專(zhuān)利名稱(chēng)：?jiǎn)误w熱泵式空氣調(diào)節(jié)器以及用于該空氣調(diào)節(jié)器的熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛的供暖和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)；具體涉及一種熱泵式空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)；更具體地涉及一種用于熱泵式空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的熱交換器。
背景技術(shù)：
為了使車(chē)廂中的乘客感到舒適，機(jī)動(dòng)車(chē)輛通常包括專(zhuān)用的空調(diào)系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)。供暖系統(tǒng)包括加熱器芯部，該加熱器芯部位于車(chē)輛的供暖、通風(fēng)以及空氣調(diào)節(jié)(HVAC)模塊內(nèi)部。加熱器芯部通常是液體對(duì)空氣的熱交換器，該熱交換器將熱能供給至車(chē)廂以實(shí)現(xiàn)舒適地供暖。諸如基于乙二醇的冷卻劑之類(lèi)傳熱液體將來(lái)自內(nèi)燃機(jī)的廢熱傳送至加熱器芯部，在此來(lái)自傳熱液體的熱能傳遞至通過(guò)加熱器芯部流至車(chē)廂的周?chē)諝?。隨著更大效率內(nèi)燃機(jī)、具有較小內(nèi)燃機(jī)的混合車(chē)輛以及尤其是電動(dòng)車(chē)輛的出現(xiàn)，可用于為車(chē)廂中的乘客提供舒適性的熱能會(huì)不夠。為了向具有較小內(nèi)燃機(jī)的車(chē)輛的車(chē)廂提供補(bǔ)充熱量，已知在熱泵模式操作空調(diào)系統(tǒng)。典型的機(jī)動(dòng)車(chē)輛空調(diào)系統(tǒng)包括位于HVAC模塊中的蒸發(fā)器和位于暴露于外部環(huán)境空氣的前部機(jī)艙中的冷凝器。壓縮機(jī)使兩相制冷劑循環(huán)通過(guò)蒸發(fā)器，在此該制冷劑通過(guò)吸收來(lái)自車(chē)廂的熱量而膨脹成低壓蒸氣制冷劑。在低壓蒸氣被壓縮機(jī)壓縮成高壓蒸氣之后，蒸氣相制冷劑傳遞至冷凝器，在此高壓蒸氣通過(guò)將熱量釋放到環(huán)境大體中而冷凝成高壓液體制冷劑。液相制冷劑通過(guò)膨脹裝置返回至蒸發(fā)器，該膨脹裝置使高壓液體制冷劑轉(zhuǎn)化成液態(tài)和蒸氣態(tài)制冷劑的低壓混合物以持續(xù)循環(huán)。通過(guò)在熱泵模式操作空調(diào)系統(tǒng)，制冷劑流逆流，在該情形中，冷凝器通過(guò)蒸發(fā)液態(tài)制冷劑而吸收來(lái)自外部環(huán)境空氣中的熱量，且蒸發(fā)器通過(guò)冷凝蒸氣態(tài)制冷劑而將熱量釋放至車(chē)廂。由于空調(diào)系統(tǒng)用于空氣調(diào)節(jié)模式時(shí)的低壓側(cè)會(huì)變?yōu)橛糜跓岜媚Ｊ綍r(shí)的高壓側(cè)，因而在熱泵模式中操作空調(diào)系統(tǒng)的一個(gè)缺點(diǎn)是由于需要不得不通過(guò)使用較厚規(guī)格的管件和配件來(lái)強(qiáng)化整個(gè)系統(tǒng)的制冷劑管路而增大系統(tǒng)的復(fù)雜度。此外，需要對(duì)蒸發(fā)器進(jìn)行強(qiáng)化以承受高壓制冷劑，并且連同附加的相關(guān)管路一起安裝附加的膨脹裝置和接納器。在熱泵模式中操作空調(diào)系統(tǒng)的另一已知缺點(diǎn)是在較寒冷的氣候下，由于冷凝器的表面溫度下降到32° F以下，使得冷凝在冷凝器表面上的任何濕氣會(huì)凍結(jié)，由此會(huì)降低系統(tǒng)的效率并且甚至?xí)p壞冷凝器。已知電加熱 器用于向使用空調(diào)系統(tǒng)作為熱泵的車(chē)輛的車(chē)廂提供補(bǔ)充熱量。