專利名稱：以蒸發(fā)器為熱源的汽車取暖裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車駕駛艙空調(diào)裝置，它有一個(gè)制冷液循環(huán)回路，制冷回路由包括蒸發(fā)器和隨后的壓縮機(jī)的第一支路，包括冷凝器的第二支路，以及沒(méi)有冷凝器的第三支路構(gòu)成，第二和第三支路相互并聯(lián)，分別與第一支路構(gòu)成制冷回路和取暖回路，制冷回路中還有位于冷凝器和蒸發(fā)器之間的第一減壓閥；取暖回路中的連通部件用來(lái)將由第一支路出來(lái)的制冷液要么導(dǎo)向第二支路，要么導(dǎo)向第三支路；另外，空調(diào)裝置中還有把與蒸發(fā)器交換過(guò)熱量的空氣傳送到駕駛艙內(nèi)的部件。
在資料FR-A-2717126中描述了一種這樣的裝置。
取暖回路的熱功率取決于壓縮機(jī)產(chǎn)生的質(zhì)量流量，而壓縮機(jī)受其驅(qū)動(dòng)速度控制，驅(qū)動(dòng)速度取決于馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。這個(gè)功率可能低于駕駛艙取暖的需求。特別是在低溫起動(dòng)的時(shí)候，空調(diào)器回路中的制冷液的初始密度不足，因此壓縮機(jī)的質(zhì)量流量也不足以滿足取暖的要求。
本發(fā)明的目的是解決上述問(wèn)題，以便根據(jù)取暖的需要，特別是在低溫情況下，產(chǎn)生相應(yīng)的熱功率。
本發(fā)明尤其涉及一種引言中所介紹的裝置，它具有一個(gè)根據(jù)需要改變?cè)谌∨芈分醒h(huán)的制冷液流量的部件，包括限流元件，用于暫時(shí)切斷或減少第三支路中的制冷液循環(huán)，并允許壓縮機(jī)從第二支路中吸取制冷液；裝置中有泄壓部件，用于使第二支路和壓縮機(jī)出口暫時(shí)連通。
本發(fā)明的補(bǔ)充或可供選擇替代的視需要而定的特點(diǎn)還有-連通部件有位于第二支路的冷凝器上游的第一閥門和位于第三支路的第二閥門，它們與控制單元相連。-連通部件有一個(gè)三通閥，它定義了由第一支路下游端到第二支路上游端的制冷液第一流動(dòng)路徑，以及由第一支路下游端到第三支路上游端的制冷液第二流動(dòng)路徑，(三通閥)與控制單元連通。-連通部件中有一個(gè)與控制單元連接的制冷液壓力測(cè)量部件，位于壓縮機(jī)出口處。-限流部件中有一個(gè)位于第三支路上的差動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器，構(gòu)成第二減壓器，只有當(dāng)制冷液在其入口和出口的壓力差超過(guò)一個(gè)確定的臨界值時(shí)才允許制冷液通過(guò)。-限流部件中有上述第二閥門，它由控制單元控制，在測(cè)量部件檢測(cè)到壓力降低時(shí)第二閥門關(guān)閉。-第三支路中有一個(gè)節(jié)流閥，位于第二閥門的下游，構(gòu)成第二減壓閥。-泄壓部件包括一個(gè)旁連支路，它繞過(guò)連通部件，旁連支路中有一個(gè)安全閥，以便將壓縮機(jī)出來(lái)的制冷液送回到第二支路中去。-旁連支路與第一閥門并聯(lián)連接。-旁連支路連接在第二閥門的出口和第一閥門的出口之間。-旁連支路連接在三通閥的連接第一和第三支路的通道口和連接第二支路的通道口之間。-控制單元根據(jù)測(cè)量單元測(cè)得的制冷液壓力，使泄壓部件暫時(shí)打開第一閥門，使得由壓縮機(jī)出來(lái)的制冷液流回第二支路。-泄壓部件比較測(cè)量部件測(cè)得的制冷液壓力和最大壓力臨界值，當(dāng)測(cè)得的壓力超過(guò)最大壓力臨界值時(shí)，控制第一閥門暫時(shí)打開。-泄壓部件比較測(cè)量部件測(cè)得的制冷液壓力和由控制單元根據(jù)取暖需要計(jì)算的參考?jí)毫?，?dāng)測(cè)得的壓力超過(guò)這個(gè)參考?jí)毫r(shí)，控制第一閥門暫時(shí)打開。-第一減壓器為一個(gè)恒溫膨脹閥，設(shè)置在第二支路中冷凝器的下游。-第一減壓器為一個(gè)校測(cè)孔，位于第二支路中冷凝器的下游，以及一個(gè)制冷液收集器，位于第一支路的蒸發(fā)器和壓縮機(jī)之間。-第二支路中冷凝器下游，在第一減壓器的上游或下游處設(shè)置了一個(gè)單向閥。
下面結(jié)合附圖的描述將進(jìn)一步介紹本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，在所有附圖中相同或類似的部件將用同樣的標(biāo)號(hào)標(biāo)注。在這些圖中，

圖1到圖4為本發(fā)明用于汽車駕駛艙空調(diào)和暖氣的四種裝置的制冷液回路圖。
在這些回路中，液體從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，同時(shí)吸收熱量，也將從氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，同時(shí)放出熱量，這與通常汽車空調(diào)裝置的方式相同。本回路的大多數(shù)部件可以在通常的汽車空調(diào)裝置中遇到。
每個(gè)回路中的部件分為三條支路1，2和3，它們?cè)?個(gè)連接點(diǎn)A，B匯合。支路1包括使液體從A點(diǎn)流向B點(diǎn)的壓縮機(jī)4，和位于壓縮機(jī)上游的蒸發(fā)器5。在壓縮機(jī)出口處有一個(gè)壓力傳感器9，測(cè)量液體的壓力。支路2從B點(diǎn)到A點(diǎn)依次有冷凝器6，儲(chǔ)液瓶7，單向閥8和恒溫膨脹閥10。
在圖1的回路中，在支路2的B點(diǎn)和冷凝器6之間有一個(gè)兩通電磁閥12。一個(gè)類似的閥13設(shè)置在支路3上，后面跟著一個(gè)差動(dòng)調(diào)壓器14，它同時(shí)用作減壓閥。閥12和13靠一個(gè)控制模塊15控制，控制模塊接收壓力傳感器9的信號(hào)。一個(gè)接有安全閥16的旁連支路11將連接點(diǎn)B與位于支路2的閥12和冷凝器6之間的C點(diǎn)連接起來(lái)，使得安全閥16與閥12并聯(lián)。
當(dāng)裝置起制冷功能時(shí)，控制模塊15打開閥12并關(guān)閉閥13。制冷液在由支路1和2構(gòu)成的傳統(tǒng)制冷回路中循環(huán)。
更確切地說(shuō)，被壓縮機(jī)4驅(qū)動(dòng)的制冷液流過(guò)B點(diǎn)，閥12和C點(diǎn)，達(dá)到冷凝器6，在那里制冷液冷凝并將熱量釋放到周圍空氣中，然后穿過(guò)儲(chǔ)液瓶7和單向閥8，在恒溫膨脹閥10中減壓。制冷液在蒸發(fā)器5中氣化，使將要送入汽車駕駛艙內(nèi)的空氣冷卻。從蒸發(fā)器5中出來(lái)的氣態(tài)制冷液重新被吸入壓縮機(jī)。
當(dāng)裝置用作暖氣時(shí)，閥12被關(guān)閉，閥13打開。制冷液在由支路1和3構(gòu)成的取暖回路中循環(huán)。制冷液從壓縮機(jī)4出來(lái)后通過(guò)B點(diǎn)和閥13，在差動(dòng)壓力調(diào)節(jié)閥中減壓，以氣態(tài)進(jìn)入蒸發(fā)器5，在那里，制冷液將熱量傳給將要送入汽車駕駛艙的空氣。隨后制冷液被送入壓縮機(jī)。
當(dāng)因?yàn)榛芈分兄评湟翰粔蚧驕囟忍?，使得取暖回路中的制冷液壓力非正常地低時(shí)，差動(dòng)壓力調(diào)節(jié)閥14將關(guān)閉。這樣壓縮機(jī)將通過(guò)蒸發(fā)器5吸取支路2中，特別是儲(chǔ)液瓶7中的制冷液。這樣，取暖回路中的制冷液增加，則壓縮機(jī)出口的壓力增加。當(dāng)這個(gè)壓力達(dá)到調(diào)壓閥14的打開值時(shí)，取暖回路中(重新)形成制冷液循環(huán)。處于支路1蒸發(fā)器上游的液態(tài)制冷液將氣化。這使位于單向閥8下游的壓力上升，高于上游的壓力，使得從儲(chǔ)液瓶中輸出制冷液的過(guò)程中斷。
如果相反，取暖回路中流體壓力超過(guò)預(yù)先確定的臨界值，安全閥16打開，一部分制冷液從取暖回路流向冷凝器6。這種現(xiàn)象可能是由于取暖回路中制冷液泵送或汽車馬達(dá)加速導(dǎo)致壓力上升所致。
在這個(gè)例子中，壓力傳感器9一般不介入對(duì)各個(gè)支路中制冷液循環(huán)的控制，只起監(jiān)視壓縮機(jī)出口壓力的作用。
圖2中的回路與圖1中回路的區(qū)別為兩個(gè)兩通閥12和13被一個(gè)位于B點(diǎn)的三通閥17所代替，其三個(gè)通道分別與支路1，2和3連接，旁連支路11的入口位于支路1壓縮機(jī)的下游D點(diǎn)處。閥17受控制模塊15控制，將支路1的下游端部要么與支路2上游端連接，要么與支路3的上游端連接。制冷液的循環(huán)在與圖1所示回路相同的條件下進(jìn)行。
作為一種變化，旁連支路的入口可以在調(diào)節(jié)閥14的上游與支路3連接。
圖3中的回路與圖1中的回路的區(qū)別僅僅在于旁連支路11的入口連接在支路3的閥13和差動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器14之間的E點(diǎn)處。安全閥16受到調(diào)節(jié)閥14入口處的壓力，當(dāng)制冷液在取暖回路中循環(huán)時(shí)，這個(gè)壓力與壓縮機(jī)4出口的壓力差不多大小。
根據(jù)本發(fā)明，還可以在支路3中用一個(gè)簡(jiǎn)單的節(jié)流閥代替差動(dòng)壓力調(diào)節(jié)閥14。在這種情況下，為了能夠向取暖回路中補(bǔ)充制冷液，控制模塊15根據(jù)壓力傳感器9檢測(cè)到的壓力關(guān)閉閥13。這樣，閥12和13暫時(shí)同時(shí)關(guān)閉。
同樣，也可以取消旁連支路11和安全閥16，仍然靠控制模塊15根據(jù)壓力傳感器9檢測(cè)到的壓力暫時(shí)打開閥12將取暖回路中多余的制冷液排向冷凝器。
這樣，通過(guò)測(cè)量部件，也就是傳感器9，對(duì)流體壓力的測(cè)量，確定排出多余制冷液使壓縮機(jī)出口壓力降低。
在第一個(gè)例子中，減壓部件將測(cè)量到的制冷液壓力與最大壓力臨界值比較，當(dāng)這個(gè)測(cè)量到的壓力超過(guò)最大壓力臨界值時(shí)控制第一閥暫時(shí)打開。
這樣就可以如介紹的那樣取消旁連支路11和安全閥16。
在另一個(gè)例子中，測(cè)量到的流體壓力與一個(gè)參考?jí)毫Ρ容^，參考?jí)毫τ煽刂颇K15根據(jù)取暖的需要計(jì)算得到。
這樣，當(dāng)測(cè)得的制冷液壓力超過(guò)參考?jí)毫r(shí)，閥12暫時(shí)打開。
值得指出，第二個(gè)例子適用于本發(fā)明的所有變化形式。實(shí)際上，附加取暖裝置的功率取決于壓縮機(jī)出口的制冷液壓力和壓縮機(jī)的速度，壓縮機(jī)速度與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān)。
圖4顯示圖1中回路的另一種變化，恒溫膨脹閥10被一個(gè)定徑孔18代替，而在支路1的蒸發(fā)器5和壓縮機(jī)4入口之間設(shè)置一個(gè)制冷液收集器19。
在另一個(gè)未顯示的變化形式中，與圖1～3相比，單向閥8和減壓閥10的順序倒過(guò)來(lái)了。
權(quán)利要求
1.汽車駕駛艙空調(diào)裝置，它有一個(gè)制冷液循環(huán)回路，制冷回路由包括蒸發(fā)器(5)和隨后的壓縮機(jī)(4)的第一支路(1)，包括冷凝器(6)的第二支路(2)，以及沒(méi)有冷凝器的第三支路(3)構(gòu)成，第二和第三支路相互并聯(lián)，分別與第一支路構(gòu)成制冷回路(1，2)和取暖回路(1，3)，制冷回路中還有位于冷凝器和蒸發(fā)器之間的第一減壓閥(10)；取暖回路中的連通部件(12，13)用來(lái)將由有第一支路出來(lái)的制冷液要么導(dǎo)向第二支路，要么導(dǎo)向第三支路；另外，空調(diào)裝置中還有把與蒸發(fā)器交換過(guò)熱量的空氣傳送到駕駛艙內(nèi)的部件，其特征為它還具有一個(gè)根據(jù)需要改變?cè)谌∨芈分醒h(huán)的制冷液流量的部件，包括用于暫時(shí)切斷或減少第三支路中的制冷液循環(huán)并允許壓縮機(jī)從第二支路中吸取制冷液的限流元件(14)；裝置中有用于使第二支路和壓縮機(jī)出口暫時(shí)連通的泄壓部件(11，16)。
2.權(quán)利要求1的裝置，其特征為連通部件有位于第二支路的冷凝器上游的第一閥門(12)和位于第三支路的第二閥門(13)，它們與控制單元(15)相連。
3.權(quán)利要求1的裝置，其特征為連通部件有一個(gè)三通閥(17)，它定義了由第一支路下游端到第二支路上游端的制冷液第一流動(dòng)路徑，以及由第一支路下游端到第三支路上游端的制冷液第二流動(dòng)路徑，三通閥與控制單元(15)連通。
