專(zhuān)利名稱(chēng)：包括空氣調(diào)節(jié)環(huán)路和載熱流體回路的熱管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于汽車(chē)的熱管理系統(tǒng)，包括空氣調(diào)節(jié)環(huán)路和載熱流體回路。
背景技術(shù)：
由于環(huán)境原因，給電動(dòng)汽車(chē)或者混合動(dòng)力汽車(chē)帶來(lái)發(fā)展。這些汽車(chē)的特征是全部 (電動(dòng)汽車(chē))或者部分(混合動(dòng)力汽車(chē))用電動(dòng)機(jī)代替熱力發(fā)動(dòng)機(jī)。于是，電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力汽車(chē)有下列要求·在冬季時(shí)期由于電動(dòng)機(jī)不能散發(fā)足夠的熱量來(lái)滿足汽車(chē)車(chē)廂內(nèi)部空氣熱處理的 要求，需要管理熱量的欠缺。·滿足構(gòu)成電動(dòng)汽車(chē)或混合動(dòng)力汽車(chē)的不同輔助設(shè)備，諸如電池組、制動(dòng)系統(tǒng)、車(chē) 廂空氣、汽車(chē)推進(jìn)系統(tǒng)的熱控制。這種熱控制應(yīng)該是有效的、可靠的，保證輔助設(shè)備的使用 壽命和乘客所要求的熱學(xué)舒適度?！?duì)車(chē)廂空氣進(jìn)行熱處理時(shí)，限制電池組的電耗，以保持汽車(chē)駕駛良好的自主性。·對(duì)輔助設(shè)備進(jìn)行熱控制時(shí)，限制電池組的電耗。為此，已知利用一種可以像熱泵那樣運(yùn)行的空氣調(diào)節(jié)環(huán)路，所述空氣調(diào)節(jié)環(huán)路與 有載熱流體在其中循環(huán)的回路結(jié)合在一起。這個(gè)空氣調(diào)節(jié)環(huán)路包括壓縮機(jī)、位于汽車(chē)前臉 的外部熱交換器、降壓裝置和裝在通風(fēng)、加熱和/或空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)部的蒸發(fā)器。按照空氣 調(diào)節(jié)環(huán)路的正常運(yùn)行模式，外部熱交換器保證致冷流體的冷卻，而按照所謂“熱泵”運(yùn)行模 式，則保證致冷流體的加熱。位于通風(fēng)、加熱和/或空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)部的蒸發(fā)器允許冷卻在 其中穿過(guò)的空氣并加熱致冷流體?；芈钒ū谩惭b在通風(fēng)、加熱和/或空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)部 的散熱器和致冷劑-載熱體熱交換器。該散熱器保證穿過(guò)其中的空氣的加熱。致冷劑-載 熱體熱交換器，位于空氣調(diào)節(jié)環(huán)路壓縮機(jī)的出口，允許空氣調(diào)節(jié)環(huán)路的高壓致冷流體向穿 過(guò)空氣-載熱體熱交換器的空氣的加熱用的回路的載熱流體進(jìn)行熱交換。從美國(guó)文獻(xiàn)US 5641016已知這樣的一種裝置。但是，當(dāng)正常(正常模式或者空氣調(diào)節(jié)模式)使用空氣調(diào)節(jié)環(huán)路時(shí)，設(shè)置在汽車(chē)前 臉(face avant)的外部熱交換器的尺寸這樣確定，使之能夠保證最優(yōu)地冷卻在其中穿過(guò)的 致冷流體。不過(guò)，針對(duì)冷卻致冷流體而確定的尺寸不適宜于“熱泵”模式下的致冷流體的冷 卻，并意味著在“熱泵”模式下熱學(xué)性能差。于是，在“熱泵”模式下能夠利用熱交換器作為 蒸發(fā)器這一事實(shí)，意味著該空氣調(diào)節(jié)環(huán)路的性能系數(shù)受到限制。事實(shí)上，外部熱交換器尺寸 的確定是致冷劑和空氣流之間令人滿意的交換面積與空氣流和/或致冷劑適當(dāng)負(fù)載的損 失之間的一種折衷。可是，這兩個(gè)判據(jù)(交換面積和負(fù)載損失)無(wú)法最優(yōu)地確定。特別地， 對(duì)于增大交換面積所需要的尺寸確定的概念的安排，以及減少該負(fù)載損失的需要，導(dǎo)致該 環(huán)路在正常模式下外部熱交換器性能下降，例如，改變外部熱交換器的內(nèi)部循環(huán)或者加大 散熱片的間距，以避免水的滯留。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過(guò)提出一種用于汽車(chē)的熱管理系統(tǒng)來(lái)克服這些缺點(diǎn)，該熱管理系統(tǒng)包括 環(huán)路，致冷流體在其中循環(huán)并包括壓縮機(jī)、第一降壓裝置、外部熱交換器和蒸發(fā)器；回路，載 熱流體在其中循環(huán)并包括至少一個(gè)泵和連接至環(huán)路的第一致冷劑-載熱體熱交換器?；芈?包括連接至環(huán)路的第二致冷劑-載熱體熱交換器。第二致冷劑-載熱體熱交換器的存在允許減輕環(huán)路性能系數(shù)的這一下降。一方 面，按照環(huán)路的運(yùn)行模式，這兩個(gè)熱交換器中的每一個(gè)都對(duì)改善該環(huán)路的熱學(xué)性能起作用。 另一方面，彼此結(jié)合使用時(shí)，這兩個(gè)交換器作為一個(gè)傳統(tǒng)環(huán)路的內(nèi)部熱交換器起作用，顯著 改善該環(huán)路的性能系數(shù)。按照補(bǔ)充的其他特征
器位于壓縮機(jī)的入口

回路包括散熱器。 回路包括內(nèi)部冷凝器。
第一致冷劑_載熱體熱交換器位于壓縮機(jī)的出口，而第二致冷劑_載熱體熱交換
回路包括至少一個(gè)輔助設(shè)備。
輔助設(shè)備包括電池組、推進(jìn)或牽引系統(tǒng)和/或電子電路裝置。
輔助設(shè)備位于泵的出口。
回路包括空氣_載熱體熱交換器。
回路包括電熱裝置。
回路包括儲(chǔ)熱裝置。
第一和第二致冷劑_載熱體熱交換器與儲(chǔ)熱裝置串聯(lián)設(shè)置。 儲(chǔ)熱裝置位于第一致冷劑_載熱體熱交換器的入口。 第一和第二致冷劑_載熱體熱交換器與儲(chǔ)熱裝置并聯(lián)設(shè)置。 回路包括輔助泵。


閱讀以下參照附圖作為示例給出的描述，本發(fā)明的其他特征、細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)將顯得 更加清晰，附圖中·圖1是按照本發(fā)明熱管理系統(tǒng)第一實(shí)施模式的一個(gè)方案；·圖2是按照本發(fā)明熱管理系統(tǒng)第一實(shí)施模式變形的一個(gè)方案；而 圖3至3h示出了按照本發(fā)明熱管理系統(tǒng)第二實(shí)施模式的不同的運(yùn)行方式。
