專利名稱：車用熱泵系統(tǒng)及其模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱泵系統(tǒng)，尤其是在車輛上應用，并且利用超臨界冷卻劑(transcritical refrigerant)，例如CO2，的熱泵系統(tǒng)；還涉及可以用在這樣的系統(tǒng)中的模塊。
背景技術(shù)：
冷卻系統(tǒng)，例如空調(diào)系統(tǒng)，已經(jīng)被應用到車輛上很長時間，操作者和/或乘客乘坐的環(huán)境條件十分需要這樣的系統(tǒng)。但是這樣的系統(tǒng)不是毫無缺點的。從它們的本質(zhì)上來說，許多部件通過各種各樣的零件相互連接，這經(jīng)常會導致滲漏。此外，在這樣的系統(tǒng)中的壓縮機典型地由為車輛提供推進力的內(nèi)燃機驅(qū)動，該壓縮機和其傳動裝置不能象家用或商用冷卻系統(tǒng)那樣密封的封閉在一個單獨的殼體中。特別是，由于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力必需被導向到壓縮機，并且該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力是從車輛的發(fā)動機機械地獲得的，因此，不可能將壓縮機和發(fā)動機密封在壓縮機的運動部件必須被密封的一個單獨的殼體裝置中，因為它們從一個外部裝置，即車輛發(fā)動機接收它們的動力。不必說，這些密封會導致泄漏，并且事實上，車輛空調(diào)系統(tǒng)泄漏的冷卻劑是破壞臭氧層的環(huán)境污染物的一個主要來源。
為了克服這個問題，工業(yè)界首先放棄了人們所知的R12冷卻劑，而使用人們所知的更加有利于環(huán)境的冷卻劑R134a。最近，人們的注意力集中在提供人們希望的帶有利用更加有利于環(huán)境的超臨界冷卻劑，例如二氧化碳或CO2的冷卻系統(tǒng)的空調(diào)。例如，CO2系統(tǒng)可以無需考慮給大氣凈增加的環(huán)境有害物質(zhì)而成功地被利用。利用傳統(tǒng)的裝置從大氣中獲得用作冷卻劑的CO2并且在這樣的系統(tǒng)中應用。如果這樣的系統(tǒng)發(fā)生滲漏，那么排放出來的CO2只是回到了其最初來源的大氣中，因此，這樣的滲漏不會導致大氣中CO2的凈增加。
盡管如此，即使在CO2系統(tǒng)中人們也不希望發(fā)生滲漏，因為這必然需要定期補充系統(tǒng)中使用的冷卻劑。補充工作既要花費勞力又要消耗材料，因此需要減少在這樣的系統(tǒng)中發(fā)生的滲漏。
此外，用來冷卻和加熱車輛內(nèi)部的熱泵系統(tǒng)也有一些優(yōu)點。例如，其在乘客艙室內(nèi)只需要一個用來加熱和冷卻的熱交換器，而傳統(tǒng)的系統(tǒng)需要兩個這樣的熱交換器，一個用來蒸發(fā)冷卻劑以冷卻乘客艙室，另一個用來將發(fā)動機冷卻液的熱量排出到乘客艙室。而且，這些熱交換器當然必須單獨地用管路連接并提供獨立的控制裝置。
這些附加部件增加了車輛的成本并且經(jīng)常增加車的重量和體積，超過只有一個熱交換器及其使用的用于加熱和冷卻的相關(guān)管路連接的情況。增加的重量會破壞燃油經(jīng)濟性，使車輛的運轉(zhuǎn)更加昂貴，并且比車重可以減輕的情況需要消耗更多的燃油。這反過來會導致發(fā)動機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生更多的空氣污染物，如果燃油經(jīng)濟性可以改善，發(fā)動機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的空氣污染物可能會減少。增加的體積減少了乘客艙室的可用空間并且典型地使維修更加困難。
