CN112223983A - 一种用于卡车的驻车空调系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于卡车的驻车空调系统，包括集热箱、储热箱、压缩机、空调外机、空调内机、第一三向阀、第二三向阀和空调控制器，集热箱套装在卡车的三元催化器末端的尾气排放管上，集热箱内设有弯曲盘绕的第一高压管路，储热箱内填装有吸热材料以及弯曲盘绕的第二高压管路和空调供热管路，第一高压管路的出口、入口连接第二高压管路的入口、出口，空调内机的入口连接第一三向阀的第一接口，压缩机的出口连接第二接口，空调供热管路的出口连接第三接口，空调内机的出口连接第二三向阀的第一接口，空调供热管路的入口连接第二接口，空调外机的入口连接第三接口，空调外机的出口连接压缩机的入口。本发明能够延长空调运转时间。
Description
技术领域
本发明涉及卡车技术领域，特别是涉及一种用于卡车的驻车空调系统。
背景技术
作为一种运输能力强、灵活性强的输送方式，卡车在货运运输中占到很大的比重。随着经济的发展以及技术的积累，卡车在驾乘环境方面有着大幅的改善，对舒适性能以及环境性能提出了更高的要求。卡车空调系统对驾驶舱内环境空气温度进行控制，不仅能够满足车内人员的舒适度，还能降低驾驶员长时间驾驶的疲惫感，为车内人员的休憩提供良好的环境。
驻车空调是卡车驻车后，在发动机熄火的状态下，仍可以长时间使用的一种空调系统。现有技术中，卡车配置的驻车空调无论制热或制冷均需要使用车载电瓶，而且耗电量较大，而车载电瓶的电量有限，导致驻车空调使用时间缩短，降低了驾驶环境的舒适度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于卡车的驻车空调系统，能够延长空调运转时间。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种用于卡车的驻车空调系统，包括集热箱、储热箱、压缩机、空调外机、空调内机、第一三向阀、第二三向阀和空调控制器，所述空调内机位于卡车的驾驶舱内，所述集热箱、储热箱、压缩机和空调外机位于卡车的驾驶舱外，所述集热箱套装在卡车的三元催化器末端的尾气排放管上，所述集热箱内设有弯曲盘绕的第一高压管路，所述储热箱内填装有吸热材料以及浸没在吸热材料中且弯曲盘绕的第二高压管路和空调供热管路，所述第一高压管路的出口连接第二高压管路的入口，所述第二高压管路的出口连接第一高压管路的入口，所述空调内机的入口连接第一三向阀的第一接口，所述压缩机的出口连接第一三向阀的第二接口，所述空调供热管路的出口连接第一三向阀的第三接口，所述空调内机的出口连接第二三向阀的第一接口，所述空调供热管路的入口连接第二三向阀的第二接口，所述空调外机的入口连接第二三向阀的第三接口，所述空调外机的出口连接压缩机的入口，所述第一高压管路和第二高压管路中循环有冷却液，所述空调供热管路、压缩机、空调内机和空调外机中循环有冷媒；
其中，所述空调控制器在制热时，实时检测储热箱的内部温度，在内部温度高于驾驶舱的舱外温度时，控制第一三向阀的第一接口与第三接口连通以及控制第二三向阀的第一接口与第二接口连通，在内部温度低于舱外温度时，启动压缩机，控制第一三向阀的第一接口与第二接口连通以及控制第二三向阀的第一接口与第三接口连通；所述空调控制器在制冷时，启动压缩机，控制第一三向阀的第一接口与第二接口连通以及控制第二三向阀的第一接口与第三接口连通。
优选的，所述吸热材料为癸二酸/石墨基复合材料。
优选的，所述空调供热管路的出口与第一三向阀的第三接口之间还设有第三三向阀，所述空调供热管路的出口连接第三三向阀的第一接口，所述第一三向阀的第三接口连接第三三向阀的第二接口，所述空调外机的入口连接第三三向阀的第三接口；
所述空调控制器在制冷时，实时检测储热箱的内部温度，在内部温度高于舱外温度时，启动压缩机，控制第一三向阀的第一接口与第二接口连通、控制第二三向阀的第一接口与第三接口连通以及控制第三三向阀的第一接口与第二接口连通，在内部温度低于舱外温度时，启动压缩机，控制第一三向阀的第一接口与第二接口连通、控制第二三向阀的第一接口与第二接口连通以及控制第三三向阀的第一接口与第三接口连通。
优选的，所述第一三向阀、第二三向阀和第三三向阀均为T型三向阀门。
优选的，所述卡车的驾驶舱的后围板上设有多个均匀排列的安装孔，所述空调外机通过至少一个安装孔安装在后围板上。
优选的，所述储热箱的箱壁由隔热材料制成。
区别于现有技术的情况，本发明的有益效果是：可以降低尾气温度，减少尾气中物质挥发程度，并且利用尾气热量代替压缩机工作，减少空调系统对电力的需求。
附图说明
