带有抗回流控制的HVAC单元和操作方法技术

HVAC模块具有进气口、鼓风机下游的蒸发器和蒸发器下游的加热器，以及蒸发器和加热器下游的后混合区，其中，控制阀通过调节冷空气的压力来防止冷空气流回至热空气。设计了一种方法来控制这种HVAC模块的抗回流控制阀，该方法通过以下步骤实现：读取HVAC模块内各点的压力和温度；设置空气流量和温度排放目标值；计算控制阀和混合阀的阻力；确定相应的控制阀和混合阀的位置；以及移动控制阀和混合阀至那些相应的位置。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请为2015年4月14日提交的题为“ANHVACMODULEHAVINGANOPENARCHITECTURE(具有开放式架构的供暖、通风以及空气调节模块)”的美国申请第14/685,933号的部分连续申请，该申请的全部内容以参见的方式纳入本文。
本专利技术涉及用于乘用车的供暖、通风和空气调节(HVAC)模块。
技术介绍
传统的机动车辆通常具有单个温控区域的空调系统，该空调系统设计成将经调节的空气提供给车辆的车厢中的前排乘客。随着车辆的尺寸增大，并且随着车辆乘客要求更多豪华的特征，能够提供多个温控区域的空调系统或者多区域空调系统变得更为广泛。多区域空调系统允许驾驶员、前排乘客、甚至后座乘客能在他们的相应区域进行单独的温度控制，从而提升乘客在每个区域中的舒适性。诸如运动多功能车(SUV)和小型货车之类的较大尺寸车辆可在车厢中具有多达四个或更多个个别的区域。作为示例，小型货车的车厢可分成四个单独的区域，其中驾驶员空间可以是区域1，前排乘客空间可以是区域2、第二排就座空间可以是区域3以及第三排就座空间可以是区域4。用于单区域空调系统的传统供暖、通风和空气调节(HVAC)模块通常设计成最优地使用在给定类型的车辆中的可用空间量并适应于该空间的形状。具有对多个区域提供温度控制的能力的HVAC模块特定地针对精确数量的区域进行设计、加工并制造。对于多区域HVAC模块的产量通常比对于单区域或双区域模块的产量低得多。同样地，对于如此少的车辆设计这种多区域HVAC模块是更昂贵的。此外，为了实现附加的温控区域而受迫构建完全不同的HVAC模块对于制造单元和制造工艺总体会是极为不利的。典型的多区域HVAC模块使用分隔壁，这些分隔壁向上延伸至该HVAC模块内的各个热交换器以提供多条调节空气流。这些多条空气流用于在相关的车厢中实现多区域的气候控制。区域的数量越多，则需要的分隔壁数量越多并且需要的热交换器尺寸越大。然而，多区域HVAC模块应适应于单区域HVAC模块放置处的有限尺寸和形状，从而需要添加附加的功能而不使用任何额外的空间。由于操作能力和封装的限制，通常会在较大的车辆中采用两个单独的双HVAC模块以实现多区域操作，其中，一个双区域模块安装在防火壁与车辆仪表板之间，而另一个单或双区域HVAC模块安装在后备箱的区域中。然而，传统的、分离的双HVAC模块的实施是复杂的。例如，双HVAC模块会在主车中需要相当大的封装空间、附加的空气导管、附加的管线和装配件、附加的制冷剂、附加的冷却剂、附加的质量、更高的运行噪声等级、更高的成本和增大的系统复杂度，这通常会转换成增加的质量和保修的问题。这些系统需要附加的能量和较大的支持部件，诸如压缩机、水泵、冷凝器、交流发电机、管线组以及导管。因此，双模块应用导致增大的车辆燃料消耗以及增大的废气排放。所有这些项目会显著地引起整车成本和操作成本。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于乘用车的开放式架构的、多区域的供暖、通风和空调(HVAC)模块，该模块具有抗回流控制件，以及一种用于操作抗回流控制件的方法。根据本专利技术的第一方面，为用于乘用车的HVAC模块提供了一种装置，该装置包括壳体，该壳体限定进气口、前区出气口和后区出气口；设置在壳体内进气口下游的蒸发器；设置在壳体内蒸发器下游的加热器；限定在壳体内蒸发器与加热器之间的蒸发器下游的冷空气腔室，冷空气腔室具有第一压力；限定在壳体内加热器与壳体的第一内表面之间的加热器下游的热空气腔室，热空气腔室具有定量地小于冷空气腔室的第一压力的第二压力；由壳体的第二内表面和壳体内的内分隔件所限定的冷空气流路径，冷空气流路径从冷空气腔室延伸至由壳体所限定的后区混合腔室，后区混合腔室具有第三压力且与后区出气口流体连通；以及设置在壳体内冷空气腔室与后区混合腔室之间的控制阀，控制阀构造为可控制地将冷空气从冷空气腔室沿冷空气流路径释放至后区混合腔室内，其中，控制阀节流来自冷空气腔室的冷空气，从而调节后区混合腔室的第三压力，使得第三压力保持定量地低于热空气腔室的第二压力。这防止了冷空气流路径中的冷空气流回至热空气腔室内。后区混合腔室可具有设置在后区混合腔室内的后区混合阀。后区混合阀可构造为选择性地将空气流从冷空气流和热空气腔室引导至后区出气口。设置在壳体内冷空气腔室与后区混合腔室之间的控制阀可为蝶形阀。HVAC模块还可包括由壳体所限定并定位在蒸发器下游与冷空气腔室和热空气腔室相邻的前区混合腔室。前区混合腔室可与前区出气口流体连通。前区混合阀可设置在前区混合腔室中，以选择性地将空气流从冷空气腔室和热空气腔室引导至前区出气口。该结构可应用于具有不超过一个鼓风机组件的HVAC模块，该鼓风机组件将空气通过壳体从入口移动至前区出气口和/或后区出气口。根据本专利技术的另一方面，提供了一种控制冷空气的回流进入开放式架构的HVAC模块中的热空气腔室的方法。HVAC模块具有进气口、进气口下游的蒸发器、蒸发器下游的冷空气腔室、冷空气腔室下游的加热器、加热器下游的热空气腔室、冷空气腔室和热空气腔室下游的后区混合腔室、后区出气口、设置在冷空气腔室与后混合腔室之间的控制阀和设置在后区混合腔室内的混合阀。该方法包括以下步骤：读取冷空气腔室的压力、通过热敏电阻器测量读取冷空气腔室的温度、读取热空气腔室的压力和读取热空气腔室的温度；设置后区出气口的排放空气流量目标值和排放温度目标值；计算抗回流控制阀的阻力；计算混合阀的阻力；确定对应于计算得出的控制阀的阻力的抗回流控制阀的位置；确定对应于计算得出的混合阀的阻力的混合阀的位置，该确定基于预编程的混合阀校正数据；将控制阀移动至确定为与计算得出的控制阀的阻力相对应的控制阀的位置；将混合阀移动至确定为与计算得出的混合阀的阻力相对应的混合阀的位置。预编程的控制阀的校准数据可为控制阀查找表。预编程的混合阀的校准数据可为混合阀查找表。该方法可应用于具有不超过一个鼓风机组件的HVAC模块，该鼓风机组件构造为将空气通过壳体从入口移动至前区出气口和/或后区出气口中的至少一个。本专利技术的这些和其它特征与优点将通过阅读以下的说明书变得清晰，说明书与附图一起具体描述本专利技术的优选和替代的实施例。附图说明将参照附图仅以示例的方式进一步描述本专利技术，附图中：图1示出了具有抗回流控制阀的开放式架构HVAC模块的剖视图；图2为流程图，示出了一种通过控制抗回流控制阀和混合阀来防止图1中的HVAC模块中空气的回流的方法；以及图3为示出由图2中的方法所控制的阀的原理图。尽管附图代表本专利技术的实施例，但附图不必然按比例绘制，并且可以放大某些特征以说明和阐释本专利技术。本文所提出的示例说明本专利技术在一种形式中的实施例，且这种示例并不被解释为以任何方式限制本专利技术的范围。具体实施方式图1示出了具有本专利技术的抗回流控制阀290的HVAC模块200的一种形式。在可行的地方，相同部件的附图标记共同地使用在各附图之间。参考图1，本专利技术属于开放式架构的HVAC模块200。开放式架构HVAC模块意味着热交换器204、206的芯部部分地不被HVAC壳体202的内部隔断壁208、210分隔为专门的区域，且通过每个热交换器204、206的所有或部分空气流可被混合阀224a、224b截断并导向任何一个或多个区域。