变频器冷却装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于车辆的加热和空调设施，其构成为在热泵运行中用于加热而在空调运行中用于冷却，其具有制冷剂回路，所述制冷剂回路包括至少一个可电运行的压缩机、外部空气热交换器、膨胀机构和内部空气热交换器，压缩机的转速可经由变频器/换流器调节，其中变频器/换流器设置为，使得其在空调运行中在至少一个制冷剂管路走向中借助于在制冷剂回路中从内部空气热交换器下游至压缩机的作为抽吸气体流动的制冷剂经由热交换连接部可冷却超过70％的散热，而在热泵运行中在至少一个制冷剂管路走向中借助于空气可冷却所述变频器/换流器的超过70％的散热。此外，本发明专利技术涉及一种用于其的冷却板和一种用于调节对变频器/换流器的冷却的方法。

【技术实现步骤摘要】
变频器冷却装置
本专利技术涉及一种用于车辆的加热和空调设施，其构成为以可在热泵运行中用于加热而在空调运行中可切换为用于冷却的方式运行，其具有制冷剂回路，所述制冷剂回路包括：至少一个可电运行的压缩机，所述压缩机的转速可经由变频器/换流器来调节；外部空气热交换器；膨胀机构和内部空气热交换器。这类加热和空调设施尤其用于公共汽车和轨道车辆。此外，本专利技术涉及一种用于冷却变频器/换流器的冷却板以及一种在运行这种加热和空调设施时用于调节变频器/换流器的冷却的方法。变频器/换流器频率可变地调节电运行的压缩机的转速从而调节压缩机的功率。由此，功率消耗能够以匹配冷却需求并且在热泵时匹配加热需求的方式保持得尽可能低。然而，变频器/换流器，如尤其其功率电子设备，在此可能会变得过热，使得必须对其进行冷却。
技术介绍
迄今为止，变频器/换流器常常被水或空气冷却。通过空气冷却，气流经由变频器/换流器的散热片引导，所述气流导出热能。另一变型形式是通过空气对流导出热量。例如，在水冷中，水-乙二醇混合物通过变频器/换流器的冷却板引导。在DE102004055815A1中公开了这种用于使冷却液体穿流的冷却板作为安装板。其中描述了变频器通过借助于槽、槽螺母、槽插入件、角板、保持条和条状桥的固定在冷却板上的再次可松开的，即可逆的安装，由此能够将不同结构大小的变频器安装在冷却板上。已知如下空调设施，其中借助于空调设施的制冷剂回路的制冷剂来冷却用于调节可电运行的压缩机的转速的变频器/换流器。例如，在DE69614856T2中公开了一种作为如下压缩机的制冷剂压缩机，所述压缩机具有作为压缩机的变频器/换流器的电子电路，其中电子电路具有与冷却板的散热连接，在所述冷却板中形成有用于作为抽吸气体流动的制冷剂的通道。在此，在空调设施的制冷剂回路运行期间，变频器/换流器借助于冷的、作为抽吸气体流动的制冷剂来冷却。虽然在DE69614856T2中的电子电路也能够调节蒸发器上游的在该处称为喷射阀的膨胀机构，从而调节压缩机处通过冷却系统抽吸的制冷剂的过热，但是尽管如此变频器的冷却始终不利地保持与作为抽吸气体流过冷却板的制冷剂的温度和流动密度相关从而与空调设施的功率相关。恰好在加热和空调设施的热泵运行中，也就是说，当外部温度已经低时，通过变频器/换流器的这种抽吸气体冷却会使其温度过低。变频器/换流器的功率电子设备的温度不允许过低，因为在温度过低时变频器/换流器的功率电子设备例如无法充分工作，并且由于过低的蒸发温度，会因变频器/换流器中的冷凝水而在所述变频器/换流器处产生受损的危险。在JP2006064357A中公开的用于车辆的加热和空调设施构成用于以在热泵运行中用于加热而在空调运行中可切换用于冷却的方式运行。其制冷剂回路包括：至少一个可电运行的压缩机，其转速可经由变频器/换流器调节；外部空气热交换器；膨胀机构和内部空气热交换器。在此，在运行时，变频器/换流器同样借助于冷的、作为抽吸气体流动的制冷剂进行冷却。但是即使在该处，变频器的冷却也始终不利地与作为抽吸气体流过冷却板的制冷剂的温度和流量密度相关从而与加热和空调系统的功率相关。在WO2018/166935A1中，用于冷却变流器的设备以在热泵模式下用于加热而在空调模式中可切换用于冷却的方式运行，其具有制冷剂回路，所述制冷剂回路包括：可电运行的压缩机；外部空气热交换器；膨胀阀和内部空气热交换器，所述设备构成为，使得在空调运行中，外部空气热交换器可作为冷凝器运行，而内部空气热交换器可作为蒸发器运行，并且在热泵运行中，外部空气热交换器可作为蒸发器运行，而内部空气热交换器可作为冷凝器运行，并且压缩机的转速可经由变流器调节。此外，在此公开了一种借助于这种设备冷却变流器的方法。为此，在该处的方法中控制膨胀阀。
