[发明专利]车辆热泵系统

说明书

公开一种使用水冷式冷凝器的车辆热泵系统，其中加热部件与散热部件分离，能够独立地仅使用发动机的废热作为热源，并且额外地使高温冷却剂回路分离来减少回路的长度。车辆热泵系统包括：第一冷却剂线路，将车辆驱动部件连接到冷却器以使冷却剂循环；第二冷却剂线路，将设置在空调壳体中并用于加热车辆内部的加热器芯连接到水冷式冷凝器以使冷却剂循环；以及阀，设置在第一冷却剂线路与第二冷却剂线路之间。此处，当阀以第一方式布置时，第一冷却剂线路和第二冷却剂线路单独地操作，并且当阀以第二方式布置时，第一冷却剂线路和第二冷却剂线路串联连接。

技术领域

本公开涉及一种车用热泵系统，更具体地，涉及一种能够使用一个制冷剂循环通过改变制冷剂的流动方向来选择性地执行冷却和加热的车用热泵系统。

背景技术

通常，车用空调包括用于冷却车辆的内部的冷却系统以及用于加热车辆的内部的加热系统。冷却系统通过在空气与来自蒸发器侧的在蒸发器内部流动的制冷剂之间进行热交换以将经过蒸发器外部的空气转换为冷空气而冷却车辆的内部。加热系统通过在空气与来自加热器芯侧的在加热器芯内部流动的冷却水之间进行热交换以将经过冷却水循环的加热器芯的外部的空气转换为暖空气而加热车辆的内部。

同时，公开了一种与车用空调不同的能够使用一个制冷剂循环通过改变制冷剂的流动方向来选择性地执行冷却和加热的热泵系统。例如，所述热泵系统包括：两个热交换器，即安装在空调壳体内部以与吹到车辆的内部的空气进行热交换的室内热交换器，以及安装在空调壳体外部以进行热交换的室外热交换器；以及换向阀，用于改变制冷剂的流动方向。因此，当通过换向阀根据制冷剂的流动方向在冷却模式下操作热泵系统时，室内热交换器用作用于冷却的热交换器，并且当在加热模式下操作热泵系统时室内热交换器还用作用于加热的热交换器。

同时，由发动机(内燃机)和电动机操作的混合动力车辆使用发动机的废热(冷却水)作为用于内部加热的加热热源。也就是说，混合动力车辆能够以与传统车辆相同的方式使用空调，但是即使发动机关闭(在通过电动机操作时)，也使用发动机的冷却水的余热作为加热热源。在通过电动机操作车辆的情况下，如果室外温度低(即在大约零度以下)，则即使混合动力车辆能够通过电动机操作，也由于强制操作发动机以确保加热热源而使燃料效率劣化。

第10-2014-0126846号韩国专利公开(于2014年11月3日公布)公开了一种使用蒸发器在空调壳体中以空调模式和以热泵模式共同地用于冷却和加热的车用热泵系统。图1示出传统的车用热泵系统的空调模式，并且图2示出传统热泵系统的热泵模式。

如图1和图2中所示，传统的车用热泵系统优选地应用于混合动力车辆，并且包括压缩机100、蒸发器110、室外热交换器130、膨胀装置120、冷却器140、第一制冷剂循环线路R1和第二制冷剂循环线路R2。

在空调模式下，以从压缩机100排出的制冷剂循环通过室外热交换器130、膨胀装置120、蒸发器110和压缩机100的方式形成第一制冷剂循环线路R1。在热泵模式下，以从压缩机100排出的制冷剂循环通过蒸发器110、膨胀装置120、冷却器140和压缩机100的方式形成第二制冷剂循环线路R2。

第一制冷剂循环线路R1和第二制冷剂循环线路R2形成为共同使用局部部分。也就是说，第一制冷剂循环线路R1的局部部分和第二制冷剂循环线路R2的局部部分被集成并且共同地使用。第一制冷剂循环线路R1和第二制冷剂循环线路R2的公共部分a和b是连接压缩机100的部分a和连接蒸发器110和膨胀装置120的部分b。室外热交换器130设置在第一制冷剂循环线路R1中，并且冷却器140设置在第二制冷剂循环线路R2中。

压缩机100吸入并压缩制冷剂，然后以高温高压的气态排出压缩的制冷剂。蒸发器110安装在空调壳体150内部，并且在制冷剂与在空调壳体150中流动的空气之间进行热交换。蒸发器110在空调模式下用作用于冷却的蒸发器110，并且在热泵模式下用作用于加热的冷凝器。