利用来自压缩流体膨胀的热容量的空调系统技术方案

提供了一种车辆空调系统。该车辆空调系统包括第一蒸汽压缩制冷回路202。该第一蒸汽压缩制冷回路包括第一制冷剂压缩机204和第一蒸发器206。该车辆空调系统进一步包括用于保存压缩流体的罐体210，被配置为运送来自该罐体的膨胀流体的出口214，以及热耦合至该第一蒸汽压缩制冷回路和该出口的热交换器216。该热交换器216被配置为将热量从该第一蒸汽压缩制冷回路所运送的制冷剂传输至该出口所运送的流体，其中该出口所运送的流体的温度已经由于该流体在离开该罐体时的膨胀而降低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
所公开的实施例涉及空调系统，更具体地涉及在机动车辆中使用的空调系统。
技术介绍
近年来已经为了使得机动车辆的所有方面更为高效进行了各种研发。这样的效率提高降低了成本并且对于环境具有正面影响。为了应对当前对于货物和原材料的运输需求，无一例外地重度依赖于诸如牵引拖车之类的大型车辆。实际上，这些类型的车辆已经具有了许多值得注意的发展以使其更为高效。然而，随着燃油成本的持续上升，存在不断的努力以通过采用更为清洁、成本更低的牵引拖车类型的车辆来抵消这种运营成本的提高并且解决过多石油燃料的燃烧所导致的环境影响。以上所提到的牵引拖车车辆中已经在成本降低方面获得大量关注的一个方面是在其中所使用的供热、通风和空调(HVAC)系统。作为一个示例，HVAC系统在牵引拖车中的使用已经有所增长，其利用发动机和电气操作的配置来提供供热/制冷。这样的系统有利地在发动机运转时而驾驶员操控车辆的时候提供HVAC服务，以及在发动机并不运转时而驾驶员在车辆中休息的时候提供HVAC服务。作为另一个示例，已经越来越期望通过提高HVAC回路中的各个组件中的每一个的热性能并且降低它们的功耗而使得它们更为高效。虽然当前的HVAC系统已经大幅改善了驾驶员的舒适度和车辆灵活性，但是仍然存在着使得这样的系统更为高效的需求。这里所描述的实施例针对以上所描述的HVAC系统提供了各种改进。这些和其它优势将由于这里所提供的描述而是显而易见的。
技术实现思路
在蒸汽压缩空调系统中，通过空调回路进行循环的制冷剂必须在该循环中的某个点被冷却而使得该制冷剂能够在其通过所要冷却的空间时吸收热量。例如，在常规的蒸汽压缩空调系统中，制冷剂被压缩机进行压缩并且随后循环到所要冷却的冷凝器中。典型地，该冷凝器是制冷剂-空气的热交换器，并且机械风扇在该热交换器上吹气以冷却制冷剂。在该冷凝器中被冷却之后，制冷剂通过膨胀设备进行循环并且去往蒸发器，在那里经冷却的制冷剂从所要冷却的空间吸收热量。该制冷剂随后被循环回到压缩机以继续该制冷循环。简单来讲，被制冷剂在所冷却的空间中吸收的热量必须被冷凝器从制冷器去除以便该制冷循环提供有效冷却。因此，从制冷剂去除废热的能力是空调系统效能的基础所在。因此，改善空调系统从制冷剂去除废热的能力的方式将有助于提高系统的效能和效率。许多可替换的燃料车辆使用压缩流体而不是传统的汽油或柴油燃料产生机动动力。例如，一些车辆使用压缩天然气(或另一种适当的碳氢化合物)来为驱动车辆的内燃机提供能量。其它车辆使用压缩氢气为产生电力的燃料电池供能，并且该电力被用来为驱动车辆的电动机供电。当压缩流体诸如在压缩流体离开高压存储罐时快速膨胀时，流体的温度下降。典型地，膨胀或正在膨胀的流体的低温并未针对任何有用的目的而被利用。然而，本申请描述了一种使用膨胀流体的较低温度对空调系统中的制冷剂进行冷却的系统和装置。对本来并未被使用的这种冷却源加以利用使得空调系统进行更为高效且有效的冷却。此外，对制冷剂进行冷却的过程使得以膨胀或正在膨胀的流体的温度相对应地升高，这对于由存储罐进行供应的发动机或燃料电池的操作而言是有利的。所公开的实施例所提供的这些和其它好处在这里进行讨论。依据一些实施例，一种车辆空调系统包括第一蒸汽压缩制冷回路。该第一蒸汽压缩制冷回路包括第一制冷剂压缩机和第一蒸发器。在一些实施例中，该第一蒸汽压缩制冷回路还包括冷凝器。该车辆空调系统还包括用于保存压缩流体的罐体，被配置为运送来自该罐体的正在膨胀或已膨胀的流体的出口，以及热耦合至该第一蒸汽压缩制冷回路和该出口的热交换器。该热交换器被配置为将热量从该第一蒸汽压缩制冷回路所运送的制冷剂传输至正在膨胀或已膨胀的流体，其中该流体的温度已经由于该压缩流体在离开该罐体时的膨胀而降低。为了流体的温度下降，其可以处于膨胀的过程之中，或者可以其近期已经进行了膨胀但是当前并未经历膨胀。虽然本申请提到了膨胀流体，但是所要理解的是，这是指不再膨胀的流体以及仍然在膨胀的流体。附图说明这里所公开并且在附图中示出的实施例通过示例而非限制进行阐述。