在最寒冷的氣候下，已知在熱泵模式中操作空調(diào)系統(tǒng)是無(wú)效的；因此，需要附加的電加熱器。然而，對(duì)于混合和電動(dòng)車(chē)輛來(lái)說(shuō)，電加熱器代表著會(huì)增大電流提取，而這會(huì)顯著地減小電力驅(qū)動(dòng)范圍。綜上所述，需要一種向機(jī)動(dòng)車(chē)輛的車(chē)廂提供補(bǔ)充熱量的供暖系統(tǒng)，該供暖系統(tǒng)無(wú)需使空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑循環(huán)逆轉(zhuǎn)或者不利地影響電力驅(qū)動(dòng)范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于單體HPAC系統(tǒng)的單體熱泵式空氣調(diào)節(jié)器(單體HPAC)。該單體HPAC包括吸熱側(cè)熱交換組件，該吸熱側(cè)熱交換組件具有多個(gè)板，這些板堆疊并且氣密地密封在上游端板和下游端板之間。該多個(gè)堆疊板限定了冷凝/激冷部分、再冷部分以及制冷劑接納部分，該冷凝/激冷部分與上游端板相鄰，該再冷部分與下游端板相鄰，而制冷劑接納部分夾在冷凝/激冷部分和再冷部分之間。上游端板包括制冷劑進(jìn)口和吸熱冷卻劑出口，而下游端板包括制冷劑出口、吸熱冷卻劑進(jìn)口、再冷部分的冷卻劑進(jìn)口以及再冷部分的冷卻劑出口。吸熱側(cè)熱交換組件包括制冷劑通道、第一冷卻劑通道以及第二冷卻劑通道，該制冷劑通道與制冷劑進(jìn)口和制冷劑出口液壓連通，該第一冷卻劑通道與吸熱冷卻劑進(jìn)口和吸熱冷卻劑出口液壓連通，而該第二冷卻劑通道與再冷部分的冷卻劑進(jìn)口和再冷部分的冷卻劑出口液壓連通。第一冷卻劑通道和第二冷卻劑通道與制冷劑通道非接觸地?zé)徇B通。該單體HPAC可包括放熱側(cè)熱交換組件，該放熱側(cè)熱交換組件具有制冷劑進(jìn)口和制冷劑出口，該制冷劑進(jìn)口與吸熱側(cè)熱交換組件的制冷劑出口液壓連通，而該制冷劑出口與吸熱側(cè)熱交換組件的制冷劑進(jìn)口液壓連通。該單體HPAC還可包括電力驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)、電力驅(qū)動(dòng)的吸熱側(cè)冷卻劑泵以及電力驅(qū)動(dòng)的放熱側(cè)冷卻劑泵，該壓縮機(jī)用于使制冷劑循環(huán)通過(guò)放熱側(cè)熱交換組件和吸熱側(cè)熱交換組件，使得熱能從放熱側(cè)熱交換組件傳遞至吸熱側(cè)熱交換組件，該吸熱 側(cè)冷卻劑泵與吸熱側(cè)熱交換組件的冷卻劑進(jìn)口液壓連通，而該放熱側(cè)冷卻劑泵與放熱側(cè)熱交換組件的冷卻劑進(jìn)口液壓連通。本發(fā)明一實(shí)施例提供一種單體HPAC，該單體HPAC是緊湊的，并且實(shí)際上易于安裝在車(chē)輛的具有大約常用的面包盒尺寸的任何隔室中。在具有低效內(nèi)燃機(jī)的車(chē)輛中，單體HPAC利用來(lái)自廢熱源、例如車(chē)輛電子器件的熱量，并且使用廢熱來(lái)補(bǔ)充車(chē)廂的供暖需求。在混合和電動(dòng)車(chē)輛中，單體HPAC通過(guò)最小程度地使用電流來(lái)為電加熱器供電并且向電池組提供熱量來(lái)維持優(yōu)選的操作溫度而改進(jìn)了寒冷氣候下的驅(qū)動(dòng)范圍。通過(guò)閱讀本發(fā)明的實(shí)施例的以下具體說(shuō)明，本發(fā)明的另一些特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，參照附圖并以非限制性實(shí)例方式給出該說(shuō)明。


