CN110228351A - 一种车内供暖机及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车用供暖机，包括燃烧室、循环换热管道、换热单元、控制单元；燃烧室设有空气管道、燃气管道，空气管道设有空气进气阀，燃气管道设有燃气进气阀，循环换热管道部分置于燃烧室内，其两端分别连接换热单元，循环换热管道上设有循环泵，循环换热管道内为载热剂，控制单元电性连接空气进气阀、燃气进气阀、循环泵；本发明还公开该车用供暖机的使用方法。本发明的有益效果：对环境友好，可以对车内环境温度进行精确调温，通过检测车内温度对燃气进气阀进行控制，保证燃烧热最优化使用，提升车内环境舒适性。

Description

一种车内供暖机及方法

技术领域

本发明涉及一种汽车领域，尤其涉及的是一种车内供暖机及控制方法。

背景技术

随着电动汽车的不断增加，而电池容量所带来的续航里程问题引起用户的实际体验下降，同时到了寒冷季节，环境温度的下降使得电池容量降低，这时如果开启电加热供暖，电动汽车的续航将会更加糟糕。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：如何解决现有电动汽车上无法兼顾供暖与续航的问题。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：本发明公开一种车用供暖机，包括燃烧室、循环换热管道、换热单元、控制单元；燃烧室设有空气管道、燃气管道，空气管道设有空气进气阀，燃气管道设有燃气进气阀，循环换热管道部分置于燃烧室内，未置于燃烧室的部分分别连接换热单元的两端，循环换热管道上设有循环泵，循环换热管道内为载热剂，控制单元电性连接空气进气阀、燃气进气阀、循环泵。

本发明通过燃气燃烧产生热量，由循环换热管道内的载热剂循环到换热单元后，与车内的空气进行换热，同时，通过控制单元可以实现操控空气进气阀、燃气进气阀的开度大小，以及循环泵的流速来调节车内的温度，且通过此种方式在实际使用过程中感觉不到温度的起伏变化，车内环境温度相对平稳。

优选的，所述燃烧室为圆筒结构，空气管道、燃气管道均设置在圆筒结构的端面，另一端设有排气管道。

优选的，循环换热管道部分置于燃烧室内的部分呈螺旋状。

螺旋状的结构，增大了循环换热管道在燃烧室内的接触面积，能够更好的换热。

优选的，所述载热剂为乙二醇溶液，氢化三联苯中的一种。

通过油脂类载热剂可以有效避免超低温环境下的载热剂的结冻问题，本发明适用环境温度可以达到-30度以下，而且使用的油脂类载热剂对于换热管道腐蚀性效果小，可以长期使用。

优选的，所述换热单元为翅片管式换热器。

优选的，还包括送风机，设置在换热单元的一侧，送风机电性连接控制单元。

优选的，所述送风机的一侧设有新风管道，新风管道连接在空气管道上，新风管道上设有控制阀，控制阀连接控制单元。

通过送风机可以加速换热单元的换热，同时通过新风管道可以保持车内空气的新鲜度，减少有害气体的堆积。

优选的，还包括气体传感器，气体传感器电性连接控制单元；还包括温度传感器，温度传感器电性连接控制单元。

气体传感器主要为针对有害气体的气体传感器，可以对达到一定浓度的有害气体进性检测，并通过反馈给控制单元，开启新风管道上的控制阀进行增大空气流动。

温度传感器能够实时监测车内的温度，控制温度在适宜的范围。

优选的，所述循环换热管道的材质为不锈钢，铜管，石墨烯管路中的一种或组合。

本发明还提供一种车用供暖机使用方法，采用上述车用供暖机，其使用方法如下：

由控制单元实现打开空气进气阀和燃气进气阀，分别向空气管道、燃气管道通入空气与燃气，打开循环泵、换热单元、送风机及新风管道的控制阀，对车内进行取暖；

取暖过程中，若气体传感器检测到有害气体浓度超出设定值，控制单元控制控制阀增大开度或送风机的转速，若未超出设定值，则保持控制阀开度不变；

取暖过程中，若温度传感器检测到温度低于设定温度，控制单元控制燃气进气阀增大开度，若未低于设定温度，关小或关闭燃气进气阀开度。

本发明相比现有技术具有以下优点：

(1)本发明通过燃气燃烧产生热量，由循环换热管道内的载热剂循环到换热单元后，与车内的空气进行换热，同时，通过控制单元可以实现操控空气进气阀、燃气进气阀的开度大小，以及循环泵的流速来调节车内的温度，且通过此种方式在实际使用过程中感觉不到温度的起伏变化，车内环境温度相对平稳；

