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车用热泵系统

阅读：999发布：2021-02-28

IPRDB可以提供车用热泵系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种车用热泵系统。该热泵系统包括：水冷式热交换器，为供热装置，安装在从第二室内热交换器(蒸发器)的旁边通过的第一旁路管线上，以收集车辆电装置的余热，从而提高热泵系统的加热效率。该车用热泵系统包括：分支管线，用于将第二室内热交换器的制冷剂循环管线与第一旁路管线彼此连接；第二旁路管线，从室外热交换器的旁边通过；控制部分，控制将被引入到空调壳中的室内空气的流动，由此即使当室外温度低于零度时，热泵系统也可使低温的室外空气的影响最小化，通过收集车辆电装置的余热和室内空气的热源来提高热泵系统的加热性能和操作，通过使电加热器的操作最小化来增加车辆的里程。，下面是车用热泵系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种车用热泵系统，包括：

压缩机(100)，安装在制冷剂循环管线(R)上，用于压缩和排放制冷剂；

第一室内热交换器(110)，安装在空调壳(150)的内部，与压缩机(100)的出口侧的制冷剂循环管线(R)连接，从而在空调壳(150)内流动的空气与从压缩机(100)排放的制冷剂之间交换热；

第二室内热交换器(160)，安装在空调壳(150)的内部，与压缩机(100)的入口侧的制冷剂循环管线(R)连接，从而在空调壳(150)内流动的空气与被供应到压缩机(100)的制冷剂之间交换热；

室外热交换器(130)，安装在空调壳(150)的外部，用于在沿着制冷剂循环管线(R)循环的制冷剂与室外空气之间交换热；

第一膨胀装置(140)，安装在第二室内热交换器(160)的入口侧的制冷剂循环管线(R)上，以膨胀被供应到第二室内热交换器(160)的制冷剂；

第一旁路管线(R1)，被安装为将第一膨胀装置(140)的入口侧的制冷剂循环管线(R)与第二室内热交换器(160)的出口侧的制冷剂循环管线(R)连接，以使制冷剂从第一膨胀装置(140)和第二室内热交换器(160)的旁边通过；

第一换向阀(191)，安装在第一旁路管线(R1)与制冷剂循环管线(R)之间的分支点处，从而转变制冷剂的流动方向，以使通过室外热交换器(130)的制冷剂朝着第一旁路管线(R1)和第一膨胀装置(140)流动；

供热装置(180)，安装在第一旁路管线(R1)上，用于将热供应到沿着第一旁路管线(R1)流动的制冷剂；

第二膨胀装置(120)，安装在室外热交换器(130)的入口侧的制冷剂循环管线(R)上，以根据空调模式或者热泵模式选择性地膨胀被供应到室外热交换器(130)的制冷剂；

分支管线(R4)，用于将第二室内热交换器(160)的入口侧的制冷剂循环管线(R)与供热装置(180)的入口侧的第一旁路管线(R1)连接，以使被供应到第一旁路管线(R1)的供热装置(180)的一些制冷剂朝着第二室内热交换器(160)流动，或者使被供应到第二室内热交换器(160)的一些制冷剂朝着第一旁路管线(R1)的供热装置(180)流动；

流动控制阀(195)，安装在分支管线(R4)上，以控制制冷剂的量。

2.根据权利要求1所述的热泵系统，其中，供热装置(180)包括水冷式热交换器(181)，水冷式热交换器(181)包括：制冷剂热交换部分(181a)，允许沿着第一旁路管线(R1)流动的制冷剂流入制冷剂热交换部分(181a)，以将车辆电装置(200)的余热供应到沿着第一旁路管线(R1)流动的制冷剂；冷却水热交换部分(181b)，以能够进行热交换的方式设置在制冷剂热交换部分(181a)的一侧，并允许循环通过车辆电装置(200)的冷却水流入冷却水热交换部分(181b)。

3.根据权利要求2所述的热泵系统，其中，供热装置(180)还包括：

冷却水循环管线(W)，具有水泵(220)，以使冷却水循环到车辆电装置(200)；

水冷式散热器(210)，安装在冷却水循环管线(W)上，以在室外空气与沿着冷却水循环管线(W)循环的冷却水之间交换热；

冷却水旁路管线(W1)，用于将冷却水循环管线(W)与水冷式热交换器(181)的冷却水热交换部分(181b)彼此并行地连接，以使通过水泵(220)而通过电装置(200)的冷却水从水冷式散热器(210)的旁边通过，并流动到冷却水热交换部分(181b)；

冷却水换向阀(230)，安装在冷却水旁路管线(W1)与冷却水循环管线(W)之间的分支点处，以根据空调模式或热泵模式转变冷却水的流动方向。

4.根据权利要求1所述的热泵系统，其中，分支管线(R4)被安装为将位于第一膨胀装置(140)和第二室内热交换器(160)之间的制冷剂循环管线(R)与供热装置(180)的入口侧的第一旁路管线(R1)连接。

5.根据权利要求1所述的热泵系统，其中，供热装置(180)相对于分支管线(R4)安装在沿着第一旁路管线(R1)的制冷剂流动方向的下游。

6.根据权利要求1所述的热泵系统，其中，第二旁路管线(R2)并行地安装在制冷剂循环管线(R)上，以使通过第二膨胀装置(120)的制冷剂从室外热交换器(130)的旁边通过，第二换向阀(192)安装在第二旁路管线(R2)与制冷剂循环管线(R)之间的分支点处，以转变制冷剂的流动方向，从而根据室外温度使通过第二膨胀装置(120)的制冷剂流动到室外热交换器(130)或者第二旁路管线(R2)。

7.根据权利要求6所述的热泵系统，还包括：

控制部分，在以热泵模式操作期间，当室外温度高于参考温度时，执行第一加热模式、除湿模式或者除霜模式，但是在以热泵模式操作期间，当室外温度低于参考温度时，执行第二加热模式。

8.根据权利要求7所述的热泵系统，其中，第一加热模式具有这样的循环路线：从压缩机(100)排放的制冷剂通过第一室内热交换器(110)、第二膨胀装置(120)、室外热交换器(130)，流入第一旁路管线(R1)中，被引入到第一旁路管线(R1)中的制冷剂在通过供热装置(180)之后回到压缩机(100)。

9.根据权利要求7所述的热泵系统，其中，除湿模式具有这样的循环路线：从压缩机(100)排放的制冷剂通过第一室内热交换器(110)、第二膨胀装置(120)、室外热交换器(130)，流入第一旁路管线(R1)中，被引入到第一旁路管线(R1)中的一些制冷剂在通过供热装置(180)之后回到压缩机(100)，被引入到第一旁路管线(R1)中的其余制冷剂通过分支管线(R4)从第一膨胀装置(140)的旁边通过，且在通过第二室内热交换器(160)之后回到压缩机(100)。

10.根据权利要求7所述的热泵系统，其中，除霜模式具有这样的循环路线：从压缩机(100)排放的制冷剂通过第一室内热交换器(110)、室外热交换器(130)，流入第一膨胀装置(140)中且在第一膨胀装置(140)中被膨胀，在第一膨胀装置(140)中膨胀的一些制冷剂在通过第二室内热交换器(160)之后回到压缩机(100)，在第一膨胀装置(140)中膨胀的其余制冷剂在通过分支管线(R4)通过供热装置(180)之后回到压缩机(100)。

11.根据权利要求7所述的热泵系统，其中，第二加热模式具有这样的循环路线：从压缩机(100)排放的制冷剂通过第一室内热交换器(110)、第二膨胀装置(120)，在流入第二旁路管线(R2)中之后从室外热交换器(130)的旁边通过，通过第二旁路管线(R2)的一些制冷剂流入第一旁路管线(R1)中，且在通过供热装置(180)之后回到压缩机(100)，通过第二旁路管线(R2)的其余制冷剂通过分支管线(R4)从第一膨胀装置(140)的旁边通过，且在通过第二室内热交换器(160)之后回到压缩机(100)。

12.根据权利要求11所述的热泵系统，其中，当室外温度低于参考温度时以及当室内温度高于参考温度时，控制部分以室内空气能够被引入到空调壳(150)中这样的方式将空气流动模式控制成室内空气流入模式。

13.根据权利要求1所述的热泵系统，其中，第二膨胀装置(120)包括：

膨胀管线(R3)，并行地连接在室外热交换器(130)的入口侧的制冷剂循环管线(R)上；

开口(121)，安装在用于膨胀制冷剂的膨胀管线(R3)上；

第三换向阀(193)，安装在膨胀管线(R3)与制冷剂循环管线(R)之间的分支点处，以转变制冷剂的流动方向，从而根据空调模式或热泵模式使通过第一室内热交换器(110)的制冷剂通过开口(121)或者从开口(121)的旁边通过。

14.根据权利要求1所述的热泵系统，其中，在空调壳(150)内，第一室内热交换器(110)和第二室内热交换器(160)彼此隔开预定的间隔，在空调壳(150)内，从空气流动方向的上游侧按顺序安装第二室内热交换器(160)和第一室内热交换器(110)。

15.根据权利要求1所述的热泵系统，其中，第一膨胀装置(140)包括：

主体(141)，包括第一流动通道(142)和第二流动通道(143)，第一流动通道(142)具有开口部分(142a)，以膨胀被供应到第二室内热交换器(160)的制冷剂，从第二室内热交换器(160)排放的制冷剂流入第二流动通道(143)；

阀主体(144)，被安放在开口部分(142a)的一侧，以控制开口部分(142a)的开口度；

制冷剂流动部分(142b)，形成在开口部分(142a)的安放面上，从而即使在阀主体(144)被安放在开口部分(142a)的安放面上的状态下也使预定量的制冷剂流动。

16.一种车用热泵系统，包括：

压缩机(100)，安装在制冷剂循环管线(R)上，用于压缩和排放制冷剂；

室外热交换器(130)，安装在空调壳(150)的外部，用于在沿着制冷剂循环管线(R)循环的制冷剂与室外空气之间交换热；

第一膨胀装置(140)，安装在第二室内热交换器(160)的入口侧的制冷剂循环管线(R)上，以膨胀被供应到第二室内热交换器(160)的制冷剂；

分支管线(R4)，被安装为将第二室内热交换器(160)的入口侧的制冷剂循环管线(R)与第一旁路管线(R1)彼此连接，以使流动到第一旁路管线(R1)的一些制冷剂朝着第二室内热交换器(160)流动，或者使被供应到第二室内热交换器(160)的一些制冷剂朝着第一旁路管线(R1)流动；

流动控制阀(195)，安装在分支管线(R4)上，以控制流入分支管线(R4)的制冷剂的量；

第二旁路管线(R2)，并行地连接在室外热交换器(130)的入口侧和出口侧的制冷剂循环管线(R)上，以使通过第二膨胀装置(120)的制冷剂从室外热交换器(130)的旁边通过；

第二换向阀(192)，安装在第二旁路管线(R2)与制冷剂循环管线(R)之间的分支点处，以这样的方式转变制冷剂的流动方向：根据室外温度使通过第二膨胀装置(120)的制冷剂流动到室外热交换器(130)或者第二旁路管线(R2)；

供热装置，安装在从第二室内热交换器的旁边通过的第一旁路管线上，用于收集车辆电装置的余热。

说明书全文

车用热泵系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种车用热泵系统，更具体地说，涉及这样一种车用热泵系统，该车用热泵系统包括：水冷式热交换器，作为供热装置，安装在从第二室内热交换器(蒸发器)的旁边通过的第一旁路管线上，用于收集车辆电装置的余热；分支管线，用于将第二室内热交换器的制冷剂循环管线与第一旁路管线彼此连接；第二旁路管线，从室外热交换器的旁边通过。

背景技术

[0002] 车用空调通常包括用于冷却车辆的内部的冷却系统以及用于加热车辆的内部的加热系统。冷却系统在制冷剂循环的蒸发器附近通过蒸发器的外部的空气与蒸发器内流动的制冷剂之间交换热，从而使空气变成冷空气，以使冷却系统可冷却车辆的内部。加热系统在冷却水循环的加热器芯的外部附近通过的空气与加热器芯内流动的冷却水之间交换热，从而使空气变成暖空气，以使加热系统可加热车辆的内部。

[0003] 同时，与车用空调不同，而是将通过利用一个制冷剂循环来转变制冷剂的流动方向而选择性地执行冷却和加热的热泵系统应用于车辆。例如，热泵系统包括：两个热交换器，这两个热交换器中一个是室内热交换器，另一个是室外热交换器，室内热交换器安装在空调壳的内部，以执行与被吹送到车内的空气的热交换，室外热交换器安装在空调壳的外部，以执行热交换；换向阀，可转变制冷剂的流动方向。

[0004] 因此，在根据换向阀决定的制冷剂的流动方向使冷却模式起作用的情况下，室内热交换器用作用于制冷的热交换器，但是在加热模式起作用的情况下，室内热交换器用作用于加热的热交换器。

[0005] 存在各种车用热泵系统，图1示出了热泵系统的示例。

[0006] 图1中示出的车用热泵系统包括：压缩机30，用于压缩和排放制冷剂；高压热交换器32，用于辐射从压缩机30排放的制冷剂的热；第一膨胀阀34和第一旁通阀36，第一膨胀阀34和第一旁通阀36并行地安装并使通过高压热交换器32的制冷剂选择性地通过；室外单元48，位于室外，用于与通过第一膨胀阀34或第一旁通阀36的制冷剂进行热交换；低压热交换器60，用于蒸发通过室外单元48的制冷剂；蓄能器62，用于将通过低压热交换器60的制冷剂分开成气相和液相；室内热交换器50，用于在供应到低压热交换器60的制冷剂与回到压缩机30的制冷剂之间交换热；第二膨胀阀56，用于选择性地膨胀被供应到低压热交换器60的制冷剂；第二旁通阀58，与第二膨胀阀56并行地安装，用于将室外单元48的出口与蓄能器62的入口选择性地连接。

[0007] 在图1中，标号10表示空调壳，在该空调壳中具有高压热交换器32和低压热交换器60，标号12表示温度控制门，用于控制冷空气和暖空气之间的混合量，标号20表示鼓风机，安装在空调壳的入口处。

[0008] 在具有上述结构的传统车用热泵系统中，当热泵模式(加热模式)起作用时，第一旁通阀36和第二膨胀阀56关闭，而第一膨胀阀34和第二旁通阀58打开。

[0009] 此外，如图1所示，温度控制门12被致动。因此，从压缩机30排放的制冷剂按顺序通过高压热交换器32、第一膨胀阀34、室外单元48、室内热交换器50的高压部分52、第二旁通阀58、蓄能器62、室内热交换器50的低压部分54，然后回到压缩机30。

[0010] 即，高压热交换器32用作加热器，室外单元48用作蒸发器。

[0011] 当空调模式(冷却模式)起作用时，第一旁通阀36和第二膨胀阀56打开，而第一膨胀阀34和第二旁通阀58关闭。此外，温度控制门12关闭高压热交换器32的通道。

[0012] 因此，从压缩机30排放的制冷剂按顺序通过高压热交换器32、第一旁通阀36、室外单元48、室内热交换器50的高压部分52、第二膨胀阀56、低压热交换器60、蓄能器62、室内热交换器50的低压部分54，然后回到压缩机30。

[0013] 即，低压热交换器60用作蒸发器，被温度控制门12关闭的高压热交换器32用作加热器，与热泵模式类似。

[0014] 然而，在传统车用热泵系统的热泵模式(加热模式)中，安装在空调壳10的内部的高压热交换器32作为加热器执行加热，安装在空调壳10的外部(即，安装在车辆的发动机室的前方)的室外单元48用作蒸发器，以与室外空气交换热。

[0015] 在这种情况下，当室外温度低时，用作蒸发器的室外单元48不能向用作加热器的高压热交换器32供应充足的余热，这是因为室外单元48与室外冷空气交换热。如果不确保热源处于室外温度低的情况下，则加热性能会劣化，具体地说，由于室外单元48堆积有霜导致制冷剂与室外空气之间的热交换效率降低，从而降低加热性能和热泵系统的效率。

[0016] 此外，为了解决在室外温度低的情况下性能劣化的问题，尝试在空调壳10的内部安装电加热器(未示出)作为主加热装置或辅助加热装置，但是在电加热器用作加热装置的情况下，因为供应到电动车辆或燃料电池车辆的电能有限，所以传统车用热泵系统具有这样的问题：由于电加热器的操作消耗过多电力而导致由电池驱动的车辆的里程急剧下降。

发明内容

[0017] 因此，提出本发明以解决现有技术中出现的上述问题，本发明的目的在于提供一种车用热泵系统，该车用热泵系统包括：水冷式热交换器，作为供热装置，安装在从第二室内热交换器(蒸发器)的旁边通过的第一旁路管线上，以收集车辆电装置的余热，从而提高热泵系统的加热效率。

[0018] 本发明的另一目的在于提供一种车用热泵系统，该车用热泵系统还包括：分支管线，用于将第二室内热交换器的制冷剂循环管线与第一旁路管线彼此连接；第二旁路管线，从室外热交换器的旁边通过；控制部分，控制将被引入到空调壳中的室内空气的流动，从而即使当室外温度低于零度时，也使低温的室外空气的影响最小化，通过收集车辆电装置的余热和室内空气的热源来提高热泵系统的加热性能和操作，通过使电加热器的操作最小化来增加车辆的里程。

[0019] 为了实现上述目的，根据本发明，提供一种车用热泵系统，该车用热泵系统包括：压缩机，安装在制冷剂循环管线上，用于压缩和排放制冷剂；第一室内热交换器，安装在空调壳的内部，与压缩机的出口侧的制冷剂循环管线连接，从而在空调壳内流动的空气与从压缩机排放的制冷剂之间交换热；第二室内热交换器，安装在空调壳的内部，与压缩机的入口侧的制冷剂循环管线连接，从而在空调壳内流动的空气与被供应到压缩机的制冷剂之间交换热；室外热交换器，安装在空调壳的外部，用于在沿着制冷剂循环管线循环的制冷剂与室外空气之间交换热；第一膨胀装置，安装在第二室内热交换器的入口侧的制冷剂循环管线上，以膨胀被供应到第二室内热交换器的制冷剂；第一旁路管线，被安装为将第一膨胀装置的入口侧的制冷剂循环管线与第二室内热交换器的出口侧的制冷剂循环管线连接，以使制冷剂从第一膨胀装置和第二室内热交换器的旁边通过；第一换向阀，安装在第一旁路管线与制冷剂循环管线之间的分支点处，从而转变制冷剂的流动方向，以使通过室外热交换器的制冷剂朝着第一旁路管线和第一膨胀装置流动；供热装置，安装在第一旁路管线上，用于将热供应到沿着第一旁路管线流动的制冷剂；第二膨胀装置，安装在室外热交换器的入口侧的制冷剂循环管线上，以根据空调模式或者热泵模式选择性地膨胀被供应到室外热交换器的制冷剂。

[0020] 在本发明的另一方面中，提供一种车用热泵系统，该车用热泵系统包括：压缩机，安装在制冷剂循环管线上，用于压缩和排放制冷剂；第一室内热交换器，安装在空调壳的内部，与压缩机的出口侧的制冷剂循环管线连接，从而在空调壳内流动的空气与从压缩机排放的制冷剂之间交换热；第二室内热交换器，安装在空调壳的内部，与压缩机的入口侧的制冷剂循环管线连接，从而在空调壳内流动的空气与被供应到压缩机的制冷剂之间交换热；室外热交换器，安装在空调壳的外部，用于在沿着制冷剂循环管线循环的制冷剂与室外空气之间交换热；第一膨胀装置，安装在第二室内热交换器的入口侧的制冷剂循环管线上，以膨胀被供应到第二室内热交换器的制冷剂；第一旁路管线，被安装为将第一膨胀装置的入口侧的制冷剂循环管线与第二室内热交换器的出口侧的制冷剂循环管线连接，以使制冷剂从第一膨胀装置和第二室内热交换器的旁边通过；第一换向阀，安装在第一旁路管线与制冷剂循环管线之间的分支点处，从而转变制冷剂的流动方向，以使通过室外热交换器的制冷剂朝着第一旁路管线和第一膨胀装置流动；分支管线，被安装为将第二室内热交换器的入口侧的制冷剂循环管线与第一旁路管线彼此连接，以使流动到第一旁路管线的一些制冷剂朝着第二室内热交换器流动，或者使被供应到第二室内热交换器的一些制冷剂朝着第一旁路管线流动；流动控制阀，安装在分支管线上，以控制流入分支管线的制冷剂的量；第二膨胀装置，安装在室外热交换器的入口侧的制冷剂循环管线上，以根据空调模式或者热泵模式选择性地膨胀被供应到室外热交换器的制冷剂；第二旁路管线，并行地连接在室外热交换器的入口侧和出口侧的制冷剂循环管线上，以使通过第二膨胀装置的制冷剂从室外热交换器的旁边通过；第二换向阀，安装在第二旁路管线与制冷剂循环管线之间的分支点处，以这样的方式转变制冷剂的流动方向：根据室外温度使通过第二膨胀装置的制冷剂流动到室外热交换器或者第二旁路管线。

[0021] 根据本发明的车用热泵系统包括：水冷式热交换器，作为供热装置，安装在从第二室内热交换器(蒸发器)的旁边通过的第一旁路管线上，以收集车辆电装置的余热，使得该热泵系统可提高热泵系统的加热效率。

[0022] 此外，该热泵系统还包括：分支管线，用于将第二室内热交换器的制冷剂循环管线与第一旁路管线彼此连接；第二旁路管线，从室外热交换器的旁边通过；控制部分，控制将被引入到空调壳中的室内空气的流动，从而即使当室外温度低于零度时，热泵系统也可使低温的室外空气的影响最小化，通过收集车辆电装置的余热和室内空气的热源来提高热泵系统的加热性能和操作，通过使电加热器的操作最小化来增加车辆的里程。

[0023] 此外，当室外温度高于零度时，热泵系统收集车辆电装置的余热和室外空气的热源，当室外温度低于零度时，热泵系统收集车辆电装置的余热和室内空气的热源，在以热泵模式操作期间，热泵系统可根据热负荷和目的提供各种模式(例如，最大加热模式、加热模式、除湿模式以及除霜模式)，以使热泵系统可提高并保持其效率和加热性能，并使电加热器的操作最小化，从而增加车辆的里程。

[0024] 另外，在以热泵模式操作期间的除湿模式或除霜模式下，制冷剂通过分支管线朝着水冷式热交换器和第二室内热交换器被分支，从而在执行除湿模式和除霜模式时使车辆的室内温度的变化最小化。

[0025] 另外，根据本发明的热泵系统可向乘客提供舒适的环境，这是因为即使在热泵模式下该热泵系统也可对车辆的内部除湿。

[0026] 此外，当室外温度低于零度时，由于形成在开口部分的制冷剂流动部分用作开口(所述开口部分形成在安装在第二室内热交换器的入口侧的第一膨胀装置(膨胀阀)的第一流动通道上)，所以即使在由于过度冷却而导致不可能控制第一膨胀装置的情况下，热泵系统也可执行热泵模式并收集余热，从而提高加热性能。

[0027] 此外，在空调模式和热泵模式下，根据本发明的热泵系统具有相同的制冷剂循环方向，制冷剂循环管线除了第一旁路管线、第二旁路管线以及膨胀管线之外的所有区域共用，从而可防止当制冷剂不流动时发生制冷剂的停滞且简化整个制冷剂循环管线。

附图说明

[0028] 通过下面结合附图对本发明的优选实施例进行的详细描述，本发明的上述和其他目的、特点和优点将会变得清楚，附图中：

[0029] 图1是根据现有技术的车用热泵系统的构造图；

[0030] 图2是示出车用热泵系统的空调模式的构造图；

[0031] 图3是示出在以热泵系统的热泵模式操作期间第一加热模式的构造图；

[0032] 图4是示出在以热泵系统的热泵模式操作期间第二加热模式的构造图；

[0033] 图5是示出在以热泵系统的热泵模式操作期间除湿模式的构造图；

[0034] 图6是示出在以热泵系统的热泵模式操作期间除霜模式的构造图；

[0035] 图7a和图7b分别是示出根据现有技术的热泵系统和根据本发明的热泵系统的加热性能关于室外温度的曲线图；

[0036] 图8是车用热泵系统的第一膨胀装置的截面图。

具体实施方式

[0037] 现在，将参照附图对本发明的优选实施例做出详细说明。

[0038] 首先，根据本发明的车用热泵系统包括：压缩机100，安装在空调系统的制冷剂循环管线R上；第一室内热交换器110、第二膨胀装置120、室外热交换器130、第一膨胀装置140、第二室内热交换器160，彼此按顺序连接。根据本发明的车用热泵系统优选地应用于电动车辆或混合动力车辆。

[0039] 此外，从第二室内热交换器160的旁边通过的第一旁路管线R1、从室外热交换器130的旁边通过的第二旁路管线R2、构成第二膨胀装置120的膨胀管线R3并行地安装在制冷剂循环管线R上。另外，第一换向阀191安装在第一旁路管线R1的分支点处，第二换向阀192安装在第二旁路管线R2的分支点处，第三换向阀193安装在膨胀管线R3的分支点处。

[0040] 根据本发明的热泵系统还包括分支管线R4，用于将第一旁路管线R1与第二室内热交换器160的入口侧的制冷剂循环管线R连接，流动控制阀195安装在分支管线R4上。

[0041] 因此，如图2所示，在空调模式下，从压缩机100排放的制冷剂按顺序循环通过第一室内热交换器110、室外热交换器130、第一膨胀装置140、第二室内热交换器160、压缩机100，在这种情况下，第一室内热交换器110用作冷凝器(加热器)，第二室内热交换器160用作蒸发器。

[0042] 同时，室外热交换器130也用作冷凝器，与第一室内热交换器110类似。

[0043] 如图3所示，在热泵模式(第一加热模式)下，从压缩机100排放的制冷剂按顺序循环通过第一室内热交换器110、第二膨胀装置120的开口121、室外热交换器130、第一旁路管线R1、压缩机100，在这种情况下，第一室内热交换器110用作冷凝器(加热器)，室外热交换器130用作蒸发器，但是制冷剂不供应到第二室内热交换器160。

[0044] 如上所述，根据本发明的热泵系统在空调模式下和在热泵模式下具有相同的制冷剂循环方向，制冷剂循环管线R除了第一旁路管线R1、第二旁路管线R2和膨胀管线R3之外的所有区域共用，从而可防止当制冷剂不流动时发生制冷剂的滞留，且简化整个制冷剂循环管线R。

[0045] 另外，根据室外温度、热负荷和目的将本发明中的热泵模式分成第一加热模式、第二加热模式、除湿模式、除霜模式。

[0046] 在这种情况下，当室外温度高于参考温度时，控制部分(未在附图中示出)在以热泵模式工作期间执行第一加热模式、除湿模式或者除霜模式，但是当室外温度低于参考温度时，控制部分在以热泵模式工作期间执行第二加热模式。

[0047] 这里，在以热泵模式操作期间，用于执行第一加热模式、除湿模式或者除霜模式的标准室外温度应该高于0℃(零度以上)，在以热泵模式操作期间，用于执行第二加热模式的标准室外温度应该低于0℃(零度以下)。

[0048] 当然，室外温度的参考温度不限于0℃，而是可根据目的改变。

[0049] 同时，下面将简要地描述根据各个模式的制冷剂循环路线。

[0050] 如图3所示，第一加热模式具有这样的循环路线：从压缩机100排放的制冷剂通过第一室内热交换器110、第二膨胀装置120、室外热交换器130，流入第一旁路管线R1中，被引入到第一旁路管线R1中的制冷剂在通过供热装置180之后回到压缩机100。

[0051] 如图5所示，除湿模式具有这样的循环路线：从压缩机100排放的制冷剂通过第一室内热交换器110、第二膨胀装置120、室外热交换器130，流入第一旁路管线R1中，被引入到第一旁路管线R1中的一些制冷剂在通过供热装置180之后回到压缩机100，被引入到第一旁路管线R1中的其余制冷剂通过分支管线R4从第一膨胀装置140的旁边通过，在通过第二室内热交换器160之后回到压缩机100。

[0052] 如图6所示，除霜模式具有这样的循环路线：从压缩机100排放的制冷剂通过第一室内热交换器110、室外热交换器130，流入第一膨胀装置140中且被膨胀，在第一膨胀装置140中膨胀的一些制冷剂在通过第二室内热交换器160之后回到压缩机100，在第一膨胀装置140中膨胀的其余制冷剂在通过分支管线R4通过供热装置180之后回到压缩机100。

[0053] 如图4所示，第二加热模式具有这样的循环路线：从压缩机100排放的制冷剂通过第一室内热交换器110、第二膨胀装置120，在流入第二旁路管线R2中之后从室外热交换器130的旁边通过，通过第二旁路管线R2的一些制冷剂流入第一旁路管线R1中，在通过供热装置180之后回到压缩机100，通过第二旁路管线R2的其余制冷剂通过分支管线R4从第一膨胀装置140的旁边通过，在通过第二室内热交换器160之后回到压缩机100。

[0054] 此外，安装在制冷剂循环管线R上的压缩机100通过从发动机(内燃发动机或电机)接收动力而被致动，以吸入并压缩制冷剂，并排放呈高温高压的气相的制冷剂。

[0055] 在空调模式下，压缩机100吸入并压缩从第二室内热交换器160排放的制冷剂，并将压缩的制冷剂供应到第一室内热交换器110。在热泵模式下，压缩机100吸入并压缩从室外热交换器130排放且通过第一旁路管线R1的制冷剂，并将压缩的制冷剂供应到第一室内热交换器110。

[0056] 此外，在以热泵模式操作期间的第二加热模式、除湿模式或者除霜模式下，将制冷剂供应到第一旁路管线R1并同时通过分支管线R4供应到第二室内热交换器160(稍后将描述)，因此，压缩机100吸入并压缩在通过第一旁路管线R1和第二室内热交换器160之后汇合的制冷剂，然后将压缩的制冷剂供应到第一室内热交换器110。

[0057] 作为参照，在以热泵模式操作期间，当室外温度低于零度时，第二加热模式被启用，且第二加热模式与第一加热模式相比显示出低的加热性能。

[0058] 第一室内热交换器110安装在空调壳150的内部，并与压缩机100的出口侧的制冷剂循环管线R连接，从而在空调壳150内流动的空气与从压缩机100排放的制冷剂之间交换热。

[0059] 另外，第二室内热交换器160安装在空调壳150的内部，并与压缩机100的入口侧的制冷剂循环管线R连接，从而在空调壳150内流动的空气与被供应到压缩机100的制冷剂之间交换热。

[0060] 在空调模式和热泵模式下，第一室内热交换器110用作冷凝器(加热器)。

[0061] 在空调模式下，第二室内热交换器160用作蒸发器，但是在以热泵模式操作期间的第一加热模式下，第二室内热交换器160停止，这是因为制冷剂未被供应到第二室内热交换器160，但是在第二加热模式、除湿模式和除霜模式下，第二室内热交换器160用作蒸发器，这是因为一些制冷剂被供应到第二室内热交换器160。

[0062] 在这种情况下，在以热泵模式操作期间的第二加热模式、除湿模式和除霜模式下，第二室内热交换器160的蒸发器性能不如第二室内热交换器160在空调模式下的蒸发器性能。

[0063] 此外，第一室内热交换器110和第二室内热交换器160在空调壳150内彼此隔开预定的间隔。在这种情况下，在空调壳150的内部从空气流动方向的上游侧按顺序安装第二室内热交换器160和第一室内热交换器110。

[0064] 因此，如图2所示，在空调模式(此时，第二室内热交换器160用作蒸发器)下，从第一膨胀装置140排放的低温低压的制冷剂被供应到第二室内热交换器160，在这种情况下，通过鼓风机(未示出)而在空调壳150内流动的空气与在第二室内热交换器160内流动同时通过第二室内热交换器160的低温低压的制冷剂交换热，从而使所述空气变成冷空气，然后，冷空气被排放到车内，以冷却车辆的内部。

[0065] 如图3所示，在热泵模式(第一加热模式)(此时，第一室内热交换器110用作冷凝器(加热器))下，从压缩机100排放的高温高压的制冷剂被供应到第一室内热交换器110，在这种情况下，通过鼓风机(未示出)而在空调壳150内流动的空气与在第一室内热交换器110内流动同时通过第一室内热交换器110的高温高压的制冷剂交换热，从而使所述空气变成暖空气，然后，暖空气被排放到车内，以加热车辆的内部。

[0066] 同时，优选的是，第二室内热交换器160大于第一室内热交换器110。

[0067] 此外，电加热器115安装在空调壳150的内部、位于第一室内热交换器110的下游侧，以提高加热性能。

[0068] 换句话说，在车辆启动的早期阶段，电加热器115作为辅助热源起作用，以提高加热性能。当然，电加热器115不仅可用在车辆启动的早期阶段，而且在以热泵模式操作期间用于辅助加热性能。

[0069] 优选的是，电加热器115是PTC加热器。

[0070] 此外，温度控制门151安装在空调壳150的内部、位于第二室内热交换器160和第一室内热交换器110之间，以控制从第一室内热交换器110的旁边通过的空气的量以及通过第一室内热交换器110的空气的量。

[0071] 在这种情况下，如图2所示，在空调模式下，当通过温度控制门151完全关闭第一室内热交换器110的前方通道时，通过用作蒸发器的第二室内热交换器160的冷空气从第一室内热交换器110的旁边通过，并被供应到车内，从而可提供最大的冷却效率。如图3所示，在热泵模式(第一加热模式)下，通过温度控制门151完全关闭从第一室内热交换器110的旁边通过的通道，所有的空气在通过用作冷凝器(加热器)的第一室内热交换器110的同时变成暖空气，暖空气被供应到车内，从而可提供最大的加热效率。

[0072] 同时，当调节温度控制门151的位置时，可适当地控制被排放到车内的空气的温度。例如，在空调模式下，当温度控制门151被致动，以打开从第一室内热交换器110的旁边通过以及通过第一室内热交换器110的所有通道时，通过第二室内热交换器160的一些冷空气从第一室内热交换器110的旁边通过，通过第二室内热交换器160的其余冷空气在通过第一室内热交换器110的同时变成暖空气。之后，冷空气和暖空气混合在一起，以适当地控制车辆的室内温度。另外，空气在通过用作蒸发器的第二室内热交换器160的同时执行除湿操作。

[0073] 此外，不仅在空调模式下而且在以热泵模式操作期间的第二加热模式、除湿模式和除霜模式(此时，一些制冷剂被供应到第二室内热交换器160)下，第二室内热交换器160用作蒸发器，以对车辆的内部除湿。

[0074] 如上所述，不仅在空调模式下而且在热泵模式下，根据本发明的热泵系统可执行车内的除湿功能。

[0075] 此外，室外热交换器130安装在空调壳150的外部，并与制冷剂循环管线R连接，以在沿着制冷剂循环管线R循环的制冷剂与室外空气之间交换热。

[0076] 这里，室外热交换器130安装在车辆的发动机室的前方，以在室外热交换器130内流动的制冷剂与室外空气之间交换热。

[0077] 在空调模式下，室外热交换器130用作冷凝器，与第一室内热交换器110类似，在这种情况下，在室外热交换器130内流动的高温的制冷剂与室外空气交换热，然后被冷凝。

[0078] 另外，在热泵模式(第一加热模式)下，室外热交换器130用作蒸发器，与第一室内热交换器110相反，在这种情况下，在室外热交换器130内流动的低温的制冷剂与室外空气交换热，以被蒸发。

[0079] 此外，第一膨胀装置140安装在第二室内热交换器160的入口侧的制冷剂循环管线R上，以膨胀被供应到第二室内热交换器160的制冷剂。

[0080] 即，第一膨胀装置140膨胀从室外热交换器130排放的制冷剂，以使制冷剂成为低温低压的液相(湿饱和)，然后将液相的制冷剂供应到第二室内热交换器160。

[0081] 同时，在以热泵模式操作期间的除霜模式下或者在零度以下，因为安装在用作蒸发器的第二室内热交换器160的入口侧的第一膨胀装置140可能由于过度冷却而不受控制，所以优选的是，第一膨胀装置140是可用作开口的膨胀阀。

[0082] 作为第一膨胀装置140的膨胀阀包括：主体141，具有第一流动通道142和第二流动通道143，第一流动通道142具有开口部分142a，以膨胀被供应到第二室内热交换器160的制冷剂，从第二室内热交换器160排放的制冷剂在第二流动通道143内流动；阀主体144，被安放在开口部分142a的一侧，以控制开口部分142a的开口度；制冷剂流动部分
142b，形成在开口部分142a的安放面上，从而即使在阀主体144被安放在开口部分142a的安放面上的状态下也流过预定量的制冷剂。

[0083] 在这种情况下，因为制冷剂流动部分142b用作开口，阀主体144被安放在第一流动通道142的开口部分142a上，所以即使开口部分142a被关闭，制冷剂也可流过制冷剂流动部分142b，在上述过程期间，制冷剂被膨胀。

[0084] 如上所述，在除霜模式下或者在零度以下，即使膨胀阀140由于过度冷却而失去控制，也会因为制冷剂流动部分142b用作开口(以使制冷剂可一直流动并被膨胀)，而使得热泵模式可平稳地运行且可收集余热，从而可提高加热性能。

[0085] 同时，根据在第二流动通道143内流动的制冷剂的温度变化而移动的分隔件145安装在主体141的上端部，根据分隔件145的位移而致动阀主体144的杆146安装在分隔件145下方。

[0086] 此外，安装第一旁路管线R1，以将第一膨胀装置140的入口侧的制冷剂循环管线R与第二室内热交换器160的出口侧的制冷剂循环管线R连接，以使循环的制冷剂从第一膨胀装置140和第二室内热交换器160的旁边通过。

[0087] 如附图所示，第一旁路管线R1与第一膨胀装置140和第二室内热交换器160并行地布置，即，第一旁路管线R1的入口侧与将室外热交换器130与第一膨胀装置140彼此连接的制冷剂循环管线R连接，第一旁路管线R1的出口侧与将第二室内热交换器160与压缩机100彼此连接的制冷剂循环管线R连接。

[0088] 因此，在空调模式下，通过室外热交换器130的制冷剂朝着第一膨胀装置140和第二室内热交换器160流动，但是在热泵模式(第一加热模式)下，通过室外热交换器130的制冷剂直接通过第一旁路管线R1朝着压缩机100流动，即，从第一膨胀装置140和第二室内热交换器160的旁边通过。

[0089] 这里，通过第一换向阀191执行制冷剂的流动方向根据空调模式和热泵模式的转变。

[0090] 第一换向阀191安装在第一旁路管线R1与制冷剂循环管线R之间的分支点处，从而转变制冷剂的流动方向，以使通过室外热交换器130的制冷剂朝着第一旁路管线R 1和第一膨胀装置140流动。

[0091] 在这种情况下，在空调模式下，第一换向阀191以这样的方式转变制冷剂的流动方向：从压缩机100排放并通过第一室内热交换器110和室外热交换器130的制冷剂朝着第一膨胀装置140和第二室内热交换器160流动。但是，在热泵模式(第一加热模式)下，第一换向阀191以这样的方式转变制冷剂的流动方向：从压缩机100排放并通过第一室内热交换器110、第二膨胀装置120、室外热交换器130的制冷剂朝着第一旁路管线R1流动。

[0092] 同时，优选的是，第一换向阀191安装在第一旁路管线R1的入口侧的分支点处，且第一换向阀191是三通阀。

[0093] 此外，第二膨胀装置120安装在室外热交换器130的入口侧的制冷剂循环管线R上，以根据空调模式或热泵模式选择性地膨胀被供应到室外热交换器130的制冷剂。

[0094] 第二膨胀装置120包括：膨胀管线R3，并行地连接在室外热交换器130的入口侧的制冷剂循环管线R上；开口121，安装在膨胀管线R3上，用于膨胀制冷剂；第三换向阀193，安装在膨胀管线R3与制冷剂循环管线R之间的分支点处，以转变制冷剂的流动方向，从而通过第一室内热交换器110的制冷剂根据空调模式或热泵模式通过开口121或者从开口121的旁边通过。

[0095] 这里，开口121可以是膨胀阀，与第一膨胀装置140类似。

[0096] 因此，在空调模式下，从压缩机100排放并通过第一室内热交换器110的制冷剂通过第三换向阀193而从开口121的旁边通过，然后被供应到室外热交换器130。

[0097] 在热泵模式(第一加热模式)下，从压缩机100排放并通过第一室内热交换器110的制冷剂通过第三换向阀193而在通过开口121的同时被膨胀，然后被供应到室外热交换器130。

[0098] 此外，供热装置180安装在第一旁路管线R1上，以将热供应到沿着第一旁路管线R1流动的制冷剂。

[0099] 供热装置180包括水冷式热交换器181，水冷式热交换器181包括：制冷剂热交换部分181a，允许沿着第一旁路管线R1流动的制冷剂流入制冷剂热交换部分181a中，以将车辆电装置200的余热供应到沿着第一旁路管线R1流动的制冷剂；冷却水热交换部分181b，以可交换热的方式设置在制冷剂热交换部分181a的一侧，允许循环通过车辆电装置200的冷却水流入冷却水热交换部分181b中。

[0100] 因此，在热泵模式下，根据本发明的热泵系统可通过收集来自车辆电装置200的余热来提高加热性能。

[0101] 同时，对于车辆电装置200，存在电机、逆变器以及其他设备。

[0102] 这里，将更加详细地描述供热装置180。供热装置180包括冷却水循环管线W、水冷式散热器210、冷却水旁路管线W1、冷却水换向阀230。

[0103] 冷却水循环管线W将车辆电装置200与水冷式散热器210彼此连接，以使冷却水循环到车辆电装置200。

[0104] 在这种情况下，用于使冷却水循环的水泵220设置在冷却水循环管线W上。

[0105] 在附图中，两个电装置200连接在冷却水循环管线W上，但是电装置200的数量可变。

[0106] 水冷式散热器210安装在冷却水循环管线W上，以在室外空气与沿着冷却水循环管线W循环的冷却水之间交换热，从而通过冷却沿着冷却水循环管线W循环的冷却水来冷却车辆电装置200。

[0107] 在这种情况下，鼓风机215安装在水冷式散热器210的一侧，以朝着水冷式散热器210吹送室外空气，从而提高沿着冷却水循环管线W循环的冷却水的冷却性能。

[0108] 冷却水旁路管线W1将冷却水循环管线W与水冷式热交换器181的冷却水热交换部分181b彼此并行地连接，从而通过水泵220使通过电装置200的冷却水从水冷式散热器210的旁边通过、流到冷却水热交换部分181b。

[0109] 此外，冷却水换向阀230安装在冷却水旁路管线W1与冷却水循环管线W之间的分支点处，以根据空调模式或热泵模式转变冷却水的流动方向。

[0110] 因此，在热泵模式下，通过水泵220的操作使通过电装置200的冷却水通过冷却水换向阀230从水冷式散热器210的旁边通过，流入水冷式热交换器181的冷却水交换部分181b中，在该过程中，流入冷却水热交换部分181b中的冷却水与沿着第一旁路管线R1流入制冷剂热交换部分181a中的制冷剂彼此交换热，从而可收集车辆电装置200的余热。

[0111] 在空调模式下，通过水泵220的操作使通过电装置200的冷却水通过冷却水换向阀230而循环通过水冷式散热器210，在该过程中，循环的冷却水通过与室外空气热交换而被冷却，从而可冷却电装置200。

[0112] 同时，附图示出了冷却水换向阀230沿着冷却水的流动方向安装在两个电装置200之间，以收集第一电装置200的余热，但是如果冷却水换向阀230安装在第二电装置
200的出口侧，则可收集这两个电装置200的余热。

[0113] 此外，为了使被供应到第一旁路管线R1的供热装置180的一些制冷剂朝着第二室内热交换器160流动或者使被供应到第二室内热交换器160的一些制冷剂朝着第一旁路管线R1的供热装置180流动，安装用于将第二室内热交换器160的入口侧的制冷剂循环管线R与供热装置180的水冷式热交换器181的入口侧的第一旁路管线R1连接的分支管线R4，用于控制制冷剂的量的流动控制阀195安装在分支管线R4上。

[0114] 更具体地说，安装分支管线R4，以将位于第一膨胀装置140和第二室内热交换器160之间的制冷剂循环管线R与供热装置180的入口侧的第一旁路管线R1连接。

[0115] 现在，将描述在以热泵模式操作期间使用分支管线R4和流动控制阀195的第二加热模式、除湿模式以及除霜模式。

[0116] 首先，如图4所示，在以热泵模式操作期间的第二加热模式下，通过第一换向阀191而朝着第一旁路管线R1流动的一些制冷剂在通过水冷式热交换器181的同时收集车辆电装置200的余热，朝着第一旁路管线R1流动的其余制冷剂通过用作蒸发器的第二室内热交换器160。

[0117] 在室外温度低于零度时执行图4中示出的第二加热模式。在该模式下，为了使低温的室外空气的影响最小化，制冷剂通过第二旁路管线R2从室外热交换器130的旁边通过(稍后将描述)。在这种情况下，为了通过收集车辆电装置200的余热和室内空气的热源来提高加热效率，在第一旁路管线R1中流动的制冷剂通过分支管线R4被分支，然后，被分支的制冷剂同时被供应到水冷式热交换器181和第二室内热交换器160。这里，第二加热模式被控制为室内空气流入模式，此时，室内空气被引入到空调壳150中并与第二室内热交换器160交换热。

[0118] 此外，如图5所示，在热泵模式的操作期间的除湿模式下，通过第一换向阀191而朝着第一旁路管线R1流动的一些制冷剂在通过水冷式热交换器181的同时收集车辆电装置200的余热，朝着第一旁路管线R1流动的其余制冷剂通过用作蒸发器的第二室内热交换器160。

[0119] 在室外温度高于零度时执行图5中示出的除湿模式。通过室外热交换器130以收集室外空气的热源和车辆电装置200的余热的制冷剂在沿着第一旁路管线R1流动的同时通过水冷式热交换器181，在这种情况下，沿着第一旁路管线R1流动的一些制冷剂通过分支管线R4被分支，被供应到第二室内热交换器160，从而对在空调壳150内流动的空气除湿。

[0120] 此外，如图6所示，在以热泵模式操作期间的除霜模式下，制冷剂通过第一换向阀191而朝着第一膨胀装置140流动，在这种情况下，通过第一膨胀装置140的一些制冷剂通过用作蒸发器的第二室内热交换器160，通过第一膨胀装置140的其余制冷剂通过水冷式热交换器181，以收集车辆电装置200的余热。

[0121] 执行图6中示出的除霜模式，以去除室外热交换器130的霜(在图3中示出的第一加热模式下，室外热交换器130用作蒸发器)。与图2中示出的空调模式类似的是，高温的制冷剂被供应到室外热交换器130，从而去除霜，在这种情况下，在通过室外热交换器130之后通过第一膨胀装置140的一些制冷剂通过分支管线R4被分支，并被供应到水冷式热交换器181，从而消弱用作蒸发器的第二室内热交换器160的性能，从而可在以除霜模式操作期间使室内空气的温度的变化最小化。

[0122] 另外，在以热泵模式操作期间的除湿模式和除霜模式下，可通过流动控制阀195适当地控制被供应到用作蒸发器的第二室内热交换器160的制冷剂的量，以使室内空气的温度的变化最小化。

[0123] 同时，安装在第一旁路管线R1上的水冷式热交换器181相对于分支管线R4安装在第一旁路管线R1的制冷剂流动方向的下游。

[0124] 这里，将通过各个模式来描述在第一管线旁路管线R1上水冷式热交换器181相对于分支管线R4安装在下游的原因。

[0125] 首先，在空调模式下，当水冷式热交换器181安装在制冷剂循环管线R上时，由于制冷剂的加热导致冷却效率降低，因此水冷式热交换器181必须安装在第一旁路管线R1上(在空调模式下，制冷剂不流入第一旁路管线R1中)。

[0126] 在第二加热模式和除湿模式下，当被引入到第一旁路管线R1中的制冷剂通过分支管线R4被分支且被分支的制冷剂分别被供应到水冷式热交换器181和第二室内热交换器160时，可增加余热的收集。如果在制冷剂被供应到第二室内热交换器160之前水冷式热交换器181首先收集热，则第二室内热交换器160和空气之间的热交换效率降低，因此，在第一旁路管线R1上，水冷式热交换器181相对于分支管线R4必须安装在下游。

[0127] 在除霜模式下，由于制冷剂与在空调模式下类似地工作，所以在第一旁路管线R1上，水冷式热交换器181相对于分支管线R4必须安装在下游(通过第一膨胀阀140的低温低压的制冷剂位于第一旁路管线R1中)，在这种情况下，在除霜模式下，当大量制冷剂朝着第二室内热交换器160流动时，由于室内温度可能发生大的变化，所以固定量的制冷剂必须通过分支管线R4朝着水冷式热交换器181从旁边通过。

[0128] 此外，第二旁路管线R2并行地安装在制冷剂循环管线R上，以使通过第二膨胀装置120的制冷剂从室外热交换器130的旁边通过，第二换向阀192安装在第二旁路管线R2和制冷剂循环管线R之间的分支点处，以转变制冷剂的流动方向，从而根据室外温度使通过第二膨胀装置120的制冷剂流动到室外热交换器130或第二旁路管线R2。

[0129] 换句话说，如果室外温度高于零度，则通过第二换向阀192控制制冷剂朝着室外热交换器130流动，如果室外温度低于零度，则通过第二换向阀192控制制冷剂从室外热交换器130的旁边通过，朝着第二旁路管线R2流动。

[0130] 这里，在室外温度低于零度的情况下，为了使低温的室外空气的影响最小化，与图4中示出的第二加热模式类似，通过第二膨胀装置120的制冷剂从室外热交换器130的旁边通过，朝着第二旁路管线R2流动，通过第二旁路管线R2的一些制冷剂在流入第一旁路管线R1的同时被供应到水冷式热交换器181，以收集车辆电装置200的余热，通过第二旁路管线R2的其余制冷剂通过分支管线R4被供应到用作蒸发器的第二室内热交换器160。

[0131] 在这种情况下，第二加热模式被控制为室内空气流入模式(此时，室内空气被引入到空调壳150中，与第二室内热交换器160交换热)，以使被供应到第二室内热交换器160的制冷剂可收集室内空气的热源。

[0132] 如上所述，在室外温度低于零度的低热源情况下，制冷剂通过第二旁路管线R2从室外热交换器130的旁边通过，从而使低温的室外空气的影响最小化，沿着第一旁路管线R1流动的制冷剂通过分支管线R4被分支，以使一些制冷剂通过水冷式热交换器181收集车辆电装置200的余热，其余制冷剂通过第二室内热交换器160收集室内空气的热源(即，与室内空气交换热)，由此可提高加热效率。

[0133] 同时，当室外温度和室内温度均低于参考温度(0℃)时，在车辆启动之后，控制部分致动电加热器115以执行初始加热，然后，当室内温度高于参考温度(0℃)时，控制部分以室内空气可被引入到空调壳150中这样的方式将空气流入模式控制为室内空气流入模式，并使第二加热模式起作用(如图4所示)。

[0134] 如上所述，当室外温度高于零度时，根据本发明的热泵系统收集车辆电装置200的余热和室外空气的热源，当室外温度低于零度时，热泵系统收集车辆电装置200的余热和室内空气的热源，热泵系统可根据热负荷和目的实现各种热泵模式(例如，第一加热模式(在图3中)、第二加热模式(在图4中)、除湿模式(在图5中)、除霜模式(在图6中))，从而可通过提高热泵系统的效率使热泵系统保持先进的加热性能，可通过使电加热器115的操作最小化来增加车辆(电动车辆或混合动力车辆)的里程。

[0135] 图7a和图7b分别是示出根据现有技术的热泵系统和根据本发明的热泵系统的加热性能关于室外温度的曲线图。如附图所示，室外温度越高，要求冷却性能越好，室外温度越低，要求加热性能越好。

[0136] 这里，由于当室外温度低于零度时，根据现有技术的热泵系统没有操作在热泵模式下，所以当室外温度低于零度时，用作辅助加热器的PTC加热器执行功耗达100％的加热。所以，根据现有技术的热泵系统具有多种问题：当室外温度高于零度时，热泵系统可仅在热泵模式下执行加热，从而劣化热泵系统的效率；当室外温度低于零度时，由于热泵系统可仅通过PTC加热器执行加热，所以功耗迅速增加且车辆的里程减小。

[0137] 另一方面，由于即使室外温度低于零度，根据本发明的热泵系统也可工作在热泵模式下，所以当室外温度低于零度时，热泵模式可代替部分区域(“改进的效果”部分)(所述部分区域是根据现有技术的PTC加热器已执行功耗达100％的加热的那部分中的一部分)，从而根据本发明的热泵系统可减少与改进的效果部分相当的PTC加热器的功耗且增加车辆的里程。

[0138] 同时，蓄能器170安装在压缩机100的入口侧的制冷剂循环管线R上。

[0139] 蓄能器170将被供应到压缩机100的制冷剂分成液相制冷剂和气相制冷剂，然后，仅将气相制冷剂供应到压缩机100。

[0140] 在下文中，将描述根据本发明的车用热泵系统的作用。

[0141] 空调模式(冷却模式)

[0142] 如图2所示，在空调模式(冷却模式)下，通过第一换向阀191关闭第一旁路管线R1，通过第二换向阀192关闭第二旁路管线R2，然后，第三换向阀193关闭膨胀管线R3。

[0143] 此外，冷却水换向阀230关闭冷却水旁路管线W1，以使通过水泵220循环的冷却水在循环通过车辆电装置200和水冷式散热器210的同时冷却车辆电装置200。

[0144] 同时，在最大加热时，空调壳150内的温度控制门151关闭通过第一室内热交换器110(冷凝器)的通道，然后，通过鼓风机吹入空调壳150中的空气在通过第二室内热交换器160(蒸发器)时被冷却。之后，冷却的空气从第一室内热交换器110的旁边通过，并被供应到车内，以冷却车辆的内部。

[0145] 接下来，将描述制冷剂循环过程。

[0146] 在压缩机100中被压缩并从压缩机100排放的高温高压的气相制冷剂被供应到安装在空调壳150内的第一室内热交换器110(冷凝器)。

[0147] 如图2所示，被供应到第一室内热交换器110中的制冷剂直接流动到室外热交换器130(冷凝器)，而不与空气进行任何热交换，这是因为温度控制门151关闭第一室内热交换器110的通道。

[0148] 流动到室外热交换器130的制冷剂在与室外空气交换热时被冷凝，因此，气相制冷剂变成液相制冷剂。

[0149] 同时，第一室内热交换器110和室外热交换器130均用作冷凝器，但是与室外空气交换热的室外热交换器130主要冷凝制冷剂。

[0150] 接下来，通过室外热交换器130的制冷剂在通过第一膨胀装置140时通过降压而被膨胀，从而变成低温低压的液相制冷剂，然后，液相制冷剂被引入到第二室内热交换器160(蒸发器)中。

[0151] 被引入到第二室内热交换器160中的制冷剂通过与通过鼓风机吹入空调壳150中的空气进行热交换而被蒸发，同时，通过制冷剂的蒸发的潜热引起的热吸收作用来冷却空气，然后，冷却的空气被供应到车内，以冷却车辆的内部。

[0152] 之后，从第二室内热交换器160排放的制冷剂被引入到压缩机100中，然后，按照上述路线再循环。

[0153] 在以热泵模式操作期间的第一加热模式

[0154] 在以热泵模式操作期间，在室外温度高于零度的情况下，执行第一加热模式，第一加热模式利用车辆电装置200的余热作为热源。如图3所示，通过第一换向阀191打开第一旁路管线R1，制冷剂不被供应到第一膨胀装置140和第二室内热交换器160。

[0155] 此外，通过第二换向阀192关闭第二旁路管线R2，通过第三换向阀193打开膨胀管线R3。

[0156] 同时，当冷却水换向阀230打开冷却水旁路管线W1时，通过水泵220循环的冷却水通过车辆电装置200并流动到水冷式热交换器181的冷却水热交换部分181b，然后，继续循环。在这种情况下，通过车辆电装置200加热的冷却水流动到水冷式热交换器181的冷却水热交换部分181b。

[0157] 此外，在第一加热模式下，空调壳150内的温度控制门151关闭从第一室内热交换器110(冷凝器)的旁边通过的通道，因此，通过鼓风机吹入空调壳150中的空气在通过第二室内热交换器160(停止工作)之后在通过第一室内热交换器110时变成暖空气，然后，暖空气被供应到车内，以加热车辆的内部。

[0158] 接下来，将描述制冷剂循环过程。

[0159] 在压缩机100中被压缩并从压缩机100排放的高温高压的气相制冷剂被引入到安装在空调壳150内的第一室内热交换器110(冷凝器)中。

[0160] 被引入到第一室内热交换器110中的高温高压的气相制冷剂在与通过鼓风机吹入空调壳150中的空气交换热时被冷凝，在这种情况下，通过第一室内热交换器110的空气变成暖空气，然后，暖空气被供应到车内，以加热车辆的内部。

[0161] 接下来，从第一室内热交换器110排放的制冷剂通过第三换向阀193而流动到膨胀管线R3，流动到膨胀管线R3的制冷剂在通过开口121(作为第二膨胀装置120)时通过降压而被膨胀，从而变成低温低压的液相制冷剂，然后，液相制冷剂被供应到室外热交换器130(蒸发器)。

[0162] 被供应到室外热交换器130的制冷剂通过与室外空气进行热交换而被蒸发，然后，制冷剂通过第一换向阀191而通过第一旁路管线R1。在这种情况下，通过第一旁路管线R1的制冷剂在通过水冷式热交换器181的制冷剂热交换部分181a时与通过冷却水热交换部分181b的冷却水交换热，从而收集车辆电装置200的余热。之后，制冷剂被引入到压缩机100中，然后，按照上述路线再循环。

[0163] 在以热泵模式操作期间的第二加热模式

[0164] 在以热泵模式操作期间，当室外温度低于零度时，执行第二加热模式，第二加热模式利用室内空气和车辆电装置200的余热作为热源。如图4所示，通过第一换向阀191打开第一旁路管线R1，通过流动控制阀195打开分支管线R4。

[0165] 此外，通过第二换向阀192打开第二旁路管线R2，通过第三换向阀193打开膨胀管线R3。

[0166] 另外，当冷却水换向阀230打开冷却水旁路管线W1时，通过水泵220循环的冷却水通过车辆电装置200，然后，流动到水冷式热交换器181的冷却水热交换部分181b。之后，冷却水继续循环。在这种情况下，通过车辆电装置200加热的冷却水流动到水冷式热交换器181的冷却水热交换部分181b。

[0167] 同时，当车辆的室内温度高于零度时，空调壳150的空气流入模式被控制为室内空气流入模式，从而将室内空气引入到空调壳150中。

[0168] 此外，在第二加热模式下，空调壳150内的温度控制门151关闭从第一室内热交换器110(冷凝器)的旁边通过的通道，因此，通过鼓风机吹入空调壳150中的空气在通过第二室内热交换器160(停止工作)之后在通过第一室内热交换器110时变成暖空气，然后，暖空气被供应到车内，以加热车辆的内部。

[0169] 接下来，将描述制冷剂循环过程。

[0170] 在压缩机100中被压缩并从压缩机100排放的高温高压的气相制冷剂被引入到安装在空调壳150内的第一室内热交换器110(冷凝器)中。

[0171] 被引入到第一室内热交换器110中的高温高压的气相制冷剂在与通过鼓风机吹入空调壳150中的空气交换热时被冷凝，在这种情况下，通过第一室内热交换器110的空气变成暖空气，然后，暖空气被供应到车内，以加热车辆的内部。

[0172] 接下来，从第一室内热交换器110排放的制冷剂通过第三换向阀193而流动到膨胀管线R3，流动到膨胀管线R3的制冷剂在通过开口121(作为第二膨胀装置120)时通过降压而被膨胀，从而变成低温低压的液相制冷剂，然后，液相制冷剂在流动到第二旁路管线R2时从室外热交换器130的旁边通过。

[0173] 在这种情况下，由于制冷剂从室外热交换器130的旁边通过，所以使低温的室外空气的影响最小化。

[0174] 之后，通过第二旁路管线R2的制冷剂通过第一换向阀191而通过第一旁路管线R1，在这种情况下，通过第一旁路管线R1的一些制冷剂在通过水冷式热交换器181的制冷剂热交换部分181a时与通过冷却水热交换部分181b的冷却水交换热，且在收集车辆电装置200的余热时被蒸发，通过第一旁路管线R1的其余制冷剂通过分支管线R4被供应到第二室内热交换器160，且在与在空调壳150内流动的室内空气交换热时被蒸发。

[0175] 分别通过水冷式热交换器181和第二室内热交换器160的制冷剂接合在一起，且被引入到压缩机100中，然后，按照上述路线再循环。

[0176] 在以热泵模式操作期间的除湿模式

[0177] 在以热泵模式操作期间，当室外温度高于零度时，执行除湿模式，除湿模式利用室外空气和车辆电装置200的余热作为热源。如图5所示，在以图3中示出的第一加热模式操作期间，在需要对车辆的内部除湿的情况下，执行除湿模式。

[0178] 因此，将仅描述除湿模式与图3的第一加热模式不同的部分。

[0179] 在除湿模式下，在第一加热模式的状态下，通过流动控制阀195另外地打开分支管线R4。

[0180] 此外，在除湿模式下，当空调壳150内的温度控制门151关闭从第一室内热交换器110(冷凝器)的旁边通过的通道时，通过鼓风机吹入空调壳150中的空气在通过第二室内热交换器160(蒸发器)时被冷却，然后，冷却的空气在通过第一室内热交换器110时变成暖空气。暖空气被供应到车内，以加热车辆的内部。

[0181] 在这种情况下，由于被供应到第二室内热交换器160的制冷剂的量小，空气冷却效率变低，所以根据本发明的热泵系统可使室内温度的变化最小化，且对通过第二室内热交换器160的空气平稳地除湿。

[0182] 接下来，将描述制冷剂循环过程。

[0183] 通过压缩机100、第一室内热交换器110、第二膨胀装置120的开口121、室外热交换器130的制冷剂通过第一换向阀191而通过第一旁路管线R1，在这种情况下，通过第一旁路管线R1的一些制冷剂在通过水冷式热交换器181的制冷剂热交换部分181a时与通过冷却水热交换部分181b的冷却水交换热，且在收集车辆电装置200的余热时被蒸发，通过第一旁路管线R1的其余制冷剂通过分支管线R4被供应到第二室内热交换器160，且在与在空调壳150内流动的空气交换热时被蒸发。

[0184] 在上述过程期间，通过第二室内热交换器160的空气可被除湿，通过第二室内热交换器160的除湿空气在通过第一室内热交换器110(冷凝器)时变成暖空气，然后，暖空气被供应到车内，从而对车辆的内部除湿并加热车辆的内部。

[0185] 之后，分别通过水冷式热交换器181和第二室内热交换器160的制冷剂接合在一起，且被引入到压缩机100中，然后，按照上述路线再循环。

[0186] 在以热泵模式操作期间的除霜模式

[0187] 在以热泵模式操作期间，当室外温度高于零度时，执行除霜模式，除霜模式利用室外空气和车辆电装置200的余热作为热源。如图2所示，当由于室外热交换器130的冻结而导致需要去除霜时，执行除霜模式。

[0188] 在图3的第一加热模式的操作期间，如果有必要去除室外热交换器130的霜，则制冷剂工作在图2的空调模式下，以使高温的制冷剂被供应到室外热交换器130，从而去除室外热交换器130的霜。

[0189] 此外，在除霜模式下，用于收集车辆电装置200的余热的冷却水的循环方向与图3相同，仅仅制冷剂工作在图2的空调模式下，通过流动控制阀195另外地打开分支管线R4。

[0190] 另外，在除湿模式下，当空调壳150内的温度控制门151关闭从第一室内热交换器110(冷凝器)的旁边通过的通道时，通过鼓风机吹入空调壳150中的空气在通过第二室内热交换器160(蒸发器)时被冷却，然后，空气在通过第一室内热交换器110时变成暖空气。
暖空气被供应到车内，以加热车辆的内部。

[0191] 在这种情况下，由于被供应到第二室内热交换器160的制冷剂的量小，空气冷却效率变低，所以根据本发明的热泵系统可使室内温度的变化最小化。

[0192] 接下来，将描述制冷剂循环过程。

[0193] 在压缩机100中被压缩并从压缩机100排放的高温高压的气相制冷剂被引入到安装在空调壳150内的第一室内热交换器110(冷凝器)中。

[0194] 被引入到第一室内热交换器110中的高温高压的气相制冷剂在与通过鼓风机吹入空调壳150中的空气交换热时被冷凝，在这种情况下，通过第一室内热交换器110的空气变成暖空气，然后，暖空气被供应到车内，以加热车辆的内部。

[0195] 接下来，从第一室内热交换器110排放的高温的制冷剂流动到室外热交换器130(冷凝器)，以去除室外热交换器130的霜。

[0196] 接下来，通过室外热交换器130的制冷剂在通过第一膨胀装置140时通过降压而被膨胀，从而变成低温低压的液相制冷剂，然后，朝着第二室内热交换器160(蒸发器)供应液相制冷剂。在这种情况下，被供应到第二室内热交换器160的一些制冷剂通过分支管线R4而朝着第一旁路管线R1流动。

[0197] 被供应到第二室内热交换器160的制冷剂通过与通过鼓风机吹入空调壳150中的空气进行热交换而被蒸发，朝着第一旁路管线R1供应的制冷剂在通过水冷式热交换器181的制冷剂热交换部分181a时与通过冷却水热交换部分181b的冷却水交换热，从而通过收集车辆电装置200的余热而被蒸发。

[0198] 之后，分别通过水冷式热交换器181和第二室内热交换器160的制冷剂接合在一起，且被引入到压缩机100中，然后，按照上述路线再循环。

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高温蒸汽热泵机组-专利编号CN104075489B	2020-05-13	240
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