Устройство для обработки воздуха в кабине транспортного средства

 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, предназначено для отопления, вентиляции и кондиционирования кабин транспортных средств и может быть использовано в кабинах грузовых автомобилей, тракторов, самоходных комбайнов, дорожно-строительных машин и т.д. Суть изобретения заключается в том, что кипятильник-генератор установлен на поверхности выхлопной трубы ДВС транспортного средства и выполнен открытого типа. С поверхностью выхлопной трубы соединен подогреватель рабочей жидкости, входной патрубок которого через двухходовой кран соединен с трубопроводом подачи "слабого" раствора рабочей жидкости в кипятильник-генератор, а выходной патрубок соединен с теплообменником отопителя, выходная труба которого прикреплена к форсункам абсорбера. Техническим результатом является повышение эффективности устройства и снижение энергозатрат. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к вентиляции, отоплению и кондиционированию воздуха в кабинах транспортных машин и может быть использовано в кабинах грузовых автомобилей, тракторов, самоходных комбайнов, строительно-дорожных машинах.

Ижестно устройство для обработки воздуха в кабине транспортного средства [1], содержащее термоблок, установленный на выхлопной трубе двигателя внутреннего сгорания (ДВС), выполняющий роль источника питания постоянного тока и связанный с термоблоком, установленным на крыше кабины транспортного средствами электродвигателем вентилятора, а также с нагревательными панелями, расположенными под окнами кабины.

Недостатком известного устройства является то, что для обеспечения стабильного напряжения и достаточной силы тока источника питания необходимо интенсивное рассеивание теплоты с холодных спаев термоблока, установленного на выхлопной трубе ДВС, что невозможно обеспечить конвективным охлаждением при движении транспортного средства Кроме того, температура стенок выхлопной трубы от 200°С после запуска ДВС до 400°С при загрузке ДВС может быть подучена на ограниченной длине выхлопной трубы (600-700 мм от ДВС), что обеспечивает получение электрической мощности до 900 Вт, что недостаточно для получения холода в теплый период года и получения теплоты в холодный период года, обеспечивающие комфортный микроклимат в кабине.

Известно устройство для обработки воздуха в абсорбционной холодильной машине [2], наиболее близкое к изобретению по совокупности существенных признаков, содержащее кипятильник-генератор для кипячении рабочей жидкости (абсорбента), имеющей в своем составе воду, конденсатор для отвода теплоты, испаритель для разбрызгивания воды, испарения части поступившей в него воды и охлаждения за этот счет остальной массы воды, абсорбер для поддержания упругости водяных паров ниже упругости паров в испарителе и поглощения рабочей жидкостью водяных паров из испарителя для получения "слабого" раствора, насос для подачи “слабого” раствора рабочей жидкости в кипятильник-генератор, форсунки, установленные в абсорбере и испарителе, насос для подачи воды к форсункам испарителя и вакуум-насос для отвода паровоздушной смеси из абсорбера

Недостатком известного устройства является необходимость отвода теплоты от конденсатора за счет охлажденной среды (воды или воздуха) в дополнительной холодильной машине, подвода теплоты к кипятильнику-генератору за счет нагретой среды (водяной пар или горячая вода) в дополнительном нагревателе, а также отвод теплоты из абсорбера за счет охлажденной среды (вода или воздух) в дополнительной холодильной машине. Все эти дополнительные источники теплоты или холода значительно увеличивают энергозатраты устройства Кроме того, в известном устройстве обеспечивается получение холода, но не обеспечивается получение теплоты для поддержания комфортного микроклимата в холодный период года, что снижает эффективность устройства.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения эффективности устройства за счет использования его для получения теплоты в холодный период года и снижения энергозатрат за счет использования теплоты, получаемой при сгорании топлива в ДВС и выбрасываемой в окружающую среду с выхлопными газами.

Для достижения этого технического решения кипятильник-генератор установлен на поверхности выхлопной трубы ДВС транспортного средства, с поверхностью выхлопной трубы соединен подогреватель рабочей жидкости, входной патрубок которого через двухходовой кран соединен с входным трубопроводом кипятильника-генератора и трубопроводом подачи рабочей жидкости, выходной патрубок подогревателя соединен с теплообменником отопителя, установленного в кабине транспортного средства, выходная труба теплообменника прикреплена к форсункам абсорбера, с отверстиями, обращенными в сторону окружающего воздуха или размещенными в воздуховоде, а на поверхности внутри кипятильника-генератора, контактирующей с поверхностью выхлопной трубы ДВС, установлен гофрированный лист из материала с большой теплопроводностью; испаритель, абсорбер, форсунки испарителя и абсорбера, заборный патрубок вакуум-насоса, перегородка между абсорбером и испарителем выполнены в одном корпусе.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

Нa фиг.1 изображен общий вид устройства в продольном сечении, на фиг.2 изображен общий вид установки узлов устройства на крыше кабины.

Устройство содержит кипятильник-генератор 1, закрепленный на поверхности выхлопной трубы 2. С поверхностью выхлопной трубы 2 соединен подогреватель 3 рабочей жидкости, входной патрубок 4 которого соединен с двухходовым краном 5. Двухходовой крон 5 соединен с трубопроводом подачи "слабого" раствора 6 рабочей жидкости и входным трубопроводом 7 кипятильника-генератора 1. Выходной патрубок 8 подогревателя 3 соединен с теплообменником 9 отопителя, который размещается в кабине в блоке с теплообменником 10 воздухоохладителя, вентилятором 11, вакуум-насосом 12 и двухконсольным электродвигателем 13. Испаритель 14 и абсорбер 15 размещены в одном корпусе и разделены друг от друга перегородкой 16. В испарителе 14 размещены форсунки 17, а в абсорбере 15 размещены форсунки 18. Для отвода паровоздушной смеси из абсорбера 15 и поддержания упругости водяных паров в абсорбере 15 ниже упругости паров в испарителе вакуум-насос 12 соединен с корпусом абсорбер-испарителя трубопроводом 19. Для отвода теплоты из теплообменника 10 в теплый период года в испарителе 14 установлен теплообменник 20, охлаждаемый за счет испарения воды в испарителе. Поскольку при абсорбции рабочей жидкости в абсорбере 15 выделяется теплота, то для ее отвода в абсорбере 15 установлен теплообменник 21, соединенный трубопроводами с теплообменником 22, установленным на крыше кабины 23 транспортного средства. Теплообменник 22 соединен с вентилятором 24, на выходе из которого установлен воздуховод 25, жестко закрепленный на кипятильнике-генераторе 1. В месте соединения поверхности воздуховода 25 и кипятильника-генератора 1 выполнены отверстия 26, на внутренней поверхности кипятильника-генератора 1, смежной с поверхностью выхлопной трубы 2, закреплен гофрированный алюминиевый лист 27.

Для подпитки испарителя водой в кабине установлен бак 28 с водой, соединенный с форсунками 17 через двухходовой кран 29, который дополнительно соединен с водяным насосом 30. Рабочая жидкость из абсорбера 15 подается в кипятильник-генератор 1 или подогреватель 3 водяным насосом 31. Выходной патрубок 32 кипятильника-генератора 1 соединен с форсунками 18 через вентиль 33, а двухходовой кран 29 соединен с форсунками 17 испарителя 14 через вентиль 34. Для отключения теплообменника 22 в холодный период года установлен перепускной клапан 35.

Устройство работает следующим образом.

В теплый период года закрывается перепускной клапан 35, открываются вентили 33 и 34, а двухходовой кран 29 ставится в положение, обеспечивающее подачу воды из испарителя 14 водяным насосом 30 и подпитку водой из бака 28 через форсунки 17. Двухходовым краном 5 перекрывается входной патрубок 4 подогревателя 3.

