CN107839430B - 汽车用空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车用空调系统，其特征在于：第一空气流通壳体用于引导空气流；蒸发器布置在第一空气流通壳体内，第一空气流通壳体内的空气流全部流经蒸发器；第一鼓风机布置在第一空气流通壳体内，用于产生空气流；第一流出口引导第一空气流通壳体内的空气流向壳体外；其空调系统是在制冷剂回路设置数量最少的阀门，同时在空气流通壳体内设置空气导流装置，通过阀门和空气导流装置的联合动作实现系统制冷/除湿工作模式和制热工作模式的切换。减小系统体积的同时提高系统制冷/制热效率，即以最少的零部件数量实现，且体积小、效率高。

Description

汽车用空调系统

技术领域

本发明涉及一种汽车用空调系统，用于汽车且冷热一体的空调系统。

背景技术

目前，随着汽车排放法规要求不断升级，汽车逐渐小排量化，并进一步的向混合动力汽车和纯电动汽车等新能源形式发展。但随之带来了汽车空调技术难题：小排量汽车的发动机冬季可利用的废热少，混合动力汽车纯电动行驶时无热源，纯电动汽车无热源，上述情况造成了车辆冬季采暖和除霜/除雾需求无法满足，降低了驾驶舒适性，甚至影响驾驶安全。公知的解决方案有两种，PTC加热器和热泵空调系统 。PTC加热器简单可靠，但效率低、能耗大的问题凸显。热泵空调系统得益于其高能效比，逐渐被人们重视。

现有热泵空调技术，设置有包括压缩机、蒸发器和冷凝器等的制冷剂回路，和包括鼓风机、用于流通空气的空气流通壳体，以及壳体内用于控制空气流向的空气导流装置。上述热泵空调系统兼备制冷/除湿工作模式和制热工作模式。通过在制冷剂回路中设置的若干阀门，或在上述壳体内设置的若干空气导流装置，实现工作模式的切换。

在专利文献CN103342094B中，公开了一种纯电动汽车热泵空调系统，包括压缩机、四通换向阀、车外换热器、车内换热器、车内加热器、油液分离器、第一单向通道、第二单向通道和车内风道机构。其中：车内加热器的第一端口与车内换热器的第一端口共同连接四通换向阀的一个端口，四通换向阀的其他三个端口分别连接压缩机的输出端、车外换热器的第一端口和油液分离器，压缩机的输入端与油液分离器相连，第一单向通道和第二单向通道为并联设置，改并联线路的一端与车内换热器的第二端口和车内换热器的第二端口相连，另一端与车外换热器的第二端口相连，车内换热器和车内加热器设置于车内风道机构的中部。上述空调系统通过四通换向阀实现工作模式的切换。

在专利文献CN104972865A中，公开了一种汽车用空气调节系统，包括流出口区域，将空气调节系统内循环的空气质量流的至少一部分向汽车外部引导；外壳，在其内部形成了移送空气质量流的至少一个风机；以及冷却剂回路，使用从冷却剂向空气质量流热传递的冷却剂-空气-热交换器，将汽车部件尤其是驱动机构部件调节为适当温度。在流出口区域配置冷却剂-空气-热交换器，由此向汽车的外部引导的空气质量流在冷却剂-空气-热交换器溢流。在外壳内部配置冷却剂-空气-热交换器，在外壳的内部移送的空气质量流在冷却剂-空气-热交换器溢流，由此从冷却剂向空气移动的热仅向在外壳的内部移送的空气质量流传递。上述空调系统通过设置在用于空气流通的壳体内的若干空气导流装置实现工作模式的切换。

专利文献CN103342094B中所示的空调系统，通过在制冷剂回路中设置四通换向阀实现了制冷/除湿工作模式和制热工作模式的切换。其制冷剂回路复杂，一方面管路延程阻力大，热损耗大，造成系统效率低；另一方面制冷剂管路复杂，难以布置和装配。同时，其设置的车外换热器需兼容蒸发换热和冷凝换热两种矛盾的换热过程，其换热性能与 针对单一换热过程设计的换热器相比有明显降低。

专利CN104972865A中所示的空调系统，通过若干空气导流装置实现制冷/除湿工作模式和制热工作模式的切换，简化了制冷剂回路。但其用于冷凝换热的换热器完全置于空气流通壳体的内部，无法利用车速造成的迎面风提高冷凝器的换热效率，而冷凝器必须有大的迎风面积，由此造成其体积大，难以布置。同时，由于在制冷/除湿工作模式时需要冷凝器向空气传递的热量大，在制热工作模式时需要冷凝器向空气传递的热量小，为兼顾两种工作模式，该系统中的冷凝器在制冷/除湿工作模式时趋向于散热不良，而在制热模式时趋向于阻力过大，造成系统效率低。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种汽车用空调系统，是一种用于汽车且冷热一体的空调系统，其空调系统是在制冷剂回路设置数量最少的阀门，同时在空气流通壳体内设置空气导流装置，通过阀门和空气导流装置的联合动作实现系统制冷/除湿工作模式和制热工作模式的切换。减小系统体积的同时提高系统制冷/制热效率，即以最少的零部件数量实现，且体积小、效率高。

