本發(fā)明涉及一種車輛用空調(diào)的制冷循環(huán)，尤其涉及一種如下地構(gòu)成的車輛用空調(diào)的制冷循環(huán)，以同時包含水冷式冷凝器和空冷式冷凝器而形成，在通過空冷式冷凝器的冷凝區(qū)域之后處于兩相狀態(tài)的制冷劑經(jīng)過水冷式冷凝器之后，使其通過空冷式冷凝器的過冷區(qū)域。

背景技術(shù)：

在通常的車輛用空調(diào)的制冷循環(huán)中，借助于液體狀態(tài)的熱交換介質(zhì)在周邊吸收汽化熱部分的熱量而汽化的蒸發(fā)器而產(chǎn)生實際冷卻作用。從所述蒸發(fā)器流入壓縮機的氣體狀態(tài)的熱交換介質(zhì)在壓縮機被壓縮為高溫及高壓狀態(tài)，在所述被壓縮的氣體狀態(tài)的熱交換介質(zhì)通過冷凝器而液化的過程中向周邊釋放液化熱，所述液化的熱交換介質(zhì)重新通過膨脹閥而處于低溫及低壓的濕飽和蒸汽狀態(tài)之后，重新流入蒸發(fā)器而被汽化，從而形成循環(huán)。

即，在冷凝器中，流入高溫高壓的氣體狀態(tài)的制冷劑并通過熱交換而釋放液化熱并冷凝為液體狀態(tài)后排放，可以形成為作為冷卻所述制冷劑的熱交換介質(zhì)而使用空氣的氣冷、使用液體的水冷。

所述空冷式冷凝器(condenser)是與通過車輛前面的開口部流入的空氣進行熱交換的結(jié)構(gòu)，為了與空氣進行順利的熱交換，一般固定在形成緩沖梁的車輛前側(cè)。

另外，構(gòu)成車輛用空調(diào)的制冷循環(huán)的冷凝器，為了提高熱交換效率，有時一起使用空冷式冷凝器12和水冷式冷凝器11。

使用現(xiàn)有空冷式冷凝器的空冷式空調(diào)系統(tǒng)中，由于冷凝器位于車輛的前面所以制冷劑管線結(jié)構(gòu)變長而復(fù)雜，并且具有冷凝器性能根據(jù)外部空氣溫度而敏感地反應(yīng)的缺點。

相反，使用水冷式冷凝器的水冷式空調(diào)系統(tǒng)中，由于冷卻水的溫度范圍小于空氣，所以可以確保穩(wěn)定的制冷性能，由于刪除車輛前部的空冷式冷凝器所以具有可以改善車輛前部封裝的優(yōu)點。

然而，水冷式冷凝器并不使用空氣而使用低溫散熱器的冷卻水使制冷劑冷凝，但由于低溫散熱器的冷卻水溫度比外部空氣溫度高，所以單獨使用時的效率較低，因此可以在水冷部的后端構(gòu)成氣冷部，再追加內(nèi)部熱交換功能而進行改善。

此時，所述水冷式冷凝器11如圖1所示地也會安裝在低溫散熱器(ltr)的出口槽內(nèi)側(cè)，在這種情況下，低溫散熱器的冷卻水側(cè)壓力降會增大，并存在組裝復(fù)雜，a/s困難的缺點。

作為與此相關(guān)的技術(shù)，日本公開專利第2005-343221號(公開日2005.12.15，名稱為車輛的冷卻裝置結(jié)構(gòu)，以下稱為現(xiàn)有專利)公開了制冷劑經(jīng)過水冷式冷凝器而通過空冷式冷凝器的冷卻結(jié)構(gòu)。

但是，上述現(xiàn)有專利在空冷式冷凝器的出口安裝水冷式冷凝器，可能因冷卻水熱源的不足而導致性能下降，如圖2所示，上述現(xiàn)有專利是在熱交換效率較高的制冷劑的兩相區(qū)不將比熱較高的冷卻水作為熱源使用，而在制冷劑的兩相區(qū)域使用空氣熱源的系統(tǒng)，因此在熱交換性能的提高上受限。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

