汽車空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明為解決工程車輛空調(diào)系統(tǒng)運行不穩(wěn)定、能耗高、制冷劑污染環(huán)境的問題，提供一種汽車空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，包括：冷凍水循環(huán)裝置，用于對車內(nèi)空間進行制冷；和吸附式制冷循環(huán)裝置，與冷凍水循環(huán)裝置相連，對冷凍水循環(huán)裝置制冷。根據(jù)本發(fā)明所涉及的汽車空調(diào)系統(tǒng)，不僅可以穩(wěn)定地為車內(nèi)空間提供舒適環(huán)境，還可以充分利用汽車尾氣這樣的低品位能源，提高能源利用率，減少汽車尾氣的排放，保護大氣環(huán)境。另外，該汽車空調(diào)系統(tǒng)采用吸附式制冷，通過熱交換對冷凍水降溫，因此該空調(diào)系統(tǒng)運行穩(wěn)定，不會受到汽車振動和外界環(huán)境的影響，適合應(yīng)用于工程車輛。
【專利說明】汽車空調(diào)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及空調(diào)系統(tǒng)，具體涉及一種應(yīng)用于工程車輛的輻射式吸附制冷的汽車空 調(diào)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，汽車空調(diào)大都采用機械壓縮式制冷或制熱，這種空調(diào)設(shè)備技術(shù)成熟，易于實 現(xiàn)，但應(yīng)用于工程車輛時，由于路況較差，車輛振動強烈，會導(dǎo)致機械壓縮式空調(diào)運行不穩(wěn) 定。而且，機械壓縮式空調(diào)的驅(qū)動能來源于汽車發(fā)動機軸功，占汽車發(fā)動機總功率的10? 20 %，不但影響汽車性能，還會增加汽車油耗和尾氣排放量，影響空氣質(zhì)量。
[0003] 另外，機械壓縮式汽車空調(diào)采用的制冷劑是氟利昂類合成有機物，容易誘發(fā)臭氧 層孔洞而造成溫室效應(yīng)。隨著汽車的大量普及，由汽車尾氣導(dǎo)致的霧霾、溫室效應(yīng)等環(huán)境污 染問題也不斷困擾著人們。因此，工程車輛所使用的汽車空調(diào)的改進是亟需解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明是針對上述問題進行的，目的在于提供一種適用于工程車輛，且運行穩(wěn)定、 節(jié)約能源、對環(huán)境無危害的汽車空調(diào)系統(tǒng)。
[0005] 本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用了以下的技術(shù)方案：
[0006] 本發(fā)明提供一種汽車空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，包括：冷凍水循環(huán)裝置，用于對車內(nèi) 空間進行制冷；和吸附式制冷循環(huán)裝置，與冷凍水循環(huán)裝置相連，對冷凍水循環(huán)裝置制冷， 其中，冷凍水循環(huán)裝置包括：用于儲存水的水箱；入口端與該水箱相連，出口端與吸附式制 冷循環(huán)裝置相連，使水在吸附式制冷循環(huán)裝置中冷卻成冷凍水的第一導(dǎo)管；設(shè)置在車內(nèi)，使 冷卻水吸熱對車內(nèi)空間制冷的輻射板；入口端與吸附式制冷循環(huán)裝置相連，出口端與輻射 板的入口端相連，將冷卻水從吸附式制冷循環(huán)裝置輸送至輻射板的第二導(dǎo)管；連接在該第 二導(dǎo)管上，用于抽吸冷卻水的水泵；入口端與輻射板的出口端相連，出口端與水箱的入口端 相連，將吸熱后的冷卻水送回水箱的第三導(dǎo)管，
