹閥5b和外部熱交換器4之間。在分支點17a和分支點17b之間設(shè)置截止閥7e和止回閥15c，其中止回閥15c僅允許冷卻劑從分支點17a流向分支點17b。在分支點14a和第二流體/冷卻劑熱交換器IOa之間依次設(shè)置止回閥15a、分支點17以及膨脹閥5d，其中止回閥15a僅允許冷卻劑從分支點14a流向分支點17。在分支點17和分支點17a之間設(shè)置截止閥。圖5a顯示圖5所示的冷卻劑循環(huán)回路的變型方案，其中在分支點17a和分支點17b之間僅設(shè)置一個止回閥5c，并且取消在圖5中設(shè)置的截止閥。如果膨脹閥5c設(shè)計為可開關(guān)的膨脹閥，則圖5和圖5a的冷卻劑循環(huán)回路(在可能的冷卻劑流的方面)功能相同。在圖5和圖5a中熱交換器IOa與吸熱件/散熱件40相連，其可以與吸熱件/散熱件12類似地設(shè)計。需要理解的是，可以在流體側(cè)設(shè)置與熱交換器10和吸熱件/散熱件12之間類似的部件。將分支點14a設(shè)置在膨脹閥5b之前實現(xiàn)了按照需要地按比例分配冷卻劑，其中這種分配可以通過調(diào)節(jié)電動膨脹閥5b、5c和5d確定。借助截止閥7d和7e能夠在熱交換器14和14a之前更好地調(diào)節(jié)冷卻劑流，尤其是冷卻劑循環(huán)回路中的冷卻劑流。需要理解的是，本發(fā)明也包括這種實施形式，其中從分支14a僅設(shè)置一條通往分支點16或分支點16a的具有中間連接的熱交換器10或IOa的冷卻劑管道。圖6示出在調(diào)節(jié)閥7d、7e和7a時圖5的冷卻劑循環(huán)回路，其中通過熱交換器10和IOa進行冷卻和加熱，而外部熱交換器4不運行。圖7示出圖5的冷卻劑循環(huán)回路，其中通過連通閥7a、7d和7e可以用空氣中的熱量、來自吸熱件/散熱件12或附加加熱器50以及吸熱件/散熱件40的熱量進行平行加熱。圖8示出針對圖5的冷卻劑循環(huán)回路調(diào)節(jié)閥7、7a、7b，其中熱的冷卻劑能夠被輸送到外部熱交換器4，并且同時能夠通過熱冷凝器2加熱交通運輸工具客艙，其中必要時可通過吸熱件/散熱件12、附加加熱器50以及吸熱件/散熱件40輸入附加熱能。在圖9和圖10中顯示圖1的冷卻劑循環(huán)回路的另一種變型。在冷卻劑循環(huán)回路或在附屬的熱泵循環(huán)回路以及冷卻設(shè)備循環(huán)回路中，在內(nèi)加熱式冷凝器2和膨脹閥5a之間設(shè)置分支點18，以及與其相連的連接點16b設(shè)置在壓縮機的低壓側(cè)的上游。在分支點18和連接點16b之間依次設(shè)置截止閥7f、分支點18a，并且在與其相連的支路中設(shè)置膨脹閥5d和流體/冷卻劑熱交換器10b。在另一支路中，分支點18a與分支點18b相連，所述分支點18b設(shè)置在膨脹閥5b和外部熱交換器4之間。在蒸發(fā)器3和膨脹閥5b之間設(shè)置旁路，該旁路具有分支點18c、截止閥7d以及止回閥15d,其中分支點18c與分支點18b相連。該旁路允許蒸發(fā)器3和外部熱交換器4在熱泵運行中串聯(lián)地以相同的壓力水平運行。這對于在外部溫度高于約3°C時在蒸發(fā)器3處為空氣除濕是特別有利的。在所述的冷卻劑循環(huán)回路部段中，冷卻劑流僅能夠從分支點18c流向分支點18b，并且從分支點18b流向分支點18a，因為止回閥排除了其它的流動方向。在外部熱交換器4和截止閥7之間設(shè)置分支點18d，其中，一支路通過止回閥15f與截止閥7a連接。