本發(fā)明為了解決上述問題而提出，本發(fā)明的目的在于提供一種如下的冷卻性能得到提高的車輛用空調(diào)的制冷循環(huán)，其構(gòu)成為，以同時包含水冷式冷凝器和空冷式冷凝器的方式形成，使通過空冷式冷凝器的冷凝區(qū)域之后處于兩相狀態(tài)的制冷劑經(jīng)過水冷式冷凝器，然后使其通過空冷式冷凝器的過冷區(qū)域。

技術(shù)方案

根據(jù)本發(fā)明的車輛用空調(diào)的制冷循環(huán)其特征在于，分別用制冷管p連接以下構(gòu)成：壓縮制冷劑的壓縮機c；使從低溫散熱器流入的冷卻水和通過所述壓縮機c的制冷劑進行熱交換的水冷式冷凝器10；使在所述壓縮機c壓縮并排出的制冷劑通過第一流入口201流入而與空氣進行熱交換而冷凝，使通過冷凝區(qū)域a1的制冷劑通過第一排出口202排出而通過所述水冷式冷凝器10之后，通過第二流入口203流入并經(jīng)過過冷區(qū)域a2而與空氣進行熱交換的空冷式冷凝器20；使經(jīng)過所述空冷式冷凝器20的過冷區(qū)域a2之后，通過第二排出口204排出的制冷劑膨脹的膨脹閥t；以及使在所述膨脹閥t中膨脹而排出的制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器e。

另外，在所述車輛用空調(diào)的制冷循環(huán)，通過所述空冷式冷凝器20的第一排出口202排出而流入所述水冷式冷凝器10的制冷劑可以是混合氣體和液體的兩相狀態(tài)。

另外，所述空冷式冷凝器20可以包括：流入或排出制冷劑且沿高度方向或者長度方向上相隔預(yù)定距離而并排配置的第一集水箱210以及第二集水箱220；兩端固定在所述第一集水箱210以及第二集水箱220而形成制冷劑的流路的多個管；介于所述管之間的多個翅片；以及與所述第二集水箱220連接，使通過所述水冷式冷凝器10的制冷劑流入主體而實現(xiàn)氣液分離的氣液分離器230。

另外，在所述空冷式冷凝器20，所述第一流入口201、第一排出口202、第二流入口203以及第二排出口204可以形成于所述第一集水箱210。

另外，在所述空冷式冷凝器20，所述第一流入口201以及第二排出口204可以形成于所述第一集水箱210，而所述第一排出口202以及第二流入口203可以形成于所述第二集水箱220。

另外，在所述空冷式冷凝器20，所述第一流入口201、第一排出口202以及第二排出口204可以形成于所述第一集水箱210或者第二集水箱220，而所述第二流入口203可以形成于所述氣液分離器230。

此外，所述水冷式冷凝器10可以包括：形成冷卻水流入口111以及冷卻水排出口112的殼體部110；以及收納于所述殼體部110的內(nèi)部，使通過所述第一排出口202排出的制冷劑流入并循環(huán)而與冷卻水進行熱交換的翅片-管式水冷型熱交換部120。

此外，所述水冷式熱交換部120可以形成為殼-管(shell-tube)式或者板式中的任意一種形式。

此外，在第三項中，所述車輛用空調(diào)的制冷循環(huán)中，所述氣液分離器230和所述水冷式冷凝器10可以形成為一體。

有益效果

因此，本發(fā)明的車輛用空調(diào)的制冷循環(huán)構(gòu)成為，以同時包含水冷式冷凝器和空冷式冷凝器的方式形成，在通過空冷式冷凝器的冷凝區(qū)域之后處于兩相狀態(tài)的制冷劑經(jīng)過水冷式冷凝器之后，使其通過空冷式冷凝器的過冷區(qū)域，從而具有可以提高冷卻性能的優(yōu)點。