同样的附图标记贯穿附图而指代相对应的部分。图1是根据一些实施例的车辆的示意性表示形式。图2A是空调系统的一个实施例的示意性表示形式。图2B是空调系统的另一个实施例的示意性表示形式。图3是空调系统的又一个实施例的示意性表示形式。图4是空调系统的最后实施例的示意性表示形式。图5是图示根据一些实施例的操作空调系统的方法的流程图。具体实施方式图1是诸如长途运输商用卡车之类的车辆100的实施例的示意性表示形式，其具有使用膨胀流体的冷却能力从制冷剂去除废热的空调系统。虽然附图和说明书预期了长途运输商用车辆，但是本领域技术人员将会认识到，这里所描述的系统和方法同样能够应用于其它类型的车辆。在一些实施例中，该车辆包括驾驶室108。车辆操作人员可以在驾驶室108内操控车辆100。一些实施例还包括睡眠区104，其包含有车辆操作人员112或乘客可以在其上睡觉或休息的一个或多个床铺110。在一些实施例中，睡眠区104通过可伸缩的帘子或门而与驾驶室108分开，这可以将驾驶室108和睡眠区104热隔离。在一些实施例中，睡眠区104位于在后端壁114和一对总体上垂直于后端壁114进行延伸的侧壁118之间的车辆驾驶室的外壳之内。床铺110通常沿睡眠区104的后端壁114提供，其一侧与后端壁114相邻并且其它两侧或末端则与侧壁118相邻。因此，床铺110的三个侧边通常被睡眠区104的壳体所包围或环绕。这样沿着前方留出床铺110的开口侧，人员能够从那里出入床铺110。床铺110通常在睡眠区110的地板上方高出数英尺。在一些实施例中，驾驶室108的热环境利用主空调系统106(例如，加热器和/或空调机)进行控制。在一些实施例中，该空调系统使用传统的皮带驱动压缩机，其机械耦合至车辆发动机109以在发动机109运转时操作主空调系统106。在一些实施例中，车辆100包括辅助空调系统102(例如，加热器和/或空调器)以控制睡眠区104的热环境。然而，应当意识到的是，在具有或没有主空调系统106的辅助的情况下，辅助空调系统102可以对驾驶室108或者车辆的任意其它区域进行加热或冷却。此外，虽然辅助空调系统102在图1中被示为接合至车辆100的车架纵梁，但本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆空调系统，包括：第一蒸汽压缩制冷回路，其包括：第一制冷剂压缩机；和第一蒸发器；用于保存压缩流体的罐体；被配置为运送来自所述罐体的膨胀流体的出口；和热耦合至所述第一蒸汽压缩制冷回路和所述出口的热交换器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.13 US 61/778,760;2014.03.13 US 14/209,8771.一种车辆空调系统，包括：
第一蒸汽压缩制冷回路，其包括：
第一制冷剂压缩机；和
第一蒸发器；
用于保存压缩流体的罐体；
被配置为运送来自所述罐体的膨胀流体的出口；和
热耦合至所述第一蒸汽压缩制冷回路和所述出口的热交换器。
2.根据权利要求1所述的车辆空调系统，其中所述热交换器被
配置为将热量从由所述第一蒸汽压缩制冷回路所运送的制冷剂传输
至由所述出口所运送的流体，其中由所述出口所运送的流体的温度
已经由于所述流体在离开所述罐体时的膨胀而降低。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的车辆空调系统，进一步包
括：
第二蒸汽压缩制冷回路，所述第二蒸汽压缩制冷回路包括：
第二制冷剂压缩机；和
第二蒸发器；
其中所述热交换器热耦合至所述第二蒸汽压缩制冷回路。
4.根据权利要求3所述的车辆空调系统，其中所述第一制冷剂
压缩机是发动机皮带驱动的压缩机，并且所述第二制冷剂压缩机是
电驱动的压缩机。
5.根据权利要求3所述的车辆空调系统，其中所述第一制冷剂
压缩机是电驱动的压缩机，并且所述第二制冷剂压缩机是发动机皮
带驱动的压缩机。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的车辆空调系统，其中所述
车辆空调系统被安装在车辆之中，并且所述车辆被配置为从所述流
体获得动力。
7.根据权利要求6所述的车辆空调系统，所述车辆包括燃料电

\t池以及一个或多个电动机以便为所述车辆生成动力，其中所述燃料
电池被配置为使用氢气产生电力从而驱动所述一个或多个电动机。
8.根据权利要求6所...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·S·康内尔，
申请(专利权)人：博格思众公司，
类型：发明
国别省市：美国;US