CN110962546B - 一种具有蓄冷功能的驻车空调器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有蓄冷功能的驻车空调器及其控制方法，驻车空调器包括制冷回路和蓄冷回路；制冷回路包括依次连接的压缩机、冷凝器、制冷节流阀、第一电磁阀和蒸发器；蓄冷回路包括依次连接的压缩机、冷凝器、制冷节流阀、第二电磁阀、冷冻节流阀和蓄冷冰晶总成；冷凝器上设有冷凝风机；压缩机与车载电瓶连接。控制方法包括：驻车空调器电源开启，空调控制器接收汽车控制器信号，判断车辆是否处于驻车状态；若不处于驻车状态，控制驻车空调器进入蓄冷模式运行；若处于驻车状态，控制驻车空调器进入制冷模式运行。本发明的驻车空调器及其控制方法能有效延长制冷运行时间，改善用户使用体验。

Description

一种具有蓄冷功能的驻车空调器及其控制方法

技术领域

本发明涉及空调技术领域，特别是指一种具有蓄冷功能的驻车空调器及其控制方法。

背景技术

目前中大型卡车、货车等商用车，在原车设有一个传统的车用空调器外，还会配备一台驻车空调器，以供司机长途运行休息时使用。传统的车用空调器压缩机与发动机用皮带轮连接，车辆处于驻车状态并启动空调时需要先启动发动机，让发动机怠速运行，期间的燃油消耗会带来较大的经济损失及能源浪费。卡车等商用车中通常配备有用于为照明灯、指示灯等用电设备供应电能的车载电瓶。车载电瓶回收车辆刹车时的动力进行充电，相对于燃油能源，使用车载电瓶供电基本不花费成本。因此，通常采用车载电瓶为驻车空调器供电。

考虑结构及重量因素，车载电瓶容量不宜做的太大，市面中较为主流的车载电瓶容量约为120A·h，而一台驻车空调器功率约为800w，对应电流33A。因此，即使配备了驻车空调器，卡车上车载电瓶所储存的电量仅能支持驻车空调器运行4h左右。若车辆在夏季长途运行，热负荷较高且司机在夜间需要休息时，驻车空调器并不能支持整晚持续制冷运行，影响用户体验。

发明内容

本发明旨在提出一种具有蓄冷功能的驻车空调器及其控制方法，以解决驻车空调器制冷运行时间短的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，

一种具有蓄冷功能的驻车空调器，驻车空调器包括制冷回路和蓄冷回路；制冷回路包括依次连接的压缩机、冷凝器、制冷节流阀、第一电磁阀和蒸发器；蓄冷回路包括依次连接的压缩机、冷凝器、制冷节流阀、第二电磁阀、冷冻节流阀和蓄冷冰晶总成；冷凝器上设有冷凝风机；压缩机与车载电瓶连接。

本发明的具有蓄冷功能的驻车空调器，包括制冷回路和蓄冷回路，车辆行驶过程中，蓄冷回路开启，蓄冷冰晶总成储存冷量；车辆行驶过程中，会不断为车载电瓶充电，因此也不会损耗驻车时所需的续航电量。车辆驻车时，蓄冷冰晶总成释放冷量，延长驻车空调器续航时间。本发明的驻车空调器能有效延长制冷运行时间，改善用户使用体验。

进一步地，还包括蒸发风机，蒸发风机用于驱动空气依次经过蒸发器和蓄冷冰晶总成后进入驾驶室。

根据本实施例的技术方案，驻车空调器在制冷模式下运行时，空气在蒸发风机的驱动下，依次经过蒸发器和蓄冷冰晶总成，最终吹入驾驶室内，实现驾驶室内降温。

进一步地，蓄冷冰晶总成包括保温外壳、格栅、蒸发盘管、步进电机和蓄冷冰晶；格栅分别设置在保温外壳朝向蒸发器的侧面以及背向蒸发器的另一侧面；蒸发盘管设置在保温外壳内，蒸发盘管分别与冷冻节流阀和压缩机连接；步进电机与格栅连接，用于驱动格栅打开或关闭；蓄冷冰晶填充在保温外壳和蒸发盘管之间。

