車用熱泵系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車用熱泵系統(tǒng)，更具體地講，涉及這樣一種車用熱泵系統(tǒng)，該車用熱泵系統(tǒng)包括:除濕線，用于在制冷劑循環(huán)線中循環(huán)的制冷劑流經(jīng)第一膨脹裝置之后在被引入到外部換熱器之前將其中的一部分制冷劑供應(yīng)至蒸發(fā)器，以在熱泵模式下對車輛的內(nèi)部進(jìn)行除濕，從而當(dāng)對車輛的內(nèi)部進(jìn)行除濕時(shí)，在制冷劑被引入到與蒸發(fā)器相比具有較高壓力的外部換熱器之前，允許制冷劑通過除濕線平穩(wěn)地流動(dòng)至低壓的蒸發(fā)器，并平穩(wěn)地對車輛的內(nèi)部進(jìn)行除濕。
【背景技術(shù)】
[0002]一般來說，車用空調(diào)包括用于使車輛的內(nèi)部冷卻的冷卻系統(tǒng)和用于對車輛的內(nèi)部進(jìn)行加熱的加熱系統(tǒng)。在制冷劑循環(huán)的蒸發(fā)器側(cè)，冷卻系統(tǒng)通過使流經(jīng)蒸發(fā)器外部的空氣與在蒸發(fā)器內(nèi)部流動(dòng)的制冷劑進(jìn)行熱交換來將空氣轉(zhuǎn)換為冷空氣，以使車輛的內(nèi)部冷卻。在冷卻水循環(huán)的加熱器芯側(cè)，加熱系統(tǒng)通過使流經(jīng)加熱器芯外部的空氣與在加熱器芯內(nèi)部流動(dòng)的冷卻水進(jìn)行熱交換來將空氣轉(zhuǎn)換為暖空氣，以加熱車輛的內(nèi)部。
[0003]同時(shí)，與車用空調(diào)不同的熱泵系統(tǒng)已被應(yīng)用，該熱泵系統(tǒng)能夠使用一個(gè)制冷劑循環(huán)通過改變制冷劑的流動(dòng)方向來選擇性地執(zhí)行冷卻和加熱。例如，熱泵系統(tǒng)包括兩個(gè)換熱器(一個(gè)是安裝在空調(diào)殼內(nèi)部用于與吹送到車輛的內(nèi)部的空氣進(jìn)行熱交換的內(nèi)部換熱器；另一個(gè)是用于與空調(diào)殼外部的環(huán)境進(jìn)行熱交換的外部換熱器)和用于使制冷劑的流動(dòng)方向改變的方向調(diào)節(jié)閥。因此，根據(jù)由方向調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)的制冷劑的流動(dòng)方向，當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)在冷卻模式時(shí)內(nèi)部換熱器用作用于冷卻的換熱器，并且當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)在加熱模式時(shí)內(nèi)部換熱器用作用于加熱的換熱器。
[0004]已經(jīng)提出了多種類型的車用熱泵系統(tǒng)，并且圖1示出了車用熱泵系統(tǒng)的代表性示例。
[0005]如圖1所示，車用熱泵系統(tǒng)包括:壓縮機(jī)30，用于壓縮和排放制冷劑；內(nèi)部換熱器32，用于使從壓縮機(jī)30排放的制冷劑的熱進(jìn)行輻射；第一膨脹閥34和第一旁路閥36，并聯(lián)地安裝，用于選擇性地使流經(jīng)內(nèi)部換熱器32的制冷劑通過；外部換熱器48，用于使流經(jīng)第一膨脹閥34或第一旁路閥36的制冷劑與室外環(huán)境進(jìn)行熱交換；蒸發(fā)器60，用于使流經(jīng)外部換熱器48的制冷劑蒸發(fā)；儲罐(accumulator)62,用于將流經(jīng)蒸發(fā)器60的制冷劑分成氣相制冷劑和液相制冷劑；內(nèi)側(cè)換熱器50，用于使供應(yīng)至蒸發(fā)器60的制冷劑與返回到壓縮機(jī)30的制冷劑進(jìn)行熱交換；第二膨脹閥56，用于選擇性地使供應(yīng)至蒸發(fā)器60的制冷劑膨脹；第二旁路閥58，與第二膨脹閥56并聯(lián)地安裝，用于選擇性地使外部換熱器48的出口側(cè)與儲罐62的入口側(cè)連接。
[0006]在圖1中，標(biāo)號10指示空調(diào)殼，內(nèi)部換熱器32和蒸發(fā)器60嵌入在空調(diào)殼10中，標(biāo)號12指示溫度調(diào)節(jié)門，用于控制冷空氣和暖空氣的混合量，并且標(biāo)號20指示安裝在空調(diào)殼的入口處的鼓風(fēng)機(jī)。
[0007]根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的熱泵系統(tǒng)，當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)在熱泵模式(加熱模式)時(shí)，第一旁路閥36和第二膨脹閥56關(guān)閉，并且第一膨脹閥34和第二旁路閥58打開。此外，溫度調(diào)節(jié)門12按照如圖1所示運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，從壓縮機(jī)30排放的制冷劑依次流經(jīng)內(nèi)部換熱器32、第一膨脹閥34、外部換熱器48、內(nèi)側(cè)換熱器50的高壓側(cè)52、第二旁路閥58、儲罐62以及內(nèi)側(cè)換熱器50的低壓側(cè)54，然后返回至壓縮機(jī)30。也就是說，內(nèi)部換熱器32用作加熱器并且外部換熱器48用作蒸發(fā)器。
[0008]當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)在空調(diào)模式(冷卻模式)時(shí)，第一旁路閥36和第二膨脹閥56打開，并且第一膨脹閥34和第二旁路閥58關(guān)閉。另外，溫度調(diào)節(jié)門12關(guān)閉內(nèi)部換熱器32的通道。因此，從壓縮機(jī)30排放的制冷劑依次流經(jīng)內(nèi)部換熱器32、第一旁路閥36、外部換熱器48、內(nèi)側(cè)換熱器50的高壓側(cè)52、第二膨脹閥56、蒸發(fā)器60、儲罐62以及內(nèi)側(cè)換熱器50的低壓側(cè)54，然后返回至壓縮機(jī)30。也就是說，蒸發(fā)器60用作蒸發(fā)器并且通過溫度調(diào)節(jié)門12關(guān)閉的內(nèi)部換熱器32用作加熱器(與熱泵模式相同)。
[0009]然而，在傳統(tǒng)的車用熱泵的情況下，在熱泵模式(加熱模式)下，安裝在空調(diào)殼10內(nèi)部的內(nèi)部換熱器32用作加熱器來執(zhí)行加熱，安裝在空調(diào)殼10外部(S卩，安裝在車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)艙的前側(cè)處)的外部換熱器48用作與室外空氣進(jìn)行熱交換的蒸發(fā)器。
[0010]在該示例中，如果引入到外部換熱器48中的制冷劑的溫度高于室外空氣的溫度，換句話說，如果制冷劑的溫度高，那么由于在外部換熱器48上結(jié)霜導(dǎo)致外部換熱器48不能從室外空氣中吸收熱并且熱交換效率降低，因此，熱泵系統(tǒng)的加熱性能和效率降低。
[0011]為了解決上述問題，參照圖2，將簡單地描述已由本發(fā)明的同一發(fā)明人提交的第10-2012-0103054號韓國專利公布中公開的一種車用熱泵系統(tǒng)。車用熱泵系統(tǒng)包括:壓縮機(jī)70，安裝在制冷劑循環(huán)線91上，用于壓縮和排放制冷劑；內(nèi)部換熱器71，安裝在空調(diào)殼80內(nèi)部并與壓縮機(jī)70的出口側(cè)的制冷劑循環(huán)線91連接，用于使在空調(diào)殼80內(nèi)部流動(dòng)的空氣和從壓縮機(jī)70排放的制冷劑之間進(jìn)行熱交換；蒸發(fā)器75，安裝在空調(diào)殼80內(nèi)部并與壓縮機(jī)70的入口側(cè)的制冷劑循環(huán)線91連接，用于使在空調(diào)殼80內(nèi)部流動(dòng)的空氣與供應(yīng)至壓縮機(jī)70的制冷劑之間進(jìn)行熱交換；外部換熱器73，安裝在空調(diào)殼80的外部，用于使循環(huán)經(jīng)過制冷劑循環(huán)線91的制冷劑和室外空氣之間進(jìn)行熱交換；第一膨脹裝置72，安裝在外部換熱器73的入口側(cè)的制冷劑循環(huán)線91上，用于根據(jù)空調(diào)模式或熱泵模式選擇性地使供應(yīng)至外部換熱器73的制冷劑膨脹；第二膨脹裝置74，安裝在蒸發(fā)器75的入口側(cè)的制冷劑循環(huán)線91上，用于使供應(yīng)至蒸發(fā)器75的制冷劑膨脹；第一旁路線92，安裝用于使第二膨脹裝置74的入口側(cè)的制冷劑循環(huán)線91和蒸發(fā)器75的出口側(cè)的制冷劑循環(huán)線91彼此連接，以使制冷劑繞過第二膨脹裝置74和蒸發(fā)器75 ;第一換向閥90，安裝在第一旁路線92和制冷劑循環(huán)線91的分叉點(diǎn)處，用于改變制冷劑的流向，從而根據(jù)空調(diào)模式或熱泵模式使得流經(jīng)外部換熱器73的制冷劑流動(dòng)到第一旁路線92或第二膨脹裝置74。