技术实现思路
也就是说，本专利技术基于如下目的：提供一种用于车辆的加热和空调设施，其在冷却变频器/换流器方面被改进，所述加热和空调设施构成为以可在热泵运行中用于加热而在空调运行中可切换用于冷却的方式构成，所述加热和空调设施具有制冷剂回路，所述制冷剂回路包括：至少一个可电运行的压缩机，所述压缩机的转速可经由变频器/换流器调节；室外空气热交换器；膨胀机构和室内空气热交换器。相应的目的是提供冷却板来冷却这种加热和空调设施的变频器/换流器。相应的另一目的是提供一种用于调节在运行这种加热和空调设施时变频器/换流器的冷却的方法。本专利技术所基于的目的通过本专利技术的特征来实现。该目的通过如下方式实现：用于车辆的、构成为能以在热泵模式中用于加热而在空调模式中可切换用于冷却的方式运行的加热和空调设施，其具有制冷剂回路，所述制冷剂回路包括：可电运行的压缩机；外部空气热交换器；膨胀机构和内部空气热交换器，所述加热和空调设施构成为，在空调运行中，外部空气热交换器可作为冷凝器/气体冷却器运行，而内部空气热交换器可作为蒸发器运行，并且在热泵运行中，外部空气热交换器可作为蒸发器运行，而内部空气热交换器可作为冷凝器/气体冷却器运行，并且压缩机可经由变频器/换流器来调节其转速，其中变频器/换流器设置为，使得在空调运行中在至少一个制冷剂管路走向中，所述变频器/换流器能借助于在制冷剂回路中从内部空气热交换器下游至压缩机的作为抽吸气体流动的制冷剂经由热交换连接来冷却所述变频器/换流器的超过70％的散热，而在热泵运行中在至少一个制冷剂管路走向中，所述变频器/换流器能借助于空气冷却所述变频器/换流器的超过70％的散热。关于变频器/换流器通过作为抽吸气体流动的制冷剂经过热交换连接所引起的可冷却性，应注意的是，变频器/换流器的这类冷却在此通常不是唯一的，而是通常同时与其一起还进行对其补充的借助于空气的冷却。变频器/换流器能够是如下设备，借助于所述设备将直流电以频率可变的方式转换为交流电，或者也能够是如下设备，借助于所述设备将交流电以频率可变的方式转换成另一频率的交流电。此外，可以考虑如下变频器/换流器，借助于所述变频器/换流器，仅直流电能够被转换成特定频率的交流电并且接着该交流电能够被进一步以频率可变的方式转换成另一频率的交流电。根据本专利技术的加热和空调设施尤其具有如下优点：在热泵运行中，对变频器/换流器的冷却由于借助于空气冷却所述变频器/换流器的超过70％的散热的可能性所以是不那么强的。由此，在热泵运行中变频器/换流器的温度不会过强地下降。由此，不再存在如下危险：所述变频器/换流器，如主要其功率电子设备，由于过低的温度而不充分地工作，并且由于过低的蒸发温度而在其中形成冷凝水从而可能会造成损坏。与之相反，在空调运行中，由于借助于作为抽吸气体流动的制冷剂冷却变频器/换流器的超过70％的散热，对变频器/换流器的冷却是足够强的。在空调运行时通常高的外部空气温度中，主要借助于空气对变频器/换流器的冷却倒不如说是过低的。在下文中说明本专利技术的相应的主题的有利的设计方案、改进形式和改善。根据加热和空调设施的一个有利的实施方案，在至少一个制冷剂管路走向中，在热泵运行时，变频器/换流器可借助于空气冷却所述变频器/换流器的散热的100％。在该制冷剂管路走向中，其抽吸气体管路部段不位于与变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于车辆的加热和空调设施(1)，其构成为能以在热泵运行中用于加热而在空调运行中能切换为用于冷却的方式运行，所述加热和空调设施具有制冷剂回路(3)，所述制冷剂回路包括至少一个能电运行的压缩机(5)、外部空气热交换器(7)、膨胀机构(9，13)和内部空气热交换器(11)，所述加热和空调设施构成为，使得在空调运行中，所述外部空气热交换器(7)能作为冷凝器/气体冷却器运行，而所述内部空气热交换器(11)能作为蒸发器运行，并且在热泵运行中，所述外部空气热交换器(7)能作为蒸发器运行，而所述内部空气热交换器(11)能作为冷凝器/气体冷却器运行，并且所述压缩机(5)的转速能经由变频器/换流器(33)调节，其特征在于，/n所述变频器/换流器(33)设置为，使得在空调运行中在至少一个制冷剂管路走向中，所述变频器/换流器能通过在制冷剂回路(3)中从所述内部空气热交换器(11)下游至所述压缩机(5)作为抽吸气体流动的制冷剂经由热交换连接来冷却所述变频器/换流器的超过70％的散热，而在热泵运行中在至少一个制冷剂管路走向中，所述变频器/换流器能借助于空气冷却所述变频器/换流器的超过70％的散热。/n

