CN113525022A - 具有改进的空气处理的加热和/或空调设施及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于车辆的加热和/或空调设施,其包括:新鲜空气输送管线;至少设置用于将新鲜空气输送穿过新鲜空气输送管线的鼓风机;废气管线;和设置用于将废气输送穿过废气管线向外输送的废气输送装置,其中加热和/或空调设施包括:至少一个构成为空气‑空气热交换器的、用于在新鲜空气和废气之间进行热交换的第一热交换器,其设置在新鲜空气输送管线中以及废气管线中,以及在新鲜空气输送管线中在第一热交换器的下游设置有至少一个用于加热和/或冷却新鲜空气的第二热交换器,并且加热和/或空调设施包括另外的设置和构成用于冷却和/或加热循环空气的热交换器。此外,本发明涉及一种车辆及一种用于控制加热和/或空调设施的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的加热和/或空调设施。所述加热和/或空调设施包括:至少一个新鲜空气输送管线,所述至少一个新鲜空气输送管线用于引导用于车辆内部空间的新鲜空气;至少一个鼓风机,所述鼓风机至少设置用于将新鲜空气输送穿过所述至少一个新鲜空气输送管线中的至少一个;至少一个废气管线,所述至少一个废气管线用于引导来自车辆内部空间的废气;和至少一个废气输送装置,所述废气输送装置设置用于将废气输送穿过所述至少一个废气管线中的至少一个并且向外输送到周围环境中。尤其地,所述加热和/或空调设施用于公共汽车和轨道车辆。此外,本发明还涉及一种具有这种加热和/或空调设施的车辆以及一种用于控制所述设施的方法。
背景技术
已知如下用于车辆的加热和/或空调设施,在所述加热和/或空调设施中新鲜空气输送管线引入混合室中,所述混合室用于将新鲜空气与循环空气混合,并且鼓风机因此将新鲜空气和循环空气一起进一步输送到车辆内部空间中,并且废气借助于废气输送装置通过废气管线从车辆内部空间中向外吹入周围环境中。然而,在此,之前加热或冷却的废气未经使用地泄漏到周围环境中。所述废气的由于之前的能量耗费而进行的加热或冷却不再有利于对于车辆内部空间的进一步的空气处理。在EP0736402A2中公开了加热和空调设施的一个实施形式,其中经由在废气管线中设置在废气输送装置上游的热交换器来使用在加热运行中废气的热量和在冷却运行中废气的冷量,其中在废气和次级回路的加热/冷却液体之间交换热量。在此,经由在次级回路中的另一热交换器,所述加热/冷却液体将所吸收的热量或冷量输出给初级制冷剂回路的制冷剂,由此提高其效率。在制冷剂回路中,通常,压缩机、冷凝器/气体冷却器、膨胀机构和蒸发器沿着在制冷剂回路中循环的制冷剂的流动方向经由制冷剂管线连接为回路。然而,在EP0736402A2中示出的实施形式中,仅间接地经由次级回路在相应的材料耗费和成本耗费不利以及存在效率损失的情况下使用废气的热量或冷量。在DE102013008491A1中公开的用于车辆的加热和/或空调设施的一个实施形式中,直接经由在废气流中设置在废气输送装置上游的热交换器来使用废气的热量或冷量,而无需中间接入次级回路,在所述热交换器中在废气和制冷剂回路的制冷剂之间交换热量,进而提高制冷剂回路的效率。但是即使在这种情况下对于用于车辆内部空间的空气处理而言,使用废气的热量或冷量也间接地经由制冷剂回路进行,这关于效率和材料耗费尤其是不利的。制冷剂回路在此必须通过热交换器在废气管线中引导,这引起在其位置以及其制冷剂管线的引导方面的限制。
在WO2014/009922A1、CN210083216U、JP2015-051680A、JP2012-1037A和JPS58-63509A中公开的在车辆中用于空气处理的设施中,虽然存在用于在新鲜空气与废气之间进行热交换的空气-空气热交换器,但是新鲜空气和循环空气的其余处理显示出弱点。
发明内容
因此,本发明所基于的问题是,关于空气处理,如尤其关于废气的使用以及新鲜空气和循环空气的处理,提供一种改进的加热和/或空调设施。
