[发明专利]用于调节空气和加热水的车辆集成系统

说明书

这里描述的各种实施例包括用于在车辆内调节空气和加热水的方法、装置和系统。一方面，方法包括：(1)获得车辆内部的期望温度；(2)获得车辆的储水箱中水的期望温度；(3)确定当前内部温度；(4)和当前水温；(5)如果当前水温低于期望水温，且如果当前内部温度低于期望内部温度，以第一模式运行系统以同时加热水和加热内部；及(6)如果当前水温低于期望水温，且如果当前内部温度高于期望内部温度，以第二模式运行系统以同时加热水和冷却内部。

本申请要求(i)于2018年10月31日提交的、申请号为62/753,823、发明名称为“用于调节空气和加热水的车辆集成系统”的美国临时专利申请，(ii) 于2018年4月2日提交的申请号为62/651,624、发明名称为“集成的车辆加热、冷却和热水系统”的美国临时专利申请和(iii)于2019年3月29日提交的、申请号为16/370,741的美国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请通常涉及车辆空调系统，包括但不限于用于在车辆内调节空气和加热水的集成系统。

背景技术

休闲车(Recreational vehicles)传统上会提供暖气、空调和热水功能。这些系统中的每一个都是昂贵的，并且需要相当大的空间、能源和安装时间。此外，每个系统均增加了车辆的重量并且难以进入以进行维护。

发明内容

因此，需要具有更高效率和更有效的用于在车辆内调节空气和加热水的方法的系统和/或装置。这些系统、装置和方法可选地补充或者替代传统的用于在车辆内调节空气和加热水的系统、装置和方法。

本公开描述了用于为车辆比如休闲车提供有效率的加热和冷却的暖通空调(HVAC)和水加热车载式集成系统(例如采用空气源热泵)。在一些实施例中，该集成系统包括空气源热泵(例如，用喷气增焓(Enhanced Vapor Injection， EVI)技术)。在另一些实施例中，该系统被配置为采用不同类型的热泵，例如分体式或一体式、多区、单区等。在一些实施例中，该系统包括以下中的一个或多个：一压缩机、由管状翅片(tubing fin)或微通道制成的两个盘管(例如一个内部盘管和一个外部盘管)、盘管中的管、膨胀阀、水泵、水箱和多个止回阀。

在一些实施例中，在加热模式，外部盘管中的液体制冷剂从空气中吸热并转化为气体制冷剂。在一些实施例中，内部盘管(或者盘管中的管)在气体制冷剂冷凝为液体(例如释放热量到空气或水)时释放热量。根据一些实施例，靠近压缩机的换向阀被配置为选择性地改变制冷剂的流动方向，以提供冷却以及在冷的外部温度下对外部盘管进行除霜。在一些实施例中，水泵循环加热后的水至水箱中以将水箱中的水加热至期望温度。

在各种实施例中，空气源热泵的高效和性能通过以下组件中的一个或多个来提升：

●蒸汽喷射涡旋压缩机，具有经济的蒸汽压缩循环(例如提供比传统的循环更多热量和更好的COP)；

●控制电路，被配置为适应性地控制风扇、鼓风机、膨胀阀、和/或压缩机速度(例如通过检测热负荷以获得优化的系统性能和效率)；

●电子热膨胀阀(例如，用于更准确地控制系统的制冷剂的流动)；

●变速风扇和鼓风机(例如，使用电机)；

●微通道或小直径铜槽盘管设计；和

●变速电机，由旋转或者涡旋压缩机驱动。

如前所述，传统的休闲车使用三个独立的不同单元来实现空气调节、加热和热水的功能。本公开包括将这三个不同单元集成为一个单元的实施例(例如用空气源热泵)。集成这三个不同的单元通过减少所需部件的数量而减小了所需空间。集成这三个不同单元还通过将多个部件集中在一个单元中减少了安装时间和努力，并且提供了更容易的维护通道。最后，集成这三个不同的单元还通过减少所需部件的数量减小了重量，并且通过有效使用热传递来提高能量效率，如下文中详细描述。