CN101259823A - 一种暖通空调系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种暖通空调系统，其气流通道上设有鼓风机(3)、蒸发器芯体(2)和分发箱(1)，蒸发器芯体(2)置于蒸发器壳体(4)内，在蒸发器芯体(2)的侧面与蒸发器壳体(4)之间，设置一个旁通空隙(15)，在这个空隙上，设置一个可开启和闭合的蒸发器旁通风门(5)，蒸发器旁通风门(5)在闭合时，能将旁通空隙(15)完全封闭。采用上述技术方案，使得暖通空调系统在通风模式和取暖模式下，气流从旁通风道通过，而基本不从蒸发器芯体通过，降低了气流的压力损失，在相同鼓风机功耗的情况下，风量增加，噪声降低，提高了车内驾乘舒适性。
Description
技术领域
本发明属于汽车构造的技术领域，涉及汽车上所采用的一种暖通空调系统。另外，本发明还涉及上述暖通空调系统所采用的控制方法。
背景技术
随着用户对汽车车内环境舒适性的要求的日益提高，为车内提供一个舒适、清洁的空气环境成为汽车产品设计的重要研究课题。在上述课题中，作为为车内提供舒适空气的设备，汽车空调系统就处于最重要和关键的位置。目前，汽车空调系统通过暖通空调系统总成为整车车内提供舒适空气。暖通空调系统总成的作用及功能是：
1、对循环空气进行空气净化处理，即对车内空气进行过滤和换新风；
2、通过制冷方式对空气进行降温处理；
3、通过冷凝方式对空气进行除湿除雾处理；
4、通过制热方式对空气进行加热处理；
5、对空气进行分配，使之达到乘客需要的吹面、吹脚、除霜等功能。
本说明书附图中的图1是这种暖通空调系统总成的内部结构示意图。
低噪声、高风量的暖通空调系统不但能够为整车提供更多的温度、湿度适宜的新风，加快车内空气流动，更重要的是降低鼓风机输送空气带来的噪声，减少气体流动阻力，降低能耗。
一般的布置形式是新风或者是车身内风经过入风口，然后由鼓风机增压，增压后的空气以一定的速度通过蒸发器芯体；如果是制冷或者是通风的模式情况下，气流不经过加热器芯体，直接由分配箱体输送到乘客需求的出风口。如果是取暖模式情况下，气流经过加热器芯体，然后再由分配箱体输送到乘客需求的出风口。
如本说明书附图中的图2所示，该图是一个现在常用的暖通空调系统截面图。这种常规的暖通空调系统总成，无论在制冷、除湿除雾、通风还是在取暖、除霜模式下，气流都必须经过蒸发器芯体，而通风、取暖的模式下，气流是不需要通过蒸发器芯体的。因此，上述结构就造成在通风、取暖模式下，风量会因为蒸发器芯体的阻力而下降，同时也增加噪声及增大能量的消耗。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种暖通空调系统，其目的是减少空调系统在通风、取暖模式下的气流阻力并降低噪声。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所提供的这种暖通空调系统，其气流通道上设有鼓风机、蒸发器芯体和分发箱，蒸发器芯体置于蒸发器壳体内，在所述的蒸发器芯体的侧面与蒸发器壳体之间，设置一个旁通空隙，在这个空隙上，设置一个可开启和闭合的蒸发器旁通风门，所述的蒸发器旁通风门在闭合时，能将旁通空隙完全封闭。
为使本发明更加完善，还进一步提出了以下的更为详尽和具体的技术方案，以获得最佳的实用效果，更好地实现发明目的：
所述的蒸发器旁通风门上设有与其连接为一个整体的旁通风门转轴，所述的旁通风门转轴安装在蒸发器壳体上，使蒸发器旁通风门能以该转轴轴线为旋转中心进行转动。
所述的旁通风门转轴设在蒸发器壳体的位置与蒸发器芯体错开一段距离且偏向鼓风机的方向；所述的旁通风门转轴的轴线垂直于气体在蒸发器壳体流动的方向；所述的蒸发器旁通风门在闭合时与蒸发器壳体的横断面形成一个倾斜的角度，蒸发器旁通风门完全关闭后，其边缘与蒸发器芯体贴紧。
下面的两个技术方案可以选择其一应用：
1、所述的旁通风门转轴伸至蒸发器壳体外，在蒸发器壳体外设置旁通风门驱动电机，并通过机械传动机构与旁通风门转轴连接。
或者：