本發(fā)明旨在克服上述一個或者多個問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種新的且改進的熱泵系統(tǒng)。本發(fā)明的目的還在于提供一個包含熱泵系統(tǒng)某些部件的模塊。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一個用于車輛上的熱泵系統(tǒng)，上述車輛帶有產(chǎn)生排出到冷卻劑的廢熱的推進系統(tǒng)。該熱泵系統(tǒng)包括一個壓縮機，第一和第二熱交換器，第一熱交換器設(shè)置在乘客艙室內(nèi)或類似位置以選擇性地排出或者接收來自乘客艙室內(nèi)部環(huán)境中的熱量。第二熱交換器設(shè)置在車輛上，并且位于車輛行駛時排出的氣流中。
一個模塊液力連接地設(shè)置在壓縮機與第一和第二熱交換器之間。該模塊包括一個用來被安裝到車輛上的基座以及一個安裝在該基座上帶有入口和出口的蓄熱器，一個閥裝置安裝在上述基座上，并且包括一個可以從模塊外部連接到壓縮機高壓側(cè)的入口配件。一個閥出口在模塊內(nèi)部被連接到蓄熱器的入口。一個可以從模塊外部接近的第一入口/出口配件，從上述閥裝置被連接到第一熱交換器，一個可以從模塊外部接近的第二入口/出口配件，被連接到第二熱交換器。上述閥裝置至少包括一個可以在兩個位置之間變換的閥件，以選擇性地將入口配件連接到選定的第一和第二入口/出口配件之一并且選擇性地將閥出口連接到第一和第二入口/出口配件中的另一個。一個膨脹裝置安裝在上述基座上，并且具有一個帶有可以從模塊外部接近的配件的端口并且被連接到第一熱交換器。一個熱交換器組件也被安裝在上述基座上，并且具有第一和第二熱交換流體流路。第一流路與第二流路是熱交換的關(guān)系。第一流路在模塊內(nèi)的一個位置處被連接到蓄熱器出口，并且也具有一個可以從模塊外部接近的出口配件，且其被連接到壓縮機的低壓側(cè)。第二流路在模塊內(nèi)的一個位置處被連接到上述膨脹裝置的第二端口，并且具有一個可以從模塊外部接近的入口/出口配件，且其被連接到第二熱交換器。超臨界冷卻劑在該熱泵系統(tǒng)中。
在一個優(yōu)選實施例中，上述閥裝置包括一個單獨的四路閥。
在一個實施例中，熱泵系統(tǒng)包括一個封閉的殼體，其內(nèi)部空間包括基座、蓄熱器、閥裝置、膨脹裝置和熱交換器組件。配件位于上述封閉殼體的外部，且蓄熱器入口和出口、閥出口以及膨脹裝置第二端口位于上述封閉殼體的內(nèi)部空間中。
更有利的是，上述封閉的殼體是絕緣的。
在本發(fā)明十分優(yōu)選的實施例中，熱交換器組件具有第一、第二和第三熱交換流體流路，其中第一流路與第二和第三兩個流路是熱交換的關(guān)系。在該實施例中，第三流路用于被連接到冷卻劑源。
在一個實施例中，熱交換器組件包括位于模塊中的兩個單獨的熱交換器，兩個單獨的熱交換器均具有各自的第一流路并且一個單獨的熱交換器具有第二流路，且另一個單獨的熱交換器具有第三流路。
在本發(fā)明的另一個實施例中，熱交換器組件包括一個位于模塊中的單獨的熱交換器，該熱交換器具有第一、第二和第三流路。
如前面提及的，本發(fā)明還涉及除了壓縮機、第一和第二熱交換器以及系統(tǒng)中的冷卻劑之外的一個模塊。該模塊以與上述特定性不同的程度進行描述。
由下述結(jié)合附圖的說明其他目的和優(yōu)點將更加清楚。


附圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的熱泵系統(tǒng)的示意圖，其中示出了以制冷模式應用時的流動方向和部件構(gòu)成；附圖2是與附圖1類似的示意圖，但其示出了加熱操作過程的流動情況和部件構(gòu)成；附圖3是本發(fā)明的組件所使用的基座的側(cè)視圖；附圖4是組件的透視圖，為清楚起見組件部分切開；以及附圖5是組件中使用的熱交換器部件更改的實施例。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)十分適用于在車輛上應用，以加熱和冷卻乘客艙室或類似部分。典型地，車輛具有一個由冷卻液冷卻的推進系統(tǒng)。例如，當該推進系統(tǒng)包括一個內(nèi)燃機時，發(fā)動機冷卻液將作為冷卻劑使用。選擇性地，如果車輛由燃料電池系統(tǒng)推進，那么在運行過程中冷卻燃料電池的冷卻液可以作為冷卻劑被使用。在任何情況下，都應當理解本發(fā)明不限于在內(nèi)燃機驅(qū)動系統(tǒng)中應用并且可以在需要的非車輛應用的情況下有效地使用。
本發(fā)明也將在利用超臨界冷卻劑，例如CO2的系統(tǒng)環(huán)境中進行說明。但是本發(fā)明也可以在使用R134a和其他類似的系統(tǒng)中應用，上述系統(tǒng)使用吸入管熱交換器。本發(fā)明還可以利用除了CO2之外的超臨界冷卻劑。
記住前述內(nèi)容，下面將參考示意性地示出本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)的附圖1和2。該系統(tǒng)包括一個設(shè)置在車輛乘客艙室內(nèi)的熱交換器10。典型的，一個風扇(未示出)被操作驅(qū)動空氣經(jīng)過上述熱交換器10進入乘客艙室。根據(jù)熱泵系統(tǒng)是在冷卻模式下或加熱模式下，熱交換器10將接收來自于流經(jīng)其的空氣的熱量以冷卻乘客艙室或者排出熱量到流經(jīng)其的空氣以加熱乘客艙室。
該系統(tǒng)還包括一個第二熱交換器12，其最好是用于超臨界冷卻系統(tǒng)的傳統(tǒng)的氣體冷卻器。典型地該熱交換器12位于車輛運行過程中空氣流將要流經(jīng)的位置。還可以利用一個電驅(qū)動或發(fā)動機驅(qū)動的風扇來輔助或者提供流經(jīng)熱交換器12的氣流。
該系統(tǒng)還包括一個帶有吸入或低壓側(cè)16和高壓側(cè)18的冷媒壓縮機14。低壓側(cè)16包括一個用作冷卻劑入口的端口，同時高壓側(cè)18包括一個用作壓縮的冷卻劑排出口的端口。
第一和第二熱交換器10，12與壓縮機14通過一個模塊液力連接，上述模塊用附圖標記20表示，該模塊包含操作必須的其他系統(tǒng)組件。在附圖1和2所示的實施例中，模塊20包括一個熱交換器組件，該組件分別包括兩個單獨的熱交換器22和24。熱交換器22包括一個第一熱交換流體流路26，該流路與熱交換器24中的第一流體流路28相串連。第一流體流路28被連接到位于模塊20外部并且可以從此處接近的一個配件30處，且該配件被連接到與壓縮機14的低壓側(cè)16相連的端口。上述第一流體流路24也被連接到位于模塊20中的傳統(tǒng)的冷卻劑蓄能器罩34的出口端32。如圖所示，連接管均包括在模塊20內(nèi)部。
一個第二熱交換流體流路36也包括在模塊20內(nèi)，并且尤其包括在熱交換器22內(nèi)，該流路與第一流體流路26是熱交換關(guān)系。第二流體流路36的一側(cè)通過一個在模塊20外部的裝置38被連接，并且可以在該處接近熱交換器12的一側(cè)。第二流體流路36的另一側(cè)被連接到位于模塊20內(nèi)的一個傳統(tǒng)的膨脹裝置40。該膨脹裝置40通過位于模塊20外部的一個配件42被連接，并且可以在該處接近第一熱交換器10的一側(cè)。
熱交換器24包括一個第三熱交換流體流路，該流路用于與第一流體流路28是熱交換關(guān)系的熱交換流體。第三流體流路44的相對端部具有位于模塊20外部并且可以在此接近的配件46，第三流體流路44可以通過該配件被連接到車輛推進系統(tǒng)的冷卻回路，以從其接收冷卻劑，這樣冷卻劑可以流經(jīng)第三流體流路44。
在某些情況下，可能需要省去熱交換器24，在這種情況下，第一流體流路26和熱交換器22將被連接到配件30。
此外，參照附圖5，在某些情況下，可能需要將兩個單獨的熱交換器22，24結(jié)合成一個單獨的熱交換器單元。附圖5中以熱交換器50示意地示出了這樣一個單元。熱交換器50具有一個第一流體流路，再次標記為26，28，分別對應熱交換器22和24中的第一流體流路26和28。第二流體流路被標記為36，且其與熱交換器50內(nèi)的第一流體流路26，28是熱交換的關(guān)系。第二流體流路36以與熱交換器22中的第二流體流路相同的方式被連接到系統(tǒng)中。
熱交換器50還包括一個第三流體流路，也對應于熱交換器24內(nèi)的第三流體流路44標記為44。其以與熱交換器24中的第三流體流路44相同的方式被連接到系統(tǒng)中，且與第一流體流路26，28是熱交換關(guān)系。
返回到附圖1和2，模塊20的另一個部件是一個四路閥，通常標記為52。如圖1和2所示，其可以是用于四路閥的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的滑閥形式。選擇性地，其可以是旋轉(zhuǎn)形式的四路閥。還有一種選擇，可以利用兩個三路閥獲得同樣的效果。
四路閥52包括一個通過在模塊20外部的固定件58連接的入口56，且其可以在此連接到壓縮機14的高壓側(cè)18。其還包括一個通過在模塊20外部的第一入口/出口固定件62連接的第一入口/出口60，其可以在此連接到第一熱交換器10。
該四路閥52還包括一個通過在模塊20外部的固定件68連接的第二入口/出口端66，其在此可以連接到熱交換器12。
最后，四路閥52包括一個被連接到蓄熱器34的入口端72的出口端70，這種連接完全位于模塊20內(nèi)。
由前述說明可以知道，該系統(tǒng)需要大量的連接以提供所需的液力回路。但是，如上所述，只需要八個配件，且它們位于模塊20外部，因為這些配件需要在外部連接第一和第二熱交換器10，12，壓縮機14以及車輛的冷卻系統(tǒng)。當然，如果在模塊20內(nèi)部的熱交換器組件內(nèi)的第三流體流路被省去，則可以省去這些外部配件中的兩個。
在任何一個連接處都可能發(fā)生不希望的滲漏，尤其是涉及前述配件的連接處，因為這種配件不是永久連接，其允許組件連接和斷開，以便維修或進行類似工作。它們可能是螺紋連接，壓縮配件或者只是簡單的快速連接/斷開配件而不管其特定的結(jié)構(gòu)，它們比通過錫焊或銅焊形成的永久連接更容易發(fā)生滲漏。這樣，各種組件和模塊20內(nèi)的管路的連接可以使用相對永久的連接，例如銅焊或錫焊，而上述配件可以是螺紋連接、壓縮配件、快速連接/斷開配件，或者是傳統(tǒng)使用的以可松開的方式將HVAC系統(tǒng)的回路和部件連接到另一個系統(tǒng)，以便維修或在系統(tǒng)中輔助的配件。然而，最后的結(jié)果是，通過使用模塊20和其內(nèi)部相對持久的連接減少了容易發(fā)生滲漏的連接，從而避免了前述滲漏問題。
如前所述，附圖1示出了系統(tǒng)在冷卻模式下系統(tǒng)組件的構(gòu)成。在該實施例中，四路閥52將第一入口/出口端60連接到出口端70，同時將入口端56連接到第二入口/出口端66。換句話說，在冷卻模式下，壓縮機14的高壓側(cè)18通過四路閥52被連接到第二熱交換器12，同時第一熱交換器10通過四路閥52被連接到蓄熱器34。本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易想到在這種模式下，第一熱交換器10用作一個蒸發(fā)器，而第二熱交換器12用作一個冷凝器或氣體冷卻器。在模塊20內(nèi)部的第二熱交換器22用作吸入管熱交換器，在使用超臨界冷卻劑例如CO2時這尤其有利。在系統(tǒng)中使用其他冷卻劑也很有利，例如大R134a系統(tǒng)。吸入管熱交換器的作用是公知的，在此不再詳述。
在冷卻模式下，熱交換器24不施行特殊的功能，且如果需要，流經(jīng)第三流體流路44的冷卻劑可以通過適當?shù)目刂崎y被中斷。
在加熱模式下操作時系統(tǒng)中組件的布置和流向在附圖2中示出。在這種情況下，四路閥52將壓縮機14的高壓側(cè)18連接到用作冷凝器或氣體冷卻器的第一熱交換器10，從而將熱量排出到其所在的乘客艙室。同時，從熱交換器10返回的流路經(jīng)過膨脹閥40流經(jīng)熱交換器22內(nèi)的第二流體流路36到達作為蒸發(fā)器的第二熱交換器12。冷卻劑從第二熱交換器12通過四路閥52的端口66經(jīng)過出口70被排放到蓄熱器34，在此其將通過第一流體流路26，28最終返回到壓縮機14的低壓側(cè)16。此時，來自車輛推進系統(tǒng)的熱的冷卻劑將流經(jīng)熱交換器24內(nèi)的第三流體流路44，并將熱量排放到冷卻劑流經(jīng)的第一流體流路26，28。這保證流經(jīng)壓縮機14低壓側(cè)16的所有冷卻劑轉(zhuǎn)換成蒸氣的形式，從而避免損壞壓縮機14。在某些情況下，特別是在低的環(huán)境溫度下，流經(jīng)第三流路44的冷卻劑向隨后以更高的溫度流經(jīng)壓縮機的冷卻液排放足夠的熱量，隨后熱的冷卻劑到達第一熱交換器10以增加被其排放到乘客艙室的熱量。
