CN107696826A - 车辆的空调系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车辆的空调系统及车辆。车辆空调系统包括：空调本体，空调本体上设有顶部开口；第一换热器组件，位于空调本体内，第一换热器组件包括第一换热风道；顶盖，设置在顶部开口处；第一进风口，设置在顶盖与空调本体之间，第一进风口通过顶部开口与第一换热风道连通，空调本体上还设有与第一换热风道连通的第一出风口。本发明的技术方案解决了现有技术中的因第一风机难以启动引起的车辆空调故障的问题。

Description

车辆的空调系统及车辆

技术领域

本发明涉及车辆空调的设计与制造领域，具体而言，涉及一种车辆的空调系统及车辆。

背景技术

现有技术中，直流车辆空调一般为两段式布局，包括沿车辆的纵向(从前到后)依次为换热组件(包括蒸发器组件和冷凝器组件)以及电器和压缩机段(主要包括压缩机仓和电器仓)。其中，蒸发器组件主要包括蒸发风机、蒸发器、回风口等，冷凝器组件包括冷凝风机、冷凝器、第一进风口等。

上述设置中，如图1和图2所示，蒸发器组件50’和冷凝器组件30’沿车辆的横向布置，即蒸发器组件50’位于冷凝器组件30’的两侧，导致冷凝风道只能在狭小的空间布置，不利于减小冷凝风道的风阻。同时，由于送风阻力大，制热效果不理想，不利于冷凝器32’化霜。第一进风口40’和第一出风口11’均位于车辆空调本体10’的顶部上，第一进风口40’和第一出风口11’都是敞开的，容易引起气流的短路，同时雨雪都可以由第一进风口40’和第一出风口11’下落。当车辆夜间停止运行时，遇到大雪及冻雨天气，第一进风口40’和第一出风口11’会被雪堆满堵塞，或者冷凝风机31’被冻雨冻住，导致冷凝风机31’无法启动，从而引起车辆空调故障。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种车辆的空调系统及车辆，以解决现有技术中的因第一风机难以启动引起的车辆空调故障的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种车辆的空调系统，包括：空调本体，空调本体上设有顶部开口；第一换热器组件，位于空调本体内，第一换热器组件包括第一换热风道；顶盖，设置在顶部开口处；第一进风口，设置在顶盖与空调本体之间，第一进风口通过顶部开口与第一换热风道连通，空调本体上还设有与第一换热风道连通的第一出风口。

进一步地，顶盖与空调本体的外壁面间隔设置以形成侧进风第一进风口。

进一步地，空调系统还包括连接柱，顶盖通过连接柱与空调本体连接。

进一步地，顶盖为弧形板。

进一步地，顶盖安装至空调本体时，弧形板的中部位置低于弧形板的边缘位置。

进一步地，顶盖的宽度尺寸L1大于顶部开口的宽度尺寸L2。

进一步地，空调本体的前侧壁上设有与第一换热风道连通的前侧进风口。

进一步地，空调本体包括顶板、与顶板相对设置的底板以及与顶板和底板均连接的周向侧板，顶部开口开设在顶板上，第一出风口开设在周向侧板上。

进一步地，第一换热器组件包括两个第一换热风道，第一换热风道内设有第一风机和第一换热器，第一风机相对于第一换热器更靠近第一进风口设置；或者第一换热器相对于第一风机更靠近第一进风口设置。

进一步地，第一换热器相对于第一风机更靠近第一进风口设置时，两个第一换热器之间具有夹角，夹角大于等于90°且小于等于150°。

进一步地，车辆包括车体，空调系统位于车体的顶部，空调系统还包括位于空调本体内的第二换热器组件，第二换热器组件和第一换热器组件在车体的纵向上前后布置。

进一步地，第二换热器组件包括第二换热风道，空调本体上还设有与第二换热风道均连通的回风口和第二出风口，回风口和第二出风口均开设在空调本体的底板上。

进一步地，空调本体内还形成有工作通道，第二换热风道和工作通道在车体的横向上左右设置；通过第一隔板将工作通道分隔为第一通道和第二通道，空调系统还包括压缩机和电器元件，压缩机位于第一通道内，电器元件位于第二通道内。