將參考附圖來(lái)進(jìn)一步描述本發(fā)明，其中:圖1是具有根據(jù)本發(fā)明的單體HPAC的單體熱泵式空氣調(diào)節(jié)器(單體HPAC)系統(tǒng)的示意流程圖。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的單體HPAC的實(shí)施例。圖3是沿剖線3-3剖取的圖2所示吸熱側(cè)熱交換組件的剖視圖以示出制冷劑流的流路，該吸熱側(cè)熱交換組件具有一體的冷凝/激冷部分、接納部分以及再冷部分。圖4是沿剖線4-4剖取的圖2所示吸熱側(cè)熱交換組件的剖視圖以示出吸熱側(cè)冷卻劑流的流路。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖1至圖4，其中類(lèi)似的附圖標(biāo)記在所有這些附圖中指代相對(duì)應(yīng)的部件，并且示出用在機(jī)動(dòng)車(chē)輛中的單體熱泵式空氣調(diào)節(jié)(單體HPAC)系統(tǒng)10和單體HPAC100的實(shí)施例。機(jī)動(dòng)車(chē)輛可以是具有內(nèi)燃機(jī)的車(chē)輛、同時(shí)具有內(nèi)燃機(jī)和電力驅(qū)動(dòng)的混合電動(dòng)車(chē)輛或者具有電力驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車(chē)輛中的一種。單體HPAC系統(tǒng)10包括單體HPAC100，該單體HPAC是小型的，并且實(shí)際上易于安裝在車(chē)輛的任何隔室中，隔室具有大約面包盒或更大的尺寸。單體HPAC系統(tǒng)10的又一些優(yōu)點(diǎn)在閱讀了下文說(shuō)明書(shū)之后會(huì)顯而易見(jiàn)。圖1中示出單體HPAC系統(tǒng)10的流程圖，該單體HPAC系統(tǒng)具有特定的制冷劑回路12，該制冷劑回路與放熱冷卻劑回路14和吸熱冷卻劑回路16熱連通。放熱冷卻劑回路14將從車(chē)輛內(nèi)熱源40帶走廢熱能量，例如從內(nèi)燃機(jī)或電子器件帶走廢熱，由此冷卻熱源40。制冷劑回路12將熱能從放熱冷卻劑回路14傳遞至吸熱冷卻劑回路16，該吸熱冷卻劑回路16再將熱能傳送至諸如乘客熱交換器(occupant heat exchanger)之類(lèi)的散熱器42,以向車(chē)廂提供補(bǔ)充熱量。大體上，單體HPAC系統(tǒng)10有效地捕獲來(lái)自其中一個(gè)車(chē)輛部件的廢熱能量，并且將其有利地用于另一個(gè)車(chē)輛部件。作為替代，散熱器42可以是輻射類(lèi)型的熱交換器，該熱交換器暴露于外部環(huán)境大氣，在此廢熱消散至外部環(huán)境。放熱和吸熱冷卻劑回路14,16在整個(gè)車(chē)輛中的流路可以基于車(chē)輛的冷卻和供暖需求而重新構(gòu)造。放熱和吸熱冷卻劑回路14、16可包括在策略節(jié)點(diǎn)處具有遠(yuǎn)程致動(dòng)閥的多個(gè)互連分支，這些互連分支可重新構(gòu)造以重新限定放熱和吸熱冷卻劑回路14、16的流路，以分別向多個(gè)特定的熱源40或散熱器42選擇性地提供放熱或吸熱冷卻劑流。制冷劑回路12包括 液壓地串聯(lián)連接的冷凝器18、制冷劑接納器19、過(guò)冷器21、制冷劑膨脹裝置20以及蒸發(fā)器22。制冷劑壓縮機(jī)24位于制冷劑回路的核心處，并且位于蒸發(fā)器22的下游和冷凝器18的上游。壓縮機(jī)24可用于壓縮和傳遞遍及單體HPAC系統(tǒng)10的制冷劑回路12的兩相制冷劑，例如R_134a或R_1234yf。壓縮機(jī)使制冷劑循環(huán)通過(guò)制冷劑回路12，以將來(lái)自包括放熱側(cè)激冷器30的放熱冷卻劑回路14的熱能傳遞至包括吸熱側(cè)激冷器26的吸熱冷卻劑回路16。為了說(shuō)明起見(jiàn)，吸熱側(cè)激冷器26和放熱側(cè)激冷器30可以是分別封裝冷凝器18和蒸發(fā)器22的水或冷卻劑封殼，或者可以是板型熱交換組件的部件，這將在下文進(jìn)行更詳細(xì)地描述。制冷劑回路12的制冷劑循環(huán)通常與在冷卻模式中操作的機(jī)動(dòng)車(chē)輛的特定空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制冷劑循環(huán)相同。兩相制冷劑由壓縮機(jī)24循環(huán)通過(guò)制冷劑回路12，該壓縮機(jī)包括抽吸側(cè)36和排放側(cè)38，抽吸側(cè)也被稱(chēng)為低壓側(cè)，而排放側(cè)也被稱(chēng)為高壓側(cè)。壓縮機(jī)的抽吸側(cè)在借助放熱側(cè)激冷器30吸收來(lái)自放熱冷卻劑回路14的熱量之后、接納來(lái)自蒸發(fā)器22的低壓蒸氣相制冷劑，并將該低壓蒸氣相制冷劑壓縮至高壓蒸氣相制冷劑，然后將該高壓蒸氣相制冷劑排放至冷凝器18。在該高壓蒸氣相制冷劑在冷凝器18中被冷凝成高壓液相制冷劑時(shí)，熱量借助吸熱側(cè)激冷器26傳遞至吸熱冷卻劑回路16。高壓液相制冷劑離開(kāi)冷凝器18穿過(guò)制冷劑接納器19以分離任何制冷劑蒸氣，穿過(guò)再冷器21以進(jìn)一步冷卻該液相制冷劑，然后通至制冷劑膨脹裝置20，通過(guò)該制冷劑膨脹裝置該制冷劑開(kāi)始膨脹至起泡的氣液相混合物。起泡的氣液相制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器22，并且通過(guò)吸收來(lái)自放熱冷卻劑回路14的熱量而持續(xù)膨脹至低壓蒸氣制冷劑。然后，該低壓高質(zhì)/過(guò)熱蒸氣制冷劑循環(huán)返回至壓縮機(jī)24的抽吸側(cè)36以重復(fù)該過(guò)程。放熱冷卻劑回路14包括放熱側(cè)激冷器30和放熱側(cè)冷卻劑泵32，該放熱側(cè)激冷器30非接觸地與蒸發(fā)器22熱連通，而放熱側(cè)冷卻劑泵32使放熱側(cè)冷卻劑50循環(huán)通過(guò)放熱側(cè)激冷器30。在冷卻劑于蒸發(fā)器22內(nèi)膨脹時(shí)，熱能從放熱冷卻劑回路14傳遞至制冷劑回路12。吸熱冷卻劑回路16包括吸熱側(cè)激冷器26和吸熱側(cè)冷卻劑泵28，該吸熱側(cè)激冷器26非接觸地與冷凝器18熱連通，而吸熱側(cè)冷卻劑泵28使吸熱側(cè)冷卻劑48循環(huán)通過(guò)吸熱側(cè)激冷器26。在吸熱冷卻劑回路16中流動(dòng)的吸熱側(cè)冷卻劑48分成第一部分吸熱側(cè)冷卻劑48a和第二部分吸熱側(cè)冷卻劑48b。吸熱側(cè)冷卻劑泵28使第一部分吸熱側(cè)冷卻劑48a循環(huán)通過(guò)吸熱側(cè)激冷器26，并使第二部分吸熱側(cè)冷卻劑48b循環(huán)通過(guò)再冷器21。第一部分吸熱側(cè)冷卻劑48a通過(guò)再冷器21和接納器19直接流到吸熱側(cè)激冷器26中，在該吸熱側(cè)激冷器26內(nèi)，熱能從較高溫 度的制冷劑傳遞至較低溫度的第一部分吸熱側(cè)冷卻劑48。經(jīng)加熱的第一部分吸熱側(cè)冷卻劑48a離開(kāi)吸熱側(cè)激冷器26進(jìn)入散熱器42。第二部分吸熱側(cè)冷卻劑48b流動(dòng)通過(guò)再冷器21，以進(jìn)一步冷卻液相制冷劑。在離開(kāi)再冷器21之后，第二部分吸熱側(cè)冷卻劑48b在流入散熱器42之前與第一部分吸熱側(cè)冷卻劑48a結(jié)合。參見(jiàn)圖2、3和4，本發(fā)明一實(shí)施例包括一體的吸熱側(cè)熱交換組件102，該吸熱側(cè)熱交換組件102具有由多個(gè)沖壓金屬板制成的冷凝/激冷部分103、接納部分104以及再冷部分106。該一體的吸熱側(cè)熱交換組件102還可包括在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)13/396，211中披露的內(nèi)部熱量交換器(IHX)。本發(fā)明的實(shí)施例還可包括放熱側(cè)熱交換組件110，該放熱側(cè)熱交換組件具有同樣由多個(gè)沖壓金屬板制成的一體蒸發(fā)/激冷部分。在圖2中示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的示例小型一體HPAC100。所示出的單體HPAC100包括吸熱側(cè)熱交換組件102、諸如熱膨脹閥(TXV)之類(lèi)的制冷劑膨脹裝置108以及放熱側(cè)熱交換組件110。該單體HPAC100還包括電力驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)112以及電力驅(qū)動(dòng)的放熱側(cè)和吸熱側(cè)冷卻劑泵114、116，該壓縮機(jī)112用于使典型的兩相制冷劑循環(huán)通過(guò)一系列制冷劑管件113，而該放熱側(cè)和吸熱側(cè)冷卻劑泵114、116分別構(gòu)造成液壓地連接于放熱冷卻齊U回路和吸熱冷卻劑回路14、16。壓縮機(jī)112可以是由具有釹磁體的永磁體電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的小型渦旋式壓縮機(jī)。用在吸熱和放熱冷卻劑回路中的液態(tài)冷卻劑大體是70%乙二醇-30%水的混合物，防止冷卻劑在放熱側(cè)熱交換組件110所需的低溫下凍結(jié)或變得過(guò)于黏稠。圖3和4分別示出沿剖線3-3和剖線4_4剖取的圖2所示吸熱側(cè)熱交換組件102的剖視圖。吸熱側(cè)熱交換組件102可以是具有多個(gè)沖壓金屬板120的板型熱交換組件，相對(duì)于制冷劑流的方向，這些沖壓金屬板120堆疊并且被銅焊焊接在上游端板126和下游端板128之間，以限定冷凝/激冷部分103、接納部分104以及再冷部分106。上游端板126包括制冷劑進(jìn)口 130和吸熱冷卻劑出口 134。下游端板128包括制冷劑出口 132、吸熱冷卻劑進(jìn)口 136、再冷部分的吸熱冷卻劑進(jìn)口 135以及再冷部分的吸熱冷卻劑出口 137。沖壓金屬板包括本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的特征，例如開(kāi)口 121、繞選定開(kāi)口 121的凸臺(tái)132以及凸緣125，它們?cè)诙询B好后限定曲折的制冷劑通道122，該制冷劑通道用于使高壓制冷劑流從制冷劑進(jìn)口 130流至制冷劑出口 132。經(jīng)堆疊的板還限定了吸熱冷卻劑的集管(header)131、第一吸熱冷卻劑通道124a以及第二吸熱冷卻劑通道124b，該吸熱冷卻劑的集管131從吸熱冷卻劑進(jìn)口 135延伸通過(guò)再冷部分106和接納部分104，該第一吸熱冷卻劑通道124a延伸通過(guò)冷凝/激冷部分103并且與吸熱冷卻劑的集管131和吸熱冷卻劑出口 134流體連通，而該第二吸熱冷卻劑通道124b延伸通過(guò)再冷部分106并且與再冷部分的吸熱冷卻劑進(jìn)口135和再冷部分的吸熱冷卻劑出口 137流體連通。這些金屬板120可包括多個(gè)建立在相鄰板之間的觸點(diǎn)，以向流過(guò)其中的流體引入湍流，從而提供較高的遞熱系數(shù)。流過(guò)吸熱側(cè)熱交換組件102的熱的制冷劑流和吸熱冷卻劑流非接觸地?zé)徇B通；換言之，吸熱冷卻劑48a、48b和制冷劑并不相互混合，但卻彼此熱連通。在吸熱冷卻劑48離開(kāi)吸熱側(cè)熱交換組件102返回至吸熱冷卻劑回路16時(shí)，來(lái)自較高溫度制冷劑的熱能傳遞至較低溫度的吸熱冷卻劑48a、48b，由此使吸熱冷卻劑48的溫度升高。在圖3中示出通過(guò)吸熱側(cè)熱交換組件102的制冷劑通道122的流路。高壓蒸氣制冷劑進(jìn)入制冷劑進(jìn)口 130、流過(guò)冷凝/激冷部分103內(nèi)的曲折制冷劑通道122，并且由于熱量從較熱的制冷劑傳遞至較冷的吸熱冷卻劑流而冷凝成液態(tài)制冷劑。大致液態(tài)的制冷劑離開(kāi)冷凝/激冷部分103、相對(duì)于重力方向進(jìn)入接納部分104的頂部，然后離開(kāi)接納部分104的底部進(jìn)入再冷部分1 06。蒸氣態(tài)制冷劑保持在接納部分104的頂部?jī)?nèi)，而液態(tài)制冷劑在通過(guò)制冷劑出口 132離開(kāi)至TXV108之前流過(guò)再冷部分106內(nèi)的制冷劑通道122。在圖4中示出通過(guò)吸熱側(cè)熱交換組件102的第一和第二吸熱冷卻劑通道124a、124b的流路。吸熱側(cè)冷卻劑泵116使第一部分吸熱側(cè)冷卻劑48a循環(huán)通過(guò)冷凝/激冷部分103，并使第二部分吸熱側(cè)冷卻劑48b循環(huán)通過(guò)再冷部分106。第一部分的吸熱側(cè)冷卻劑48a進(jìn)入吸熱冷卻劑進(jìn)口 136并且通過(guò)吸熱冷卻劑的集管131直接流到冷凝/激冷部分103中。