現(xiàn)在參見附圖3和4，其中示出了模塊20的物理結(jié)構(gòu)的一個實施例。首先參見附圖3，其中使用了一個底座80來安裝各種部件。例如，附圖3示出了通過皮帶82和螺紋緊固件84安裝到底座80上的熱交換器22。其它部件也可以利用類似的皮帶和螺紋緊固件(未示出)安裝。
雖然在附圖3中未示出，但是所示的許多線路都朝向底座80的右側(cè)86，特別是，來自膨脹裝置40的一個線路和來自四路閥端口56、60、66的線路，上述來自四路閥端口的線路終止在模塊20的外部的配件處并且可以在此接近。類似地，來自熱交換器24的第三流體流路的線路和一個來自熱交換器24的第一流體流路28的線路與來自熱交換器22的第二流體流路36的線路一起向底座80的左側(cè)88延伸。如圖4所示，這些線路都延伸到模塊20的外部，這樣可以接近其終止處的配件。
特別是，如圖4所示，在具有內(nèi)絕緣層92的長方形殼體90的外部是配件58、62、68，它們分別可以在殼體90的外部被接近，并且分別連接到入口56以及四路閥52的第一和第二入口/出口60、66。
附圖4右側(cè)還示出了在殼體90外部并且可以在此接近的配件42，其通過一個內(nèi)部線路102被連接到殼體90內(nèi)的膨脹裝置40。
附圖4中示意性地示出了一條內(nèi)部線路104，其將出口70(附圖4中未示出)連接到蓄熱器34的入口72。這是避免連接到蓄熱器34的線路104或連接到四路閥52的出口70的線路104泄漏的一個基本的固定連接。
蓄熱器34的出口32通過一個示意性示出的線路106連接到熱交換器22。該連接也在殼體90的內(nèi)部并且是普通的固定連接。
附圖4中還示出了通過僅示意性示出的線路108將一個第一流路連接到附圖3中所示的另一個第一流路的連接，上述線路108在熱交換器22和熱交換器24之間延伸。類似的，示意性示出的線路110在殼體90內(nèi)被連接到熱交換器24，該線路延伸到位于殼體90外部且可以在此接近的配件30處。示意性示出的線路120在熱交換器24內(nèi)將第三流路44的端部連接到位于殼體90外部且可以在此接近的配件46處。
最后，示意性示出的線路122從熱交換器22延伸到位于殼體90外部用來最終連接到第二熱交換器12(參見附圖1和2)的配件38處。線路122被連接到位于熱交換器22內(nèi)部的第二流體流路36的一端。
附圖1和2中只示意性地示出了多個配件30、38、42、46、58、62和68，且在附圖4中以管部的螺紋端部示出。但是，如前所述，這些配件可以是壓縮配件、壓縮配件、快速連接/斷開配件，或者是傳統(tǒng)使用的以可松開的方式連接HVAC系統(tǒng)中的回路的配件。
上述模塊主要涉及在冷卻系統(tǒng)中減少容易泄漏的連接。但是，該模塊也很適于包括許多附加值加強組件。例如，本發(fā)明想到可以將一個為系統(tǒng)壓縮機和膨脹閥40提供控制邏輯的電路板設(shè)置在模塊殼體內(nèi)。類似的，可以將溫度和壓力傳感器設(shè)置在模塊中適當?shù)牧髀诽幉⑶遗c模塊外部電連接以獲得系統(tǒng)動力并與壓縮機相連，且為各種操作模式和在車輛系統(tǒng)中應用時的發(fā)動機操作提供控制信號。
類似地，用于高壓或者低壓或者兩者的減壓閥可以包括在模塊中。這種閥可以是簡單的可以分開的壓力盤，其被分開后可以很容易地回到原位，或者是自復歸減壓閥。
上述模塊可以帶有一個不論因任何理由冷卻劑不足以進行適當?shù)南到y(tǒng)操作時允許向系統(tǒng)補充冷卻劑的填充端。此外，在模塊的液體冷卻劑線路中，在配件46(附圖1和2)以及模塊殼體內(nèi)的一個位置之間可以結(jié)合一個可變流量控制閥和電子執(zhí)行器，以便控制流到熱交換器24的冷卻劑的流量。
由于這些部件需要到達流路的連接，所以可以這些連接可以是相對的永久連接，并且在制造模塊時進行測試以保證它們可以防止泄漏，從而滿足本發(fā)明減少容易發(fā)生泄漏的連接的需要。
因此，通過使用模塊，例如模塊20可以極大地減少熱泵系統(tǒng)中容易發(fā)生泄漏地連接的數(shù)量。這樣，與泄漏有關(guān)的問題，無論是排放對環(huán)境有害的冷卻劑問題或者僅僅是包括填充冷卻劑在內(nèi)的維修成本的問題都通過利用本發(fā)明被減少。此外，本發(fā)明提供一種裝置，該裝置保證特別是液體形式的冷卻劑不能到達壓縮機14低壓側(cè)16從而可能對其造成損壞，同時在熱泵系統(tǒng)以加熱模式工作時向冷卻劑提供附加的熱量，以保證即使在很低的環(huán)境溫度條件下也向乘客艙室提供足夠的熱量。
權(quán)利要求
1.一種用于帶有產(chǎn)生被排放到冷卻劑的廢棄熱量的推進系統(tǒng)的車輛的熱泵系統(tǒng)，包括一個壓縮機；第一和第二熱交換器，所述第一熱交換器適于被設(shè)置在乘客艙室內(nèi)或者類似位置處，以選擇性地排出或者接收來自乘客艙室環(huán)境和類似位置處的熱量，所述第二熱交換器適于被設(shè)置在車輛內(nèi)并且位于車輛運行時排出的氣流中；一個模塊液力設(shè)置在上述壓縮機與第一和第二熱交換器之間，該模塊包括用來安裝到車輛上的一個基座，帶有一個入口和一個出口并且安裝在上述基座上的一個制冷蓄熱器，一個閥裝置安裝在上述基座上，并且包括一個可以從模塊外部連接到壓縮機高壓側(cè)的入口配件，一個閥出口在模塊內(nèi)部被連接到蓄熱器的入口，一個可以從模塊外部接近的第一入口/出口配件被連接到第一熱交換器，一個可以從模塊外部接近的第二入口/出口配件被連接到第二熱交換器，包括一個可以在兩個位置之間變換的閥件，以選擇性地將入口配件連接到選定的第一和第二入口/出口配件之一并且選擇性地將閥出口連接到第一和第二入口/出口配件中的另一個，一個膨脹裝置安裝在上述基座上，并且具有一個帶有可以從模塊外部接近的配件的端口并且被連接到第一熱交換器，一個熱交換器組件被安裝在上述基座上，并且具有第一、第二和第三熱交換流體流路，至少第一流路與第二和第三流路是熱交換的關(guān)系，第一流路在模塊內(nèi)的一個位置處被連接到蓄熱器出口，并且具有一個可以從模塊外部接近的出口配件，且其被連接到壓縮機的低壓側(cè)，第二流路在模塊內(nèi)的一個位置處被連接到上述膨脹裝置的第二端口，并且具有一個可以從模塊外部接近的入口/出口配件，且其被連接到第二熱交換器，且所述第三流體流路具有一個可以從模塊外部接近的入口固定件，且其適于接收冷卻液，和一個可以從模塊外部接近的出口固定件，其適于排放冷卻液；以及在該熱泵系統(tǒng)中的超臨界冷卻劑。
2.如權(quán)利要求1所述的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，上述熱交換器組件包括在上述模塊內(nèi)的兩個單獨的熱交換器，兩個單獨的熱交換器分別具有上述第一流路部分，其中一個單獨的熱交換器具有上述第二流路部分且另一個單獨的熱交換器具有上述第三流路部分。
3.如權(quán)利要求1所述的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，上述熱交換器組件包括在上述模塊內(nèi)的一個單獨的熱交換器，并且具有上述第一、第二和第三流路。
4.如權(quán)利要求1所述的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，上述閥裝置包括一個單獨的四路閥。
5.如權(quán)利要求1所述的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，上述模塊包括一個具有內(nèi)部空間的封閉的殼體，其內(nèi)部空間容納上述基座、蓄熱器、閥裝置、膨脹裝置以及熱交換器組件，上述配件位于上述封閉的殼體外部，且上述蓄熱器入口和出口、閥出口以及上述膨脹裝置第二端口位于上述封閉的殼體內(nèi)部。
6.如權(quán)利要求5所述的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，上述封閉的殼體是絕緣的。
7.一種用于帶有產(chǎn)生被排放到冷卻劑的廢棄熱量的推進系統(tǒng)的車輛的熱泵系統(tǒng)，包括一個壓縮機；第一和第二熱交換器，所述第一熱交換器適于被設(shè)置在乘客艙室內(nèi)或者類似位置處，以選擇性地排出或者接收來自乘客艙室環(huán)境和類似位置處的熱量，所述第二熱交換器適于被設(shè)置在車輛內(nèi)并且位于車輛運行時排出的氣流中；一個模塊液力設(shè)置在上述壓縮機與第一和第二熱交換器之間，該模塊包括用來安裝到車輛上的一個基座，帶有一個入口和一個出口并且安裝在上述基座上的一個制冷蓄熱器，一個閥裝置安裝在上述基座上，并且包括一個可以從模塊外部連接到壓縮機高壓側(cè)的入口配件，一個閥出口在模塊內(nèi)部被連接到蓄熱器的入口，一個可以從模塊外部接近的第一入口/出口配件被連接到第一熱交換器，一個可以從模塊外部接近的第二入口/出口配件被連接到第二熱交換器，包括一個可以在兩個位置之間變換的閥件，以選擇性地將入口配件連接到選定的第一和第二入口/出口配件之一并且選擇性地將閥出口連接到第一和第二入口/出口配件中的另一個，一個膨脹裝置安裝在上述基座上，并且具有一個帶有可以從模塊外部接近的配件的端口并且被連接到第一熱交換器，一個熱交換器組件被安裝在上述基座上，并且具有第一和第二熱交換流體流路，第一流路與第二流路是熱交換的關(guān)系，第一流路在模塊內(nèi)的一個位置處被連接到蓄熱器出口，并且具有一個可以從模塊外部接近的出口配件，且其被連接到壓縮機的低壓側(cè)，第二流路在模塊內(nèi)的一個位置處被連接到上述膨脹裝置的第二端口，并且具有一個可以從模塊外部接近的入口/出口配件，且其被連接到第二熱交換器；以及在該熱泵系統(tǒng)中的超臨界冷卻劑。
8.如權(quán)利要求7所述的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，上述閥裝置包括一個單獨的四路閥。
9.如權(quán)利要求7所述的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，上述模塊包括一個具有內(nèi)部空間的封閉的殼體，其內(nèi)部空間容納上述基座、蓄熱器、膨脹裝置以及熱交換器組件，上述配件位于上述封閉的殼體外部，且上述蓄熱器入口和出口、閥出口以及上述膨脹裝置第二端口位于上述封閉的殼體內(nèi)部。
10.如權(quán)利要求9所述的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，上述封閉的殼體是絕緣的。
11.用于帶有產(chǎn)生被排放到冷卻劑的廢棄熱量的推進系統(tǒng)的車輛的熱泵系統(tǒng)的用途，該系統(tǒng)包括一個壓縮機，第一和第二熱交換器，所述第一熱交換器適于被設(shè)置在乘客艙室內(nèi)或者類似位置處，以選擇性地排出或者接收來自乘客艙室環(huán)境和類似位置處的熱量，所述第二熱交換器適于被設(shè)置在車輛內(nèi)并且位于車輛運行時排出的氣流中，一個模塊液力設(shè)置在上述壓縮機與第一和第二熱交換器之間，該模塊包括用來安裝到車輛上的一個基座，帶有一個入口和一個出口并且安裝在上述基座上的一個制冷蓄熱器，一個閥裝置安裝在上述基座上，并且包括一個可以從模塊外部連接到壓縮機高壓側(cè)的入口配件，一個閥出口在模塊內(nèi)部被連接到蓄熱器的入口，一個可以從模塊外部接近的第一入口/出口配件被連接到第一熱交換器，一個可以從模塊外部接近的第二入口/出口配件被連接到第二熱交換器，至少一個可以在兩個位置之間變換的閥件，以選擇性地將入口配件連接到選定的第一和第二入口/出口配件之一并且選擇性地將閥出口連接到第一和第二入口/出口配件中的另一個，一個膨脹裝置安裝在上述基座上，并且具有一個帶有可以從模塊外部接近的配件的第一端口并且被連接到第一熱交換器，一個熱交換器組件被安裝在上述基座上，并且具有第一、第二和第三熱交換流體流路，至少第一流路與第二和第三流路是熱交換的關(guān)系，第一流路在模塊內(nèi)的一個位置處被連接到蓄熱器出口，并且具有一個可以從模塊外部接近的出口配件，且其被連接到壓縮機的低壓側(cè)，第二流路在模塊內(nèi)的一個位置處被連接到上述膨脹裝置的第二端口，并且具有一個可以從模塊外部接近的入口/出口配件，且其被連接到第二熱交換器，且所述第三流體流路具有一個可以從模塊外部接近的入口固定件，且其適于接收冷卻液，和一個可以從模塊外部接近的出口固定件，其適于排放冷卻液。
12.用于帶有產(chǎn)生被排放到冷卻劑的廢棄熱量的推進系統(tǒng)的車輛的熱泵系統(tǒng)的用途，該系統(tǒng)包括一個壓縮機，第一和第二熱交換器，所述第一熱交換器適于被設(shè)置在乘客艙室內(nèi)或者類似位置處，以選擇性地排出或者接收來自乘客艙室環(huán)境和類似位置處的熱量，所述第二熱交換器適于被設(shè)置在車輛內(nèi)并且位于車輛運行時排出的氣流中，一個模塊液力設(shè)置在上述壓縮機與第一和第二熱交換器之間，該模塊包括用來安裝到車輛上的一個基座，帶有一個入口和一個出口并且安裝在上述基座上的一個制冷蓄熱器，一個閥裝置安裝在上述基座上，并且包括一個可以從模塊外部連接到壓縮機高壓側(cè)的入口配件，一個閥出口在模塊內(nèi)部被連接到蓄熱器的入口，一個可以從模塊外部接近的第一入口/出口配件被連接到第一熱交換器，一個可以從模塊外部接近的第二入口/出口配件被連接到第二熱交換器，至少一個可以在兩個位置之間變換的閥件，以選擇性地將入口配件連接到選定的第一和第二入口/出口配件之一并且選擇性地將閥出口連接到第一和第二入口/出口配件中的另一個，一個膨脹裝置安裝在上述基座上，并且具有一個帶有可以從模塊外部接近的配件的第一端口并且被連接到第一熱交換器，一個熱交換器組件被安裝在上述基座上，并且具有第一和第二熱交換流體流路，第一流路與第二流路是熱交換的關(guān)系，第一流路在模塊內(nèi)的一個位置處被連接到蓄熱器出口，并且具有一個可以從模塊外部接近的出口固定件，且其被連接到壓縮機的低壓側(cè)，第二流路在模塊內(nèi)的一個位置處被連接到上述膨脹裝置的第二端口，并且具有一個可以從模塊外部接近的入口/出口配件，且其被連接到第二熱交換器。
13.如權(quán)利要求12所述的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，上述閥裝置包括一個單獨的四路閥。
14.如權(quán)利要求12所述的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，上述模塊包括一個具有內(nèi)部空間的封閉的殼體，其內(nèi)部空間容納上述基座、蓄熱器、膨脹裝置以及熱交換器組件，上述配件位于上述封閉的殼體外部，且上述蓄熱器入口和出口、閥出口以及上述膨脹裝置第二端口位于上述封閉的殼體內(nèi)部。
15.如權(quán)利要求14所述的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，上述封閉的殼體是絕緣的。
全文摘要
一種加熱泵系統(tǒng)包括一個壓縮機(14)、第一和第二熱交換器(10，12)以及液力連接地設(shè)置在壓縮機(14)與第一和第二熱交換器(10，12)之間的模塊。該模塊括一個熱交換組件(22，24)與一個蓄熱器(34)，一個膨脹裝置(40)以及一個用于控制該系統(tǒng)操作的四路閥(52)。
文檔編號F25B9/00GK1625492SQ02828749
公開日2005年6月8日 申請日期2002年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月7日
發(fā)明者塞繆爾·J·科利爾 申請人:穆丹制造公司