在圖9的視圖中，冷卻劑循環(huán)回路以熱泵運行方式運行，其中截止閥7a和7b置入各自的截斷位置。在一種備選的實施形式中，截止閥7f也可以設(shè)計為止回閥。用于測量壓力和/或溫度的P，T-傳感器22的信號或測量值用于調(diào)節(jié)冷卻設(shè)備循環(huán)回路。在另一種未示出的變型中，截止閥7d設(shè)計為膨脹閥，其中在熱泵運行中將該膨脹閥與膨脹閥5b —起使用，例如可以一起打開。圖10顯示了與圖9相似的處于冷卻設(shè)備運行中的冷卻劑循環(huán)回路，其中，截止閥7a關(guān)閉并且截止閥7b打開。在這種實施形式中也能夠通過冷卻劑熱交換器IOb向冷卻劑循環(huán)回路中輸送熱量或從中吸收熱量。附圖標記清單I 壓縮機2 內(nèi)加熱式冷凝器3 蒸發(fā)器4 外部熱交換器5a膨脹閥5b膨脹閥5c膨脹閥5d膨脹閥5e膨脹閥
6 計量裝置7，7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f 截止閥8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f 換向閥9 蓄集器10, 10a, IOb 流體/冷卻劑熱交換器11流體泵12吸熱件/散熱件13消聲器14，14a 分支點15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f 止回閥16，16a, 16b 連接點17，17a, 17b 分支點18，18a, 18b, 18c 分支點19分支點20冷卻劑管道21流體管道22 P，T-傳感器25流體管道30空調(diào)設(shè)備40吸熱件/散熱件50附加加熱器
權(quán)利要求
1.一種用于交通運輸工具的空調(diào)設(shè)備，具有可供冷卻劑流通的、設(shè)計為熱泵循環(huán)回路以及冷卻設(shè)備循環(huán)回路的冷卻劑循環(huán)回路和配屬于該冷卻劑循環(huán)回路的壓縮機(I)、至少一個外部熱交換器(4)、至少一個內(nèi)部熱交換器(3)，內(nèi)加熱式冷凝器(2)配屬于該內(nèi)部熱交換器(3)，其中，設(shè)置有用于產(chǎn)生能夠與所述內(nèi)部熱交換器(3)和內(nèi)加熱式冷凝器(2)熱耦合的空氣流的裝置以及計量裝置，借助該計量裝置能夠計量所述熱耦合的空氣流流過所述內(nèi)加熱式冷凝器(2)的至少一個支流的流量，其特征在于， -在熱泵運行中，冷卻劑從壓縮機(I)的高壓側(cè)能夠輸送或被輸送至內(nèi)加熱式冷凝器(2)，從內(nèi)加熱式冷凝器(2)通過第一膨脹閥(5a)能夠輸送或被輸送到內(nèi)部熱交換器(3)，從內(nèi)部熱交換器(3)通過可從兩側(cè)流通的膨脹閥(5b)能夠輸送或被輸送到外部熱交換器(4)，從外部熱交換器(4)能夠輸送或被輸送至壓縮機(I)的低壓側(cè)，并且 -在冷卻設(shè)備運行中，冷卻劑從壓縮機(I)的高壓側(cè)能夠輸送或被輸送至內(nèi)加熱式冷凝器(2)，從內(nèi)加熱式冷凝器(2)繞開第一膨脹閥(5a)能夠輸送或被輸送至外部熱交換器(4)，從外部熱交換器(4)通過所述可從兩側(cè)流通的膨脹閥(5b)能夠輸送或被輸送到內(nèi)部熱交換器(3)，能夠從內(nèi)部熱交換器(3)輸送至壓縮機(I)的低壓側(cè)。
2.按照權(quán)利要求1所述的空調(diào)設(shè)備，其特征在于，所述空調(diào)設(shè)備借助第一流體/冷卻劑熱交換器(10)與流體循環(huán)回路熱耦合，所述流體循環(huán)回路包括至少一個在流體側(cè)與所述第一流體/冷卻劑熱交換器(10)相連的吸熱件和/或散熱件(12)。
3.按照權(quán)利要求2所述的空調(diào)設(shè)備，其特征在于，熱泵循環(huán)回路以及冷卻設(shè)備循環(huán)回路在所述可從兩側(cè)流 通的膨脹閥(5b)和外部熱交換器(4)之間具有第一分支點(14)并且在壓縮機(I)的低壓側(cè)上游具有第一連接點(16)，其中在熱泵循環(huán)回路和/或冷卻設(shè)備循環(huán)回路中，冷卻劑能夠通過所述第一流體/冷卻劑熱交換器(10)從所述分支點(14)輸送至連接點(16)。
4.按照權(quán)利要求3所述的空調(diào)設(shè)備，其特征在于，在所述第一分支點(14)和第一流體/冷卻劑熱交換器(10)之間設(shè)置優(yōu)選可開關(guān)的第二膨脹閥(5c)。
5.按照權(quán)利要求4所述的空調(diào)設(shè)備，其特征在于，在熱泵循環(huán)回路以及在冷卻設(shè)備循環(huán)回路中，在所述第一分支點(14)和第一流體/冷卻劑熱交換器(10)之間設(shè)置可供冷卻劑流通的第一換向閥(8a)，借助所述第一換向閥(8a)能夠切斷冷卻劑向第一流體/冷卻劑熱交換器(10)的輸送或者通過所述第二膨脹閥(5c)釋放冷卻劑向第一流體/冷卻劑熱交換器(10)的輸送，或者借助該第一換向閥(8a)跨接第二膨脹閥(5c)。
6.按照前述權(quán)利要求之一所述的空調(diào)設(shè)備，其特征在于，設(shè)置有可供冷卻劑流通的第二換向閥(8b)，所述第二換向閥(Sb)在熱泵循環(huán)回路中設(shè)置在外部熱交換器(4)的下游和壓縮機(I)的低壓側(cè)的上游，在冷卻設(shè)備循環(huán)回路中設(shè)置在內(nèi)加熱式冷凝器(2)的下游和外部熱交換器(4)的上游。
7.按照前述權(quán)利要求之一所述的空調(diào)設(shè)備，其特征在于，設(shè)置有可供冷卻劑流通的截止閥(7)，所述截止閥(7)在冷卻設(shè)備循環(huán)回路中設(shè)置在內(nèi)部熱交換器(3)的下游和壓縮機(I)的低壓側(cè)的上游。
8.按照前述權(quán)利要求之一所述的空調(diào)設(shè)備，其特征在于，所述空調(diào)設(shè)備借助第二流體/冷卻劑熱交換器(IOa)與第二流體循環(huán)回路熱耦合，所述第二流體循環(huán)回路包括至少一個在流體側(cè)與第二流體/冷卻劑熱交換器(IOa)相連的吸熱件和/或散熱件(40)。
9.按照權(quán)利要求8所述的空調(diào)設(shè)備，其特征在于，熱泵循環(huán)回路以及冷卻設(shè)備循環(huán)回路在內(nèi)部熱交換器(3)和所述可從兩側(cè)流通的膨脹閥(5b)之間具有至少一個第二分支點(14a)并且在壓縮機(I)的低壓側(cè)的上游具有第一連接點(16)和至少一個第二連接點(16a)，其中，在熱泵運行和/或冷卻設(shè)備運行中，冷卻劑能夠通過第一流體/冷卻劑熱交換器(10)從所述至少一個第二分支點(14a)輸送至第一連接點(16)，并且通過第二流體/冷卻劑熱交換器(IOa)從所述至少一個第二分支點(14a)輸送至所述至少一個第二連接點(16a)。