具體實(shí)施例方式
圖1舉例說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施模式。該熱管理系統(tǒng)1包括致冷流體在其中循環(huán) 的環(huán)路2。該致冷流體(下文中稱(chēng)為“致冷劑”)是R134a、C02(R744)或者R1234yf。該環(huán) 路2包括壓縮機(jī)4、第一降壓裝置6、外部熱交換器8、閥門(mén)10、第二降壓裝置12和蒸發(fā)器14 和氣瓶16。該壓縮機(jī)是電動(dòng)的并由汽車(chē)電池組供給能量。外部熱交換器8位于汽車(chē)的前 臉，來(lái)自汽車(chē)外部的空氣流從其中穿過(guò)。蒸發(fā)器14位于通風(fēng)、加熱和/或空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)S 的內(nèi)部，主空氣流F在所述系統(tǒng)S中循環(huán)流動(dòng)以便在進(jìn)入汽車(chē)車(chē)廂之前預(yù)先對(duì)其進(jìn)行熱處理。該第一 6和第二 12降壓裝置與外部熱交換器8串聯(lián)設(shè)置。更準(zhǔn)確地說(shuō)，第一降壓裝置 6位于外部熱交換器的入口，而第二降壓裝置12位于外部熱交換器8的出口。該熱管理系統(tǒng)1還包括回路20，所述回路20內(nèi)部循環(huán)有載熱流體(下文中命名 “載熱體”)，例如，加有乙二醇的水。該回路20包括泵22，閥門(mén)24，諸如汽車(chē)電池組、汽車(chē) 牽引或推進(jìn)系統(tǒng)和其他所有散發(fā)出熱量的電氣裝置等輔助設(shè)備26，儲(chǔ)熱裝置28，第一致冷 劑_載熱體熱交換器30，第二致冷劑-載熱體熱交換器32，電熱裝置34，閥門(mén)36，散熱器38 和空氣-載熱體熱交換器40。儲(chǔ)熱裝置28裝有儲(chǔ)熱介質(zhì)M。該儲(chǔ)熱介質(zhì)M是具有相變化的材料，例如，水、乙二 醇、鹽溶液或石蠟，并允許儲(chǔ)存載熱體在回路20中擴(kuò)散的熱量(就是說(shuō)熱)或者冷量(就 是說(shuō)冷)。因而，該儲(chǔ)熱介質(zhì)允許通過(guò)潛熱(相變化)或顯熱積聚熱能。以后還將更準(zhǔn)確地 描述該儲(chǔ)熱裝置28。第一致冷劑_載熱體熱交換器30連接至環(huán)路2。所謂“連接”是指該第一致冷 劑_載熱體熱交換器30包括致冷劑循環(huán)的通道。于是，致冷劑和載熱體在第一致冷劑_載 熱體熱交換器30內(nèi)部循環(huán)，因而允許在回路20的載熱體和環(huán)路2的致冷劑之間進(jìn)行熱量 或冷量的交換。按照致冷劑的循環(huán)方向，在壓縮機(jī)4的下游，第一致冷劑-載熱體熱交換器 30連接至環(huán)路2。換句話說(shuō)，該第一致冷劑_載熱體熱交換器30連接至壓縮機(jī)4的出口。第二致冷劑-載熱體熱交換器32連接至環(huán)路2。它允許在回路20的載熱體和環(huán) 路2的致冷劑之間進(jìn)行熱量或冷量的交換。按照致冷劑的循環(huán)方向，在壓縮機(jī)4的上游，該 第二致冷劑_載熱體熱交換器32連接至環(huán)路2。換句話說(shuō)，該第二致冷劑_載熱體熱交換 器32連接至壓縮機(jī)4的入口。電熱裝置34包括一些未示出的電阻元件，諸如正溫度系數(shù)的石料(pierre)，允許 把來(lái)自汽車(chē)電池組的電能轉(zhuǎn)換為熱能。因而，這些電阻元件允許加熱該載熱體。在一個(gè)變 體中，電熱裝置34位于回路20中，而第二電熱裝置位于儲(chǔ)熱裝置28的內(nèi)部。散熱器38位于通風(fēng)、加熱和/或空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)S的內(nèi)部，并允許在穿過(guò)散熱器38 的主空氣流F和載熱體之間進(jìn)行熱交換?？諝?載熱體熱交換器40位于汽車(chē)的前臉，并允許在外部空氣流和載熱體之間進(jìn) 行熱交換。如上所述，空氣調(diào)節(jié)環(huán)路和上述回路的相互聯(lián)系允許改善環(huán)路2的性能系數(shù)。另 外，該熱管理系統(tǒng)1允許在“熱泵”模式下給外部熱交換器除霜。于是，該空氣調(diào)節(jié)環(huán)路的 效率得以提高。事實(shí)上，外部熱交換器結(jié)霜時(shí)，環(huán)路2不能正確地運(yùn)行，因?yàn)橥獠繜峤粨Q器 被霜封閉，任何外部空氣流都不能穿過(guò)。對(duì)于這第一實(shí)施模式，描述了三種運(yùn)行方式。當(dāng)外部溫度在25和50°C之間而且人們希望冷卻車(chē)廂的空氣即冷卻主空氣流F時(shí)， 空氣調(diào)節(jié)環(huán)路熱管理系統(tǒng)的運(yùn)行第一運(yùn)行模式。對(duì)于這第一模式，存在兩種情況。第一種情況是儲(chǔ)熱裝置34被完全充入冷量。所 謂“完全充入”是指儲(chǔ)熱裝置34儲(chǔ)存了盡可能最大量的冷量，例如，0和5°C之間。按照該第一模式，環(huán)路2按正常運(yùn)行模式運(yùn)行，就是說(shuō)環(huán)路2的運(yùn)行允許冷卻穿過(guò) 蒸發(fā)器14的主空氣流F，致冷劑用以下方法循環(huán)流動(dòng)。致冷劑在壓縮機(jī)4中被壓縮，從而處 于高溫和高壓的狀態(tài)。高壓致冷劑穿過(guò)第一降壓裝置6但不被降壓，并接著到達(dá)外部熱交換器8，并在其中被冷卻。因而，在正常運(yùn)行模式下，外部熱交換器8作為冷凝器或氣體冷卻 器起作用。在外部熱交換器8的出口，高壓致冷劑穿過(guò)閥門(mén)10的內(nèi)部，接著通過(guò)第二降壓 裝置12的內(nèi)部并被降壓。在第二降壓裝置12的出口，致冷劑處于低壓狀態(tài)，并到達(dá)蒸發(fā)器 14，并在其中被重新加熱。于是，該主空氣流F在穿過(guò)蒸發(fā)器14時(shí)被冷卻。最后，致冷劑接 著穿過(guò)氣瓶16到達(dá)壓縮機(jī)4?；芈?0用以下方法與環(huán)路2同時(shí)工作。泵22被加入電能，以使載熱體在回路20 的內(nèi)部循環(huán)。載熱體穿過(guò)儲(chǔ)熱裝置28并被充入冷量。因而，在儲(chǔ)熱裝置28出口，載熱體 處在0和5°C之間的溫度下。接著該載熱體借助于閥門(mén)32a通過(guò)繞行線32b繞過(guò)第二致冷 劑_載熱體熱交換器32，然后到達(dá)第一致冷劑-載熱體熱交換器30。那時(shí)在載熱體和致冷 劑之間實(shí)現(xiàn)熱交換，載熱體的冷量傳給致冷劑，這樣以保證致冷劑的冷卻。