根据本发明的另一方面，提供了一种车辆，包括车体和与车体连接的空调系统，空调系统为前述的空调系统。

应用本发明的技术方案，顶盖设置在空调本体的顶部开口处，在顶盖与空调本体之间形成有与第一换热风道连通的第一进风口，相对于现有技术的第一进风口直接开设在空调本体的顶板上，本申请中，利用顶盖可以引导雨雪流入其他位置，雨雪等不易从第一进风口进入第一换热风道内，可以避免第一换热器组件的第一风机难以启动的问题，从而确保恶劣环境中，车辆的空调系统的可靠运行。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术的车辆的空调系统的整体布置示意图；

图2示出了图1中A-A剖视图；

图3示出了根据本发明的车辆的空调系统的整体布置示意图；

图4示出了图3中C-C剖视图；

图5示出了车辆的空调系统的立体结构示意图；

图6示出了图3中的实施例一的B-B剖视图；

图7示出了图3的实施例二的剖视图；

图8示出了图3的实施例三的剖视图；以及

图9示出了图3的实施例四的剖视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、空调本体；10a、顶板；10b、底板；11、第一出风口；12、前侧进风口；13、回风口；14、第二出风口；20、顶盖；21、连接柱；30、第一换热器组件；31、第一风机；32、第一换热器；33、第二隔板；40、第一进风口；50、第二换热器组件；51、第二风机；52、第二换热器；53、第二换热风道；60、工作通道；61、第一通道；62、第二通道。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

在本发明及本发明的实施例中，如图3中所示，Y方向为车体纵向，X方向为车体横向。

实施例一：

如图3至图9所示，本发明提供了一种车辆的空调系统，包括空调本体10、第一换热器组件30、顶盖20和第一进风口40。空调本体10上设有顶部开口；第一换热器组件30位于空调本体10内，第一换热器组件30包括第一换热风道；顶盖20设置在顶部开口处；第一进风口40，设置在顶盖20与空调本体10之间，第一进风口40通过顶部开口与第一换热风道连通，空调本体10上还设有与第一换热风道连通的第一出风口11。

通过上述设置，顶盖20设置在空调本体10的顶部开口处，在顶盖20与空调本体10之间形成有与第一换热风道连通的第一进风口40，相对于现有技术的第一进风口40直接开设在空调本体10的顶板上，本申请中，利用顶盖20可以引导雨雪流入其他位置，雨雪等不易从第一进风口40进入第一换热风道内，可以避免第一换热器组件30的第一风机难以启动的问题，从而确保恶劣环境中，车辆的空调系统的可靠运行。

具体地，在本发明中，第一换热器组件30为冷凝器组件，第一换热器32为冷凝器，第一换热风道为冷凝风道；第二换热器组件50为蒸发器组件，第二换热器52为蒸发器，第二换热风道53为蒸发风道。当然，在未给出的实施方式中，还可以根据空调系统的实际工作状态，将第一换热器32当作蒸发器使用，相应地，第一换热风道为蒸发风道。

如图5和图6所示，本发明的实施例中，顶盖20与空调本体10的外壁面间隔设置以形成侧进风的第一进风口40。

通过上述设置，确保有足够的进风面积的同时，利用顶盖20可以避免雨雪等流入顶部开口内，树叶等杂物不易从顶部开口进入，保证空调系统的可靠运行。

具体地，顶盖20与空调本体10的外壁面半封闭式设置，相对于现有技术中的进风口和和出风口均开设在空调本体的顶壁上，雨雪等直接落入空调本体内，导致风机难以正常启动而言，本申请将第一进风口40设为侧进风的进风口，既保证了车辆的空调系统在恶劣天气下能正常工作，又可以防止第一换热器组件30被冻雨、暴雪或杂物覆盖，从而确保车辆空调系统正常运转。