换言之，每个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种HVAC模块，包括：壳体，所述壳体限定进气口、前区出气口和后区出气口；设置在所述壳体内所述进气口下游的蒸发器；设置在所述壳体内所述蒸发器下游的加热器；限定在所述壳体内所述蒸发器与所述加热器之间的所述蒸发器下游的冷空气腔室，所述冷空气腔室具有第一压力；限定在所述壳体内所述加热器与所述壳体的第一内表面之间的所述加热器下游的热空气腔室，所述热空气腔室具有第二压力，所述第二压力定量地小于所述冷空气腔室的所述第一压力，所述热空气腔室与由所述壳体限定的后区混合腔室流体连通，所述后区混合腔室具有第三压力且与所述后区出气口流体连通；由所述壳体的第二内表面和所述壳体内的内分隔件所限定的冷空气流路径，所述冷空气流路径从所述冷空气腔室延伸至所述后区混合腔室；以及设置在所述壳体内所述冷空气腔室与所述后区混合腔室之间的控制阀，所述控制阀构造为选择性地控制冷空气从所述冷空气腔室沿所述冷空气流路径释放至所述后区混合腔室，从而控制冷空气回流进入所述热空气腔室。

【技术特征摘要】
2015.09.15 US 14/854,8291.一种HVAC模块，包括：壳体，所述壳体限定进气口、前区出气口和后区出气口；设置在所述壳体内所述进气口下游的蒸发器；设置在所述壳体内所述蒸发器下游的加热器；限定在所述壳体内所述蒸发器与所述加热器之间的所述蒸发器下游的冷空气腔室，所述冷空气腔室具有第一压力；限定在所述壳体内所述加热器与所述壳体的第一内表面之间的所述加热器下游的热空气腔室，所述热空气腔室具有第二压力，所述第二压力定量地小于所述冷空气腔室的所述第一压力，所述热空气腔室与由所述壳体限定的后区混合腔室流体连通，所述后区混合腔室具有第三压力且与所述后区出气口流体连通；由所述壳体的第二内表面和所述壳体内的内分隔件所限定的冷空气流路径，所述冷空气流路径从所述冷空气腔室延伸至所述后区混合腔室；以及设置在所述壳体内所述冷空气腔室与所述后区混合腔室之间的控制阀，所述控制阀构造为选择性地控制冷空气从所述冷空气腔室沿所述冷空气流路径释放至所述后区混合腔室，从而控制冷空气回流进入所述热空气腔室。2.如权利要求1所述的HVAC模块，其特征在于，所述控制阀节流来自所述冷空气腔室的冷空气，从而调节所述后区混合腔室的所述第三压力，使得所述第三压力保持定量地小于所述热空气腔室的所述第二压力。3.如权利要求2所述的HVAC模块，其特征在于，所述控制阀独立于所述热空气腔室与所述后区混合腔室的流体连通而作用，使得所述控制阀不影响所述热空气腔室与所述后区混合腔室之间的所述流体连通的截面。4.如权利要求1所述的HVAC模块，其特征在于，所述HVAC模块还包括设置在所述后区混合腔室的入口处的后区混合阀，其中，所述后区混合阀构造为选择性地将空气流从所述冷空气流路径和所述热空气腔室引导至所述后区出气口。5.如权利要求1所述的HVAC模块，其特征在于，设置在所述壳体内所述冷空气腔室与所述后区混合腔室之间的所述控制阀为蝶形阀。6.如权利要求1所述的HVAC模块，其特征在于，设置在所述壳体内所述冷空气腔室与所述后区混合腔室之间的所述控制阀为瓣阀。7.如权利要求1所述的HVAC模块，其特征在于，所述HVAC模块还包括前区混合腔室，所述前区混合腔室由所述壳体所限定并定位在所述蒸发器下游与所述冷空气腔室和所述热空气腔室相邻，所述前区混合腔室与所述前区出气口流体连通。8.如权利要求7所述的HVAC...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·S·凯德尔，J·C·金马丁，刘文，王明玉，夏燕萍，
申请(专利权)人：马勒国际有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE