本發(fā)明涉及一種車輛的空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并且更具體地，涉及在特定行駛環(huán)境中實現(xiàn)更有效的空氣調(diào)節(jié)操作的空調(diào)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

通常，車輛安裝有用于加熱和冷卻車輛的乘客室的空調(diào)系統(tǒng)?？照{(diào)冷卻系統(tǒng)的主要目的是維持合適的室內(nèi)溫度并實現(xiàn)舒適的室內(nèi)環(huán)境。

車輛的空調(diào)系統(tǒng)的冷卻裝置包括壓縮機，壓縮機被配置為壓縮制冷劑；冷凝器，被配置為冷凝并液化被壓縮機壓縮的制冷劑；膨脹閥，被配置為將被冷凝器壓縮并液化的制冷劑變成低溫且低壓的制冷劑；以及蒸發(fā)器芯，被配置為使用制冷劑的蒸發(fā)潛熱(evaporation latent heat)來冷卻空氣。所描述的冷卻系統(tǒng)降低空氣的溫度并調(diào)節(jié)絕對濕度。

當冷卻水從發(fā)動機吸收熱量并具有高溫時，加熱裝置使用冷卻水冷卻作為熱源的車輛的發(fā)動機艙。此外，熱源包括加熱器芯和泵，該泵被配置為循環(huán)發(fā)動機的冷卻水。加熱裝置升高空氣的溫度并調(diào)節(jié)相對濕度。

在上述傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)中，通過冷卻裝置實現(xiàn)冷卻空氣供應(yīng)，并且通過發(fā)動機的冷卻水實現(xiàn)熱空氣供應(yīng)。然而，空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)需要根據(jù)行駛環(huán)境進行改變。具體地，當發(fā)動機沒有冷卻水時，可能難以設(shè)置傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)，并且其操作可能是低效的。

在該部分中公開的信息僅用于加深對本發(fā)明的一般背景技術(shù)的理解，并且不應(yīng)被視為承認或以任何形式地暗示這些信息構(gòu)成本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明提供一種用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)，其形成用于提供熱風(fēng)的熱源并相對于新的熱源具有最佳結(jié)構(gòu)和提高的運行效率。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，可以通過提供的用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)來實現(xiàn)以上及其他目的，該空調(diào)系統(tǒng)可以包括：冷卻模塊，具有冷卻管道；冷卻側(cè)入口，形成在冷卻管道的第一側(cè)處；冷卻側(cè)室內(nèi)出口和冷卻側(cè)室外出口，形成在冷卻管道的第二側(cè)處；以及蒸發(fā)器芯和熱交換器，布置在冷卻管道的內(nèi)部，熱交換器布置在氣流路徑的上游側(cè)；加熱模塊，具有：加熱管道；加熱側(cè)入口；形成在加熱管道的第一側(cè)處；加熱側(cè)室內(nèi)出口和加熱側(cè)室外出口；形成在加熱管道的第二側(cè)處；以及內(nèi)冷凝器，布置在加熱管道的內(nèi)部；外冷凝器，布置在加熱管道的外部；以及鼓風(fēng)機，用于在冷卻管道或加熱管道中形成氣流，內(nèi)冷凝器、外冷凝器和蒸發(fā)器芯經(jīng)由單個制冷劑通道連接。

內(nèi)冷凝器可以是制冷劑可以流動通過的氣冷式冷凝器，并可以通過在加熱管道中的空氣流冷卻。外冷凝器可以是制冷劑可以流動通過的水冷式冷凝器，并且布置在與熱交換器相同的冷卻水循環(huán)通道中以使用冷卻水冷卻外冷凝器中的制冷劑。車輛的外冷凝器、熱交換器和電子部件可以布置在相同的冷卻水循環(huán)通道中?？照{(diào)系統(tǒng)可以進一步包括壓縮機和膨脹閥，壓縮機和膨脹閥經(jīng)由制冷劑通道彼此連接。

此外，空調(diào)系統(tǒng)可以包括：冷卻側(cè)排放調(diào)節(jié)門，布置在冷卻管道的室內(nèi)出口和室外出口之間以用于調(diào)節(jié)向外氣流的量；以及加熱側(cè)排放調(diào)節(jié)門，布置在加熱管道的室內(nèi)出口和室外出口之間以調(diào)節(jié)向外氣流的量?？照{(diào)系統(tǒng)可以進一步包括壓縮機和膨脹閥，壓縮機和膨脹閥經(jīng)由制冷劑通道彼此連接。制冷劑通道可以包括第一循環(huán)通道，以允許制冷劑依次循環(huán)通過蒸發(fā)器芯、壓縮機、第一分支點、第二分支點、內(nèi)冷凝器和膨脹閥；以及第二循環(huán)通道，以允許制冷劑從第一分支點分叉，流動通過外冷凝器，并流入第二分支點。