基于相应的问题也提供具有这种加热和/或空调设施的车辆。
此外,本发明基于用于控制车辆中的这种加热和/或空调设施的相应的问题。
本发明所基于的问题通过根据本发明的加热和/或空调设施来解决。通过如下方式来解决所述问题:用于车辆的加热和/或空调设施包括:至少一个新鲜空气输送管线,所述至少一个新鲜空气输送管线用于引导用于车辆内部空间的新鲜空气;至少一个鼓风机,所述鼓风机至少设置用于将新鲜空气输送穿过至少一个新鲜空气输送管线中的至少一个;至少一个废气管线,所述至少一个废气管线用于引导来自车辆内部空间的废气;和至少一个废气输送装置,所述废气输送装置设置用于将废气输送穿过至少一个废气管线中的至少一个并且向外输送到周围环境中,其中所述加热和/或空调设施包括:至少一个构成为空气-空气热交换器的用于在新鲜空气和废气之间进行热交换的第一热交换器,所述第一热交换器不仅设置在所述至少一个新鲜空气输送管线中的至少一个新鲜空气输送管线中或者设置为所述至少一个新鲜空气输送管线中的至少一个新鲜空气输送管线的组成部分,而且设置在所述至少一个废气管线中的至少一个废气管线中或者设置为所述至少一个废气管线中的至少一个废气管线的组成部分,并且在新鲜空气输送管线中在第一热交换器的下游设置有至少一个用于在新鲜空气和在运行时在回路中循环的介质之间进行热交换的第二热交换器,,使得所述第二热交换器关于空气处理设置用于仅加热和/或冷却新鲜空气,并且其中加热和/或空调设施包括至少一个另外的设置和构成用于冷却和/或加热循环空气的热交换器。
本发明具有以下优点:尤其通过之前进行的空气处理加热的或冷却的废气能够直接地和立即用于预热或预冷用于车辆内部空间的新鲜空气。这能够实现有效地利用废气。不需要针对在其他情况下在现有技术中废气与在回路中循环的热介质的中间接入的热交换的材料和成本。因此有利地消除了在这种回路的位置和其管线的方位方面的相应的限制。因此,在废气仍可利用的情况下例如能够将加热和/或空调设施的制冷剂回路和/或次级回路毫无问题地设置在废气管线旁边。有利的是,在第一热交换器中由废气预热和预却的新鲜空气可附加地以与期望温度相协调的方式在第二热交换器中加热和/或冷却。因此,不事先与循环空气混合,进而不对循环空气和新鲜空气进行无差别的加热或冷却,这提供了加热和/或空调设施效率更高的可行性。有利的是,借助设置和构成用于冷却和/或加热循环空气的热交换器,能够实现对循环空气的有效的空气处理,这有助于加热和/或空调设施的效率。在运行时在回路中循环的介质例如是制冷剂回路的制冷剂或者是冷却和/或加热回路的冷却和/或加热液体。
将源自车辆内部空间的废气所能够流动穿过的任何适宜的形状、类型和尺寸的管线考虑作为废气管线。将用于车辆内部空间的新鲜空气所能够流动穿过的任何适宜的形状、类型和尺寸的管线考虑作为新鲜空气输送管线。车辆内部空间例如是驾驶空间和/或乘客空间,如驾驶舱和/或客舱。将任何适宜类型的空气输送装置,例如径流式通风装置、双径流式通风装置、轴流式通风装置或横流式通风装置分别考虑为鼓风机和废气输送装置。
在下文中提出本发明的相应的主题的有利的设计方案、改进方案和改善方案。
特别有利的是,至少一个第二热交换器设立为可在冷却和加热新鲜空气之间切换。因此对于这两种功能可使用同一第二热交换器,这减少了材料、成本和空间需求。
根据一个有利的改进方案,加热和/或空调设施包括具有压缩机、冷凝器/气体冷却器、膨胀机构和蒸发器的制冷剂回路,所述制冷剂回路构成用于可在进行加热的热泵运行和进行冷却的空调运行之间切换。因此制冷剂回路可用于冷却和加热。在例如借助制冷剂R-1234yf仅可亚临界运行的制冷剂回路中,所述冷凝器/气体冷却器是冷凝器。而在例如借助CO2可超临界运行的制冷剂回路中,所述冷凝器/气体冷却器是气体冷却器。
优选地,用于新鲜空气输送的至少一个鼓风机设置为,使得借助所述鼓风机仅可输送新鲜空气。因此,可在不具有风门装置的情况下调节用于车辆内部空间的新鲜空气输送。特别有利的是如下实施形式,其中至少一个另外的鼓风机仅设置用于相对于车辆内部空间输送循环空气。因此,用于车辆内部空间的新鲜空气输送与循环空气流完全解耦。
根据加热和/或空调设施的一个有利的实施形式,用于新鲜空气输送的至少一个鼓风机的马达和至少一个废气输送装置的马达能够分别构成为是可电运行的并且转速是可调节的。因此能够分别调控废气和新鲜空气的每时间输送量。因此,能够调节在车辆内部空间中的空气压力和空气交换的大小。此外,因此在第一热交换器中通过废气来预冷和预热所述新鲜空气时提供一种变型方案可行性。
优选的是,根据本发明的加热和/或空调设施构成为,使得用于穿过一个/多个新鲜空气管线的新鲜空气输送的可穿流的横截面的尺寸,和/或用于穿过一个/多个废气管线的废气的可穿流的横截面的尺寸是可变的。这例如能够通过相应的一个或多个风门装置或其它已知的用于可变地调节所述可穿流的横截面的设备来实现。因此,在运行时可调控废气和/或新鲜空气的每时间输送量。因此能够调节在车辆内部空间中的空气压力和空气交换的大小。此外,因此在第一热交换器中通过废气来预冷和预热所述新鲜空气时提供一种变型方案可行性。
根据加热和/或空调设施的一个有利的实施形式,所述至少一个第一热交换器包括彼此相邻的通道,所述通道通过具有导热材料的共同的壁相互分开,所述通道中的一个通道总是设置用于引导新鲜空气,而另一个通道设置为用于引导废气。这具有如下优点:在废气和新鲜空气之间好的直接的热交换。在此,通道的数量不限于两个,而是所述第一热交换器例如能够包含多个这种相邻的通道对,或者多个通道相邻地伸展,使得用于废气的通道与用于新鲜空气的通道分别交替地并排铺设。通道的横截面形状并非是固定的。可以考虑例如具有三角形的、正方形的、圆形的、矩形的或六边形的垂直于流动方向的横截面的设计方案。相应的分隔两个相邻的通道的共同的壁例如能够由作为导热材料的金属或者由良好导热的塑料构成。对于这种壁也可以考虑由良好导热的材料与不那么好地导热的材料构成的混合物。在此,第一热交换器的如下设计方案对于在新鲜空气和废气之间进行热交换是特别有效的,其中两个或更多个通道以其纵轴线彼此平行地铺设,以及通道的垂直于纵轴线的相应的横截面同等大小地矩形地、优选正方形或三角形地成形,并且棋格状地相对于彼此以如下方式设置:关于其相应的侧,用于引导新鲜空气的通道彼此不邻接,以及用于引导废气的通道彼此不邻接。
根据加热和/或空调设施的另一有利的实施形式,第一热交换器的设置用于引导废气和设置用于引导新鲜空气的通道轮流地在用于引导废气和用于引导新鲜空气之间彼此交替地设置。在此,在废气和新鲜空气之间的热交换可通过所述层的导热的分隔壁良好地实现,其中废气和新鲜空气在层平面中的流动方向不必彼此平行地伸展,也就是说,能够彼此成角度。在此,一个优选的设计方案是,设置用于引导新鲜空气的通道相对于新鲜空气的流动方向彼此平行地设置,并且关于其纵向延展在尺寸和角度方面相对于设置用于废气的通道构成为,使得用于引导新鲜空气的通道的入口设置在第一热交换器的第一侧上,而其出口设置在第二侧上,并且设置用于引导废气的通道的入口设置在第三侧上,而其出口设置在第四侧上。因此以简单的方式将具有分别作为其组成部分的共同的第一热交换器的废气管线和新鲜空气输送管线彼此分开地引导。不需要在第一热交换器上游和下游额外地划分新鲜空气输送管线和/或废气管线。
根据一个有利的实施形式,沿着第一热交换器的废气和新鲜空气的所设置的流动方向的竖直的横截面具有六边形形状,其中相对置的侧彼此平行地伸展。在这种形状中,废气和新鲜空气能够在其相应的流动方向上交叉地、彼此分开地恰好穿流第一热交换器。相应的流动阻力保持得低。
按照根据本发明的加热和/或空调设施的一个有利的改进方案,所述加热和/或空调设施在至少一个废气管线中在第一热交换器下游包括至少一个用于在废气和在运行时在回路中循环的介质之间进行热交换的第三热交换器,所述第三热交换器构成为,使得借助所述第三热交换器可在加热和/或空调设施的加热运行中从废气中回收热量,和/或可在加热和/或空调设施的空调运行中从废气中回收冷量,以运行所述加热和/或空调设施。因此,除了在第一热交换器中直接使用废气以外,所述废气间接地用于提高所述加热和/或空调设施的效率。