[0007] 吸附式制冷循環(huán)裝置包括：用于存放吸附有甲醇的活性炭的存放桶；外套在該存 放桶外側(cè)，利用汽車尾氣對存放桶加熱，使甲醇揮發(fā)的余熱收集器；分別與汽車尾氣排放裝 置和余熱收集器相連，將汽車尾氣輸送至余熱收集器的第四導(dǎo)管；連接在該第四導(dǎo)管上的 第一截止閥；入口端與存放桶的出口端相連，使揮發(fā)的甲醇蒸汽冷凝成低溫的甲醇液體的 冷凝器；連接在該冷凝器和存放桶之間的第二截止閥；與冷凝器相連，使低溫的甲醇液體 吸熱蒸發(fā)，將冷凍水循環(huán)裝置中的水冷卻成冷凍水的換熱器；連接在該換熱器和冷凝器之 間的第三截止閥；入口端與該換熱器相連，出口端與存放桶的入口端相連，將蒸發(fā)得到的甲 醇蒸汽送回存放桶的第五導(dǎo)管；以及連接在該第五導(dǎo)管上的第四截止閥。換熱器具有入口 端、出口端以及螺旋導(dǎo)管，入口端與冷凝器的出口端相連通，出口端與存放桶的入口端相連 通，螺旋導(dǎo)管的入口端與第一導(dǎo)管的出口端相連通，螺旋導(dǎo)管的出口端與第二導(dǎo)管的入口 端相連通。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明所涉及的汽車空調(diào)系統(tǒng)，還可以具有這樣的特征：其中，吸附式制冷循 環(huán)裝置還包括：連接在存放桶上的第一溫度感應(yīng)器；連接在冷凝器的出口端的第二溫度感 應(yīng)器；以及連接在儲液器上的第三溫度感應(yīng)器。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明所涉及的汽車空調(diào)系統(tǒng)，還可以具有這樣的特征：其中，余熱收集器和 存放桶之間的縫隙充滿導(dǎo)熱硅膠、導(dǎo)熱硅脂和導(dǎo)熱金屬中的任意一種。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明所涉及的汽車空調(diào)系統(tǒng)，還可以具有這樣的特征，還包括：制熱裝置， 其中，該制熱裝置具有：第六導(dǎo)管，該第六導(dǎo)管的入口端與汽車尾氣排放裝置相連，出口端 與輻射板的入口端相連，將汽車尾氣輸送至輻射板，使汽車尾氣對車內(nèi)空間制熱；第五截止 閥，連接在第六導(dǎo)管上；以及排氣管，該排氣管的入口端與輻射板的出口端相連，將汽車尾 氣排出的排氣管。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明所涉及的汽車空調(diào)系統(tǒng)，還可以具有這樣的特征：其中，輻射板具有蛇 形套管，該蛇形套管包括用于輸送汽車尾氣的內(nèi)層套管和圍繞在該內(nèi)層套管外側(cè)，用于輸 送冷卻水的外層套管，內(nèi)層套管的入口端與第二導(dǎo)管的出口端相連通，出口端與第三導(dǎo)管 的入口端相連通，外層套管的入口端與第六導(dǎo)管的出口端相連通，出口端與排氣管的入口 端相連通。
[0012] 發(fā)明的作用與效果
[0013] 根據(jù)本發(fā)明所涉及的汽車空調(diào)系統(tǒng)，因為利用汽車尾氣作為熱能，在吸附式制冷 循環(huán)裝置中做功，用甲醇作為冷媒，對冷凍水循環(huán)裝置中的冷凍水進行制冷，因此該汽車空 調(diào)系統(tǒng)不僅可以穩(wěn)定地為車內(nèi)空間提供舒適環(huán)境，還可以充分利用汽車尾氣這樣的低品位 能源，提高能源利用率，減少汽車尾氣的排放，保護大氣環(huán)境。
[0014] 另外，該汽車空調(diào)系統(tǒng)采用吸附式制冷，通過熱交換對冷凍水降溫，因此該空調(diào)系 統(tǒng)運行穩(wěn)定，不會受到汽車振動和外界環(huán)境的影響，適合應(yīng)用于工程車輛。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1是汽車空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；和
[0016] 圖2是輻射板的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0017] 以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明所涉及的汽車空調(diào)系統(tǒng)作詳細闡述。
[0018] 〈實施例〉
[0019] 圖1是汽車空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 如圖1所示，汽車空調(diào)系統(tǒng)10包括冷凍水循環(huán)裝置11、吸附式制冷循環(huán)裝置12以 及制熱裝置13。
[0021] 冷凍水循環(huán)裝置11用于對車內(nèi)進行制冷。如圖1所示，冷凍水循環(huán)裝置11包括 水箱14、第一導(dǎo)管15、第二導(dǎo)管16、輻射板17、水泵18以及第三導(dǎo)管19。
[0022] 水箱14用于儲存水。第一導(dǎo)管15的入口端與水箱14的出口端相連，第一導(dǎo)管15 的出口端與吸附式制冷循環(huán)裝置12相連通。第二導(dǎo)管16的入口端與吸附式制冷循環(huán)裝置 12相連通，出口端與輻射板17相連。輻射板17設(shè)置在車內(nèi)。水泵18連接在第二導(dǎo)管16 上。第三導(dǎo)管19的入口端與輻射板17相連，出口端與水箱14的入口端相連。
[0023] 圖2是輻射板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 如圖2所示，輻射板17包括本體20和蛇形套管21。本體20安裝在車內(nèi)。蛇形套 管21設(shè)置在本體20上。如圖2A-A剖面圖所示，蛇形套管21包括內(nèi)層套管22和外層套管 23〇
[0025] 外層套管23的入口端與第二導(dǎo)管16的出口端相連，外層套管23的出口端與第三 導(dǎo)管19的入口端相連。
[0026] 如圖1所示，吸附式制冷循環(huán)裝置12與冷凍水循環(huán)裝置11相連，用于對冷凍水循 環(huán)裝置11制冷。吸附式制冷循環(huán)裝置12包括存放桶24、余熱收集器25、第四導(dǎo)管26、第 一截止閥27、冷凝器28、第二截止閥29、換熱器30、第三截止閥31、第五導(dǎo)管32、第四截止 閥33、第一溫度感應(yīng)器34、第二溫度感應(yīng)器35、第三溫度感應(yīng)器36以及控制器（圖中未示 出）。
[0027] 存放桶24用于存放吸附有甲醇的活性炭。余熱收集器25外套在存放桶24外側(cè)， 余熱收集器25和存放桶24之間的間隙填滿導(dǎo)熱硅膠。第四導(dǎo)管26的入口端與汽車尾氣 排放裝置（圖中未示出）相連，出口端與余熱收集器25相連。第一截止閥27連接在第四 導(dǎo)管26上。冷凝器28的入口端與存放桶24的出口端相連通，冷凝器28與存放桶24之間 連接有第二截止閥29。換熱器30的入口端與冷凝器28的出口端相連，換熱器30與冷凝器 28之間連接有第三截止閥31。第五導(dǎo)管32的入口端與換熱器30的出口端相連，第五導(dǎo)管 32的出口端與存放桶24的入口端相連。第四截止閥33連接在第五導(dǎo)管32上。第一溫度 感應(yīng)器34連接在存放桶24上。第二溫度感應(yīng)器35連接在冷凝器28上。第三溫度感應(yīng)器 連接在換熱器30上?？刂破鳎▓D中未示出）分別與第一截止閥27、第二截止閥29、第三截 止閥31、第四截止閥33、第一溫度感應(yīng)器34、第二溫度感應(yīng)器35以及第三溫度感應(yīng)器36相 連。
[0028] 換熱器30具有螺旋導(dǎo)管37。螺旋導(dǎo)管37的入口端與第一導(dǎo)管15的出口端相連 通，螺旋導(dǎo)管37的出口端與第二導(dǎo)管16的入口端相連通。
[0029] 如圖1所示，在汽車空調(diào)系統(tǒng)10中，制熱裝置13與冷凍水循環(huán)裝置11相連，用于 對車內(nèi)制熱。制熱裝置13包括第六導(dǎo)管38、第五截止閥39以及排氣管40。
[0030] 第六導(dǎo)管38的入口端與汽車尾氣排放裝置（圖中未示出）相連，出口端與蛇形套 管21的內(nèi)層套管22的入口端相連。第五截止閥39連接在第六套管38上。排氣管40的 入口端與內(nèi)層套管22的出口端相連，排氣管40的出口端通向車外。
[0031] 在夏季使用汽車空調(diào)系統(tǒng)10對車內(nèi)制冷時，打開控制部（圖中未示出），在控制部 (圖中未示出）的控制下首先打開第一截止閥27和第二截止閥29,使汽車尾氣通過第四導(dǎo) 管26進入余熱收集器25,余熱收集器25收集汽車尾氣余熱，對存放桶24進行加熱，存放桶 24內(nèi)的活性炭吸附的甲醇解吸，揮發(fā)出甲醇蒸汽，甲醇蒸氣通過第二截止閥29進入冷凝器 28,冷凝成低溫的甲醇液體。
[0032] 當?shù)诙囟雀袘?yīng)器35檢測到冷凝器28內(nèi)的溫度降低到冷凝溫度時，控制部（圖 中未示出）關(guān)閉第一截止閥27和第二截止閥29。待第一溫度感應(yīng)器34檢測到存放桶24 內(nèi)的溫度降低到設(shè)定值后，控制部（圖中未示出）打開第三截止閥31，使冷凝器28內(nèi)的甲 醇液體流入換熱器30。
[0033] 當換熱器30中的液面高度傳感器（圖中未示出）測得換熱器30內(nèi)的液面升高到 設(shè)定值后，控制部（圖中未示出）關(guān)閉第三截止閥31，打開第四截止閥33,換熱器30內(nèi)的低 溫甲醇液體在低壓狀態(tài)下吸熱蒸發(fā)，蒸發(fā)出的甲醇蒸汽通過第四截止閥33流回存放桶24， 重新被活性炭所吸附。當?shù)谌郎囟雀袘?yīng)器36感應(yīng)到的換熱器30內(nèi)的溫度升高到預(yù)定值時 關(guān)閉第四截止閥33,打開第一截止閥27和第二截止閥29,使汽車尾氣余熱將存放桶24加 熱，甲醇再一次解吸，進行再一次地制冷循環(huán)。
[0034] 在甲醇液體在換熱器30內(nèi)吸熱蒸發(fā)后，打開水泵18,將螺旋導(dǎo)管37中與甲醇液體 換熱而冷卻形成的冷凍水抽出，通過第二導(dǎo)管16送入輻射板17,冷凍水進入輻射板17中的 外層套管23,與車內(nèi)熱環(huán)境進行換熱，對車內(nèi)進行冷輻射，從而實現(xiàn)車內(nèi)空間的制冷。冷凍 水換熱后溫度升高，通過第三導(dǎo)管19流入水箱14。在水泵18的抽吸作用下，水箱14中的 水通過第一導(dǎo)管15流入螺旋導(dǎo)管37,再一次與甲醇液體換熱后冷卻成冷凍水，完成冷凍水 的循環(huán)。
[0035] 在冬季使用汽車空調(diào)系統(tǒng)10對車內(nèi)進行制熱時，關(guān)閉水泵18,并關(guān)閉吸附式制冷 循環(huán)裝置12,打開第五截止閥39,使汽車尾氣通過第六導(dǎo)管38進入輻射板17中的內(nèi)層套 管22,內(nèi)層套管22內(nèi)的汽車尾氣與外層套管23內(nèi)的水進行換熱，將外層套管23內(nèi)的水加 熱。加熱后的水對車內(nèi)空間進行熱輻射，從而實現(xiàn)對車內(nèi)空間制熱。換熱后的低溫汽車尾 氣通過排氣管40排放至車外環(huán)境。
[0036] 實施例的作用與效果
[0037] 根據(jù)本實施例所涉及的汽車空調(diào)系統(tǒng)10,因為在夏季利用汽車尾氣作為熱能，使 活性炭吸附的甲醇解吸，使用甲醇蒸氣冷凝得到的低溫甲醇液體對冷凍水循環(huán)裝置11中 的水進行制冷獲得冷凍水，從而對車內(nèi)空間制冷；在冬季直接利用汽車尾氣余熱對車內(nèi)空 間制熱，因此該汽車空調(diào)系統(tǒng)10不僅可以穩(wěn)定地對車內(nèi)空間進行制冷或制熱，還可以充分 利用汽車尾氣這樣的低品位能源，提高能源利用率，并且能夠減少汽車尾氣的排放，保護環(huán) 境。同時，采用甲醇取代氟利昂作為吸附式制冷循環(huán)裝置12中的制冷劑，使用過程中不會 產(chǎn)生污染環(huán)境的有害物質(zhì)。
[0038] 另外，該汽車空調(diào)系統(tǒng)10采用吸附式制冷，通過熱交換對冷凍水降溫，因此該汽 車空調(diào)系統(tǒng)10運行穩(wěn)定，不會受到汽車振動和外界環(huán)境的影響，適合應(yīng)用于工程車輛。
[0039] 以上實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選方案，并不用來限制本發(fā)明的保護范圍。
[0040] 在本實施例中，在吸附式制冷循環(huán)裝置12中設(shè)置控制部，在收到三個溫度感應(yīng)器 傳遞的溫度信號后分別控制第一?第四截止閥的開啟與關(guān)閉，使該汽車空調(diào)系統(tǒng)10使用 非常方便。另外，還可以手動控制第一?第四截止閥的開啟與關(guān)閉，雖然操作比較繁瑣，但 仍可以實現(xiàn)吸附式制冷循環(huán)裝置12的運作，使汽車空調(diào)系統(tǒng)10對車內(nèi)制冷。
[0041] 在本實施例中，余熱收集器25和存放桶24之間的縫隙填滿導(dǎo)熱硅膠，來增大汽車 尾氣余熱對存放桶24加熱的換熱效率，另外還可以在余熱收集器25和存放桶24之間的縫 隙中填滿導(dǎo)熱硅脂或固態(tài)金屬，可以更大程度地增大換熱效率，但導(dǎo)熱硅脂或固態(tài)金屬不 具有導(dǎo)熱硅膠的固化性能，因而無法具有導(dǎo)熱硅膠的粘結(jié)性。
【權(quán)利要求】
1. 一種汽車空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，包括： 冷凍水循環(huán)裝置，用于對車內(nèi)空間進行制冷；和 吸附式制冷循環(huán)裝置，與所述冷凍水循環(huán)裝置相連，對所述冷凍水循環(huán)裝置制冷， 其中，所述冷凍水循環(huán)裝置包括：用于儲存水的水箱；入口端與該水箱相連，出口端與 所述吸附式制冷循環(huán)裝置相連，使所述水在所述吸附式制冷循環(huán)裝置中冷卻成冷凍水的第 一導(dǎo)管；設(shè)置在所述車內(nèi)，使所述冷卻水吸熱對所述車內(nèi)空間制冷的輻射板；入口端與所 述吸附式制冷循環(huán)裝置相連，出口端與所述輻射板的入口端相連，將所述冷卻水從所述吸 附式制冷循環(huán)裝置輸送至所述輻射板的第二導(dǎo)管；連接在該第二導(dǎo)管上，用于抽吸所述冷 卻水的水泵；入口端與所述輻射板的出口端相連，出口端與所述水箱的入口端相連，將吸熱 后的冷卻水送回所述水箱的第三導(dǎo)管， 所述吸附式制冷循環(huán)裝置包括：用于存放吸附有甲醇的活性炭的存放桶；外套在該存 放桶外側(cè)，利用汽車尾氣對所述存放桶加熱，使甲醇揮發(fā)的余熱收集器；分別與汽車尾氣排 放裝置和所述余熱收集器相連，將所述汽車尾氣輸送至所述余熱收集器的第四導(dǎo)管；連接 在該第四導(dǎo)管上的第一截止閥；入口端與所述存放桶的出口端相連，使揮發(fā)的甲醇蒸汽冷 凝成低溫的甲醇液體的冷凝器；連接在該冷凝器和所述存放桶之間的第二截止閥；與所述 冷凝器相連，使所述低溫的甲醇液體吸熱蒸發(fā)，將所述冷凍水循環(huán)裝置中的所述水冷卻成 冷凍水的換熱器；連接在該換熱器和所述冷凝器之間的第三截止閥；入口端與該換熱器相 連，出口端與所述存放桶的入口端相連，將所述蒸發(fā)得到的甲醇蒸汽送回所述存放桶的第 五導(dǎo)管；以及連接在該第五導(dǎo)管上的第四截止閥， 所述換熱器具有入口端、出口端以及螺旋導(dǎo)管，所述入口端與所述冷凝器的所述出口 端相連通，所述出口端與所述存放桶的所述入口端相連通，所述螺旋導(dǎo)管的入口端與所述 第一導(dǎo)管的所述出口端相連通，所述螺旋導(dǎo)管的出口端與所述第二導(dǎo)管的所述入口端相連 通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于： 其中，所述吸附式制冷循環(huán)裝置還包括：連接在所述存放桶上的第一溫度感應(yīng)器；連 接在所述冷凝器的所述出口端的第二溫度感應(yīng)器；以及連接在所述儲液器上的第三溫度感 應(yīng)器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于： 其中，所述余熱收集器和所述存放桶之間的縫隙充滿導(dǎo)熱硅膠、導(dǎo)熱硅脂和導(dǎo)熱金屬 中的任意一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，還包括： 制熱裝置， 其中，該制熱裝置具有：入口端與所述汽車尾氣排放裝置相連，出口端與所述輻射板 的所述入口端相連，將汽車尾氣輸送至所述輻射板，使所述汽車尾氣對所述車內(nèi)空間制熱 的第六導(dǎo)管；連接在所述第六導(dǎo)管上的第五截止閥；以及入口端與所述輻射板的出口端相 連，將所述汽車尾氣排出的排氣管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于： 其中，所述輻射板具有蛇形套管，該蛇形套管包括用于輸送汽車尾氣的內(nèi)層套管和圍 繞在該內(nèi)層套管外側(cè)，用于輸送所述冷卻水的外層套管， 所述內(nèi)層套管的入口端與所述第二導(dǎo)管的所述出口端相連通，出口端與所述第三導(dǎo)管 的所述入口端相連通，所述外層套管的入口端與所述第六導(dǎo)管的所述出口端相連通，出口 端與所述排氣管的所述入口端相連通。
【文檔編號】B60H1/32GK104057804SQ201410274590
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】王鑫, 陶樂仁 申請人:上海理工大學