即，本發(fā)明在單獨使用時冷卻效率較低，但為了彌補可以確保穩(wěn)定的制冷性能的水冷式冷凝器的缺點，可以同時使用水冷式冷凝器和空冷式冷凝器，在熱交換效率較高的制冷劑的兩相區(qū)域配置水冷式冷凝器而可以提高冷卻性能。

另外，本發(fā)明可以根據(jù)系統(tǒng)負載而利用擋板改變空冷式冷凝器的制冷劑通道數(shù)量，而且還可適用于橫向流(crossflow)型和向下流(downflow)型，水冷式冷凝器也可以不受形狀的限制，因此具有在現(xiàn)有的系統(tǒng)中無需較大變更而可以較容易適用的優(yōu)點。

同時，本發(fā)明的空冷式冷凝器的氣液分離器和水冷式冷凝器可以一體形成，因此具有可以使封裝簡單化并提高空間利用率的優(yōu)點。

附圖說明

圖1是示出包括現(xiàn)有復(fù)合式冷凝器的車輛用空調(diào)的制冷循環(huán)的示意圖。

圖2是在ph線圖上示出現(xiàn)有復(fù)合式冷凝器的配置的圖。

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的車輛用空調(diào)的制冷循環(huán)的示意圖。

圖4是在ph線圖上示出本發(fā)明的空冷式冷凝器和水冷式冷凝器的配置的圖。

圖5至圖10是顯示根據(jù)本發(fā)明的空冷式冷凝器以及水冷式冷凝器的各種實施例的示意圖。

符號說明

c:壓縮機

t:膨脹閥

e:蒸發(fā)器

p:制冷劑管

a1:冷凝區(qū)域a2:過冷區(qū)域

10:水冷式冷凝器

110:殼體部

111:冷卻水流入口112:冷卻水排出口

120:水冷式熱交換部

20:空冷式冷凝器

201:第一流入口202：第一排出口

203:第二流入口204:第二排出口

210:第一集水箱220:第二集水箱

230:氣液分離器

300:擋板

具體實施方式

以下，參照附圖詳細說明如上所述的根據(jù)本發(fā)明的車輛用空調(diào)的制冷循環(huán)。

如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的車輛用空調(diào)的制冷循環(huán)，通過分別用制冷管p連接壓縮制冷劑的壓縮機c、使在所述壓縮機c壓縮而排出的制冷劑與冷卻水進行熱交換而冷凝的水冷式冷凝器10，以及與空氣進行熱交換而進行冷凝的空冷式冷凝器20、使在所述空冷式冷凝器20中冷凝而排出的制冷劑膨脹的膨脹閥t、以及使通過在所述膨脹閥t膨脹而排出的制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器e而形成。

首先，所述壓縮機c(compressor)從動力供應(yīng)源(引擎或者馬達等)得到動力傳輸而驅(qū)動，并對從蒸發(fā)器e排放的低溫低壓的氣體狀制冷劑進行吸收和壓縮，從而以高溫高壓的氣體狀態(tài)排放。

在所述空冷式冷凝器20，在所述壓縮機c中壓縮排出的高溫高壓的氣體制冷劑通過第一流入口201流入，并與空氣進行熱交換，通過冷凝區(qū)域a1的制冷劑通過第一排出口202排出。

接著，制冷劑通過所述水冷式冷凝器，然后通過所述空冷式冷凝器20的第二流入口203流入，并經(jīng)過過冷區(qū)域a2后通過第二排出口204排出。

即，如圖4所示，在根據(jù)本發(fā)明的車輛用空調(diào)的制冷循環(huán)中，用于冷凝制冷劑的熱源以空氣、冷卻水、空氣的順序而使用空冷式冷凝器20和水冷式冷凝器10，且通過所述空冷式冷凝器20的第一排出口202而排出并流入所述水冷式冷凝器10的制冷劑為氣體和液體混合的狀態(tài)即兩相狀態(tài)，并使水冷式冷凝器10配置在熱交換效率較高的制冷劑的兩相區(qū)域，從而可以提高冷卻性能。

