CN102950992A - 具有加热泵功能的模块化车辆空调单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有加热泵功能的模块化车辆空调单元，特别是一种用于加热和冷却空气的模块化车辆空调单元(1)，包括：壳体，具有至少一个鼓风机(140、120、121)和用于设定气流路径的风门片，以及制冷剂回路(100、200)，具有相应的连接线路的冷凝器(11)、蒸发器(12)、压缩机(13)和膨胀装置(14)，其特征在于，在壳体中，形成有通过蒸发器(12)的蒸发器气流路径和通过冷凝器(11)的冷凝器气流路径，其中每条气流路径形成为使其可以与来自环境中的新鲜空气、来自乘客舱中的再循环空气或上述两者的混合物，并且其中两条气流路径通过可控的风门片以如下方式彼此连接以使得：车辆内部的加热或冷却仅通过气流路径的设定而产生。

Description

具有加热泵功能的模块化车辆空调单元

技术领域

本发明涉及具有加热泵功能的车辆空调单元，用于加热、冷却和除湿机动车辆的车辆内部的空气，尤其是电动和混合动力车的车辆内部的空气。

背景技术

为了调节输送至车辆内部的空气，在现有技术中使用具有用于冷却的冷却片和用于加热空气的乙二醇-空气热交换器、以及乙二醇-空气加热泵和空气-空气加热泵的车辆空调单元。

目前的车辆空调系统由多种独立的部件组成。它们是，例如：

·冷凝器，通常布置在车辆前部

·压缩机，其连接至车辆发动机并由车辆发动机驱动

·空调器，其布置在乘客舱，并将调节后的空气输送给乘客，以及

·制冷剂线路。

这些部件通常都分别运送给车辆生产商并在那里安装。由于在制造车间生产线上部件的数量，需要多个安装步骤。此外，在组装过程中不可避免建立大量的连接，这导致了潜在的泄漏，如果发生了，就必须以昂贵的成本来纠正。

从DE 102007046663A1得知预装系统的解决方案。提出了具有Z形布置的鼓风机热换器布置的空调系统。

此外，在DE 102007046663中描述了一种封闭的、预填充的制冷剂回路。

对于加热操作，在现有技术中，DE 102 53 357 A1和JP7009844描述了具有将空气-乙二醇热交换器作为乙二醇-空气加热泵的车辆空调单元，在DE 42 44 137 C2、JP8216667和JP2003291635中具有空气-空气加热泵。

用于制冷剂R134a的高效制冷剂回路存在用于冷却操作。

现有技术在加热操作中的缺点包括，在低的外界温度时，例如低于-10℃，在高效内燃机、例如是直喷的柴油和奥托循环(汽柴油混合技术)发动机的情况下，冷却水温度达不到乘客舱舒适加热所需的水平。在未来的发展中，可以预见到这些问题将会变得更加糟糕，例如，作为示例，在混合动力车中。基于该原因，必须使用有效的辅助加热设计。

此外，驱动系统有完全电气化的趋势。由于驱动电池能量的高效转化，所以在这个发展中，可用于加热内部的废热进一步的减少。此外，电池中存储的能量接下来要比现有技术的燃料箱中的小很多。因此，在未来的电动车辆中，用于调节内部空气的动力对于这些范围里的车辆具有实质上的影响。

现有技术的乙二醇-空气加热泵的另一个缺点是，所述泵使用内燃机的冷却水作为加热源。在该过程中，热量从冷却水中去除。由此，内燃机需要在更低的温度下运行更长的时间。这对于废气的排放和燃料的消耗具有负面的影响。

由于混合动力车辆中内燃机的间歇性操作，所以即使是在长途旅行中也达不到足够的冷却水的温度。因此，内燃机的起动-停止操作在低温的外界温度下会被中断。

空气-空气加热泵去除外界空气的热量。在一些情况下，这会导致冷凝器的结冰，在加热泵操作时它用作蒸发器。如果可以通过加热泵的智能调节避免结冰，那么加热泵可用的加热动力因此就减少了。如果气体冷却片的结冰是可以接受的，那么可通过作为空调单元的制冷剂回路的简单操作来主动地解冻加热泵。这减少了加热泵的平均有效输出。

将它们的输出物释放至空气的加热泵系统经常无法同时除湿和加热输送给车辆的空气。这带来的后果是，机动车辆的空调单元在低温的外界温度下无法使用再循环的空气、也就是已从车辆内部再循环过的空气来操作。由于缺失了除湿的功能，所以这将导致因冷凝而在车窗内部产生水雾。

加热泵系统以及燃料辅助加热器将它们的输出物释放到发动机冷却回路，经常缺少动力并表现为低效。

在DE 102009028522 A1中，描述了一种具有加热泵功能的紧凑的空调单元。然而，通过冷却回路的主动转换来执行加热泵的功能。这给冷却回路带来了极大的复杂性，这相应地带来高的成本和技术风险。

在DE 602005004667 T2中，描述了这样一种安装，其与吸收盘合作，其中系统循环地工作，从而相邻布置的热交换器单元持续地从加热转换到冷却，反之亦然。这里第二热交换器反循环地运转，并且因为这样，对于加热或冷却，可以被循环地调节的风门片可以按照需求将空气导入乘客舱或环境中。用于冷却和除湿空气的再加热操作、以及由此带来的再加热或连续的操作明显可不行；循环空气的部分使用不被描述。由于循环移动的风门片，安装在技术上是非常复杂的。

在DE 19824461 A1中，描述了一种基本结构，具有平行布置的热交换器、平行流动的空气以及排放和混合功能。循环空气的部分使用的再加热功能或可能性是无法辨别的。空气仅在一个流动方向上无法经由第一热交换器从内部导出，同时外面的空气逆着第二热交换器流动。

在WO 2007042065 A1中，描述了一种用于安装部件的普通的保持装置。加热功能、再循环空气的部分使用或气流的混合是无法辨别的。

发明内容

本发明的问题现在包括提供一种具有加热功能的空调系统以及提供用于空调系统操作的方法，该空调系统满足所有的需求，即使是在低容量热源的环境中，例如，作为示例，在高效内燃机或由内燃机和电动机组成的混合驱动的情况下，或者，在没有热源的情况下的驱动系统，例如，作为示例，在电驱动车辆中。

本发明的问题通过独立权利要求的特征得到解决。本发明的变形在从属权利要求中被指明。

特别的，该问题通过用于加热和冷却空气的模块化车辆空调单元得到解决，其中

-包括壳体，具有至少一个鼓风机(140、120、121)以及用于设定气流路径的风门片，以及

-制冷剂回路(100、200)，具有相应的连接线路的冷凝器(11)、蒸发器(12)、压缩机(13)以及膨胀装置(14)，其特征在于，

-在所述壳体中，形成流过蒸发器(12)的蒸发器气流路径和流过冷凝器(11)的冷凝器气流路径，其中每条气流路径形成为使其可以输送来自环境中的新鲜空气、来自乘客舱的循环空气或这两者的混合物，并且其中

-这两种气流路径通过可控的风门片以如下的方式彼此连接以使得，

车辆内部的加热或冷却仅通过设定气流路径产生。

空调单元的壳体优选的通过两个壳体部分形成，其中气流路径可形成在每个壳体部分中。根据一个特别的实施例，用于蒸发器气流路径和用于冷凝器气流路径的壳体部分的设计是镜像对称的。

本发明的一种有利的变形是提供额外的第三壳体部分，其中所述第三壳体部分容纳空气不流过的所有冷却回路部件。

引导气流路径的两个壳体部分优选的设置有共同的鼓风机，用于给两个气流路径传送空气。这样，可以省略第二气流路径的额外的驱动，给构造以及成本带来了优势。

此外，有利的是，两条气流路径可在再加热风门片下在气流侧分离或连接。

在每条气流路径的末端，空气被分为两个部分质量流，其中一部分质量流的空气形成为可以被引导至乘客舱，而第二部分的质量流空气形成为可以被引导至环境。

作为空调单元紧凑设计的替换，设计了两个空气传送壳体部分，并且两个空气传送壳体部分依靠在车辆中存在的安装空间彼此相互不同布置，其布置方式为空调单元布置在乘客舱下面、在罩中、在发动机舱中或行李箱中。

在本发明特别有利的实施例中，布置了冷却片，并且冷却片与制冷剂回路中制冷剂线路相结合，用于调节车辆内部的空气以及用于驱动电池、动力电子单元或车辆其它部件的额外冷却。

根据本发明的方法，用于操作制冷剂回路的方法，该制冷剂回路具有用于对机动车辆的车辆内部的空气加热、冷却和除湿的加热泵功能，其特征在于，在冷却和加热操作之间的转换和/或再加热操作的执行仅通过调节蒸发器和冷凝器出口处的空气侧部分质量流而产生，其中输送至内部的部分质量流被调节，从而达到为乘客舱输送的空气所需的温度。

根据本发明的一个实施例，模块化空调单元用于加热和冷却调节车辆内部空气的空气。该模块化空调单元具有冷凝器、蒸发器、压缩机以及膨胀装置，这些部件通过线路连接至冷却回路。所有部件一起形成紧凑的、预装的系统，具有至少一个鼓风机和两个新鲜空气/再循环空气系统。所述系统的所有部件布置在两个空气传送壳体部分中，其中每个部分形成有气流路径。传送制冷剂的该系统包括冷却单元，其根据需求分配转换制冷剂的阀门，如传统的执行加热泵功能的冷却装置/加热泵的混合系统所需的一样。仅利用在空气侧的气流的熟练的转换而实现用于车辆内部所需的加热和冷却处理，不需要用于冷却装置/加热泵的昂贵的连接回路。

与现有技术中的系统相反，安装的调节设计基于这样的事实：没有到加热泵的冷却单元的转换，也就是说没有到加热泵的冷却剂传送部件的转换；相反的，加热泵功能，其是使用来自空气的环境热或通过制冷剂回路来自车辆的废热来加热车辆内部，仅通过空气侧气流转换的方式产生加热泵功能。

由此本发明的核心，并不是将制冷剂回路执行为组合的冷却装置和加热泵，相反，仅通过具有相应的风门片的壳体的方式产生加热泵的效果。气流的行程结果是获得了冷却装置加热泵的功能。

由此，根据本发明的实施例是用于车辆使用的紧凑的空调单元。冷却回路可设计用于冷却剂R134a、R1234yf或R744，并优选地设置有电压缩机，而且完全集成在紧凑的空调单元中。该冷却回路由此有利地没有相对于环境的动态密封，并因此技术上是不会泄露的，而且可以在车辆组装之前或空调单元传送之前填充制冷剂。

根据本发明的一个有利的实施例，由此提出了一种可被预装的紧凑的系统，其提供一个或两个鼓风机以及两个新鲜的/再循环的空气系统。该装置可布置在乘客舱下面、在罩中、在发动机舱中或行李箱中。空调装置优选的具有两个或三个壳体部分，其中两个在每个情况下均设置有用于引导空气通过部件的气流路径。这两个壳体部分每个都设置有传送空气给各自气流路径的鼓风机，或可替换的，两个气流路径可由共同的鼓风机提供。每个气流路径在这里都可被提供来自环境的新鲜空气、来自车辆内部的再循环空气或这两者的混合。此外，在每个气流路径的末端，空气可被分为两部分质量流。在该操作中，来自每个气流路径的一部分质量流被引导至车辆内部，并且一部分质量流被引导至环境中。

两个壳体部分这里可相对于彼此不同地布置，这取决于车辆种存在的安装空间。

如果根据一个有利的实施例是存在的，第三壳体部分包含了空气不流过的所有冷却回路部件。

这里在基本设计中以这样方式设计冷却回路，其仅有两个热交换器、一个冷凝器和一个蒸发器。此外，冷却回路优选地具有电压缩机和优选地电可调节膨胀装置。所述四个部件通过四条线路彼此连接。

另一个有利的实施例是冷却回路的变形，冷却回路结合有用于冷却驱动电池或用于吸收制冷剂回路的热量的冷却片。这里，冷却片必须也设置有额外的隔离或膨胀阀。

本发明的设计具有冷却和加热操作之间的转换，或再加热操作的功能，这通过调节蒸发器和冷凝器出口处的空气侧部分质量流而产生。在该过程中，传送给内部的部分质量流以这样的方式来调节，即达到为乘客舱传送空气所需的温度和流量。

根据本发明的设计与现有技术的调节策略在调节策略方面有显著的偏离，并且对于乘用车空调系统的调节是特别有利的。

本发明各个方面是：

·高效加热泵系统能够同时具有加热和除湿的功能，

·在低温的外界温度下快速供应热气，

·减少了加热车辆内部所需的动力，这是在再循环空气操作过程中加热成为可能性，或具有高比例的再循环空气，

·预填充的、密封的冷却回路，

·冷却回路最小的复杂性，这是没有了转换阀，使膨胀阀数量最小化，以及使平行流通气流的制冷剂区段的使用的最少化或完全消除，

·车辆上可替换的布置变得可能，这是在车盘上、行李箱中或防火墙上或发动机舱中。

与现有技术相比，本发明显著的优势和特点本质上是：

·与具有相同功能的其它辅助加热系统相比，减少了复杂性，

·几乎没有“主动”部件：压缩机和可选的外部可调节膨胀阀，并由此带来低的复杂性；几乎没有的额外的部件有效地控制了成本，

·同时对车辆内部除湿和加热，

·通过可以使用再循环空气操作，减少了加热泵所需的最大加热动力，

·如果使用了电压缩机，则加热动力能够独立于内燃机获得，

·以简单的方式实现车辆内可替换的气流，

·通过使用“免费”的外界热量减少了燃料消耗，

·在电压缩机情况下，当使用密封系统时，没有冷却剂泄露，

·减少了乘客舒适所用的电能或化石能，

·完成预填充安装的连接传送可确保装配以及各个部件的安装，

·在使用电压缩机时，不需要用于安装或补偿相对移动的管子，

·优化了车辆制造车间的车辆组装，以及

·由于提供了预测试系统，极少有质量相关的问题，并且减少了车辆制造车间的再次加工。

附图说明

本发明实施例的额外的细节、特点和优势可通过下述参考附图对实施例的描述而获得。

图中：

图1示出用于调节车辆内部的空气的模块化车辆空调单元基本设计中的冷却回路的回路布置，

图2示出具有用于调节车辆内部的空气的模块化车辆空调单元的电池冷却的冷却片的冷却回路的回路布置，其中冷却片在这里可额外地作为加热泵操作的热源，

图3示出实现了热泵功能的模块化车载空调机组的实施方式的实施例，所述热泵功能经由调节和控制用于调节车辆内部空气的空气侧体积流量来实现，

图4示出用于调节车辆内部的空气的具有带两个鼓风机的加热泵功能的模块化车辆空调单元的实施方式的实施例，

图5示出用于调节车辆内部的空气的具有带一个鼓风机的加热泵功能的模块化车辆空调单元的实施方式的实施例，以及

图6示出用于调节车辆内部的空气的具有带再加热功能的加热泵功能的模块化车辆空调单元的实施方式的实施例。

具体实施方式

图1表示用于车辆空调单元1的冷却装置的制冷剂回路100基本示意图。这些部件是冷凝器11、蒸发器12、优选为电驱动的压缩机13以及电可调节膨胀装置14，上述部件通过连接线路15、16、17、18彼此连接。压缩机13完全集成在紧凑的模块化车辆空调单元1中。冷却回路相对于环境没有动态密封，并且由此技术上是不会泄露的，而且可以在车辆组装前或在车辆制造车间传送前填充冷却剂。蒸发器12可以吸收热能，也就是说可以冷却车辆的供给空气，并且允许制冷剂蒸汽通过蒸发器-压缩机连接线路15到达压缩机13，其中制冷剂蒸汽被压缩。压缩的制冷剂蒸汽通过压缩机-冷凝器连接线路16被导入冷凝器11中，在此释放热量的同时冷凝。通过冷凝器-膨胀装置连接线路17，冷凝物流至膨胀装置14，从膨胀装置14通过膨胀装置-蒸发器连接线路18在膨胀的状态进入蒸发器12。以这样的方式，所需的温度水平对于基本设计1的紧凑的模块化车辆空调单元是可行的，并且对于车辆的乘客舱的空气的冷却、除湿和加热的相应需求是可行的。

在图2中，示出了车辆空调单元2的制冷剂回路200的基本示意图，作为冷却片21的额外的蒸发器用于回路的热量吸收。这些部件是冷凝器11、蒸发器12、优选为电驱动的压缩机13，电可调节膨胀装置14以及冷却片21，上述部件通过连接线路16、17、22和23彼此连接。压缩机13优选地完全集成在紧凑的模块化车辆空调单元1，并且冷却回路相对于环境没有动态密封，由此技术上是不会泄露的，而且可以在车辆组装之前或车辆制造车间传送之前填充制冷剂。蒸发器12可以吸收热量，而且，通过蒸发器-压缩机-冷却片连接线路22，允许冷却剂蒸汽达到压缩机13，其中制冷剂蒸汽被压缩。压缩的制冷剂蒸汽通过压缩机-冷凝器连接线路16被导入冷凝器11，在此释放热量而冷凝。通过冷凝器-膨胀装置连接线路17，冷凝物流至膨胀装置14，从膨胀装置14经由膨胀装置-蒸发器-冷却片连接线路23以膨胀的状态平行地到达冷却片21，到达蒸发器12，或者到达蒸发器12或到达冷却片21。这里，冷却片21必须设置有额外的隔离或膨胀阀，这里未示出。以这一方式，具有冷却片21的紧凑的模块化车辆空调单元2可以达到所需的温度水平，冷却片21用于冷却和加热车辆的乘客舱的空气以及用于冷却例如蓄电池、动力电气或车辆其它部件的相应要求。在具有加热泵功能的空气侧连接中，优选为水冷却驱动部件的废热可以用作热源。

在图3中，示出根据本发明的模块化空调单元1的实施方式的实施例，模块化空调单元1具有加热泵功能的制冷剂回路100，示出车辆整体结构中模块化车辆空调单元1的布置，尤其是在外部空气和乘客舱10之间的关系。图1中阐述的传统的冷却回路通过图3中具有加热泵功能的冷却装置中的空气侧连接的方式来执行。在蒸发器侧的第一壳体部分99中，外部空气供给流108由未示出的鼓风机吸入。通过外部空气供给管106，经过用于供应空气流的调节风门片110之后，外部空气抵达蒸发器12，冷却，在通过供应空气流104中的调节风门片114和113之后，通过供应空气管102抵达乘客舱10。以相似的方式，在冷凝器侧的第二壳体部分98中，外部空气供应流107通过未示出的鼓风机吸入。通过外部空气供应管105，在经过用于供应空气流的调节风门片109之后，外部的空气抵达冷凝器11，被加热，并在通过供应空气104中的调节风门片112和113之后，通过供应空气管102抵达乘客舱10。

乘客舱10的废气流103由未示出的鼓风机驱动从乘客舱引导通过废气管101，在基于调节风门片112、113、114的位置通过它们之后，全部地或部分地到冷凝器11或输送给蒸发器12。

冷却和加热操作之间的转换或加热操作的执行，也就是说用于车辆乘客舱10的空气冷却和除湿以及其再加热，仅通过在冷凝器11和蒸发器12出口处流动的空气侧部分质量流的调节而发生。通过风门片112、113、114位置调节部分质量流，内部不需要的部分质量流在蒸发器12后或冷凝器11后通过废气管111进入环境中。

在图4中，示出了根据本发明的模块化车辆空调单元1的另一个实施方式的实施例，模块化车辆空调单元1具有带两个鼓风机120和121的加热泵功能。可分别调节的鼓风机120和121相比于其它系统允许更好的动力性，因为冷空气侧可通过蒸发器12的方式输送，并且热空气侧通过冷凝器11的方式，气流以不同的速度流动，并由此使快速应对改变的操作条件变得可能。

在蒸发器侧的第一壳体部分99中，壳体的蒸发器侧的鼓风机120经由蒸发器侧的外侧空气流125的调节风门片(如果是打开的)推动空气通过蒸发器侧的供应空气管122，或者经由用于蒸发器侧的循环空气126的调节风门片(如果是打开的)，并将空气导入蒸发器12中，在此空气被冷却以构成冷空气流。

从蒸发器12中出来的冷空气流可按所需的比例分为进入环境的部分空气质量流138以及进入乘客舱的部分空气质量流139，或者可完全分配至一条路径。这通过风门片130、133发生。

部分空气质量流138的冷空气通过废气管冷空气128抵达环境。

用于乘客舱的部分空气质量流139的冷空气通过风门片133抵达混合舱115。用于加热的和用于制冷的部分空气质量流139的混合舱形成在风门片133和132的后面。

与鼓风机120相似，在冷凝器侧的第二壳体部分98中的鼓风机121经由蒸发器侧的外侧空气流124的调节风门片(如果是打开的)推动空气通过冷凝器侧的供应空气管123，或者经由用于蒸发器侧的循环空气127的调节风门片(如果是打开的)将空气导入冷凝器11中，在此空气被加热以构成热气流。

从冷凝器11出来的暖气流可按所需的比例分为进入环境的部分空气质量流138以及进入乘客舱的部分空气质量流139，或者可完全分配至一条路径。这通过风门片131和132发生。

部分空气质量流138的热空气通过用于热空气129的废气管进入环境。

部分空气质量流139的热空气通过用于热空气132的调节风门片抵达混合舱115。

从混合舱115，混合的空气通过空气管134引导入乘客舱，经由风窗除霜器到乘客舱窗的内侧，通过管136进入脚步空间，并通过空气管135作为气流集中在乘客137上。通过未示出的控制部件例如风门片根据需求实现各个管的空气所需的分配。

如果与内部需求相比，流通的空气是过量的(这在一些工况下可能发生)，则过量的空气通过废气管128和129被引导进入环境。

在图5中，示出了根据本发明的模块化车辆空调单元1的另一个实施方式的实施例，模块化车辆空调单元1具有加热泵的功能，与附图4相反，本实施例具有冷气侧和热空气侧采用共同的鼓风机140的设计。

该设计简化了模块化车辆空调单元1的结构，但是它需要对操作做出适应的调节，因为鼓风机的两侧都需要输送，并且乘客舱10的空气量和温度仅通过调节风门片130、131、132和133的设定被影响。每条流通路径的空气量不得不通过进气风门片124、125、126和127被控制。这里，鼓风机140被分为两个部分。

除了鼓风机140以外，车辆空调单元的结构和功能与图4中所示的一样，所以参考图4的附图标记描述。

图6示出根据本发明的模块化车辆空调单元1的另一个实施方式的实施例，模块化车辆空调单元1具有加热泵的功能，与根据图5的实施例相反，本实施例具有额外的再加热功能，该功能通过用于在蒸发器12和冷凝器11或鼓风机140和冷凝器11之间的气流的调节风门片201而实现。

蒸发器侧的第一壳体部分99中的鼓风机140经由蒸发器侧的外部空气流125的调节风门片(如果是打开的)推动空气流过蒸发器侧的供应空气管122，或者通过蒸发器侧的用于再循环空气126的调节风门片(如果是打开的)推动空气将其引导入蒸发器12，并在此被冷却。冷空气流分为进入环境的部分空气质量流138和进入混合舱115的部分空气质量流139。如果需要，冷空气可通过用于冷空气的废气管128向外排放，如果用于冷废气的调节风门片130是打开的。

与此平行，冷凝器侧的第二壳体部分98的鼓风机140通过用于冷凝器侧的外侧气流124的调节风门片(如果是打开的)推动空气通过冷凝器侧的供应空气管123，或者通过冷凝器侧的再循环空气流127的调节风门片(如果是打开的)，并如果鼓风机140和冷凝器11之间的气流的调节风门片201在流动方向是打开的，则将空气引导到冷凝器11或冷却片21，其在此被加热。热气流分为进入环境的部分空气质量流138和进入乘客舱的部分空气质量流139。该热空气通过用于热空气132的调节风门片抵达混合舱115。

与根据图4和图5的设计相似，来自混合舱115的混合的空气通过空气管134被引导至乘客舱，经由车窗除霜器至乘客舱的窗的内侧，通过管136进入足脚步空间，并通过空气管135作为气流集中在乘客137上。各个管的空气所需的分配通过未示出的控制部件例如风门片根据需求而实现，。

在再加热操作中，如图6中所示，冷气流被指引到冷凝器11，在蒸发器12之后，调节风门片201打开，并且调节风门片133部分地或全部地关闭，从而除湿过的冷气流在冷凝器11中再一次地被加热，之后其通过混合舱115至少部分地抵达乘客舱。