空調(diào)系統(tǒng)可以進一步包括冷卻水循環(huán)通道。冷卻水循環(huán)通道可以包括：第一冷卻水循環(huán)通道，以允許冷卻水依次流動通過第三分支點、外冷凝器及第四分支點，并冷卻外冷凝器；以及第二冷卻水循環(huán)通道，以允許冷卻水從第三分支點分叉，流動通過熱交換器，并流動進入第四分支點?？照{(diào)系統(tǒng)可以進一步包括分別布置在第一分支點至第四分支點的第一三通閥至第四三通閥。

此外，空調(diào)系統(tǒng)可以包括被配置為操作第一三通閥至第四三通閥的控制器。當空調(diào)系統(tǒng)在冷卻模式下運行時，控制器可被配置為操作第一三通閥和第二三通閥以允許制冷劑的沿著第一循環(huán)通道循環(huán)的部分從第一三通閥分叉，沿著第二循環(huán)通道循環(huán)，并流動進入第二三通閥，并且控制器可被配置為操作第三三通閥和第四三通閥以允許冷卻水沿著第一冷卻水循環(huán)通道循環(huán)。

控制器可以進一步被配置為用于操作冷卻側(cè)排放調(diào)節(jié)門和加熱側(cè)排放調(diào)節(jié)門。其中，當空調(diào)系統(tǒng)在冷卻模式下運行時，控制器可被配置為操作加熱側(cè)排放調(diào)節(jié)門以關(guān)閉加熱側(cè)室內(nèi)出口，并且操作冷卻側(cè)排放調(diào)節(jié)門以關(guān)閉冷卻側(cè)室外出口。

此外，控制器可被配置為操作第一三通至第四三通閥。當空調(diào)系統(tǒng)在加熱模式下運行時，控制器可被配置為操作第一三通閥和第二三通閥以允許制冷劑沿著第一循環(huán)通道循環(huán)，并且操作第三三通閥和第四三通閥以允許冷卻水從第三三通閥沿著第二冷卻水循環(huán)通道循環(huán)分叉，并且流動進入第四三通閥。

控制器可以進一步被配置為操作冷卻側(cè)排放調(diào)節(jié)門和加熱側(cè)排放調(diào)節(jié)門。當空調(diào)系統(tǒng)在加熱模式下運行時，控制器可被配置為操作加熱側(cè)排放調(diào)節(jié)門以關(guān)閉加熱側(cè)室外出口，并且操作冷卻側(cè)排放調(diào)節(jié)門以關(guān)閉冷卻側(cè)室內(nèi)出口。

附圖說明

通過以下結(jié)合附圖進行的詳細描述，將更明確地理解本發(fā)明的以上和其他目標、特征和其他優(yōu)點，在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)的視圖；

圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)的循環(huán)通道的視圖；

圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)的冷卻模式下的循環(huán)通道的視圖；

圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的車輛的空調(diào)系統(tǒng)的加熱模式中的循環(huán)通道的視圖；

圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的車輛的空調(diào)系統(tǒng)的冷卻模式的運行狀態(tài)的視圖；以及

圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的車輛的空調(diào)系統(tǒng)的加熱模式的運行狀態(tài)的視圖。

具體實施方式

應(yīng)當理解，本文所使用的術(shù)語“車輛(vehicle)”或者“車輛的(vehicular)”或者其他的類似術(shù)語包括廣義的機動交通工具，諸如包括運動型多用途車輛(SUV)、大巴車、卡車、各種商用車輛的載客車輛，包括各種船只(boat)和船舶(ship)的水上交通工具(watercraft)，航天器等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、內(nèi)燃機、插入式(plug-in，外接充電式)混合動力電動車輛、氫動力車輛、以及其他可替代的燃料車輛(例如，燃料從除石油以外的資源獲得)。

