[发明专利]具有串联/并联的辅助蒸发器以及单个膨胀阀的空调

说明书

技术领域

本发明涉及一种类型的双蒸发器空调系统，其可用于运输车辆和其他应用。

背景技术

机动车辆空调系统采用安装在引擎盖下面的压缩机（通常由内燃发动机驱动）以及冷凝器，该两者流体连接至乘客厢内部的HVAC（暖通空调）箱。HVAC箱包括用于循环空气的风机和热交换器（例如加热器芯）以及用于调节循环空气的蒸发器。在轿车和具有两排以下座位的其他车辆中，单个HVAC箱通常位于车辆的中心线处的前仪表面板的后面。由于HVAC箱的相对较大的尺寸，在仪表面板后面可能留有较少的空间用于其他部件，例如电子附件以及存储箱（bins）。为了将仪表面板的中心存放（stack）区域转换为其他用途，越来越需要将大的HVAC箱分割成两个较小的HVAC箱以分别在前仪表面板的驾驶员一侧和乘客一侧独立地供应调节的空气。

在具有三排或更多排座位的较大车辆中，单个HVAC箱可能不能够有效地调节至车辆的所有区域的空气。此外，存在朝着在不同区域或者座位位置中提供独立控制的舒适功能的趋势（例如，给予后排乘客独立的温度和风机控制）。这导致使用例如位于后排座位区域的辅助HVAC箱。每个独立的HVAC箱包括各自的风机和蒸发器以根据独立的需求独立地冷却各自的空气流。

空调压缩机供应液化的冷却剂至热膨胀阀（TXV），其测量达到目标蒸发器温度的至蒸发器的冷却剂量。在双蒸发器系统中的独立的蒸发器可具有在任何特定时间向其发出的不同的冷却需求。在传统系统中，控制至蒸发器的测量的冷却剂量使得所有冷却剂在离开蒸发器时达到蒸汽状态。换句话说，液化的冷却剂进入蒸发器时具有较低的蒸汽质量而当离开蒸发器以返回压缩机时具有基本上100%的蒸汽质量。为了在双蒸发器系统的每个独立的蒸发器中满足此状况，来自冷凝器的流体冷却剂通常分开为独立控制的两个路径。例如，在美国专利6983793中，主HVAC和辅助HVAC单元通过各自的TXV接收独立的冷却剂供给。根据各自蒸发器的温度独立地控制每个TXV。

由于TXV的成本，可能希望从单个TXV测量流入两个蒸发器的冷却剂。如美国专利申请公开文本2007/0151287A1所示，两个蒸发器从减压器和控制输送至每个蒸发器的冷却剂的相对比例的分配阀并列地接收冷却剂流。基于蒸发器的冷却负荷而控制分配阀。需要特定的控制算法以及用于测量每个蒸发器的温度的独立的传感器。因此，可能希望实施具有单个TXV双蒸发器系统而不要求额外的阀或对控制系统或算法的修改。

发明内容

在本发明的第一方面，空调系统包含用于压缩冷却剂的压缩机。膨胀阀连接至压缩机用于提供测量的压缩的冷却剂流。提供主蒸发器用于冷却主空气流，主蒸发器具有在主入口和主出口之间的主冷却剂路径。主入口连接至膨胀阀用于接收测量的冷却剂流。冷却剂的蒸汽质量在主入口处具有初始值并且在主出口处具有结果（resultant）值。主蒸发器具有在其中冷却剂的蒸汽质量低于大约结果值的80%的第一位置处连接至主冷却剂路径的旁通入口。提供辅助蒸发器用于冷却辅助空气流，其具有辅助入口和辅助出口。该辅助入口接收在第一位置和膨胀阀之间的冷却剂路径的第二位置处分开的测量冷却剂流量的旁通部分。辅助出口连接至旁通入口。

根据本发明另一方面，提供一种机动车辆空调系统，包含：主蒸发器，其具有在主入口和主出口之间的主冷却剂路径；以及辅助蒸发器，其具有辅助入口和辅助出口，辅助入口和辅助出口的每个连接至主蒸发器以建立旁通冷却剂路径，该旁通冷却剂路径与主蒸发器路径的第一部分并联并且与主冷却剂路径的第二部分串联。

根据本发明一个实施例，进一步包含用于选择性地关闭旁通冷却剂路径的关闭阀。

附图说明

图1为显示典型的空调系统的主要部件的框图。

图2为显示现有技术双蒸发器系统的框图。

图3为显示本发明的串联/并联双蒸发器配置的一个实施例的框图。

图4为显示流动穿过蒸发器的冷却剂的蒸汽质量的变化的图。

图5为显示本发明的主蒸发器中的蒸汽质量的变化的示例图。

图6为主蒸发器的一个示例的示意说明。

具体实施方式