(2)螺旋状的结构，增大了循环换热管道在燃烧室内的接触面积，能够更好的换热；

(3)通过油脂类载热剂可以有效避免超低温环境下的载热剂的结冻问题，本发明适用环境温度可以达到-30度以下，而且使用的油脂类载热剂对于换热管道腐蚀性效果小，可以长期使用；

(4)通过送风机可以加速换热单元的换热，同时通过新风管道可以保持车内空气的新鲜度，减少有害气体的堆积；

(5)气体传感器主要为针对有害气体的气体传感器，可以对达到一定浓度的有害气体进性检测，并通过反馈给控制单元，开启新风管道上的控制阀进行增大空气流动；温度传感器能够实时监测车内的温度，控制温度在适宜的范围；

(6)本发明专利对环境友好，比使用燃油供暖机产生更少的污染物，又比二氧化碳热泵消耗更少的电能，对于使用蓄电池的电动汽车是一种比较好的采暖方式；可以对车内环境温度进行精确调温，通过检测车内温度对燃气调节阀进行控制，保证燃烧热最优化使用，提升车内环境舒适性。

附图说明

图1是本发明实施例车内供暖机的结构示意图；

图2是燃烧室的立体图；

图3是燃烧室的结构示意图；

图4是图3的左视图；

图5是控制关系图；

图6是燃气调节流程图；

图7是新风调节流程图。

图中标号：燃烧室1、空气管道11、燃气管道12、空气进气阀13、燃气进气阀14、循环换热管道2、循环泵21、换热单元3、控制单元4、送风机5、新风管道51、控制阀52、气体传感器6、温度传感器7。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例一种车用供暖机，包括燃烧室1、循环换热管道2、换热单元3、控制单元4；燃烧室1设有空气管道11、燃气管道12，空气管道11设有空气进气阀13，燃气管道12设有燃气进气阀14，循环换热管道2部分置于燃烧室4内，未置于燃烧室1的部分分别连接换热单元3的两端，循环换热管道2上设有循环泵21，循环换热管道2内为载热剂，控制单元4电性连接空气进气阀13、燃气进气阀14、循环泵21。

本发明通过燃气燃烧产生热量，由循环换热管道2内的载热剂循环到换热单元3后，与车内的空气进行换热，同时，通过控制单元4可以实现操控空气进气阀13、燃气进气阀14的开度大小，以及循环泵21的流速来调节车内的温度，且通过此种方式在实际使用过程中感觉不到温度的起伏变化，车内环境温度相对平稳。其中，控制单元2可以是PLC，空气进气阀13、燃气进气阀14均可以是电动阀，通过电信号实现开度的变化，循环泵21采用电动泵。

如图2、图3、图4所示，所述燃烧1室为圆筒结构，空气管道11、燃气管道12均设置在圆筒结构的端面，圆筒内设有点火装置，采用现有技术中的即可，另一端设有排气管道15，用于排出燃烧后的废气，通向车体外。循环换热管道2置于燃烧室内的部分呈螺旋状，不限于载热剂在管道内的循环方向，螺旋状的结构，增大了循环换热管道2在燃烧室1内的接触面积，能够更好的换热。

所述载热剂为乙二醇溶液，氢化三联苯中的一种。通过油脂类载热剂可以有效避免超低温环境下的载热剂的结冻问题，本发明适用环境温度可以达到-30度以下，而且使用的油脂类载热剂对于换热管道腐蚀性效果小，可以长期使用。

其中，所述换热单元3为翅片管式换热器，不限于此，还可以是其他换热机构，均可。

实施例二：

如图1所示，本实施例二在实施例一的基础上，本实施例二还包括送风机5，设置在换热单元3的一侧。通过送风机5增加空气流动，可以加速换热单元3的换热，送风机5电性连接控制单元3，可以通过控制单元3控制送风机的转速。

其中，所述送风机5的一侧设有新风管道51，新风管道51连接在空气管道11上，具体的连接在空气进气阀13前端，除此之外，空气管道也可以不连接在空气管道11上，可以从车体外部重新引入一条新的管道，通过新风管道51可以保持车内空气的新鲜度，减少有害气体的堆积；新风管道51上设有控制阀52，控制阀52连接控制单元.控制阀52为电动阀，能够通过电信号进行控制控制阀的开度。

