CN101918234A - 车辆驾驶室空调系统及包含该系统的模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于车辆驾驶室的小型空调系统(1)，该小型空调系统(1)包括压缩机(14)、冷凝器(15)、蒸发器(16)、控制单元(19)和具有一个电机(24)的通风组件(18)，所述具有一个电机(24)的通风组件(18)能够促进方便安装和自动运行，以便冷却和加热驾驶室内部。

Description

车辆驾驶室空调系统及包含该系统的模块

本申请要求2007年10月30日提交的巴西专利申请No.PI0705494-7的优先权，该专利申请的内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及车辆驾驶室空调系统，该车辆驾驶室空调系统是小型的、自动的且具有低能耗，其能在车辆中以最小调整水平安装。

背景技术

通常在汽车例如卡车上应用的空调系统包括冷却模块，该冷却模块安装在车辆车颈上，设有用于它们进行操作所必需的部件。这类系统的安装需要进行多种调整，因此很麻烦。

用于车辆空调的一种可选方案是利用带压缩机的空调器，该压缩机通过带轮和电磁离合器连接到车辆发动机上。无论何时司机希望开启空调系统，则启动该离合器，从而允许将来自发动机的运动传送至压缩机，因此使冷却流体通过安装在车辆上的冷却回路循环。

这类系统大量地在汽车上使用，但它们有下述缺点，即通常，它要求车辆发动机处在运行中。即使在车辆不运动的情况下，也必需保持发动机运转，使得驾驶室将进行空调，实际上除了这种操作引起的空气污染之处，还产生相当大的燃料消耗。

为了克服这些问题，已经研制出了许多解决方案，以便当发动机关闭时能使空调机运转。

专利文献US 2006/0102333公开了一种用于道路车辆或履带车的空调系统，该空调系统提供当发动机工作时和甚至当发动机关闭时的操作方法，为此目的将空调系统用特定的电机控制。

现有技术解决方案还从专利文献US 7171822中已知，该专利文献公开了一种车辆空调系统，所述空调系统设有第一和第二系统。第一系统适合用于车辆驾驶室的状况，且当车辆发动机运转时通过车辆发动机的馈送进行操纵，而第二系统适合用于车辆住宿室的状况并能在车辆发动机关闭时保持运行，第一系统与第二系统独立地操作。人们能得出结论，即第二系统通过电力操纵，并能安装在车辆的外部，条件是需要在驾驶室钻孔用于管系的通道。

专利文献US 2006/0121164涉及一种用于车辆尤其是道路车辆和履带式车辆的加热和空调系统，该系统即使在发动机关闭的情况下，也能利用蓄电池保持运行，所述蓄电池独立于车载电池。

如所能看到的，至今发现的减小用于车辆驾驶室的空调系统的体积的解决方案导致它们在进给和配置方面存在困难。必需在空调模块外部安装某些回路部件，以便保持同样的空调容量。

因此，人们指出需要给市场提供一种空调系统，该空调系统保证安装简单，没有冷却系统的外部连接件，此处所有部件都在一模块内，该模块是小型的，并能使空调系统独立于车辆发动机的运转而运转。

发明内容

发明目的

因此，本发明的第一目的是提供一种总体自动的车辆驾驶室空调系统，该空调系统高效且紧凑，并且便于安装，上述空调系统的模块具有结构性布置，该结构性布置能包括压缩机和仅设一个电机的通风组件，以使能耗最少。

根据第一目的，第二目的是建造一种车辆驾驶室空调系统，该空调系统保证其运转与车辆发动机的运行彼此独立。

另外的第三目的是提供一种车辆驾驶室空调模块，所述模块能提供车辆驾驶室的加热和冷却二者。

发明简介

本专利申请涉及一种车辆驾驶室空调系统的解决方案，该空调系统包括压缩机、控制单元、冷凝器、压缩机的排放管、蒸发器和通风组件，蒸发器、冷凝器和仅设有一个电机的通风组件的布置是这样的：使得它能够同时在冷凝器中散热和允许热量进入到蒸发器中，并且在蒸发器中冷凝的水通过与压缩机的排放管接触而被蒸发。

