CN105437918A - 当停放时通风车厢的车辆hvac系统 - Google Patents

Abstract

一种加热、通风以及空调(HVAC)系统包括：鼓风机、新鲜空气阀、旁通导管以及旁通阀。所述鼓风机构造为促使空气从鼓风机的入口流动至鼓风机的出口。所述新鲜空气阀能够操作以提供从外部空气导管以及再循环空气导管抽吸的空气的混合物至所述入口。所述新鲜空气阀能够操作以处于再循环位置，在该再循环位置所述外部空气导管基本堵塞不能连通所述入口。所述旁通导管构造为附接所述出口至所述外部空气导管。所述旁通阀位于旁通导管中并且能够操作以处于关闭位置和打开位置。当所述新鲜空气阀处于再循环位置时，所述旁通阀处于打开位置，操作所述鼓风机使空气被吹出外部空气导管以对所述车厢进行通风。

Description

当停放时通风车厢的车辆HVAC系统

技术领域

本发明公开大致涉及一种加热、通风以及空调(HVAC)系统，该系统构造为当车辆停放时对车辆的车厢进行通风，尤其涉及添加旁通导管和旁通阀，其构造为经由通常用以传递外部空气至车厢的外部空气导管允许空气从车厢被吹出车辆。

背景技术

由于所谓温室效应公知的是，当停放在阳光下时车辆的车厢能够受到大于七十摄氏度(70℃)的温度。当初始进入车厢以及在初始驱动期间这种车厢温度引起车辆乘员显著的不舒适。对于一些车辆，整个车厢的舒适仅可以在驱动三十分钟之后实现。正因为如此，为了很快冷却车厢至舒适温度车辆空调系统典型地定尺寸具有多余容量。但是，以空调系统的最大机械负荷运行时不期望地消耗过度能量，这降低了电池电动车辆(BEV)的驱动范围，或者引起常规车辆内燃机(IC)的额外发动机释放。

在沉浸于降低车厢温度期间已经提出了通风车辆车厢的各种技术。在九十年代末期，国家可再生能源实验室(NREL)论证了在热沉浸条件期间车厢通风对车厢温度的效应。在Rugh等攥写的美国汽车工程师学会(SAEPaper)NREL的论文2007-01-1194中六个通风风扇构成的框架安装在天窗中以提供车厢通风。但是，NREL构造不期望地添加了总体空调系统的成本。

发明内容

此处描述的典型HVAC系统的改进中，该系统允许现有鼓风机沿其正常方向(即向前方向)操作以经由现有的再循环空气导管将空气抽吸出车厢，以及驱逐或者吹出现有的通常用以抽吸外部空气至车厢的外部空气导管的空气。改进包括在旁通导管中添加旁通导管和旁通阀，使得当车辆停放时能够协同地使用前述已经现存的特征来对车厢通风。

根据一个实施例中，提供了加热、通风以及空调(HVAC)系统，该系统构造为当车辆停放时对车辆的车厢进行通风。系统包括：鼓风机、新鲜空气阀、旁通导管以及旁通阀。鼓风机构造为促使空气从鼓风机的入口流动至鼓风机的出口。新鲜空气阀能够操作以提供从外部空气导管以及再循环空气导管抽吸的空气的混合物至入口。新鲜空气阀能够操作至外部空气导管基本堵塞的再循环位置使得基本所有提供至入口的空气都来自再循环空气导管。旁通导管构造为附接出口至外部空气导管。旁通阀位于旁通导管中并且能够操作至关闭位置和打开位置。当新鲜空气阀处于再循环位置时，旁通阀处于打开位置时，操作鼓风机时对车厢通风。在该条件下，来自车厢的空气被吹出外部空气导管。

阅读对本发明的优选实施例的详细说明，进一步特征及优势将更加清楚，对本发明的优选实施例的描述是以非限制性例子给定的并且参考附图。

附图说明

现在将参考附图举例说明描述本发明，其中：

图1是根据一个实施例构造为对车辆的车厢进行通风的HVAC系统的截面图；

图2是根据一个实施例构造为对车辆的车厢进行通风的HVAC系统的截面图；以及

图3是根据一个实施例以可替换方式操作的图2的HVAC系统的截面图。

具体实施方式

图1图示了加热、通风以及空调(HVAC)系统的非限制性例子，该系统此后称为系统10。正如下文将更详细解释地，系统10有利地构造为当车辆停放时通风车辆(现在示出了，例如汽车)的车厢12。正如此处使用的，车厢12基本由车辆内安置操作员和/或乘客的区域限定。当车辆停放时通过对车厢12通风，当关闭的车辆停放在阳光下时能够避免操作员进入或者返回热的车厢时产生的不舒适条件。

系统10包括鼓风机16，其构造为促使空气22从鼓风机16的入口18流动至鼓风机16的出口20。鼓风机16是典型地通过电动机旋转的离心类型风扇。为了促使空气22在与图示方向相反的方向流动，离心类型风扇不适合于以反向或者向后方式操作。正因为如此，在反向方向上操作鼓风机16对车厢通风是不利的。也即，正如下文将更详细描述地，当操作鼓风机16时，意思是，仅在正常或者向前方向时操作鼓风机16。基于该原因，仅通过在反向方向或者与正常方向相反的方向上操作风扇通风车厢的任何HVAC系统与此处描述的系统10无法相比。

系统10包括新鲜空气阀24，其可操作的以提供从外部空气导管26和再循环空气导管28抽吸的空气的混合物至入口18。新鲜空气阀24通常被本领域人员称为“空气入口阀”。此处使用的术语“新鲜空气阀”仅仅是为了避免与用作指示入口18的术语“入口”混淆。应该注意的是，指示的空气22流过外部空气导管26的方向是向外方向。本领域人员将认识到的是，这是与当操作典型HVAC系统时期望的方向相反的反向。当此处描述的系统10以正常方式操作时，即当车辆停放时不以此处描述的特殊通风模式通风车厢12，空气22通过外部空气导管26的正常方向与图示的方向相反。但是，当车辆停放时当以设计成通风车厢的特殊通风模式操作系统10时，空气22将在与正常方向相反的图示方向上流过外部空气导管26。也即，当以正常模式操作时系统10有利地使用外部空气导管将外部空气抽吸至车厢，当以特殊通风模式操作时将空气驱逐或者吹出车厢。

新鲜空气阀24可操作地处于再循环位置30，在再循环位置30，外部空气导管26基本堵塞而不能连通入口18，使得提供至入口18的基本所有空气都来自再循环空气导管28。正如此处使用的，“基本所有”意思是新鲜空气阀周围估计有一些渗漏，而且不排除存在通过新鲜空气阀的排出孔。

系统10有利地包括：旁通导管32，其构造为附接出口20至外部空气导管26，以及旁通阀34，其位于旁通导管32中。旁通阀34可操作的处于基本堵塞气流通过旁通导管32的关闭位置或者关闭状态。旁通阀34还可操作的处于如图1所示的允许空气22流过旁通导管32的打开位置。使用上文介绍的特殊通风模式，由此通风车厢12，当a)新鲜空气阀24处于再循环位置30时，b)旁通阀34处于如图1所示的打开位置时，以及c)以正常方式操作鼓风机16因此促使空气22从入口18至出口20，由此来自车厢12的空气被吹出外部空气导管26，正如由指示空气22的箭头的方位所示。应该强调的是，在以特殊通风模式操作期间，从车厢12抽吸至再循环空气导管28的空气22被驱逐或者吹出外部空气导管26，这是与在正常操作系统10期间用于外部空气导管或者新鲜空气导管的方向相反的气流方向。

当以此处描述的特殊通风模式操作系统10时，车厢12需要从车辆的外部补充空气。对于一些车辆来说，门和窗周围自然发生泄漏可以提供足够气流以便不禁止车厢的通风。但是，一些车辆没有足够途径补充车厢12，所以系统10还可以包括均衡排气孔36，其构造为当通过以此处描述的特殊通风模式操作的系统10通风车厢12时，允许新鲜空气补充车厢12。举例说明并且是非限制性的，均衡排气孔可以是被动的、单向类型的，仅允许气流进入车厢12。这种被动排气孔将优选位于车辆上，当驱动该车辆时其不会经历由于空气22流过均衡排气孔36而引起的压力差。可替换地，相比于旁通阀34，均衡排气孔可以是主动阀，例如，驱动车辆时，在系统10的特殊通风模式期间旁通阀34是打开的，而在系统10的正常操作期间旁通阀34是关闭的。

在系统10的一个实施例中，旁通导管32限定早期旁通端口38。正如此处使用的，修饰语“早期”是用来区分在系统10中端口的位置相对于其他位置，诸如图2示出的位置。图2示出了晚期旁通端口40，区分于图1示出的早期旁通端口38。作为参考，系统10包括：温度控制阀42，其位于出口的下游，以及早期旁通端口38，其定位为从系统10的区域接收空气，其特征在于其位于出口20和温度控制阀42之间。相比于图2的构造，图1示出的构造的优势是，旁通导管32的长度基本是最小的，系统10采用如此小体积的车厢12。正如本领域人员公认的，系统10还可以包括用于冷却空气22的蒸发器44以及用于加热空气22的加热器心46。

图2图示了系统10的可替换实施例的非限制性例子。在该实施例中，旁通导管在温度控制阀的下游位置限定晚期旁通端口40。尽管该构造要求较长旁通导管，从而比图1示出的构造占据车厢12的更多体积，但是该构造是有利的，当以特殊通风模式操作时其有助于通风更多系统10。也即，将对收纳鼓风机18和温度控制阀42的更多HVAC模块进行通风，从而避免当车辆停放时不期望的加热。

继续参考图1和图2，系统10可以包括一个或多个车厢阀50。举例说明并且是非限制性的，车厢阀50可以包括：除霜阀52，其调整气流至挡风玻璃；排气孔阀54，其调整气流至出口仪表盘；以及加热阀56，其调整气流至车厢12的地板面积。这样，每个车厢阀通过与车厢阀50对应的车厢排气孔(例如除霜排气孔、仪表盘排气孔、地板排气孔)可操作的调整气流至车厢。如图1和图2所示，当通风车厢时，即以特殊通风模式操作系统10时，所有车厢阀50可操作的处于图示的关闭状态。关闭所有车厢阀是有利的，因为经由再循环导管28从车厢抽吸的空气22将不通过车厢阀50返回至车厢，从而通过外部空气导管26提供最大量的空气驱逐。

图3示出了以可替换方式操作系统10的非限制性例子，在系统10中当通风车厢时一个或多个车厢阀50可操作的离开关闭状态。正如此处使用的，短语“离开关闭状态”意思是各种车厢阀能够按照期望局部打开或者完全打开。操作一个或多个车厢阀50离开关闭状态的优势是通向各种排气孔的导管还保持冷却。此外，用于图示的控制阀50的状态，空气22流过除霜阀52将有助于在车厢中混合空气以避免在靠近车厢12的车顶空气淤塞以促进在停放期间更统一通风车厢温度。

可以想到的是，当车辆停放并且发动机不运行时，如果正如此处描述的对车厢12进行通风，系统10可以包括太阳能面板(未示出)以保持车辆的电池(未示出)被充电。还可以想到的是，系统10可以包括车厢温度传感器，车厢温度传感器通过控制器(未示出)监控以确定何时应该使用特殊通风模式。还可以想到的是，系统10可以包括定时器，当知道相当长时间操作员将不返回时，操作员能够设定定时器以指示何时操作员将返回至车辆，使得控制器能够避免不必要地接合特殊通风模式。还可以想到的是，系统10可以包括RF收发器(诸如便携式电话或者收发器)或者与RF收发器通信,当操作员即将返回时操作员能够与控制器通信以开始对车厢通风。

因此，提供了一种加热、通风以及空调(HVAC)系统(系统10)，其构造为当车辆停放时对车辆的车厢进行通风。添加旁通导管32和旁通阀34为系统10提供了接合此处描述的特殊通风模式的方式,以经由再循环空气导管28通过从车厢抽吸空气对车厢通风并且经由外部空气导管驱逐该空气。如果对车厢通风，系统能够为车辆的操作员更快实现舒适温度，相比于不能够接合此处描述的特殊通风模式的HVAC系统，可以降低系统10的最大冷却容量。

尽管在其优选实施例方面已经描述了本发明，这些优选实施例并不旨在如此限制，而是仅在以下权利要求设定的程度上限制本发明。

Claims (6)

1.一种加热、通风以及空调(HVAC)系统，构造为当车辆停放时对车辆的车厢进行通风，所述系统包括：

鼓风机，其构造为促使空气从所述鼓风机的入口流动至所述鼓风机的出口；

新鲜空气阀，其能够操作以从外部空气导管以及再循环空气导管提供抽吸的空气混合物至所述入口，其中，所述新鲜空气阀能够操作处于所述外部空气导管基本堵塞的再循环位置，使得提供至所述入口的基本所有空气都来自所述再循环空气导管；

旁通导管，其构造为附接所述出口至所述外部空气导管；以及

旁通阀，其位于旁通导管中并且能够操作至关闭位置和打开位置，其中，当所述新鲜空气阀处于再循环位置时，所述旁通阀处于打开位置时以及操作所述鼓风机时对所述车厢进行通风，由此空气从所述车厢被吹出所述外部空气导管。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统包括均衡排气孔，其构造为当对所述车厢进行通风时允许新鲜空气补充所述车厢。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述旁通导管限定早期旁通端口，所述系统包括位于所述出口的下游的温度控制阀，所述早期旁通端口定位成接收所述出口和所述温度控制阀之间的空气。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述旁通导管限定晚期旁通端口，所述系统包括位于所述出口的下游的温度控制阀，所述晚期旁通端口定位成接收来自所述温度控制阀的下游的空气。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统包括一个或多个车厢阀，每个所述车厢阀能够操作以通过与所述车厢阀对应的车厢排气孔调整气流至所述车厢，当对所述车厢进行通风时所有所述车厢阀都能够操作以处于关闭状态。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统包括一个或多个车厢阀，每个所述车厢阀能够操作以通过与所述车厢阀对应的车厢排气孔调整气流至所述车厢，当对所述车厢进行通风时一个或多个所述车厢阀操作离开关闭状态。