從熱學(xué)觀點(diǎn)看， 該致冷劑的冷卻在外部熱交換器8的內(nèi)部完成。接著該載熱體回到泵22中。由于外部溫度高，載熱體有可能通過(guò)輔助設(shè)備26，以便排除這些輔助設(shè)備26的熱 量。換句話說(shuō)，在冷卻致冷劑的同時(shí)有可能同樣冷卻輔助設(shè)備26。若外部溫度允許，例如，在25°C的溫度下，則有可能利用空氣_載熱體熱交換器40 用外部空氣流來(lái)冷卻載熱體。這個(gè)變形具有減慢儲(chǔ)熱裝置28的冷量排出的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)閭鹘o 載熱體的冷量同時(shí)來(lái)自在儲(chǔ)熱裝置中的儲(chǔ)熱介質(zhì)M以及穿過(guò)空氣-載熱體熱交換器40的 外部空氣流。第二種情況是儲(chǔ)存在儲(chǔ)熱裝置中的冷量不足以(約25°C)冷卻通過(guò)第一致冷 劑-載熱體熱交換器30內(nèi)部的致冷劑。當(dāng)?shù)谝环N情況延續(xù)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，以致儲(chǔ)熱裝置的 溫度從0°過(guò)渡到25°C時(shí)，這第二種情況出現(xiàn)。在這種情況下，致冷劑要用空氣-載熱體熱 交換器40冷卻。當(dāng)外部溫度處于-5和10°C之間并且人們希望加熱車(chē)廂的空氣即主空氣流F時(shí)，熱 管理系統(tǒng)1的第二運(yùn)行模式起作用。對(duì)于這第二種模式，同樣存在兩種情況。第一種情況是儲(chǔ)熱裝置34完全被充熱。 所謂“完全充熱”是指該儲(chǔ)熱裝置34儲(chǔ)存了盡可能最大量的熱量，例如，為90°C。按照第二模式的第一種情況，該環(huán)路2不運(yùn)行。事實(shí)上，只有儲(chǔ)熱裝置28的熱量 被用于加熱穿過(guò)散熱器38的主空氣流F。在這方面，泵22運(yùn)行，而載熱體在通過(guò)儲(chǔ)熱裝置 28內(nèi)部時(shí)被充熱。接著，載熱體不經(jīng)過(guò)第一和第二致冷劑-載熱體熱交換器而直接到達(dá)散 熱器38。一旦載熱體的熱量通過(guò)散熱器38傳輸給主空氣流F，該載熱體便返回泵22。在一 個(gè)變體中，主空氣流F以補(bǔ)充的方法被電熱器42直接加熱，或者間接被電熱裝置34加熱。第二種情況是，裝在儲(chǔ)存裝置內(nèi)部的儲(chǔ)熱介質(zhì)M的溫度不夠高來(lái)滿足所要求熱學(xué) 舒適度。在這種情況下，儲(chǔ)熱裝置的溫度低于車(chē)廂的空氣，但是超過(guò)外部溫度。例如，儲(chǔ)熱 介質(zhì)M的溫度是30°C。在這里，環(huán)路2運(yùn)行，以便提供加熱主空氣流F所需要的熱量。那時(shí)該環(huán)路按照 “熱泵”的模式工作。當(dāng)該環(huán)路2按照“熱泵”運(yùn)行模式工作時(shí)，預(yù)先被壓縮機(jī)4壓縮的致 冷劑，在第一致冷劑-載熱體熱交換器30內(nèi)部循環(huán)時(shí)被冷卻。致冷劑的這個(gè)冷卻是通過(guò)穿 過(guò)第一致冷劑-載熱體熱交換器30內(nèi)部的致冷劑和載熱體之間的熱交換而實(shí)現(xiàn)的。換句 話說(shuō)，該載熱體被來(lái)自致冷劑的熱量充熱。于是，傳輸?shù)捷d熱體的熱量允許加熱穿過(guò)散熱器 38的主空氣流F。一旦致冷劑從第一致冷劑-載熱體熱交換器30出來(lái)，便到達(dá)第一降壓裝置6并被降壓。接著，該致冷劑被穿過(guò)外部熱交換器8的外部空氣流加熱。因而，在“熱泵” 運(yùn)行模式下，外部熱交換器8作為蒸發(fā)器起作用。當(dāng)致冷劑穿過(guò)閥門(mén)10時(shí)，它被引向氣瓶 16，以便到達(dá)壓縮機(jī)4。事實(shí)上，該閥門(mén)10允許把致冷劑或者引向第二降壓裝置12和蒸發(fā) 器14，以便運(yùn)行正常運(yùn)行模式，或者引向氣瓶16和壓縮機(jī)4，以便運(yùn)行“熱泵”運(yùn)行模式。儲(chǔ)熱裝置28的熱量同樣用來(lái)補(bǔ)充環(huán)路2帶來(lái)的熱量，以加熱主空氣流F。為此，載 熱體穿過(guò)該儲(chǔ)熱裝置28并被充熱。接著它直接到達(dá)第一致冷劑_載熱體熱交換器30，在其 中被致冷劑補(bǔ)充充熱。在一個(gè)變體中，載熱體在穿過(guò)第一致冷劑_載熱體熱交換器30之前，穿過(guò)第二致 冷劑_載熱體熱交換器32。這有一個(gè)補(bǔ)充加熱致冷劑的優(yōu)點(diǎn)，即補(bǔ)充致冷劑通過(guò)外部熱交 換器8內(nèi)部時(shí)致冷劑的加熱。事實(shí)上，空氣調(diào)節(jié)環(huán)路和諸如上述的回路的相互聯(lián)系允許在 “熱泵”模式下，使外部熱交換器免于結(jié)霜。這樣，外部熱交換器8結(jié)霜的危險(xiǎn)被大大減小。 事實(shí)上，因?yàn)橹吕鋭┰诘诙吕鋭載熱體熱交換器32內(nèi)部被載熱體加熱，那時(shí)致冷劑的 溫度超過(guò)外部空氣流的水分在外部熱交換器8上冷凝或結(jié)霜的溫度。同樣有可能利用阻塞 裝置60來(lái)阻止外部空氣流通過(guò)外部熱交換器8。于是，結(jié)霜的危險(xiǎn)被消除。按照另一個(gè)變體，若該輔助設(shè)備26需要被冷卻，則那時(shí)載熱體通過(guò)這些輔助設(shè)備 以及空氣-載熱體熱交換器內(nèi)部。由于外部溫度低，輔助設(shè)備26的熱量被穿過(guò)空氣-載熱 體熱交換器的外部空氣流從回路排出。這些熱量同樣可以被用來(lái)加熱儲(chǔ)熱裝置28和/或 第二致冷劑_載熱體熱交換器32。環(huán)路2可以按照兩種不同的方式(正?；蛘摺盁岜谩?運(yùn)行，外部熱交換器8按照 選定的模式作為冷凝器或蒸發(fā)器運(yùn)行。因而，外部熱交換器8尺寸被確定使得在該兩種運(yùn) 行方式下都提供較好的熱學(xué)性能。所謂“尺寸的確定”同時(shí)指熱交換器及其內(nèi)部熱管理系 統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸的確定，以保證致冷劑和外部空氣流之間的熱交換。但是，這樣一個(gè)外部熱交 換器不提供等價(jià)于作為冷凝器或者作為蒸發(fā)器的性能。事實(shí)上，冷凝器的尺寸習(xí)慣上被確 定為比蒸發(fā)器大，因?yàn)橥ㄟ^(guò)冷凝器內(nèi)部的致冷劑需要后續(xù)的來(lái)自外部空氣流貢獻(xiàn)的冷量來(lái) 冷卻。外部空氣流取決于外部氣候條件，有時(shí)它處于接近致冷劑的溫度下，這限制了致冷劑 的冷卻。