所述膨脹閥(expansionvalve)通過節(jié)流過程(wiredrawingeffect)使從所述空冷式冷凝器20排放的液狀制冷劑急速膨脹，從而以低溫低壓的濕飽和狀態(tài)輸送到蒸發(fā)器e。

所述蒸發(fā)器(evaporator)使在所述膨脹閥t內(nèi)節(jié)流的低壓液狀制冷劑與從空調(diào)殼體內(nèi)吹送到室內(nèi)側(cè)的空氣進行熱交換并蒸發(fā)，從而通過制冷劑的蒸發(fā)潛熱產(chǎn)生的吸熱作用而冷卻排放到室內(nèi)的空氣。

接著，從所述蒸發(fā)器e蒸發(fā)而排放的低溫低壓的氣態(tài)制冷劑重新被吸入壓縮機c中而重新循環(huán)如上所述的制冷循環(huán)。

同時，在如上所述的制冷劑循環(huán)過程中，車輛室內(nèi)的制冷通過以下方式實現(xiàn)，從風機(未圖示)吹送的空氣流入空調(diào)殼體內(nèi)而通過蒸發(fā)器e并被在蒸發(fā)器e內(nèi)部循環(huán)的液態(tài)制冷劑的蒸發(fā)潛熱冷卻而以變涼的狀態(tài)排放到車輛室內(nèi)。

以下，參照圖5至圖10詳細說明根據(jù)本發(fā)明的車輛用空調(diào)的制冷循環(huán)所包含的空冷式冷凝器20以及水冷式冷凝器10。

所述空冷式冷凝器20包括：使制冷劑流入或者排出并在高度方向或者長度方向上相隔預(yù)定距離而并排配置的第一集水箱210以及第二集水箱220；兩端固定在所述第一集水箱210以及第二集水箱220而形成制冷劑的流路的多個管(未圖示)；介于所述管之間的多個翅片(未圖示)；以及與所述第二集水箱220連接，使通過所述水冷式冷凝器10的制冷劑流入主體而實現(xiàn)氣液分離的氣液分離器230。

在所述第一集水箱210或者第二集水箱220可以形成有，使制冷劑從壓縮機c流入的第一流入口201、使制冷劑經(jīng)過冷凝區(qū)域a1之后排出至所述水冷式冷凝器10的第一排出口202、使循環(huán)所述水冷式冷凝器10的制冷劑流入的第二流入口203、以及使制冷劑經(jīng)過過冷區(qū)域a2之后排放至所述膨脹閥t側(cè)的第二排出口204。

此時，所述空冷式冷凝器20可以形成為向下流(downflow)型或者橫向流(crossflow)型，但是為向下流型時，所述第一集水箱210以及第二集水箱220在長度方向上間隔預(yù)定距離而并排配置，為橫向流型時，第一集水箱210以及第二集水箱220在高度方向上間隔預(yù)定距離而并排配置。

所述水冷式冷凝器10包括：殼體部110，具有冷卻水從低溫散熱器流入的冷卻水流入口和排出冷卻水的冷卻水排出口，且在內(nèi)部形成有預(yù)定空間。

另外，所述水冷式冷凝器10可以包括：翅片-管式水冷型熱交換部120，收納于所述殼體部110的內(nèi)部且使通過所述空冷式冷凝器20的第一排出口202排出的制冷劑流入而循環(huán)，并使制冷劑與冷卻水進行熱交換。