当然，在本发明未示出的替代实施例中，也可以将顶盖20相对于空调本体10倾斜设置，即顶盖20与空调本体10的外壁面成夹角设置，只要保证顶盖20与空调本体10的外壁面之间能够形成第一进风口40即可。

如图5所示，本发明的实施例中，空调系统还包括连接柱21，顶盖20通过连接柱21与空调本体10连接。

具体地，在本发明的实施例中，空调系统包括四个连接柱21，四个连接柱21支撑顶盖20的四个角，从而形成四个第一进风口40，增大了第一进风口40的进风面积；进一步地，四个连接柱21均匀设置在顶盖20的四个角，确保了顶盖20的稳定性。

如图5所示，本发明的实施例中，顶盖20为弧形板。

通过上述设置，弧形板扩大了第一进风口40的进风面积，对气流有良好的引导作用，同时弧形板的设置减小了进风阻力，保证了气流能够顺畅流入。

如图5所示，本发明的实施例中，当顶盖20安装至空调本体10时，弧形板的中部位置低于弧形板的边缘位置。

具体地，在本发明的实施例中，弧形板的边缘位置相对于中部位置微微上翘，形状类似屋檐结构。边缘位置上翘扩大了第一进风口40的进风面积，保证了充足的进风量；同时，弧形边缘有利于引导气流进入第一进风口40，并且减小了气流与第一进风口40之间的阻力。当然，在本发明为示出的替代实施例中，也可以将顶盖20设置为弧形板的中部位置高于弧形板的边缘位置，即将图5中所示的顶盖20翻转180度扣设在顶部开口处。

如图6和图7所示，本发明的实施例中，顶盖20的宽度尺寸L1大于顶部开口的宽度尺寸L2。

通过上述设置，顶盖20对顶部开口有良好的遮挡作用，使雨雪、灰尘、树叶等杂物不易进入第一进风口40，保证了第一风机31在恶劣的天气下也能正常工作，防止第一风机31因冻雨、暴雪等堵塞或冻住无法运转，提高车辆空调系统的可靠性。

如图5所示，本发明的实施例中，空调本体10的前侧壁上设有与第一换热风道连通的前侧进风口12。

具体地，在本发明的实施例中，前侧壁指的是，当车辆处于行驶状态时，处于迎风侧的侧板。

通过上述设置，可以有效利用车辆车行驶过程中的迎面风速，保证第一风机31有足够的进风面积，增加了前侧进风口12的进风量，同时增加了第一风机31克服静压的能力。

如图5和图6所示，本发明的实施例中，空调本体10包括顶板10a、与顶板10a相对设置的底板10b以及与顶板10a和底板10b均连接的周向侧板，顶部开口开设在顶板10a上，第一出风口11开设在周向侧板上。

具体地，在本发明的实施例中，如图5所示，周向侧板包括依次首尾连接的第一侧板、第二侧板、第三侧板和第四侧板，第一侧板和第三侧板相对设置，第二侧板和第四侧板相对设置，第一侧板和第三侧板上均开设有第一出风口11，前侧进风口12开设在第二侧板上。

通过上述设置，保证了充足的进风面积，提高了风机的工作效率。同时，第一进风口40与第一出风口11及前侧进风口12分开设置，保证进出风气流互不干扰，可有效防止气流的短路，保证车辆空调系统始终在最佳工况下运行。

如图6至图9所示，第一换热器组件30包括两个第一换热风道，第一换热风道内设有第一风机31和第一换热器32，第一风机31相对于第一换热器32更靠近第一进风口40设置；或者第一换热器32相对于第一风机31更靠近第一进风口40设置。

具体地，如图6所示的第一换热器组件30的第一设置方式，第一换热器32是完全密闭的，由第一进风口40进入的外界气流不会吹到第一换热器32上，在车辆的行驶过程中，由于第一出风口11垂直于车辆的行驶方向，所以外界气流也不会由第一出风口11吹到第一换热器32上；且相对于现有技术，第一换热器32的上方由顶板10a覆盖，气流及雨雪也不会由车辆的顶部落到第一换热器32上。这样能够保证车辆空调在化霜的时候更快速。