因而，在冷凝器內(nèi)部，外部空氣流和致冷劑之間的交換面積大，以便在任何外部氣 候條件下都能冷卻致冷劑。第三種運(yùn)行模式同樣是可能的。這第三種運(yùn)行模式稱(chēng)為“除濕”模式并在5和15°C 之間，最好在10°c下的空氣外部溫度下起作用。在該運(yùn)行模式下，它力求冷卻主空氣流F和 加熱主空氣流F，冷卻主空氣流F是為了使主空氣流的水滴冷凝，并提供干的車(chē)廂空氣。按照這第三種模式，該環(huán)路2運(yùn)行是為了冷卻主空氣流F，以便使出現(xiàn)在主空氣流F中 的水滴冷凝。于是，該環(huán)路2以類(lèi)似于第一運(yùn)行模式的方式被使用，即利用蒸發(fā)器14的方式。同時(shí)，回路20運(yùn)行方式是利用儲(chǔ)存在儲(chǔ)熱裝置28中的熱量作為加熱主空氣流F 的熱源。在這方面，泵22運(yùn)行，以便向儲(chǔ)熱裝置28提供載熱體。載熱體被充熱，然后直接 到達(dá)散熱器38，接著返回泵22。在一個(gè)變體中，若該儲(chǔ)熱裝置不包含足夠的熱量來(lái)滿足所提出的要求，則該載熱 體通過(guò)第一致冷劑_載熱體熱交換器30的內(nèi)部，以便充入致冷劑帶來(lái)的熱量。圖2舉例說(shuō)明第一實(shí)施模式的一個(gè)可能的變體，其中散熱器38被內(nèi)部冷凝器39 代替，該體系結(jié)構(gòu)其余部分完全保留。這個(gè)變體有較佳地加熱主空氣流的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)榄h(huán)路2所產(chǎn)生的熱量被直接用來(lái)通過(guò)致冷劑，而不是通過(guò)載熱體來(lái)加熱該空氣流。事實(shí)上，主空氣 流被該環(huán)路(通過(guò)散熱器38)加熱，意味著在這個(gè)方案中致冷劑和載熱體之間的中間的熱 交換不存在且能量效率較佳。更具體地說(shuō)，該環(huán)路2通過(guò)在壓縮機(jī)4的出口添加內(nèi)部冷凝器39加以改變。該內(nèi) 部冷凝器39位于通風(fēng)、加熱和/或空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的內(nèi)部，并保證加熱主空氣F。從致冷劑的 觀點(diǎn)看，內(nèi)部冷凝器39的入口連接至壓縮機(jī)4的出口，而內(nèi)部冷凝器39的出口連接到第一 降壓裝置6。因而，該回路20同樣被改變。省去了散熱器38以及閥門(mén)36。這樣，從第一致冷 劑_載熱體熱交換器30出來(lái)的載熱體，接著從電熱裝置34直接到達(dá)空氣-載熱體熱交換 器40。按照在圖3至3h中舉例說(shuō)明的第二實(shí)施模式，儲(chǔ)熱裝置28與第一 30和第二 32 致冷劑_載熱體熱交換器是并聯(lián)配備的?；芈?0的這種特定的安排具有給汽車(chē)乘客帶來(lái) 優(yōu)異和最優(yōu)的熱學(xué)舒適度的優(yōu)點(diǎn)，而無(wú)論外部氣候條件如何，而且無(wú)論輔助設(shè)備26提出何 種熱學(xué)要求。按照該第二實(shí)施模式的熱管理系統(tǒng)1包括與第一實(shí)施模式中描述的相同的環(huán)路 2，和回路20'，該回路20'中的儲(chǔ)熱裝置28與第一 30和第二 32致冷劑-載熱體熱交換 器并聯(lián)配備。儲(chǔ)熱裝置28同樣與空氣-載熱體熱交換器40并聯(lián)。因此，對(duì)于沒(méi)有發(fā)生任 何變化的部件，第一實(shí)施模式的引用符號(hào)相同地用于第二實(shí)施模式。回路20'還包括輔助泵44。該輔助泵44位于第一致冷劑-載熱體熱交換器30 和儲(chǔ)熱裝置28之間。兩個(gè)泵22、44在回路20'中的存在允許按照熱管理系統(tǒng)1選定的運(yùn) 行模式建立載熱體在回路20'內(nèi)部?jī)蓷l獨(dú)立的路徑。對(duì)于剛才描述的每個(gè)運(yùn)行模式和按照 外部氣候條件，通過(guò)回路20'的閥門(mén)的開(kāi)/閉在回路20'內(nèi)部形成一個(gè)或兩個(gè)獨(dú)立載熱體 路徑。圖3a表示在冬季條件下汽車(chē)起動(dòng)時(shí)主空氣流F被加熱的運(yùn)行模式。按照該模式，環(huán)路2不運(yùn)行(就是說(shuō)壓縮機(jī)關(guān)機(jī))。該主空氣流F被從儲(chǔ)熱裝置 28提取的熱量加熱，該儲(chǔ)熱裝置28預(yù)先在汽車(chē)停在家中時(shí)被充熱。在這里，考慮具有相變 化的材料的溫度至少為90°C。為了實(shí)現(xiàn)主空氣流F的加熱，輔助泵44引導(dǎo)載熱體按照第一 路徑Tl運(yùn)行，在載熱體的循環(huán)方向上包括輔助泵44、閥門(mén)54、儲(chǔ)熱裝置28、閥門(mén)28a、電熱 裝置34、閥門(mén)36、散熱器38、閥門(mén)46、閥門(mén)30a和相關(guān)的繞行線30b。閥門(mén)54允許把載熱 體引向儲(chǔ)熱裝置28。閥門(mén)36允許把載熱體引向散熱器38，而閥門(mén)46允許把載熱體引向閥 門(mén)30a，并阻止載熱體通向空氣_載熱體熱交換器40。為了使載熱體在這第一路徑Tl上運(yùn) 行，閥門(mén)30a被配置成將載熱體引向繞行線30b，于是阻止載熱體穿過(guò)第一致冷劑_載熱體 熱交換器30。載熱體從電熱裝置34出來(lái)，被閥門(mén)36引向散熱器38。最后，閥門(mén)28a把載 熱體引向儲(chǔ)熱裝置28，并阻止其到達(dá)輔助設(shè)備26。在一個(gè)變體中，主空氣流F同時(shí)被散熱器38和電熱器42加熱。即使在冬季的條件下，也需要冷卻輔助設(shè)備26。于是，載熱體用以下方法循著第二 路徑T2行進(jìn)。泵22引導(dǎo)載熱體經(jīng)過(guò)各個(gè)閥門(mén)24并通向輔助設(shè)備26。接著，該載熱體直接 到達(dá)空氣_載熱體熱交換器40，該空氣-載熱體熱交換器40允許輔助設(shè)備26散發(fā)的熱量 通過(guò)穿過(guò)所述交換器40的外部空氣流從回路20'排出。事實(shí)上，該外部空氣流的溫度低于或等于5°C，而且低于載熱體在空氣-載熱體熱交換器40入口的溫度。為此，在輔助設(shè)備 26出口的載熱體通過(guò)閥門(mén)48，被引向第二致冷劑-載熱體熱交換器32，而禁止通向儲(chǔ)熱裝 置28。接著載熱體通過(guò)繞行線32b及其相關(guān)的閥門(mén)32a繞過(guò)第二致冷劑-載熱體熱交換 器32。閥門(mén)50把載熱體引向空氣-載熱體熱交換器40并禁止其繞行。該載熱體穿過(guò)空 氣_載熱體熱交換器40并到達(dá)將其引向泵22的閥門(mén)52。