除此之外，所述水冷式熱交換部120還可以變更實施為雙重管形式的殼-管(shell-tube)式或板式中的任意一種形式。

另外，只要所述空冷式冷凝器20以及水冷式冷凝器連接為，使從所述壓縮機c排出的制冷劑以空冷式冷凝器20、水冷式冷凝器10、空冷式冷凝器20的順序通過，則通道數(shù)量或者其形狀可以任意地多樣地變更實施。

首先，說明圖5的實施例，所述空冷式冷凝器20是所述第一集水箱210以及第二集水箱220在長度方向上相隔預(yù)定距離形成的橫向流型熱交換器，在所述第一集水箱210形成所述第一流入口201、第一排出口202、第二流入口203以及第二排出口204，并通過第一排出口202以及第二流入口203與所述水冷式冷凝器連接。

即，在圖5中，在所述空冷式冷凝器20的一側(cè)配置形成有水冷式冷凝器10，在另一側(cè)配置有氣液分離器230。

此時，所述水冷式冷凝器10可以與所述空冷式冷凝器20形成為一體。

從所述壓縮機c排放而流入所述空冷式冷凝器20的制冷劑，通過在第一集水箱210中間預(yù)定區(qū)域形成的第一流入口201流入后，經(jīng)所述管而向所述第二集水箱220流動，然后向上方移動并再次經(jīng)過管，而通過在所述第一集水箱210的上方區(qū)域形成的第一排出口202向所述水冷式冷凝器10一側(cè)流動。

流入所述水冷式冷凝器10的制冷劑從所述低溫散熱器流入而與所述水冷式冷凝器10的冷卻水實現(xiàn)熱交換，然后，通過所述第二流入口203向所述空冷式冷凝器20側(cè)流動。

從所述空冷式冷凝器20的第一集水箱210經(jīng)過所述管而移動至所述第二集水箱220的制冷劑在所述氣液分離器230中氣液分離后，經(jīng)過在所述空冷式冷凝器20的最下方區(qū)域形成的過冷區(qū)域a2而向所述第一集水箱210的第二排出口204排放。

圖5的空冷式冷凝器20在第二集水箱220設(shè)置兩個擋板而在第一集水箱210設(shè)置三個擋板，從而實現(xiàn)如上所述的制冷劑流動。

接著，說明圖6的實施例，所述空冷式冷凝器20是向下流型的熱交換器，所述第一流入口201、第一排出口202以及第二排出口204形成于所述第一集水箱210或者第二集水箱220，尤其，所述第二流入口203形成于所述氣液分離器230，而使通過水冷式冷凝器20的制冷劑直接通過過冷區(qū)域a2。

此時，所述空冷式冷凝器20，在一側(cè)配置有水冷式冷凝器10而在另一側(cè)配置有氣液分離器230，所述水冷式冷凝器20和第二流入口202通過其他配管相連。

從所述壓縮機c流入的制冷劑通過在所述第一集水箱210中間預(yù)定區(qū)域形成的第一流入口201流入后，經(jīng)所述管而向所述第二集水箱220流動(一通道(path))，然后向上方移動并再次經(jīng)過管而通過在所述第一集水箱210的上方區(qū)域形成的第一排出口202而向所述水冷式冷凝器10側(cè)流動(二通道)。

流入所述水冷式冷凝器10的制冷劑從所述低溫散熱器流入而與所述水冷式冷凝器10的冷卻水實現(xiàn)熱交換，然后，通過在所述氣液分離器230形成的第二流入口203而直接通過所述氣液分離器230，然后經(jīng)過所述空冷式冷凝器20的過冷區(qū)域a2而向所述第二排出口204排出(三通道)。

接著，說明圖7的實施例，所述空冷式冷凝器20是向下流型熱交換器，所述空冷式冷凝器20在所述第一集水箱210形成所述第一流入口201以及第二排出口204，而所述第一排出口202以及第二流入口203形成于所述第二集水箱220。

此時，如圖7所示，所述水冷式冷凝器10并非配置在所述空冷式冷凝器20的形成有第一流入口201的第一集水箱210一側(cè)，而是配置在與其相反的形成所述氣液分離器230的一側(cè)。

