[发明专利]汽车的空调系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于调节汽车乘客室的空气的空调系统。所述空调系统具有带有用于引导空气的第一流动通道和第二流动通道的壳体以及制冷剂回路，所述制冷剂回路包括蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀机构，其中，所述蒸发器布置在所述第一流动通道中而所述冷凝器布置在所述第二流动通道中。

本发明还涉及一种用于换热器的空气引导设备和一种用于组合的制冷设备运行和加热运行以及用于再热运行的空调系统的操作方法，所述空调系统用于调节乘客室的空气。所述空气引导设备具有静止的和可运动的空气引导装置，所述空气引导装置将两个不同的空气质量流相互分开。

背景技术

长期以来属于现有技术的汽车空调设备包括不同的单一构件，如传统地布置在汽车前部的冷凝器、固定到汽车发动机并且通过所述汽车发动机驱动的压缩机、布置在乘客室中的蒸发器以及软管和连接件。所述空调设备调节随后导入到乘客室中的空气。通常由汽车的发动机通过将机械能耦合到压缩机轴来驱动所述压缩机。冷却器风扇和风扇由12V的汽车电源供电。

所述设备的构件通常单个地提供到汽车制造中并且在那儿进行装配。由于多个构件需要不同的装配步骤，这些装配步骤又涉及大量连接并且昂贵地进行装配。在装配过程期间有待建立的连接也是潜在的泄漏点，其如果必要必须非常耗时并且高费用地修改。此外仅仅在将所有属于制冷剂回路的构建安装之后实现给空调设备装填制冷剂。由此安装成本在汽车装配时附加地提高。

这种类型的具有冷却剂-空气-换热器的空调设备在低环境温度下实现，所述冷却剂-空气-换热器涉及来自汽车驱动装置的有效率的内燃机的冷却剂回路的热功率，所述低环境温度例如低于-10°C、不超过对于汽车内部空间的舒适的加热需要的温度水平。类似地适用于在具有混合动力驱动的汽车中的设备。对于这样的汽车应用加热理念是必要的。

乙二醇-空气-热泵使用内燃机的冷却剂，然而是作为热源。在此从冷却剂抽去热量。因此较长时间地在低温下驱动内燃机，这负面地影响废气排放和燃料消耗。鉴于在混合动力汽车的情况下内燃机间歇性的运行在较长的行驶中没有达到足够高的冷却剂温度。因此在低环境温度下蒙受了内燃机的起停运行。内燃机没有被关断。

另外，存在驱动装置的完全电气化的趋势，例如在以电池或燃料电池驱动的汽车的情况下。在此不用考虑内燃机的余热作为用于加热的可能的热源。在汽车的电池中可存储的能量量此外小于以液态燃料的形式在燃料箱内可存储的能量量。此外，对于电驱动汽车的乘客室的空气调节需要的功率对汽车的可到达的范围具有重要的影响。

在文献DE102009028522A1中描述了一种紧密的空调设备，所述空调设备具有蒸发单元、冷凝单元和构件单元以及制冷剂回路。蒸发单元和冷凝单元分别具有在壳体中布置的空气流过的换热器以及风扇。所述制冷剂回路包括蒸发器、冷凝器以及再加热器，其构成用于组合的制冷设备运行和热泵运行以及用于再热运行，其中在再热运行中构成为冷凝器/气体冷却器的再加热器的热功率以及蒸发器的制冷功率可相互独立地调节。空调设备的运行模式通过制冷剂回路控制。所述空调设备因此满足了热泵的功能，所述功能在一个初级回路和一个具有由两个流通路径构成的次级分路的制冷剂回路中借助于有效的转换实现。具有转换阀的制冷剂回路的构成然而引起了大的复杂性，这又导致高成本和大的技术付出。

由文献FR2743027A1得知一种具有常规的制冷剂回路的汽车空调设备，所述制冷剂回路具有仅仅一个蒸发器、一个压缩机、一个冷凝器和一个膨胀机构。所述换热器布置在独立的、至少流动技术上相互分开构成的流动通道中。所述流动通道具有横向连接活旁路。借助于风扇抽吸的空气质量流通过活门的关闭和打开以及根据要求和运行模式引导通过所述旁路被引导经由换热器的面。在此空气质量流被冷却和/或除湿或者加热以及随后被导出到乘客室和/或环境中。

因此由现有技术已知用于组合的制冷设备运行和热泵运行的汽车空调设备，所述用于组合的制冷设备运行和热泵运行用于待输送给乘客室并且有待调节的空气的加热、冷却和除湿。或者在制冷剂回路侧或者在空气侧控制所述空调设备。

通过在空气侧受控的空调设备然而在再热模式也称为再加热下运行是不可能的。为了附加的再热运行设计的空调设备又具有复杂的制冷剂回路，其具有多个构件，如换热器、转换阀和膨胀机构。在“再加热”或再热模式下输送给乘客室的空气被冷却并且在此被除湿，随后经除湿的空气被稍微加热。在所述运行模式下需要的再热功率大多小于用于空气的冷却和除湿需要的制冷功率。

发明内容