按照上述模式，閥門(mén)28a，50和52配置得使第一 Tl和第二 T2路徑彼此獨(dú)立。換 句話說(shuō)，第一 Tl和第二 T2路徑在流體上彼此之間不連通。在圖3b中所示的一個(gè)變體中，只實(shí)施了第一路徑Tl。事實(shí)上，在這里考慮在汽車(chē) 起動(dòng)時(shí)該輔助設(shè)備26不需要冷卻。在圖3c和3d中，舉例說(shuō)明這樣的運(yùn)行模式，即在冬季的條件下當(dāng)汽車(chē)行駛時(shí)主空 氣流F被加熱。那時(shí)人們考慮，由于利用儲(chǔ)熱裝置28，儲(chǔ)熱介質(zhì)M的溫度比前述模式低并為 50 "C。在圖3c中，在這里環(huán)路2運(yùn)行(壓縮機(jī)4運(yùn)行)。該致冷劑，一旦被壓縮機(jī)4壓 縮，便處于高壓和高溫下，在第一致冷劑_載熱體熱交換器30內(nèi)部通過(guò)，并把這些熱量交換 給載熱體。接著致冷劑在第一降壓裝置6內(nèi)部降壓，然后在外部熱交換器8內(nèi)部通過(guò)時(shí)被 加熱。致冷劑通過(guò)閥門(mén)10回到壓縮機(jī)4，閥門(mén)10被配置成阻止致冷劑通過(guò)第二致冷劑-載 熱體熱交換器32和氣瓶16通往蒸發(fā)器14。當(dāng)致冷劑在該第二致冷劑-載熱體熱交換器 32中通過(guò)并接收載熱體的熱量時(shí)，致冷劑重新被加熱。在回路20'內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)載熱體路徑。按照載熱體的循環(huán)方向，第一路徑Tl' 包括輔助泵44、閥門(mén)54、電熱裝置34、閥門(mén)36、散熱器38、閥門(mén)46、閥門(mén)30a和第一致冷 劑_載熱體熱交換器30。在這里，閥門(mén)54允許載熱體從輔助泵44直接通向電熱裝置34， 并禁止其通向儲(chǔ)熱裝置28，閥門(mén)30a被配置成阻止其通到繞行線30b內(nèi)部，閥門(mén)36允許通 向散熱器38，閥門(mén)46允許通向閥門(mén)30a和第一致冷劑-載熱體熱交換器30。因而，主空氣 流F通過(guò)載熱體在第一致冷劑-載熱體熱交換器30中積累的熱量加熱。在一個(gè)變體中，電 熱裝置34運(yùn)行，以提高載熱體的溫度。按照載熱體的循環(huán)方向，第二路徑T2'包括泵22、閥門(mén)24、輔助設(shè)備26、閥門(mén) 28a、儲(chǔ)熱裝置28、閥門(mén)48、繞行線32b和相關(guān)的閥門(mén)32a、閥門(mén)50、空氣-載熱體熱交換器 10和閥門(mén)52。該第二路徑T2'允許冷卻輔助設(shè)備26，并運(yùn)行為借助于儲(chǔ)熱裝置28和空 氣_載熱體熱交換器40的結(jié)合作用重新加熱第二致冷劑_載熱體熱交換器32。按照該模式，閥門(mén)28a、50、52和54各自的配置允許第一 ΤΓ和第二 T2'路徑在 流體上獨(dú)立。在一個(gè)變體中，如圖3d所示，輔助設(shè)備26不冷卻。因而，不用空氣-載熱體熱交 換器40，而只用儲(chǔ)熱裝置28來(lái)保證第二致冷劑-載熱體熱交換器32的加熱。閥門(mén)50的 配置禁止載熱體通向空氣-載熱體熱交換器40，而閥門(mén)24封閉，以阻止載熱體通向輔助設(shè) 備26。這樣，閥門(mén)24a開(kāi)敞，并允許載熱體穿過(guò)相關(guān)的繞行線24b，這條繞行線被安排成與 輔助設(shè)備26和閥門(mén)24并行。在圖3e和3f中，示出的是主空氣流F被蒸發(fā)器14冷卻的運(yùn)行模式。對(duì)于該模式， 氣候條件是夏季(外部溫度30°C)，而且汽車(chē)停止。儲(chǔ)熱裝置28在家中充以冷量，那時(shí)具 有相變化的材料的溫度為0°C。
在圖3e中，環(huán)路2運(yùn)行。接著，致冷劑先后在第一致冷劑-載熱體熱交換器30與 外部熱交換器8中冷卻。它通過(guò)第二降壓裝置12降壓，并在蒸發(fā)器14中被加熱。這樣，該 致冷劑將主空氣流F冷卻。在回路20'內(nèi)部，第一路徑Tl 〃包括輔助泵44、閥門(mén)54、儲(chǔ)熱裝置28、閥門(mén)28a、 電熱裝置34、閥門(mén)36、閥門(mén)46、閥門(mén)30a和第一致冷劑-載熱體熱交換器30。在這里，閥門(mén) 36禁止載熱體通向散熱器38。閥門(mén)54引導(dǎo)載熱體從輔助泵44通向儲(chǔ)熱裝置28。儲(chǔ)存在 儲(chǔ)熱裝置28內(nèi)部并且被載熱體輸送到第一致冷劑-載熱體熱交換器30的冷量，允許在外 部熱交換器8內(nèi)部冷卻致冷劑之前將該致冷劑冷卻。第二路徑T2"包括泵22、閥門(mén)24、輔助設(shè)備26、引導(dǎo)載熱體通向第二致冷劑-載 熱體熱交換器32的閥門(mén)48、第二致冷劑-載熱體熱交換器32、允許載熱體通向泵22的閥 門(mén)50。人們明白，閥門(mén)48、50、46和28a的配置允許使第一 Tl “和第二 T2 “路徑變得獨(dú)立。在這里輔助設(shè)備26的冷卻通過(guò)載熱體在第二致冷劑-載熱體熱交換器32的內(nèi)部 穿過(guò)來(lái)保證。事實(shí)上，該載熱體向第二致冷劑-載熱體熱交換器32內(nèi)部帶來(lái)的熱量允許加 熱致冷劑。于是，在第二致冷劑-載熱體熱交換器32的出口，載熱體被冷卻，因而，輔助設(shè) 備同樣被冷卻。在圖3f中，熱管理系統(tǒng)1運(yùn)行以冷卻主空氣流F。該環(huán)路2以在圖3e中所描述的 同樣的方式工作。第一路徑Tl"與圖3e的相同，只有第二路徑T2"改變。在這方面，此時(shí) 輔助設(shè)備26的冷卻是用空氣-載熱體熱交換器40來(lái)保證。因此，閥門(mén)32a禁止載熱體通 向第二致冷劑-載熱體熱交換器32，而閥門(mén)50、52被配置成允許載熱體穿過(guò)空氣-載熱體 熱交換器40，接著回到泵22。在圖3g中，示出的是主空氣流F被蒸發(fā)器14冷卻的運(yùn)行模式。對(duì)于這種模式，氣 候條件是夏季(外部溫度30°C )，汽車(chē)正在行駛中。儲(chǔ)熱裝置28由于它按照?qǐng)D3e和3f的 方式被利用而充入少量冷量。在這種情況下，儲(chǔ)熱介質(zhì)M的溫度是25 °C。環(huán)路2以類(lèi)似于圖3e和3f的模式工作。第一路徑Tl"‘包括輔助泵44、閥門(mén) 54、電熱裝置34、閥門(mén)36、閥門(mén)52、空氣-載熱體熱交換器40、閥門(mén)46、閥門(mén)30a和第一致 冷劑_載熱體熱交換器30。閥門(mén)52允許把從電熱裝置34和閥門(mén)36出來(lái)的載熱體引向空 氣-載熱體熱交換器40。第一路徑Tl"‘允許在第一致冷劑-載熱體熱交換器30內(nèi)部冷卻致冷劑，致冷劑 向載熱體轉(zhuǎn)移的熱量通過(guò)空氣_載熱體熱交換器40從熱管理系統(tǒng)1排出。