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蒸气喷射热泵

文献发布时间:2024-04-18 19:58:30


蒸气喷射热泵

技术领域

本公开总体上涉及热泵。更具体地,本公开总体上涉及一种蒸气喷射热泵。

背景技术

热泵已经用于车辆中。在此类热泵中可以包括制冷剂回路。

发明内容

根据本发明的第一方面,一种热泵包括制冷剂回路。制冷剂回路包括压缩机、第一热交换器的第一区域、第一分支点、第一截止阀、第二截止阀和第二热交换器。压缩机包括低压入口、中压入口和出口。第一热交换器定位成紧接在压缩机的出口的下游。第一分支点定位成紧接在第一热交换器的第一区域的下游。制冷剂回路在第一分支点处分成第一路径和第二路径。第一截止阀沿着第一路径定位并且定位成紧接在第一分支点的下游。第二截止阀沿着第二路径定位并且定位成紧接在第一分支点的下游。第二热交换器定位在第一热交换器的下游。

本发明的第一方面的实施例可以包括以下特征中的任一者或其组合:

-制冷剂回路还包括定位成紧接在第二热交换器的下游的第二分支点;

-制冷剂回路还包括定位成紧接在第二分支点的下游的第三截止阀;

-制冷剂回路还包括定位成紧接在第三截止阀的下游的相交点;

-相交点在第一操作模式下作为分支点操作,其中相交点在第二操作模式下作为联接点操作;

-制冷剂回路还包括定位成紧接在相交点的下游的第一膨胀阀;

-制冷剂回路还包括在至少一种操作模式下定位成紧接在相交点的下游的第三分支点;

-第三分支点在至少单独的操作模式下定位成紧接在第二截止阀的下游;

-相交点在所述单独的操作模式下定位成紧接在第三分支点的下游;

-制冷剂回路还包括蒸气发生器,所述蒸气发生器包括第一区域和第二区域,其中第一区域被定位成紧接在第一膨胀阀的下游,并且其中第二区域被定位成紧接在第三分支点的下游;

-蒸气发生器定位在低压入口和中压入口两者的上游,其中蒸气发生器将第一热交换流体的气体组分的至少一部分输送到压缩机的中压入口;

-蒸气发生器在第一操作模式下定位在第二热交换器的上游,其中蒸气发生器在第二操作模式下定位在第二热交换器的下游;

-制冷剂回路还包括第四分支点,所述第四分支点定位成紧接在蒸气发生器的第二区域的下游;

-制冷剂回路还包括定位成紧接在第四分支点的下游的第四截止阀;

-制冷剂回路还包括第二膨胀阀,所述第二膨胀阀定位成紧接在第四分支点的下游,其中第二膨胀阀在第二热交换器的上游;以及-制冷剂回路还包括:第五分支点,所述第五分支点定位成紧接在第二分支点的下游;第五截止阀,所述第五截止阀定位成紧接在第五分支点的下游;以及第六截止阀,所述第六截止阀定位成紧接在第五分支点的下游。

根据本公开的第二方面,一种热泵包括制冷剂回路。制冷剂回路包括压缩机、第一热交换器的第一区域、第一分支点、第一截止阀、第二截止阀、第二热交换器、第二分支点、第三截止阀、相交点、第一膨胀阀、第三分支点以及蒸气发生器。压缩机包括低压入口、中压入口和出口。第一热交换器定位成紧接在压缩机的出口的下游。第一分支点定位成紧接在第一热交换器的第一区域的下游。制冷剂回路在第一分支点处分成第一路径和第二路径。第一截止阀沿着第一路径定位并且定位成紧接在第一分支点的下游。第二截止阀沿着第二路径定位并且定位成紧接在第一分支点的下游。第二热交换器定位在第一热交换器的下游。第二分支点定位成紧接在第二热交换器的下游。第三截止阀定位成紧接在第二分支点的下游。相交点定位成紧接在第三截止阀的下游。第一膨胀阀定位成紧接在相交点的下游。第三分支点在至少一种操作模式下定位成紧接在相交点的下游。蒸气发生器包括第一区域和第二区域。蒸气发生器的第一区域定位成紧接在第一膨胀阀的下游。蒸气发生器的第二区域定位成紧接在第三分支点的下游。

本公开的第二方面的实施例可以包括以下特征中的任一者或其组合:

-相交点在第一操作模式下作为分支点操作,其中相交点在第二操作模式下作为联接点操作;

-第三分支点在至少单独的操作模式下定位成紧接在第二截止阀的下游,其中相交点在所述单独的操作模式下定位成紧接在第三分支点的下游;以及

-蒸气发生器在第一操作模式下定位在第二热交换器的上游,并且其中蒸气发生器在第二操作模式下定位在第二热交换器的下游。

本领域技术人员在研究以下说明书、权利要求和附图后将理解并且了解本公开的这些和其他方面、目标和特征。

附图说明

在附图中:

图1是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了制冷剂回路和冷却剂回路;

图2是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了车厢冷却操作模式;

图3是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了车厢和电池冷却操作模式;

图4是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了电池冷却操作模式;

图5是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了车厢加热操作模式;

图6是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了电池加热操作模式;

图7是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了车厢和电池加热操作模式;

图8是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了利用串行蒸发(serialevaporation)的车厢加热和电池冷却操作模式;

图9是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了利用并行蒸发(parallelevaporation)的车厢加热和电池冷却操作模式;

图10是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了再加热操作模式;

图11是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了再加热和电池冷却操作模式;

图12是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了利用串行蒸发的车厢除湿操作模式;

图13是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了利用并行蒸发的车厢除湿操作模式;

图14是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了利用串行蒸发的车厢加热和电池冷却操作模式;

图15是根据一个示例的热泵布置的示意图,其示出了利用并行蒸发的车厢加热和电池冷却操作模式;

图16是热泵布置的示意图,其示出了除冰操作模式;

图17是热泵布置的示意图,其示出了除冰和电池冷却操作模式;以及

图18是热泵布置的示意图,其示出了车厢加热、除冰和电池冷却操作模式。

具体实施方式

出于本文描述的目的,术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“竖直”、“水平”及其派生词应与图1中取向的概念有关。然而,应当理解,除非明确地指明为相反,否则所述概念可呈现各种替代取向。还应当理解,附图中示出的以及在以下说明书中描述的特定装置和过程仅仅是所附权利要求中限定的创造性概念的示例性实施例。因此,除非权利要求另外明确地说明,否则涉及本文所公开的实施例的具体尺寸和其他物理特性不应被视为限制性的。

当前示出的实施例主要存在于与热泵相关的方法步骤和设备部件的组合中。因此,设备部件和方法步骤已经在适当的情况下通过附图中的常规符号表示,仅示出了与理解本公开的实施例相关的那些具体细节,以免因对受益于本文描述的本领域普通技术人员来说容易清楚明白的细节而使本公开变得晦涩。此外,说明书和附图中相同的附图标记表示相同的元件。

如本文所使用,术语“和/或”当用于列出的两个或更多个项时意指可单独地采用所列出的项中的任一个,或者可采用所列出的项中的两个或更多个的任何组合。例如,如果组合物被描述为含有组分A、B和/或C,那么组合物可含有:仅A;仅B;仅C;A和B的组合;A和C的组合;B和C的组合;或A、B和C的组合。

在本文档中,关系术语(诸如第一和第二、顶部和底部等)仅用于将一个实体或动作与另一个实体或动作区分开,而不一定要求或暗示此类实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。术语“包括”、“包含”或其任何其他变型旨在涵盖非排他性包含,使得包括一系列要素的过程、方法、制品或设备不仅包括那些要素,而且可包括未明确列出的或者此类过程、方法、制品或设备固有的其他要素。在没有更多约束的情况下,前面带有“包括……”的要素不排除在包括该要素的过程、方法、制品或设备中存在另外的相同要素。

如本文所使用,术语“约”意指量、大小、配方、参数和其他量及特性不是精确的,也不需要是精确的,而是可根据以下需要为近似的和/或较大些或较小些:反映公差、换算系数、四舍五入、测量误差等以及本领域技术人员已知的其他因素。当术语“约”用于描述值或范围的端点时,本公开内容应被理解为包括具体的值或所提及的端点。无论本说明书中的数值或范围的端点是否叙述“约”,所述数值或范围的端点都意在包括两个实施例:一个由“约”修饰,并且一个不由“约”修饰。还应当理解,范围中的每一个范围的端点在与另一个端点相关以及独立于另一个端点都是显著的。

如本文所用的术语“基本”、“基本上”以及其变型意在指明所描述的特征等于或近似等于值或描述。例如,“基本上平面的”表面意图指示平面的或近似平面的表面。此外,“基本上”意图表示两个值相等或近似相等。在一些实施例中,“基本上”可指示值在彼此的约10%内,诸如在彼此的约5%内,或者在彼此的约2%内。

除非明确地指示为相反,否则如本文所使用,术语“所述”、“一个”或“一种”意指“至少一个”并且不应限于“仅一个”。因此,例如,除非上下文另有明确指示,否则对“部件”的提及包括具有两个或更多个此类部件的实施例。

参考图1至图18,附图标记20总体上指代热泵。热泵20包括制冷剂回路24。在各种示例中,热泵20可以用于车辆中。在一些示例中,车辆可以是机动车辆。制冷剂回路24包括压缩机28。压缩机28包括低压入口32、中压入口36和出口40。第一热交换器44定位成紧接在压缩机28的出口40的下游。制冷剂回路24包括第一热交换器44的第一区域48。第一分支点52定位成紧接在第一热交换器44的第一区域48的下游。制冷剂回路24在第一分支点52处分成第一路径和第二路径。第一截止阀60可以沿着第一路径定位并且定位成紧接在第一分支点52的下游。第二截止阀64可以沿着第二路径定位并且定位成紧接在第一分支点52的下游。

再次参考图1至图18,在一些示例中,第一分支点52可以是被动三通接头,其中由第一截止阀60和第二截止阀64至少部分地控制通过第一分支点52的流量。在各种示例中,第一分支点52可以设置有可致动的三通阀,所述可致动的三通阀主动地控制通过第一分支点52的流量。在第一分支点52设置有三通阀的这种示例中,可以省略第一截止阀60和第二截止阀64。为了简洁起见,本文将讨论第一分支点52,就好像第一分支点52是被动三通接头一样,其中第一截止阀60和第二截止阀64帮助控制通过第一分支点52的流量。然而,在第一分支点52设置有三通阀的示例中,本领域技术人员将根据本文提供的讨论认识到对于给定的操作模式将如何定位三通阀。第二热交换器68定位在第一热交换器44的下游。第二分支点72定位成紧接在第二热交换器68的下游。

再次参考图1至图18,如同第一分支点52,在第二分支点72处,制冷剂回路24分成两条路径。第三截止阀76定位成紧接在第二分支点72的下游。第三截止阀76可以沿着从第二分支点72延伸的第一路径定位。相交点80定位成紧接在第三截止阀76的下游。相交点80可以在第一操作模式下作为分支点操作(例如,参见图2)。相交点80可以在第二操作模式下作为联接点操作(例如,参见图5),如将在本文中进一步讨论的。第一膨胀阀84定位成紧接在相交点80的下游。第三分支点88在至少一种操作模式下定位成紧接在相交点80的下游(例如,参见图2)。如同第一分支点52和第二分支点72,在第三分支点88处,制冷剂回路24分成两条路径。蒸气发生器92包括第一区域96和第二区域100。蒸气发生器92的第一区域96定位成紧接在第一膨胀阀84的下游。蒸气发生器92的第二区域100定位成紧接在第三分支点88的下游。蒸气发生器92定位在低压入口32和中压入口36两者的上游。蒸气发生器92将第一热交换流体的气体组分的至少一部分输送到压缩机28的中压入口36,如将在本文中进一步详细讨论的。在第一操作模式下,蒸气发生器92可以定位在第二热交换器68的上游(例如,参见图5)。在第二操作模式下,蒸气发生器92可以定位在第二热交换器68的下游(例如,参见图2)。

进一步参考图1至图18,第四分支点104定位成紧接在蒸气发生器92的第二区域100的下游。如同前述分支点,在第四分支点104处,制冷剂回路24分成两条路径。第四截止阀108可以沿着从第四分支点104延伸的第一路径定位。第二膨胀阀112可以沿着从第四分支点104延伸的第二路径定位成紧接在第四分支点104的下游。第二膨胀阀112在第二热交换器68的上游。第一联接点116定位在第一截止阀60和第二膨胀阀112两者的下游。第一联接点116紧接在第二热交换器68的上游。如本文所使用的术语“联接点”可以指两条或更多条路径汇合在一起的会聚点,其中从联接点延伸的路径少于通向联接点的路径的数量。如本文所使用的术语“分支点”可以指一条路径分成两条或更多条路径的发散点,其中从分支点延伸的路径的数量大于通向分支点的路径的数量。

仍然进一步参考图1至图18,第五分支点120定位成紧接在第二分支点72的下游。第五分支点120可以沿着从第二分支点72延伸的第二路径定位。如同前述分支点,制冷剂回路24在第五分支点120处分成两条路径。第五截止阀124可以沿着从第五截止阀124延伸的第一路径定位成紧接在第五分支点120的下游。第六截止阀128可以沿着从第五截止阀124延伸的第二路径定位成紧接在第五分支点120的下游。第二联接点132定位成紧接在第四截止阀108和第五截止阀124两者的下游。

在一些示例中,第二联接点132可以是被动三通接头,其中由第四截止阀108和第五截止阀124至少部分地控制通过第二联接点132的流量。在各种示例中,第二联接点132可以设置有可致动的三通阀,所述可致动的三通阀主动地控制通过第二联接点132的流量。在第二联接点132设置有三通阀的这种示例中,可以省略第四截止阀108和第五截止阀124。为了简洁起见,本文将讨论第二联接点132,就好像二联接点132是被动三通接头一样,其中第四截止阀108和第五截止阀124帮助控制通过第二联接点132的流量。然而,在第二联接点132设置有三通阀的示例中,本领域技术人员将根据本文提供的讨论认识到对于给定的操作模式将如何定位三通阀。第六分支点140定位成紧接在第二联接点132的下游。

再次参考图1至图18,如同前述分支点,制冷剂回路24在第六分支点140处分成两条路径。第三膨胀阀144可以沿着从第六分支点140延伸的第一路径定位成紧接在第六分支点140的下游。第三热交换器148定位成紧接在第三膨胀阀144的下游。第四膨胀阀152可以沿着从第六分支点140延伸的第二路径定位成紧接在第六分支点140的下游。第四热交换器156定位成紧接在第四膨胀阀152的下游。第一止回阀160定位在第三热交换器148的下游。第二止回阀164定位在第四热交换器156的下游。第三热交换器148可以与暖通空调(HVAC)系统的管道系统168流体连通。因此,可以采用第三热交换器148来改变环境空气的温度和/或湿度并向环境(例如,车辆的车厢)提供温度受控和/或湿度受控的空气。第三联接点172定位在第一止回阀160、第二止回阀164和第六截止阀128的下游。蓄积器176定位成紧接在压缩机28的低压入口32的上游。制冷剂回路24的各种部件通过制冷剂导管网180彼此联接。第一热交换流体(例如,制冷剂)流过制冷剂导管网180和制冷剂回路24的各种部件。

再次参考图1至图18,热泵20包括冷却剂回路184。冷却剂回路184包括泵188、第一热交换器44的第二区域192、贮存器196、第一发热部件200、第二发热部件204和第五热交换器208。冷却剂回路184的各种部件通过冷却剂导管网212彼此流体地联接。第二热交换流体(例如,冷却剂)流过冷却剂导管网212以及冷却剂回路184的部件。第五热交换器208可以与暖通空调(HVAC)系统的管道系统168流体连通。因此,可以采用第五热交换器208来改变环境空气的温度和/或湿度并向环境(例如,车辆的车厢)提供温度受控和/或湿度受控的空气。第一热交换器44的第二区域192紧接在泵188的下游。贮存器196紧接在第一热交换器44的第二区域192的下游。第五热交换器208在贮存器196的下游。

仍然进一步参考图1至图18,第一三通阀216、第二三通阀220和第三三通阀224各自定位在贮存器196与第五热交换器208之间。第一三通阀216定位成紧接在贮存器196的下游。第一三通阀216紧接在第二发热部件204的上游,并且可以控制第二热交换流体到第二发热部件204的流量。第二三通阀220紧接在第一三通阀216的下游。第二三通阀220也紧接在第二发热部件204的下游。第三三通阀224紧接在第二三通阀220的下游。第三三通阀224紧接在第一发热部件200的上游。第三三通阀224还紧接在第五热交换器208的上游。第四三通阀228定位成紧接在第一发热部件200的下游。第四三通阀228还定位成紧接在第五热交换器208的下游。第一发热部件200和第五热交换器208彼此并行铺设。第四三通阀228紧接在泵188的上游。第一发热部件200与第四热交换器156直接流体连通。因此,第四热交换器156可以在第一热交换流体与第二热交换流体之间交换热量。替代地,第四热交换器156可以在第一热交换流体与第三热交换流体之间交换热量,其中第三热交换流体在第一发热部件200与第四热交换器156之间循环。

现在参考图2至图18,在这些操作模式中的每一者下,压缩机28作用于循环通过制冷剂回路24的第一热交换流体(例如,制冷剂)。因此,压缩机28的动作将第一热交换流体从压缩机28的出口40朝向第一热交换器44的第一区域48的入口232驱动。在第一热交换器44内,第一热交换流体通过第一热交换器44的第二区域192与循环通过冷却剂回路184的第二热交换流体进行热相互作用,如将在本文中进一步详细讨论的。第一热交换流体通过第一热交换器44的第一区域48的出口236离开所述第一区域。第一热交换流体从第一热交换流体44的第一区域48的出口236被引向第一分支点52。

参考图2至图4,以示例性形式各自描绘车厢冷却操作模式(图2)、车厢和电池冷却操作模式(图3)以及电池冷却操作模式(图4)。在这些操作模式中的每一者下,第二截止阀64处于关闭位置,并且第一截止阀60处于打开位置。因此,第一热交换流体从第一分支点52被引导到第一截止阀60。在流过第一截止阀60之后,第一热交换流体被引向第二热交换器68的入口240。在通向第二热交换器68的入口240的途中,第一热交换流体通过第一联接点116。当第一热交换流体流过第二热交换器68时,第一热交换流体可以与制冷剂回路24和冷却剂回路184外部的热交换流体(例如,环境空气)进行热相互作用,使得热量可以从第一热交换流体移除。在替代操作模式下,在第二热交换器68处,第一热交换流体可以从制冷剂回路24和冷却剂回路184外部的热交换流体吸收热量。在第二热交换器68处热量流到或流出第一热交换流体取决于特定操作模式以及在制冷剂回路24和冷却剂回路184外部的热交换流体的热状况。第一热交换流体在第二热交换器68的出口244处离开第二热交换器68。

再次参考图2至图4,在这些操作模式中的每一者下,第五截止阀124和第六截止阀128各自处于关闭位置。在这些操作模式中的每一者下,第三截止阀76处于打开位置。因此,在通过出口244离开第二热交换器68之后,第一热交换流体遇到第二分支点72并且通过制冷剂导管网180被引向第三截止阀76。第一热交换流体通过第三截止阀76并继续流向相交点80。在这些操作模式下,相交点80表现为分支点,使得第一热交换流体在各自从相交点80延伸的第一路径与第二路径之间分流。遇到相交点80的第一热交换流体的第一部分沿着第一路径被引向第一膨胀阀84。由于与第一膨胀阀84的相互作用,第一热交换流体的第一部分的压力和温度降低。第一热交换流体的第一部分从第一膨胀阀84被引向蒸气发生器92的第一区域96的入口248。第一热交换流体的第一部分流过蒸气发生器92的第一区域96并通过第一区域96的出口252离开所述第一区域。当在蒸气发生器92的第一区域96内时,第一热交换流体的第一部分与第一热交换流体的第二部分进行热相互作用。

进一步参考图2至图4,第一热交换流体的第二部分是第一热交换流体的从相交点80沿着第二路径被引导的部分。遇到相交点80的第一热交换流体的第二部分沿着第二路径被引向第三分支点88。在这些操作模式下第二截止阀64处于关闭位置的情况下,遇到第三分支点88的第一热交换流体的第二部分的全部被引向蒸气发生器92的第二区域100的入口256。第一热交换流体的第二部分流过蒸气发生器92的第二区域100并通过第二区域100的出口260离开所述第二区域。由于与第一膨胀阀84的相互作用,第一热交换流体的在第一区域96内的第一部分具有比第一热交换流体的在第二区域100内的第二部分更低的温度和压力。因此,第一区域96内的第一热交换流体与流过蒸气发生器92的第二区域100的第一热交换流体进行热相互作用,使得由于与蒸气发生器92的相互作用,第一热交换流体的第一部分的温度、压力和/或蒸气百分比增加。通过出口252离开第一区域96的第一热交换流体被引向压缩机28的中压入口36。来自蒸气发生器92的第一区域96的第一热交换流体被喷射到压缩机28中。在压缩机28的中压入口36处喷射第一热交换流体可以提高制冷剂回路24的效率和/或增加制冷剂回路24的热交换能力。例如,在压缩机28的中压入口36处喷射第一热交换流体可以提高制冷剂回路24的冷凝能力,同时减少压缩机28所经受的负荷。制冷剂回路24的冷凝能力提高以及压缩机28上的负荷减少可以有助于提高热泵20和/或制冷剂回路24的性能和效率。另外,在中压入口36处喷射第一热交换流体可以增大热泵20和/或制冷剂回路24的环境温度操作范围。

仍然进一步参考图2至图4,在各种示例中,第一热交换流体的被引向第一膨胀阀84的部分可以被按比率或百分比来表达。例如,按第一热交换流体的被引向第一膨胀阀84的百分比来表达比率,第一膨胀阀84可以接收到遇到相交点80的第一热交换流体的约5%、约10%、约15%、约20%、约25%、约30%、约35%、约40%、约45%、约50%、约55%或约60%。第一热交换流体的遇到相交点80并且未被引向第一膨胀阀84的其余部分或余量百分比可以继续被引向蒸气发生器92的第二区域100。可以设想,在热泵20的不同操作模式下,第一热交换流体的由第一膨胀阀84接收的百分比可以变化。

再次参考图2至图4,在这些操作模式中的每一者下,第二膨胀阀112作为处于关闭位置的截止阀操作,并且第四截止阀108处于打开位置。因此,第一热交换流体的通过出口260离开蒸气发生器92的第二区域100的第二部分在第一热交换流体的第二部分遇到第四分支点104时被引向第四截止阀108。第一热交换流体从第四截止阀108被引向第二联接点132。在第五截止阀124和第六截止阀128各自处于关闭位置的情况下,当第一热交换流体遇到第二联接点132时,第一热交换流体被引向第六分支点140。如上所述,制冷剂回路24在第六分支点140处分成两条路径。第三膨胀阀144沿着从第六分支点140延伸的第一路径定位成紧接在第六分支点140的下游。第四膨胀阀152沿着从第六分支点140延伸的第二路径定位成紧接在第六分支点140的下游。目前,重点关注通向第三热交换器148的第一路径。第一热交换流体的至少一部分从第六分支点140被引导到第三膨胀阀144。由于与第三膨胀阀144的相互作用,第一热交换流体的压力和温度降低。第一热交换流体从第三膨胀阀144被引导到第三热交换器148的入口264。

进一步参考图2至图4,可以采用流过第三热交换器148的第一热交换流体的降低的温度和压力来向流过与第三热交换器148流体连通的管道系统168的空气提供冷却。因此,通过第三热交换器148的出口268离开第三热交换器148的第一热交换流体可以具有与在入口264处进入第三热交换器148的第一热交换流体相比增加的压力、温度和/或蒸气百分比。在通过出口268离开第三热交换器148后,第一热交换流体流过第一止回阀160。在离开第一止回阀160之后,第一热交换流体通过制冷剂导管网180被引向蓄积器176。在图2所描绘的操作模式下,第二止回阀164防止朝向第四热交换器156回流。因此,当在给定的操作模式下不采用第四热交换器156时,防止第四热交换器156成为第一热交换流体的储存容器。第一热交换流体从第一止回阀160流向蓄积器176。在去往蓄积器176的途中,第一热交换流体流过第三联接点172。蓄积器176接收第一热交换流体并将第一热交换流体的气体组分提供给压缩机28的低压入口32。

具体参考图3和图4,在图3中描绘的操作模式下,第一热交换流体被分成以上述方式遵循第一路径的第一部分和遵循第二路径的第二部分,如下文将描述的。在图4中描绘的操作模式下,遇到第六分支点140的第一热交换流体的全部沿着第二路径被引向第四热交换器156。第一热交换流体的至少一部分从第六分支点140被引向第四热交换器156。在到达第四热交换器156之前,第一热交换流体遇到第四膨胀阀152。由于与第四膨胀阀152的相互作用,第一热交换流体的压力和温度降低。第一热交换流体从第四膨胀阀152被引导到第四热交换器156的第一入口272。由第四膨胀阀152提供的第一热交换流体的降低的温度和压力可以用于向也流过第四热交换器156的第二或第三热交换流体提供冷却,如将在本文中进一步讨论的。因此,通过第四热交换器156的第一出口276离开所述第四热交换器的第一热交换流体可以具有与在第一入口272处进入第四热交换器156的第一热交换流体相比增加的压力、温度和/或蒸气百分比。

再次参考图3和图4,第一热交换流体通过制冷剂导管网180从第四热交换器156的第一出口276被引导到第二止回阀164。第一热交换流体流过第二止回阀164并被引向蓄积器176。在图3中描绘的操作模式下,在离开第二止回阀164之后,第一热交换流体的第二部分在到达蓄积器176之前与第一热交换流体的第一部分重新结合或重新组合。在图4中描绘的操作模式下,第一止回阀160防止朝向第三热交换器148回流。因此,当在给定的操作模式下不采用第三热交换器148时,防止第三热交换器148成为第一热交换流体的储存容器。在去往蓄积器176的途中,第一热交换流体通过第三联接点172。蓄积器176接收第一热交换流体并如上所述执行,从而完成制冷剂回路24的遍历。

进一步参考图3和图4,第二或第三热交换流体在第四热交换器156与第一发热部件200之间流动。更具体地,第一发热部件200的第一入口280接收来自第四热交换器156的第二或第三热交换流体。第一发热部件200可以是发动机、电子器件、电池、电池包、一个或多个加热元件、制动器等。在第一发热部件200的第一入口280处接收到的第二或第三热交换流体可以降低第一发热部件200的温度。更具体地,由于与第四膨胀阀152的相互作用而提供给流过第四热交换器156的第一热交换流体的降低的温度、压力和/或蒸气百分比可以用于与第二或第三热交换流体进行热交换。因此,离开第四热交换器156的第二或第三热交换流体可以具有与进入第四热交换器156的第二或第三热交换流体相比降低的温度、压力和/或蒸气百分比。因此,通过第一发热部件200的第一出口284离开所述第一发热部件的第二或第三热交换流体可以具有比在第一入口280处接收到的第二或第三热交换流体更高的压力、温度和/或蒸气百分比。第一发热部件200进一步铺设到冷却剂回路184,如将在本文中进一步详细讨论的。

仍然进一步参考图3和图4,第二或第三热交换流体从第一发热部件200的第一出口284被引向第四热交换器156的第二入口288。在第一入口272处接收到的第一热交换流体和在第二入口288处接收到的第二或第三热交换流体可以在第四热交换器156内彼此进行热相互作用。在第二入口288处接收到的第二或第三热交换流体通过第四热交换器156的第二出口292离开所述第四热交换器。第二或第三热交换流体从第四热交换器156的第二出口292朝向第一发热部件200的第一入口280往回引导。在这些操作模式中的每一者下,由于第一热交换流体与第二或第三热交换流体之间的热交换,第一发热部件200可以被冷却。

现在参考图5至9,各自以示例性形式描绘车厢加热操作模式(图5)、电池加热操作模式(图6)、车厢和电池加热操作模式(图7)、利用串行蒸发的车厢加热和电池冷却操作模式(图8)以及利用并行蒸发的车厢加热和电池冷却操作模式(图9)。在这些操作模式中的每一者下,第一截止阀60处于关闭位置,并且第二截止阀64处于打开位置。因此,当第一热交换流体在离开第一热交换器44的第一区域48之后遇到第一分支点52时,第一热交换流体被引向第二截止阀64。在流过第二截止阀64之后,第一热交换流体被引向第三分支点88。在第三分支点88处,制冷剂回路24分成第一路径和第二路径。相交点80沿着第一路径定位成紧接在第三分支点88的下游,并且接收遇到第三分支点88的第一热交换流体的第一部分。蒸气发生器92的第二区域100沿着第二路径定位成紧接在第三分支点88的下游,并且接收遇到第三分支点88的第一热交换流体的第二部分。

再次参考图5至图9,在这些操作模式下,相交点80表现为联接点。第一热交换流体的第一部分被接收在相交点80处并且被引向第一膨胀阀84。由于与第一膨胀阀84的相互作用,第一热交换流体的第一部分的压力和温度降低。第一热交换流体的第一部分从第一膨胀阀84被引向蒸气发生器92的第一区域96的入口248。第一热交换流体的第一部分流过蒸气发生器92的第一区域96并通过第一区域96的出口252离开所述第一区域。当在蒸气发生器92的第一区域96内时,第一热交换流体的第一部分与第一热交换流体的第二部分以已经描述的方式进行热相互作用。通过出口252离开第一区域96的第一热交换流体被引向压缩机28的中压入口36。来自蒸气发生器92的第一区域96的第一热交换流体被喷射到压缩机28中。

进一步参考图5至图9,第一热交换流体的第二部分被接收在蒸气发生器92的第二区域100的入口256处。第一热交换流体的第二部分通过第二区域100并且与通过第一区域96的第一部分以已经描述的方式进行热相互作用。第一热交换流体的第二部分通过第二区域100的出口260离开所述第二区域并且被引向第四分支点104。在图5至图8中描绘的操作模式下,第四截止阀108处于关闭位置。因此,在图5至图8中描绘的操作模式下,遇到第四分支点104的第一热交换流体的全部被引向第二膨胀阀112。在图9中描绘的操作模式下,第四截止阀108处于打开位置。因此,在图9中描绘的操作模式下,遇到第四分支点104的第一热交换流体的第一部分沿着通向第四截止阀108的第一路径被引导,并且遇到第四分支点104的第一热交换流体的第二部分沿着通向第二膨胀阀112的第二路径被引导。遇到第四分支点104的第一热交换流体的第一部分的流动将在本文中关于图9进一步详细讨论。

仍然进一步参考图5至图9,遇到第四分支点104的第一热交换流体的至少一部分由第二膨胀阀112接收。由于与第二膨胀阀112的相互作用,第一热交换流体的压力和温度降低。第一热交换流体从第二膨胀阀112被引向第一联接点116。在这些操作模式中的每一者下,第一截止阀60处于关闭位置。因此,在第一联接点116处接收到的第一热交换流体被引向第二热交换器68的入口240。第二热交换器68如已经描述的那样执行。第一热交换流体通过第二热交换器68的出口244离开所述第二热交换器。在这些操作模式中的每一者下,第三截止阀76处于关闭位置。

具体参考图5至图7和图9中描绘的操作模式,第五截止阀124处于关闭位置并且第六截止阀128处于打开位置。因此,第一热交换流体从第二热交换器68的出口244被引向第六截止阀128。在流过第六截止阀128之后,第一热交换流体被引向第三联接点172。第一热交换流体从第三联接点172被引向蓄积器176。蓄积器176如已经描述的那样执行并且将第一热交换流体的气体组分输送到压缩机28的低压入口32。

具体参考图8,第五截止阀124处于打开位置并且第六截止阀128处于关闭位置。因此,第一热交换流体从第二热交换器68的出口244被引向第五截止阀124。在流过第五截止阀124之后,第一热交换流体被引导到第二联接点132。第一热交换流体从第二联接点132被引向第六分支点140。

具体参考图9,第四截止阀108处于打开位置。因此,如上所述,第一热交换流体在第四分支点104处分成第一部分和第二部分。上面已经描述了被引向第二膨胀阀112的第二部分的流动。遇到第四分支点104的第一热交换流体的第一部分流过第四截止阀108和第二联接点132。第一热交换流体的第一部分从第二联接点132被引向第六分支点140。

现在参考图8和图9,在第六分支点140处接收到的第一热交换流体被引向第四热交换器156。在到达第四热交换器156之前,第一热交换流体遇到第四膨胀阀152。由于与第四膨胀阀152的相互作用,第一热交换流体的压力和温度降低。第一热交换流体从第四膨胀阀152被引导到第四热交换器156的第一入口272。由第四膨胀阀152提供的第一热交换流体的降低的温度和压力可以用于向也流过第四热交换器156的第二或第三热交换流体提供冷却,如上面所讨论的。因此,通过第四热交换器156的第一出口276离开所述第四热交换器的第一热交换流体可以具有与在第一入口272处进入第四热交换器156的第一热交换流体相比增加的压力、温度和/或蒸气百分比。

再次参考图8和图9,第一热交换流体通过制冷剂导管网180从第四热交换器156的第一出口276被引导到第二止回阀164。第一热交换流体流过第二止回阀164并被引向蓄积器176。第一止回阀160防止朝向第三热交换器148回流。因此,当在给定的操作模式下不采用第三热交换器148时,防止第三热交换器148成为第一热交换流体的储存容器。在去往蓄积器176的途中,第一热交换流体通过第三联接点172。在图9中所描绘的操作模式下,在第三联接点172处,离开第二止回阀164的第一热交换流体与离开第六截止阀128的第一热交换流体重新组合。蓄积器176从第三联接点172接收第一热交换流体并且如上所述执行。

进一步参考图8和图9,第二或第三热交换流体在第四热交换器156与第一发热部件200之间流动。更具体地,第一发热部件200的第一入口280接收来自第四热交换器156的第二出口292的第二或第三热交换流体。在第一发热部件200的第一入口280处接收到的第二或第三热交换流体可以降低第一发热部件200的温度。更具体地,由于与第四膨胀阀152的相互作用而提供给流过第四热交换器156的第一热交换流体的降低的温度、压力和/或蒸气百分比可以用于与第二或第三热交换流体进行热交换。因此,离开第四热交换器156的第二或第三热交换流体可以具有与进入第四热交换器156的第二或第三热交换流体相比降低的温度、压力和/或蒸气百分比。因此,通过第一发热部件200的第一出口284离开所述第一发热部件的第二或第三热交换流体可以具有比在第一入口280处接收到的第二或第三热交换流体更高的压力、温度和/或蒸气百分比。第一发热部件200进一步铺设到冷却剂回路184,如将在本文中进一步详细讨论的。

仍然进一步参考图8和图9,第二或第三热交换流体从第一发热部件200的第一出口284被引向第四热交换器156的第二入口288。在第一入口272处接收到的第一热交换流体和在第二入口288处接收到的第二或第三热交换流体可以在第四热交换器156内彼此进行热相互作用。在第二入口288处接收到的第二或第三热交换流体通过第四热交换器156的第二出口292离开所述第四热交换器。第二或第三热交换流体从第四热交换器156的第二出口292朝向第一发热部件200的第一入口280往回引导。在这些操作模式中的每一者下,由于第一热交换流体与第二或第三热交换流体之间的热交换,第一发热部件200可以被冷却。

现在参考图10至图11以及图17至图18,以示例性形式各自描绘再加热操作模式(图10)、再加热和电池冷却操作模式(图11)、除冰和电池冷却操作模式(图17),以及车厢加热、除冰和电池冷却操作模式(图18)。本文讨论的操作模式的再加热部分可以替代地称为给定操作模式的除湿部分。例如,图10中描绘的操作模式可以替代地称为除湿操作模式。在图10至图11和图17至图18中描绘的操作模式中的每一者下,第二截止阀64处于关闭位置,并且第一截止阀60处于打开位置。因此,第一热交换流体从第一分支点52被引导到第一截止阀60。在流过第一截止阀60之后,第一热交换流体被引向第二热交换器68的入口240。在通向第二热交换器68的入口240的途中,第一热交换流体通过第一联接点116。第一热交换流体流过第二热交换器68,并且第二热交换器68如已经描述的那样执行。在第二热交换器68处热量流到或流出第一热交换流体取决于特定操作模式以及在制冷剂回路24和冷却剂回路184外部的热交换流体的热状况。第一热交换流体在第二热交换器68的出口244处离开第二热交换器68。

再次参考图10至图11和图17至图18,在这些操作模式中的每一者下,第五截止阀124和第六截止阀128各自处于关闭位置。在这些操作模式中的每一者下,第三截止阀76处于打开位置。因此,在通过出口244离开第二热交换器68之后,第一热交换流体遇到第二分支点72并且通过制冷剂导管网180被引向第三截止阀76。第一热交换流体通过第三截止阀76并继续流向相交点80。在这些操作模式下,相交点80表现为分支点,使得第一热交换流体在各自从相交点80延伸的第一路径与第二路径之间分流。遇到相交点80的第一热交换流体的第一部分沿着第一路径被引向第一膨胀阀84。第一膨胀阀84如已经描述的那样执行。第一热交换流体的第一部分从第一膨胀阀84被引向蒸气发生器92的第一区域96的入口248。第一热交换流体的第一部分流过蒸气发生器92的第一区域96并通过第一区域96的出口252离开所述第一区域。当在蒸气发生器92的第一区域96内时,第一热交换流体的第一部分与第一热交换流体的第二部分进行热相互作用。

进一步参考图10至图11和图17至图18,第一热交换流体的第二部分是第一热交换流体的从相交点80沿着第二路径被引导的部分。遇到相交点80的第一热交换流体的第二部分沿着第二路径被引向第三分支点88。在这些操作模式下第二截止阀64处于关闭位置的情况下,遇到第三分支点88的第一热交换流体的第二部分的全部被引向蒸气发生器92的第二区域100的入口256。第一热交换流体的第二部分流过蒸气发生器92的第二区域100并且通过第二区域100的出口260处离开所述第二区域。蒸气发生器92如已经描述的那样执行。通过出口252离开第一区域96的第一热交换流体被引向压缩机28的中压入口36。

仍然进一步参考图10至图11和图17至图18,在各种示例中,第一热交换流体的被引向第一膨胀阀84的部分可以按比率或百分比来表达。例如,按第一热交换流体的被引向第一膨胀阀84的百分比来表达比率,第一膨胀阀84可以接收到遇到相交点80的第一热交换流体的约5%、约10%、约15%、约20%、约25%、约30%、约35%、约40%、约45%、约50%、约55%或约60%。第一热交换流体的遇到相交点80并且未被引向第一膨胀阀84的其余部分或余量百分比可以继续被引向蒸气发生器92的第二区域100。可以设想,在热泵20的不同操作模式下,第一热交换流体的由第一膨胀阀84接收的百分比可以变化。

再次参考图10至图11和图17至图18,在这些操作模式中的每一者下,第二膨胀阀112作为处于关闭位置的截止阀操作,并且第四截止阀108处于打开位置。因此,第一热交换流体的通过出口260离开蒸气发生器92的第二区域100的第二部分在第一热交换流体的第二部分遇到第四分支点104时被引向第四截止阀108。第一热交换流体从第四截止阀108被引向第二联接点132。在第五截止阀124和第六截止阀128各自处于关闭位置的情况下,当第一热交换流体遇到第二联接点132时,第一热交换流体被引向第六分支点140。如上所述,制冷剂回路24在第六分支点140处分成两条路径。第三膨胀阀144沿着从第六分支点140延伸的第一路径定位成紧接在第六分支点140的下游。第四膨胀阀152沿着从第六分支点140延伸的第二路径定位成紧接在第六分支点140的下游。

具体参考图10和图11,第一热交换流体的至少一部分从第六分支点140被引导到第三膨胀阀144。在图10中描绘的操作模式下,第四膨胀阀152充当在这些操作模式下处于关闭位置的截止阀。因此,在图10中描绘的操作模式下,遇到第六分支点140的第一热交换流体的全部被引向第三膨胀阀144。由于与第三膨胀阀144的相互作用,第一热交换流体的压力和温度降低。第一热交换流体从第三膨胀阀144被引导到第三热交换器148的入口264。第三热交换器148如已经描述的那样执行。第一热交换流体通过第三热交换器148的出口268离开所述第三热交换器。在通过出口268离开第三热交换器148之后,第一热交换流体流过第一止回阀160。第一热交换流体通过制冷剂导管网180从第一止回阀160被引向蓄积器176。在图10中描绘的操作模式下,第二止回阀164防止朝向第四热交换器156回流。因此,当在给定的操作模式下不采用第四热交换器156时,防止第四热交换器156成为第一热交换流体的储存容器。第一热交换流体从第一止回阀160流向蓄积器176。在去往蓄积器176的途中,第一热交换流体流过第三联接点172。蓄积器176接收第一热交换流体并将第一热交换流体的气体组分提供给压缩机28的低压入口32。

具体参考图11、图17和图18,第一热交换流体的至少一部分从第六分支点140被引导到第四膨胀阀152。在图11中描绘的操作模式下,遇到第六分支点140的第一热交换流体被分流成以上述方式沿着第一路径被引向第三热交换器148的第一部分和沿着第二路径被引向第四热交换器156的第二部分。第一热交换流体的第二部分在去往第四热交换器156的途中遇到第四膨胀阀152。在图17和图18中描绘的操作模式下,遇到第六分支点140的第一热交换流体的全部被引向第四膨胀阀152。由于与第四膨胀阀152的相互作用,第一热交换流体的压力和温度降低。第一热交换流体从第四膨胀阀152被引导到第四热交换器156的第一入口272。由第四膨胀阀152提供的第一热交换流体的降低的温度和压力可以用于向也流过第四热交换器156的第二或第三热交换流体提供冷却,如上面所讨论的。因此,通过第四热交换器156的第一出口276离开所述第四热交换器的第一热交换流体可以具有与在第一入口272处进入第四热交换器156的第一热交换流体相比增加的压力、温度和/或蒸气百分比。

再次参考图11、图17和图18,第一热交换流体通过制冷剂导管网180从第四热交换器156的第一出口276被引导到第二止回阀164。第一热交换流体流过第二止回阀164并被引向蓄积器176。在图11中描绘的操作模式下,在离开第二止回阀164之后,第一热交换流体的第二部分在到达蓄积器176之前与第一热交换流体的第一部分重新结合或重新组合。在图17和图18中描绘的操作模式下,第一止回阀160防止朝向第三热交换器148回流。因此,当在给定的操作模式下不采用第三热交换器148时,防止第三热交换器148成为第一热交换流体的储存容器。在去往蓄积器176的途中,第一热交换流体通过第三联接点172。蓄积器176接收第一热交换流体并且如上所述执行。

进一步参考图11、图17和图18,第二或第三热交换流体在第四热交换器156与第一发热部件200之间流动。更具体地,第一发热部件200的第一入口280接收来自第四热交换器156的第二或第三热交换流体。在第一发热部件200的第一入口280处接收到的第二或第三热交换流体可以降低第一发热部件200的温度。因此,通过第一发热部件200的第一出口284离开所述第一发热部件的第二或第三热交换流体可以具有比在第一入口280处接收到的第二或第三热交换流体更高的压力、温度和/或蒸气百分比。第一发热部件200进一步铺设到冷却剂回路184,如将在本文中进一步详细讨论的。

仍然进一步参考图11、图17和图18,第二或第三热交换流体从第一发热部件200的第一出口284被引向第四热交换器156的第二入口288。在第一入口272处接收到的第一热交换流体和在第二入口288处接收到的第二或第三热交换流体可以在第四热交换器156内彼此进行热相互作用。在第二入口288处接收到的第二或第三热交换流体通过第四热交换器156的第二出口292离开所述第四热交换器。第二或第三热交换流体从第四热交换器156的第二出口292朝向第一发热部件200的第一入口280往回引导。在这些操作模式中的每一者下,由于第一热交换流体与第二或第三热交换流体之间的热交换,第一发热部件200可以被冷却。

参考图12至图15,以示例性形式各自描绘利用串行蒸发的车厢除湿操作模式(图12)、利用并行蒸发的车厢除湿操作模式(图13)、利用串行蒸发的车厢加热和电池冷却操作模式(图14)以及利用并行蒸发的车厢加热和电池冷却操作模式(图15)。在这些操作模式中的每一者下,第一截止阀60处于关闭位置,并且第二截止阀64处于打开位置。因此,第一热交换流体从第一分支点52被引向第二截止阀64。在流过第二截止阀64之后,第一热交换流体被引导到第三分支点88。在第三分支点88处,制冷剂回路24分成第一路径和第二路径。相交点80沿着第一路径定位成紧接在第三分支点88的下游,并且接收遇到第三分支点88的第一热交换流体的第一部分。蒸气发生器92的第二区域100沿着第二路径定位成紧接在第三分支点88的下游,并且接收遇到第三分支点88的第一热交换流体的第二部分。

再次参考图12至图15,在这些操作模式下,相交点80表现为联接点。第一热交换流体的第一部分被接收在相交点80处并且被引向第一膨胀阀84。由于与第一膨胀阀84的相互作用,第一热交换流体的第一部分的压力和温度降低。第一热交换流体的第一部分从第一膨胀阀84被引向蒸气发生器92的第一区域96的入口248。第一热交换流体的第一部分流过蒸气发生器92的第一区域96并通过第一区域96的出口252离开所述第一区域。当在蒸气发生器92的第一区域96内时,第一热交换流体的第一部分与第一热交换流体的第二部分以已经描述的方式进行热相互作用。通过出口252离开第一区域96的第一热交换流体被引向压缩机28的中压入口36。来自蒸气发生器92的第一区域96的第一热交换流体被喷射到压缩机28中。

进一步参考图12至图15,第一热交换流体的第二部分被接收在蒸气发生器92的第二区域100的入口256处。第一热交换流体的第二部分通过第二区域100并且与通过第一区域96的第一部分以已经描述的方式进行热相互作用。第一热交换流体的第二部分通过第二区域100的出口260离开所述第二区域并且被引向第四分支点104。在图12中描绘的操作模式下,第四截止阀108处于关闭位置。因此,在图12中描绘的操作模式下,遇到第四分支点104的第一热交换流体的全部被引向第二膨胀阀112。在图13至图15中描绘的操作模式下,第四截止阀108处于打开位置。因此,在图13至图15中描绘的操作模式下,遇到第四分支点104的第一热交换流体的第一部分沿着通向第四截止阀108的第一路径被引导,并且遇到第四分支点104的第一热交换流体的第二部分沿着通向第二膨胀阀112的第二路径被引导。遇到第四分支点104的第一热交换流体的第一部分被引向第二联接点132。在通向第二联接点132的途中,第一热交换流体的第一部分在图13至图15中描绘的操作模式下通过第四截止阀108。

仍然进一步参考图12至图15,遇到第四分支点104的第一热交换流体的至少一部分由第二膨胀阀112接收。由于与第二膨胀阀112的相互作用,第一热交换流体的压力和温度降低。第一热交换流体从第二膨胀阀112被引向第一联接点116。在这些操作模式中的每一者下,第一截止阀60处于关闭位置。因此,在第一联接点116处接收到的第一热交换流体被引向第二热交换器68的入口240。第二热交换器68如已经描述的那样执行。第一热交换流体通过第二热交换器68的出口244离开所述第二热交换器。

再次参考图12至图15,在这些操作模式中的每一者下,第三截止阀76处于关闭位置。因此,根据给定的操作模式,第一热交换流体从第二分支点72被引导到第五截止阀124或第六截止阀128。在图12和图14中描绘的操作模式下,第五截止阀124处于打开位置并且第六截止阀128处于关闭位置。因此,在图12和图14中描绘的操作模式下,第一热交换流体从第二分支点72被引向第五截止阀124。在通过第五截止阀124之后,第一热交换流体遇到第二联接点132。在图14中描绘的操作模式下,遇到第四分支点104的第一热交换流体的第一部分和第二部分在第二联接点132处重新结合或重新组合。第一热交换流体从第二联接点132被引向第六分支点140。

具体参考图13和图15,第五截止阀124处于关闭位置并且第六截止阀128处于打开位置。因此,遇到第四分支点104的第一热交换流体的第二部分从第二分支点72被引向第六截止阀128。在通过第六截止阀128之后,第一热交换流体被引向第三联接点172。在第三联接点172处,遇到第四分支点104的第一热交换流体的第二部分与从第一止回阀160和/或第二止回阀164流出的第一热交换流体重新结合或重新组合。

进一步参考图12至图15,如上所述,制冷剂回路24在第六分支点140处分成两条路径。第三膨胀阀144沿着从第六分支点140延伸的第一路径定位成紧接在第六分支点140的下游。第四膨胀阀152沿着从第六分支点140延伸的第二路径定位成紧接在第六分支点140的下游。第一热交换流体的至少一部分从第六分支点140被引导到第三膨胀阀144。在图12和图13中描绘的操作模式下,第四膨胀阀152充当处于关闭位置的截止阀。因此,在图12和图13中描绘的操作模式下,遇到第六分支点140的第一热交换流体的全部被引向第三膨胀阀144。由于与第三膨胀阀144的相互作用,第一热交换流体的压力和温度降低。第一热交换流体从第三膨胀阀144被引导到第三热交换器148的入口264。第三热交换器148如已经描述的那样执行。第一热交换流体通过第三热交换器148的出口268离开所述第三热交换器。在通过出口268离开第三热交换器148之后,第一热交换流体流过第一止回阀160。

仍然进一步参考图12至图15,第一热交换流体通过制冷剂导管网180从第一止回阀160被引向蓄积器176。在图12和图13中描绘的操作模式下,第二止回阀164防止朝向第四热交换器156回流。因此,当在给定的操作模式下不采用第四热交换器156时,防止第四热交换器156成为第一热交换流体的储存容器。第一热交换流体从第一止回阀160流向蓄积器176。在去往蓄积器176的途中,第一热交换流体流过第三联接点172。蓄积器176接收第一热交换流体并将第一热交换流体的气体组分提供给压缩机28的低压入口32。

具体参考图14和图15,遇到第六分支点140的第一热交换流体的第一部分以上述方式从第六分支点140被引向第三膨胀阀144。遇到第六分支点140的第一热交换流体的第二部分被引向第四膨胀阀152。由于与第四膨胀阀152的相互作用,第一热交换流体的压力和温度降低。第一热交换流体从第四膨胀阀152被引导到第四热交换器156的第一入口272。由第四膨胀阀152提供的第一热交换流体的降低的温度和压力可以用于向也流过第四热交换器156的第二或第三热交换流体提供冷却。因此,通过第四热交换器156的第一出口276离开所述第四热交换器的第一热交换流体可以具有与在第一入口272处进入第四热交换器156的第一热交换流体相比增加的压力、温度和/或蒸气百分比。

再次参考图14和图15,第一热交换流体通过制冷剂导管网180从第四热交换器156的第一出口276被引导到第二止回阀164。第一热交换流体流过第二止回阀164并被引向蓄积器176。在离开第二止回阀164之后,遇到第六分支点140的第一热交换流体的第二部分在到达蓄积器176之前与遇到第六分支点140的第一热交换流体的第一部分重新结合或重新组合。在去往蓄积器176的途中,第一热交换流体通过第三联接点172。蓄积器176接收第一热交换流体并如上所述执行,从而完成制冷剂回路24的遍历。

