[发明专利]具有集成膨胀箱的跨临界空调回路

说明书

一种具有跨临界操作循环的空调装置(1)，该装置包括传送制冷剂(5)的回路(4)，其相继地连接：‑压缩机(7)的出口(6)；‑气体冷却器(8)；‑中间冷却器(10)的冷回路(9)；‑膨胀阀(11)；‑第二交换器(12)，具有空间(31、71)，用于与制冷剂(5)形成热交换关系的冷却剂(21)的循环；‑中间冷却器(10)的热回路(14)的入口(13)；空调装置(1)的特征在于，该类型的第二交换器(12)包括用于冷却剂(21)的膨胀空间。

技术领域

本发明涉及空调的领域，且更特别地涉及具有跨临界操作循环的空调回路。

背景技术

不管是何种车辆的传动系，用于车辆乘客舱的空调装置都被广泛使用。以传统的方式，空调装置根据利用流体的蒸气压缩亚临界操作循环来操作，该流体诸如R134a(四氟化碳-1,1,1,2)。当在流体的临界温度以下，热动循环称为是亚临界的。流体的临界温度是其在液态时的最大温度，而不管其压力，即，在其临界点时的温度。

诸如R134a这样的而流体的使用将很快被禁止，因为其具有高的温室效应。作为替代，二氧化碳(CO₂)——也标记为R744——似乎是未来空调回路最具前景的替代品。但是，由于CO₂的低的临界温度(31摄氏度)，利用CO₂的空调回路必须利用跨临界操作循环，即，利用大于流体临界温度/压力的温度/压力的操作循环。具有亚临界操作循环的回路通常利用的硬件不适于跨临界操作循环且因此必须被重新设计。

以传统方式，具有跨临界操作循环的空调回路包括旋转压缩机，其通过离合器被车辆发动机的旋转元件驱动。参考图1，该压缩机60压缩制冷剂，且将其引导至风扇后面的气体冷却器61。风扇迫使空气流通过气体冷却器61，以便从被压缩的流体排空最大热量。制冷剂则朝向内部交换器62的冷回路引导，在内部交换器中，制冷剂将其更多的热释放至回路的与内部交换器62的热回路相对应的部分。以此方式冷却的制冷剂则被朝向膨胀阀63引导，在该膨胀阀中，制冷剂膨胀，且该膨胀阀将其朝向“冷水机(chiller)”(或水冷却器)类型的交换器64引导。“冷水机”类型的交换器64连接至冷却回路65，与制冷剂热交换的冷却剂在其中循环。冷却回路还包括膨胀箱，其功能是提供膨胀容积，用于吸收冷却剂体积的变化。

因为机动车辆制造商希望以最低可能的价格提供紧凑的车辆，存在对紧凑且经济的具有跨临界操作循环的空调回路的需求。

发明内容

本发明的目的是减小具有跨临界操作循环的空调回路的总体尺寸以及制造和组装成本。

为此，提供一种具有跨临界操作循环的空调装置，该装置包括传送制冷剂的回路，其相继地连接：

-压缩机的出口；

-气体冷却器；

-中间冷却器的冷回路；

-膨胀阀；

-空调装置的第二交换器，其具有空间，用于与制冷剂形成热交换关系的冷却剂的循环；

-中间冷却器的热回路的入口。中间冷却器的热回路的出口连接至压缩机的入口。

根据本发明，第二交换器包括用于冷却剂的膨胀空间。

通过合并第二交换器和膨胀箱这两个部件，这减小包括第二交换器和膨胀箱的组件的总体尺寸。流体泄露的风险也通过管道数量减小而被减小。最后，制造和组装操作被简化，以上所有导致比之前方案更可靠、更紧凑和更便宜的装置。

本发明还包括用于具有跨临界操作循环的空调装置的第二交换器，包括用于使制冷剂循环的管道的管束，所述管道在空间中延伸用于制冷剂流体循环。第二交换器包括用于冷却剂的膨胀空间。