按照回路20 ‘的該種運(yùn)行模式，儲(chǔ)熱裝置28充入環(huán)路2提供的冷量。于是，第二路 徑T2 “‘包括泵22、閥門(mén)24a、繞行線24b、閥門(mén)28a、儲(chǔ)熱裝置28、閥門(mén)48、第二致冷劑-載 熱體熱交換器32和閥門(mén)50。在第二致冷劑-載熱體熱交換器32的內(nèi)部，致冷劑的冷量轉(zhuǎn) 移到載熱體，接著載熱體將其輸往儲(chǔ)熱裝置28。在圖3h中，示出的是夏季條件下的運(yùn)行模式。該運(yùn)行模式的實(shí)施是為了使第一 30 和第二 32致冷劑-載熱體熱交換器彼此結(jié)合運(yùn)行。這個(gè)結(jié)合使環(huán)路2運(yùn)行時(shí)的性能系數(shù) 得以改善。于是，人們獲得與內(nèi)部熱交換器帶來(lái)的相同效果，其中致冷劑在高壓和高溫的狀 態(tài)下和在低壓和低溫的狀態(tài)下循環(huán)，在這兩個(gè)狀態(tài)之間完成熱交換，以改善環(huán)路2的性能系數(shù)。于是，最初為在致冷劑和載熱體之間按照熱管理系統(tǒng)1的運(yùn)行模式分別進(jìn)行熱量或 冷量交換的第一 30和第二 32致冷劑-載熱體熱交換器，被結(jié)合在一起以改善環(huán)路2的性 能系數(shù)，而不需要向環(huán)路2添加補(bǔ)充的組件，就是說(shuō)，內(nèi)部熱交換器或“IHX”。為此，該環(huán)路2按照正常模式工作，而回路20 ‘包括唯一的路徑T，其中載熱體用 以下方法按照循環(huán)方向循環(huán)輔助泵44、閥門(mén)54、閥門(mén)48、第二致冷劑-載熱體熱交換器 32、閥門(mén)32a、閥門(mén)50、閥門(mén)46、閥門(mén)30a和第一致冷劑-載熱體熱交換器30。通過(guò)第二致 冷劑_載熱體熱交換器32的致冷劑處于低溫和低壓下，因而它輸送冷量。這些冷量與載熱 體在第二致冷劑-載熱體熱交換器32的內(nèi)部交換。同樣，通過(guò)第一致冷劑-載熱體熱交換 器30的致冷劑處于高溫和高壓下，那時(shí)它輸送熱量，該熱量在第一致冷劑_載熱體熱交換 器30的內(nèi)部與載熱體交換。在本專(zhuān)利申請(qǐng)書(shū)中所有描述的方式的一個(gè)變體中，該通風(fēng)、加熱和/或空氣調(diào)節(jié) 系統(tǒng)S包括電熱器42，允許加熱主空氣流F。該電熱器的作用是為了補(bǔ)充散熱器38的功效。因而，上述電動(dòng)汽車(chē)或混合動(dòng)力汽車(chē)熱管理系統(tǒng)1所有實(shí)施方式和變形都包括四 個(gè)單元，通過(guò)致冷劑和載熱體在不同的單元之間的循環(huán)相互影響。一般它包括·環(huán)路2，允許實(shí)現(xiàn)由電動(dòng)壓縮機(jī)4驅(qū)動(dòng)的加熱或冷卻熱動(dòng)力學(xué)周期?！せ芈?0，匯集該回路不同的部件之間的冷量或熱量。在下文中將就其功能和部件描述構(gòu)成熱管理系統(tǒng)1的這四個(gè)單元。前臉單元100，管理熱管理系統(tǒng)1和外部空氣流之間的熱交換。它具有四個(gè)功能·當(dāng)環(huán)路2被禁止(壓縮機(jī)關(guān)機(jī))或在正常模式下工作(蒸發(fā)器14冷卻主空氣流 F)時(shí)，前臉單元100把熱管理系統(tǒng)1匯集的熱量的一部分向外部空氣流排出。 當(dāng)環(huán)路2在“熱泵”模式下工作時(shí)，前臉單元從外部空氣流汲取熱量，提供給外部 熱交換器8?！ぴ凇盁岜谩蹦Ｊ降哪承┻\(yùn)行階段上，前臉單元100可以同時(shí)通過(guò)空氣_載熱體熱 交換器40向外部空氣流排出熱量，并通過(guò)外部熱交換器8從外部空氣流汲取熱量。在這種 情況下，空氣_載熱體熱交換器40在汽車(chē)前面的存在允許外部熱交換器8回收一部分排放 到外部空氣流的熱量，所述外部熱交換器8按照外部空氣流的循環(huán)方向剛好設(shè)置在下游。 這同樣允許對(duì)外部熱交換器8進(jìn)行除霜。 在某些特定的運(yùn)行方式下，前臉單元100允許減少熱管理系統(tǒng)1和外部空氣流之 間的熱交換。前臉單元100包括三個(gè)部件，它們是熱管理系統(tǒng)1的一部分。 空氣-載熱體熱交換器40，載熱體在其中循環(huán)，與外部空氣流進(jìn)行交換。在選項(xiàng) 中，空氣-載熱體熱交換器40用閥門(mén)和繞行線加以補(bǔ)充，以便在某些運(yùn)行方式下減少載熱 體與外部空氣流之間的熱交換。按照這些運(yùn)行方式，空氣_載熱體熱交換器40用來(lái)將熱管 理系統(tǒng)1所提取的熱量排向外部空氣流，并因而將載熱體冷卻，或者汲取外部空氣流中的 熱量來(lái)再次加熱載熱體?！ね獠繜峤粨Q器8，致冷劑在其中循環(huán)，與外部空氣流進(jìn)行交換。按照熱學(xué)管理系 統(tǒng)1的運(yùn)行模式，該組件或者作為冷凝器(正常模式)起作用，或者作為蒸發(fā)器(“熱泵”模 式)運(yùn)行。 外部空氣流流動(dòng)的阻塞裝置60。阻塞裝置60包括可移動(dòng)的閥，用來(lái)阻塞外部熱交換器8和空氣_載熱體熱交換器40。該裝置在某些運(yùn)行方式下，用以減少外部空氣流和 前臉的交換器之間的熱交換。當(dāng)外部熱交換器需要除霜時(shí)，情況尤為如此。在一個(gè)變體中，涉及一些部件的安排，特別是空氣_載熱體熱交換器40配置在外 部熱交換器8的前面或者后面，對(duì)本發(fā)明構(gòu)成了非決定性的變體。管理熱管理系統(tǒng)1和主空氣流F之間的熱交換的通風(fēng)、加熱和/或空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng) S，向車(chē)廂吹風(fēng)，以保證用戶的熱學(xué)舒適度。它有三個(gè)功能·冷卻主空氣流F，以降低吹入的主空氣流相對(duì)于外部溫度的溫度·加熱主空氣流F，以提高吹入的空氣流相對(duì)于外部溫度的溫度 依次冷卻和加熱主空氣流F，以便使一部分水分冷凝并控制吹入空氣的濕度。這 后一個(gè)功能可以與冷卻或者加熱結(jié)合。該通風(fēng)、加熱和/或空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)S包括三個(gè)作為熱管理系統(tǒng)1 一部分的部件·蒸發(fā)器14，致冷劑在其中循環(huán)，與吹入車(chē)廂的主空氣流F進(jìn)行交換。蒸發(fā)器14 的供應(yīng)由閥門(mén)和繞行線完成，使之能夠在“熱泵”的某些模式的運(yùn)行階段上中斷致冷劑的供應(yīng)?！ど崞?8，載熱體在其中循環(huán)，與吹入的主空氣流F進(jìn)行交換。