經(jīng)加吸熱第一部分吸熱側(cè)冷卻劑48a離開(kāi)冷凝/激冷部分103進(jìn)入散熱器142。第二部分吸熱側(cè)冷卻劑48b流動(dòng)通過(guò)再冷部分106內(nèi)的第二吸熱冷卻劑通道124b并且在流入散熱器142之前與第一部分吸熱側(cè)冷卻劑48a結(jié)合。類(lèi)似地，一體的放熱側(cè)熱交換組件110也可以是板型熱交換器。一體的放熱側(cè)熱交換組件110包括放熱冷卻劑進(jìn)口 138和出口 140、用于低壓制冷劑流的蒸發(fā)器制冷劑通道以及用于冷卻冷卻劑流的單獨(dú)的放熱冷卻劑通道。通過(guò)一體的放熱側(cè)熱交換組件110的低壓制冷劑流和放熱冷卻劑流同樣非接觸地彼此熱連通，并且可同向或逆向流動(dòng)。在放熱冷卻劑離開(kāi)一體的放熱側(cè)熱交換組件110并且返回至放熱冷卻劑回路14時(shí)，來(lái)自較高溫度的放熱冷卻劑的熱能傳遞至較低溫度的蒸發(fā)制冷劑，由此使放熱冷卻劑的溫度降低。返回參見(jiàn)圖2，不同于制冷劑側(cè)的部件在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)遠(yuǎn)程地散布的典型空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在HVAC模塊內(nèi)，包括吸熱側(cè)熱交換組件102、TXV108、一體的放熱側(cè)熱交換組件110以及電力驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)112以及冷卻劑泵114、116的單體HPAC100的部件都可安裝在尺寸約420mmX290mm的單個(gè)平臺(tái)142上。這些部件可封裝在殼體內(nèi)，該殼體具有類(lèi)似尺寸的基部以及大約小于190mm的高度并且近似是典型面包盒的尺寸，以易于操縱并且受保護(hù)不受環(huán)境影響。形成單體HPAC100的各部件的集中布置允許使用較短長(zhǎng)度的制冷劑管件113，這些管件由諸如不銹鋼、鋁和/或銅之類(lèi)制冷劑不可滲透的材料制成。較短長(zhǎng)度的制冷劑不可滲透管件113使得制冷劑泄漏和濕氣滲透的程度最小；因此由于無(wú)需大容積的備用制冷劑，因而允許使用較小容積的接納部分104。濕氣滲透程度的降低會(huì)減小或消除所需要的干燥劑容積，從而產(chǎn)生更緊湊的單體HPAC100。由于此種緊湊尺寸，單體HPAC100可實(shí)際上安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)輛車(chē)身內(nèi)能容下面包盒的任何位置中，例如行李室內(nèi)、引擎罩下、儀表盤(pán)內(nèi)或甚至座椅下。盡管已參照其示例實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可在不偏離本發(fā)明范圍的條件下進(jìn)行各種改變并且用等同構(gòu)件來(lái)替換本發(fā)明的各構(gòu)件。此外，可作出許多修改以使特定情形或材料適應(yīng)本發(fā)明的說(shuō)明，而不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍。因此，本發(fā)明并不局限于為實(shí)施本發(fā)明而被考慮作為最佳模式所披露的具體實(shí)施例，而本發(fā)明會(huì)包括所有落入所附權(quán)利要求范·圍的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種單體熱泵式空氣調(diào)節(jié)器(100)，包括: 吸熱側(cè)熱交換組件(102)，所述吸熱側(cè)熱交換組件具有多個(gè)板(120)，所述多個(gè)板堆疊并且氣密地密封在上游端板(126)和下游端板(128)之間，并且限定了: 冷凝/激冷部分(103)，所述冷凝/激冷部分與所述上游端板(126)相鄰，其中所述上游端板(126)包括制冷劑進(jìn)口(130)和吸熱冷卻劑出口(134)； 