[发明专利]用于机动车辆的气候控制系统的装置及操作该装置的方法

说明书

本发明涉及用于机动车辆的气候控制系统的装置及操作该装置的方法。本发明涉及用于机动车辆的气候控制系统的装置。该装置包括制冷回路，制冷回路具有：压缩机，其用于对制冷剂进行两级压缩并被注射处于中间压力水平的制冷剂；操作为冷凝器/气体冷却器的至少一个热交换器；第一内部热交换器；操作为蒸发器的至少一个第一热交换器，其在制冷剂的流动方向上位于第一膨胀元件的上游；以及第一流动路径和第二流动路径，其中的每一者从分支点延伸至压缩机。制冷回路设计成具有第二内部热交换器。第一内部热交换器在第一流动路径内至少设置有低压力侧，并且第二内部热交换器在第二流动路径内至少设置有中间压力侧。本发明还涉及用于操作该装置的方法。

技术领域

本发明涉及用于机动车辆的气候控制系统的装置。该装置包括制冷回路，该制冷回路具有：用于对制冷剂进行两级压缩并被注射处于中间压力水平的制冷剂的压缩机；操作为冷凝器/气体冷却器的热交换器；内部热交换器；操作为蒸发器的热交换器与在制冷剂的流动方向上位于上游的膨胀元件；以及第一流动路径和第二流动路径，第一流动路径和第二流动路径中的每一者从分支点延伸至压缩机。

本发明还涉及用于操作用于机动车辆的气候控制系统的装置的方法。

背景技术

从现有技术已知具有制冷回路的系统，这些制冷回路具有制冷剂的两级压缩，其中处于中间压力水平的制冷剂被注射到压缩机中。所谓的吸入气体注射或蒸汽注射被特别地用在气候控制系统和冷却系统的制冷回路中的涡旋压缩机中。随着制冷剂的注射，压缩过程分为两个阶段，其中第二阶段发生在处于中间压力水平的制冷剂的注射之后。

通过与冷凝器/气体冷却器的出口处的制冷剂的过冷相结合的吸气注射，一方面降低了特定的压缩机性能，另一方面降低了蒸发器入口处的蒸气含量，这在制冷回路的操作期间增加了比冷却能力以及COP或“性能系数”两者。

从热力学上讲，吸气注射技术特别在制冷剂的压力比或压力冲程很高或压缩机出口处的制冷剂的温度很高的应用中——例如，在用于低温冷却的系统中或在热泵系统中——具有优势。由于将处于中间压力水平的制冷剂注射到压缩机中而造成的在压缩制冷剂的过程中的附加冷却使得压缩机与常规单级压缩机相比可以在更大的压力范围或温度范围内操作。

在US 5,878,589 A中，公开了一种用于具有电驱动装置的机动车辆的气候控制系统。在以制热模式操作期间，制冷剂在压缩机的闭合制冷回路中、于空调的操作为冷凝器的热交换器、膨胀元件与操作为蒸发器的外部热交换器之间循环。在膨胀元件中，制冷剂膨胀至低压力水平。从冷凝器排出之后，制冷剂的部分质量流从主质量流分支出、膨胀至中间压力水平并被带至热交换器以对部件进行温度控制，其中制冷剂通过吸收热而蒸发。蒸发的制冷剂以中间压力水平穿过蒸发压力调节阀和进气管道被引入压缩机中。

从US 6,293,123 B1出现了一种用于机动车辆的气候控制系统的制冷回路。在以制热模式操作期间，处于高压力水平的制冷剂被带动通过位于空调内部的冷凝器，然后分成两个部分质量流。第一部分质量流移动通过第一膨胀元件并膨胀至中间压力水平。

此后，在内部热交换器中，来自处于高压力水平的第二部分质量流的热被传递至处于中间压力水平的第一部分质量流。第二部分质量流的过冷制冷剂在第二膨胀元件内膨胀至低压力水平并在外部热交换器中蒸发。

本发明提出要解决的问题是提供一种用于机动车辆——比如，用于具有电驱动装置或组合的电与内燃发动机驱动装置的机动车辆——的气候控制系统的装置，该装置特别具有下述益处：制冷回路具有两级压缩并且在中间压力水平下进行吸气注射。该系统应能够以最大效率和最大性能操作。此外，本发明提出要解决的一个问题是提供一种用于操作该装置的方法。

发明内容

该问题通过本文所描述的技术方案来解决。在本文中还给出了改型。