作為變形，散熱 器38裝有閥門(mén)和繞行線，以便能夠在正常模式的某些運(yùn)行階段上中斷其載熱體的供應(yīng)。這 特別允許減少吹入的主空氣流F在正常模式下的寄生加熱。 在散熱器38的一個(gè)變體中，通風(fēng)、加熱和/或空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括內(nèi)部冷凝器39。 應(yīng)該注意的是，以上帶有散熱器的第二模式(該回路20'包括兩個(gè)泵22、44)描述的所有變 形都可以與內(nèi)部冷凝器39 —起應(yīng)用?！る姛崞?2，按照散熱器38上可用的熱量保證或補(bǔ)充吹入的主空氣流F的加熱。 該電熱器42包括一些電阻元件。通風(fēng)、加熱和/或空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)S的變形分解成幾個(gè)子模塊，每一個(gè)都擁有一個(gè)或 多個(gè)交換器，保證空氣的冷卻和加熱?？梢园凑沾泻?或并行的管網(wǎng)給這些子模塊供應(yīng) 致冷劑和載熱體。輔助設(shè)備熱管理單元200有兩個(gè)主要功能 通過(guò)在被控制的溫度和流量下回路20的供應(yīng)，控制輔助設(shè)備(電池組、汽車(chē)推進(jìn) 或牽引系統(tǒng)等)的溫度。根據(jù)運(yùn)行方式，涉及在行駛過(guò)程中或在汽車(chē)停止時(shí)預(yù)空調(diào)的階段 冷卻或加熱每一個(gè)輔助設(shè)備?！せ厥者@些輔助設(shè)備損失的熱量，用來(lái)通過(guò)功率產(chǎn)生單元300進(jìn)行增值，以便加熱 車(chē)廂。根據(jù)熱量是直接向散熱器38轉(zhuǎn)移，還是在“熱泵”模式下用作環(huán)路2的熱源，這個(gè)增 值(valorisation)直接或間接地進(jìn)行。在過(guò)渡運(yùn)行方式下，這些熱量可以部分地儲(chǔ)存在儲(chǔ) 熱裝置28中。輔助設(shè)備的熱管理單元200包括三個(gè)作為熱管理系統(tǒng)1 一部分的部件·泵22，使載熱體在整個(gè)回路20中循環(huán)·管網(wǎng)，并聯(lián)安排以便向每一個(gè)輔助設(shè)備供應(yīng)·每個(gè)管道上的閥門(mén)以及繞行線和輔助閥門(mén)，用以控制載熱體在每一個(gè)管道中的 流量分配以及在熱管理系統(tǒng)1中載熱體的總流量。
一個(gè)變形是要實(shí)現(xiàn)把回路劃分為兩個(gè)獨(dú)立路徑，這些獨(dú)立路徑每一個(gè)都配備泵和 與功率產(chǎn)生子系統(tǒng)的特定連接。這個(gè)變形可以允許同時(shí)向不同溫度的輔助設(shè)備供應(yīng)?；鶞?zhǔn) 解決方案，由唯一的回路和單一的泵構(gòu)成，允許以順序方式實(shí)現(xiàn)所要求的大部分熱學(xué)功能 并顯著地簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)及其管理的復(fù)雜性。熱功率產(chǎn)生單元300，管理熱管理系統(tǒng)1的能力，用以提供所要求的熱功率(通風(fēng)、 加熱和/或空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)S和輔助設(shè)備)，和在穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)下具有最好能量效率的相關(guān)輔助 設(shè)備(前臉單元100)。這個(gè)熱功率產(chǎn)生單元300保證三個(gè)互補(bǔ)的主要功能·用環(huán)路2的熱動(dòng)力學(xué)周期產(chǎn)生超過(guò)電動(dòng)壓縮機(jī)功率的冷卻或加熱功率冷卻功 率通過(guò)蒸發(fā)器14傳輸給主空氣流F ；加熱功率傳輸?shù)捷d熱體，接著載熱體通過(guò)散熱器38對(duì) 主空氣流F重新加熱。若有必要，加熱功率由電熱裝置34對(duì)載熱體加以補(bǔ)充。 使環(huán)路2和回路20之間熱量轉(zhuǎn)移互濟(jì)，以便把可用的功率最大化，并優(yōu)化系統(tǒng)的 能量效率。這個(gè)互濟(jì)(mutualisation)用下列的5個(gè)次要功能表現(xiàn)。在環(huán)路2運(yùn)行的正常 模式下，該互濟(jì)通過(guò)在前臉外部熱交換器8的上游，對(duì)載熱體實(shí)現(xiàn)第一冷卻階段，可以改善 壓縮機(jī)下游致冷劑的冷卻能力，并通過(guò)用低溫下的致冷劑冷卻載熱體，可以改善輔助設(shè)備 的冷卻能力。在環(huán)路2的“熱泵”模式下，該互濟(jì)可以利用在輔助設(shè)備上回收的熱量作為環(huán) 路2能夠在“熱泵”模式下利用的能源，同時(shí)為通風(fēng)、加熱和/或空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)S和輔助設(shè) 備的要求帶來(lái)可用的加熱功率，并且不論環(huán)路2運(yùn)行在哪種運(yùn)行模式(正?；蛘摺盁岜谩? 下，同時(shí)在環(huán)路2的BP (低壓-冷)和HP (高壓-熱)部分，都在致冷劑和載熱體之間引入 熱交換，這允許改變熱動(dòng)力學(xué)周期，類(lèi)似于引入“內(nèi)部熱交換器” “或“IHX”類(lèi)型的附加交換 器。因而，作為上述功能的補(bǔ)充或與之無(wú)關(guān)地，可以通過(guò)改變交換的溫度，改善周期的能量 性能?！ぴO(shè)置儲(chǔ)熱功能，這允許把冷量或熱量的產(chǎn)生階段與這些冷量或這些熱量的利用 階段分開(kāi)。該儲(chǔ)存具有2個(gè)互補(bǔ)的功能，就是說(shuō)，在汽車(chē)停止并連接在外部電源分支上時(shí)， 儲(chǔ)存熱管理系統(tǒng)1產(chǎn)生的熱量或冷量，接著釋放這些熱量或冷量，以便當(dāng)以較低的電耗行 駛時(shí)，冷卻或者加熱通向車(chē)廂和/或輔助設(shè)備的主空氣流。若溫度水平足夠高，則這個(gè)釋放 可以直接通過(guò)該回路20進(jìn)行，或若溫度水平不夠高(和過(guò)高)，但比利用前臉和外部空氣流 作為“熱泵”周期的熱源(和熱阱)更有利，則在“熱泵”模式(和正常模式)下作為熱動(dòng)力 學(xué)周期的熱源(和熱阱)間接地進(jìn)行。另一個(gè)互補(bǔ)功能是，汽車(chē)行駛時(shí)，當(dāng)環(huán)路2 (COP)的 性能系數(shù)高和有利時(shí)，臨時(shí)地儲(chǔ)存環(huán)路2熱動(dòng)力學(xué)周期產(chǎn)生的多余熱量或冷量，接著當(dāng)性 能系數(shù)差或不利時(shí)釋放，以改善熱管理系統(tǒng)1在整個(gè)行駛過(guò)程中的平均性能系數(shù)。