本发明的技术方案是这样实现的：一种汽车用空调系统，包括压缩机、室内冷凝器、三通阀、室外冷凝器、第一节流装置、蒸发器、制冷剂-冷却液热交换器、第二节流装置、第一制冷剂回路、第二制冷剂回路、第一空气流通壳体、第二空气流通壳体、第二流出口、第三流出口、第一流出口、风阀、第一鼓风机、第二鼓风机、汽车车室、第一电加热器、第二电加热器、第三电加热器、第四电加热器、第二流出口a、第二流出口b、隔板、第三流出口a、第三流出口b；其特征在于：第一空气流通壳体用于引导空气流；蒸发器布置在第一空气流通壳体内，第一空气流通壳体内的空气流全部流经蒸发器；第一鼓风机布置在第一空气流通壳体内，用于产生空气流；第一流出口引导第一空气流通壳体内的空气流向壳体外；第二流出口引导第一空气流通壳体内的空气流向汽车车室内；风阀引导第一空气流通壳体内的空气流向第一流出口和第二流出口的其中一个；第二空气流通壳体用于引导空气流；室内冷凝器布置在第二空气流通壳体内，第二空气流通壳体内的空气流全部流经室内冷凝器；第二鼓风机布置在第二空气流通壳体内，用于产生空气流；第三流出口引导第二空气流通壳体内的空气流向汽车车室内；空调系统还包含两个制冷剂回路：第一制冷剂回路包括压缩机、室外冷凝器、第一节流装置和蒸发器，制冷剂通过室外冷凝器时，向车外空气传递热量，通过蒸发器时，吸收第一空气流通壳体内空气流的热量；第二制冷剂回路包括压缩机、室内冷凝器、第一节流装置和蒸发器，制冷剂通过室内冷凝器时，向第二空气流通壳体内的空气流传递热量，通过蒸发器时，吸收第一空气流通壳体内空气流的热量；第一节流装置的入口端连接室外冷凝器和室内冷凝器的出口端，出口端连接蒸发器的入口端；三通阀进口端连接压缩机出口端，三通阀的一个出口端连接室内冷凝器的入口端，另一个出口端连接室外冷凝器的入口端，三通阀引导制冷剂在第一制冷剂回路和第二制冷剂回路中的一个回路内流动。

所述的三通阀引导制冷剂在第一制冷剂回路内流动时，第一空气流通壳体内的第一鼓风机开启，同时风阀引导第一空气流通壳体内的空气流向第二流出口，此时第二空气流通壳体内的第二鼓风机处于关闭状态。在这种情况下，热从第一空气流通壳体内朝向汽车车室引导的空气流向蒸发器内流通的制冷剂传递，并通过第一制冷剂回路，从室外冷凝器内流通的制冷剂向车外空气传递。

所述的三通阀引导制冷剂在第二制冷剂回路内流动时，第一鼓风机和第二鼓风机开启，同时风阀引导第一空气流通壳体内的空气流向第一流出口。在这种情况下，热从第一空气流通壳体内朝向壳体外引导的空气流向蒸发器内流通的制冷剂传递，并通过第二制冷剂回路，从室内冷凝器内流通的制冷剂向第二空气流通壳体内朝向汽车车室引导的空气流传递。

一种汽车用空调系统，其特征在于空调系统包括三种控制方式，其中第一控制方式为制冷/除湿工作模式和制热工作模式，其目的为将汽车车室调节为适当的温度。尤其的，制冷剂回路内的蒸发器与工作模式无关而始终起到蒸发器的功能，室外冷凝器仅在制冷模式时工作，并起到冷凝器的功能，室内冷凝器仅在制热模式时工作，并起到冷凝器的功能；第二控制方式包括：第一电加热器和第二电加热器，布置在第一空气流通壳体内，置于风阀和第二流出口之间，并被延蒸发器迎风面垂直方向放置的隔板分隔，上述隔板延伸至第二流出口末端，并将从蒸发器背风面至第二流出口末端之间的空间分隔成独立的两部分，分别表述为第二流出口a和第二流出口b；当风阀引导空气流向第二流出口时，第一空气流通壳体内的空气流被上述隔板均匀的分成两股空气流，上述两股空气流分别全部流经第一电加热器和第二电加热器；第三电加热器和第四电加热器，布置在第二空气流通壳体内，置于室内冷凝器和第三流出口之间，并被延室内冷凝器迎风面垂直方向放置的隔板分隔，上述隔板延伸至第三流出口末端，并将从室内冷凝器背风面至第三流出口末端之间的空间分隔成独立的两部分，分别表述为第三流出口a和第三流出口b；第二空气流通壳体内的空气流被上述隔板均匀的分成两股空气流，上述两股空气流分别全部流经第三电加热器和第四电加热器；

第三控制方式包括：制冷剂-冷却液热交换器，与蒸发器并联的方式接入制冷剂回路，设置在空气流通壳体外部；以及第二节流装置，第二节流装置的入口端连接室外冷凝器和室内冷凝器的出口端，第二节流装置的出口端连接制冷剂-冷却液热交换器的入口端；这种情况下，上述第一控制方式的空调系统中的第一节流装置与上述第三控制方式的空调系统中的第二节流装置具有截止功能，且可以独立的被控制。

所述的第二控制方式的汽车用空调系统，当其处于制冷/除湿工作模式时，第一电加热器和第二电加热器开启，作为蒸发器除湿后的再热的热源；

第一电加热器、第二电加热器、第三电加热器和第四电加热器的开启、关闭及输入功率均是独立控制的。

所述的第二控制方式的汽车用空调系统，当其处于制冷/除湿工作模式时，第一电加热器和第二电加热器以不同的输入功率工作，从而使进入第二流出口a与进入第二流出口b的空气流获得不同的热量，表现为不同的温度。

所述的第二控制方式的汽车用空调系统，当其处于制热工作模式时，第三电加热器和第四电加热器以不同的输入功率工作，从而使进入第三流出口a与进入第三流出口b的空气流获得不同的热量，表现为不同的温度。

所述的第三控制方式的汽车用空调系统，当系统处于制冷/除湿工作模式时，由内燃机、或电机等驱动机构部件，充电机、蓄电池及其它电力电子装置产生并向冷却液回路内循环的冷却液传递的热，通过制冷剂-冷却液热交换器，从冷却液回路内循环的冷却液向制冷剂-冷却液热交换器内流通的制冷剂传递。由此，上述驱动机构部件和电力电子装置被调节为适当的温度。当系统处于制热模式时，由内燃机、或电机等驱动机构部件，充电机、蓄电池及其它电力电子装置产生并向冷却液回路内循环的冷却液传递的热，通过上述制冷剂-冷却液热交换器，从冷却液回路内循环的冷却液向制冷剂-冷却液热交换器内流通的制冷剂传递，并通过制冷剂回路，从室内冷凝器内流通的制冷剂向第二空气流通壳体内朝向汽车车室引导的空气流传递；由此，上述驱动机构部件和电力电子装置产生的热被回收，用于汽车车室采暖。

所述的第一空气流通壳体和第二空气流通壳体可合成一体，也可分开布置；可布置在汽车机舱、车室内、行李舱以及其它满足空间需求的位置。

所述的第一空气流通壳体和第二空气流通壳体合成一体布置在汽车机舱内；其中压缩机靠近第一空气流通壳体和第二空气流通壳体布置，室外冷凝器布置在车前方进气口位置。

本发明的积极效果是采用了两个冷凝器和一个蒸发器构成的制冷剂回路，其中蒸发器与工作模式无关而始终起到蒸发器的功能，室外冷凝器仅在制冷模式时工作，而室内冷凝器仅在制冷模式时工作，有别于现行空调系统制冷剂回路。

上述室外冷凝器布置在车辆前端，可利用车速产生的迎面风提高换热效率，有利于提高空调系统制冷效果和系统制冷效率。

上述室内冷凝器布置在空气流通壳体内，由于所需换热量不大，便于小型化，使空气流通壳体结构紧凑，占用空间小，布置方便。同时，压缩机、室内冷凝器和蒸发器可贴近布置，整个制冷剂回路缩短简化，延程阻力降低，热损耗降低，有利于提高空调系统制热性能和制热效率。

根据本发明提供的第二控制方式的空调系统，当系统处于制冷/除湿工作模式时，一种情况，系统实现除湿后再热；另一种情况，可在第二流出口a和第二流出口b获得两股不同温度的空气流，通过风道系统将两股不同温度的空气流分别引导至汽车车室的不同区域。当系统处于制热工作模式时，一种情况，系统感知从室内冷凝器内流通的制冷剂向流经室内冷凝器的空气流转移的热不足以将汽车车室调节为适当的温度时，开启第三电加热器和第四电加热器，作为补充热源；另一种情况，在第三流出口a和第三流出口b获得两股不同温度的空气流，通过风道系统将两股不同温度的空气流分别引导至汽车车室的不同区域。由此，本发明提供的第二方式的空调系统，实现了除湿后再热；保证了极低温环境下车辆的除霜/除雾和采暖需求；同时满足了汽车车室内不同乘坐区域的乘员可能的差异性的冷/热需求，提升乘员的舒适性和车辆的豪华感。

根据本发明提供的第三控制方式的空调系统，当系统处于制冷/除湿工作模式时，汽车车室、驱动机构部件及电力电子装置均可被调节为适当的温度。当系统处于制热工作模式时，可回收上述驱动机构部件及电力电子装置工作时产生的热，用于汽车车室采暖，提高了车辆整体的能量利用效率。

