空调系统和用于该空调系统的内置式换热器技术方案

本实用新型专利技术公开了一种空调系统和用于该空调系统的内置式换热器。内置式换热器组件包括用于使低压制冷剂从蒸发器中流出的长形空腔，设置在空腔内、用于使高压制冷剂从冷凝器中流出的内部管以及低压侧与高压侧之间的压力均衡通路。该通路足够大以当空调系统不工作时使压力可以在冷凝器和蒸发器之间均衡，以防止否则会导致制冷剂-油混合物从压缩机中损失的压力差，且该通路足够小以不影响空调系统的运行。压力均衡通路可以是具有簧片部分的旁通阀组件，当空调系统处于不工作状态时，该簧片部分通常是打开的，且当空调系统处于不工作状态时，该簧片部分是闭合的，以使冷却效率最大化。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种具有改进的内置式换热器的汽车空调系统，尤其涉及在高压侧和低压侧之间具有被动式旁通阀的内置式换热器，以防止在不工作期间油在整个空调系统中流动。
技术介绍
汽车空调系统通常包括安装在前格栅附近的冷凝器、位于发动机舱内的制冷压缩机和包含在基本位于乘员舱内的HVAC外壳内的蒸发器。诸如在SAE出版物 No. 2007-01-1523中公开的双管内置式换热器(IHX)的内置式换热器和在美国专利申请 No. 12/487，709中公开的内盘管式IHX利用了制冷剂低压侧和制冷剂高压侧之间的温差来改进空调系统的总体冷却能力。压缩机的主要内体积，即所谓的曲轴箱基本上是中空的，但诸如中央驱动轴和相关联的支承轴承、倾斜盘和往复活塞的多个移动部件包含在曲轴箱内或暴露于曲轴箱。在运行过程中，压缩机抽吸制冷剂通过空调系统。制冷剂携带有夹带着的润滑油，该润滑油到达并润滑空调系统内的多个移动部件接触面，包括压缩机内的移动部件。当压缩机在不工作的持续期间不动时，希望的是一大摊润滑油池保持在曲轴箱的底部以在起动时可用这些油来润滑接触面。在本技术主题之前所作的观察已发现润滑油在车辆和压缩机不工作期间似乎主动地离开压缩机曲轴箱并沉积在冷凝器和蒸发器内，压缩机起动时润滑油将不立即可用。已发现这种润滑油流动的现象是由压缩机的主曲轴箱体积和空调系统的其它部件之间的压力不平衡造成的。这种不平衡产生一种状态，依据这种状态在制冷剂内易混合的液体冷冻机油(refrigerant oil)经受推和拉液体流出压缩机的内部虹吸和推力的组合作用。美国专利申请No. 10/874，046提供一种对于润滑油不期望流动的部分解决方案， 其包括设置在压缩机内较高位置处、在曲轴箱和歧管内的吸入腔之间的较小的压力均衡通道。这减少液体制冷剂-油混合物被拉和/或推出曲轴箱并进入歧管以及最终到达冷凝器的倾向。然而，这种解决方案并没有适当地引导液体制冷剂-油混合物流入蒸发器。希望的是有一种减少液体制冷剂-油混合物流动到冷凝器和蒸发器的倾向的解决方案。还希望有一种对空调系统现有的部件要求作最少改型的解决方案。
技术实现思路
本技术的实施例提供一种用于汽车系统空调系统的改进的内置式换热器 (IHX)，其中IHX组件包括用于使低压制冷剂流动(低压侧)的大体圆筒状的空腔以及用于高压制冷剂流动(高压侧)的、设置在圆筒状的长形空腔内的内部管。IHX组件提供内部管和长形空腔之间的压力均衡通路，以提供低压侧和高压侧之间直接的液压连通。压力均衡通路足够大以当空调系统不工作时使压力可以在冷凝器和蒸发器之间均衡，以防止否则会导致冷冻机油从压缩机中损失的压力差，且压力均衡通路足够小以不影响空调系统的运行。换言之，压力均衡通路使冷凝器和蒸发器之间可直接液压连通，当空调系统处于不工作状态时，在压力均衡通路中蒸汽制冷剂可以直接在冷凝器和蒸发器之间流动。在另一实施例中，压力均衡通路可以是旁通阀组件，当空调系统处于不工作状态时，该旁通阀组件提供IHX组件的高压侧和低压侧之间的液压连通。当空调系统运行时，旁通阀组件使低压侧相对于高压侧闭合并密封开，以使空调系统的运行效率最大化。