CN103707740B - 利用冷量梯级的蒸发冷却车载空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开的利用冷量梯级的蒸发冷却车载空调系统，包括制冷机组，机组壳体相对的两侧壁上分别设置有进风口、空调器送风口，机组壳体内按空气进入方向依次有空气过滤器、间接蒸发冷却器、直接蒸发冷却器、一次空气挡水板及一次空气送风风机，间接蒸发冷却器的上方设有二次空气收水器，二次空气收水器通过二次空气流道与车厢内的尾部连通，空调器送风口与车厢内顶部两侧沿车厢长向设置的送风风管连接，送风风管上设有多个车内送风口，与车厢顶部两侧送风风管相对的车厢底部两侧靠近发动机处各设置有一根排风管道，每根排风管道上设置有多个排风口。本发明的车载空调系统在工作时，室内的空气通过排风管排出车外，解决了室内空气品质的问题。

Description

利用冷量梯级的蒸发冷却车载空调系统

技术领域

本发明属于空调设备技术领域，具体涉及一种利用冷量梯级的蒸发冷却车载空调系统。

背景技术

伴随经济的发展以及人口的快速增长，公共交通车辆已经逐渐成为人们日常出行的必备工具，而如何营造一个良好的车厢环境，对于人们的出行是非常必要的。

传统意义上的车载空调是以机械制冷为主，并辅以风机、换热器和其它设备来为车厢内部提供较为舒适的环境，但机械制冷不仅耗工大，能源利用率不高，而且制冷剂的使用会破坏大气臭氧层；与此同时，传统的车载空调系统都采用全回风，这样会导致车厢内空气的品质较差。随着极端气候的频繁出现，夏季汽车发动机常常会出现过热的现象，这种过热现象会严重影响汽车发动机的正常工作及使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用冷量梯级的蒸发冷却车载空调系统，使用全新风改善了车厢内的空气品质，同时二次排风及车厢内的排风经汽车发动机后排至车外，实现冷量的梯级利用。

本发明所采用的技术方案是，利用冷量梯级的蒸发冷却车载空调系统，包括设置于汽车顶部的制冷机组，机组的壳体相对两侧壁上分别设置有进风口和空调器送风口，进风口设置在车行驶方向的迎风侧，机组壳体内按空气进入方向依次设置有进风管、空气过滤器、间接蒸发冷却器、直接蒸发冷却器、一次空气挡水板及一次空气送风风机，间接蒸发冷却器的上方设置有二次空气收水器，二次空气收水器通过二次空气流道与车厢内连通，空调器送风口与车厢内顶部两侧沿车厢长向设置的送风风管连接，送风风管上设置有多个车内送风口，与车厢顶部两侧送风风管相对的车厢底部两侧靠近发动机处各设置有一根排风管道，每根排风管道上设置有多个排风口。

本发明的特点还在于，

进风管为渐缩式进风管。

二次空气流道设置于汽车顶部，二次空气流道与汽车发动机室连通。

多个车内送风口呈均匀设置；多个排风口呈均匀设置。

间接蒸发冷却器，包括有换热元件，换热元件的上部依次设置有间接蒸发冷却器布水装置、二次排风机及二次排风口，换热元件的下部设置有蓄水池，蓄水池内设置有第一补水阀，蓄水池通过第一供水管与间接蒸发冷却器布水装置连接，第一供水管上设置有第一循环水泵；

直接蒸发冷却器，包括有填料，填料的上部和进风侧设置有直接蒸发冷却器布水装置，填料的下部设置有集水箱，集水箱中设置有第二补水阀，集水箱通过第二供水管与直接蒸发冷却器布水装置连接，第二供水管上设置有第二循环水泵；第一循环水泵与第二循环水泵之间连接有循环水泵电机及附属设备。

