CN106427468A - 一种相变储能风道、用于轨道车辆或汽车的车载空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于空调风道技术领域，公开了一种相变储能风道、用于轨道车辆或汽车的车载空调系统，通过在空调系统的风道内设置相变储能单元，通过相变吸热或放热，吸收气体中的多余热量，并将热量释放给温度偏低的气体，回收能量，实现节能；使进入室内或车厢的气体温度保持稳定，提高用户体验；空调系统故障时，相变储能单元仍然能利用已经存储的冷量或热量对进入风道的气体进行降温或升温，可以提供一段时间的稳定送风，提高用户体验。

Description

一种相变储能风道、用于轨道车辆或汽车的车载空调系统
技术领域
本发明涉及空调风道技术领域，特别涉及一种相变储能风道、用于轨道车辆或汽车的车载空调系统。
背景技术
风道时空调系统中的空气流通的通道，冷却或加热后的气体最终通过风道进入室内或车厢内，参与室内或车内的室温调节；当空调系统制冷或制热效果不稳定时，进入风道的空气温度就会偏离设定温度，导致进入车厢或室内的气体温度偏高或偏低，进风温度突变影响用户体验。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：为解决空调制冷或制热效果不稳定时进入室内的气体温度偏高或偏低，影响用户体验的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种相变储能风道，包括：设置在风道内的相变储能单元，所述相变储能单元用于与风道内的气体进行热交换以使流出风道的气体温度保持稳定。
其中，所述相变储能单元设置在所述风道的内壁上。
其中，所述相变储能单元为平板结构，多个所述相变储能单元间隔分布。
其中，所述相变储能单元沿垂直风道长度方向的截面为闭环结构。
其中，所述相变储能单元沿风道的长度方向延伸或间隔分布。
其中，所述相变储能单元包括外层与相变储能材料，所述外层内设空腔，所述相变储能材料位于所述空腔内，所述外层与所述风道的内壁连接。
其中，所述外层整体为薄壁结构。
其中，所述外层由导热材料构成。
其中，所述外层为铝材。
本发明还公布了一种用于轨道车辆或汽车的车载空调系统，具有如上所述的相变储能风道。
(三)有益效果
上述技术方案具有如下优点：本发明一种相变储能风道、用于轨道车辆或汽车的车载空调系统，通过在空调系统的风道内设置相变储能单元，通过相变吸热或放热，吸收气体中的多余热量，并将热量释放给温度偏低的气体，回收能量，实现节能；使进入室内或车厢的气体温度保持稳定，提高用户体验；空调系统故障时，相变储能单元仍然能利用已经存储的冷量或热量对进入风道的气体进行降温或升温，可以提供一段时间的稳定送风，提高用户体验。
附图说明
图1是本发明实施例一所述相变储能风道的截面示意图；
图2是图1的局部放大图。
其中，1、风道；2、相变储能单元；21、相变储能材料；22、外层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“以上”的范围包括本数，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一：
如图1和2所示，本发明公布了一种相变储能风道，包括：设置在风道1内的相变储能单元2，所述相变储能单元2用于与风道1内的气体进行热交换以使流出风道1的气体温度保持稳定。选择合适的相变储能单元2，以使得相变储能单元2的相变温度与空调设定温度想接近，当进入风道1的气流温度偏高时，相变储能单元2吸热液化，使风道1内的气体温度下降，减少气体温度与设定温度的差值，使得进入室内或车厢内的气体温度更加接近设定温度，避免气温突然提升影响用户体验；当进入风道1的气体温度偏低时，相变储能单元2由液态变为固态，相变过程产生的热量用于提升风道1内气体的温度，使进入室内或车内的气体温度更加接近设定温度，避免气温突降影响用户体验。即通过选择具有合适相变温度的相变储能单元2，利用相变过程吸收热量或释放热量的特性，调节风道1内气体的温度，使风道1排出气体的温度波动减小，提高用户体验。空调系统故障时，风道1内的相变储能单元2仍可释放冷量或冷量，使进风温度保持稳定，避免外界气体直接进入车厢，即在故障时仍然可以维持一段时间的稳定送风。同时，相变储能单元2将多余的冷量或热量存储起来，并在需要时进行释放，避免能量浪费，实现节能。
优选的，所述相变储能单元2设置在所述风道1的内壁上。即将相变储能单元2通过粘附等方式固定在风道1内壁上，为避免对气流造成阻碍，优选紧贴风道1内壁延伸；当然，也可以将相变储能单元2做成网状、镂空状等结构，并布满整个风道1的横截面，以增大换热面积，提高换热效率。
优选的，所述相变储能单元2为平板结构，多个所述相变储能单元2间隔分布。即相变储能单元2为一块块沿风道1内壁设置的平板结构，各平板结构间隔设置，已实现多处同时换热，提高换热效率。这种结构安装方便，可灵活控制安装密度、换热范围的长度等，便于操作。
优选的，如图1和2所示，所述相变储能单元2沿垂直风道1长度方向的截面为闭环结构。这样整个风道1的内壁都可以参与换热，换热面积最大化，换热效率高。
进一步的，所述相变储能单元2沿风道1的长度方向延伸或间隔分布。即当相变储能单元2为沿垂直风道1长度方向的截面为闭环结构时，整个风道1内的相变储能单元2可以是一个完整的筒状结构，并沿风道1的长度方向延伸；同时相变储能风道也可以是沿风道1长度方向间隔分布的多个，也可以理解成是将一个完整的相变储能单元2沿风道1长度方向割成多段，每段仍然是一个完整的闭环结构；这样不仅安装方便，而且可以通过改变相变储能单元2数量的方式改变风道1内的换热范围。
具体的，如图2所示，所述相变储能单元2包括外层22与相变储能材料21，所述外层22内设空腔，所述相变储能材料21位于所述空腔内，所述外层22与所述风道1的内壁连接。由于相变储能材料21相变温度较低，很容易由固态变为液态，因此需要在其外侧设置外层22进行包裹，使相变储能材料21液化后仍然停留在外层22内的空腔中，不会发生泄漏，保证安全。为保证换热效率，外层22各处应采用相同厚度且尽可能做得薄一些以方便热量传递。
优选的，所述外层22整体为薄壁结构。即整个相变储能单元2外形为薄壁结构，容纳相变储能材料21的内腔作平面延展状，以使得相变储能单元2各处均具有所述相变储能材料21，保证换热效率。
进一步的，所述外层22由导热材料构成。由于热量主要是在空气与相变储能材料21之间进行传递的，外层22的设置仅仅是为了包住相变储能材料21；因此，为了减小传热阻力，外层22应选用导热材料制成，尤其是导热率较高的材料，比如铝材。这样不仅能实现包住相变储能材料21的目的，又能以最小的传热阻力实现热交换，保证换热效率。
实施例二：
本发明还公布了一种用于轨道车辆或汽车的车载空调系统，具有如实施例一所述的相变储能风道。即该相变储能风道可以用于普通汽车的车载空调，也可以用于高铁、动车等轨道车辆的车载空调，只需要在现有风道1内增设相变储能单元2，即可实现调节进入车厢气流温度的目的，使进入车厢的气体温度稳定、温度波动小；气流温度偏高时，气流温度高于相变温度，相变储能材料21发生相变，由固态吸热后变为液态，风道1内气体放热温度降低，进入车厢的气体温度下降至更加接近设定温度的状态，避免偏热气流直接吹进车厢，影响用户体验；气流温度偏低时，气流温度低于相变温度，相变储能材料21发生相变，由液态放热后变为固态，风道1内气体吸热温度上升，进入车厢的气体温度上升至更加接近设定温度的状态，避免偏冷气流直接吹进车厢，影响用户体验。车辆断电或空调系统故障时，风道1内的相变储能单元2仍可释放冷量或冷量，使进风温度保持稳定，避免外界气体直接进入车厢，即在故障时仍然可以维持一段时间的稳定送风。同时，相变储能单元2将多余的冷量或热量存储起来，并在需要时进行释放，避免能量浪费，实现节能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种相变储能风道，其特征在于，包括：设置在风道内的相变储能单元，所述相变储能单元用于与风道内的气体进行热交换以使流出风道的气体温度保持稳定。
2.如权利要求1所述的相变储能风道，其特征在于，所述相变储能单元设置在所述风道的内壁上。
3.如权利要求2所述的相变储能风道，其特征在于，所述相变储能单元为平板结构，多个所述相变储能单元间隔分布。
4.如权利要求2所述的相变储能风道，其特征在于，所述相变储能单元沿垂直风道长度方向的截面为闭环结构。
5.如权利要求4所述的相变储能风道，其特征在于，所述相变储能单元沿风道的长度方向延伸或间隔分布。
6.如权利要求1-5任一项所述的相变储能风道，其特征在于，所述相变储能单元包括外层与相变储能材料，所述外层内设空腔，所述相变储能材料位于所述空腔内，所述外层与所述风道的内壁连接。
7.如权利要求6所述的相变储能风道，其特征在于，所述外层整体为薄壁结构。
8.如权利要求6所述的相变储能风道，其特征在于，所述外层由导热材料构成。
9.如权利要求8所述的相变储能风道，其特征在于，所述外层为铝材。
10.一种用于轨道车辆或汽车的车载空调系统，其特征在于，具有如权利要求1-9任一项所述的相变储能风道。
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