10.按照權(quán)利要求1所述的空調(diào)設(shè)備，其特征在于，熱泵循環(huán)回路以及冷卻設(shè)備循環(huán)回路在內(nèi)加熱式冷凝器(2)和第一膨脹閥(5a)之間具有第三分支點(18)并且在壓縮機(I)的低壓側(cè)的上游具有第三連接點(16b)，其中，在所述第三分支點(18)和第三連接點(16b)之間設(shè)置第三流體/冷卻劑熱交換器(IOb)，并且在熱泵運行和/或在冷卻設(shè)備運行中，冷卻劑能夠通過第三流體/冷卻劑熱交換器(IOb)從第三分支點(18)輸送至第三連接點(16b)。
11.按 照前述權(quán)利要求之一所述的空調(diào)設(shè)備，其特征在于，在所述第一和/或第二流體循環(huán)回路中設(shè)置有附加加熱器(50)，借助所述附加加熱器(50)能夠向冷卻設(shè)備循環(huán)回路供給熱量。
12.一種用于交通運輸工具中空調(diào)的方法，其特征在于，以熱泵運行方式或者冷卻設(shè)備運行方式運行按照前述權(quán)利要求之一所述的空調(diào)設(shè)備，其中，在熱泵運行以及在冷卻設(shè)備運行中，冷卻劑均從壓縮機(I)的高壓側(cè)輸送至內(nèi)加熱式冷凝器(2)。
13.按照權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在熱泵運行中冷卻劑流過第一膨脹閥(5a)，并且在冷卻設(shè)備運行中冷卻劑不流過第一膨脹閥(5a)。
14.按照權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于，在有冰霜施加在外部熱交換器(4)的情況中，流過內(nèi)加熱式冷凝器⑵后的熱的冷卻劑直接輸送至外部熱交換器⑷用于融霜。
全文摘要
一種用于交通運輸工具的空調(diào)設(shè)備，其具有可供冷卻劑流通的、設(shè)計為熱泵循環(huán)回路以及冷卻設(shè)備循環(huán)回路的冷卻劑循環(huán)回路和配屬于該冷卻劑循環(huán)回路的壓縮機(1)、至少一個外部熱交換器(4)、至少一個內(nèi)部熱交換器(3)，內(nèi)加熱式冷凝器(2)配屬于該內(nèi)部熱交換器(3)，其中，設(shè)置有用于產(chǎn)生能夠與內(nèi)部熱交換器和內(nèi)加熱式冷凝器熱耦合的氣流的裝置以及計量裝置，借助該計量裝置能夠計量所述熱耦合的氣流流過內(nèi)加熱式冷凝器的至少一個支流的流量，此外規(guī)定，在熱泵運行中，冷卻劑能夠從壓縮機的高壓側(cè)輸送至內(nèi)加熱式冷凝器，能夠從內(nèi)加熱式冷凝器通過第一膨脹閥輸送到內(nèi)部熱交換器，能夠從內(nèi)部熱交換器通過可從兩側(cè)流通的膨脹閥(5b)輸送到外部熱交換器，能夠從外部熱交換器輸送至壓縮機的低壓側(cè)，并且在冷卻設(shè)備運行中，冷卻劑能夠從壓縮機的高壓側(cè)輸送至內(nèi)加熱式冷凝器，能夠從內(nèi)加熱式冷凝器繞開第一膨脹閥(5a)輸送至外部熱交換器，能夠從外部熱交換器通過可從兩側(cè)流通的膨脹閥輸送到內(nèi)部熱交換器，能夠從內(nèi)部熱交換器輸送至壓縮機的低壓側(cè)。本發(fā)明還涉及一種用于以熱泵和冷卻設(shè)備運行方式運行空調(diào)設(shè)備的方法。
文檔編號B60H1/00GK103189223SQ201180052797
公開日2013年7月3日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月4日
發(fā)明者M.福爾, S.施米特, H.A.施羅特, S.布魯克, G.霍曼 申請人:大眾汽車有限公司