本申请还涉及一种车辆驾驶室空调系统，该车辆驾驶室空调系统包括底盘，所述底盘设有在底盘上沿周边布置的空气收集孔，底盘包括至少一个空气入口和至少一个空气出口，用于与驾驶室的内部环境交换空气，底盘面向驾驶室的外部的部分设有外盖、压缩机、控制单元、冷凝器、压缩机的排放管、形成为与毛细管热交换的抽吸管线、蒸发器和通风组件。蒸发器、冷凝器和只有一个电机的通风组件的布置是这样的：使得它能够同时在冷凝器中散热和允许热量进入到蒸发器中，在蒸发器中冷凝的水被排放到储水槽中，而通风组件与空气管系部分地流体连接。

本申请还涉及一种车辆驾驶室空调系统，该车辆驾驶室空调系统包括相对于驾驶室的外部部分和内部部分，所述外部部分和内部部分利用驾驶室顶部相互隔离开，内部部分包括空气管系、内盖和仪表板，外部部分包括底盘、密封件、冷却系统和外盖，仪表板设有至少一个空气导向机构、控制板、内部空气过滤器和至少一个内部空气入口，冷却系统搁置在底盘上，底盘包括至少一个空气入口和至少一个空气出口，用于与驾驶室的内部环境空气交换。冷却系统包括压缩机、控制单元，冷凝器、压缩机排放管、蒸发器和通风组件，使得蒸发器、冷凝器和具有一个电机的通风组件的布置能够同时在冷凝器中散热和允许热量进入到蒸发器中，由蒸发器冷却的空气穿过底盘的空气出口、通过空气通风口进行循环，以便通过空气导向机构对驾驶室进行空气调节。

附图说明

现在参照附图所示的实施例更详细地描述本发明。附图示出了：

图1是本发明的空调模块的立体图；

图2是本发明的空调模块的侧视图；

图3是本发明的空调模块的后视图；

图4是本发明的空调模块的内部部分的立体图；

图5是底盘的立体图，本发明的空调模块的管系将安装在该底盘处；

图6是底盘的具有部分安装的空气管系的立体图；

图7是底盘的立体图，本发明的冷却模块的冷却系统将安装在该底盘处；

图8是安装有冷却系统的底盘的立体图；

图9是安装有冷却系统和冷室的底盘的立体图。

具体实施方式

在优选的但不是强制性的实施例中，现在将详细描述本发明的空调系统1。

本发明涉及一种将在车辆驾驶室如卡车、公共汽车、娱乐车像挂车或旅宿车、装甲车或农用机械的驾驶室或任何其它具有封闭式驾驶室的车辆中应用的小型空调系统，上述驾驶室的内部能进行空调。

该空调系统1中的重大创新是，实际上各部件、高压和低压组件都安装在模块内，而不需要复杂的安装，所述复杂的安装需要为管道系统的通道钻孔。唯一必需要做的是用电线将该系统连接到蓄电池上，以便向空调系统1供应能量。

在优选的配置中，图1示出空调系统1的立体图，该空调系统1具有外盖2。如在图2中能更容易看出的，空调系统1包括两部分。在安装空调系统之后，模块相对于驾驶室呈现外部部分和内部部分。

外部部分由外盖2、底盘3和密封件26组成，所述外盖2具有楔形形状，该楔形形状具有低空气动力后缘，而上述密封件26用来将空调系统1支承在接纳它的表面上，因此使振动动的传递减至最小，且防止经过调节的空气逸出驾驶室。冷却系统21被封装在底盘3上，并由外盖2保护免受外部环境影响。

内部部分包括内盖4和仪表板5，该内盖4目的在于给模块提供装饰，该仪表板5如图3和4中所示封装各种不同的部件。

因此，仪表板5是空调系统1与用户的连接装置，该仪表板5设有空气定向机构8，以便按照用户的爱好提供定向的空调。这些空气定向机构8使人们能将经过调节的空气送向任何所需的方向。

在仪表板5上，还有一控制板9，优选的是电子控制板，该控制板9可选地设有一显示屏，使用户能开/关空调系统1，选择运行速度、开/并也设在仪表板5上的阅读灯28规定限定的温度或甚至给空调系统编程序以便使其在预定的时间里开/关。此外，控制板9能控制其它附件像收音机、带监视器的GPS(全球定位)系统、语音电话系统和业余无线电台等。该模块的所有功能也能用遥控装置控制。由于现代卡车的驾驶室的高度和控制板9的小型尺寸，所以将所有这些部件一起设在系统仪表板上变得难以实行。

在仪表板5的后部，也就是说，在基本上邻近控制板9的部分处，有一内部空气入口7和内部空气过滤器6，该空气过滤器6用于过滤驾驶室环境中存在的杂质。在优选的但不是强制性的实施例中，内部空气过滤器6由塑料滤网构成，该塑料滤网具有从内部空气入口7的两侧伸出的突起，所述突起提供刚度。

图4还示出底盘3，该底盘3具有空气收集孔10，所述空气收集孔10在安装空调系统1之后，将被布置在驾驶室的外侧。

图5示出底盘3，该底盘3具有上述空气入口10及空气出口11和空气入口12，从所述空气出口11处，经过调节的空气通过冷却系统21，而空气入口12用于引入来自冷却系统21的内部空气入口7的空气。

底盘3是空调系统1的基本构件，因为所有集成系统的部件都安装于其上。该底盘3优选地但不是强制性地设有若干凹槽和缺口，所述凹槽或缺口在制造过程期间制成，并能用于固定各部件。底盘3的某些凹槽和缺口预先钻孔，它们能将系统安装在不同型号范围的汽车中，因此很容易安装在卡车舱口处。

图6示出上述底盘3，该底盘3具有已经安装好的密封件26及空气管路元件13，所述空气管路元件13能输送经过调节的空气穿过底盘3上存在的空气出口11流到仪表板5上存在的空调机构8。

图7示出底盘3的优选的但不是强制性的配置。在该图7中，能识别出蒸发器16的座盘29，该座盘29在底盘3的空气入口12和空气出口11之间。该座盘29具有斜面，并如此设计，以便将蒸发器16中冷凝的水通过排水口30送到储槽20，所述储槽20用于储存水的目的，因此防止水流到将进行空调的驾驶室中。储水槽20的壁能按照防护需要改变尺寸。

在图8中，能识别出安装在底盘3上的冷系统21。该冷却系统21包括压缩机14、冷凝器15、膨胀阀或毛细管(未示出)及蒸发器16，它们通过排放管串联安装，以便形成冷却闭合回路。通风组件18和控制单元19也安装在底盘3上，该控制单元19可以优选地但不是强制性地是变频器。

冷却系统21通过机械蒸汽压缩作用工作，且优选地但不是强制性地包括密封式可变容量压缩机14(VCC)，且冷却系统21可以具有例如1800Btu/h的工作能力。

冷却流体在从压缩机14出来之后，流过压缩机17的排放管流向冷凝器15。应该注意，压缩机17的排放管正好在压缩机14的出口之后封装在储水槽20中。

由于压缩机17的排放管的布置，所述在该储水槽中存在的来自已经说明的过程的水起前置冷凝器的作用，有助于使冷却流体变冷。因为压缩机17的排放管是在比水温高很多的温度下，例如，约70℃，所以放出的热量有助于水的蒸发。用这种解决方案，还避免了需要用软管来将水从水槽中排出或甚至用泵来从水槽中吸出水。当大气状况引起水量过多增加时，底盘3也已经预见一种配置，该配置防止水穿过空气收集孔10溢出模块，因此防止部件变湿。

创新的通风模块18包括小型电机24，该小型电机24具有贯通轴27和两个圆筒形通风机25，25’。在优选的但不是强制性的配置中，通风机25，25’按照使用可利用空间的需要，安装在贯通轴27上位于电机24的两侧处，也可以仅安装在电机24的一侧处。通风系统18的这种创新的配置由于仅用一个电机24就能驱动两个通风机25，25’，因此减小了空调系统1的体积，所以能实现降低能耗。

按照图8，一个通风机25被安装用于蒸发器16，而另一个通风机25’被安装用于冷凝器15，蒸发器16和冷凝器15相互平行并在电机24相对两侧安装。这样，蒸发器16，冷凝器15和只有一个电机24的通风系统18的布置是这样的：以便同时能实现在冷凝器15中散热和允许热量进入到蒸发器16中。

这些通风机25，25’的技术要求它们被渐开线包围，以便封闭它的整个周边。这些渐开线被分成两半，一部分被底盘3限定，而另一部分被冷室23限定，该冷室23在图9中示出。该冷室23可以用任何绝缘材料如EPS(可发聚苯乙烯)或另外被认为合适的材料建造。在可供选择的实施例中，冷室23可以结合在外盖2中。

冷室23安装在底盘3上，且除了将冷区与热区隔绝开，也就是说增进蒸发器16的通风机25与冷凝器15的通风机25’的绝缘，冷室23还具有为蒸发器14和冷凝器15二者提供空气入口和出口的功能。冷室23如图9所示，在第一部分中盖住蒸发器16和相应通风机25的组件，而在第二部分中盖住冷凝器的通风机25。

一旦通风机25，25’在整个周边中形成了渐开线，则气流的作用按如下方式进行。在运行中，输送空气到通风机25，25’中穿过圆筒体的顶部进行，空气以切向方式送到圆筒体，因而在由冷室23和底盘3所产生的体积中形成低压区。

总之，冷却系统21按如下方式运行。冷却流体在压缩机14中被压缩，然后穿过压缩机17的排放管流到冷凝器15。从压缩机14出来之后，与储水槽20中存在的水接触以便蒸发水，因此变成前置冷凝器。一旦流体到达冷凝器15，则它由于气流从通风机25’的运动而经受冷却，该气流按如下方式形成。空气穿过冷凝器15，进入冷凝器15的通风机25’中，并沿控制单元19和压缩机14的方向流出，以便形成空气流，该空气流促进压缩机14和控制单元19的有益冷却。

冷却流体流出冷凝器15，并在通过膨胀阀和毛细管(未示出)之后到达蒸发器16，因此吸取环境中的热量。如所述的，蒸发器16和冷室23形成冷区。蒸发器16的通风机25收集来自驾驶室的空气，使该空气通过空气入口12和往后穿过蒸发器16，并穿过出口11朝待进行空调的驾驶室流出。冷却流体在通过蒸发器16之后，通过抽吸管返回压缩机。

空调系统1还设有致动器22，该致动器22连接到冷室23，以便使冷室23能打开和关闭位于其侧面部分中的孔。这样，致动器22使人们能在打开位置和关闭位置之间选择性地移动冷室23的孔的盖，所述关闭位置只允许驾驶室空气穿过内部空气入口7进行循环，而打开位置允许驾驶室空气与在外部环境中所收集的空气一起同时穿过空气收集孔10进行循环。

该孔与蒸发器16的空气入口侧(隔绝层内部的低压侧)连通，从而能实现外部环境的空气与驾驶室内循环的空气的混合。

致动器22的位置能由用户利用仪表板5上存在的按钮或通过遥控装置控制。致动器22具有线性运动，且它的驱动优选的是电驱动。

为了过滤来自外部的空气，在冷室23中存在于致动器22的区域内的孔设有过滤器，过滤器还预知在空气入口10中，用于保持内部区域不会进入粉尘、昆虫和其它污物的目的。

为了最大程度减少污物或水进入该空调模块，底盘3在安装之后保持布置在距车顶约30mm至40mm的减小的高度处。

在可供选择的配置中，空调系统1能以反向循环运转，因此为驾驶室提供热量。在该可供选择的配置中，冷凝器15座落区设有盛水盘，用于收集其中形成的水。

因此，该空调系统1能安装在一个底座上，使得能将该模块安装在车辆驾驶室上，而不需要在车身上钻孔，也就是说，人们能只使用预先存在的车辆舱口，同时使安装变得简单，且不影响原始车辆配置。

可供选择地，空调系统1不是安装在水平位置，而是可以安装在垂直位置，并因此能很容易例如安装在挂车的窗口上。这种类型的安装需要调整压缩机14的位置，因为压缩机14应该处于垂直位置以便适当地工作。

因此，本发明提供能加热或冷却驾驶室内部环境的空调系统，由于减少了部件总数、减少了维护且重量轻，所以保证了简化的安装、简单的制造、对这类应用的基本要求。

应该理解，除了本文所述和举例说明的实施例之外，本发明的范围还包括其它可能的变型。因此，本发明仅由所附权利要求书的内容限定，所述权利要求书包括可能的等同物。

Claims (31)

1.一种车辆驾驶室空调系统(1)，包括压缩机(14)、控制单元(19)、冷凝器(15)、压缩机排放管(17)、蒸发器(16)和通风组件(18)，其特征在于：

蒸发器(16)，冷凝器(15)和仅有一个电机(24)的通风组件(18)的布置是这样的：使得能够同时在冷凝器(15)中散热和允许热量进入到蒸发器(16)中，并且

在蒸发器(16)中冷凝的水通过与压缩机排放管(17)接触而被蒸发。

2.根据权利要求1所述的车辆驾驶室空调系统(1)，其特征在于，通风组件(18)仅有一个电机(24)，该电机(24)具有贯通轴(27)，所述贯通轴(27)设有通风机(25，25’)。

3.根据权利要求1或2所述的车辆驾驶室空调系统(1)，其特征在于，通风机(25，25’)布置在贯通轴(27)的相对端处。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆驾驶室空调系统(1)，其特征在于，通风机(25，25’)是圆筒体，且空气的引出相对于圆筒体在切向上进行。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆驾驶室空调系统(1)，其特征在于，蒸发器(16)和冷凝器(15)布置成相互平行且与贯通轴(27)相对。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的车辆驾驶室空调系统(1)，其特征在于，它能按反向循环运转。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的车辆驾驶室空调系统(1)，其特征在于，它能在水平位置或垂直位置中运转。

8.一种车辆驾驶室空调系统(1)，其特征在于包括底盘(3)，该底盘(3)具有空气收集孔(10)，所述空气收集孔(10)在底盘(3)中沿周边布置，底盘(3)包括至少一个空气入口(12)和至少一个空气出口(11)，用于与驾驶室内部交换空气，底盘(3)的面向驾驶室外部的部分设有外盖(2)、压缩机(14)、控制单元(19)、冷凝器(15)、压缩机排放管(17)、蒸发器(16)和通风组件(18)，其中，

蒸发器(16)、冷凝器(15)和仅用一个电机(14)的通风组件(18)的布置是这样的：使得能够同时在冷凝器(15)中散热和允许热量进入到蒸发器(16)中，

蒸发器(16)中冷凝的水被排放到储水槽(20)中，并且

通风组件(18)部分地流体连接到空气管系(13)。

9.根据权利要求8所述的车辆驾驶室空调系统(1)，其特征在于，通风模块(18)仅有一个电机(24)，该电机(24)具有贯通轴(27)，所述贯通轴(27)设有通风机(25，25’)，该通风机(25，25’)布置在贯通轴(27)的相对端处。

10.根据权利要求8或9所述的车辆驾驶室空调系统(1)，其特征在于，通风机(25，25’)是圆筒体，且空气的引出相对于圆筒体在切向上进行。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的车辆驾驶室空调系统(1)，其特征在于，蒸发器(16)和冷凝器(15)布置成相互平行并与贯通轴(27)相对。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的车辆驾驶空调系统(1)，其特征在于，蒸发器(16)的通风机(25)通过底盘(3)的空气出口(11)流体连接到空气管系(13)。

13.根据权利要求8至12中任一项所述的车辆驾驶室空调系统(1)，其特征在于，底盘(3)能够接纳冷室(23)，该冷室(23)能够将蒸发器(16)的氛围与冷凝器(15)的氛围隔绝开。

14.根据权利要求8至13中任一项所述的车辆驾驶室空调系统(1)，其特征在于，它能够通过致动器(22)收集来自驾驶室外部的空气，该外部空气通过布置在底盘(3)周边的空气收集孔(10)被收集。

15.根据权利要求8至14中任一项所述的车辆驾驶室空调系统(1)，其特征在于，冷室(23)设有致动器(22)，该致动器(22)用于选择性地在打开位置和关闭位置之间移动，其中，