根据本实施例的技术方案，蓄冷冰晶总成通过蓄冷冰晶低温凝固储存冷量，高温液化释放冷量，有效延长驻车空调器续航时间；设置格栅结构，并通过步进电机驱动格栅打开或关闭，提高蓄冷冰晶总成储存或释放冷量时的效能。

进一步地，蓄冷冰晶总成还包括感温包，感温包设置在保温外壳内，用于检测蓄冷冰晶总成内部温度。

根据本实施例的技术方案，设置感温包对蓄冷冰晶总成内部温度进行检测，使得驻车空调器可以根据蓄冷冰晶总成内部温度对其运行过程进行控制。

本发明还提供了一种具有蓄冷功能的驻车空调器的控制方法，包括：

驻车空调器电源开启，空调控制器接收汽车控制器信号，判断车辆是否处于驻车状态；

若不处于驻车状态，则控制驻车空调器进入蓄冷模式运行；

若处于驻车状态，则控制驻车空调器进入制冷模式运行。

本发明的具有蓄冷功能的驻车空调器的控制方法，在驻车空调器电源开启时，判断车辆是否处于驻车状态，根据判断结果对驻车空调运行模式进行选择；车辆不处于驻车状态，驻车空调器进入蓄冷模式运行，蓄冷冰晶总成储存冷量，车载电瓶持续充电，因此也不会损耗驻车时所需的续航电量；车辆驻处于驻车状态，驻车空调器进入制冷模式运行，蓄冷冰晶总成释放冷量，延长驻车空调器续航时间。本发明的控制方法通过判断车辆是否处于驻车状态进而对驻车空调器运行模式进行选择，有效延长驻车空调器制冷运行时间，改善用户使用体验。

进一步地，控制驻车空调器进入蓄冷模式运行，包括：

关闭第一电磁阀，开启第二电磁阀；启动压缩机和冷凝风机；蓄冷冰晶总成储存冷量。

根据本实施例的技术方案，驻车空调器进入蓄冷模式运行时，蓄冷回路开启，制冷剂流经蓄冷冰晶总成，蓄冷冰晶总成储存冷量。

进一步地，驻车空调器进入蓄冷模式运行时，空调控制器获取蓄冷冰晶总成内部温度；

若蓄冷冰晶总成内部温度低于-10℃，关闭压缩机和冷凝风机；

若蓄冷冰晶总成内部温度高于-7℃，则重新判断车辆是否处于驻车状态。

根据本实施例的技术方案，可在保证蓄冷冰晶总成蓄冷效果的同时，避免压缩机和冷凝风机持续运转，延长其使用寿命。

进一步地，控制驻车空调器进入制冷模式运行，包括：

开启第一电磁阀，关闭第二电磁阀；

启动冷凝风机；

空调控制器获取车内温度和用户设定温度并进行比较；

若车内温度-用户设定温度≤ΔT，压缩机不启动，蓄冷冰晶总成释放冷量，制冷回路不运行；

若车内温度-用户设定温度＞ΔT，启动压缩机，蓄冷冰晶总成释放冷量且制冷回路运行。

根据本实施例的技术方案，通过车内温度和用户设定温度之间的温差来对制冷模式下驻车空调器的制冷方式进行选择，可在保证驾驶室制冷效果的同时延长驻车空调器制冷运行时间，改善用户体验。