同时第一设置方式中，第一风机31的出风段的下部紧贴空调本体10的底板10b，第一换热器32靠近第一风机31的一侧高，靠近第一出风口11的一侧低，成“八”字形布置，使得第一风机31的出风段与第一换热器32的第一出风口11在同一个水平面上，没有高度差，更有利于气流顺畅流出。

由于气流具有“贴壁效应”，第一风机31的出风段的截面积在靠近第一出风口11的方向上逐渐增大，因此具有扩压作用，从而保证了经第一风机31的出风段出去的气流能够最大限度地覆盖第一换热器32，保证第一换热器32风速分布的均匀性，更加有利于系统的换热，提高车辆空调系统的能效比。

优选地，本发明的实施例中，第一风机31为离心风机，能够提供很大的静压，保证第一换热器32在阻力增加(如车辆长期运行使第一风机31表面积灰或者表面被雨雪、树叶等覆盖)的情况下有足够的换热风量。

优选地，第一风机31与第一换热器32之间有第二隔板33隔开，保证气流只能从冷凝段顶部的第一进风口40和冷凝段的前侧进风口12进入第一风机31。

如图3所示，本发明的实施例中，车辆包括车体，空调系统还包括位于空调本体10内的第二换热器组件50，第二换热器组件50和第一换热器组件30在车体的纵向上前后设置。

通过上述设置，保证了第二换热器组件50和第一换热器组件30有充足的布置空间。同时，空调系统位于车体的顶部，这样方便安装及维修。

如图3所示，本发明的实施例中，第二换热器组件50包括第二换热风道53，第二换热风道53与第一换热风道隔开设置。

通过上述设置，保证了第二换热风道53与第一换热风道有充足的布置空间，实现了第一换热风道更合理的布置；使第一换热器组件30相对密封，有利于第一换热器32的快速化霜。

这里的隔开设置指的是第二换热风道53和第一换热风道是相互独立的，互不连通，这样，在两个风道内的换热工作互不干扰；且第二换热风道53和第一换热风道在车辆的纵向上前后布置，相对于现有技术中的横向布置，布置空间大，送风通道宽，送风阻力小，制冷和制热效果好。且相对于现有技术，该第二换热风道53和第一换热风道的布置方式更灵活和方便。

如图3所示，本发明的实施例中，第二换热器组件50包括第二风机51和第二换热风道53，如图4所示，空调本体10上还设有与第二换热风道53连通的回风口13和第二出风口14，回风口13和第二出风口14均开设在空调本体10的底板10b上。从回风口13进入的气体经第二换热器52换热后，在第二风机51的作用下，经第二出风口14排出。

如图4所示，本发明的实施例中，空调本体10内还形成有工作通道60，第二换热风道53和工作通道60在车体的横向上左右设置。

具体地，在本实施例中，第二换热风道53设置在工作通道60的两侧，工作通道60的横截面为倒梯形，保证了第二换热风道53和工作通道60均有充足的布置空间。当然，在本发明为示出的替代实施例中，工作通道60的横截面也可为其他形状，如矩形，只要能够保证第二换热风道53与工作通道60的合理布局即可。

如图3所示，本发明的实施例中，通过第一隔板将工作通道60分隔为第一通道61和第二通道62，空调系统还包括压缩机和电器元件，压缩机位于第一通道61内，电器元件位于第二通道62内。

通过上述设置，将第二换热器52设置在压缩机和电器元件的两侧，保证了管路和电器布局最优化；压缩机和电器元件的相对位置可以互换布置，设置方式灵活。

本发明还提供了一种车辆，包括车体和与车体连接的空调系统，空调系统为前述的空调系统。

具体地，在本发明的实施例中，车辆为大巴车，空调系统设置在大巴车的顶部。当然，在本发明未给出的替代实施例中，车辆也可以是轨道交通中的车辆，如火车。进一步地，车体包括上盖和与上盖连接的车厢，上盖形成上述的空调本体10。

实施例二

如图7所示，为第一换热器组件30的替代设置方式，在第一设置方式的基础上调整第一换热器32与第一风机31的安装位置。

与实施例一不同的地方在于，如图7所示，可将第一换热器32设置为靠近第一风机31的一侧低，靠近第一出风口11的一侧高，成倒“八”字形布置，第一风机31的出风段的上方紧贴空调本体10的顶板10a，使得第一风机31的出风段与第一换热器32的第一出风口11在同一个水平面上，没有高度差，更利于气流顺畅流出。

由于气流具有“贴壁效应”，第一风机31的出风段的截面积在靠近第一出风口11的方向上逐渐增大，因此具有扩压作用，从而保证了经第一风机31的出风段出去的气流能够最大限度地覆盖第一换热器32，保证第一换热器32风速分布的均匀性，更加有利于系统的换热，提高车辆空调系统的能效比。

在实施例一和实施例二所述的第一换热器组件30的设置方式中，第一换热器32相对于第一风机31更靠近第一进风口40设置。

其余结构与本申请的实施例一相同，此处不再赘述。

实施例三

如图8所示，与实施例一不同，调整了第一换热器32和第一风机31的安装位置，将两个第一换热器32设置成“V”形结构，并且第一换热器32相对于第一风机31更靠近第一进风口40，可以保证出风顺畅，风阻较小。具体地，将第一换热器32移动到顶盖20的正下方，将第一风机31移动到第一换热器32的朝向第一出风口11的一侧。在这种设置方式中，从第一进风口40进入的气流先经过第一换热器32，然后再通过第一风机31排出。

其余结构与本申请的实施例一相同，此处不再赘述。

实施例四

如图9所示，在图8所示的第一换热器组件30的设置方式基础上，将两个第一换热器32成倒“V”形布置，第一换热器32设置在顶盖20的正下方，将第一风机31设置在第一换热器32的朝向第一出风口11的一侧。第一风机31相对于第一换热器32更靠近第一进风口40设置，可以保证出风顺畅，风阻较小。在这种设置方式中，气流先经过第一换热器32，然后再通过第一风机31排出。

其余结构与本申请的实施例一相同，此处不再赘述。

如图8和图9所示，在实施例三和实施例四所示的第一换热器组件30的设置方式中，当第一换热器32相对于第一风机31更靠近第一进风口40设置时，两个第一换热器32之间具有夹角，夹角大于等于90°且小于等于150°。

通过上述设置，两个第一换热器32间的夹角设置范围使得第一换热器32不干涉第一风机31的出风，保证了第一风机31充足的出风量。

优选地，夹角为120°。

在本发明中，冷凝段顶部的第一进风口40是由顶板10a的外壁面和设置在顶部开口处的顶盖20之间的间隙形成的，顶盖20由顶部开口处向车辆的左右两侧延伸，其宽度大于顶部开口的宽度，保证起到遮挡雨雪的作用，同时顶盖20的边缘微微上翘，形成类似屋檐的结构，具有引导气流、减小风阻的作用。第一风机31和第一换热器32之间由第二隔板33隔开，保证气流只从第一进风口40和前侧进风口12流入第一风机31。

车辆的空调系统在工作时，第一换热器组件30的气流由第一进风口40和前侧进风口12流入，经过第一风机31的加压做功，吹向第一换热器32，由于第一风机31的出口具有扩压的作用，所以气流从第一风机31吹出后可以均匀的流向第一换热器32，气流经过第一换热器32进行换热，将热量带出，通过顶板10a与第一换热器32所形成的风道，经由第一出风口11排出，完成了一次气流循环。由于康达效应，气流会沿着通过顶板10a所延伸的方向顺畅的流出，保证每一次气流循环都在低风阻的情况下进行。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：车辆空调系统主要包括第一换热器组件、压缩机及电器元件、第二换热器组件、顶盖和空调本体组成。冷凝段顶部第一进风口是由设置在顶部开口处的顶盖所形成环形进风口，保证了第一风机有足够的进风量；顶盖由顶部开口处向车辆两侧延伸，其宽度大于顶部开口的宽度，保证起到遮挡雨雪的作用，防止第一风机因冻雨、暴雪等堵塞或冻住无法运转，提高车辆的可靠性；同时顶盖的边缘微微上翘，形成类似屋檐的结构，具有引导气流、减小风阻的作用。第一风机和第一换热器之间有第二隔板隔开，保证气流只从第一进风口和前侧进风口流入第一风机，从另一侧的第一出风口排出，进出气流互不干扰，可以有效防止气流的短路，保证车辆空调式中在最佳工况下运行。前侧进风口位于车辆的前端，可以有效利用行驶过程中的迎面风速，增加风机克服静压的能力。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种车辆的空调系统，其特征在于，包括：