关闭位置只允许驾驶室空气通过内部空气入口(7)循环，

打开位置允许驾驶室空气与驾驶室内部收集的空气通过空气收集孔(10)同时循环。

16.根据权利要求8至15中任一项所述的车辆驾驶室空调系统(1)，其特征在于，冷室(23)的内部设置有两个按常规方式形成的曲线表面，所述两个曲线表面构成通风机(25，25’)的闭合式渐开线的一部分。

17.根据权利要求8至16中任一项所述的车辆驾驶室空调系统(1)，其特征在于，底盘(3)包括储水槽(20)和盛水盘(29)以固定蒸发器(16)，盛水盘(29)流体连接到储水槽(20)。

18.根据权利要求8至17中任一项所述的车辆驾驶室空调系统(1)，其特征在于，储水槽(20)中的水通过与压缩机排放管(17)接触而被蒸发，该压缩机排放管(17)在储水槽(20)内。

19.根据权利要求8至18中任一项所述的车辆驾驶室空调系统(1)，其特征在于在其内部包括内盖(4)、空气管系(13)和仪表板(5)，该仪表板(5)设有空气导向机构(8)，底盘(3)的空气出口(11)通过空气管系(13)流体连接到空气导向机构(8)，以便引出被冷却的空气。

20.根据权利要求8至19中任一项所述的车辆驾驶室空调系统(1)，其特征在于，外盖(2)是具有空气动力学后缘的楔形。

21.根据权利要求8至20中任一项所述的车辆驾驶空调系统(1)，其特征在于，它能够按反向循环运转。

22.根据权利要求8至21中任一项所述的车辆驾驶室空调系统(1)，其特征在于，它能够在水平位置或垂直位置中运转。

23.根据权利要求8至22中任一项所述的车辆驾驶室空调系统(1)，其特征在于包括相对于驾驶室的外部部分和内部部分，所述外部部分和内部部分通过驾驶室顶部相互隔离开，其中，

内部部分包括空气管系(13)、内盖(4)和仪表板(5)，

外部部分包括底盘(3)、密封件(26)、冷却系统(21)和外盖(2)，

仪表板(5)设有至少一个空气导向机构(8)、仪表板(9)、内部空气过滤器(6)和至少一个内部空气入口(7)，

冷却系统(21)座落在底盘(3)上，底盘(3)包括至少一个空气入口(12)和至少一个空气出口(11)，用于与驾驶室的内部环境交换空气，

冷却系统(21)包括压缩机(14)、仪表板单元(19)、冷凝器(15)、压缩机排放管(17)、蒸发器(16)和通风组件(18)，使得蒸发器(16)、冷凝器(15)和仅有一个电机(24)的通风组件(18)的布置能够同时在冷凝器(15)中散热和允许热量进入到蒸发器(16)中，并且

被蒸发器(16)冷却的空气穿过底盘(3)的空气出口(11)、穿过通风管(13)循环，以便通过空气导向机构(8)对驾驶室进行空气调节。

24.根据权利要求23所述的车辆驾驶室空调模块，其特征在于，蒸发器(16)和冷凝器(15)布置成相互平行且与电机(24)相对。

25.根据权利要求23或24所述的车辆驾驶室空调模块，其特征在于，它允许通过致动器(22)从驾驶室外部收集空气，该致动器(22)能够通过空气收集孔(10)馈送外部空气，空气收集孔(10)布置在底盘(3)的周边。

26.根据权利要求23至25中任一项所述的车辆驾驶室空调模块，其特征在于，外盖(2)是具有低空气动力学后缘的楔形。

27.根据权利要求23至26中任一项所述的车辆驾驶室空调模块，其特征在于，控制板(9)能够控制模块的运转。

28.根据权利要求23至27中任一项所述的车辆驾驶室空调模块，其特征在于，控制板(9)使人们能够接通/切断冷却模块，控制压缩机(14)、电机(24)的速度，以及致动其它附件。

29.根据权利要求23至28中任一项所述的车辆驾驶室空调模块，其特征在于，它能够以反向循环运转。

30.根据权利要求23至29中任一项所述的车辆驾驶室空调模块，其特征在于，它能够在水平或垂直位置中运转。

31.根据权利要求1至30中任一项所述的车辆驾驶室空调模块，其特征在于，遥控装置使人们能够对控制模块的功能进行控制。

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