换热元件为卧式换热管组或换热板；换热元件的材质为纸质、铝箔、金属或PVC材料；

填料采用纸质填料、金属填料、多孔陶瓷填料或PVC填料；

间接蒸发冷却器布水装置和直接蒸发冷却器布水装置为喷淋支管或喷嘴。

卧式换热管组由若干根水平设置的换热管组成。

间接蒸发冷却器，包括有换热元件，换热元件的上部依次设置有间接蒸发冷却器布水装置、二次排风机及二次排风口，

直接蒸发冷却器，包括有填料，填料的上部和进风侧设置有直接蒸发冷却器布水装置，

换热元件和填料的下部设置有蓄水池，蓄水池内设置有补水阀，蓄水池通过供水管分别与间接蒸发冷却器布水装置和直接蒸发冷却器布水装置连接。

换热元件为卧式换热管组或换热板；换热元件的材质为纸质、铝箔、金属或PVC材料；

填料采用纸质填料、金属填料、多孔陶瓷填料或PVC填料；

间接蒸发冷却器布水装置和直接蒸发冷却器布水装置为喷淋支管或喷嘴。

卧式换热管组由若干根水平设置的换热管组成。

本发明的有益效果在于：

1）本发明的车载空调系统采用蒸发冷却技术，不使用机械制冷，避免CFCs对大气层的污染，既环保又节能。

2）本发明的车载空调系统采用全新风系统，极大的提高了车厢内空气的品质。

3）本发明的车载空调系统的进风口设置在汽车行驶方向的迎风侧，利用汽车行驶造成的风压向机组壳体内自然进风，并加装渐缩管增加空调内部风压，减少风机的负荷与能耗。

4）本发明的车载空调系统将管式间接蒸发冷却器处理的二次空气以及车厢排风先输送至汽车的发动机室，对发动机降温后再排出车外，达到能源的阶梯利用，提高了能源的使用效率。

5）本发明的车载空调系统的二次风出口布置在机组壳体的顶部，相当于对机组壳体加上了遮阳挡雨罩，并且具有保温的效果。

附图说明

图1是本发明的车载空调系统安装于汽车上的结构示意图；

图2是本发明的车载空调系统的结构示意图；

图3是图2中A-A断面的俯视图。

图中，1.进风口，2.空气过滤器，3.换热元件，4.循环水泵用电机及附属设备，5.填料，6.一次空气挡水板，7.二次空气收水器，8.一次空气送风风机，9.间接蒸发冷却器布水器，10.直接蒸发冷却器布水器，11.空调器送风口，12.二次空气流道，13.送风风管，14.车内送风口，15.排风管道，16.排风口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的利用冷量梯级的蒸发冷却车载空调系统，其结构如图1及图2所示，包括有设置于汽车顶部的制冷机组，机组的壳体相对的两侧壁上分别设置有进风口1和空调器送风口11，进风口1设置在车行驶方向的迎风侧，机组壳体内按一次空气进入方向依次设置有进风管、空气过滤器2、间接蒸发冷却器、直接蒸发冷却器、一次空气挡水板6及一次空气送风风机8，间接蒸发冷却器的上方设置有二次空气收水器7，二次空气收水器7通过二次空气流道12与车厢内连通，空调器送风口11与车厢内顶部两侧沿车厢长向设置的送风风管13连接，送风风管13上设置有多个车内送风口14，车厢底部两侧靠近发动机处各设置有一根排风管道15，每根排风管道15上设置有多个排风口16。

进风管为渐缩式进风管；二次空气流道12设置于汽车顶部，二次空气流道12与汽车发动机室连通；送风风管13与排风管道15相对设置，送风风管13上均匀设置有多个车内送风口14；排风管道15上均匀设置有多个排风口16。

间接蒸发冷却器，其结构如图2所示，包括有换热元件3，换热元件3的上部依次设置有间接蒸发冷却器布水装置9、二次排风机及二次送风口，换热元件3的下部设置有蓄水池，蓄水池内设置有第一补水阀，蓄水池通过第一供水管与间接蒸发冷却器布水装置9连接，第一供水管上设置有第一循环水泵。换热元件3为卧式换热管组或换热板；卧式换热管组由若干根水平设置的换热管组成，换热元件3的材质为纸质、铝箔、金属或PVC材料。

直接蒸发冷却器，包括有填料5，填料5的上部和进风侧设置有直接蒸发冷却器布水装置10，填料5的下部设置有集水箱，集水箱中设置有第二补水阀，集水箱通过第二供水管与直接蒸发冷却器布水装置10连接，第二供水管上设置有第二循环水泵。填料5采用纸质填料、金属填料、多孔陶瓷填料或PVC填料。

第一循环水泵与第二循环水泵之间连接有循环水泵电机及附属设备4。

间接蒸发冷却器和直接蒸发冷却器还可以共用一个集水箱，集水箱中设置有补水阀，集水箱分别供水管与间接蒸发冷却器布水装置9、直接蒸发冷却器布水装置10连接。

间接蒸发冷却器布水装置9和直接蒸发冷却器布水装置10为喷淋支管或喷嘴。

本发明的利用冷量梯级的蒸发冷却车载空调系统中，如图2及图3所示，进风口1后方采用渐缩式进风管，增加了进风量和风速，减小了风机的功率，一次空气送风风机8将一次空气送至车厢内顶部设置的送风风管13中，由送风风管13上均匀设置的车内送风口14送风，车厢内的排风由排风管道15经多个排风口16输送至汽车发动机，以便于冷量的梯级利用。二次空气经二次空气流道12输送至汽车发动机，车厢内的排风由排风管道15经排风口16送至汽车发动机，两股气流同时为汽车发动机冷却。其中，二次空气流道12给机组起到保温、绝热、遮阳及挡雨的作用。

蓄水池和集水箱中的水分别经第一循环水泵和第二循环水泵提升至间接蒸发冷却器布水装置9和直接蒸发冷却器布水装置10，分别均匀喷淋至间接蒸发冷却器的换热元件3和直接蒸发冷却器的填料5中，多余的水回到间接蒸发冷却器的蓄水池和直接蒸发冷却器5的集水箱中，如此循环。间接蒸发冷却器和直接蒸发冷却器可以根据需要开启或关闭其中某一个，以达到车厢内乘客对舒适性的需求。

本发明的利用冷量梯级的蒸发冷却车载空调系统内的机组壳体外包覆有一层保温防雨防晒材料，不仅可以解决隔热保温及防水的问题，还能增加设备的使用年限。

本发明的利用冷量梯级的蒸发冷却车载空调系统的工作过程如下：

室外空气通过进风口1进入机组壳体内，先在间接蒸发冷却器中经过等湿冷却，然后进入直接蒸发冷却器，在直接蒸发冷却器中经过绝热加湿后送入车厢内的送风风管13内，通过车厢内送风管道13及车内送风口14送入车厢内，最后通过车厢底部两侧的排风管道15送入汽车的发动机室与二次空气共同冷却发动机。

通常公共汽车中的空调采用传统的压缩机制冷，为防止车厢内出现“跑冷”现象，车厢的窗户经常设置成不可开启式，只是启用车厢内循环的空调模式，但是这就会造成车厢内空气品质差；而采用本发明的利用冷量梯级的蒸发冷却车载空调系统后，空调系统可以设计成直流式，被处理的空气通过送风管道13及多个车内送风口14送至车厢内各点，车厢内保持正压状态，车厢内的空气通过车厢底部的排风管道15排出送至发动机与二次空气共同为发动机降温，解决了车厢内空气品质差的问题，并且可以保证发动机在夏季极端天气能够冷却到可以接受的工作温度环境。

本发明是针对传统车载空调中存在的不足，提出了一种利用冷量梯级的蒸发冷却车载空调系统。本发明的利用冷量梯级的蒸发冷却车载空调由空气过滤器2，间接蒸发冷却器、直接蒸发冷却器以及送排风系统组成。本发明的车载空调系统使用全新风，改善了车厢内的空气品质、节能环保、机组投资及运行费用低；同时将机组壳体的二次排风及车厢排风流经汽车发动机后排出室外，利用排风冷却发动机，实现冷量的梯级利用，不仅大大节省了能量消耗，提高能源利用效率，还可以保证发动机的正常运行。

Claims (10)

1.利用冷量梯级的蒸发冷却车载空调系统，其特征在于，包括设置于汽车顶部的制冷机组，所述机组的壳体相对两侧壁上分别设置有进风口（1）和空调器送风口（11），所述的进风口（1）设置在车行驶方向的迎风侧，机组壳体内按空气进入方向依次设置有进风管、空气过滤器（2）、间接蒸发冷却器、直接蒸发冷却器、一次空气挡水板（6）及一次空气送风风机（8），所述间接蒸发冷却器的上方设置有二次空气收水器（7），所述二次空气收水器（7）通过二次空气流道（12）与车厢内连通，所述空调器送风口（11）与车厢内顶部两侧沿车厢长向设置的送风风管（13）连接，所述送风风管（13）上设置有多个车内送风口（14），与所述车厢顶部两侧送风风管（13）相对的车厢底部两侧靠近发动机处各设置有一根排风管道（15），每根排风管道（15）上设置有多个排风口（16）。

2.按照权利要求1所述的利用冷量梯级的蒸发冷却车载空调系统，其特征在于，所述进风管为渐缩式进风管。

3.按照权利要求1所述的利用冷量梯级的蒸发冷却车载空调系统，其特征在于，所述二次空气流道（12）设置于汽车顶部，二次空气流道（12）与汽车发动机室连通。

4.按照权利要求1所述的利用冷量梯级的蒸发冷却车载空调系统，其特征在于，所述多个车内送风口（14）呈均匀设置；所述多个排风口（16）呈均匀设置。

5.按照权利要求1所述的利用冷量梯级的蒸发冷却车载空调系统，其特征在于，所述间接蒸发冷却器，包括有换热元件（3），所述换热元件（3）的上部依次设置有间接蒸发冷却器布水装置（9）、二次排风机及二次排风口，所述换热元件（3）的下部设置有蓄水池，所述蓄水池内设置有第一补水阀，所述蓄水池通过第一供水管与所述间接蒸发冷却器布水装置（9）连接，所述第一供水管上设置有第一循环水泵；

所述直接蒸发冷却器，包括有填料（5），所述填料（5）的上部和进风侧设置有直接蒸发冷却器布水装置（10），所述填料（5）的下部设置有集水箱，所述集水箱中设置有第二补水阀，所述集水箱通过第二供水管与所述直接蒸发冷却器布水装置（10）连接，所述第二供水管上设置有第二循环水泵；所述第一循环水泵与所述第二循环水泵之间连接有循环水泵电机及附属设备（4）。

6.按照权利要求5所述的利用冷量梯级的蒸发冷却车载空调系统，其特征在于，所述换热元件（3）为卧式换热管组或换热板；所述换热元件（3）的材质为纸质、金属或PVC材料；

所述填料（5）采用纸质填料、金属填料、多孔陶瓷填料或PVC填料；

所述间接蒸发冷却器布水装置（9）和直接蒸发冷却器布水装置（10）为喷淋支管或喷嘴。

7.按照权利要求6所述的利用冷量梯级的蒸发冷却车载空调系统，其特征在于，所述卧式换热管组由若干根水平设置的换热管组成。

8.按照权利要求1所述的利用冷量梯级的蒸发冷却车载空调系统，其特征在于，所述间接蒸发冷却器，包括有换热元件（3），所述换热元件（3）的上部依次设置有间接蒸发冷却器布水装置（9）、二次排风机及二次排风口，

所述直接蒸发冷却器，包括有填料（5），所述填料（5）的上部和进风侧设置有直接蒸发冷却器布水装置（10），

所述换热元件（3）和填料（5）的下部设置有蓄水池，所述蓄水池内设置有补水阀，所述蓄水池通过供水管分别与所述间接蒸发冷却器布水装置（9）和直接蒸发冷却器布水装置（10）连接。

9.按照权利要求8所述的利用冷量梯级的蒸发冷却车载空调系统，其特征在于，所述换热元件（3）为卧式换热管组或换热板；所述换热元件（3）的材质为纸质、金属或PVC材料；

所述填料（5）采用纸质填料、金属填料、多孔陶瓷填料或PVC填料；

所述间接蒸发冷却器布水装置（9）和所述直接蒸发冷却器布水装置（10）为喷淋支管或喷嘴。

10.按照权利要求9所述的利用冷量梯级的蒸发冷却车载空调系统，其特征在于，所述卧式换热管组由若干根水平设置的换热管组成。