进一步地，若压缩机不启动，空调控制器每间隔时间t获取车内温度和用户设定温度并进行比较，间隔时间t优选为30s。

根据本实施例的技术方案，可避免长时间仅靠蓄冷冰晶总成释放冷量造成制冷不足的问题，保证驻车器制冷效果，改善用户体验。

进一步地，ΔT的取值范围为0～5℃。

根据本实施例的技术方案，选择合适的温差值可改善驻车空调制冷舒适性。具体地，可根据驻车空调器运行要求的不同，对ΔT取值进行选择。

附图说明

附图1为本发明具有蓄冷功能的驻车空调器的结构示意图；

附图2为本发明蓄冷冰晶总成的剖视图；

附图3为本发明蓄冷冰晶总成的等轴测视图；

附图4为本发明具有蓄冷功能的驻车空调器的控制方法流程图；

附图5为本发明具有蓄冷功能的驻车空调器制冷模式运行流程图。

附图标记说明：

1-压缩机，2-冷凝器，3-制冷节流阀，4-第一电磁阀，5-蒸发器，6-第二电磁阀，7-冷冻节流阀，8-蓄冷冰晶总成，9-冷凝风机，10-蒸发风机

8a-步进电机，8b-格栅，8c-保温外壳，8d-蒸发盘管，8e-蓄冷冰晶，8f-感温包

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

实施例一

如图1所示，本实施例提供了一种具有蓄冷功能的驻车空调器，驻车空调器包括制冷回路和蓄冷回路；

制冷回路包括依次连接的压缩机1、冷凝器2、制冷节流阀3、第一电磁阀4和蒸发器5；蓄冷回路包括依次连接的压缩机1、冷凝器2、制冷节流阀3、第二电磁阀6、冷冻节流阀7和蓄冷冰晶总成8；冷凝器2上设有冷凝风机9；压缩机1与车载电瓶连接。

制冷回路运行时，制冷剂由压缩机1进行压缩，进入冷凝器2冷凝，凭借冷凝风机9提供的风量，与空气进行对流换热；后经制冷节流阀3节流减压，通过第一电磁阀4进入蒸发器5，最后进入压缩机1吸气口，形成制冷循环回路。

蓄冷回路中，蓄冷冰晶总成8出口与压缩机1吸气口连接，形成蓄冷循环回路。在蓄冷回路中设置有制冷节流阀3和冷冻节流阀7，对制冷剂进行二次节流，使制冷剂蒸发温度节流至0℃以下，制冷剂流经蓄冷冰晶总成8时，蓄冷冰晶能够冻结，储存冷量。

在制冷回路中设置第一电磁阀4，在蓄冷回路中设置第二电磁阀6，具体地，蓄冷回路运行时，第一电磁阀4关闭，第二电磁阀6开启；制冷回路运行时，第一电磁阀4开启，第二电磁阀6关闭。由此，可避免蓄冷模式运行时，由于蓄冷回路中二次节流压降较大，大部分制冷剂通过蒸发器5而造成蓄冷冰晶总成8短路。

压缩机1与车载电瓶连接，车载电瓶为压缩机1供电。相比于采用发动机驱动压缩机1，采用车载电瓶为压缩机1供电，可以节约车辆燃油能耗。此外，车辆行驶过程中，驻车空调器蓄冷回路运行，蓄冷冰晶冻结以储存冷量，车载电瓶持续充电，蓄冷回路运行时消耗的电能也会被快速充满，使得驻车状态下使用空调器时，车载电瓶处于满电、最大续航状态。

本实施例中，驻车空调器还包括蒸发风机10，蒸发风机10用于驱动空气依次经过蒸发器5和蓄冷冰晶总成8后进入驾驶室。优选的，蓄冷冰晶总成8设置于蒸发器5被风侧。驻车空调器在制冷模式运行时，空气在蒸发风机10的驱动下，依次经过蒸发器5和蓄冷冰晶总成8，最终吹入驾驶室内，实现驾驶室内降温。

如图2和图3所示，蓄冷冰晶总成8包括保温外壳8c、格栅8b、蒸发盘管8d、步进电机8a、蓄冷冰晶8e和感温包8f；格栅8b分别设置在保温外壳8c朝向蒸发器5的侧面以及背向蒸发器5的另一侧面；蒸发盘管8d设置在保温外壳8c内，蒸发盘管8d分别与冷冻节流阀7和压缩机1连接；步进电机8a与格栅8b连接，用于驱动格栅8b打开或关闭；蓄冷冰晶8e填充在保温外壳8c和蒸发盘管8d之间；感温包8f设置在保温外壳8c内，用于检测蓄冷冰晶总成8内部温度。