附图说明

图1是本发明的第一控制方式涉及的制冷剂回路图。

图2是本发明的第三控制方式涉及的制冷剂回路图。

图3是本发明的第一控制方式涉及的汽车用空调系统在制冷/除湿工作模式下的制冷剂流动状态的说明图。

图4是本发明的第一控制方式涉及的汽车用空调系统在制热工作模式下的制冷剂流动状态的说明图。

图5是本发明的第三控制方式涉及的汽车用空调系统在制冷/除湿工作模式下的制冷剂流动状态的说明图。

图6是本发明的第三控制方式涉及的汽车用空调系统在制热工作模式下的制冷剂流动状态的说明图。

图7是本发明的第一控制方式涉及的第一空气流通壳体和第二空气流通壳体结构图。

图8是本发明的第二方式涉及的第一空气流通壳体和第二空气流通壳体结构图

图9是本发明的第二方式涉及的第一空气流通壳体的侧视图。

图10是本发明的第二方式涉及的第二空气流通壳体的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述：如图1所示，一种汽车用空调系统，包括压缩机1、室内冷凝器2、三通阀3、室外冷凝器4、第一节流装置5、蒸发器6、制冷剂-冷却液热交换器、第二节流装置8、第一制冷剂回路9、第二制冷剂回路10、第一空气流通壳体11、第二空气流通壳体12、第二流出口13、第三流出口14、第一流出口15、风阀16、第一鼓风机17、第二鼓风机18、汽车车室19、第一电加热器20、第二电加热器21、第三电加热器22、第四电加热器23、第二流出口a 24、第二流出口b 25、隔板26、第三流出口a 27、第三流出口b 28；其特征在于：第一空气流通壳体11用于引导空气流；蒸发器6布置在第一空气流通壳体11内，第一空气流通壳体11内的空气流全部流经蒸发器6；第一鼓风机17布置在第一空气流通壳体11内，用于产生空气流；第一流出口15引导第一空气流通壳体11内的空气流向壳体外；第二流出口13引导第一空气流通壳体11内的空气流向汽车车室19内；风阀16引导第一空气流通壳体11内的空气流向第一流出口15和第二流出口13的其中一个；第二空气流通壳体12用于引导空气流；室内冷凝器2布置在第二空气流通壳体12内，第二空气流通壳体12内的空气流全部流经室内冷凝器2；第二鼓风机18布置在第二空气流通壳体12内，用于产生空气流；第三流出口14引导第二空气流通壳体12内的空气流向汽车车室19内；空调系统还包含两个制冷剂回路：第一制冷剂回路9包括压缩机1、室外冷凝器4、第一节流装置5和蒸发器6，制冷剂通过室外冷凝器4时，向车外空气传递热量，通过蒸发器6时，吸收第一空气流通壳体11内空气流的热量；第二制冷剂回路10包括压缩机1、室内冷凝器2、第一节流装置5和蒸发器6，制冷剂通过室内冷凝器2时，向第二空气流通壳体12内的空气流传递热量，通过蒸发器6时，吸收第一空气流通壳体11内空气流的热量；第一节流装置5的入口端连接室外冷凝器4和室内冷凝器2的出口端，出口端连接蒸发器6的入口端；三通阀3进口端连接压缩机1出口端，三通阀3的一个出口端连接室内冷凝器2的入口端，另一个出口端连接室外冷凝器4的入口端，三通阀3引导制冷剂在第一制冷剂回路9和第二制冷剂回路10中的一个回路内流动。

所述的三通阀3引导制冷剂在第一制冷剂回路9内流动时，第一空气流通壳体11内的第一鼓风机17开启，同时风阀16引导第一空气流通壳体11内的空气流向第二流出口13，此时第二空气流通壳体12内的第二鼓风机18处于关闭状态。在这种情况下，热从第一空气流通壳体11内朝向汽车车室19引导的空气流向蒸发器6内流通的制冷剂传递，并通过第一制冷剂回路9，从室外冷凝器4内流通的制冷剂向车外空气传递。

所述的三通阀3引导制冷剂在第二制冷剂回路10内流动时，第一鼓风机17和第二鼓风机18开启，同时风阀16引导第一空气流通壳体11内的空气流向第一流出口15。在这种情况下，热从第一空气流通壳体11内朝向壳体外引导的空气流向蒸发器6内流通的制冷剂传递，并通过第二制冷剂回路10，从室内冷凝器2内流通的制冷剂向第二空气流通壳体12内朝向汽车车室19引导的空气流传递。

由此，本发明提供的第一控制方式的汽车用空调系统形成了制冷/除湿工作模式和制热工作模式，其目的为将汽车车室19调节为适当的温度。尤其的，制冷剂回路内的蒸发器6与工作模式无关而始终起到蒸发器6的功能，室外冷凝器4仅在制冷模式时工作，并起到冷凝器的功能，室内冷凝器2仅在制热模式时工作，并起到冷凝器的功能。