空调本体(10)，所述空调本体(10)上设有顶部开口；

第一换热器组件(30)，位于所述空调本体(10)内，所述第一换热器组件(30)包括第一换热风道；

顶盖(20)，设置在所述顶部开口处；

第一进风口(40)，设置在所述顶盖(20)与所述空调本体(10)之间，所述第一进风口(40)通过所述顶部开口与所述第一换热风道连通，所述空调本体(10)上还设有与所述第一换热风道连通的第一出风口(11)。

2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述顶盖(20)与所述空调本体(10)的外壁面间隔设置以形成侧进风的所述第一进风口(40)。

3.根据权利要求2所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括连接柱(21)，所述顶盖(20)通过所述连接柱(21)与所述空调本体(10)连接。

4.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述顶盖(20)为弧形板。

5.根据权利要求4所述的空调系统，其特征在于，当所述顶盖(20)安装至所述空调本体(10)时，所述弧形板的中部位置低于所述弧形板的边缘位置。

6.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述顶盖(20)的宽度尺寸L1大于所述顶部开口的宽度尺寸L2。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的空调系统，其特征在于，所述空调本体(10)的前侧壁上设有与所述第一换热风道连通的前侧进风口(12)。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的空调系统，其特征在于，所述空调本体(10)包括顶板(10a)、与所述顶板(10a)相对设置的底板(10b)以及与所述顶板(10a)和所述底板(10b)均连接的周向侧板，所述顶部开口开设在所述顶板(10a)上，所述第一出风口(11)开设在所述周向侧板上。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的空调系统，其特征在于，所述第一换热器组件(30)包括两个所述第一换热风道，所述第一换热风道内设有第一风机(31)和第一换热器(32)，所述第一风机(31)相对于所述第一换热器(32)更靠近所述第一进风口(40)设置；或者所述第一换热器(32)相对于所述第一风机(31)更靠近所述第一进风口(40)设置。

10.根据权利要求9所述的空调系统，其特征在于，当所述第一换热器(32)相对于第一风机(31)更靠近所述第一进风口(40)设置时，两个所述第一换热器(32)之间具有夹角，所述夹角大于等于90°且小于等于150°。

11.根据权利要求1至6中任一项所述的空调系统，其特征在于，车辆包括车体，所述空调系统位于所述车体的顶部，所述空调系统还包括位于所述空调本体(10)内的第二换热器组件(50)，所述第二换热器组件(50)和所述第一换热器组件(30)在所述车体的纵向上前后设置。

12.根据权利要求11所述的空调系统，其特征在于，所述第二换热器组件(50)包括第二换热风道(53)，所述空调本体(10)上还设有与所述第二换热风道(53)均连通的回风口(13)和第二出风口(14)，所述回风口(13)和所述第二出风口(14)均开设在所述空调本体(10)的底板(10b)上。

13.根据权利要求11所述的空调系统，其特征在于，所述第二换热器组件(50)包括第二换热风道(53)，所述空调本体(10)内还形成有工作通道(60)，所述第二换热风道(53)和所述工作通道(60)在所述车体的横向上左右设置；通过第一隔板将所述工作通道(60)分隔为第一通道(61)和第二通道(62)，所述空调系统还包括压缩机和电器元件，所述压缩机位于所述第一通道(61)内，所述电器元件位于所述第二通道(62)内。

14.一种车辆，包括车体和与所述车体连接的空调系统，其特征在于，所述空调系统为权利要求1至13中任一项所述的空调系统。