蓄冷冰晶8e为无色、无毒、无味的高分子聚合物，低温下凝结为固体，储存冷量，受热则会吸热液化，释放冷量。步进电机8a与车载电瓶连接，车载电瓶为步进电机8a供电。感温包8f与空调控制器连接，用于向空调控制器传输蓄冷冰晶总成8内部温度值。

蓄冷模式运行时，步进电机8a启动，步进电机8a驱动保温外壳8c两侧格栅8b关闭，蓄冷冰晶总成8形成一个保温密闭空间；压缩机1启动，蒸发盘管8d中制冷剂蒸发温度在0℃以下，蓄冷冰晶8e放热相变，由液态转化为固态，以储存冷量。

制冷模式运行时，步进电机8a启动，步进电机8a驱动格栅8b打开，空气在蒸发风机10的驱动下，先经过蒸发器5，再透过格栅8b经过蓄冷冰晶8e后，最终吹入驾驶室内；此时蓄冷冰晶8e吸热，由固态液化，释放冷量。

实施例二

如图4所示，本实施例提供了一种具有蓄冷功能的驻车空调器的控制方法，包括：

驻车空调器电源开启，空调控制器接收汽车控制器信号，判断车辆是否处于驻车状态；

若不处于驻车状态，则控制驻车空调器进入蓄冷模式运行；

若处于驻车状态，则控制驻车空调器进入制冷模式运行。

车辆运行时，驾驶员主要使用依靠发动机驱动的原车空调，并不需要驻车空调运行制冷，车载电瓶处于持续充电状态。驻车空调器电源开启，空调控制器接收汽车控制器信号，判断此时车辆是否处于驻车状态(P档)；若不处于驻车状态，则控制驻车空调器进入蓄冷模式运行；若处于驻车状态，则控制驻车空调器进入制冷模式运行。

本实施例中，控制驻车空调器进入蓄冷模式运行，包括：关闭第一电磁阀4，开启第二电磁阀6；启动压缩机1和冷凝风机9；蓄冷冰晶总成8储存冷量。

可选的实施例中，控制驻车空调器进入蓄冷模式运行，包括：关闭第一电磁阀4，开启第二电磁阀6；启动步进电机8a，步进电机8a驱动格栅8b关闭；启动压缩机1和冷凝风机9；蓄冷冰晶总成8储存冷量。

进一步可选的，驻车空调器进入蓄冷模式运行时，保持蒸发风机10关闭。

本实施例中，驻车空调器进入蓄冷模式运行时，空调控制器获取蓄冷冰晶总成8内部温度；

若蓄冷冰晶总成8内部温度低于-10℃，关闭压缩机1和冷凝风机9；

若蓄冷冰晶总成8内部温度高于-7℃，则重新判断车辆是否处于驻车状态，若不处于驻车状态，则控制驻车空调器重新进入蓄冷模式运行，压缩机1和冷凝风机9重新启动。

优选的，空调控制器与感温包8f连接，空调控制器接收感温包8f信号以获取蓄冷冰晶总成8内部温度。

本实施的驻车空调器，当进入蓄冷模式持续运行超过1h时，蓄冷冰晶总成8充分蓄冷，即完成一次蓄冷模式。

如图5所示，控制驻车空调器进入制冷模式运行，包括：

开启第一电磁阀4，关闭第二电磁阀6；

启动冷凝风机9；

空调控制器获取车内温度和用户设定温度并进行比较；

若车内温度-用户设定温度≤ΔT，压缩机1不启动，蓄冷冰晶总成8释放冷量，制冷回路不运行；

若车内温度-用户设定温度＞ΔT，启动压缩机1，蓄冷冰晶总成8释放冷量且制冷回路运行。

可选的实施例中，在“开启第一电磁阀4，关闭第二电磁阀6”与“启动冷凝风机9”之间，还包括：启动步进电机8a，步进电机8a驱动格栅8b打开。

另一可选的实施中，在启动冷凝风机9的同时启动蒸发风机10。车内温度-用户设定温度≤ΔT时，压缩机1不启动，制冷回路不运行，蒸发器5不提供冷量，空气在蒸发风机10的驱动下经过蒸发器5再透过格栅8b，经蓄冷冰晶8e降温后进入驾驶室。车内温度-用户设定温度＞ΔT时，启动压缩机1，蓄冷冰晶总成8释放冷量且制冷回路运行，蒸发器5提供冷量，空气在蒸发风机10的驱动下经过蒸发器5降温，再透过格栅8b经蓄冷冰晶8e二次降温后进入驾驶室。

本实施例中，若压缩机1不启动，空调控制器每间隔时间t获取车内温度和用户设定温度并进行比较，间隔时间t优选为30s。由此避免长时间仅靠蓄冷冰晶总成8释放冷量造成制冷不足的问题，保证驻车器制冷效果，改善用户体验。

优选的，ΔT的取值范围为0～5℃。具体地，可根据驻车空调器运行要求的不同，对ΔT取值进行选择。

本实施例的驻车空调器，在蓄冷冰晶总成8充分蓄冷的情况下，仅依靠蓄冷冰晶总成8制冷的累积时间在低风挡下不高于4h，在高风挡下不高于2h。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (5)

1.一种具有蓄冷功能的驻车空调器的控制方法，所述驻车空调器包括制冷回路和蓄冷回路；

所述制冷回路包括依次连接的压缩机(1)、冷凝器(2)、制冷节流阀(3)、第一电磁阀(4)和蒸发器(5)；

所述蓄冷回路包括依次连接的压缩机(1)、冷凝器(2)、制冷节流阀(3)、第二电磁阀(6)、冷冻节流阀(7)和蓄冷冰晶总成(8)；

所述冷凝器(2)上设有冷凝风机(9)；所述压缩机(1)与车载电瓶连接，其特征在于，包括：

驻车空调器电源开启，空调控制器接收汽车控制器信号，判断车辆是否处于驻车状态；

若不处于驻车状态，则控制驻车空调器进入蓄冷模式运行；

若处于驻车状态，则控制驻车空调器进入制冷模式运行；

控制驻车空调器进入制冷模式运行，包括：

开启第一电磁阀(4)，关闭第二电磁阀(6)；

启动冷凝风机(9)；

空调控制器获取车内温度和用户设定温度并进行比较；

若车内温度-用户设定温度≤ΔT，压缩机(1)不启动，蓄冷冰晶总成(8)释放冷量，制冷回路不运行；

若车内温度-用户设定温度＞ΔT，启动压缩机(1)，蓄冷冰晶总成(8)释放冷量且制冷回路运行；

若压缩机(1)不启动，空调控制器每间隔时间t获取车内温度和用户设定温度并进行比较。

2.如权利要求1所述的具有蓄冷功能的驻车空调器的控制方法，其特征在于，

控制驻车空调器进入蓄冷模式运行，包括：

关闭第一电磁阀(4)，开启第二电磁阀(6)；

启动压缩机(1)和冷凝风机(9)；

蓄冷冰晶总成(8)储存冷量。

3.如权利要求2所述的具有蓄冷功能的驻车空调器的控制方法，其特征在于，

驻车空调器进入蓄冷模式运行，空调控制器获取蓄冷冰晶总成(8)内部温度；

若蓄冷冰晶总成(8)内部温度低于-10℃，关闭压缩机(1)和冷凝风机(9)；

若蓄冷冰晶总成(8)内部温度高于-7℃，则重新判断车辆是否处于驻车状态。

4.如权利要求1所述的具有蓄冷功能的驻车空调器的控制方法，其特征在于，

所述间隔时间t为30s。

5.如权利要求1或4所述的具有蓄冷功能的驻车空调器的控制方法，其特征在于，

ΔT的取值范围为0～5℃。

Images