实施例三：

如图1所示，本实施例三在实施例一的基础上，本实施例三还包括气体传感器6，气体传感器6电性连接控制单元3。气体传感器6主要为针对有害气体的气体传感器，可以对达到一定浓度的有害气体进性检测，并通过反馈给控制单元3，开启新风管道51上的控制阀52进行增大空气流动。

本实施例三，还包括温度传感器7，温度传感器7电性连接控制单元3。温度传感器7能够实时监测车内的温度，控制温度在适宜的范围。

结合图6所示，由控制单元3实现打开空气进气阀13和燃气进气阀14，分别向空气管道11、燃气管道12通入空气与燃气，打开循环泵21、换热单元3、送风机5及新风管道51的控制阀52，对车内进行取暖；

取暖过程中，若温度传感器7检测到温度低于设定温度，控制单元3控制燃气进气阀14增大开度，若未低于设定温度，关小或关闭燃气进气阀开度14。

本实施例中，燃气调节控制方式为：检测车内环境温度Ta，用户设定使用温度T0，如果车内环境温度Ta<用户设定使用温度T0，则调节燃气进气阀开度，开度计算公式如下：

K＝Klast+Lp*(T0-Ta(n))+Ld*[Ta(n+1)-Ta(n)],

其中，Lp，Ld是控制阀开度的系数，通过实际使用中的效果进行设定，是调阀的比例大小，其可以是定值，该定值可人为修改或通过实际测试得到，Ta(n+1)为本次检测车内环境温度，Ta(n)为上一次检测到的车内环境温度，Klast为上一次调节燃气进气阀的开度。通过该公式，可以有效控制燃气进气速率，避免短时间内大量进气或者不进气。

例如：

T0＝30度，Ta(n)＝20度，Ta(n+1)＝24度，取Lp＝2,Ld＝3,

K＝Klast+2*(30-20)+3*(24-20)＝Klast+20+12＝Klast+32

如图7所示，新风调节控制方式为：检测车内空气实际有害物浓度W，车内空气有害物标准浓度M，如果检测到车内空气实际有害物浓度W>车内空气有害物标准浓度M，则加大新风供给量，调节新风送风机转速或者开大新风阀开度。

上述所有实施例中，所述循环换热管道2的材质为不锈钢，铜管，石墨烯管路中的一种或组合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车用供暖机，其特征在于，包括燃烧室、循环换热管道、换热单元、控制单元；燃烧室设有空气管道、燃气管道，空气管道设有空气进气阀，燃气管道设有燃气进气阀，循环换热管道部分置于燃烧室内，未置于燃烧室的部分分别连接换热单元的两端，循环换热管道上设有循环泵，循环换热管道内为载热剂，控制单元电性连接空气进气阀、燃气进气阀、循环泵。

2.根据权利要求1所述的一种车用供暖机，其特征在于，所述燃烧室为圆筒结构，空气管道、燃气管道均设置在圆筒结构的端面，另一端设有排气管道，燃烧室内设有点火装置。

3.根据权利要求2所述的一种车用供暖机，其特征在于，循环换热管道部分置于燃烧室内的部分呈螺旋状。

4.根据权利要求1所述的一种车用供暖机，其特征在于，所述载热剂为乙二醇溶液，氢化三联苯中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种车用供暖机，其特征在于，所述换热单元为翅片管式换热器。

6.根据权利要求1所述的一种车用供暖机，其特征在于，还包括送风机，设置在换热单元的一侧，送风机电性连接控制单元。

7.根据权利要求6所述的一种车用供暖机，其特征在于，所述送风机的一侧设有新风管道，新风管道连接在空气管道上，新风管道上设有控制阀，控制阀连接控制单元。

8.根据权利要求7所述的一种车用供暖机，其特征在于，还包括气体传感器、温度传感器，气体传感器电性连接控制单元，温度传感器电性连接控制单元。

9.根据权利要求1所述的一种车用供暖机，其特征在于，所述循环换热管道的材质为不锈钢，铜管，石墨烯管路中的一种或组合。

10.一种车用供暖机使用方法，其特征在于，采用上述权利要求8所述的车用供暖机，其使用方法如下：

由控制单元实现打开空气进气阀和燃气进气阀，分别向空气管道、燃气管道通入空气与燃气，打开循环泵、换热单元、送风机及新风管道的控制阀，对车内进行取暖；

取暖过程中，若气体传感器检测到有害气体浓度超出设定值，控制单元控制控制阀增大开度或送风机转速，若未超出设定值，则保持控制阀开度不变；

取暖过程中，若温度传感器检测到温度低于设定温度，控制单元控制燃气进气阀增大开度，若未低于设定温度，关小或关闭燃气进气阀开度。