图1是本发明实施例提供的用于卡车的驻车空调系统的主视结构图。
图2是本发明实施例提供的用于卡车的驻车空调系统的轴测结构图。
图3是本发明实施例提供的用于卡车的驻车空调系统另一方向的轴测结构图。
图4是本发明实施例提供的用于卡车的驻车空调系统的原理框图。
图5是图4所示的驻车空调系统由储热箱供热的示意图。
图6是图4所示的驻车空调系统由压缩机制冷的示意图。
图7是本发明另一实施例提供的用于卡车的驻车空调系统的原理框图。
图8是图7所示的驻车空调系统由压缩机制冷的示意图。
图9是图7所示的驻车空调系统由压缩机制冷且向储热箱补充热量的示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
参阅图1至图4，本发明实施例中，驻车空调系统包括集热箱1、储热箱2、压缩机3、空调外机4、空调内机5、第一三向阀6、第二三向阀7和空调控制器(图未示)。
空调内机5位于卡车的驾驶舱内，集热箱1、储热箱2、压缩机3和空调外机4位于卡车的驾驶舱外，集热箱1套装在卡车的三元催化器8末端的尾气排放管81上，集热箱1内设有弯曲盘绕的第一高压管路11，储热箱2内填装有吸热材料以及浸没在吸热材料中且弯曲盘绕的第二高压管路21和空调供热管路22，第一高压管路11的出口112连接第二高压管路21的入口211，第二高压管路21的出口212连接第一高压管路11的入口111。
空调内机5的入口51连接第一三向阀6的第一接口61，压缩机3的出口32连接第一三向阀6的第二接口62，空调供热管路22的出口222连接第一三向阀6的第三接口63，空调内机5的出口52连接第二三向阀7的第一接口71，空调供热管路22的入口221连接第二三向阀7的第二接口72，空调外机4的入口41连接第二三向阀7的第三接口73，空调外机4的出口42连接压缩机3的入口31。第一高压管路11、第二高压管路21、空调供热管路22、压缩机3、空调内机5和空调外机4中循环有冷却液，冷却液具有高沸点属性。
其中，空调控制器在制热时，实时检测储热箱2的内部温度，在内部温度高于驾驶舱的舱外温度时，控制第一三向阀6的第一接口61与第三接口63连通以及控制第二三向阀7的第一接口71与第二接口72连通，在内部温度低于舱外温度时，启动压缩机3，控制第一三向阀6的第一接口61与第二接口62连通以及控制第二三向阀7的第一接口71与第三接口73连通；空调控制器在制冷时，启动压缩机3，控制第一三向阀6的第一接口61与第二接口62连通以及控制第二三向阀7的第一接口71与第三接口73连通。
空调控制器在制热时，如果储热箱2的内部温度高于驾驶舱的舱外温度，则无需启动压缩机3，而是由储热箱2提供热量，空调供热管路22内的冷却液从空调供热管路22的出口222流向空调内机5的散热器进行散热，并且流回空调供热管路22的入口221，在储热箱2内部进行热交换吸收吸热材料的热量，依靠热胀冷缩原理形成自动循环。循环过程如图5所示，图中箭头表示循环方向。
如果储热箱2的内部温度低于驾驶舱的舱外温度，则储热箱2供热不足，此时才启动压缩机3，由压缩机3、空调内机5、空调外机4形成循环，按照普通空调的制热原理进行制热。
空调控制器在制冷时，无需储热箱2参与，由压缩机3、空调内机5、空调外机4形成循环，按照普通空调的制冷原理进行制冷。循环过程如图6所示，图中箭头表示循环方向。
在本实施例中，吸热材料为癸二酸/石墨基复合材料。癸二酸/石墨基复合材料具有良好的吸热效率，当癸二酸占比85％时，复合材料在128℃会发生相变且拥有高达187J/g的相变潜热。汽车尾气的温度非常高，尾气经过三元催化器8后温度会下降到200摄氏度左右，集热箱1通过第一高压管路11中的冷却液将热量传递给储热箱2，癸二酸/石墨基复合材料吸收热量并液化，冷却液冷却并返回集热箱1重新加热形成循环。
空调控制器在制冷时，空调内机5流出的冷却液仍然具有一定温度，为了提高热量利用率，如图7所示，在本实施例中，空调供热管路22的出口222与第一三向阀6的第三接口63之间还设有第三三向阀9，空调供热管路22的出口222连接第三三向阀9的第一接口91，第一三向阀6的第三接口63连接第三三向阀9的第二接口92，空调外机4的入口41连接第三三向阀9的第三接口93。
空调控制器在制冷时，实时检测储热箱2的内部温度，在内部温度高于舱外温度时，启动压缩机3，控制第一三向阀6的第一接口61与第二接口62连通、控制第二三向阀7的第一接口71与第三接口73连通以及控制第三三向阀9的第一接口91与第二接口92连通，在内部温度低于舱外温度时，启动压缩机3，控制第一三向阀6的第一接口61与第二接口62连通、控制第二三向阀7的第一接口71与第二接口72连通以及控制第三三向阀9的第一接口91与第三接口93连通。