В кипятильнике-генераторе 1 производится кипячение раствора рабочей жидкости на гофрированной поверхности алюминиевого листа 27 за счет теплоты выхлопных газов, которые поступают из ДВС транспортного средства через выхлопную трубу 2. Водяные пары постоянно регенерируются в воздуховод 25 через отверстия 26. Оставшийся компонент рабочей жидкости, например бромистый литий, поступает в абсорбер через форсунки 18, куда из испарителя 14 поступают водяные пары, которые поглощаются компонентом рабочей жидкости. Полученный в абсорбере "слабый" раствор рабочей жидкости водяным насосом 31 вновь подается в кипятильник-генератор 1. Поскольку в испарителе 14 упругость паров выше упругости паров в абсорбере 15, что обеспечивается отводом паровоздушной смеси из абсорбера 15 вакуум-насосом 12, то в испарителе 14 происходит испарение части воды, поступающей через форсунки 17, и охлаждение за этот счет остальной массы воды в испарителе 14. Охлажденная вода отбирает теплоту от теплообменника 20, установленного в испарителе 14, который в свою очередь отбирает теплоту от теплообменника 10 воздухоохладителя, установленного в блоке с вентилятором в кабине транспортного средства, за счет чего воздух, подаваемый вентилятором из кабины, охлаждается и в кабине создаются комфортные параметры микроклимата.

В холодный период года открывается перепускной клапан 35, закрывается вентиль 33, двухходовой кран 29 ставится в положение, обеспечивающее только перекачку воды из испарителя 14 водяным насосом 30 в форсунки 17. Двухходовой кран 5 ставится в положение, перекрывающее входной трубопровод 7 кипятильника-генератора 1.

Рабочая жидкость из абсорбера 15 подается водяным насосом 31 в подогреватель 3. За счет теплоты выхлопных газов, которые поступают из ДВС транспортного средства через выхлопную трубу 2, рабочая жидкость нагревается и поступает в теплообменник 9 отопителя. В теплообменнике теплота передается воздуху, который подается из кабины вентилятором 11. Охлажденная рабочая жидкость поступает через форсунки 18 в абсорбер 15, где смешивается с водой, циркулирующей в испарителе 14, и снова водяным насосом 31 подается в подогреватеяь.

Источники информации

1. Авторское свидетельство №1546297. Устройство для обработки воздуха в кабине транспортного средства, МПК В 60 Н 3/00, 1988 г. (Бюл. №8 от 28.02.90).

2. Баркалов Б.В., Карпис Е.Е. Кондиционирование воздуха в промышленных, общественных и жилых зданиях (основы проектирования и расчета). - М.: Изд-во литературы по строительству, 1971, 269 с. (с.204, рис.9.14).

Формула изобретения

1. Устройство для обработки воздуха в кабине транспортного средства, содержащее кипятильник-генератор для кипячения рабочей жидкости, имеющей в своем составе воду, испаритель для испарения части поступившей в него воды и охлаждения за этот счет остальной массы воды, абсорбер для поддержания упругости водяных паров ниже упругости паров в испарителе и поглощения рабочей жидкостью водяных паров из испарителя, насос для подачи рабочей жидкости в кипятильник-генератор, имеющий входной трубопровод, соединенный с трубопроводом подачи рабочей жидкости, форсунки, установленные в абсорбере и испарителе, насос для подачи воды к форсункам испарителя и вакуум-насос для отвода паровоздушной смеси из абсорбера, отличающееся тем, что кипятильник-генератор установлен на поверхности выхлопной трубы ДВС транспортного средства, с поверхностью выхлопной трубы соединен подогреватель рабочей жидкости, входной патрубок которого через двухходовой кран соединен с входным трубопроводом кипятильника-генератора и трубопроводом подачи рабочей жидкости, выходной патрубок подогревателя соединен с теплообменником отопителя, установленного в кабине транспортного средства, выходная труба теплообменника прикреплена к форсункам абсорбера.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кипятильник-генератор выполнен открытого типа с отверстиями, обращенными в сторону окружающего воздуха или размещенными в воздуховоде, а на поверхности внутри кипятильника-генератора, контактирующей с поверхностью выхлопной трубы ДВС, установлен гофрированный лист из материала с большой теплопроводностью, например из алюминия.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что испаритель, абсорбер, форсунки испарителя и абсорбера, заборный патрубок вакуум-насоса, перегородка между абсорбером и испарителем выполнены в одном корпусе.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2