[发明专利]包含组合式冷凝器和蒸发器的系统以及装置

说明书

技术领域

本发明大体涉及一种压缩器系统，其具有用于冷却和/或加热目的的封 闭致冷剂回路，所述致冷剂回路至少包括冷凝器和蒸发器。本发明特别是 涉及一种用于冷却和/或加热车辆内部(尤其是带有可倾斜座舱的商用/重 型车辆的驾驶室/驾驶空间)的系统和装置。更具体地，本发明涉及包含至 少一个另外辅助低压回路的压缩器系统，所述另外辅助低压回路利用水和 或/乙二醇或其他适合传递冷热的介质来传递冷热。

背景技术

公知地，机动车中的空调系统通常包括位于机动车前部或前部附近的 用空气冷却的冷凝器、位于机动车驾驶室某一位置(例如位于仪表板之中 或之下)处的蒸发器、以及将这些元件连结到密封受压系统(其通常包括 膨胀装置、干滤器或蓄积器、和压缩器)上的管路或软管。许多的不同气 体可用作致冷剂。在机动车的场合当中，R134a通常可用作致冷剂。

二氧化碳(CO₂，被称为R744)最近越来越多地开始用作致冷剂。二氧 化碳是已知可用的、无害、不易燃、不易爆的气体，并且即使向外泄漏到 大气中，也很少或者几乎不产生危害。CO₂用作致冷剂的不利之处在于，压 缩器系统必须在比通常情况要高的压强下进行操作，以在冷却系统中获得 足够的效率。但是，高的压强增加了从软管、管线和连接部发生泄漏的风 险。由于总会通过橡胶材料发生一定量的泄漏，所以软管做不到完全密封。

在具有可倾斜驾驶室的机动车内，泄漏问题尤其明显。这种机动车需 要较长的软管/管线和/或更多的连接件，以使得有可能将驾驶室中的冷却 元件连接到通常位于机动车的发动机空间中的冷却系统其他部件上，同时 还使得驾驶室能够倾斜。如果在处于高压下的致冷剂侧上使用较长的软管、 管线以及多个连接件，则有发生持续泄漏的风险。在这样的场合下，优选 地(但不是异乎寻常地)使用另外的冷却环路(即所谓的辅助环路)，即使 用由水和/或乙二醇作为冷却传递介质的另外低压冷却回路，以通过基于液 体的换热器而连接到压缩器系统的蒸发器上。该另外低压冷却回路使用了 明显低的压强，这样的事实使得降低了发生泄漏的风险。

因而，通常为水的液体在致冷剂回路的蒸发器中得到冷却，并被泵送 到驾驶室以及位于其中的冷却元件，该冷却元件本身又通过风扇冷却了驾 驶室中的空气。该液体需要将温度维持在刚好为0度以上。如果温度低于0 度，则在驾驶室的冷却元件中形成的冷凝物将会结冰，进而损害冷却系统 的功能。低温进而从含有CO₂或其他适当致冷剂的主致冷剂回路中交换到在 较低压强下含有不同流体的回路中，进而降低了泄漏风险。

如果使用了易燃致冷剂，则使用辅助环路具有有益的效果，因为在驾 驶室中不利地会具有发生这类物质泄漏的风险。这类易燃致冷剂的例子是 丙烷和R152a，尽管其具有易燃性但仍然使用，因为与例如通常使用的R134a 相比，它们会产生更高的效率。

在工业、轮船和其他对冷却水的使用不受限的场合当中，致冷剂回路 的冷凝器也通常由水来冷却。在机动车中这并不容易实现，因为所具有的 水只是发动机的冷却水，其通常会维持在非常高的温度下以获得最优的效 率。在机动车的压缩器系统中使用CO₂作为致冷剂来获得足够的效率，需要 在致冷剂回路的冷热两侧之间进行的内部热交换。

因此，较新颖的致冷剂有时候需要较高的工作压力，且一些致冷剂如 前所述是易燃的，但是会使得冷却系统产生更好的性能、效率以及改进的 环境性能。在机动车具有倾斜驾驶室的情况下，承受高压或易燃的致冷剂 将变得极端困难。发生泄漏的风险增加，且出于安全、质量和环境的原因， 最好减少从软管和连接件处发生泄漏的风险。因此，一直在努力使得软管 的长度和连接件(包括在主致冷剂回路中)的数量最小化。

在现有技术中已经有用于冷却可倾斜驾驶室的各种系统和技术方案。

专利文献WO2005/120868(申请人是Scania)描述了一种常规的空调 系统，其适于具有可倾斜的驾驶室的机动车。其目的是解决在高压下的二 氧化碳以及使用橡胶管线所带来的问题。所述系统位于机动车的底盘上， 且冷空气或热空气供应到驾驶室。没有液体或冷却介质被分配到驾驶室， 且致冷剂回路的管线系统的长度不是比较短。