再冷部分(106)，所述再冷部分與所述下游端板(128)相鄰，其中所述下游端板(128)包括制冷劑出口(132)、吸熱冷卻劑進(jìn)口(136)、再冷部分的冷卻劑進(jìn)口(135)和再冷部分的冷卻劑出口(137)； 制冷劑通道(122)，所述制冷劑通道與所述制冷劑進(jìn)口(130)和所述制冷劑出口(132)液壓連通，其中所述制冷劑通道(122)延伸通過(guò)所述冷凝/激冷部分(103)和所述再冷部分(106)； 第一冷卻劑通道(124a)，所述第一冷卻劑通道與所述吸熱冷卻劑進(jìn)口(136)和所述吸熱冷卻劑出口(134)液壓連通，其中所述第一冷卻劑通道(124a)延伸通過(guò)所述冷凝/激冷部分(103);以及 第二冷卻劑通道(124b)，所述第二冷卻劑通道與所述再冷部分的冷卻劑進(jìn)口(135)和所述再冷部分的冷卻劑出口(137)液壓連通，其中所述第二冷卻劑通道(124b)延伸通過(guò)所述再冷部分(106)； 其中所述第一冷卻劑通道(124a)和所述第二冷卻劑通道(124b)與所述制冷劑通道(122)非接觸地?zé)徇B通。
2.如權(quán)利要求1所述的單體熱泵式空氣調(diào)節(jié)器(100)，其特征在于，所述吸熱側(cè)熱交換組件(102)還限定了制冷劑接納部分(104)，所述制冷劑接納部分夾在所述冷凝/激冷部分(103)和所述再冷部分(106)之間，其中所述制冷劑通道(122)延伸通過(guò)所述制冷劑接納部分(104)。
3.如權(quán)利要求2所述的單體熱泵式空氣調(diào)節(jié)器(100)，其特征在于，所述制冷劑通道(122)曲折通過(guò)所述冷凝/激冷部分(103)、所述接納部分(104)以及所述再冷部分(106)中的至少一個(gè)。
4.如權(quán)利要求3所述的單體熱泵式空氣調(diào)節(jié)器(100)，其特征在于，所述制冷劑通道(122)從所述冷凝/激冷部分(103)進(jìn)入所述接納部分(104)的頂部，并且離開(kāi)所述接納部分(104)的底部而進(jìn)入所述再冷部分(106)。
5.如權(quán)利要求2所述的單體熱泵式空氣調(diào)節(jié)器(100)，其特征在于，所述吸熱側(cè)熱交換組件(102)的多個(gè)堆疊板(120)還限定了第一冷卻劑的集管(131)，所述第一冷卻劑的集管(131)直線地延伸通過(guò)所述接納部分(104)和所述再冷部分(106)，并且與所述第一冷卻劑通道(124a)和所述吸熱冷卻劑進(jìn)口( 136)液壓連通，且所述第一冷卻劑通道(124a)延伸通過(guò)所述冷凝/激冷部分(103)。
6.如權(quán)利要求5所述的單體熱泵式空氣調(diào)節(jié)器(100)，其特征在于，所述第一吸熱冷卻劑通道(124a)曲折通過(guò)所述冷凝/激冷部分(103)。
7.如權(quán)利要求5所述的單體熱泵式空氣調(diào)節(jié)器(100)，其特征在于，所述第二吸熱冷卻劑通道(124b)曲折通過(guò)所述再冷部分(106)。
8.如權(quán)利要求5所述的單體熱泵式空氣調(diào)節(jié)器(100)，其特征在于，所述第一吸熱冷卻劑通道(124a)與所述制冷劑通道(122)非接觸地對(duì)向流動(dòng)。
9.如權(quán)利要求3所述的單體熱泵式空氣調(diào)節(jié)器(100)，其特征在于，還包括: 放熱側(cè)熱交換組件(110)，所述放熱側(cè)熱交換組件具有制冷劑進(jìn)口和制冷劑出口，所述制冷劑進(jìn)口與所述吸熱側(cè)熱交換組件(102)的所述制冷劑出口(132)液壓連通，而所述制冷劑出口與所述吸熱側(cè)熱交換組件(102)的所述制冷劑進(jìn)口(130)液壓連通；以及 電力驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)(112)，所述壓縮機(jī)用于使制冷劑循環(huán)通過(guò)所述放熱側(cè)熱交換組件(110)和所述吸熱側(cè)熱交換組件(102)，使得熱能從所述放熱側(cè)熱交換組件(110)傳遞至所述吸熱側(cè)熱交換組件(102)。
