Климатическая система транспортного средства

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к климатическим системам кабины грузовых автомобилей. Климатическая система транспортного средства содержит эжектор (1), через который в компрессор (2) поступает поток атмосферного и холодного отработанного воздуха, блок очистки воздуха (3), теплообменник воздух-воздух (4) выполнен кожухотрубным конусообразной формы корпуса и наклонных трубок, со стороны больших диаметров подсоединен к каналу подвода воздуха, а малыми диаметрами подсоединен к входу вихревого энергоразделителя. Вихревой энергоразделитель (5) имеет выход горячего и два выхода холодного воздуха. Система имеет трубопроводы и вентили (6), (7), (8), (11), (12), нагревательное устройство (9), кондиционер (10), холодильную камеру (15). Выход горячего потока вихревого энергоразделителя (5) подключен к нагревательному устройству (9), имеющему сброс отработанного воздуха в атмосферу, а также в кондиционер (10). Один выход холодного воздуха из энергоразделителя (5) соединен с кондиционером (10) и с кабиной транспортного средства (13). Другой выход холодного потока из энергоразделителя (5) соединен с холодильной камерой (15), выход которой соединен с вводом в межтрубное пространство теплообменника (4) воздух-воздух со стороны малых диаметров и с эжектором (1). Достигается повышение производительности выработки воздуха. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к климатическим системам кабины грузовых автомобилей.

Известна система поддержания оптимального теплового режима двигателя внутреннего сгорания и отопления салона (патент RU 2573435, МПК F02N 19/00, опубл. 20.01.2016), которая содержит двигатель внутреннего сгорания, тепловой аккумулятор фазового перехода, радиатор отопления салона, автономный электронасос, запорную арматуру, расширительный бак, теплообменник-утилизатор тепловой энергии отработавших газов, абсорбционно повышающий трансформатор, автономный охлаждающий контур. Эффективность системы состоит в том, что достигается более полное использование тепловой энергии отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, при этом сокращается продолжительность прогрева охлаждающей жидкости двигателя при низких температурах.

Данная система сложна в исполнении и в эксплуатации. Множество разных взаимозависимых контуров снижают надежность непрерывной работы. Эксплуатация абсорбционного повышающего теплового трансформатора осложняется наличием вакуума и бромлитиевого холодильного устройства. Для автономного электронасоса сопротивление прокачке через тепловой аккумулятор фазового перехода может оказаться не постоянной, а возрастающей.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является «Климатическая установка транспортного средства» (патент RU №2213016, МПК В60Н 1/22, В60Н 3/00, опубликовано 27.09.2003). Установка (система) содержит источник сжатого воздуха (компрессор), теплообменник воздух-воздух, вихревой энергоразделитель с выходами горячего и холодного воздуха, с вводом, подсоединенным к выходу одного из полостей (пространств) теплообменника, нагревательное устройство, кондиционер, глушитель шума, холодильную камеру, блок очистки воздуха, два эжектора, вентили, аккумуляционную плиту внутри холодильной камеры. Один из эжекторов, подающий холодный воздух в камеру смешения, забирает воздух из верха кабины и направляет через камеру смешения и глушитель шума в кабину - в зону кондиционирования. Из нижней части кабины воздух забирает другой эжектор. В режиме холодильника, поток холодного воздуха, поступающий из энергоразделителя, регулирующийся открыванием и закрыванием вентилей, поступает в аккумуляционную плиту, расположенную в холодильной камере. Отработанный холодный воздух из холодильной камеры поступает в другую полость (пространство), где поддерживается разрежение в результате работы первого, по направлению основного потока воздуха эжектора, обеспечивая непрерывную циркуляцию. Компрессор обеспечивает поток сжатого воздуха, забирая воздух через первый эжектор из окружающей среды, а также из холодильной камеры и нижней части кабины. В режиме нагревания горячий поток воздуха выходящий из вихревого энергоразделителя, поступает в нагревательное устройство, где он обеспечивает обогрев сиденья водителя в холодное время года, сушку обуви и разогрев пищи, затем выбрасывается в атмосферу.

Для поддержания необходимых параметров потоков для работы эжекторов, вихревого энергоразделителя нужен компрессор с достаточно большой мощностью. При больших перепадах температур атмосферного воздуха возникает необходимость уменьшать или увеличивать производительность компрессора. При увеличении растет энергопотребление. Недостаточное охлаждение сжатого воздуха отрицательно сказывается на работе энергоразделителя.

Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание эффективной климатической системы транспортного средства с наименьшими энергозатратами.

Технический результат, на решение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении производительности выработки воздуха на кондиционирование и повышении экономичности работы системы.

Технический результат достигается тем, что в климатической системе транспортного средства, содержащей компрессор, теплообменник типа воздух-воздух, вихревой энергоразделитель с выходом горячего и двумя выходами холодного потока воздуха, вводом, подключенным к выходу теплообменника, систему трубопроводов и вентилей, нагревательное устройство, кондиционер, холодильную камеру, блок очистки воздуха, эжектор, при этом выход горячего потока вихревого энергоразделителя подключен к нагревательному устройству, имеющему сброс отработанного воздуха в атмосферу, один выход холодного потока соединен с кондиционером и с кабиной, а второй выход холодного потока соединен с холодильной камерой, выход из которой соединен с теплообменником, блок очистки воздуха включен между компрессором и теплообменником, а эжектор соединен с компрессором и выходом теплообменника, обеспечивая непрерывную циркуляцию, новым является то, что теплообменник воздух-воздух выполнен кожухотрубным конусообразной формы корпуса и наклонных трубок, со стороны больших диаметров подсоединен к каналу подвода воздуха в трубное пространство, а малыми диаметрами подсоединен к входу вихревого энергоразделителя.

Линия сброса отработанного воздуха после нагревательного устройства имеет отвод в кондиционер.

На фигуре представлена схема климатической системы транспортного средства.

На схеме обозначены: 1 - эжектор; 2 - компрессор, 3 - блок очистки воздуха; 4 - теплообменник воздух-воздух с двумя пространствами (полостями); 5 - вихревой энергоразделитель; 6 - выход и вентиль горячего потока; 7 - выход и вентиль холодного потока; 8 - выход и вентиль второго холодного потока; 9 - нагревательного устройство; 10 - кондиционер, 11 - линия и вентиль сброса отработанного горячего воздуха в атмосферу; 12 - линия и вентиль возможного возврата отработанного горячего воздуха в кондиционер 10, 13 - кабина транспортного средства, 14 - область движения воздуха из верхней части кабины 13 во встроенный эжектор кондиционера 10, 15 - холодильная камера, а также стрелками - 16 - вход в эжектор 1, 17 - рабочая область в кабине 13, где постоянно циркулирует кондиционированный воздух.

Теплообменник 4 представляет собой кожухотрубный в форме усеченного конуса аппарат с такой же формой наклонными трубками, со стороны больших диаметров подсоединен к каналу подвода воздуха в трубное пространство, а малыми диаметрами подсоединен к входу вихревого энергоразделителя. В целях расширения возможностей системы предусмотрен отвод от линии сброса горячего отработанного воздуха, сбрасываемого из нагревательного устройство в кондиционер, особенно в холодное время года.

Климатическая система работает следующим образом.

Система может работать в трех режимах: кондиционирования; использования горячего воздуха для нагрева; в режиме холодильника. Атмосферный воздух поступает в компрессор через эжектор 1, сжатый воздух очищается в блоке очистки воздуха 3, затем охлаждается отработанным холодным воздухом в теплообменнике 4. Теплообменник 4, конструкция которого описана в патентах RU №2457415 и №2451889, представляет собой кожухотрубный аппарат, корпус и наклонные трубки которого выполнены в виде усеченного конуса. Входящий поток сжатого воздуха направлен в трубное пространство в сторону больших диаметров, выход - через малые диаметры. При выходе из теплообменника 4 поток воздуха приобретает большую скорость и закрученный вид. Такая конструкция теплообменника обеспечивает на выходе как из трубного, так и из межтрубного пространства закрученный поток воздуха высокой скорости.

В режиме холодильника второй холодный поток воздуха через вентиль 8 поступает в холодильную камеру 15.

После холодильной камеры 15 отработанный холодный поток поступает в межтрубное пространство теплообменника 4, где под влиянием эжектора 1 держится некоторое разрежение. Остаточной энергией потока и всасывающим действием эжектора 1 отработанный холодный воздух вливается в основной поток эжектора 1. При этом вентиль 7 перекрыт.

Нагревательное устройство 9 и кондиционер 10 расположены в кабине 13. В режиме кондиционирования открывается вентиль 7 и холодный поток, поступающий из вихревого энергоразделителя 5, поступает во встроенный эжектор кондиционера 10. Он забирает воздух из верхней области 14 - кабины 13 (на схеме показано тремя стрелочками). Одновременно из нижней области кабины 13 воздух отсасывается эжектором 1. При недостаточно комфортной температуре в кабине во время низких температур окружающей среды предусмотрена возможность подачи отработанного горячего потока из нагревательного устройства 10 через вентиль 12 в кондиционер 10. При этом вентилем 11 сброс в атмосферу прикрывают. После достижения определенного давления и температуры перемешиваемых потоков в кондиционере 10 воздушная смесь поступает в рабочую область 17 кабины 13.

Для большей комфортности в нагревательном устройстве 9 предусмотрены узлы обогрева сиденья водителя, приспособление для сушки обуви и разогрева пищи и воды.

