[发明专利]控制汽车空调装置的方法和具有热泵单元的汽车空调装置

说明书

本发明涉及一种用于控制汽车的空调装置的方法，该空调装置具有配备引导制冷剂的制冷剂回路的热泵单元，其中制冷剂回路包括至少一个第一换热器、膨胀阀、压缩机、被环境空气流过的蒸发器和风机，其特征在于以下步骤：a.确定蒸发器的表面温度，b.确定环境空气的露点温度，c.借助于确定的蒸发器表面温度和确定的环境空气露点温度、确定蒸发器是否即将结冰，以及d.如果蒸发器即将结冰，采取增加蒸发器的表面温度的措施。此外描述一种空调装置，其具有设置用于实施所述方法的控制器。

技术领域

本发明涉及一种用于控制汽车的空调装置的方法，该空调装置具有配备引导制冷剂的制冷剂回路的热泵单元，其中制冷剂回路包括至少一个第一换热器、膨胀阀、压缩机、被环境空气流过的蒸发器和风机，本发明还涉及一种具有热泵单元的用于汽车的空调装置，所述热泵单元具有引导制冷剂的制冷剂回路，其中制冷剂回路至少包括被环境空气流过的蒸发器、膨胀阀、压缩机和风机。

背景技术

近来，这种空调装置或这种方法越来越多地用于电动车辆中。不像具有内燃机的传统汽车那样，为了加热汽车内舱在此必须研发新的方案，因为电气化的驱动部件相比于内燃机可以非常高效地工作并且因此累积相对较少的自由可用的废热。这样积累的废热仅在一个相对于内燃机非常低的温度水平可用。出于这种原因，越来越多地使用热泵方案，其使用来自环境空气的焓来加热车辆内舱。在这种情况下，环境空气中的现有的无效能用作用于加热内舱的制冷剂的蒸发源。其结果是，外部热交换器以蒸发器的形式被强制地冷却到环境温度以下，因此这会导致冷凝的空气湿气，其然后以冰或霜层的形式沉积在热交换器上。

如果这种情况持续更长时间，则会超过临界的覆霜度(Bereifungsgrad)，并且因此空气侧的压力损失大大增加并且空气侧的能量输入显著降低。在一方面，冰或霜层会提高热阻力，为了进行流过热交换器的环境空气和热交换器之间的热交换、该热阻力自身需要被克服，在另一方面，可用的留空横截面减小，因此仅更小的空气量到达热交换器，这同样减少了热交换量。然后，结冰的外部蒸发器不再能用作加热车辆或车辆内舱的能量源。

为了解决该问题，迄今在许多情况中，在预定时间之后循环地启动利用过程反转或外部热量的除冰过程。为了通过外部热量主动除冰，通常使用电加热电阻器来加热蒸发器网。在过程反转期间，制冷循环被切换并且蒸发器作为液化器或冷凝器运行。这种主动除霜过程需要相当大的能量消耗，这会损害整个系统的效率和性能。同时，车辆内舱的加热也会受到影响，因为在除霜时，热泵不能用于加热内舱。车辆内舱的加热相应地严重受损，使得用户明显失去舒适感。为了补偿这一点，可以安装用于在除霜过程中加热的额外组件，这又会导致成本并降低系统的效率。

另一个问题是，在这样的周期性的除霜过程中存在的风险在于，即使没有出现蒸发器显著的结冰，仍然需要承受上述的缺点。

从DE 10 2011 051 285 A1已知的是，这样运行具有热泵的汽车的空调装置，即一方面在蒸发器中总是存在优选0K的轻微过热，也即全部制冷剂在这里处于气态。在另一方面推荐，环境温度和制冷剂的饱和温度之间的差保持得尽可能小，特别是小于4至6K。由于在蒸发器内有大约0K的过热，在此制冷剂的饱和温度对应蒸发器的表面温度。换句话说尝试的是，蒸发器的表面和环境空气(从环境空气中应该获取焓)之间的温度差保持得尽可能小，以便防止蒸发器结冰。这种方法一方面降低了热泵的效率，但是同时不能可靠地防止蒸发器结冰，因为过热的制冷剂的绝对温度也可能位于环境空气的露点以下。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种方法和装置，其能够借助于热泵循环来加热车辆内舱，而又不会导致所用的蒸发器结冰，同时系统的整体效率应该尽可能高。

本发明通过具有这些步骤的方法解决所述技术问题：

a.确定蒸发器的表面温度，

b.确定环境空气的露点温度，

c.借助于确定的蒸发器表面温度和确定的环境空气露点温度、确定蒸发器是否即将结冰，以及