[发明专利]用于车辆的热泵系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的热泵系统，更具体地讲，涉及一种用于车辆的热泵系统，该系统能够在用于冷却的空调模式和用于加热的热泵模式中共用空调壳的蒸发器，由于可以在不对空调壳的结构作任何改变的情况下应用热泵系统，所以减小了重量并降低了制造成本，并且因为热泵系统利用发动机的废热，因此，即使在低温下热泵系统也可运转而不受室外温度的任何影响，所以提高了燃料效率，并提高了加热性能和效率。

背景技术

通常，用于车辆的空调包括用于冷却车辆内部的冷却系统和用于加热车辆内部的加热系统。在制冷剂循环的蒸发器侧，冷却系统通过将经过蒸发器外部的空气与在蒸发器内部流动的制冷剂进行热交换而将空气转换成冷空气，以冷却车辆的内部。在冷却水循环的加热器芯侧，加热系统通过将经过加热器芯的外部的空气与在加热器芯内部流动的冷却水进行热交换而将空气转变成暖空气，以加热车辆的内部。

此外，通过发动机(内燃发动机)和电动马达运转的混合动力车辆利用发动机的废热(冷却水)作为热源来加热车辆的内部。

也就是说，由于在车辆通过发动机运转时，发动机的废热是充足的，所以混合动力车辆以与传统车辆相同的方式利用空调加热，但是当车辆通过电动马达运转时，即使发动机关闭，仍利用发动机冷却水的余热作为热源。

在车辆通过电动马达运转的情况下，如果室外温度低(零度以下)，当发动机冷却水在预定温度以下时，由于缺少发动机冷却水的余热，车辆不能通过电动马达运转。然而，发动机被迫使运转以确保用于加热的热源，从而恶化混合动力车辆的燃料效率。

为了提高低温下混合动力车辆的燃料效率，已经开发了在每个空调中应用热泵系统。

图1示出了用于辆的传统的热泵系统的示例，如图1中所示，用于车辆的热泵系统包括：压缩机30，用于压缩并排出制冷剂；内部热交换器32，用于将从压缩机30排出的制冷剂的热量发散；第一膨胀阀34，平行安装用于选择性地使经过内部热交换器32的制冷剂膨胀；外部热交换器48，用于使经过第一膨胀阀34的制冷剂与室外进行热交换；蒸发器60，用于蒸发经过外部热交换器48的制冷剂；蓄能器62，用于将经过蒸发器60的制冷剂分为气态制冷剂和液态制冷剂；第二膨胀阀56，用于选择性地将供应到蒸发器60的制冷剂膨胀；以及支路线路58，在热泵模式中，用于使经过外部热交换器48的制冷剂绕过第二膨胀阀56和蒸发器60。

蒸发器60和内部热交换器32分别安装在空调壳50的内部，在这种情况下，加热器芯70安装在空调壳50内部的蒸发器60和内部热交换器32之间。

发动机72的冷却水在加热器芯70的内部循环，适于调节冷风和暖风的混合的量的温度调节门74安装在蒸发器60和加热器芯70之间。

用于车辆的传统的热泵系统具有以上所述的结构，在热泵模式中(最大限度加热的模式)，从压缩机30排出的制冷剂顺序经过内部热交换器32、第一膨胀阀34、外部热交换器48、支路线路58和蓄能器62，然后，返回到压缩机30。在这种情况下，内部热交换器32用作加热器，外部热交换器48用作蒸发器。

因此，在热泵模式中，热泵系统在车辆通过电动马达运转的情况下使用内部热交换器32进行加热，而在车辆通过发动机运转的情况下利用发动机72的冷却水在其中循环的加热器芯70进行加热，以提高燃料效率。

同时，在空调模式中(最大限度冷却的模式)，从压缩机30排出的制冷剂顺序经过内部热交换器32、外部热交换器48、第二膨胀阀56、蒸发器60和蓄能器62，然后，返回到压缩机30。在这种情况下，被温度调节门74关闭的内部热交换器32与热泵模式中类似地用作加热器，蒸发器60用作冷却器。

然而，在应用用于车辆的传统的热泵系统以提高低温下的燃料效率的情况下，因为发动机72的废热和热泵系统一起使用，所以用于热泵的热交换器的内部热交换器32被添加到空调壳50的内部，因此，共用空调壳50是困难的，并且由于空调壳50的尺寸和重量增加而使制造成本增加。

发明内容

因此，本发明是为了解决在现有技术中出现的上述问题，并且本发明的目的是提供用于车辆的热泵系统，该系统能够在用于冷却的空调模式和用于加热的热泵模式中共用空调壳的蒸发器，由于可以在不对空调壳的结构作任何改变的情况下应用热泵系统，所以减小了重量并降低了制造成本，并且因为热泵系统利用发动机的废热，因此，即使在低温下热泵系统也可运转而不受室外温度的任何影响，从而提高了燃料效率，并提高了加热性能和效率。