Высокая скорость потока сжатого воздуха на входе в вихревой энергоразделитель 5, обусловленная влиянием теплообменника 4, а также закрученная его структура усиливают эффективность работы энергоразделителя 5. В конусном теплообменнике с конусными трубками сжатый воздух полнее охлаждается, что позволяет использовать теплообменник с более низкими массогабаритными показателями, а компрессор - с более низкой мощностью. Сброс горячего отработанного воздуха из нагревательного устройства в кондиционер позволяет ускорить нагревание кабины в холодное время года, экономить тепловую энергию.

Таким образом, предлагаемая климатическая система за счет использования кожухотрубного теплообменника с конусообразным корпусом и наклонными конусными трубками позволяет повысить производительность выработки воздуха на кондиционирование, повысить экономичность работы системы, что дает возможность использовать предлагаемую систему кондиционирования в транспортных средствах с большими объемами конденсируемых областей, на больших расстояниях и при любых погодных условиях.

1. Климатическая система транспортного средства, содержащая компрессор, теплообменник типа воздух-воздух, вихревой энергоразделитель с выходом горячего и двумя выходами холодного потока воздуха, вводом, подключенным к выходу теплообменника, систему трубопроводов и вентилей, нагревательное устройство, кондиционер, холодильную камеру, блок очистки воздуха, эжектор, при этом выход горячего потока вихревого энергоразделителя подключен к нагревательному устройству, имеющему сброс отработанного воздуха в атмосферу, один выход холодного потока соединен с кондиционером и с кабиной, второй выход холодного потока соединен с холодильной камерой, выход из которой соединен с теплообменником, блок очистки воздуха включен между компрессором и теплообменником, а эжектор соединен с компрессором и выходом теплообменника, обеспечивая непрерывную циркуляцию, отличающаяся тем, что теплообменник воздух-воздух выполнен кожухотрубным конусообразной формы корпуса и наклонных трубок, со стороны больших диаметров подсоединен к каналу подвода воздуха, а малыми диаметрами подсоединен к входу вихревого энергоразделителя.

2. Климатическая система транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что линия сброса отработанного воздуха после нагревательного устройства имеет отвод в кондиционер.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для обработки воздуха в пассажирском салоне транспортного средства. Корпус HVAC имеет секцию поступления рециркуляции, секцию поступления свежего воздуха, секцию нагнетателя и секцию вывода.

Изобретение относится к кондиционированию воздуха в железнодорожных вагонах. Система кондиционирования воздуха содержит входной рециркуляционный воздуховод (1), входной воздуховод (2) для наружного воздуха, подсоединенные к камере (3) смешивания наружного и рециркуляционного воздуха.

Изобретение относится к области обработки воздуха. Способ калибровки датчика воздуха устройства обработки воздуха включает в себя этапы, на которых: i) - очищают воздух, используя устройство обработки воздуха; ii) - измеряют первое количество воздуха, используя датчик воздуха для получения первого значения для калибровки датчика воздуха, причем первое количество воздуха представляет собой смесь окружающего воздуха и очищенного воздуха, причем устройство обработки воздуха расположено в воздухонепроницаемом пространстве, а этап 2 дополнительно включает в себя этапы, на которых: определяют, удовлетворяет ли качество первого количества воздуха в воздухонепроницаемом пространстве заданному критерию; и если качество первого количества воздуха удовлетворяет заданному критерию, измеряют первое количество воздуха, используя датчик воздуха, для получения первого значения.

Изобретение относится к области обработки воздуха, в частности в автомобильной промышленности. Устройство обработки воздуха содержит: блок очистки воздуха, ароматический диспенсер; детектор воздуха, выполненный с возможностью обнаруживать очищенный воздух и создавать выходной сигнал; процессор, выполненный с возможностью принимать сигнал от детектора и управлять рабочей скоростью блока очистки воздуха и распределяющим потоком ароматизатора, распределяемого посредством ароматического диспенсера, основываясь на выходном сигнале, причем распределяющий поток, распределяемый посредством ароматического диспенсера, уменьшается с увеличением рабочей скорости блока очистки воздуха.

Изобретение относится к устройствам очистки воздуха в салоне транспортного средства. Для улучшения качества воздуха в салоне транспортного средства во время стоянки включают устройство очистки воздуха, а при поступлении сигнала о завершении стоянки включают устройство освежения воздуха.

Изобретение относится к способам проектирования воздушных фильтров легковых автомобилей при возможности использования свободного места в подкапотном пространстве.

Изобретение относится к устройствам для обработки воздуха. .

Изобретение относится к технике кондиционирования и может быть использовано на транспортных средствах (кабины, салоны, изотермические фургоны), в электротехнике (термостатирование электрических систем управления, телекоммуникации и связи) и в быту для создания комфортных условий жизнедеятельности людей.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. .

Изобретение относится к технике вентиляции и кондиционирования воздуха в пассажирских вагонах. .

Изобретение относится к устройствам кондиционирования воздуха теплонасосного типа. Устройство кондиционирования воздуха теплонасосного типа содержит трубопровод (31), (32) выпуска хладагента, связывающий электрический компрессор (10), расположенный в моторном отсеке (M) электрического транспортного средства (1), и конденсатор (25), расположенный в пассажирском салоне (R), и направляющий хладагент от электрического компрессора (10) к конденсатору (25).

Изобретение относится к области управления двигателем внутреннего сгорания. Объектом изобретения является устройство (50) вычисления заменяющей температуры (TEs) охлаждающей жидкости двигателя внутреннего сгорания, когда предварительно был активирован дополнительный нагреватель, чтобы обеспечить оптимальное управление двигателем внутреннего сгорания.

Изобретение относится к отопительным устройствам для транспортных средств. Отопительное устройство (1) с двигателем (4) выполнено в виде вентилятора бокового канала, необходимого для сгорания.

Изобретение относится к нагревательным устройствам для транспортных средств. При эксплуатации нагревательного устройства для транспортного средства, в котором в качестве топлива может использоваться углеводород, для режима горения производят подготовку обедненной стехиометрической смеси воздуха с топливом в предварительной камере сгорания (18), выполняют сжигание в холодном пламени в предварительной камере сгорания (18).

Изобретение относится к отопителям для транспортных средств. Присоединительный узел для теплоносителя, в частности для блока теплообменника отопителя транспортного средства, включает часть (16) корпуса с по меньшей мере гнездом (22, 24) для установки присоединительного патрубка, упругий фиксирующий элемент для фиксации присоединительного патрубка (12, 14), установленного в гнезде (22, 24) для установки присоединительного патрубка, для подготовки узла (76) предварительной сборки присоединительный патрубок/часть корпуса.

Изобретение относится к топливным отопительным устройствам для транспортных средств. Теплообменник содержит корпус (12) с участком (14) стенки по периферии, вытянутый в направлении продольной оси (L), в виде горшка, и в конечном участке (18) участка (14) стенки по периферии с участком (16) стенки дна.

Группа изобретений относится к отопительным устройствам для транспортного средства. Нагреватель воздуха содержит блок нагнетания воздуха, блок нагрева воздуха, ограничитель напряжения электродвигателя и устройство предотвращения подачи напряжения обратной полярности.

Изобретение относится к устройствам для защиты вентиляционных решеток с жалюзи от обледенения. Устройство содержит полые жалюзи для прокладки внутри них греющего кабеля и заполнения теплопроводящим веществом частей полости жалюзи.

Электрический нагреватель, служащий для нагревания, поддержания температуры и циркуляции текучей среды, включающий: первую, основную часть 100 корпуса и вторую, защитную часть 200 корпуса, которые могут быть соединены друг с другом, образуя внутреннюю камеру 300; первое, входное отверстие 210 текучей среды; второе, выходное отверстие 220 текучей среды; электрический резистор; первый датчик температуры, служащий для изменения рабочей температуры; второй датчик температуры, предназначенный для предотвращения превышения порога безопасности температуры; электронный блок управления.

Изобретение относится к теплообменным устройствам для отопителей транспортных средств. Теплообменное устройство включает чашеобразный корпус (12) с внутренней стенкой (22, 24) и наружной стенкой (18, 20), образующими между собой камеру для течения теплоносителя.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к климатическим системам кабины грузовых автомобилей. Климатическая система транспортного средства содержит эжектор, через который в компрессор поступает поток атмосферного и холодного отработанного воздуха, блок очистки воздуха, теплообменник воздух-воздух выполнен кожухотрубным конусообразной формы корпуса и наклонных трубок, со стороны больших диаметров подсоединен к каналу подвода воздуха, а малыми диаметрами подсоединен к входу вихревого энергоразделителя. Вихревой энергоразделитель имеет выход горячего и два выхода холодного воздуха. Система имеет трубопроводы и вентили,,,,, нагревательное устройство, кондиционер, холодильную камеру. Выход горячего потока вихревого энергоразделителя подключен к нагревательному устройству, имеющему сброс отработанного воздуха в атмосферу, а также в кондиционер. Один выход холодного воздуха из энергоразделителя соединен с кондиционером и с кабиной транспортного средства. Другой выход холодного потока из энергоразделителя соединен с холодильной камерой, выход которой соединен с вводом в межтрубное пространство теплообменника воздух-воздух со стороны малых диаметров и с эжектором. Достигается повышение производительности выработки воздуха. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх