CN108487983B - 一种组合式节能散热系统及货车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种组合式节能散热系统及货车，涉及散热节能技术领域。该系统包括散热器、迎风导罩、喷嘴、温度传感器、温控节能风扇、控制器。迎风导罩设置于散热器的迎风面的下方；喷嘴设置于散热器的一侧，且用于向散热器喷射雾化冷却介质；温度传感器设置于散热器附近，用于检测散热器内的水和/或油温，获得实时温度参数；控制器被配置为当温度传感器的温度参数超过第一预设值时，控制喷嘴向散热器喷射雾化冷却介质，且当温度传感器的温度参数达到第二预设值时，控制温控节能风扇打开，且温控节能风扇的转速随温度参数升高而升高，随温度参数降低而降低。该系统的节能散热效果好，可在保证散热效果情况下，节省功率以应用于车辆的主要工作。

Description

一种组合式节能散热系统及货车

技术领域

本发明涉及散热节能技术领域，具体而言，涉及一种组合式节能散热系统及货车。

背景技术

车辆发动机散热系统，大都是通过一个功率强大的风扇向散热器扇风散热，从而达到冷却的目的。由于受季节、地域、气温、湿度、大气压力变化及使用工况的影响，发动机的散热量是变化的。大多车辆散热器的冷却风扇由发动机传动，与发动机转速等比例转动，经常在不需要散热时候保持风扇转动，白白消耗了一些能量，这种风扇消耗了发动机8～12％的功率。因此，如何保证系统的散热效果的前提下，减少风扇消耗的发动机功率，达到节能，增扭的效果，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种组合式节能散热系统，该系统的节能散热效果好，且可在保证系统的散热效果情况下，节省下的功率能够应用于车辆的主要工作上。

本发明的另一目的在于提供一种货车，包括上述的组合式节能散热系统，因此，该货车的节能散热效果好。

本发明是这样实现的：

一种组合式节能散热系统，包括：

散热器；

迎风导罩，迎风导罩设置于散热器的迎风面的下方，且用于将风流导向散热器；

至少一个喷嘴，至少一个喷嘴设置于散热器的一侧，且用于向散热器喷射雾化冷却介质；

温度传感器，温度传感器设置于散热器附近，且用于检测散热器内的水和/或油温，从而获得实时温度参数；

温控节能风扇，温控节能风扇设置于散热器的迎风面前方或后方；

控制器，控制器与温度传感器、喷嘴以及温控节能风扇均电连接，控制器被配置为当温度传感器的温度参数超过第一预设值时，控制喷嘴向散热器喷射雾化冷却介质，且控制器被配置为当温度传感器的温度参数达到第二预设值时，控制温控节能风扇打开，且温控节能风扇的转速随温度参数升高而升高，随温度参数降低而降低。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，温控节能风扇选自液压风扇、电子风扇、硅油风扇以及发动机热管理系统风扇中的任一种。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，温控节能风扇为吸风式风扇，喷嘴与温控节能风扇分别位于散热器的两侧，喷嘴与迎风导罩同侧设置，且喷嘴用于将冷却介质喷射于散热器的一侧。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，温控节能风扇为吹风式风扇，喷嘴位于温控节能风扇和散热器之间，且与迎风导罩同侧设置，喷嘴用于将冷却介质喷射于温控节能风扇与散热器之间。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，喷嘴为细水雾喷嘴，且喷嘴的数量为1个、2个或多个。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，组合式节能散热系统还包括介质箱，介质箱用于存放冷却介质，介质箱与喷嘴采用管道连通。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，组合式节能散热系统还包括设置于介质箱与喷嘴之间的雾化泵送设备，雾化泵送设备的吸入端与介质箱通过管路连通，雾化泵送设备喷出端与喷嘴连通。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，组合式节能散热系统还包括设置于雾化泵送设备与介质箱之间的过滤器。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，组合式节能散热系统还包括用于检测环境气温的气温传感器以及用于检测介质箱液位的液位传感器，气温传感器与液位传感器均与控制器电连接，且控制器被配置为当气温传感器的检测值低于第三预设值和/或液位传感器的检测值低于第四预设值时，控制关闭雾化泵送设备。