根据本技术的一个方面，一种空调系统，该空调系统具有使制冷剂循环通过热膨胀装置、蒸发器和冷凝器的压缩机，其中，空调系统还包括内置式换热器，该内置式换热器包括外壳，该外壳具有第一端、与第一端相对的第二端和第一端与第二端之间的内表面，内表面形成用于将压力为Pi的低压制冷剂从蒸发器输送到压缩机的空腔；内部管，该内部管设置在空腔内以将压力为P2的高压制冷剂从冷凝器输送到热膨胀装置；以及内部管与空腔之间的压力均衡通路，该通路提供蒸发器与冷凝器之间直接的液压连通；其中，压力均衡通路足够大以当空调系统不工作时使压力可以在冷凝器和蒸发器之间均衡，以防止否则将导致制冷剂-油混合物从压缩机中损失的压差，且当空调系统工作时，压力均衡通路足够小以不影响所述空调系统的运行。根据本技术的另一个方面，一种空调系统具有使制冷剂循环通过热膨胀装置、蒸发器和冷凝器的压缩机，该空调系统还包括内置式换热器，内置式换热器包括外壳， 外壳具有第一端、与第一端相对的第二端和第一端与第二端之间的内表面，内表面形成用于将压力为Pl的低压的制冷剂从蒸发器输送到压缩机的空腔；内部管，内部管设置在空腔内以将压力为P2的高压的制冷剂从冷凝器输送到热膨胀装置，其中，内部管形成孔以使高压和低压制冷剂之间有直接的液压连通；以及旁通阀组件，该旁通阀组件适于在超过预定的P2-P1压差时密封孔并在低于预定的P2-P1压差时使孔解除密封。较佳地，上述旁通阀组件包括具有簧片部分的套管，当高压制冷剂与低压制冷剂之间的所述P2-P1压差大于10磅/平方英寸时，簧片部分被偏置向孔并气密密封该孔。当高压制冷剂与低压制冷剂之间的压差P2-P1等于或小于10磅/平方英寸时，簧片部分被偏置离开孔并使该孔解除密封。较佳地，上述套管包括纵向狭缝并向第一直径偏置，纵向狭缝使套管可被压缩到较小的第二直径以被插入内部管。较佳地，内部管包括具有形成预定形状的突起部的内壁，且套管在一端形成切口， 该切口包括与突起部的预定形状互补的形状。切口可以形成于套管的紧邻突起部的一端处。较佳地，突起部位于内部管的内壁上的预定位置处，以使套管的行进相对于内部管对准并对行进限制，这样该簧片部分紧邻孔而定位。根据本技术的另一个方面，一种用于空调系统的内置式换热器，包括外壳， 该外壳具有第一端、与第一端相对的第二端和第一端与第二端之间的内表面，内表面形成用于输送具有第一压力Pi的制冷剂的空腔；以及内部管，该内部管设置在空腔内以输送具有第二压力P2的制冷剂，并且形成孔以使Pl和P2之间有直接的液压连通，以及其中，内部管包括旁通阀组件，旁通阀组件在低于预定压差P2-P1时使孔解除密封，由此使第一压力 Pl与第二压力P2均衡。较佳地，旁通阀组件包括具有簧片部分的套管，当高压制冷剂与低压制冷剂之间的压差P2-P1大于10磅/平方英寸时，簧片部分被偏置向孔并气密密封该孔。高压制冷剂与低压制冷剂之间的压差P2-P1等于或小于10磅/平方英寸时，簧片部分被偏置离开孔并使孔解除密封。较佳地，套管包括纵向狭缝并向第一直径偏置，纵向狭缝使套管被压缩到较小的第二直径。通过阅读本技术的实施例的以下具体说明，本技术的另一些特征和优点将变得更加清楚，参照附图并以非限制性实例方式给出该说明。附图说明将参考附图来进一步描述本技术，其中图1示出具有IHX组件的典型的汽车空调系统。图2示出具有旁通阀组件的改进IHX组件的局部剖视图。图3示出处于打开位置的图2的旁通阀组件的剖视图。图4示出处于闭合位置的图2的旁通阀组件的剖视图。图5示出具有改进的IHX组件的汽车空调系统，该IHX组件包括处于打开位置的旁通阀组件以减缓被动的冷冻机油的流动。具体实施方式本技术将进一步参考附图描述，其中，在所有的图中，相同的附图标记标示对应的零部件。图1示出在当空调系统10和车辆处于不工作状态时的持续时期内，冷冻机油在典型的汽车空调系统10内的流动。在几天或更久的不工作期间，自然的日常热循环使空调系统10内的蒸汽制冷剂来回流经压缩机12，从而将少量的制冷剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：E·沃尔夫四世，P·S·卡德尔，J·A·布莱特，王明玉，
申请(专利权)人：德尔福技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：