盡管示例性實施方式被描述為使用多個單元來執(zhí)行示例性過程，然而，可以理解的是，也可通過一個或多個模塊來執(zhí)行示例性過程。此外，應(yīng)該理解的是，術(shù)語控制器/控制單元是指包括存儲器和處理器的硬件設(shè)備。存儲器配置成存儲模塊，并且處理器具體地配置成使所述模塊執(zhí)行一個或多個過程，這在下文中進一步描述。

本文所使用的術(shù)語僅是用于描述具體實施方式的目的，而非旨在限制本發(fā)明。除非上下文另有明確說明，否則如本文所用的單數(shù)形式“一個”、“一種”和“該”也旨在包括復(fù)數(shù)形式。應(yīng)該進一步理解的是，當在本說明書中使用時，術(shù)語“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”規(guī)定了闡述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但并不排除存在或附加有一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的群組。如本文所使用的，術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)列出的術(shù)語的任意及全部組合。

現(xiàn)在將詳細地參考本發(fā)明的示例性實施方式，在附圖中示出本發(fā)明的實例。只要有可能，貫穿附圖將使用相同的參考標號指代相同或相似的部件。

圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的車輛的空調(diào)系統(tǒng)的視圖，圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的車輛的空調(diào)系統(tǒng)的循環(huán)通道的視圖，圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的車輛的空調(diào)系統(tǒng)的冷卻模式下的循環(huán)通道的視圖，圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的車輛的空調(diào)系統(tǒng)的加熱模式中的循環(huán)通道的視圖，圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的車輛的空調(diào)系統(tǒng)的冷卻模式的運行狀態(tài)的視圖，以及圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的車輛的空調(diào)系統(tǒng)的加熱模式的運行狀態(tài)的視圖。

根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的車輛的空調(diào)系統(tǒng)可以包括：冷卻模塊，具有冷卻管道101，冷卻側(cè)入口103形成在冷卻管道101的第一側(cè)處，冷卻側(cè)室內(nèi)出口105和冷卻側(cè)室外出口107形成在冷卻管道101的第二側(cè)處，以及蒸發(fā)器芯109和熱交換器115，布置在冷卻管道101內(nèi)部，熱交換器115放置在氣流路徑的上游側(cè)；加熱模塊，具有加熱管道201，加熱側(cè)入口203形成在加熱管道201的第一側(cè)處，加熱側(cè)室內(nèi)出口205和加熱側(cè)室外出口207形成在加熱管道201的第二側(cè)處，以及內(nèi)冷凝器209，布置在加熱管道201的內(nèi)部；外冷凝器215，布置在加熱管道201的外部；以及鼓風(fēng)機111和211，用于在冷卻管道101和加熱管道201中形成氣流。內(nèi)冷凝器209、外冷凝器215和蒸發(fā)器芯109可以經(jīng)由單個制冷劑通道彼此連接。壓縮機301和膨脹閥303還可以經(jīng)由制冷劑通道連接在一起。

參考圖1，冷卻管道101可以布置在冷卻模塊中。冷卻側(cè)入口103可以形成在冷卻管道101的第一側(cè)處，并且冷卻側(cè)室內(nèi)出口105和冷卻側(cè)室外出口107可以形成在冷卻管道101的第二側(cè)。蒸發(fā)器芯109和熱交換器115可以布置在冷卻管道101的內(nèi)部。熱交換器115可以放置在氣流路徑的上游側(cè)。加熱管道201可以布置在加熱模塊中。加熱側(cè)入口203可以形成在加熱管道201的第一側(cè)處，并且加熱側(cè)室內(nèi)出口205和加熱側(cè)室外出口207可以形成在加熱管道201的第二側(cè)處。內(nèi)冷凝器209可以布置在加熱管道201內(nèi)部，并且外冷凝器215可以布置在加熱管道201的外部。鼓風(fēng)機111和211可以在冷卻管道101和加熱管道201中形成氣流。內(nèi)冷凝器209、外冷凝器215和蒸發(fā)器芯109可以經(jīng)由單個制冷劑通道彼此連接。

由于冷卻管道101和加熱管道201可以形成為分開的獨立的空間，冷卻空氣和加熱空氣之間的干擾會減少。換言之，可以防止冷卻空氣重新加熱并且可以防止加熱的空氣被重新冷卻。因此，可以提高空調(diào)系統(tǒng)的效率。此外，由于冷卻管道101和加熱管道201的出口可以分成分別設(shè)置的室內(nèi)出口和室外出口，本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)勢在于，可以根據(jù)需要，將溫度控制的空氣可以供應(yīng)至室內(nèi)空間并且將溫度控制的空氣排放至室外空間。

參考圖2，由于膨脹閥303、膨脹閥109、壓縮機301，以及冷凝器可以布置在單個制冷劑通道中，因此已經(jīng)過壓縮機301的高溫且高壓的制冷劑可以用作熱源。換言之，可以僅使用車輛的傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)同時實現(xiàn)冷卻操作和加熱操作。當不可能確保諸如發(fā)動機的冷卻水的熱源時這可能是有用的。此外，由于可以省去加熱操作的加熱線路和水泵，本發(fā)明的車輛的空調(diào)系統(tǒng)具有簡單的結(jié)構(gòu)。

內(nèi)冷凝器209可以體現(xiàn)為制冷劑可以流動通過的氣冷式冷凝器，并且該內(nèi)冷凝器可以通過加熱管道201中的氣流被冷卻。外冷凝器215可以體現(xiàn)為制冷劑可以流動通過的水冷式冷凝器，并該外冷凝器可布置在與熱交換器115相同的冷卻水循環(huán)通道中，以使用冷卻水冷卻外冷凝器215中的制冷劑。車輛的外冷凝器215、熱交換器115和電子部件可以布置在相同的冷卻水循環(huán)通道中。

此外，壓縮機301和膨脹閥303可以經(jīng)由制冷劑通道彼此連接。制冷劑通道可以包括第一循環(huán)通道501，制冷劑可以沿著第一循環(huán)通道按順序循環(huán)通過蒸發(fā)器芯109、壓縮機301、第一分支點601、第二分支點603、內(nèi)冷凝器209以及膨脹閥303；以及第二循環(huán)通道503，制冷劑可以沿著第二冷卻劑通道從第一分支點601分叉，穿過外冷凝器215，并且流動進入第二分支點603。

冷卻水循環(huán)通道可以包括第一冷卻水循環(huán)通道505，冷卻水可以沿著第一冷卻水循環(huán)通道依次循環(huán)通過第三分支點605、水冷式冷凝器和第四分支點607，以冷卻水冷式冷凝器；以及第二冷卻水循環(huán)通道507，冷卻水可以沿著第二冷卻水循環(huán)通道從第三分支點605分叉，通過熱交換器115，并且流動進入第四分支點607。

本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)可以進一步包括被配置為操作第一三通閥至第四三通閥的控制器400。當空調(diào)系統(tǒng)在冷卻模式下運行時，控制器400可以被配置為操作第一三通閥和第二三通閥以允許制冷劑的沿著第一循環(huán)通道501循環(huán)的部分從第一三通閥分叉，沿著第二循環(huán)通道503循環(huán)，并流動進入第二三通閥，并且該控制器可被配置為操作第三三通閥和第四三通閥以允許冷卻水沿著第一冷卻水循環(huán)通道505循環(huán)。

當空調(diào)系統(tǒng)在加熱模式下運行時，控制器400可被配置為操作第一三通閥和第二三通閥，以允許制冷劑沿著第一循環(huán)通道501循環(huán)，并且控制器可被配置為操作第三三通閥和第四三通閥，以允許冷卻水從第三三通閥分叉，沿著第二冷卻水循環(huán)通道507循環(huán)，并且流動進入第四三通閥。第一三通閥至第四三通閥可以分別布置在第一分支點601至第四分支點607。

參考圖2，沿著第一循環(huán)通道501流動的制冷劑可以依次循環(huán)通過蒸發(fā)器芯109、壓縮機301、第一三通閥、第二三通閥、內(nèi)冷凝器209和膨脹閥303。這樣沿第二循環(huán)通道503流動的制冷劑可以從第一三通閥分叉，流動通過外冷凝器215，并且流動進入第二三通閥。

如在圖2中示出的，沿著第一冷卻水循環(huán)通道505流動的冷卻水可以循環(huán)通過電子部件，并且依次循環(huán)通過第三三通閥、水冷式冷凝器以及第四三通閥。沿著第二冷卻水循環(huán)通道507流動的冷卻水可以從第三三通閥分叉，流動通過熱交換器115，并且流動進入第四三通閥。

當空調(diào)系統(tǒng)在冷卻模式下運行時，為了增大空調(diào)系統(tǒng)的效率，通過冷凝器的制冷劑的溫度可以通過增大冷凝器消散的熱量而迅速降低。具體地，當已通過膨脹閥303的制冷劑流動通過蒸發(fā)器芯109時，制冷劑的溫度可以降低，從而從空氣吸收顯著熱量并且通過冷卻管道101。

此外，如在圖3中示出的，由于制冷劑可以沿著第一循環(huán)通道501和第二循環(huán)通道503循環(huán)，通過制冷劑分散的熱量可以通過氣冷式內(nèi)冷凝器209和水冷式外冷凝器215增加，從而提高空調(diào)系統(tǒng)的效率。

此外，當空調(diào)系統(tǒng)在加熱模式下運行時，如在圖4中所示，流動通過冷凝器的制冷劑的溫度顯著高(例如，大于預(yù)定溫度)，供應(yīng)至流動通過加熱管道201的空氣的熱量可以增大。因此，可以控制制冷劑以僅沿著第一循環(huán)通道501循環(huán)，并且可以防止流動通過水冷式外冷凝器215。

此外，可以控制已冷卻電子部件并從電子部件吸收熱能的冷卻水循環(huán)通過布置在蒸發(fā)器芯109的上游側(cè)的熱交換器115，以將冷卻水從電子部件吸收的熱能傳遞至蒸發(fā)器芯109。因此，制冷劑的溫度可以增大，并且因而，可以提高空調(diào)系統(tǒng)的效率。

本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)可以進一步包括布置在冷卻管道101的室內(nèi)出口105與室外出口107之間的冷卻側(cè)排放調(diào)節(jié)門113，以調(diào)節(jié)向外氣流量，以及布置在加熱管道201的室內(nèi)出口205與室外出口207之間的加熱側(cè)排放調(diào)節(jié)門213，以調(diào)節(jié)向外氣流量。

參照圖5和圖6，可以調(diào)節(jié)本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)成用于確定是否通過冷卻側(cè)排放調(diào)節(jié)門113和加熱側(cè)排放調(diào)節(jié)門213將溫度被控制的空氣供應(yīng)至室內(nèi)空間或?qū)囟缺豢刂频目諝馀欧诺绞彝饪臻g?？梢酝ㄟ^冷卻模塊或加熱模塊使用冷卻側(cè)排放調(diào)節(jié)門113和加熱側(cè)排放調(diào)節(jié)門213而調(diào)節(jié)冷卻或加熱的空氣的混合比例，從而更準確地控制室內(nèi)溫度。

控制器400可被配置為操作冷卻側(cè)排放調(diào)節(jié)門113和加熱側(cè)排放調(diào)節(jié)門213。當空調(diào)系統(tǒng)在冷卻模式下操作時，控制器400可被配置為操作加熱側(cè)排放調(diào)節(jié)門213以關(guān)閉加熱側(cè)室內(nèi)出口205，并且操作冷卻側(cè)排放調(diào)節(jié)門113以關(guān)閉冷卻側(cè)室外出口107。如在圖5中示出的，在最大冷卻模式中，冷卻側(cè)排放調(diào)節(jié)門113可被配置為關(guān)閉冷卻側(cè)室外出口107，以將冷卻空氣供應(yīng)至室內(nèi)空間，并且加熱側(cè)排放調(diào)節(jié)門213可被配置為用于關(guān)閉加熱側(cè)室內(nèi)出口205，以將加熱的空氣排出至室外空間。

此外，當空調(diào)系統(tǒng)在加熱模式下運行時，控制器400可被配置為操作加熱側(cè)排放調(diào)節(jié)門213以關(guān)閉加熱側(cè)室外出口207，并且操作冷卻側(cè)排放調(diào)節(jié)門113以關(guān)閉冷卻側(cè)室內(nèi)出口105。如在圖6中示出的，在最大加熱模式中，加熱側(cè)排放調(diào)節(jié)門213可被配置為關(guān)閉加熱側(cè)室外出口207以將加熱的空氣供應(yīng)至室內(nèi)空間，并且冷卻側(cè)排放調(diào)節(jié)門113可被配置為關(guān)閉冷卻側(cè)室內(nèi)出口105以將冷卻空氣排放至室外空間。

如從以上描述明顯可見的，本發(fā)明提供用于車輛的空調(diào)系統(tǒng)，其可在不提供來自發(fā)動機的冷卻水的環(huán)境中提高能量效率和運行效率。

盡管已經(jīng)為了說明的目的公開了本發(fā)明的示例性實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解的是，在不偏離在隨附權(quán)利要求書中公開的本發(fā)明的范圍和精神下，能夠進行各種修改、添加和替代。