從所述壓縮機c流入的制冷劑通過在所述第一集水箱210形成的第一流入口201流入后，經(jīng)所述管而向所述第一集水箱210流動(一通道)，然后通過所述第一排出口202向所述水冷式冷凝器10側(cè)流動。

流入所述水冷式冷凝器10的制冷劑從所述低溫散熱器流入而與所述水冷式冷凝器10的冷卻水實現(xiàn)熱交換，然后，通過所述第二流入口203流入所述第二集水箱220，然后，經(jīng)過所述管而向所述第一集水箱210流動(二通道)，然后，向下移動并再次經(jīng)過管而向所述第二集水箱220流動(三通道)。

接著，制冷劑經(jīng)過所述氣液分離器230之后，通過所述過冷區(qū)域a2而向所述第一集水箱210的第二排出口204排出(四通道)。

然后，在圖8的實施例中，所述空冷式冷凝器20，與圖7的空冷式冷凝器20相同地，所述第一流入口201以及第二排出口204形成于所述第一集水箱210，而所述第一排出口202以及第二流入口203形成于所述第二集水箱220。

此時，所述水冷式冷凝器10，與圖7的實施例相同得，并非配置在形成有所述空冷式冷凝器20的第一流入口201的第一集水箱210側(cè)，而配置在作為相反側(cè)的形成有所述氣液分離器230的一側(cè)。

然而，圖8的空冷式冷凝器20，在所述第一集水箱210以及第二集水箱220分別具有各三個擋板，因此具有6個通道的流路。

在圖9的實施例中，所述空冷式冷凝器20與水冷式冷凝器具有與圖5相同的流路，但區(qū)別在于是向下流型熱交換器。圖9的空冷式冷凝器20與圖5相同地，在所述第一集水箱210形成所述第一流入口201、第一排出口202、第二流入口203以及第二排出口204，并通過所述第一排出口202以及第二流入口203而與所述水冷式冷凝器10連接。

另外，圖10所示的車輛用空調(diào)的制冷循環(huán)，是所述空冷式冷凝器20的氣液分離器230和所述水冷式冷凝器10形成為一體的例，在所述水冷式冷凝器10形成為雙重管形式的殼-管形式時，在外管內(nèi)部配備兩個內(nèi)管，其中一個發(fā)揮水冷式冷凝器10的熱交換部的作用，而另一個可以形成為發(fā)揮氣液分離器230的作用。

另外，所述水冷式冷凝器10，可以在一個管內(nèi)使上方被用作水冷式熱交換部，而使下方被用作氣液分離器。

除此之外，氣液分離器230和水冷式冷凝器10形成為一體的例可以根據(jù)水冷式冷凝器10的形狀表現(xiàn)為各種各樣。

因此，本發(fā)明的車輛用空調(diào)的制冷循環(huán)以同時包含水冷式冷凝器10和空冷式冷凝器20的方式形成，在通過空冷式冷凝器20的冷凝區(qū)域a1之后處于兩相狀態(tài)的制冷劑經(jīng)過水冷式冷凝器10之后，通過空冷式冷凝器20的過冷區(qū)域a2，從而可以提高冷卻性能。

即，本發(fā)明在單獨使用時冷卻效率較低，但為了彌補可以確保穩(wěn)定的制冷性能的水冷式冷凝器10的缺點，而同時使用水冷式冷凝器10和空冷式冷凝器20，并在熱交換效率較高的制冷劑的兩相區(qū)域配置水冷式冷凝器10而可以提高冷卻性能。

本發(fā)明并不限定于上述實施例，當然，適用范圍多樣，在不脫離權(quán)利要求書要求保護的本發(fā)明的宗旨的情況下，本發(fā)明所屬領(lǐng)域中具有基本知識的人員理所當然地可以進行各種變形并實施。