一种货车，包括上述的组合式节能散热系统。

上述方案的有益效果：

本发明提供了一种组合式节能散热系统，主要包括散热器、迎风导罩、至少一个喷嘴、温度传感器、温控节能风扇以及控制器。其中，迎风导罩设置于散热器的迎风面的下方，且用于将风流导向散热器；至少一个喷嘴设置于散热器的一侧，且用于向散热器喷射雾化冷却介质；温度传感器设置于散热器，且用于检测散热器内的水和/或油温，从而获得实时温度参数；控制器与温度传感器、喷嘴以及温控节能风扇均电连接，控制器被配置为当温度传感器的温度参数超过第一预设值时，控制喷嘴向散热器喷射雾化冷却介质，且控制器被配置为当温度传感器的温度参数达到第二预设值时，控制温控节能风扇打开，且温控节能风扇的转速随温度参数升高而升高，随温度参数降低而降低。

本发明提供的组合式节能散热系统，首先利用迎风导罩导风冷却散热器；当水温上升到喷雾化水预设值时，通过雾化泵送设备将介质箱内的冷却介质泵出，并经管路输送至喷嘴，最终由喷嘴喷向散热器，配合迎风导罩导风冷却散热器；最后如水温还在上升达到温控节能风扇开启预设温度，温控节能风扇根据温度高低开启不同转速，配合抽送含有冷却介质的空气对散热器进行散热。在没有喷射雾化冷却介质和迎风导罩导风情况下，仅靠温控节能风扇总成与散热器组成的散热系统就能满足整车的散热要求。

本发明提供的组合式节能散热系统，正常情况下，在货车散热系统温度升高时，利用迎风导罩导风和喷出的冷却介质相结合的手段就可以使发动机达到热平衡效果，满足大多数工况正常工作要求；在特殊工况下如慢速大负荷爬坡，散热器温度持续上升，温控节能风扇才参与散热工作，这时风扇才消耗少量的发动机功率；与原由发动机曲轴传动，与发动机转速等比例转动的那种风扇相比，原消耗了发动机8～12％的功率大多被节省下来了，油耗自然下降，整车动力性上升。

同时，在采用温控节能风扇总成(液压风扇、电子风扇、硅油风扇、采用发动机热管理系统的风扇)基础上，配合采用冷却效果更好的其他雾化冷却介质与空气混合物代替空气冷却散热器方式，使得冷却介质带走热量更多，冷却效果更好，同时使热器水温更低，温控节能风扇转动比采用空气冷却散热器时更少了，从而更节能。同时，采用迎风导罩导风散热可以在节能的同时增加很小的空气阻力，导入风流，配合用喷嘴喷出的冷却介质与空气混合物代替空气冷却散热器这个措施。部分替代风扇功能加快散热速度，这使温控节能风扇总成转动更少，消耗的能量进一步降低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的实施例提供的组合式节能散热系统的结构框图；

图2为本发明的实施例提供的吸风式风扇的布置结构示意图；

图3为本发明的实施例提供的吹风式风扇的布置结构示意图；

图4为本发明的实施例提供的组合式节能散热系统的控制方法的流程图。

图标：100-组合式节能散热系统；101-迎风导罩；103-散热器；105-喷嘴；107-温度传感器；109-温控节能风扇；111-介质箱；113-雾化泵送设备；115-过滤器；117-气温传感器；119-液位传感器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

图1为本实施例提供的组合式节能散热系统100的结构框图。请参阅图1，本实施例提供了一种组合式节能散热系统100，包括：散热器103、迎风导罩101、至少一个喷嘴105、温度传感器107、温控节能风扇109以及控制器。

具体地，请再次参阅图1，在本实施例中，当系统含有中冷器、冷凝器时，中冷器、冷凝器均允许视为散热器103。

具体地，请再次参阅图1，在本实施例中，迎风导罩101设置于散热器103的迎风面的下方，且用于将风流导向散热器103。采用迎风导罩101导风散热可以在节能的同时增加很小的空气阻力，导入风流，配合用喷嘴105喷出的冷却介质与空气混合物代替空气冷却散热器103这个措施。部分替代风扇功能加快散热速度，这使温控节能风扇109总成转动更少，消耗的能量得到有效地降低。

具体地，请再次参阅图1，在本实施例中，至少一个喷嘴105设置于散热器103的一侧，且用于向散热器103喷射雾化冷却介质。喷嘴105布置于散热器103的一侧，用于向散热器103喷射冷却介质，喷嘴105可直接将冷却介质喷射到散热器103上，也可喷射到散热器103的一侧，通过迎风导罩101导出的气流或风扇的吸风吹风作用，将冷却介质吸到或吹到散热器103上，以达到冷却散热器103的作用。喷嘴105至少为一个，也可为多个，在喷嘴105为多个时，可根据实际需要，将多个喷嘴105分开布置，以增加冷却介质喷出的均匀性。

具体地，请再次参阅图1，在本实施例中，温度传感器107设置于散热器103，且用于检测散热器103内的水和/或油温，从而获得实时温度参数。温控节能风扇109设置于散热器103的迎风面前方或后方。控制器与温度传感器107、喷嘴105以及温控节能风扇109均电连接，控制器被配置为当温度传感器107的温度参数超过第一预设值时，控制喷嘴105向散热器103喷射雾化冷却介质，且控制器被配置为当温度传感器107的温度参数达到第二预设值时，控制温控节能风扇109打开，且温控节能风扇109的转速随温度参数升高而升高，随温度参数降低而降低。温控节能风扇109对散热器103进行风冷，该温控节能风扇109不能是发动机曲轴传动与发动机转速等比例转动的风扇，温控节能风扇109与散热器103的位置关系可为现有技术相同。在采用温控节能风扇109总成(液压风扇、电子风扇、硅油风扇、采用发动机热管理系统的风扇)基础上，配合采用冷却效果更好的其他雾化冷却介质与空气混合物代替空气冷却散热器103方式，使得冷却介质带走热量更多，冷却效果更好，同时使热器水温更低，温控节能风扇109转动比采用空气冷却散热器103时更少了，从而更节能。

本发明提供的组合式节能散热系统100，根据散热器103水温的高低，工作分三个阶段，第一阶段是水温较低时，仅通过导风罩导风冷却散热器103，散热系统可以达到热平衡。

第二阶段是水温如持续上升到喷雾化介质设定温度，通过喷嘴105将冷却介质喷向散热器103，配合导风罩导风冷却散热器103，散热系统最终达到热平衡。

第三阶段是如果水温如还持续上升到温控节能风扇109启动设定温度或达到风扇自带的温度传感器107设定温度，由温控节能风扇109加上导风罩导风抽送含有冷却介质的空气对散热器103进行散热，最后散热系统达到热平衡。

同时，需要说明的是，在本实施例中，系统中存在中冷器的情况下，由温控节能风扇109或导风罩导风抽送含有冷却介质的空气对中冷器进行散热，可以有效降低发动机进气温度，有利于提高发动机功率。

图2为本实施例提供的吸风式风扇的布置结构示意图。请参阅图1与图2，在本实施例中，温控节能风扇109为吸风式风扇，喷嘴105与温控节能风扇109分别位于散热器103的两侧，喷嘴105与迎风导罩101同侧设置，且喷嘴105用于将冷却介质喷射于散热器103的一侧，以对散热器103进行冷却。

图3为本实施例提供的吹风式风扇的布置结构示意图。请参阅图1与图3，在本实施例中，温控节能风扇109为吹风式风扇，喷嘴105位于温控节能风扇109和散热器103之间，且与迎风导罩101同侧设置，喷嘴105用于将冷却介质喷射于温控节能风扇109与散热器103之间，以对散热器103进行冷却。具体采用的风扇类型可以根据需求进行选择，本发明的实施例不做限定。