10.如權(quán)利要求9所述的單體熱泵式空氣調(diào)節(jié)器(100)，其特征在于，還包括:電力驅(qū)動(dòng)的吸熱側(cè)冷卻劑泵(116)和電力驅(qū)動(dòng)的放熱側(cè)冷卻劑泵(32)，所述電力驅(qū)動(dòng)的吸熱側(cè)冷卻劑泵與所述吸熱側(cè)熱交換組件(102)的所述冷卻劑進(jìn)口液壓連通，而所述電力驅(qū)動(dòng)的放熱側(cè)冷卻劑泵與所述放熱側(cè)熱交換組件(110)的冷卻劑進(jìn)口液壓連通。
11.一種用于單體熱泵式空氣調(diào)節(jié)器(100)的板型吸熱側(cè)熱交換組件(102)，所述板型吸熱側(cè)熱交換組件包括: 多個(gè)板(120)，所述 多個(gè)板堆疊并且氣密地密封在上游端板(126)和下游端板(128)之間，并且限定了: 冷凝/激冷部分(103)，所述冷凝/激冷部分與所述上游端板(126)相鄰，其中所述上游端板(126)包括制冷劑進(jìn)口(130)和吸熱冷卻劑出口(134)； 再冷部分(106)，所述再冷部分與所述下游端板(128)相鄰，其中所述下游端板(128)包括制冷劑出口(132)、吸熱冷卻劑進(jìn)口(136)、再冷部分的冷卻劑進(jìn)口(135)和再冷部分的冷卻劑出口(137)； 制冷劑接納部分(104)，所述制冷劑接納部分夾在所述冷凝/激冷部分(103)和所述再冷部分(106)之間； 制冷劑通道(122)，所述制冷劑通道與所述制冷劑進(jìn)口( 130)和所述制冷劑出口( 132)液壓連通； 第一冷卻劑通道(124a)，所述第一冷卻劑通道與所述吸熱冷卻劑進(jìn)口(136)和所述吸熱冷卻劑出口( 134)液壓連通；以及 第二冷卻劑通道(124b)，所述第二冷卻劑通道與所述再冷部分的冷卻劑進(jìn)口(135)和所述再冷部分的冷卻劑出口( 137)液壓連通；其中所述第一冷卻劑通道(124a)和所述第二冷卻劑通道(124b)與所述制冷劑通道(122)非接觸地?zé)徇B通。
12.如權(quán)利要求11所述的用于單體熱泵式空氣調(diào)節(jié)器(100)的板型吸熱側(cè)熱交換組件(102)，其特征在于，所述制冷劑通道(122)從所述冷凝/激冷部分(103)進(jìn)入所述接納部分(104)的頂部，并且離開(kāi)所述接納部分(104)的底部而進(jìn)入所述再冷部分(106)。
13.如權(quán)利要求12所述的用于單體熱泵式空氣調(diào)節(jié)器(100)的板型吸熱側(cè)熱交換組件(102)，其特征在于，還包括第一冷卻劑的集管(131)，所述第一冷卻劑的集管(131)直線地延伸通過(guò)所述接納部分(104)和所述再冷部分(106)，并且與所述第一冷卻劑通道(124a)和所述吸熱冷卻劑進(jìn)口(136)液壓連通，且所述第一冷卻劑通道(124a)延伸通過(guò)所述冷凝/激冷部分(103)。
全文摘要
本發(fā)明涉及單體熱泵式空氣調(diào)節(jié)器以及用于該空氣調(diào)節(jié)器的熱交換器，其中該單體熱泵式空氣調(diào)節(jié)器具有板型吸熱側(cè)熱交換組件(102)、放熱側(cè)熱交換組件(110)以及電力驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)(112)和冷卻劑泵(114、116)。該板型吸熱側(cè)熱交換組件(102)包括多個(gè)板(120)，這些板堆疊并且氣密地密封在上游端板(126)和下游端板(128)之間并限定了冷凝/激冷部分(103)、再冷部分(106)以及制冷劑接納部分(104)，該冷凝/激冷部分具有第一冷卻劑通道(124a)，再冷部分具有第二冷卻劑通道(124b)，而制冷劑接納部分夾在該冷凝/激冷部分(103)和再冷部分(106)之間。第一冷卻劑通道(124a)和第二冷卻劑通道(124b)與制冷劑通道(122)非接觸地?zé)徇B通。
文檔編號(hào)F24F5/00GK103245016SQ20131005000
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月14日
發(fā)明者P·S·卡德?tīng)? G·S·弗里蘭, F·V·奧蒂 申請(qǐng)人:德?tīng)柛＜夹g(shù)有限公司