进一步参考图14和图15,第二或第三热交换流体在第四热交换器156与第一发热部件200之间流动。更具体地,第一发热部件200的第一入口280接收来自第四热交换器156的第二或第三热交换流体。在第一发热部件200的第一入口280处接收到的第二或第三热交换流体可以降低第一发热部件200的温度。更具体地,由于与第四膨胀阀152的相互作用而提供给流过第四热交换器156的第一热交换流体的降低的温度、压力和/或蒸气百分比可以用于与第二或第三热交换流体进行热交换。因此,离开第四热交换器156的第二或第三热交换流体可以具有与进入第四热交换器156的第二或第三热交换流体相比降低的温度、压力和/或蒸气百分比。因此,通过第一发热部件200的第一出口284离开所述第一发热部件的第二或第三热交换流体可以具有比在第一入口280处接收到的第二或第三热交换流体更高的压力、温度和/或蒸气百分比。第一发热部件200进一步铺设到冷却剂回路184,如将在本文中进一步详细讨论的。

仍然进一步参考图14和图15,第二或第三热交换流体从第一发热部件200的第一出口284被引向第四热交换器156的第二入口288。在第一入口272处接收到的第一热交换流体和在第二入口288处接收到的第二或第三热交换流体可以在第四热交换器156内彼此进行热相互作用。在第二入口288处接收到的第二或第三热交换流体通过第四热交换器156的第二出口292离开所述第四热交换器。第二或第三热交换流体从第四热交换器156的第二出口292朝向第一发热部件200的第一入口280往回引导。在这些操作模式中的每一者下,由于第一热交换流体与第二或第三热交换流体之间的热交换,第一发热部件200可以被冷却。

参考图16,以示例性形式描绘了除冰操作模式。第一截止阀60处于关闭位置,并且第二截止阀64处于打开位置。因此,在第一分支点52处接收到的第一热交换流体被引向第二截止阀64。在这种操作模式下,第三截止阀76处于关闭位置,并且第一膨胀阀84作为处于关闭位置的截止阀操作。因此,在流过第二截止阀64之后,遇到第三分支点88的第一热交换流体的全部被引向蒸气发生器92的第二区域100的入口256。因此,蒸气发生器92可以被称为“关闭”或处于“脱离状态”,因为蒸气发生器92不向压缩机28的中压入口36提供第一热交换流体的气体组分。第一热交换流体流过蒸气发生器92的第二区域100并且通过所述第二区域的出口260离开。

再次参考图16,第四截止阀108处于关闭位置。因此,遇到第四分支点104的第一热交换流体的全部被引向第二膨胀阀112。由于与第二膨胀阀112的相互作用,第一热交换流体的压力和温度降低。第一热交换流体从第二膨胀阀112被引向第一联接点116。在第一截止阀60处于关闭位置的情况下,在第一联接点116处接收到的第一热交换流体被引向第二热交换器68的入口240。第二热交换器68如已经描述的那样执行。第一热交换流体通过第二热交换器68的出口244离开所述第二热交换器。第三截止阀76和第五截止阀124各自处于关闭位置。因此,在第二分支点72处接收到的第一热交换流体被引向第六截止阀128。第一热交换流体从第六截止阀128被引向第三联接点172。蓄积器176从第三联接点172接收第一热交换流体并且如已经描述的那样执行。

现在参考图5至图15以及图18,描绘了热泵20的采用冷却剂回路184的各种操作模式。泵188在这些操作模式下被激活,使得第二热交换流体循环通过冷却剂回路184的部件。将第二热交换流体从泵188朝向第一热交换器44驱动。因此,第二热交换流体通过第一热交换器44与第一热交换流体进行热相互作用。更具体地,第二热交换流体循环通过第一热交换器44的第二区域192,而第一热交换流体循环通过第一热交换器44的第一区域48。在各种示例中,第二热交换流体可以在第一热交换器44处从第一热交换流体提取热量。第二热交换流体通过冷却剂导管网212从第一热交换器44被引导到贮存器196的入口296。贮存器196可以蓄积第二热交换流体。贮存器196的出口300通过冷却剂导管网212铺设到第五热交换器208的入口304。在各种示例中,附加部件可以包括在冷却剂回路184中并且铺设在贮存器196的出口300与第五热交换器208的入口304之间,如将在本文中进一步详细讨论的。

再次参考图5至图15以及图18,第五热交换器208的出口308铺设到泵188。因此,当操作泵188时,第二热交换流体可以以类似虹吸的方式从贮存器196抽吸到第五热交换器208的入口304中。换句话说,泵188的操作可以在贮存器196的入口296处产生正压并且在贮存器196的出口300处产生负压。因此,贮存器196两端的压力差可以促进在采用第五热交换器208的操作模式下将第二热交换流体引入第五热交换器208的入口304中。在采用第一发热部件200的操作模式下,与上述类似的现象可以应用于第一发热部件200。在一些示例中,附加部件可以包括在冷却剂回路184中并且铺设在第五热交换器208的出口308与泵188之间。由于第五热交换器208与流过管道系统168的热交换流体(例如,环境空气)之间的流体连通,第二热交换流体可以向车辆的车厢提供热量。在各种示例中,第五热交换器208可以作为加热器芯体操作。替代地,在给定时间车辆或热泵20当前所处的环境中的寒冷天气状况期间,来自第二热交换流体的热量可以被引导到可以受益于此类热量的部件,诸如电池、电气部件、第一发热部件200和/或第二发热部件204。

进一步参考图5至图15和图18,第二热交换流体从贮存器196的出口300被引导到第一三通阀216的第一端口312。在这些操作模式中的每一者下,第一三通阀216被定位成使得在第一端口312处接收到的第二热交换流体被引导为通过第一三通阀216的第二端口316离开所述第一三通阀。第二热交换流体从第一三通阀216的第二端口316被引向第二三通阀220的第一端口320。在这些操作模式中的每一者下,第二三通阀220被定位成使得在第一端口320处接收到的第二热交换流体被引导为通过第二三通阀220的第二端口324离开所述第二三通阀。第二发热部件204铺设到第一三通阀216和第二三通阀220,使得第二发热部件204与贮存器196、第五热交换器208和/或第一发热部件200串联。更具体地,第二发热部件204的入口328铺设到第一三通阀216的第三端口332,并且第二发热部件204的出口336铺设到第二三通阀220的第三端口340。

仍然进一步参考图5至图15以及图18,当第一三通阀216被定位成在给定操作模式下利用第二发热部件204时,在第一端口312处接收到的第二热交换流体被引导为通过第一三通阀216的第三端口332离开所述第一三通阀。第二热交换流体从第一三通阀216的第三端口332被引导到第二发热部件204的入口328。第二发热部件204可以是发动机、电子器件、电池、电池包、一个或多个加热元件、制动器等。在与第二发热部件204相互作用之后,第二热交换流体通过第二发热部件204的出口336离开所述第二发热部件。由于与第二发热部件204的相互作用,通过出口336离开的第二热交换流体可以具有比通过出口328进入的第二热交换流体更大的压力和/或更高的温度。第二热交换流体从第二发热部件204的出口336被引导到第二三通阀220的第三端口340。基于在这样的示例中第二三通阀220的定位,在第三端口340处接收到的第二热交换流体被引导为通过第二三通阀220的第二端口324离开所述第二三通阀。

再次参考图5至图15以及图18,第二热交换流体从第二三通阀220的第二端口324被引导到第三三通阀224的第一端口344。在图5、图7至图15和图18中描绘的操作模式下,第三三通阀224被定位成使得在第一端口344处接收到的第二热交换流体的至少一部分被引导为通过第三三通阀224的第二端口348离开所述第三三通阀。通过第三三通阀224的第二端口348离开所述第三三通阀的第二热交换流体被引导到第五热交换器208的入口304。而在第五热交换器208中,可以以上面概述的方式采用由第二热交换流体携载的热量。第二热交换流体通过出口308离开第五热交换器208。第二热交换流体从出口308被引向第四三通阀228的第一端口352。在第一端口352处接收到的第二热交换流体被引导为通过第四三通阀228的第二端口356离开所述第四三通阀。第二热交换流体从第四三通阀228的第二端口356被引导到泵188。

具体参考图6和图7,当冷却剂回路184在给定操作模式下结合第一发热部件200时,第三三通阀224可以被定位成使得在第一端口344处接收到的第二热交换流体的至少一部分被引导为通过第三三通阀224的第三端口360离开所述第三三通阀。在图6中描绘的操作模式下,在第三三通阀224的第一端口344处接收到的第二热交换流体的全部被引导为通过第三三通阀224的第三端口360离开所述第三三通阀。在图7中描绘的操作模式下,第三三通阀224被定位成使得在第一端口344处接收到的第二热交换流体被引导为通过第三三通阀224的第二端口348以及第三端口360离开所述第三三通阀。因此,第二热交换流体可以在第三三通阀224处分流成第一部分和第二部分,其中第一部分被引向第五热交换器208,并且第二部分被引向第一发热部件200。已经描述了第二热交换流体的第一部分从第三三通阀224流过第五热交换器208。