這個(gè)功 能對(duì)于管理前臉除霜階段特別有用。當(dāng)外部熱交換器8應(yīng)該除霜時(shí)，它不能用來(lái)吸取外部 熱量在除霜階段過(guò)程中，功率產(chǎn)生單元300臨時(shí)在儲(chǔ)熱裝置28中吸??；當(dāng)除霜階段結(jié)束 時(shí)，該熱管理系統(tǒng)1用過(guò)剩熱量重新構(gòu)建儲(chǔ)熱裝置，為下一個(gè)除霜階段做準(zhǔn)備。一般，在整 個(gè)行駛過(guò)程中這樣的策略就熱管理系統(tǒng)1的平均性能系數(shù)而言，與純粹地電加熱除霜時(shí)補(bǔ) 償熱虧損的完全固定的解決方案相比是有利的。功率產(chǎn)生單元300包括至少7個(gè)部件·電動(dòng)壓縮機(jī)4，保證給致冷劑加壓和加溫，以實(shí)現(xiàn)環(huán)路2生產(chǎn)冷量(正常模式) 或熱量(“熱泵”模式)的熱動(dòng)力學(xué)周期
氣瓶16，允許管理環(huán)路2致冷劑的充入，以保證壓縮機(jī)的氣體供應(yīng)和保證致冷劑 的過(guò)濾·兩個(gè)閥門(mén)，必要時(shí)旁路閥門(mén)加倍，它們管理環(huán)路2工作在低壓和低溫下和高壓和 高溫下的區(qū)域，并根據(jù)運(yùn)行方式作為降壓裝置或者開(kāi)/閉閥門(mén)起作用。 蒸發(fā)器14的旁路閥門(mén)36，若當(dāng)環(huán)路2的熱動(dòng)力學(xué)周期有效時(shí)主空氣流不應(yīng)冷卻， 則可在“熱泵”模式下激活?！さ谝恢吕鋭載熱體熱交換器30，按照運(yùn)行方式，參加致冷劑的冷卻(正常模 式)或保證載熱體的加熱(“熱泵”模式)·第二致冷劑-載熱體熱交換器32，按照運(yùn)行方式，使回路20汲取的熱量作為熱 泵的熱源增值(valoriser)，或者保證載熱體的補(bǔ)充冷卻，以便冷卻輔助設(shè)備(正常模式) 儲(chǔ)熱裝置28，按照運(yùn)行方式，允許在熱管理系統(tǒng)1不同的利用階段上儲(chǔ)存或釋放 熱量或冷量·回路20的一些閥門(mén)和旁路線，按照運(yùn)行方式和能量要求，允許每個(gè)交換器和儲(chǔ) 熱裝置28的繞行。電熱裝置34允許獨(dú)立于環(huán)路2的熱動(dòng)力學(xué)周期的激活，給回路20帶來(lái)熱量。該 電熱裝置34特別允許在停車(chē)時(shí)提高儲(chǔ)熱裝置28的溫度，并在某些運(yùn)行方式下保證對(duì)載熱 體的補(bǔ)充加熱。
權(quán)利要求
1.一種用于汽車(chē)的熱管理系統(tǒng)(1)，包括環(huán)路(2)，致冷流體在其中循環(huán)并包括壓縮 機(jī)(4)、第一降壓裝置(6)、外部熱交換器(8)和蒸發(fā)器(14)；回路(20)，載熱流體在其中循 環(huán)并包括至少一個(gè)泵(22)和連接至環(huán)路(2)的第一致冷劑-載熱體熱交換器(30)，其特征 在于，回路(20)包括連接至環(huán)路(2)的第二致冷劑-載熱體熱交換器(32)。
2.按照權(quán)利要求1的熱管理系統(tǒng)(1)，其中，回路包括散熱器(38)。
3.按照權(quán)利要求1的熱管理系統(tǒng)(1)，其中，回路包括內(nèi)部冷凝器(39)。
4.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的熱管理系統(tǒng)(1)，其中，第一致冷劑-載熱體熱交換 器(30)位于壓縮機(jī)(4)的出口，而第二致冷劑-載熱體熱交換器(32)位于壓縮機(jī)(4)的 入口。
5.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的熱管理系統(tǒng)(1)，其中，回路(20)包括至少一個(gè)輔 助設(shè)備(26)。
6.按照權(quán)利要求5的熱管理系統(tǒng)(1)，其中，輔助設(shè)備(26)包括電池組、推進(jìn)或牽引系 統(tǒng)和/或電子電路裝置。
7.按照權(quán)利要求5或6的熱管理系統(tǒng)(1)，其中，輔助設(shè)備(26)位于泵(22)的出口。
8.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的熱管理系統(tǒng)(1)，其中，回路(20)包括空氣-載熱 體熱交換器(40)。
9.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的熱管理系統(tǒng)(1)，其中，回路(20)包括電熱裝置 (34)。
10.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的熱管理系統(tǒng)(1)，其中，回路(20)包括儲(chǔ)熱裝置 (28)。
11.按照權(quán)利要求10的熱管理系統(tǒng)(1)，其中，第一(30)和第二(32)致冷劑_載熱體 熱交換器與儲(chǔ)熱裝置(28)串聯(lián)設(shè)置。
12.按照權(quán)利要求11的熱管理系統(tǒng)(1)，其中，儲(chǔ)熱裝置(28)位于第一致冷劑-載熱 體熱交換器(30)的入口。
13.按照權(quán)利要求10的熱管理系統(tǒng)(1)，其中第一(30)和第二(32)致冷劑_載熱體 熱交換器與儲(chǔ)熱裝置(28)并聯(lián)設(shè)置。
14.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的熱管理系統(tǒng)(1)，其中，回路(20)包括輔助泵 (44)。
全文摘要
本發(fā)明涉及包括空氣調(diào)節(jié)環(huán)路和載熱流體回路的熱管理系統(tǒng)。一種用于汽車(chē)的熱管理系統(tǒng)(1)，包括環(huán)路(2)，致冷流體在其中循環(huán)并包括壓縮機(jī)(4)、第一降壓裝置(6)、外部熱交換器(8)和蒸發(fā)器(14)；回路(20)，載熱流體在其中循環(huán)并包括至少一個(gè)泵(22)和連接至環(huán)路(2)的第一致冷劑-載熱體熱交換器(30)，回路(20)包括連接至環(huán)路(2)的第二致冷劑-載熱體熱交換器(32)。
文檔編號(hào)F24F5/00GK102001271SQ20101051074
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者丹尼爾·內(nèi)維厄, 托馬斯·卡頓, 穆罕麥德·亞希亞, 讓·盧克·瑟茲 申請(qǐng)人:法雷奧熱系統(tǒng)公司