[0012]此外，為了在熱泵模式下對車輛的內(nèi)部進(jìn)行除濕，除濕線94安裝用于使蒸發(fā)器75的入口側(cè)的制冷劑循環(huán)線91和第一旁路線92彼此連接，以使流經(jīng)第一旁路線92的制冷劑中的一部分朝向蒸發(fā)器75流動(dòng)，并且開-關(guān)閥94a安裝在除濕線94上。
[0013]此外，第二旁路線93按照使流經(jīng)第一膨脹裝置72的制冷劑繞過外部換熱器73的方式安裝。
[0014]因此，在室外溫度低于零度或者在外部換熱器73上結(jié)霜的情況下，由于制冷劑通過第二旁路線93繞過外部換熱器73，因此使低溫的室外空氣的影響最小化，另外，由于通過供熱裝置76回收電子單元的廢熱(waste heat),因此熱泵系統(tǒng)能夠平穩(wěn)地運(yùn)轉(zhuǎn)并提高加熱性能。
[0015]另外，在熱泵模式下，如果需要對車輛的內(nèi)部進(jìn)行除濕，則打開除濕線94的開-關(guān)閥94a，然后在第一膨脹裝置72中膨脹的制冷劑通過外部換熱器73流動(dòng)到第一旁路線92。在該示例中，流動(dòng)到第一旁路線92的制冷劑中的一部分分叉流動(dòng)到除濕線94并供應(yīng)至蒸發(fā)器75，以對車輛的內(nèi)部執(zhí)行除濕。
[0016]然而，在第一膨脹裝置72中膨脹的制冷劑在流經(jīng)外部換熱器73的同時(shí)與室外冷空氣進(jìn)行熱交換并降低壓力。由于在熱泵模式下在蒸發(fā)器75中幾乎沒有制冷劑，最后，基于圖2的除濕線94的開-關(guān)閥94a，A側(cè)的壓力變得低于B側(cè)(蒸發(fā)器)的壓力，因此，在除濕模式下在第一旁路線92中流動(dòng)的制冷劑不會流動(dòng)到蒸發(fā)器75而是反向流動(dòng)。因此，不能對車輛的內(nèi)部進(jìn)行除濕。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]因此，提出本發(fā)明以解決在現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種車用熱泵系統(tǒng)，所述車用熱泵系統(tǒng)包括:除濕線，用于在制冷劑循環(huán)線中循環(huán)的制冷劑流經(jīng)第一膨脹裝置之后在被引入到外部換熱器之前將其中的一部分制冷劑供應(yīng)至蒸發(fā)器，以在熱泵模式下對車輛的內(nèi)部進(jìn)行除濕，從而當(dāng)對車輛的內(nèi)部進(jìn)行除濕時(shí)，在制冷劑被引入到與蒸發(fā)器相比具有較高壓力的外部換熱器之前，允許制冷劑通過除濕線平穩(wěn)地流動(dòng)至低壓的蒸發(fā)器，并平穩(wěn)地對車輛的內(nèi)部進(jìn)行除濕。
[0018]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種車用熱泵系統(tǒng)，所述車用熱泵系統(tǒng)包括:壓縮機(jī)，安裝在制冷劑循環(huán)線上，用于壓縮并排放制冷劑；內(nèi)部換熱器，安裝在空調(diào)殼內(nèi)部，用于使空調(diào)殼內(nèi)部的空氣與從壓縮機(jī)排放的制冷劑之間進(jìn)行熱交換；蒸發(fā)器，安裝在空調(diào)殼內(nèi)部，用于使空調(diào)殼內(nèi)部的空氣與供應(yīng)至壓縮機(jī)的制冷劑之間進(jìn)行熱交換；外部換熱器，安裝在空調(diào)殼外部，用于使循環(huán)通過制冷劑循環(huán)線的制冷劑和室外空氣之間進(jìn)行熱交換；第一膨脹裝置，安裝在位于內(nèi)部換熱器和外部換熱器之間的制冷劑循環(huán)線上，用于使制冷劑膨脹；第二膨脹裝置，安裝在蒸發(fā)器的入口側(cè)的制冷劑循環(huán)線上，用于使制冷劑膨脹；旁路線，按照使第二膨脹裝置的入口側(cè)的制冷劑循環(huán)線與蒸發(fā)器的出口側(cè)的制冷劑循環(huán)線連接這樣的方式安裝，以在熱泵模式下使制冷劑繞過第二膨脹裝置和蒸發(fā)器；除濕線，安裝在制冷劑循環(huán)線上，用于將在制冷劑循環(huán)線中循環(huán)的制冷劑中的一部分供應(yīng)至蒸發(fā)器，以在熱泵模式下對車輛的內(nèi)部進(jìn)行除濕，其中，除濕線將流經(jīng)第一膨脹裝置的制冷劑中的一部分供應(yīng)至蒸發(fā)器。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，車用熱泵系統(tǒng)包括:除濕線，用于在制冷劑循環(huán)線中循環(huán)的制冷劑流經(jīng)第一膨脹裝置之后在被引入到外部換熱器之前