附图标记列表

1     基本设计的模块化车辆空调单元

2     具有冷却片的模块化车辆空调单元

10    乘客舱

11    冷凝器

12    蒸发器

13    电驱动压缩机

14    电可调膨胀装置

15    蒸发器-压缩机连线线路

16    压缩机-冷凝器连接线路

17    冷凝器-膨胀装置连接线路

18    膨胀装置-蒸发器连接线路

21    冷却片

22    蒸发器-压缩机和冷却片连接线路

23    膨胀装置-冷却片和蒸发器连接线路

98    冷凝器侧的第二壳体部分

99    蒸发器侧的第一壳体部分

100   制冷剂回路

101   来自乘客舱的废气管

102   至乘客舱的供应空气管

103   来自乘客舱的废气管

104   至乘客舱的供应空气管

105   至冷凝器的外侧空气供给管

106    至蒸发器的外侧空气供给管

107    至冷凝器的外侧空气供给流

108    至蒸发器的外侧空气供给流

109    用于至冷凝器的外侧空气供给流的调节风门片

110    用于至蒸发器的外侧空气供给流的调节风门片

111    废气管

112    用于来自冷凝器的空气供给流的调节风门片

113    用于至乘客舱的供应空气流的调节风门片

114    用于至蒸发器的空气供给流的调节风门片

115    在风门片132和133后面的混合舱

120    蒸发侧的鼓风机

121    冷凝器侧的鼓风机

122    蒸发侧的供应空气管

123    冷凝器侧的供应空气管

124    用于冷凝器侧的外侧空气流的调节风门片

125    用于蒸发器侧的外侧空气流的调节风门片

126    用于蒸发器侧的再循环气流的风门片

127    用于冷凝器侧的再循环气流的风门片

128    用于冷空气的废气管

129    用于热空气的废气管

130    用于冷废气的调节风门片

131    用于热废气的调节风门片

132    用于至乘客舱的热空气的调节风门片

133    用于至乘客舱的冷空气的调节风门片

134    用于车窗除霜器的管

135    集中到乘客的管

136    用于脚部空间加热的气管

137    集中到乘客的气流

138    进入环境的部分空气质量流

139    进入乘客舱的部分空气质量流

140    共用的鼓风机

200    放大设计的制冷剂回路

201    用于蒸发器侧和冷凝器侧之间的气流的调节风门片

Claims (10)

1.一种用于加热和冷却空气的模块化车辆空调单元(1)，包括

-壳体，具有至少一个鼓风机(140、120、121)和用于设定气流路径的风门片，以及

-制冷剂回路(100、200)，带有具有相应的连接线路的冷凝器(11)、蒸发器(12)、压缩机(13)和膨胀装置(14)，其特征在于，

-在壳体中，形成有通过蒸发器(12)的蒸发器气流路径和通过冷凝器(11)的冷凝器气流路径，其中每条气流路径形成为使其可以输送来自环境中的新鲜空气、来自乘客舱中的再循环空气或上述两者的混合物，并且其中

-两条气流路径通过可控的风门片以如下方式彼此连接以使得：

车辆内部的加热或冷却仅通过气流路径的设定而产生。

2.如权利要求1所述的模块化车辆空调单元(1)，其特征在于，所述壳体通过两个壳体部分(98、99)形成，其中每个壳体部分中都能够形成气流路径。

3.如权利要求1或2所述的模块化车辆空调单元，其特征在于，额外地设置第三壳体部分，其中在每种情况下，用于引导通过部件的空气的气流路径由两个壳体部分(98、99)形成，并且所述第三壳体部分容纳空气不流过的所有冷却回路部件。

4.如权利要求1-3中之一所述的模块化车辆空调单元(1)，其特征在于，两个壳体部分(98)和(99)设置共用的鼓风机(140)，用于为两条气流路径传送空气。

5.如权利要求1-4中之一所述的模块化车辆空调单元(1)，其特征在于，设置再加热风门片(201)，再加热风门片(201)通过在空气侧分离或连接两个壳体部分(98)和(99)。

6.如权利要求1-5中之一所述的模块化车辆空调单元(1)，其特征在于，空气在每条气流路径的末端分为两部分质量流，其中一部分空气质量流(139)设计为使得其能够被引导入乘客舱(10)，第二部分空气质量流(138)设计为使得其能够被引导入环境中。

7.如权利要求1-6之一所述模块化车辆空调单元(1)，其特征在于，两个传送空气的壳体部分(98)和(99)根据在车辆中存在的安装空间彼此不同地设计并布置，以使得能够实现在乘客舱(10)的下面、罩中、发动机舱中或行李箱中的布置。

8.如权利要求1-7中之一所述的模块化车辆空调单元(1)，其特征在于，为了调节车辆内部的空气，以及为了对驱动蓄电池、动力电子单元或车辆其它部件的额外冷却，冷却片(21)被布置并通过制冷剂回路(200)的线路(22、16、17和23)被并入。

9.如权利要求1-8中之一所述的模块化车辆空调单元，其特征在于，所述冷却回路(100)包括电动压缩机(13)和电可调膨胀装置(14)，并且被完全集成在壳体中。

10.一种用于操作制冷剂回路(100、200)的方法，该制冷剂回路(100、200)具有用于对机动车辆的车辆内部(10)的空气加热、冷却和除湿的加热泵功能，其特征在于，在冷却和加热操作之间的转换和/或再加热操作的执行仅通过调节在蒸发器和冷凝器的出口处流动的空气侧部分质量流而产生，其中输送至内部的部分质量流被调节，从而达到用于为乘客舱输送的空气所需的温度。

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