[发明专利]空气除湿单元和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机动车辆HVAC系统的空气除湿单元，所述HVAC系统用于组合的制冷系统和加热泵操作。另外，本发明涉及一种用于在作为加热泵操作的机动车辆HVAC系统中使用该空气除湿单元对乘客舱的待调节空气进行除湿的方法。

背景技术

到目前为止，HVAC系统通常在0℃以上的环境温度下使用。在混合驱动和/或完全电驱动的车辆中，有效加热是必要的。为此，研究和开发了加热泵系统。为了效率的原因，该系统的制冷剂回路以空气再循环模式或部分空气再循环模式且还在冷的环境温度下运转，由此要求在对空气再加热之前对空气除湿，尤其是在季节之间的过渡时期。

根据DE 10163607A1，已知一种用于机动车辆的HVAC系统，其设有集成的用于冷却和加热的加热泵，其中制冷剂在回路中循环并且允许将热传递到用于车辆内部的供给空气。通过使用集成的加热泵，热直接进入用于乘客舱的气流。

根据DE 102006026359A1，已知与加热泵系统有关的问题，其中将其动力传递到空气的加热泵系统经常不能对要供给到乘客舱的空气同时进行除湿和加热。这使得车辆的HVAC系统不能分别地使用再循环空气或来自乘客舱的再循环空气操作。由于缺少除湿功能，发生窗玻璃的不希望的生雾。在DE 102006026359A1中，描述了一种用于车辆的组合的制冷系统和加热泵操作且具有主要回路和辅助通路的HVAC系统。主要回路包括从传统的压缩制冷机已知的部件即压缩机、用于将热从制冷剂传递至环境的第一气体冷却器、节流构件和用于冷却待供给到乘客舱的空气的蒸发器。辅助通路具有两个部分，其中第一部分始自设置在压缩机和第一气体冷却器之间的分支点并且延伸直到设置在第一气体冷却器和压缩机之间的进入点。在第一部分中，设置有用于将热从制冷剂传递至乘客舱的待被加热的空气的第二气体冷却器和相继的第二节流构件。辅助通路的第二部分从设置在第二气体冷却器和压缩机之间的另一个分支点开始，延伸直到设置在第二气体冷却器和压缩机之间的另一个进入点。在加热泵操作中，制冷剂通过HVAC系统的主要回路以及辅助通路的两个部分。首先，为加热供给到乘客舱的空气，制冷剂在压缩机中被压缩，然后在辅助通路的第一部分上方借助于有源开关阀传送到第二气体冷却器。在第二气体冷却器中，与第一气体冷却器相反，热不消散到环境中，而是用于加热乘客舱的空气。在第二节流构件中，在第二气体冷却器之后，制冷剂从压缩压力水平膨胀到平均压力水平，通常使得形成两相混合物。通过平均压力水平，控制了蒸发器中的制冷剂侧温度水平。一方面，蒸发器中的温度水平不必降低到0℃以下，以防止蒸发器在蒸发器之前的气温在0℃以上的情况下结冰。另一方面，蒸发器中的温度水平不必在0℃以上，以避免窗玻璃在蒸发器之前的气温在0℃以下的情况中突然生雾。在蒸发器中，制冷剂的一部分被蒸发，由此供给到乘客舱的空气被冷却和除湿。在除湿时，在供给的空气中作为空气湿度包含的水在蒸发器处凝结。空气除湿的冷凝水在所有的温度条件下必须被从HVAC系统清除，尤其是在0℃以下的温度。但是，在提供用以清除冷凝水的冷凝水排放通道中的水由此可能结冰，从而妨碍冷凝水的流出。

根据JP 08040052A已知对冷凝水排放软管除冰的可能性。通常，HVAC系统被记载为设有排放软管，该排放软管具有安装到机动车辆主体且与冷却单元相连的末端部分以及被敞开使得来自冷却单元的凝结水能够流出到外部的另一末端部分。具体地，冷却单元的排放软管结构被描述为设有排放软管和在软管的内壁上设置的加热元件。当凝结水达到冻结温度时，排放软管能够通过该附加的加热元件从内部被加热。该排放软管结构的缺陷在于，由于加热装置，产生了变窄的软管直径和减小的软管内部容积。而且，加热装置仅仅覆盖软管内壁的一部分，使得软管内壁被不均匀地加热。

发明内容

本发明的目的在于提供一种构造用于组合的制冷系统和加热泵操作的机动车辆HVAC系统，用于被供给到乘客舱的空气的空气除湿单元在所有的温度条件以及所有的通风模式下确保供给的空气的充分除湿。具体地，该空气除湿单元确定为适于相应的机动车辆HVAC系统：其允许在加热泵操作中，在高的再循环空气部分处在–10℃以下的环境温度下加热用于乘客舱的空气，而不会发生窗玻璃生雾。

本发明的问题通过一种机动车辆HVAC系统的空气除湿单元得以解决，所述HVAC系统用于组合的制冷系统和加热泵操作，其中机动车辆HVAC系统包括具有基于制冷剂加热的热交换器的加热泵系统和用于对从机动车辆内部的待调节空气到在回路中通过的冷冻剂供热的蒸发器，其中空气除湿单元包括以下部件：

-气流通道，蒸发器位于该气流通道中，用于将待调节的空气传送过蒸发器上方；