[发明专利]具有整体式接收器/干燥器和热力膨胀阀的内部换热器

说明书

本发明提供了一种HVAC系统，包括用于调节和控制制冷剂的流动的多功能单元。该多功能单元可包括在容纳接收器/干燥器、内部换热器和热力膨胀阀的壳体内。

技术领域

本发明涉及用于车辆的暖通空调(HVAC)系统。

背景技术

由于需要在确保可接受的整车性能的同时提高燃料经济性，提高车辆的能源效率日益受到关注。车辆中的HVAC系统使用了影响燃料经济性的大量能量。

内部换热器(IHX)可包括在HVAC系统中，从而将来自热的液态制冷剂(从冷凝器流动至蒸发器)的热量传递至冷的气态制冷剂(从蒸发器流动至压缩机)。在HVAC系统中于压缩机之前包括内部换热器可导致另外的问题，这是因为由于内部换热器所增添的热量而有可能在压缩机入口处产生较高制冷剂温度。压缩机入口处的较高制冷剂温度可对压缩机耐久性产生消极影响。

接收器/干燥器可包括在HVAC系统中以在制冷剂离开冷凝器之后从其中去除水分和碎屑。该接收器/干燥器还可贮存制冷剂以确保液态制冷剂可用于热力膨胀阀。

热力膨胀阀(TXV)可包括在HVAC系统中以基于冷的气态制冷剂离开蒸发器时的温度和压力来控制制冷剂从冷凝器向蒸发器的流动。

将IHX、TXV和接收器/干燥器设置在车辆的发动机部件中可能会产生管件铺设和管件连接泄漏的潜在问题。增添接收器/干燥器需要在发动机舱的有限可用空间内增加空间。

上述问题和其他问题可通过如下综述的本发明来解决。

发明内容

本发明意在将接收器/干燥器与内部换热器组件整合，如此允许在液体之间换热并同时去除水分和碎屑。单个壳体可配置用于接收器/干燥器和内部换热器组件。

计划将内部换热器整合到HVAC系统的制冷剂回路中。内部换热器实现了从进入热力膨胀阀的热的液态制冷剂向离开蒸发器而流入压缩机的冷蒸气的热传递。这种布局允许降低液体温度并提高能量效率。两种常见类型的内部换热器为同轴管件设计和板件设计。接收器/干燥器通常位于冷凝器与内部换热器之间的制冷剂回路中。

通过将接收器/干燥器整合到内部换热器组件中，液态制冷剂进入接收器/干燥器并经过过滤器和干燥剂以去除碎屑和水分。来自接收器/干燥器的液态制冷剂还在进入热力膨胀阀之前穿过热交换器的第一部分。离开蒸发器的蒸气经过换热器的第二部分，如此冷却液体。该整合的组件减少了通过车辆的发动机部件连接和铺设的管路的数目并减少了封装HVAC系统所需的空间量。通过使用内部换热器，提高了蒸发器性能并降低了发动机能耗。

在另一实施例中，热力膨胀阀可连接至具有整体式接收器/干燥器的内部换热器。在该布局中，从蒸发器流动至内部换热器的低压制冷剂随后流过热力膨胀阀的热量和压力感测部分。提供至压缩机入口的制冷剂的温度由控制制冷剂向蒸发器的流动的热力膨胀阀来控制，如此降低了对压缩机耐久性的消极影响的可能。

根据本发明的一方面，提供了一种用于车辆HVAC系统的整体式接收器/干燥器和内部换热器组件，该HVAC系统包括压缩机、冷凝器和蒸发器。该整体式接收器/干燥器和内部换热器组件包括封装接收器/干燥器和内部换热器的壳体。通向该壳体的第一入口从冷凝器接收液态制冷剂。液态制冷剂流过过滤器和干燥剂。液态制冷剂被供给至换热器的第一部分并随后被供给穿过第一出口到达蒸发器。通向壳体中的接收器/干燥器的第二入口从蒸发器接收气态制冷剂并将气态制冷剂供给至换热器的第二部分。该气态制冷剂随后被供给至压缩机。热量在内部换热器中从液态制冷剂传递至气态制冷剂。蒸发器所提供的制冷剂的第二部分流过该整合的换热器而到达压缩机，并随后返回冷凝器而完成制冷剂循环。