[發(fā)明專利]帶可控蒸發(fā)器閥的車(chē)輛蒸汽注入熱泵系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010151820.6
• 申請(qǐng)日: 2020-03-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111688433A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蒂莫西·諾亞·布拉奇利;洛倫·約翰·洛邁爾;安吉洛·帕蒂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福特全球技術(shù)公司
• 主分類號(hào): B60H1/00
• 分類號(hào): B60H1/00;B60L58/26;B60L58/27
• 代理公司: 北京銘碩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 王秀君;魯恭誠(chéng)

本公開(kāi)提供了“帶可控蒸發(fā)器閥的車(chē)輛蒸汽注入熱泵系統(tǒng)”。一種包括蒸汽注入熱泵的車(chē)輛，所述蒸汽注入熱泵具有：制冷劑環(huán)路，其具有被配置為冷卻艙室空氣的蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器聯(lián)接到具有近零壓降的全開(kāi)位置的可電控壓力調(diào)節(jié)閥；和艙室調(diào)節(jié)冷卻劑環(huán)路，其具有被配置為選擇性地加熱所述艙室空氣的加熱器芯體。控制器被配置為控制所述閥將所述制冷劑環(huán)路的溫度和壓力維持在凍結(jié)閾值以上，以抑制或防止蒸發(fā)器結(jié)冰。可以控制所述閥在并聯(lián)除濕模式期間節(jié)流，并在其他操作模式(諸如冷卻模式、加熱模式、除冰模式和串聯(lián)除濕模式)期間全開(kāi)以使壓降最小化。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及一種在提供艙室冷卻的蒸發(fā)器出口處具有可控閥的蒸汽注入熱泵系統(tǒng)。

背景技術(shù)

當(dāng)前的熱泵設(shè)計(jì)可以使用蒸發(fā)器壓力調(diào)節(jié)器(EPR)來(lái)啟用某些操作模式(諸如并聯(lián)除濕)以防止一個(gè)或多個(gè)車(chē)艙蒸發(fā)器結(jié)冰。通過(guò)使用EPR啟用的附加操作模式可以在更寬范圍的操作條件下提供更高的系統(tǒng)操作效率。然而，EPR會(huì)降低熱泵在其他操作模式(例如冷卻模式或串行除濕模式)下的效率和容量。

發(fā)明內(nèi)容

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例包括一種車(chē)輛，所述車(chē)輛具有包括制冷劑環(huán)路的蒸汽注入熱泵系統(tǒng)，所述制冷劑環(huán)路具有至少一個(gè)被定位成選擇性地冷卻艙室空氣的蒸發(fā)器。所述蒸發(fā)器具有出口，所述出口聯(lián)接到與控制器連通的閥，以響應(yīng)于相對(duì)于相關(guān)聯(lián)壓力閾值的吸入壓力和相對(duì)于相關(guān)聯(lián)溫度閾值的蒸發(fā)器翼片溫度中的至少一個(gè)來(lái)調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，以在至少第一操作模式(諸如并聯(lián)除濕模式)期間抑制蒸發(fā)器結(jié)冰，并且在至少第二操作模式(諸如加熱或冷卻模式)期間使所述閥全開(kāi)，以允許流量以近零壓降流過(guò)其中。在至少一個(gè)實(shí)施例中，可控閥包括電動(dòng)或電子蒸發(fā)器壓力調(diào)節(jié)器閥。實(shí)施例還可包括可控閥，所述可控閥包括電子或電動(dòng)膨脹閥，或任何多位置制冷劑閥，所述多位置制冷劑閥能夠響應(yīng)于相應(yīng)控制信號(hào)來(lái)節(jié)流制冷劑流量(所述控制信號(hào)響應(yīng)于來(lái)自一個(gè)或多個(gè)傳感器的信號(hào)來(lái)控制開(kāi)度)，并在全開(kāi)時(shí)允許流量以近零壓降流過(guò)其中。

在一個(gè)實(shí)施例中，車(chē)輛具有蒸汽注入熱泵，所述蒸汽注入熱泵包括：具有被配置為冷卻艙室空氣的蒸發(fā)器的制冷劑環(huán)路，所述蒸發(fā)器聯(lián)接到具有近零壓降的全開(kāi)位置的可電控壓力調(diào)節(jié)閥；和具有被配置為選擇性地加熱所述艙室空氣的加熱器芯體的艙室調(diào)節(jié)冷卻劑環(huán)路。控制器被配置為控制所述閥將所述制冷劑環(huán)路的溫度和壓力維持在凍結(jié)閾值以上，以抑制或防止蒸發(fā)器結(jié)冰。

實(shí)施例包括一種具有制冷劑環(huán)路的車(chē)輛，所述制冷劑環(huán)路包括聯(lián)接到艙室調(diào)節(jié)熱交換器的電可操作的壓縮機(jī)、電控膨脹閥、外部空氣熱交換器和被配置為冷卻艙室空氣的蒸發(fā)器，其中所述蒸發(fā)器聯(lián)接到被定位在所述蒸發(fā)器與所述壓縮機(jī)之間的電控蒸發(fā)器壓力調(diào)節(jié)器。艙室調(diào)節(jié)環(huán)路包括所述艙室調(diào)節(jié)熱交換器、電動(dòng)冷卻劑加熱器和被配置為加熱所述艙室空氣的加熱器芯體。電池調(diào)節(jié)環(huán)路通過(guò)流體控制閥選擇性地流體聯(lián)接到所述艙室調(diào)節(jié)環(huán)路，并由電池?zé)峤粨Q器聯(lián)接到所述制冷劑環(huán)路。控制器被配置為操作所述電動(dòng)加熱器加熱所述艙室空氣并同時(shí)操作所述壓縮機(jī)冷卻所述艙室空氣以提供并聯(lián)除濕模式，并控制所述電控蒸發(fā)器壓力調(diào)節(jié)器僅在所述并聯(lián)除濕模式期間節(jié)流制冷劑流量。

一種用于控制具有熱泵的車(chē)輛的方法，所述熱泵包括具有壓縮機(jī)的制冷劑環(huán)路和具有熱交換器、電加熱器的艙室調(diào)節(jié)冷卻劑環(huán)路，所述壓縮機(jī)通過(guò)蒸發(fā)器壓力調(diào)節(jié)器聯(lián)接到被配置為選擇性地提供艙室冷卻的蒸發(fā)器，所述熱交換器被配置為與所述制冷劑環(huán)路交換熱量，所述電加熱器被配置為在艙室調(diào)節(jié)環(huán)路中加熱冷卻劑以供應(yīng)給被配置為選擇性地提供艙室加熱的加熱器芯體，所述方法包括：當(dāng)在除濕模式下同時(shí)操作所述壓縮機(jī)與所述電加熱器時(shí)，通過(guò)控制器控制所述蒸發(fā)器壓力調(diào)節(jié)器節(jié)流開(kāi)度。所述方法還包括當(dāng)不在除濕模式下操作時(shí)控制所述蒸發(fā)器壓力調(diào)節(jié)器全開(kāi)，其中所述全開(kāi)位置在所述蒸發(fā)器壓力調(diào)節(jié)器上提供近零壓降。