进而，本发明提供的第二方式的汽车用空调系统还包括：第一电加热器20和第二电加热器21，布置在第一空气流通壳体11内，置于风阀16和第二流出口13之间，并被延蒸发器6迎风面垂直方向放置的隔板26分隔，上述隔板26延伸至第二流出口13末端，并将从蒸发器6背风面至第二流出口13末端之间的空间分隔成独立的两部分，分别表述为第二流出口a和第二流出口b。当风阀16引导空气流向第二流出口13时，第一空气流通壳体11内的空气流被上述隔板26均匀的分成两股空气流，上述两股空气流分别全部流经第一电加热器20和第二电加热器21；第三电加热器22和第四电加热器23，布置在第二空气流通壳体12内，置于室内冷凝器2和第三流出口14之间，并被延室内冷凝器2迎风面垂直方向放置的隔板26分隔，上述隔板26延伸至第三流出口14末端，并将从室内冷凝器2背风面至第三流出口14末端之间的空间分隔成独立的两部分，分别表述为第三流出口a和第三流出口b。第二空气流通壳体12内的空气流被上述隔板26均匀的分成两股空气流，上述两股空气流分别全部流经第三电加热器22和第四电加热器23。

根据本发明提供的第二方式的汽车用空调系统，当其处于制冷/除湿工作模式时，第一电加热器20和第二电加热器21开启，作为蒸发器6除湿后的再热的热源。

根据本发明提供的第二方式的汽车用空调系统，第一电加热器20、第二电加热器21、第三电加热器22和第四电加热器23的开启、关闭及输入功率均是独立控制的。

根据本发明提供的第二方式的汽车用空调系统，当其处于制冷/除湿工作模式时，第一电加热器20和第二电加热器以不同的输入功率工作，从而使进入第二流出口a与进入第二流出口b的空气流获得不同的热量，表现为不同的温度。

根据本发明提供的第二方式的汽车用空调系统，当其处于制热工作模式时，第三电加热器22和第四电加热器23以不同的输入功率工作，从而使进入第三流出口a与进入第三流出口b的空气流获得不同的热量，表现为不同的温度。

进而，本发明提供的第三控制方式的汽车用空调系统还包括：制冷剂-冷却液热交换器，与蒸发器6并联的方式接入制冷剂回路，设置在空气流通壳体外部；以及第二节流装置8，第二节流装置8的入口端连接室外冷凝器4和室内冷凝器2的出口端，第二节流装置8的出口端连接制冷剂-冷却液热交换器的入口端；这种情况下，上述第一控制方式的空调系统中的第一节流装置5与上述第三控制方式的空调系统中的第二节流装置8具有截止功能，且可以独立的被控制。

根据本发明提供的第三控制方式的汽车用空调系统，当系统处于制冷/除湿工作模式时，由内燃机、或电机等驱动机构部件，充电机、蓄电池及其它电力电子装置产生并向冷却液回路内循环的冷却液传递的热，通过上述制冷剂-冷却液热交换器，从冷却液回路内循环的冷却液向制冷剂-冷却液热交换器内流通的制冷剂传递。由此，上述驱动机构部件和电力电子装置被调节为适当的温度。当系统处于制热模式时，由内燃机、或电机等驱动机构部件，充电机、蓄电池及其它电力电子装置产生并向冷却液回路内循环的冷却液传递的热，通过上述制冷剂-冷却液热交换器，从冷却液回路内循环的冷却液向制冷剂-冷却液热交换器内流通的制冷剂传递，并通过制冷剂回路，从室内冷凝器2内流通的制冷剂向第二空气流通壳体12内朝向汽车车室19引导的空气流传递。由此，上述驱动机构部件和电力电子装置产生的热被回收，用于汽车车室19采暖。

本发明提供的汽车用空调系统可布置在汽车机舱、车室内、行李舱以及其它满足空间需求的位置。并且，第一空气流通壳体11和第二空气流通壳体12可合成一体，也可分开布置。

优选的，本发明提供的汽车用空调系统布置在汽车机舱内。其中，第一空气流通壳体11和第二空气流通壳体12合成一体。尤其的，压缩机1尽可能靠近第一空气流通壳体11和第二空气流通壳体12布置，室外冷凝器4布置在车前方进气口位置。

如图1所示，三通阀3的进口端连接压缩机1的出口端，三通阀3的一个出口端连接室内冷凝器2的入口端，另一个出口端连接室外冷凝器4的入口端。如图3，图4示出，三通阀3可引导制冷剂在第一制冷剂回路9和第二制冷剂回路10中的一个回路内流动。

如图7所示，蒸发器6布置在第一空气流通壳体11内，且由第一鼓风机17驱动的空气流全部流经蒸发器6。第一空气流通壳体11内的风阀16，将流过蒸发器6的空气流引导至朝向壳体外的第一流出口15和朝向汽车车室19的第二流出口13的其中一个流出口。室内冷凝器2布置在第二空气流通壳体12内，且由第二鼓风机18驱动的空气流全部流经室内冷凝器2。流过室内冷凝器2的空气流被第三流出口14朝向汽车车室19引导。

由此，本发明提供的第一控制方式的汽车用空调系统的制冷/除湿工作模式：控制三通阀3引导制冷剂在第一制冷剂回路9内循环。同时开启鼓风机17，驱动空气流经蒸发器6。此时，热从空气流向蒸发器6内流通的制冷剂转移，由此，上述空气流温度低于外界环境温度。控制风阀16，将流过蒸发器6的空气流朝向第二流出口13引导。通过与第二流出口对接的车辆的风道系统，温度低于车外环境的空气流被引导至汽车车室19内，将汽车车室19调节为适当的温度。上述从第一空气流通壳体11内的空气流向蒸发器6内流通的制冷剂转移的热，通过第一制冷剂回路9，在室外冷凝器4由制冷剂向车外环境转移。

制热工作模式：控制三通阀3引导制冷剂在第二制冷剂回路10内循环。同时开启鼓风机17、18，驱动空气分别流经蒸发器6和室内冷凝器2。控制风阀16，将流过蒸发器6的空气流通过第一流出口15引导至壳体外。此时，热从流经蒸发器的空气流向蒸发器6内流过的制冷剂转移。上述热与压缩机向制冷剂做功转化的热通过制冷剂循环，在室内冷凝器处，由室内冷凝器内流通的制冷剂向流经室内冷凝器的空气流转移。由此，第二流通壳体12内的空气流被加热，表现为高于车外环境的温度，上述空气流通过第三流出口14，及与其连接的车辆的风道系统，被引导至汽车车室19内，将汽车车室19调节为适当的温度。

如图8所示的第二控制方式的汽车用空调系统还包括：第一电加热器20和第二电加热器21，布置在第一空气流通壳11体内，置于风阀16和第二流出口之间，并被延蒸发器迎风面垂直方向放置的隔板26分隔，上述隔板26延伸至第二流出口末端，并将从蒸发器6背风面至第二流出口末端之间的空间分隔成独立的两部分，分别表述为第二流出口a 24和第二流出口b 25。当风阀16引导空气流向第二流出口时，第一空气流通壳体11内的空气流被上述隔板26均匀的分成两股空气流，上述两股空气流分别全部流经第一电加热器20和第二电加热器21；第三电加热器22和第四电加热器23，布置在第二空气流通壳体12内，置于室内冷凝器2和第三流出口之间，并被延室内冷凝器2迎风面垂直方向放置的隔板26分隔，上述隔板26延伸至第三流出口末端，并将从室内冷凝器2背风面至第三流出口末端之间的空间分隔成独立的两部分，分别表述为第三流出口a 27和第三流出口b 28。第二空气流通壳体12内的空气流被上述隔板26均匀的分成两股空气流，上述两股空气流分别全部流经第三电加热器22和第四电加热器23 。

根据本发明提供的第二控制方式的汽车用空调系统，如图9示处，当其处于制冷/除湿工作模式时，经过蒸发器6的空气流被隔板26分成均匀的两股，其被风阀16分别朝向第二流出口a 24和第二流出口b 25引导，并分别流经第一电加热器20和第二电加热器21。一种情况，空气流经过蒸发器6被冷却除湿，并在分别流经第一电加热器20和第二电加热器21后被再热，第一电加热器20和第二电加热器21作为除湿后再热的热源被使用；另一种情况，控制第一电加热器20和第二电加热器21的输入端，使二者获得不同的输入功率。由此，流经第一电加热器20的空气流和第二电加热器21的空气流获得不同的热量，表现为不同的温度。通过与第二流出口a 24和第二流出口b 25连接的车辆风道系统将两股不同温度的空气流引导至汽车车室9内的不同乘坐区域，

根据本发明提供的第二控制方式的汽车用空调系统，如图10示出，当其处于制热工作模式时，一种情况，系统感知从室内冷凝器内流通的制冷剂向流经室内冷凝器的空气流转移的热不足以将汽车车室9调节为适当的温度时，开启第三电加热器22和第四电加热器23，作为补充热源；另一种情况，经过室内冷凝器2被加热的空气流，被隔板26分成均匀的两股，同时控制第三电加热器22和第四电加热器23的输入端，使二者获得不同的输入功率。由此，流经第三电加热器22的空气流和第四电加热器23的空气流获得不同的热量，表现为不同的温度。通过与第三流出口a 27和第三流出口b 28连接的车辆风道系统将两股不同温度的空气流引导至汽车车室9内的不同乘坐区域。

由此，本发明提供的第二控制方式的汽车用空调系统，实现了除湿后再热；保证了极低温环境下车辆的除霜/除雾和采暖需求；同时满足了汽车车室内不同乘坐区域的乘员可能的差异性的冷/热需求，提升乘员的舒适性和车辆的豪华感。