【技术特征摘要】
20190325 EP 19165027.41.一种用于车辆的加热和空调设施(1)，其构成为能以在热泵运行中用于加热而在空调运行中能切换为用于冷却的方式运行，所述加热和空调设施具有制冷剂回路(3)，所述制冷剂回路包括至少一个能电运行的压缩机(5)、外部空气热交换器(7)、膨胀机构(9，13)和内部空气热交换器(11)，所述加热和空调设施构成为，使得在空调运行中，所述外部空气热交换器(7)能作为冷凝器/气体冷却器运行，而所述内部空气热交换器(11)能作为蒸发器运行，并且在热泵运行中，所述外部空气热交换器(7)能作为蒸发器运行，而所述内部空气热交换器(11)能作为冷凝器/气体冷却器运行，并且所述压缩机(5)的转速能经由变频器/换流器(33)调节，其特征在于，
所述变频器/换流器(33)设置为，使得在空调运行中在至少一个制冷剂管路走向中，所述变频器/换流器能通过在制冷剂回路(3)中从所述内部空气热交换器(11)下游至所述压缩机(5)作为抽吸气体流动的制冷剂经由热交换连接来冷却所述变频器/换流器的超过70％的散热，而在热泵运行中在至少一个制冷剂管路走向中，所述变频器/换流器能借助于空气冷却所述变频器/换流器的超过70％的散热。


2.根据权利要求1所述的加热和空调设施(1)，其特征在于，在热泵运行中在至少一个制冷剂管路走向中，所述变频器/换流器(33)能借助于空气冷却所述变频器/换流器的散热的100％。


3.根据权利要求1或2所述的加热和空调设施(1)，其特征在于，在空调运行中，所述加热和空调设施具有能借助于阀(43，45，47)切换的另外的制冷剂管路走向，该另外的制冷剂管路走向在作为抽吸气体流动的制冷剂与所述变频器/换流器(33)没有热交换连接的情况下从所述内部空气热交换器(11)下游延伸至所述压缩机(5)。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的加热和空调设施(1)，其特征在于，所述加热和空调设施还具有能借助于阀(43，45，47)切换的制冷剂管路走向，其中在热泵运行中，所述变频器/换流器(33)能通过在制冷剂回路中从所述外部空气热交换器(7)下游至所述压缩机(5)作为抽吸气体流动的制冷剂经由热交换连接来冷却所述变频器/换流器(33)的超过70％的散热。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的加热和空调设施(1)，其特征在于，所述加热和空调设施具有调节装置(39)，所述调节装置构成用于：在借助于在运行时作为抽吸气体流动的制冷剂或者借助于空气将所述变频器/换流器(33)冷却所述变频器/换流器(33)的超过70％的散热之间切换所述制冷剂回路(3)。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的加热和空调设施(1)，其特征在于，调节装置(39)构成为，使得对于借助于在运行时作为抽吸气体流动的制冷剂来冷却所述变频器/换流器(33)而言，能借助于所述调节装置调节用于冷却的制冷剂流的份额。


7.根据权利要求5或6所述的加热和空调设施(1)，其特征在于，所述调节装置(39)构成为，使得通过所述调节装置也能调节所述变频器/换流器(33)。


8.根据权利要求5至7中任一项所述的加热和空调设施(1)，其特征在于，所述调节装置(39)构成为，使得通过所述调节装置与温度相关地，优选与所述变频器/换流器(33)的温度相关地通过切换所述制冷剂回路(3)，能设定借助于在运行时作为抽吸气体流动的制冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·索纳卡尔布，雷纳·施奈德，
申请(专利权)人：康唯特公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE