[发明专利]具有外部邻近的冷凝器和蒸发器用于加热外部蒸发器的加热/空气调节设备

说明书

技术领域

本发明涉及装配到诸如汽车的车辆以及特定建筑物的加热/空气调节设备。

背景技术

如本技术领域中的技术人员所知，能够在加热模式中以及在制冷模式中工作的特定加热/空气调节设备包括可逆的热泵。具体地，为了这种效果，它们包括：内部冷凝器，其在加热模式中通过与加热并加压的制冷剂流体热交换而有助于内部空气的加热；和外部蒸发器，其在加热模式中通过与外部空气热交换以加热被冷却并减压的制冷剂流体。

在下文中我们将理解的是，“外部”表示在与外部空气的热交换过程中使用的装置（即，供给内部蒸发器的外部蒸发器或外部减压器），以及“内部”表示在与内部空气（诸如供给内部蒸发器的例如内部冷凝器或内部蒸发器或甚至内部减压器）的热交换过程中使用的装置。

在冷或非常冷的情况下，就是说当外部空气的温度是零度以下或接近零摄氏度（0℃）时，外部空气和来自内部冷凝器并在外部蒸发器中循环的部分冷却的制冷剂之间的接触频繁地造成后者结冰，这在功能上产生负面影响并因此使设备效率较低。

已经提出许多方案来改善该缺陷。

因而，在FR2525330专利文档中最明确地描述的第一方案由与外部蒸发器相关联的管道组成，该管道专用于除冰，来自冷却回路（例如，来自车辆电机）的热传递流体在该管道中循环。该第一方案的缺陷在于这需要外部蒸发器的重要修改。此外，当热传递流体基本上不存在或在能量方面而言不可用时，如在“纯电动”或“混合动力”车辆中或在建筑物中的情况下，该第一方案很难使用。

在GB988874专利文档中最明确地描述的第二方案由以在述方式在外部蒸发器与内部冷凝器植入相同的机壳内组成，即，使得外部蒸发器能够由在内部冷凝器中循环的制冷剂液体加热。该第二方案的缺陷在于非常不便于或甚至不能在汽车中实现并且对整体性能有负面影响。

在US5,586,448专利文档中最明确地描述的第三方案在于使用额外电散热器以加热经过外部蒸发器循环的热传递流体。该第三方案的缺陷在于它不仅需要修改外部蒸发器，而且需要额外的电加热装置，这揭示出其自身非常笨重和耗能高（这在电动或混合动力车辆的情况下的范围中是惩罚性的）。

发明内容

因此本发明的目的是提出一种不存在前述全部或部分缺陷的加热/空气调节设备。

具体地，在此背景下，其提出了一种加热/空气调节设备，该设备包括：

专用压缩机，用于制冷剂流体的加热和加压，

专用内部冷凝器，其将会在加热模式中通过与来自压缩机的制冷剂流体热交换协助加热内部空气，

专用外部减压器，其将会在加热模式中（在供给外部蒸发器之前）冷却制冷剂流体，

专用外部蒸发器，其将会在加热模式中通过外部空气的热交换加热来自外部减压器的制冷剂流体以供给压缩机，以及

邻近专用外部蒸发器的外部冷凝器，其将会在加热模式中收集来自内部冷凝器的制冷剂流体以供给外部减压器并且构成用于邻近外部蒸发器的热源，以这种方式减少邻近的外部蒸发器将会在处于低温的外部空气存在的情况下结冰的可能性。

外部冷凝器在其入口处收集以部分气态部分液态形式来自内部冷凝器的制冷剂流体，以便在其出口提供液态形式的制冷剂流体。在内部冷凝器的入口处，制冷剂流体是气态形式。因此制冷剂流体从气相朝向液相的冷凝以两部分执行，第一部分在内部冷凝器的级别，随后是在外部冷凝器的级别的第二部分。当对比于以液态形式运输制冷剂的简单软管时，外部冷凝器的存在允许传递更多卡路里并且因此传递更多热量到外部蒸发器，这更进一步地减小外部蒸发器结冰的风险。

根据本发明的设备还能够配备能够分离或组合采用的其它特征，更具体地：

其外部冷凝器和其外部蒸发器能够构成同一热交换器的两个邻近的子单元或两个独立并邻近的热交换器；

其能够配备将会在制冷模式中冷却制冷剂流体的专用内部减压器，和将会在制冷模式中通过与来自内部减压器的制冷剂流体热交换冷却内部空气的专用内部蒸发器；

其外部冷凝器能够在制冷模式中通过与外部空气热交换预冷却来自压缩机的制冷剂流体，以便用预冷却的制冷剂流体供应内部减压器；

其能够配备第一三通阀，该第一三通阀包括与压缩机的输出端连接的第一入口、与压缩机的输入端连接的第一出口和与外部冷凝器的第一入口/出口连接的第二出口；

其能够配备第二三通阀，该第二三通阀包括与内部冷凝器的出口连接的入口、与内部蒸发器的入口连接的出口以及连接到外部冷凝器的第二入口/出口的入口/出口；