CN102003741B - 工程车车载空调器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工程车车载空调器，包括由压缩机、蒸发器、节流元件、冷凝器组成的制冷系统，温度控制系统，压缩机的驱动系统，其特征在于：所述压缩机的驱动系统由电池、正弦波逆变器、变频驱动器组成。本发明的工程车车载空调器将电池的直流电源转换为变频电源，空调器的运行无需依赖工程车的动力源，也无需专门配置发动机，大大降低了工程车空调器的使用能耗，是一款低碳节能的工程车车载空调器。

Description

工程车车载空调器

技术领域

本发明涉及空气调节设备，更具体地说，是涉及一种在工程车内使用的空调器。

背景技术

常见的工程车有大型吊车,挖掘机,推土机,压路机,装载车,电力抢修车,工程抢险车等。工程车的驾驶室或者是工作室（如大型起重机的工作舱，挖掘机的司机室及特种车的电器室）均需配置空调器为工作人员提供舒适的环境。工程车通常在高温、多粉尘、震动大的环境下作业，一般的家用空调器往往不能在这种条件下正常工作，现有的工程车空调器按驱动的方式分为液压启动式空调器与工程车动力驱动式机械空调器。液压式空调器利用工程车的液压系统支路的动力源来驱动一个液压马达，由液压马达带动空调压缩机工作。液压式空调器的缺点是工作必须与工程车同步，且由于空调器使用工程车的动力源，使工程车的工作能力不稳定。工程车动力驱动式机械空调器由工程车发动机直接驱动，同样消耗工程车的动力，削弱了工程车的工作系统能力。上述两种空调器的压缩机均为车用特种空调压缩机，技术复杂造价高；当工程机械待工时，由于启动空调器的缘故，工程车发动机也必须开启，从而消耗大量油料，排放废气对资源造成极大浪费。

现有的工程车用空调器分为室外机与室内机，室内机安装工程车的驾驶舱或工作舱内，室外机安装在工程车其力身上，室外机与室内机通过橡胶软管进行连接。连接软管在工程车上受磨损易造成制冷剂泄漏。而且目前的工程车用空调器不能根据环境温度的变化而改变空调压缩机的工作状态。

发明内容

本发明目的为了解决现有工程车空调器以消耗工程车的动力来驱动空调压缩机所带来的能源消耗过大的问题，提供一种电驱动、智能调温、高效环保的工程车车载空调器，以克服现有技术的不足。

本发明采用的技术方案是：一种工程车车载空调器，包括由压缩机、蒸发器、节流元件、冷凝器组成的制冷系统，温度控制系统，压缩机的驱动系统，所述压缩机的驱动系统由电池、正弦波逆变器、变频驱动器组成。

上述的工程车车载空调器中，所述工程车车载空调器是一体式的，在壳体内设有内置蒸发器、蒸发器风扇的蒸发冷却仓，还设有内置压缩机、冷凝器、冷凝器风扇的压缩冷凝仓。

上述的工程车车载空调器中，所述壳体内还设有内置压缩机的驱动系统的电气控制仓。

上述的工程车车载空调器中，所述蒸发冷却仓设在壳体的上部、压缩冷凝仓设在壳体的下部，电气控制仓在蒸发冷却仓与压缩冷凝仓之间。

上述的工程车车载空调器中，所述蒸发器下方设有接水槽，所述接水槽底部设有可将接水槽内的水引至冷凝器上的水管。

上述的工程车车载空调器中，所述的电池由两个12V车载蓄电池串联而成。

上述的工程车车载空调器中，所述壳体正面上方设有蒸发冷却仓送风口，所述壳体正面下方设有压缩冷凝仓进风口。

上述的工程车车载空调器中，所述壳体正面上方设有蒸发冷却仓送风口，在壳体背面下方设有风管，车外空气是沿风管进入压缩冷凝仓后排出车外的。

上述的工程车车载空调器中，所述压缩机以螺栓固定在空调器的壳体底盘上，螺栓的锁紧螺母上设有限位片。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1．本发明的工程车车载空调器将电池的直流电源转换为变频电源，空调器的运行无需依赖工程车的动力源，也无需专门配置发动机，大大降低了工程车车载空调器的使用能耗，是一款低碳节能的工程车车载空调器。

2．本发明的工程车车载空调器是整体式空调，结构紧凑，安装方便，比之分体式空调器具有巨大的成本优势。

3．空调的送风设计符合人体工学原理。冷凝换热的风道设计更可以实现换新风的有益效果。

4．在蒸发器接水槽设置水管引向冷凝器，蒸发器产生的冷凝水通过水管喷淋在冷凝器上蒸发，降低空调器功耗，实现高效节能。

附图说明

图1是本发明的工程车车载空调器结构示意图；

图2是本发明的压缩机螺栓紧固结构示意图。

附图中，各标号表示：

1蒸发冷却仓        2电气控制仓        3压缩冷凝仓

10蒸发器        11蒸发冷却仓进风口     12蒸发冷却仓送风口

13接水槽        14水管

30冷凝器        31压缩冷凝仓进风口      33压缩机

43限位片       44压缩机底脚            45压缩机底脚支架

46承重胶脚         47底盘

101电池            102 控制器103 变频驱动器

104变频压缩机      110冷凝器风扇电机      111蒸发器风扇电机

121环境温度传感器              122蒸发器管温传感器

123冷凝器管温传感器            124排气温度传感器

具体实施方式

具体实施例1

本发明的工程车车载空调器是一体式空调器，它把冷凝换热衙蒸发器吸热两大部分同放在空调器的壳体内。参见图1，工程车车载空调器高902mm,宽620mm,厚200mm，壳体以隔板分为三大区间，分别是蒸发冷却仓1、电气控制仓2、压缩冷凝仓3。在蒸发冷却仓1内设置蒸发器10、蒸发器风扇，在电气控制仓2内放置的是电气控制与变频模块，包括控制器102、正弦波逆变器、变频驱动器103等。在压缩冷凝仓内设置的是压缩机33、冷凝器30、冷凝器风扇。毛细管或其他的节流元件将冷凝器和蒸发器连接起来，在蒸发冷却仓1内的蒸发器10的另一端通过制冷管道与压缩冷凝仓3内的压缩机33连接。在蒸发冷却仓1，蒸发器10的下方设有一个用于盛接蒸发器冷凝水的接水槽13，在接水槽底部设有一引流的水管14，该水管通向压缩冷凝仓的冷凝器30上方，在该水管的引导下，接水槽内的冷凝水离开蒸发冷却仓，流至冷凝器30上，冷凝器的翅片有亲水作用，水在表面张力的作用下在冷凝器的翅片上蔓延，冷凝水吸热蒸发，吸收了冷凝器的部分热量，进一步提高了冷凝效率。

工程车车载空调器安装在工程车的工作仓驾驶座位的背后，蒸发冷却仓1的换热风道采用上进风正面出风的方式，即在工程车车载空调器的顶部开有蒸发冷却仓进风口11，在空调器蒸发冷却仓正对驾驶座位的壳体上开有蒸发冷却仓送风口12，工作舱内的空气从顶部的蒸发冷却仓进风口11进入，经蒸发器冷却降温后从蒸发冷却仓送风口12向驾驶座位送出，对舱内空气进行循环与冷却降温。驾驶员工作时，空调器的蒸发冷却仓送风口12正对着驾驶员的背面肩部以上位置，空调器送风设计符合人体工学原理。

工程车车载空调器冷凝器30的换热风道是从工作舱内抽风，经过冷凝器并与之进行热交换，排出至工程车外。在工程车车载空调器的下部前方，压缩冷凝仓3的壳体部分开有压缩冷凝仓进气口31，在工程车车载空调器的背面下部开有压缩冷凝仓送风口（图1中未示出），压缩冷凝仓送风口与工程车外环境相通。工程车车载空调器利用驾驶舱内的空气冷为冷凝散热的空气，启动冷凝器风扇将热空气排出驾驶舱外，此时，驾驶舱内的气压为负压，舱内空气在大气压作用下从车外空气得到补充。

考虑到工程车在行车过程中车体震动大，使工程车车载空调器的压缩机发生振动与左右摆动，容易造成压缩机管路的裂损，因此，设计专用的压缩机锁紧螺母以减轻压缩机摆幅的幅度。参见图2，压缩机33通过螺栓结构固定在空调器的壳体底盘47上，压缩机锁紧螺母上设有限位片43，从底盘47往上看，依次是底盘47、承重胶脚46、压缩机底脚支架45、压缩机底脚44、限位紧固螺母，底盘47、承重胶脚46、压缩机底脚支架45、压缩机底脚44均设有通孔以使螺栓柱穿插于上述部件中间，并使压缩机33以压缩机底脚44和底脚支架45螺接于空调器底盘47上。当压缩机受到外力作用振动，压缩机发生倾斜，相应地，压缩机的底脚44和底脚支架45偏摆，承重胶脚46一侧受压变形，此时，限位紧固螺母的限位片43一侧逐渐靠近底脚支架45，另一侧逐渐远离底脚支架45，当偏摆至一定程度时，限位片的一侧顶在底脚支架45上被底脚支架45所限位，压缩机33的偏摆角度与幅度显著减轻。

参见图3，工程车车载空调器采用变频压缩机，电源驱动部分由电池101（采用工程车12V车载蓄电池）、正弦波逆变器、控制器102、变频驱动器103组成。实践中，采用两个车载12V蓄电池串联组成一个24V直流电源，再以功率为1500W的正弦波逆变器，将24V直流电源转换为220V交流电源，给变频压缩机104供电。一般车载用空调中，普通定速方案由于没有软启动，启动瞬间功率将会非常高，可能超过2000瓦以上，这样瞬间电流在蓄电池电源端将产生近100A电流，这对线材的要求，对蓄电池的要求都非常高。因此本发明的空调驱动不考虑普通的定速方案，而是采用软启动变频方案，使空调器启动电流减小，有效的节省线材，并对电池寿命有很好的保护。工程车车载空调器内设有环境温度传感器121、蒸发器管温传感器 122、冷凝器管温传感器123、排气温度传感器124。四个温度传感器与控制器102通讯连接，控制器处理温度传感器的信号并发出指令，控制冷凝器风扇电机110、蒸发器风扇电机111、变频压缩机104的运行。

从安全角度考虑，我们将电控强电部分采用了整体密闭设计，将正弦波逆变器、变频驱动器103组成压缩机驱动模块设置在一封闭的电器控制盒内，并增加内部控制功能，主要控制功能为：电源逆变控制，压缩机变频驱动控制，压缩机顶部温度保护以及与控制器102的通讯功能。因为该压缩机驱动模块中含有大量功率器件，产生大量热量，因此在电器控制盒内部增加温度传感器分别对其采样（图3中未示出），并增加两个散热风扇，当温度达到一定值时对压缩机频率进行降频或停机保护，避免器件损坏。

本发明的工程车车载空调器采用变频技术，通过调节压缩机的转速来调整制冷的能力，能够保持车内温度平稳，使人体感觉舒适，而且变频机在低频运行，能效非常高，达到高效节能的效果。变频控制器采用基于单电阻电流检测的180°正弦波控制技术，其精准的控制能保证压缩机在启动、运行过程始终保持平稳，运行频率可低至10Hz以下，且振动噪音小。蒸发器风扇和冷凝器风扇均采用高效的直流电机，使空调器更加节能。

实践证明，以两个工程车上常用的12V100A容量的的蓄电池串联作为电源，本发明的工程车车载空调器可以持续工作10个小时以上。其间空调器压缩机的驱动不需要启动汽车发动机，大大降低了能耗，低碳环保。

具体实施例2

本实施方式中，工程车车载空调器的冷凝器空气循环方式采用外接风管方式，在工程车车载空调器的壳体正面下方对应压缩冷凝仓的部位封闭，在空调器壳体背面下方开设风管，冷凝器风扇通过风管从驾驶舱外抽风，再排往驾驶舱外。

Claims (6)

1.一种工程车车载空调器，包括由压缩机(33)、蒸发器(10)、节流元件、冷凝器(30)组成的制冷系统，温度控制系统，压缩机的驱动系统，其特征在于：所述压缩机的驱动系统由电池、正弦波逆变器、变频驱动器组成；所述工程车车载空调器是一体式的，在壳体内设有内置蒸发器(10)、蒸发器风扇的蒸发冷却仓(1)，还设有内置压缩机(33)、冷凝器(30)、冷凝器风扇的压缩冷凝仓(3)；所述壳体内还设有内置压缩机的驱动系统的电气控制仓(2)；所述蒸发冷却仓(1)设在壳体的上部、压缩冷凝仓(3)设在壳体的下部，电气控制仓(2)在蒸发冷却仓(1)与压缩冷凝仓(3)之间。

2.根据权利要求1所述的工程车车载空调器，其特征在于：所述蒸发器(10)下方设有接水槽(13)，所述接水槽底部设有可将接水槽内的水引至冷凝器上的水管(14)。

3.根据权利要求2所述的工程车车载空调器，其特征在于：所述的电池由两个12V车载蓄电池串联而成。

4.根据权利要求3所述的工程车车载空调器，其特征在于：所述壳体正面上方设有蒸发冷却仓送风口(12)，所述壳体正面下方设有压缩冷凝仓进风口(31)。

5.根据权利要求3所述的工程车车载空调器，其特征在于：所述壳体正面上方设有蒸发冷却仓送风口(12)，在壳体背面下方设有风管，车外空气是沿风管进入压缩冷凝仓(3)后排出车外的。

6.根据权利要求5所述的工程车车载空调器，其特征在于：所述压缩机(33)以螺栓固定在空调器的壳体底盘(47)上，螺栓的锁紧螺母上设有限位片(43)，当压缩机倾斜时，压缩机的底脚（44）和底脚支架（45）偏摆，承重胶垫（46）一侧受压变形，使限位片（43）一侧逐渐靠近底脚支架（45），另一侧逐渐远离底脚支架（45），当偏摆至一定程度时，限位片(43)的一侧顶在底脚支架（45）上被底脚支架（45）所限位。

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