进而，如图2示出，根据本发明提供的第三方式的汽车用空调系统还包括：制冷剂-冷却液热交换器7，与蒸发器6并联的方式接入制冷剂回路，设置在空气流通壳体外部；以及第二节流装置88，第二节流装置8的入口端连接室外冷凝器4和室内冷凝器2的出口端，第二节流装置8的出口端连接制冷剂-冷却液热交换器7的入口端；这种情况下，上述第一节流装置55与第二节流装置8具有截止功能，且可以独立的被控制。

根据本发明提供的第三方式的汽车用空调系统，如图5示出，当系统处于制冷/除湿工作模式时，由内燃机、或电机等驱动机构部件，充电机、蓄电池及其它电力电子装置产生并向冷却液回路内循环的冷却液传递的热，通过上述制冷剂-冷却液热交换器7，从冷却液回路内循环的冷却液向制冷剂-冷却液热交换器内流通的制冷剂传递。由此，上述驱动机构部件和电力电子装置被调节为适当的温度。如图6示出，当系统处于制热模式时，由内燃机、或电机等驱动机构部件，充电机、蓄电池及其它电力电子装置产生并向冷却液回路内循环的冷却液传递的热，通过上述制冷剂-冷却液热交换器7，从冷却液回路内循环的冷却液向制冷剂-冷却液热交换器7内流通的制冷剂传递，并通过制冷剂回路，从室内冷凝器2内流通的制冷剂向第二空气流通壳体12内朝向汽车车室9引导的空气流传递。由此，上述驱动机构部件和电力电子装置工作是产生的热被回收，用于汽车车室9的采暖。

本发明提供的汽车用空调系统可布置在汽车机舱、车室内、行李舱以及其它满足空间需求的位置。并且，第一空气流通壳体11和第二空气流通壳体12可合成一体，也可分开布置。

优选的，本发明提供的汽车用空调系统布置在汽车机舱内。其中，第一空气流通壳体11和第二空气流通壳体12合成一体。特别的，压缩机5尽可能靠近第一空气流通壳体11和第二空气流通壳体12，室外冷凝器4布置在车前方进气口位置。

Claims (6)

1.一种汽车用空调系统，包括压缩机、室内冷凝器、三通阀、室外冷凝器、第一节流装置、蒸发器、制冷剂-冷却液热交换器、第二节流装置、第一制冷剂回路、第二制冷剂回路、第一空气流通壳体、第二空气流通壳体、第二流出口、第三流出口、第一流出口、风阀、第一鼓风机、第二鼓风机、汽车车室、第一电加热器、第二电加热器、第三电加热器、第四电加热器、第二流出口a、第二流出口b、隔板、第三流出口a、第三流出口b；其特征在于：第一空气流通壳体用于引导空气流；蒸发器布置在第一空气流通壳体内，第一空气流通壳体内的空气流全部流经蒸发器；第一鼓风机布置在第一空气流通壳体内，用于产生空气流；第一流出口引导第一空气流通壳体内的空气流向壳体外；第二流出口引导第一空气流通壳体内的空气流向汽车车室内；风阀引导第一空气流通壳体内的空气流向第一流出口和第二流出口的其中一个；第二空气流通壳体用于引导空气流；室内冷凝器布置在第二空气流通壳体内，第二空气流通壳体内的空气流全部流经室内冷凝器；第二鼓风机布置在第二空气流通壳体内，用于产生空气流；第三流出口引导第二空气流通壳体内的空气流向汽车车室内；空调系统还包含两个制冷剂回路：第一制冷剂回路包括压缩机、室外冷凝器、第一节流装置和蒸发器，制冷剂通过室外冷凝器时，向车外空气传递热量，通过蒸发器时，吸收第一空气流通壳体内空气流的热量；第二制冷剂回路包括压缩机、室内冷凝器、第一节流装置和蒸发器，制冷剂通过室内冷凝器时，向第二空气流通壳体内的空气流传递热量，通过蒸发器时，吸收第一空气流通壳体内空气流的热量；第一节流装置的入口端连接室外冷凝器和室内冷凝器的出口端，出口端连接蒸发器的入口端；三通阀进口端连接压缩机出口端，三通阀的一个出口端连接室内冷凝器的入口端，另一个出口端连接室外冷凝器的入口端，三通阀引导制冷剂在第一制冷剂回路和第二制冷剂回路中的一个回路内流动；所述的三通阀引导制冷剂在第一制冷剂回路内流动时，第一空气流通壳体内的第一鼓风机开启，同时风阀引导第一空气流通壳体内的空气流向第二流出口，此时第二空气流通壳体内的第二鼓风机处于关闭状态；在这种情况下，热从第一空气流通壳体内朝向汽车车室引导的空气流向蒸发器内流通的制冷剂传递，并通过第一制冷剂回路，从室外冷凝器内流通的制冷剂向车外空气传递；所述的三通阀引导制冷剂在第二制冷剂回路内流动时，第一鼓风机和第二鼓风机开启，同时风阀引导第一空气流通壳体内的空气流向第一流出口；在这种情况下，热从第一空气流通壳体内朝向壳体外引导的空气流向蒸发器内流通的制冷剂传递，并通过第二制冷剂回路，从室内冷凝器内流通的制冷剂向第二空气流通壳体内朝向汽车车室引导的空气流传递；所述的第一空气流通壳体和第二空气流通壳体合成一体布置在汽车机舱内；其中压缩机靠近第一空气流通壳体和第二空气流通壳体布置，室外冷凝器布置在车前方进气口位置。

2.根据权利要求1所述的一种汽车用空调系统，其特征在于所述的空调系统包括三种控制方式，其中第一控制方式为制冷/除湿工作模式和制热工作模式，其目的为将汽车车室调节为适当的温度；制冷剂回路内的蒸发器与工作模式无关而始终起到蒸发器的功能，室外冷凝器仅在制冷模式时工作，并起到冷凝器的功能，室内冷凝器仅在制热模式时工作，并起到冷凝器的功能；第二控制方式包括：第一电加热器和第二电加热器，布置在第一空气流通壳体内，置于风阀和第二流出口之间，并被沿蒸发器迎风面垂直方向放置的隔板分隔，上述隔板延伸至第二流出口末端，并将从蒸发器背风面至第二流出口末端之间的空间分隔成独立的两部分，分别表述为第二流出口a和第二流出口b；当风阀引导空气流向第二流出口时，第一空气流通壳体内的空气流被上述隔板均匀的分成两股空气流，上述两股空气流分别全部流经第一电加热器和第二电加热器；第三电加热器和第四电加热器，布置在第二空气流通壳体内，置于室内冷凝器和第三流出口之间，并被沿室内冷凝器迎风面垂直方向放置的隔板分隔，上述隔板延伸至第三流出口末端，并将从室内冷凝器背风面至第三流出口末端之间的空间分隔成独立的两部分，分别表述为第三流出口a和第三流出口b；第二空气流通壳体内的空气流被上述隔板均匀的分成两股空气流，上述两股空气流分别全部流经第三电加热器和第四电加热器；第三控制方式包括：制冷剂-冷却液热交换器，与蒸发器并联的方式接入制冷剂回路，设置在空气流通壳体外部；以及第二节流装置，第二节流装置的入口端连接室外冷凝器和室内冷凝器的出口端，第二节流装置的出口端连接制冷剂-冷却液热交换器的入口端；这种情况下，上述第一控制方式的空调系统中的第一节流装置与上述第三控制方式的空调系统中的第二节流装置具有截止功能，且可以独立的被控制。

3.根据权利要求2所述的一种汽车用空调系统，其特征在于所述的第二控制方式的汽车用空调系统，当其处于制冷/除湿工作模式时，第一电加热器和第二电加热器开启，作为蒸发器除湿后的再热的热源；第一电加热器、第二电加热器、第三电加热器和第四电加热器的开启、关闭及输入功率均是独立控制的。

4.根据权利要求2所述的一种汽车用空调系统，其特征在于所述的第二控制方式的汽车用空调系统，当其处于制冷/除湿工作模式时，第一电加热器和第二电加热器以不同的输入功率工作，从而使进入第二流出口a与进入第二流出口b的空气流获得不同的热量，表现为不同的温度。

5.根据权利要求4所述的一种汽车用空调系统，其特征在于所述的第二控制方式的汽车用空调系统，当其处于制热工作模式时，第三电加热器和第四电加热器以不同的输入功率工作，从而使进入第三流出口a与进入第三流出口b的空气流获得不同的热量，表现为不同的温度。

6.根据权利要求2所述的一种汽车用空调系统，其特征在于所述的第三控制方式的汽车用空调系统，当系统处于制冷/除湿工作模式时，由内燃机、或电机等驱动机构部件，充电机、蓄电池及其它电力电子装置产生并向冷却液回路内循环的冷却液传递的热，通过制冷剂-冷却液热交换器，从冷却液回路内循环的冷却液向制冷剂-冷却液热交换器内流通的制冷剂传递；由此，上述驱动机构部件和电力电子装置被调节为适当的温度；当系统处于制热模式时，由内燃机、或电机驱动机构部件，充电机、蓄电池及其它电力电子装置产生并向冷却液回路内循环的冷却液传递的热，通过上述制冷剂-冷却液热交换器，从冷却液回路内循环的冷却液向制冷剂-冷却液热交换器内流通的制冷剂传递，并通过制冷剂回路，从室内冷凝器内流通的制冷剂向第二空气流通壳体内朝向汽车车室引导的空气流传递；由此，上述驱动机构部件和电力电子装置产生的热被回收，用于汽车车室采暖。