4.權(quán)利要求2和3中任一項(xiàng)的裝置，其特征為連通部件中有一個(gè)與控制單元(15)連接的制冷液壓力測(cè)量部件(9)，位于壓縮機(jī)出口處。
5.上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的裝置，其特征為限流部件中有一個(gè)位于第三支路上的差動(dòng)壓力調(diào)節(jié)閥(14)，構(gòu)成第二減壓器，只有當(dāng)制冷液在其入口和出口之間的壓力差超過(guò)一個(gè)確定的臨界值時(shí)才允許制冷液通過(guò)。
6.權(quán)利要求4的裝置，其特征為限流部件中有上述第二閥門(13)，它由控制單元控制，在測(cè)量部件檢測(cè)到壓力降低時(shí)第二閥門關(guān)閉。
7.權(quán)利要求6的裝置，其特征為第三支路中有一個(gè)節(jié)流閥，位于第二閥門的下游，構(gòu)成第二減壓閥。
8.上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的裝置，其特征為泄壓部件包括一個(gè)旁連支路(11)，它繞過(guò)連通部件，旁連支路中有一個(gè)安全閥(16)，以便將壓縮機(jī)出來(lái)的制冷液送回到第二支路中去。
9.權(quán)利要求8的裝置，其特征為旁連支路(11)與第一閥門(12)并聯(lián)連接。10.權(quán)利要求8的裝置，其特征為旁連支路(11)連接在第二閥門(13)的出口和第一閥門(12)的出口之間。
11.權(quán)利要求8的裝置，其特征為旁連支路(11)連接在三通閥(17)的連接第一和第三支路(1，3)的通道口之一和連接第二支路(2)的通道口之間。
12.權(quán)利要求4的裝置，其特征為控制單元(15)根據(jù)測(cè)量單元(9)測(cè)得的制冷液壓力，使泄壓部件暫時(shí)打開第一閥門(12)，使得由壓縮機(jī)出來(lái)的制冷液流回第二支路。
13.權(quán)利要求12的裝置，其特征為泄壓部件比較測(cè)量部件(9)測(cè)得的制冷液壓力和最大壓力臨界值，當(dāng)測(cè)得的壓力超過(guò)最大壓力臨界值時(shí)，控制第一閥門(12)暫時(shí)打開。
14.權(quán)利要求12的裝置，其特征為泄壓部件比較測(cè)量部件(9)測(cè)得的制冷液壓力和由控制單元(15)根據(jù)取暖需要計(jì)算的參考?jí)毫Γ?dāng)測(cè)得的壓力超過(guò)這個(gè)參考?jí)毫r(shí)，控制第一閥門(12)暫時(shí)打開。
15.上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的裝置，其特征為第一減壓器為一個(gè)恒溫膨脹閥(10)，設(shè)置在第二支路中冷凝器的下游。
16.權(quán)利要求1到11中任一項(xiàng)的裝置，其特征為第一減壓器為一個(gè)限流孔(18)，位于第二支路中冷凝器的下游，以及一個(gè)制冷液收集器(19)，位于第一支路的蒸發(fā)器和壓縮機(jī)之間。
17.權(quán)利要求12和13中任一項(xiàng)的裝置，其特征為第二支路中冷凝器下游，在第一減壓器的上游或下游處設(shè)置了一個(gè)單向閥(8)。
全文摘要
在作為取暖器時(shí),空調(diào)器回路中的制冷液在支路(3)中循環(huán),繞開冷凝器(6)。這樣,進(jìn)入蒸發(fā)器(5)的為氣態(tài)制冷液,它起熱交換器的作用,將壓縮機(jī)(4)產(chǎn)生的熱量傳出去。當(dāng)驅(qū)動(dòng)汽車的馬達(dá)發(fā)出的熱量不夠時(shí),蒸發(fā)器散發(fā)的熱量被用于加熱駕駛艙。另外,裝置(14,16)根據(jù)需要從包含冷凝器(6)的第二支路中吸取或向第二支路排出制冷液,以調(diào)節(jié)取暖回路(1,3)中制冷液的數(shù)量。
文檔編號(hào)B60H1/32GK1176901SQ9711848
公開日1998年3月25日 申請(qǐng)日期1997年9月16日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月17日
發(fā)明者S·卡爾 申請(qǐng)人:瓦萊奧空調(diào)公司