空调控制器在制冷时，如果储热箱2的内部温度低于驾驶舱的舱外温度，可以利用冷却液的温度为储热箱2补充热量。冷却液从空调内机5的出口52流向空调供热管路22的入口221，在储热箱2内部进行热交换，吸热材料吸收冷却液的热量后，再从空调供热管路22的出口222经第三三向阀9的第三接口93流向空调外机4，进而形成循环。循环过程如图8所示，图中箭头表示循环方向。
空调控制器在制冷时，如果储热箱2的内部温度高于驾驶舱的舱外温度，则无需为储热箱2补充热量，由压缩机3、空调内机5、空调外机4形成循环，按照普通空调的制冷原理进行制热。循环过程如图9所示，图中箭头表示循环方向。
在本实施例中，第一三向阀6、第二三向阀7和第三三向阀9均为T型三向阀门。T型三向阀门中具有球体，通过球体的上下移动来决定连通方向。
为了方便驻车空调系统的安装，卡车的驾驶舱的后围板上设有多个均匀排列的安装孔，空调外机4通过至少一个安装孔安装在后围板上。压缩机3可以与空调外机4集成在一起。
储热箱2的箱壁由隔热材料制成，以保持吸热材料的温度。储热箱2外部可以包覆泡沫等隔热层。
通过上述方式，本发明实施例的用于卡车的驻车空调系统通过将尾气中的热量存储在储热箱内，在制热时，先由储热箱提供热量，储热箱的热量不足时，才启动压缩机，在制冷时，利用冷却液的热量来补充储热箱的热量，从而降低了压缩机的工作时间，能够大幅度延长空调运转时间。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种用于卡车的驻车空调系统，其特征在于，包括集热箱、储热箱、压缩机、空调外机、空调内机、第一三向阀、第二三向阀和空调控制器，所述空调内机位于卡车的驾驶舱内，所述集热箱、储热箱、压缩机和空调外机位于卡车的驾驶舱外，所述集热箱套装在卡车的三元催化器末端的尾气排放管上，所述集热箱内设有弯曲盘绕的第一高压管路，所述储热箱内填装有吸热材料以及浸没在吸热材料中且弯曲盘绕的第二高压管路和空调供热管路，所述第一高压管路的出口连接第二高压管路的入口，所述第二高压管路的出口连接第一高压管路的入口，所述空调内机的入口连接第一三向阀的第一接口，所述压缩机的出口连接第一三向阀的第二接口，所述空调供热管路的出口连接第一三向阀的第三接口，所述空调内机的出口连接第二三向阀的第一接口，所述空调供热管路的入口连接第二三向阀的第二接口，所述空调外机的入口连接第二三向阀的第三接口，所述空调外机的出口连接压缩机的入口，所述第一高压管路、第二高压管路、空调供热管路、压缩机、空调内机和空调外机中循环有冷却液；
其中，所述空调控制器在制热时，实时检测储热箱的内部温度，在内部温度高于驾驶舱的舱外温度时，控制第一三向阀的第一接口与第三接口连通以及控制第二三向阀的第一接口与第二接口连通，在内部温度低于舱外温度时，启动压缩机，控制第一三向阀的第一接口与第二接口连通以及控制第二三向阀的第一接口与第三接口连通；所述空调控制器在制冷时，启动压缩机，控制第一三向阀的第一接口与第二接口连通以及控制第二三向阀的第一接口与第三接口连通。
2.根据权利要求1所述的驻车空调系统，其特征在于，所述吸热材料为癸二酸/石墨基复合材料。
3.根据权利要求1或2所述的驻车空调系统，其特征在于，所述空调供热管路的出口与第一三向阀的第三接口之间还设有第三三向阀，所述空调供热管路的出口连接第三三向阀的第一接口，所述第一三向阀的第三接口连接第三三向阀的第二接口，所述空调外机的入口连接第三三向阀的第三接口；
所述空调控制器在制冷时，实时检测储热箱的内部温度，在内部温度高于舱外温度时，启动压缩机，控制第一三向阀的第一接口与第二接口连通、控制第二三向阀的第一接口与第三接口连通以及控制第三三向阀的第一接口与第二接口连通，在内部温度低于舱外温度时，启动压缩机，控制第一三向阀的第一接口与第二接口连通、控制第二三向阀的第一接口与第二接口连通以及控制第三三向阀的第一接口与第三接口连通。
4.根据权利要求3所述的驻车空调系统，其特征在于，所述第一三向阀、第二三向阀和第三三向阀均为T型三向阀门。
5.根据权利要求4所述的驻车空调系统，其特征在于，所述卡车的驾驶舱的后围板上设有多个均匀排列的安装孔，所述空调外机通过至少一个安装孔安装在后围板上。
6.根据权利要求1所述的驻车空调系统，其特征在于，所述储热箱的箱壁由隔热材料制成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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