[發明專利]車用熱泵系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201310067307.9
• 申請日: 2013-03-04
• 公開（公告）號: CN103287239A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 金泰銀;金學圭;吳世源;林然佑;俞相俊;李楨宰;崔永鎬;姜成鎬;徐正勛
• 申請（專利權）人: 漢拏空調株式會社
• 主分類號: B60H1/00
• 分類號: B60H1/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 韓明星;劉奕晴

技術領域

本發明涉及一種車用熱泵系統以及一種控制該車用熱泵系統的方法，更具體地說，涉及一種車用車泵系統以及控制該熱泵系統的方法，在熱泵模式下，如果壓縮機的轉數小于壓縮機的最大轉數的上限，則僅可變地控制壓縮機，并且當壓縮機的轉數達到壓縮機的最大轉數的上限的時候僅運行電加熱器，以滿足在熱泵模式下的目標排出溫度，并且在最大制熱模式下不只是按照壓縮機的最大轉數運行壓縮機，而是根據條件區分壓縮機的最大轉數的上限。

背景技術

通常，車用空調包括用于冷卻車輛內部的冷卻系統以及用于加熱車輛內部的加熱系統。在制冷劑循環的蒸發器側，冷卻系統通過將流過蒸發器外側的空氣與蒸發器內側流動的制冷劑進行熱交換而將空氣轉化為冷空氣，以冷卻車輛內部。在冷卻水循環的加熱器芯側，加熱系統通過將流過加熱器芯外側的空氣與在加熱器芯內側流動的冷卻水進行熱交換而將空氣轉化為熱空氣，以加熱車輛內部。

與此同時，與車用空調不同，已經采用了一種可以使用一個制冷劑循環通過變換制冷劑的流動方向來選擇性地實施制冷和制熱的熱泵系統。例如，熱泵系統包括兩個熱交換器，一個是安裝在空調殼體內部的內部熱交換器，以與吹送到車輛內部的空氣進行熱交換，另一個是外部熱交換器，用于在空調殼體外部進行熱交換，并且包括方向可調整的閥，用于改變制冷劑的流動方向。因此，根據通過方向可調整的閥來改變的制冷劑的流動方向，當運行制冷模式時內部熱交換器用作用于冷卻的熱交換器，并且當運行制熱模式時內部熱交換器用作用于加熱的熱交換器。

已經提出了各種車用熱泵系統，圖1示出了車用熱泵系統的說明性示例。

如圖1所示出的，車用熱泵系統包括：壓縮機30，用于壓縮和排放制冷劑；高壓側熱交換器32，用于輻射從壓縮機30排放的制冷劑的熱量；平行地安裝的第一膨脹閥34和第一旁通閥36，以使經過高壓側熱交換器32的制冷劑選擇性地通過；外部熱交換器48，用于使流過第一膨脹閥34或第一旁通閥36的制冷劑進行熱交換；低壓側熱交換器60，用于使流經外部熱交換器48的制冷劑蒸發；蓄液器62，將流經低壓側熱交換器60的制冷劑分成氣相制冷劑和液相制冷劑；內部熱交換器50，將供應到低壓側熱交換器60的制冷劑與返回到壓縮機30的制冷劑進行熱交換；第二膨脹閥56，使提供到低壓側熱交換器60的制冷劑選擇性地膨脹；第二旁通閥58，與第二膨脹閥56平行地安裝，以選擇性地連接外部熱交換器48的出口側和蓄液器62的入口側。

在圖1中，標號10指示空調殼體，其中，高壓側熱交換器32和低壓側熱交換器60安裝在空調殼體中，標號12指示用于控制冷空氣和熱空氣的混合量的調溫門，標號20指示安裝于空調殼體的入口處的吹風機。

同時，為了確保加熱性能，電加熱器(未示出)安裝在空調殼體10內部。

根據具有上述結構的熱泵系統，當運行熱泵模式(制熱模式)時，第一旁通閥36和第二膨脹閥56關閉，第一膨脹閥34和第二旁通閥58打開。此外，調溫門12如圖1所示地操作。因此，從壓縮機30排放的制冷劑按順序流經高壓側熱交換器32、第一膨脹閥34、外部熱交換器48、內部熱交換器50的高壓側52、第二旁通閥58、蓄液器62以及內部熱交換器50的低壓側54，然后返回到壓縮機30。即，高壓側熱交換器32用作加熱器，外部熱交換器48用作蒸發器。

當運行空調模式(制冷模式)時，第一旁通閥36和第二膨脹閥56打開，第一膨脹閥34和第二旁通閥58關閉。此外，調溫門12關閉高壓側熱交換器32的通道。因此，從壓縮機30排放的制冷劑按順序流經高壓側熱交換器32、第一旁通閥36、外部熱交換器48、內部熱交換器50的高壓側52、第二膨脹閥56、低壓側熱交換器60、蓄液器62以及內部熱交換器50的低壓側54，然后返回到壓縮機30。即，低壓側熱交換器60用作蒸發器，由調溫門12關閉的高壓側熱交換器32與熱泵模式中相同用作加熱器。

然而，為了滿足目標排出溫度，傳統車用熱泵系統同時可變地控制壓縮機30的轉數以及電加熱器的產熱率，因此，傳統車用熱泵系統具有的問題在于：由于同時可變地控制壓縮機30的轉數以及電加熱器的產熱率，空氣排出溫度在車輛內部的集中性變差或者變得不穩定。

另外，傳統車用熱泵系統具有其他的問題在于：由于在最大制熱模式下壓縮機30只是以最大轉速運行，因此壓縮機30的運轉噪聲增加，并且這引起乘客的不適。

發明內容