再次参考图6和图7,第二热交换流体的第二部分从第三端口360被引导到第一发热部件200的第二入口364。第一发热部件200的第二入口364可以紧接在第三三通阀224的第三端口360的下游。在第二入口364处接收到的第二热交换流体的第二部分可以向第一发热部件200提供热量(例如,在寒冷天气期间)。在第二入口364处接收到的第二热交换流体的第二部分通过第一发热部件200的第二出口368离开所述第一发热部件。在一些示例中,由于与第一发热部件200的相互作用,第二热交换流体的第二部分的温度、压力和/或蒸气百分比降低。在离开第一发热部件200的第二出口368后,第二热交换流体的第二部分被引导到第四三通阀228的第三端口372。在这些操作模式下,第四三通阀228被定位成使得在第一端口352处接收到的第二热交换流体的第一部分和在第三端口372处接收到的第二热交换流体的第二部分被重新组合或重新结合,并且最终被引导为通过第四三通阀228的第二端口356离开所述第四三通阀。在图6中描绘的操作模式下,第二热交换流体的全部遵循针对第二热交换流体的第二部分概述的路径。因此,在这种操作模式下,离开第一发热部件200的第二出口368的第二热交换流体被接收在第四三通阀228的第三端口372处并且被引导为通过第四三通阀228的第二端口356离开所述第四三通阀。在图6中描绘的操作模式下,第四三通阀228被定位成使得防止第二热交换流体从第一端口352流动。

本公开已经讨论了热泵20的各种操作模式。虽然已经详细讨论了热泵20的特定示例和热泵20的操作模式的特定示例,但是本公开不限于本文讨论的热泵20的布置。类似地,本公开不限于本文讨论的操作模式。而是,本公开提供了对热泵20的各种部件的操作的示例性讨论,所述讨论可以知会本文未明确阐述的附加操作模式和/或布置。

本领域技术人员以及制造或使用本文公开的概念的人员将想到本公开的修改。因此,应理解,附图中示出的和上文描述的实施例仅用于说明性目的,而不意图限制本公开的范围,本公开的范围由根据包括等同原则的专利法原理解释的以下权利要求限定。

本领域的普通技术人员将理解,所描述的概念和其他部件的构造不限于任何特定材料。除非本文另有说明,否则本文公开的概念的其他示例性实施例可由多种材料形成。

出于本公开的目的,术语“联接”(以其所有形式:联接、联接的、被联接的等)通常意指两个部件(电气的或机械的)彼此直接地或间接地连结。这种连结本质上可以是固定的或者本质上是可移动的。这种连结可利用两个部件(电气的或机械的)实现,并且任何额外的中间构件可以彼此或与两个部件一体地形成为单个整体。除非另有说明,否则这种连结本质上可以是永久性的,或者本质上可以是可移除的或可释放的。

同样重要的是要注意,如示例性实施例中所示的本公开的元件的构造和布置仅是说明性的。尽管在本公开中已经详细地描述了本创新的仅若干实施例,但查阅本公开的本领域的技术人员将容易理解,在实质上不脱离所叙述的主题的新颖教导和优点的情况下,许多修改是可能的(例如,各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数的值、安装布置、材料使用、颜色、取向等的变化)。例如,示出为一体地形成的元件可由多个零件构成,或者示出为多个零件的元件可一体地形成,接口的操作可颠倒或以其他方式变化,系统的结构和/或构件或连接器或其他元件的长度或宽度可以变化,并且设于元件之间的调整位置的性质或数量可变化。应注意,系统的元件和/或总成可由提供足够强度或耐用性的多种材料中的任何一种以各种颜色、纹理和组合中的任何一种构成。因此,所有此类修改旨在被包括在本创新的范围内。在不脱离本创新的精神的情况下,可在期望实施例和其他示例性实施例的设计、工况和布置方面进行其他替换、修改、改变和省略。

应当理解,任何所描述的过程或所描述的过程内的步骤可以与其他公开的过程或步骤组合以形成本公开范围内的结构。本文公开的示例性结构和过程用于说明性目的,而不应解释为限制性。

还应当理解,在不脱离本公开的概念的情况下,可对前述结构和方法进行变化和修改,并且还应当理解,此类概念旨在由所附权利要求覆盖,除非这些权利要求以其语言以其他方式明确说明。

根据本发明,提供了一种热泵,所述热泵具有:制冷剂回路,所述制冷剂回路包括:压缩机,所述压缩机具有低压入口、中压入口和出口;第一热交换器的第一区域,其中第一热交换器定位成紧接在压缩机的出口的下游;第一分支点,所述第一分支点定位成紧接在第一热交换器的第一区域的下游,其中制冷剂回路在第一分支点处分成第一路径和第二路径;第一截止阀,所述第一截止阀沿着第一路径定位并定位成紧接在第一分支点的下游;第二截止阀,所述第二截止阀沿着第二路径定位并定位成紧接在第一分支点的下游;以及第二热交换器,所述第二热交换器定位在第一热交换器的下游。

根据实施例,制冷剂回路还包括:定位成紧接在第二热交换器的下游的第二分支点。

根据实施例,制冷剂回路还包括:被定位成紧接在第二分支点的下游的第三截止阀。

根据实施例,制冷剂回路还包括:定位成紧接在第三截止阀的下游的相交点。

根据实施例,相交点在第一操作模式下作为分支点操作,并且其中相交点在第二操作模式下作为联接点操作。

根据实施例,制冷剂回路还包括:定位成紧接在相交点的下游的第一膨胀阀。

根据实施例,制冷剂回路还包括:在至少一种操作模式下定位成紧接在相交点的下游的第三分支点。

根据实施例,第三分支点在至少单独的操作模式下定位成紧接在第二截止阀的下游。

根据实施例,相交点在所述单独的操作模式下定位成紧接在第三分支点的下游。

根据实施例,制冷剂回路还包括:具有第一区域和第二区域的蒸气发生器,其中第一区域定位成紧接在第一膨胀阀的下游,并且其中第二区域定位成紧接在第三分支点的下游。

根据实施例,蒸气发生器定位在低压入口和中压入口两者的上游,并且其中蒸气发生器将第一热交换流体的气体组分的至少一部分输送到压缩机的中压入口。

根据实施例,蒸气发生器在第一操作模式下定位在第二热交换器的上游,并且其中蒸气发生器在第二操作模式下定位在第二热交换器的下游。

根据实施例,制冷剂回路还包括:定位成紧接在蒸气发生器的第二区域的下游的第四分支点。

根据实施例,制冷剂回路还包括:被定位成紧接在第四分支点的下游的第四截止阀。

根据实施例,制冷剂回路还包括:第二膨胀阀,所述第二膨胀阀定位成紧接在第四分支点的下游,其中第二膨胀阀在第二热交换器的上游。

根据实施例,制冷剂回路还包括:第五分支点,所述第五分支点定位成紧接在第二分支点的下游;第五截止阀,所述第五截止阀定位成紧接在第五分支点的下游;以及第六截止阀,所述第六截止阀定位成紧接在第五分支点的下游。

根据本发明,提供了一种热泵,所述热泵具有:制冷剂回路,所述制冷剂回路包括:压缩机,所述压缩机具有低压入口、中压入口和出口;第一热交换器的第一区域,其中第一热交换器定位成紧接在压缩机的出口的下游;第一分支点,所述第一分支点定位成紧接在第一热交换器的第一区域的下游,其中制冷剂回路在第一分支点处分成第一路径和第二路径;第一截止阀,所述第一截止阀沿着第一路径定位并且定位成紧接在第一分支点的下游;第二截止阀,所述第二截止阀沿着第二路径定位并且定位成紧接在第一分支点的下游;第二热交换器,所述第二热交换器在第一热交换器的下游;第二分支点,所述第二分支点定位成紧接在第二热交换器的下游;第三截止阀,所述第三截止阀定位成紧接在第二分支点的下游;相交点,所述相交点定位成紧接在第三截止阀的下游;第一膨胀阀,所述第一膨胀阀定位成紧接在相交点的下游;第三分支点,所述第三分支点在至少一种操作模式下定位成紧接在相交点的下游;以及蒸气发生器,所述蒸气发生器具有第一区域和第二区域,其中第一区域定位成紧接在第一膨胀阀的下游,并且其中第二区域定位成紧接在第三分支点的下游。

根据实施例,相交点在第一操作模式下作为分支点操作,并且其中相交点在第二操作模式下作为联接点操作。

根据实施例,第三分支点在至少单独的操作模式下定位成紧接在第二截止阀的下游,并且其中相交点在所述单独的操作模式下定位成紧接在第三分支点的下游。

根据实施例,蒸气发生器在第一操作模式下定位在第二热交换器的上游,并且其中蒸气发生器在第二操作模式下定位在第二热交换器的下游。

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