CN110171269A - 具有密封热传递回路的车厢加热系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了“具有密封热传递回路的车厢加热系统”。车厢加热系统，包括车厢空气热交换器、排气热交换器和热传递回路。所述热传递回路使气态热交换流体在所述车厢空气热交换器和所述排气热交换器之间循环。

Description

具有密封热传递回路的车厢加热系统
技术领域
该文件大体涉及机动车辆设备领域，并且更具体地涉及包括密封热传递回路的新的且改进的车厢加热系统，以及加热机动车辆的乘客舱的新的且改进的方法。
背景技术
遗憾的是，当机动车辆在寒冷天气条件下已被放置相当长一段时间时，基于发动机冷却剂的车厢加热不能提供即时车厢热量。该文件涉及新的且改进的车厢加热系统和方法，其通过从机动车辆的内燃发动机的排气回收热量来提供近瞬时车厢加热。优选地，这以安全且非常有效的方式完成。这样，本发明的车厢加热系统和方法代表本领域的显著进步。
发明内容
根据本文所述的目的和益处，提供了一种新的且改进的车厢加热系统。所述车厢加热系统包括：车厢空气热交换器、排气热交换器和热传递回路，所述热传递回路使气态热交换流体在所述车厢空气热交换器与所述排气热交换器之间循环。
所述热传递回路可包括具有第一热交换部分和第二热交换部分的管道以及泵。所述泵使所述气态热交换流体循环通过所述管道。此外，所述热交换回路包括压力监测装置。所述压力监测装置监测所述热传递回路中的所述气态热交换流体的压力。
所述热传递回路还可包括用于将空气吸入到所述热传递回路中的止回阀。另外，所述车厢加热系统还可包括具有连接到排气管道的第一端部和第二端部的排气旁路。
所述第一热交换部分可在所述第一端部和所述第二端部之间定位在排气旁路中。所述节流阀可在所述排气旁路的所述第一端部与所述第二端部之间定位在所述排气管道中。此外，所述排气旁路可位于所述机动车辆的催化转化器的下游。此外，所述车厢空气热交换器可包括风扇，所述风扇使车厢空气在所述车厢空气热交换器处跨所述热传递回路的所述第二热交换部分移动。
根据另一方面，提供了一种加热机动车辆的乘客舱的方法。该方法可包括以下步骤：a)通过热传递回路使气态热交换流体在排气热交换器与车厢空气热交换器之间循环，b)通过将热量从排气传递给所述排气热交换器中的所述气态热交换流体来加热所述气态热交换流体，以及c)通过将热量从所述气态热交换流体传递到所述车厢空气热交换器中的车厢空气来加热所述车厢空气。
所述方法还可包括如下步骤：使用环境空气作为气态热交换流体。此外，所述方法可包括如下步骤：将所述热传递回路的第一热交换部分定位在所述机动车辆的催化转化器下游的排气旁路中。
此外，所述方法可包括如下步骤：通过使用节流阀来控制通过所述排气旁路的所述排气的流动。另外，所述方法可包括通过使用泵使所述气态热交换流体循环通过所述热传递回路。
所述方法还可包括如下步骤：通过使用压力监测装置监测所述热传递回路中的所述气态热交换流体的压力。此外，该方法可包括如下步骤：通过止回阀将空气吸入到所述热传递回路中。另外，所述方法可包括如下步骤：通过使用风扇使车厢空气在所述车厢空气热交换器处跨所述热传递回路的第二热交换部分移动。
在以下描述中，示出并描述了车厢加热系统以及相关的加热机动车辆的车厢的方法的若干优选实施例。如应认识到，所述车厢加热系统和方法能够具有其他不同的实施例，并且其若干细节能够在各种显见方面中做出修改，而均不背离在下列权利要求中阐述和描述的车厢加热系统和方法。因此，附图和描述在本质上应被视为说明性而非限制性的。
附图说明
并入本文且形成本说明书一部分的附图示出车厢加热系统和加热机动车辆的乘客舱的方法的若干方面，并且连同描述内容一起用来解释其某些原理。
图1是示出车厢加热系统的示意图。
现在将详细参考本发明的车厢加热系统和相关方法的优选实施例，所述实施例的示例在附图中示出。
具体实施方式
现在参考图1，其示出了用于安全且有效地加热机动车辆的乘客舱的新的且改进的车厢加热系统10。车厢加热系统10包括车厢空气热交换器12、排气热交换器14和热传递回路16。热传递回路16用于使气态热交换流体(诸如环境空气)在车厢空气热交换器12与排气热交换器14之间循环。更具体地，热传递回路16包括管道18和泵20。泵用于使气态热交换流体循环通过管道18。热传递回路16还包括管道18中的第一热交换部分17和第二热交换部分19。
此外，热传递回路16包括压力监测装置22，所述压力监测装置22用于监测热传递回路16中的气态热交换流体的压力。另外，热传递回路16包括止回阀24，所述止回阀24用于当气态热交换流体的压力由于任何原因下降到低于预定水平时，将空气吸入到热传递回路中。该空气可从发动机的空气管道后压缩机吸取，使得管道18中的空气更密集。
车厢加热系统10的排气热交换器14还包括排气旁路26，所述排气旁路具有连接到排气管道32的第一端部28和的第二端部30。
第一热交换部分17在第一端部28与第二端部30之间定位在排气旁路26中。节流阀34在排气旁路26的第一端部28与第二端部30之间定位在排气管道32中。排气旁路26位于催化转化器36的下游，所述催化转化器36接收来自机动车辆的内燃发动机38的排气。此外，车厢加热系统10包括风扇40，所述风扇40用于使车厢空气通过车厢空气热交换器12并且跨第二热交换部分19移动，由此热量从热传递回路16中的气态热交换流体传递到车厢空气，所述车厢空气由风扇40移动并且循环通过乘客舱以使机动车辆内的乘客感到舒适。
车厢加热系统10可用于加热机动车辆的乘客舱的方法。该方法包括以下步骤：a)使气态热交换流体在排气热交换器14与车厢空气热交换器12之间循环通过热传递回路16，b)通过将来自由内燃发动机38生成的排气的热量传递到排气热交换器中的气态热交换流体，加热穿过第一热交换部分17的气态热交换流体，以及c)通过将来自气态热交换流体的热量传递到车厢空气热交换器12中的车厢空气，加热穿过第二热交换部分19的车厢空气。
为此目的，方法包括使用环境空气作为气态热交换流体。此外，方法包括如下步骤：将第一热交换部分17定位在机动车辆的催化转化器36下游的排气旁路26中。
另外，方法包括通过使用在排气旁路的第一端部28与第二端部30之间定位在排气管道32中的节流阀34来控制通过排气旁路26的排气的流动。
此外，方法包括通过利用泵20使气态热交换流体循环通过热传递回路16的方法。此外，方外包括通过使用压力监测装置22来监测热传递回路16中的气态热交换流体的压力。此外，方法包括每当热传递流体中的空气压力下降到低于环境空气压力时，通过止回阀24将空气吸入到热传递回路16中。在热传递回路16中的环境空气的压力由于任何原因(诸如由于车厢空气热交换器12或排气热交换器14中的泄漏的发展)突然改变的情况下，可立即关闭车厢加热系统10。如果在17处发生单次泄漏，则排气不能进入车厢。如果在19处发生单次泄漏，则排气不能进入车厢。在可能形成第二次泄漏之前，压力传感器通过环路中的热排气来检测建立的压力的缺乏。为此，可将压力数据从压力监测装置22连续地提供给控制器42，所述控制器是诸如根据来自适当控制软件的指令操作的专用微处理器或电子控制单元的计算装置的形式。
方法还可包括如下步骤：经过止回阀24将空气吸入热传递回路16中以便在热传递回路中保持期望的热交换流体压力。此外，方法可包括通过使用风扇40通过并跨第二热交换部分19使车厢空气移动通过车厢空气热交换器12。
当然，作者看到了在回路18中使用液体冷却剂的热传递优点，然而，我们希望获得避免必须采取以处理冷却剂沸腾和膨胀的设计措施的优点。此外，我们希望使用气体的重量优点。还要注意，气体是自加压的，这增加了它基于体积的热容量。可使用两相流体(例如乙醇)，但这需要替代的泄漏检测(热交换器完整性)策略。当然，如果使用除空气之外的流体，则必须密封止回阀路径24。
总之，车厢加热系统10提供了许多益处和优点。车厢加热系统10包括专用热传递回路16，所述专用热传递16回路使气态热交换流体在车厢空气热交换器12与排气热交换器14之间循环，由此将将车厢空气热交换器与排气热交换器中的排气隔离。优选地，专用热传递回路16允许在排气热交换器14处的热排气与穿过第一热交换部分17的气态热交换流体之间、以及在车厢空气热交换器12处的车厢空气与穿过第二热交换部分19的气态热交换流体之间的有效热交换。优选地，即使在严寒的温度下，热传递回路16中的气态热交换流体/空气也允许在机动车辆的内燃发动机38的启动之后立即快速加热。因此，与依赖于从发动机冷却剂的热传递的传统加热系统中的可能情况相比，在寒冷的白天和夜晚，可以在机动车辆的乘客舱中更快速地向乘客提供加热和舒适性。此外，这是以非常有效、安全和可靠的方式完成的。
已经出于说明和描述的目的展示了前述内容。前述内容并不意图是详尽的或将实施例限于所公开的精确形式。根据上述教导内容，可进行明显的修改和变化。所有这类修改和变化当根据它们被公平、合法和公正地授予的广度进行解释时，都在所附权利要求的范围内。
根据本发明，提供一种车厢加热系统，所述车厢加热系统具有：车厢空气热交换器；排气热交换器；以及热传递回路，所述热传递回路使气态热交换流体在所述车厢空气热交换器与所述排气热交换器之间循环。