2、所述的旁通风门转轴伸至蒸发器壳体外，在蒸发器壳体外设置旁通风门驱动电机，并通过绕线传动机构与旁通风门转轴连接。
上述两个技术方案中所述的旁通风门驱动电机的驱动电路，由所述的暖通空调系统上所设的暖通空调系统控制单元控制。
在蒸发器壳体内的蒸发器旁通风门的开启和关闭的极限位置，均设有风门位置传感器，并通过信号线路与暖通空调系统控制单元控制连接，向其传送蒸发器旁通风门的位置信号。
所述的旁通风门驱动电机上设有限制其转动的锁紧机构，在蒸发器旁通风门处于开启或关闭位置时锁紧旁通风门驱动电机的轴或其上所设的传动元件。
所述的加热器芯体7与发动机热交换系统连接，并成为其组成部分，发动机产生的热量由加热器芯体7向外界传送。
为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的暖通空调系统所采用的控制方法，其具体技术方案为：该控制方法的工作状况如下：
所述的暖通空调系统的控制单元所设定的程序中包括制冷模式、除雾模式、除霜模式、通风模式和取暖模式；各模式下的运行及模式间的转换均由暖通空调系统控制单元发出指令后由所述的暖通空调系统各组成部分执行；
其中，在制冷模式或除雾模式下，冷媒在蒸发器芯体内蒸发制冷，加热器芯体停止制热；旁通风门驱动电机运行，驱动蒸发器旁通风门关闭，从室内进风口或室外进风口进入蒸发器壳体内的空气气流，全部从蒸发器芯体中通过，然后进入分发箱，分发箱中的混合风门将设有加热器芯体的风道关闭，空气气流在分发箱中通过模式风门进入吹面风道、吹脚风道和除霜风道中的任一个或任两个或全部风道；
在通风模式下，冷媒在蒸发器芯体内停止流动，加热器芯体停止制热；旁通风门驱动电机运行，驱动蒸发器旁通风门开启，从室内进风口或室外进风口进入蒸发器壳体内的空气，大部分从旁通空隙中通过，然后进入分发箱，分发箱中的混合风门将设有加热器芯体的风道关闭，空气气流在分发箱中通过模式风门进入吹面风道、吹脚风道中的任一个或全部风道；
在取暖模式或除霜模式下，冷媒在蒸发器芯体内停止流动，加热器芯体制热，旁通风门驱动电机运行，驱动蒸发器旁通风门开启，从室内进风口或室外进风口进入蒸发器壳体内的空气，大部分从旁通空隙中通过，然后进入分发箱，分发箱中的混合风门将设有加热器芯体的风道开启，将其它风道关闭，空气气流在分发箱中通过模式风门进入吹面风道、吹脚风道和除霜风道中的任一个或任两个或全部风道。
本发明采用上述技术方案，使得暖通空调系统在通风模式和取暖模式下，气流从旁通风道通过，而基本不从蒸发器芯体通过，降低了气流的沿程压力损失和局部压力损失，在相同鼓风机功耗的情况下，风量增加，噪声降低。采用此方案后，暖通空调系统的通风及取暖模式的风量约增加10％至20％左右，噪音也降低十分明显，较大地增加了车内空气循环流量，提高了车内空气舒适性。
附图说明
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本说明书背景技术所述的目前常用的汽车暖通空调的内部结构示意图；
图2为本说明书背景技术所述的目前常用的汽车暖通空调中的蒸发器芯体在蒸发器壳体上安装的结构示意图；
图3为本发明中的蒸发器旁通风门在关闭状态下的结构示意图；
图4为本发明中的蒸发器旁通风门在开启状态下的结构示意图。
图中标记为：1、分发箱，2、蒸发器芯体，3、鼓风机，4、蒸发器壳体，5、蒸发器旁通风门，6、混合风门，7、加热器芯体，8、模式风门，9、吹面风道，10、吹脚风道，11、除霜风道，12、进风转换风门，13、室内进风口，14、室外进风口，15、旁通空隙，16、旁通风门转轴。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1所表达的目前常用的汽车暖通空调的内部结构示意图以及图2所表达的目前常用的汽车暖通空调中的蒸发器芯体在蒸发器壳体上安装的结构示意图，该暖通空调系统，其进气口包括室内进风口13和室外进风口14，由进风转换风门12控制两个进风口的开启、闭合的互相切换，或两个进风口同时开启，使气流进入系统的气流通道，其气流通道上依次设有鼓风机3、蒸发器芯体2和分发箱1，鼓风机3是气体流动的动力，蒸发器芯体2置于蒸发器壳体4内，压缩机压缩后的被液化的冷媒，在蒸发器芯体2内蒸发成气态，并吸收大量的热量，降低气流的温度。分发箱1内设混合风门6，混合风门6在一个设有加热器芯体7的风道和一个直通的风道之间进行开启和关闭的切换。如果混合风门6将设有加热器芯体7的风道开启，将直通气流通道关闭，控制气流进入设有加热器芯体7的气流通道，最后通过模式风门8分配，进入吹面风道9、吹脚风道10和除霜风道11；或者将设有加热器芯体7的风道关闭，使气流直接通过模式风门8分配，进入吹面风道9、吹脚风道10和除霜风道11。在不同的模式下，由暖通空调系统的控制单元发出指令，通过执行机构实现上述控制。
为了解决在本说明书背景技术部分所述的目前公知技术存在的问题并克服其缺陷，实现减少空调系统在通风、取暖模式下的气流阻力并降低噪声的目的，本发明采取的技术方案为：如图3和图4所示，本发明所提供的这种暖通空调系统，在所述的蒸发器芯体2的侧面与蒸发器壳体4之间，设置一个旁通空隙15，在这个空隙上，设置一个可开启和闭合的蒸发器旁通风门5，所述的蒸发器旁通风门5在闭合时，能将旁通空隙15完全封闭。其中，图3表达的是蒸发器旁通风门5关闭的状态；图4表达的是蒸发器旁通风门5开启的状态。
本发明的核心技术是在暖通空调系统内部的蒸发器芯体2与蒸发器壳体4之间形成的空隙处增加一个风门旁通机构即上述的蒸发器旁通风门5，当需要空气全部通过蒸发器芯体2时，风门旁通机构关闭风门；当空气不需要通过蒸发器芯体2时，风门旁通机构打开风门。这种系统结构的设置，克服了常规暖通空调系统(如图1所示)在通风、取暖、除霜等模式下，风量不足而导致的风量、暖气、除霜能力不足的现象。
当车辆驾乘人员选择制冷模式或者是除雾模式时，蒸发器旁通风门5处于如图3所示的位置，此时，所有风量都通过蒸发器芯体2，状态与常用暖通空调系统总成相同。
当车辆驾乘人员选择通风或取暖模式时，蒸发器旁通风门5就打开，风门机构处于如图4所示位置，形成气流的旁通通道。气流从旁通空隙15通过，而不用从蒸发器芯体2通过。，从而减少了蒸发器芯体2带来的空气流动阻力，达到增加风量、减少噪声的目的。大大降低了气流的沿程压力损失和局部压力损失。在相同鼓风机功耗的情况下，风量增加，噪声降低。采用此方案后，空调系统的通风及取暖模式的风量约增加10％至20％左右，噪音也降低十分明显，较大地增加了车内空气循环流量，提高了车内空气舒适性。
为了使本发明更为完善，还提供以下实施示例作为本发明在具体实施时的参考：
实施例一：
在上述技术方案的基础上，所述的蒸发器旁通风门5上设有与其连接为一个整体的旁通风门转轴16，所述的旁通风门转轴16安装在蒸发器壳体4上，使蒸发器旁通风门5能以该转轴轴线为旋转中心进行转动。
旁通风门转轴16就构成了蒸发器旁通风门5的旋转中心，并能在蒸发器壳体4上安装。
实施例二：
所述的旁通风门转轴16设在蒸发器壳体4的位置与蒸发器芯体2错开一段距离且偏向鼓风机3的方向；所述的旁通风门转轴16的轴线垂直于气体在蒸发器壳体4流动的方向；所述的蒸发器旁通风门5在闭合时与蒸发器壳体4的横断面形成一个倾斜的角度，蒸发器旁通风门5完全关闭后，其边缘与蒸发器芯体2贴紧。
上述结构设置的目的是使蒸发器旁通风门5完全关闭后，在气流的作用下，能与蒸发器芯体2贴紧，迫使气流完全从蒸发器芯体2上通过，更好地降低气流温度。而蒸发器旁通风门5完全开启后，对气流的阻力减少到最小程度。
下面的实施例三和实施例四可以选择其中的一个应用。
实施例三：
所述的旁通风门转轴16伸至蒸发器壳体4外，在蒸发器壳体4外设置旁通风门驱动电机，并通过机械传动机构与旁通风门转轴16连接。
以上所述的机械传动机构可以为齿轮传动机构，或蜗轮蜗杆传动机构，或其它机械式的传动机构。利用机械传动机构进行减速，在旁通风门驱动电机的轴旋转时，驱动蒸发器旁通风门5的开启和闭合。
实施例四：
所述的旁通风门转轴16伸至蒸发器壳体4外，在蒸发器壳体4外设置旁通风门驱动电机，并通过绕线传动机构与旁通风门转轴16连接。
该传动机构是利用分别缠绕在旁通风门转轴16和旁通风门驱动电机的轴上，并使绕线涨紧，在旁通风门驱动电机的轴旋转时，驱动蒸发器旁通风门5的开启和闭合。可采用带槽的绕线轮进行绕线，防止其滑落。
实施例五：
实施例三和实施例四中所述的旁通风门驱动电机的驱动电路，由所述的暖通空调系统上所设的暖通空调系统控制单元控制。
由于采用了暖通空调系统控制单元对上述结构的控制，使得本发明所涉及的暖通空调系统的工作更可靠、更合理，自动化程度更高。与车辆的整体控制系统的工作更加协调，提高车辆驾乘的舒适性。
实施例六：
在所述的内蒸发器壳体4内的蒸发器旁通风门5的开启和关闭的极限位置，均设有风门位置传感器，并通过信号线路与暖通空调系统控制单元控制连接，向其传送蒸发器旁通风门5的位置信号。
有了上述传感器后，暖通空调系统的控制单元能获得更准确的蒸发器旁通风门5开启与关闭的位置信号，并据此向驱动蒸发器旁通风门5的旁通风门驱动电机发出准确的开启或关闭的动作指令。
实施例七：
所述的旁通风门驱动电机上设有限制其转动的锁紧机构，在蒸发器旁通风门5处于开启或关闭位置时锁紧旁通风门驱动电机的轴或其上所设的传动元件。
当蒸发器旁通风门5处于开启或关闭位置时，一般旁通风门驱动电机是停止运动的，所以，为了避免蒸发器旁通风门5受气流或其它方面的影响而产生错误动作，必须在所需要的位置，将其锁紧。
实施例八：
加热器芯体7与发动机热交换系统连接，并成为其组成部分，发动机产生的热量由加热器芯体7向外界传送。
上述结构的设置，其目的是充分利用发动机产生的热量，利用其需要排出散发的热量，给车内取暖、除霜使用等。提高能源的利用率。
为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的暖通空调系统所采用的控制方法，其具体技术方案为：该控制方法的工作状况如下：
所述的暖通空调系统的控制单元所设定的程序中包括制冷模式、除雾模式、除霜模式、通风模式和取暖模式；各模式下的运行及模式间的转换均由暖通空调系统的控制单元发出指令后由所述的暖通空调系统各组成部分执行；
其中，在制冷模式或除雾模式下，冷媒在蒸发器芯体2内蒸发制冷，加热器芯体7停止制热；旁通风门驱动电机运行，驱动蒸发器旁通风门5关闭，从室内进风口13或室外进风口14进入蒸发器壳体4内的空气气流，全部从蒸发器芯体2中通过，然后进入分发箱1，分发箱1中的混合风门6将设有加热器芯体7的风道关闭，空气气流在分发箱1中通过模式风门8进入吹面风道9、吹脚风道10和除霜风道11中的任一个或任两个或全部风道；
在通风模式下，冷媒在蒸发器芯体2内停止流动，加热器芯体7停止制热；旁通风门驱动电机运行，驱动蒸发器旁通风门5开启，从室内进风口13或室外进风口14进入蒸发器壳体4内的空气，大部分从旁通空隙15中通过，然后进入分发箱1，分发箱1中的混合风门6将设有加热器芯体7的风道关闭，空气气流在分发箱1中通过模式风门8进入吹面风道9、吹脚风道10中的任一个或全部风道；
在取暖模式或除霜模式下，冷媒在蒸发器芯体2内停止流动，加热器芯体7制热，旁通风门驱动电机运行，驱动蒸发器旁通风门5开启，从室内进风口13或室外进风口14进入蒸发器壳体4内的空气，大部分从旁通空隙15中通过，然后进入分发箱1，分发箱1中的混合风门6将设有加热器芯体7的风道开启，将其它风道关闭，空气气流在分发箱1中通过模式风门8进入吹面风道9、吹脚风道10和除霜风道11中的任一个或任两个或全部风道。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1、一种暖通空调系统，其气流通道上设有鼓风机(3)、蒸发器芯体(2)和分发箱(1)，蒸发器芯体(2)置于蒸发器壳体(4)内，其特征在于：在所述的蒸发器芯体(2)的侧面与蒸发器壳体(4)之间，设置一个旁通空隙(15)，在这个空隙上，设置一个可开启和闭合的蒸发器旁通风门(5)，所述的蒸发器旁通风门(5)在闭合时，能将旁通空隙(15)完全封闭。
2、按照权利要求1所述的暖通空调系统，其特征在于：所述的蒸发器旁通风门(5)上设有与其连接为一个整体的旁通风门转轴(16)，所述的旁通风门转轴(16)安装在蒸发器壳体(4)上，使蒸发器旁通风门(5)能以该转轴轴线为旋转中心进行转动。
3、按照权利要求2所述的暖通空调系统，其特征在于：所述的旁通风门转轴(16)设在蒸发器壳体(4)上的位置与蒸发器芯体(2)错开一段距离且偏向鼓风机(3)的方向；所述的旁通风门转轴(16)的轴线垂直于气体在蒸发器壳体(4)内流动的方向；所述的蒸发器旁通风门(5)在闭合时与蒸发器壳体(4)的横断面形成一个倾斜的角度，蒸发器旁通风门(5)完全关闭后，其边缘与蒸发器芯体(2)贴紧。
4、按照权利要求2或3所述的暖通空调系统，其特征在于：所述的旁通风门转轴(16)伸至蒸发器壳体(4)外，在蒸发器壳体(4)外设置旁通风门驱动电机，并通过机械传动机构与旁通风门转轴(16)连接。
5、按照权利要求4所述的暖通空调系统，其特征在于：所述的旁通风门驱动电机的驱动电路，由所述的暖通空调系统上所设的暖通空调系统控制单元控制。
6、按照权利要求2或3所述的暖通空调系统，其特征在于：所述的旁通风门转轴(16)伸至蒸发器壳体(4)外，在蒸发器壳体(4)外设置旁通风门驱动电机，并通过传动机构与旁通风门转轴(16)连接。
7、按照权利要求6所述的暖通空调系统，其特征在于：所述的旁通风门驱动电机的驱动电路，由所述的暖通空调系统上所设的暖通空调系统控制单元控制。
8、按照权利要求5或7所述的暖通空调系统，其特征在于：在蒸发器壳体(4)内的蒸发器旁通风门(5)的开启和关闭的极限位置，均设有风门位置传感器，并通过信号线路与暖通空调系统的控制单元控制连接，向其传送蒸发器旁通风门(5)的位置信号。
9、按照权利要求5或7所述的暖通空调系统，其特征在于：所述的旁通风门驱动电机上设有限制其转动的锁紧机构，在蒸发器旁通风门(5)处于开启或关闭位置时锁紧旁通风门驱动电机的轴或其上所设的传动元件。
10、按照权利要求5或7所述的暖通空调系统所采用的控制方法，其特征在于：该控制方法的工作状况为：
所述的暖通空调系统控制单元所设定的程序中包括制冷模式、除湿除雾模式、除霜模式、通风模式和取暖模式；各模式下的运行及模式间的转换均由暖通空调系统控制单元发出指令后由所述的暖通空调系统各组成部分执行；
其中，在制冷模式或除湿除雾模式下，冷媒在蒸发器芯体(2)内蒸发制冷，加热器芯体(7)停止制热；旁通风门驱动电机运行，驱动蒸发器旁通风门(5)关闭，从室内进风口(13)、室外进风口(14)进入蒸发器壳体(4)内的空气气流，全部从蒸发器芯体(2)中通过，然后进入分发箱(1)，分发箱(1)中的混合风门(6)将设有加热器芯体(7)的风道关闭，空气气流在分发箱(1)中通过模式风门(8)进入吹面风道(9)、吹脚风道(10)和除霜风道(11)中的任一个或任两个或全部风道；
在通风模式下，冷媒在蒸发器芯体(2)内停止流动，加热器芯体(7)停止制热；旁通风门驱动电机运行，驱动蒸发器旁通风门(5)开启，从室内进风口(13)、室外进风口(14)进入蒸发器壳体(4)内的空气，大部分从旁通空隙(15)中通过，然后进入分发箱(1)，分发箱(1)中的混合风门(6)将设有加热器芯体(7)的风道关闭，空气气流在分发箱(1)中通过模式风门(8)进入吹面风道(9)、吹脚风道(10)中的任一个或全部风道；
在取暖模式或除霜模式下，冷媒在蒸发器芯体(2)内停止流动，加热器芯体(7)制热，旁通风门驱动电机运行，驱动蒸发器旁通风门(5)开启，从室内进风口(13)、室外进风口(14)进入蒸发器壳体(4)内的空气，大部分从旁通空隙(15)中通过，然后进入分发箱(1)，分发箱(1)中的混合风门(6)将设有加热器芯体(7)的风道开启，将其它风道关闭，空气气流在分发箱(1)中通过模式风门(8)进入吹面风道(9)、吹脚风道(10)和除霜风道(11)中的任一个或任两个或全部风道。
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Open date: 20080910 |