请再次参阅图1，在本实施例中，组合式节能散热系统100还包括介质箱111，介质箱111用于存放冷却介质，介质箱111与喷嘴105采用管道连通。冷却介质优选为水。水的比热、比重大于空气，而且价格便宜易得到，很适合作为散热器103的冷却介质。冷却介质还可为其它介质。

同时，组合式节能散热系统100还包括设置于介质箱111与喷嘴105之间的雾化泵送设备113，雾化泵送设备113的吸入端与介质箱111通过管路连通，雾化泵送设备113喷出端与喷嘴105连通。第二阶段中，水温如持续上升到喷雾化介质设定温度，可通过雾化泵送设备113将介质箱111内的冷却介质泵出，并经管路输送至喷嘴105，最终由喷嘴105喷向散热器103，配合导风罩导风冷却散热器103，散热系统最终达到热平衡。

同时，需要说明的是，在本实施例中，组合式节能散热系统100中所设置的雾化泵送设备113还可以利用喷淋设备或其他喷水设备以及滴漏设备进行替代，此类改进也均在本发明的保护范围内，但是，还需要说明的是，本发明的实施例所采用的雾化降温的效果是远高于采用喷淋或者滴漏的所能达到的降温效果的。

并且，组合式节能散热系统100还包括设置于雾化泵送设备113与介质箱111之间的过滤器115。过滤器115可有效地将冷却介质中的杂质过滤掉，避免杂质进入喷嘴105中，堵塞喷嘴105而影响设备散热。

作为优选的方案，在本实施例中，喷嘴105为细水雾喷嘴105，细水雾喷嘴105喷处的细水雾为水微粒，因此同体积的水，会显著扩大与散热器103的散热接触面积，提高散热能力。

进一步优选的，在本实施例中，组合式节能散热系统100还包括设置于雾化泵送设备113的用于检测环境气温的气温传感器117以及用于检测液位的液位传感器119，气温传感器117与液位传感器119均与控制器电连接，且控制器被配置为当气温传感器117的检测值低于第三预设值和/或液位传感器119的检测值低于第四预设值时，控制关闭雾化泵送设备113。

图4为本实施例提供的组合式节能散热系统100的控制方法的流程图。请参阅图4，本发明的实施例提供的组合式节能散热系统100控制方法包括：

步骤1:第一阶段是水温较低时，仅通过导风罩导风冷却散热器103，散热系统可以达到热平衡。

步骤:水温如持续上升到喷雾化介质设定温度，判断水位、环境气温是否满足要求。满足要求情况下，通过雾化泵送设备113将介质箱111内的冷却介质泵出，并经管路输送至喷嘴105，最终由喷嘴105喷向散热器103，配合导风罩导风冷却散热器103，散热系统最终达到热平衡。不满足要求情况下，水温上升到温控节能风扇109启动设定温度或达到风扇自带的温度传感器107设定温度，仅由温控节能风扇109加上导风罩导风抽送空气对散热器103进行散热，最后散热系统达到热平衡；

步骤3:水位、环境气温满足要求情况下，实施第二步骤后，如果水温如还持续上升到温控节能风扇109启动设定温度或达到风扇自带的温度传感器107设定温度，由温控节能风扇109加上导风罩导风抽送含有冷却介质的空气对散热器103进行散热，最后散热系统达到热平衡。

综上所述，本发明的实施例提供的组合式节能散热系统100的工作原理及有益效果为：

工作原理：本发明提供的组合式节能散热系统100，首先利用迎风导罩101导风冷却散热器103；当水温上升到喷雾化水预设值时，通过雾化泵送设备113将介质箱111内的冷却介质泵出，并经管路输送至喷嘴105，最终由喷嘴105喷向散热器103，配合迎风导罩101导风冷却散热器103；最后如水温还在上升达到温控节能风扇109开启预设温度，温控节能风扇109根据温度高低开启不同转速，配合抽送含有冷却介质的空气对散热器103进行散热。在没有喷射雾化冷却介质和迎风导罩101导风情况下，仅靠温控节能风扇109总成与散热器103组成的散热系统就能满足整车的散热要求。

本发明提供的组合式节能散热系统100，正常情况下，在货车散热系统温度升高时，利用迎风导罩101导风和喷出的冷却介质相结合的手段就可以使发动机达到热平衡效果，满足大多数工况正常工作要求；在特殊工况下如慢速大负荷爬坡，散热器103温度持续上升，温控节能风扇109才参与散热工作，这时风扇才消耗少量的发动机功率；与原由发动机曲轴传动，与发动机转速等比例转动的那种风扇相比，原消耗了发动机8～12％的功率大多被节省下来了，油耗自然下降，整车动力性上升。

有益效果：

1、能够显著提高散热系统的极限使用温度，即该散热系统的能在气温更高的环境下工作；

2、利用迎风导罩101和温控节能风扇109，同时利用不同的冷却介质加大散热器103散热能力，最大限度降低风扇的消耗的功率，达到节能、增扭的目的；

3、细水雾系统目前技术已经成熟，因此容易实现，成本较低。

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 (8)

1.一种组合式节能散热系统，其特征在于，包括：

散热器；

迎风导罩，所述迎风导罩设置于所述散热器的迎风面的下方，且用于将风流导向所述散热器；

至少一个喷嘴，至少一个所述喷嘴设置于所述散热器的一侧，且用于向所述散热器喷射雾化冷却介质；所述喷嘴为细水雾喷嘴；

温度传感器，所述温度传感器设置于所述散热器附近，且用于检测所述散热器内的水温，从而获得实时温度参数；

温控节能风扇，所述温控节能风扇设置于所述散热器的迎风面前方或后方；所述温控节能风扇选自液压风扇、电子风扇、硅油风扇以及发动机热管理系统风扇中的任一种；

控制器，所述控制器与所述温度传感器、所述喷嘴以及所述温控节能风扇均电连接，所述控制器被配置为当所述温度传感器的所述温度参数超过第一预设值时，控制所述喷嘴向所述散热器喷射雾化冷却介质，且所述控制器被配置为当所述温度传感器的所述温度参数达到第二预设值时，控制所述温控节能风扇打开，且所述温控节能风扇的转速随所述温度参数升高而升高，随所述温度参数降低而降低。

2.根据权利要求1所述的组合式节能散热系统，其特征在于：

所述温控节能风扇为吸风式风扇，所述喷嘴与所述温控节能风扇分别位于所述散热器的两侧，所述喷嘴与所述迎风导罩同侧设置，且所述喷嘴用于将所述冷却介质喷射于所述散热器的一侧。

3.根据权利要求1所述的组合式节能散热系统，其特征在于：

所述温控节能风扇为吹风式风扇，所述喷嘴位于所述温控节能风扇和所述散热器之间，且与所述迎风导罩同侧设置，所述喷嘴用于将所述冷却介质喷射于所述温控节能风扇与所述散热器之间。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的组合式节能散热系统，其特征在于：

所述组合式节能散热系统还包括介质箱，所述介质箱用于存放所述冷却介质，所述介质箱与所述喷嘴采用管道连通。

5.根据权利要求4所述的组合式节能散热系统，其特征在于：

所述组合式节能散热系统还包括设置于所述介质箱与所述喷嘴之间的雾化泵送设备，所述雾化泵送设备的吸入端与所述介质箱通过管路连通，所述雾化泵送设备喷出端与所述喷嘴连通。

6.根据权利要求5所述的组合式节能散热系统，其特征在于：

所述组合式节能散热系统还包括设置于所述雾化泵送设备与所述介质箱之间的过滤器。

7.根据权利要求6所述的组合式节能散热系统，其特征在于：

所述组合式节能散热系统还包括用于检测环境气温的气温传感器以及用于检测所述介质箱的液位的液位传感器，所述气温传感器与所述液位传感器均与所述控制器电连接，且所述控制器被配置为当所述气温传感器的检测值低于第三预设值和/或所述液位传感器的检测值低于第四预设值时，控制关闭所述雾化泵送设备。

8. 一种货车，其特征在于，包括权利要求1- 7中任一项所述的组合式节能散热系统。