根据一个实施例，所述热传递回路包括管道和泵，所述泵使所述气态热交换流体循环通过所述管道。
根据一个实施例，所述热传递回路包括用于监测装置监测所述热传递回路中的所述气态热交换流体的压力的压力监测装置。
根据一个实施例，所述热传递回路包括将空气吸入到所述热传递回路中的止回阀。
根据一个实施例，所述排气热交换器还包括具有连接到排气管道的第一端部和第二端部的排气旁路。
根据一个实施例，所述热传递回路包括在所述第一端部与所述第二端部之间定位在所述排气旁路中的第一热交换部分。
根据一个实施例，本发明的进一步特征在于在所述排气旁路的所述第一端部和所述第二端部之间定位在所述排气管道中的节流阀。
根据一个实施例，所述排气旁路在催化转化器的下游。
根据一个实施例，所述车厢空气热交换器包括风扇，所述风扇使车厢空气在所述车厢空气热交换器处跨所述热传递回路的第二热交换部分移动。
根据本发明，一种加热机动车辆的乘客舱的方法包括：通过热传递回路使气态热交换流体在排气热交换器与车厢空气热交换器之间循环；通过将来自排气的热量传递给所述排气热交换器中的所述气态热交换流体来加热所述气态热交换流体；通过将热量从所述气态热交换流体传递到所述车厢空气热交换器中的车厢空气来加热所述车厢空气。
根据一个实施例，本发明的进一步特征在于使用环境空气作为气态热交换流体。
根据一个实施例，本发明的进一步特征在于将所述热传递回路的第一热交换部分定位在所述机动车辆的催化转化器下游的排气旁路中。
根据一个实施例，本发明的进一步特征在于通过使用节流阀来控制通过所述排气旁路的所述排气的流动。
根据一个实施例，本发明的进一步特征在于通过使用泵使所述气态热交换流体循环通过所述热传递回路。
根据一个实施例，本发明的进一步特征在于通过使用压力监测装置监测所述热传递回路中的所述气态热交换流体的压力。
根据一个实施例，本发明的进一步特征在于通过止回阀将空气吸入到所述热传递回路中。
根据一个实施例，本发明的进一步特征在于通过使用风扇使车厢空气在所述车厢空气热交换器处跨所述热传递回路的第二热交换部分移动。

Claims (15)

1.一种车厢加热系统，其包括：
车厢空气热交换器；
排气热交换器；以及
热传递回路，所述热传递回路使气态热交换流体在所述车厢空气热交换器与所述排气热交换器之间循环。
2.如权利要求1所述的车厢加热系统，其中所述热传递回路包括管道和泵，所述泵使所述气态热交换流体循环通过所述管道。
3.如权利要求2所述的车厢加热系统，其中所述热传递回路包括用于监测所述热传递回路中的所述气态热交换流体的压力的压力监测装置。
4.如权利要求3所述的车厢加热系统，其中所述热传递回路包括用于将空气吸入到所述热传递回路中的止回阀。
5.如权利要求1-4中任一项所述的车厢加热系统，其中所述排气热交换器还包括具有连接到排气管道的第一端部和第二端部的排气旁路。
6.如权利要求5所述的车厢加热系统，其中所述热传递回路包括在所述第一端部与所述第二端部之间定位在所述排气旁路中的第一热交换部分。
7.如权利要求6所述的车厢加热系统，其还包括在所述排气旁路的所述第一端部和所述第二端部之间定位在所述排气管道中的节流阀。
8.如权利要求7所述的车厢加热系统，其中所述排气旁路在催化转化器的下游并且所述车厢空气热交换器包括风扇，所述风扇用于使车厢空气在所述车厢空气热交换器处跨所述热传递回路的第二热交换部分移动。
9.一种加热机动车的乘客舱的方法，其包括：
通过热传递回路使气态热交换流体在排气热交换器与车厢空气热交换器之间循环；
通过将热量从排气传递到所述排气热交换器中的所述气态热交换流体来加热所述气态热交换流体；以及
通过将热量从所述气态热交换流体传递到所述车厢空气热交换器中的所述车厢空气来加热车厢空气。
10.如权利要求9所述的方法，其包括使用环境空气作为所述气态热交换流体。
11.如权利要求10所述的方法，其包括将所述热传递回路的第一热交换部分定位在所述机动车辆的催化转化器下游的排气旁路中。
12.如权利要求11所述的方法，其包括通过使用节流阀来控制通过所述排气旁路的所述排气的流量。
13.如权利要求12所述的方法，其包括通过使用泵使所述气态热交换流体循环通过所述热传递回路。
14.如权利要求9-13中任一项所述的方法，其包括通过使用压力监测装置来监测所述热传递回路中的所述气态热交换流体的压力。
15.如权利要求14所述的方法，其包括通过止回阀将空气吸入到所述热传递回路中，并且通过使用风扇使所述车厢空气在所述车厢空气热交换器处跨所述热传递回路的第二热交换部分移动。
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