优选地,根据本发明的加热和/或空调设施包括控制装置,所述控制装置至少用于通过至少一个第一热交换器和至少一个至少设置用于新鲜空气输送的鼓风机来调控所述新鲜空气输送,并且通过至少一个第一热交换器和至少一个废气输送装置来调控废气的按时间的排出量。所述控制装置例如构成用于控制用于新鲜空气输送的至少一个鼓风机的和至少一个废气输送装置的马达的转速,和/或构成用于控制穿过一个/多个新鲜空气管线的新鲜空气输送的可穿流的横截面的尺寸,和/或构成为用于控制用于废气穿过一个/多个废气管线的可穿流的横截面的尺寸。因此,可自动地控制在车辆内部空间如驾驶空间和/或乘客空间中的新鲜空气体积流、空气压力以及可自动地控制在第一热交换器中通过废气对新鲜空气的预热或预冷。
根据一个优选的实施形式,加热和/或空调设施的引导空气的、输送空气的和直接进行空气处理的组成部分设置在下述单元中,所述单元构成用于定位在车顶上或部分地集成在车顶中。这尤其对于较大的、伸长的地面车辆,例如公共汽车或轨道车辆是特别有利的。
最后,根据本发明的加热和/或空调设施的各个实施形式特征基本上能够自由地相互组合,只要它们是彼此独立的并且不相互排斥。
本发明所基于的另一问题借助具有根据本发明的加热和/或空调设施的车辆来解决。关于有利的设计方案和改进方案及其优点,相应地适用关于根据本发明的加热和/或空调设施的上述说明。优选的是,所述车辆是建筑车辆或农业车辆或公路车辆或轨道车辆。
关于方法的问题通过一种用于控制在车辆中的根据本发明的加热和/或空调设施的方法来解决,所述方法具有以下步骤:通过至少一个第一热交换器和至少一个至少设置用于新鲜空气输送的鼓风机来调控所述新鲜空气输送;和通过至少一个第一热交换器和至少一个废气输送装置来调控废气的按时间的排出量。
例如,在此,自动地调控用于新鲜空气输送的至少一个鼓风机的和至少一个废气输送装置的马达的转速,和/或自动地调控用于穿过一个/多个新鲜空气管线的新鲜空气输送的可穿流的横截面的尺寸,和/或自动地调控用于穿过一个/多个废气管线的废气的可穿流的横截面的尺寸。因此尤其控制在车辆内部空间如驾驶空间和/或乘客空间中的新鲜空气体积流、空气压力以及有利地控制在第一热交换器中进行的通过废气预热或预冷新鲜空气。
附图说明
根据附图阐述本发明的实施例。
附图示出:
图1示出贯穿加热和/或空调设施的一个实施例的竖直的横截面;
图2示出作为在图1中示出的加热和/或空调设施的第一热交换器的实施例的空气-空气热交换器;
图3示出作为用于根据本发明的加热和/或空调设施的第一热交换器的空气-空气热交换器的另一实施例的垂直于空气流动方向的横截面;
图4示出具有根据本发明的加热和/或空调设施的一个实施例的车辆;和
图5作为流程图示出一种用于控制车辆中的根据本发明的加热和/或空调设施的方法。
具体实施形式
所有附图应理解为示意性的。为了提高视图的清晰度视图并非是符合比例的。
在图1中以竖直的横截面示出加热和/或空调设施1的一个实施例,所述加热和/或空调设施安装在车辆例如公共汽车的车顶51上。在加热和/或空调设施1的壳体盖3下方,以分别构成为径流式通风装置的方式,在右侧上设置有鼓风机5,所述鼓风机仅用于新鲜空气输送,并且在左侧上设置有另一鼓风机7,所述另一鼓风机仅用于使循环空气相应以吹气方向向下通过吹气开口9和11进入车辆内部空间53中,所述车辆内部空间例如构成为乘客空间。也可以分别考虑鼓风机5和另一鼓风机7作为例如双径流式通风装置或轴流式通风装置或横流式通风装置的实施方案。这两个鼓风机5和7分别具有可电运行的马达13、15,所述马达的转速是可调控的。对于待由鼓风机5吸入的新鲜空气,在壳体盖3中存在入口17,新鲜空气输送管线19从该入口将吸入的新鲜空气引导至鼓风机5,并且从该处将其吹入车辆内部空间53中。在新鲜空气输送管线19中,在入口17的下游设置有第一热交换器21作为所述新鲜空气输送管线的组成部分。该热交换器21构成为用于在新鲜空气和废气之间进行热交换的空气-空气热交换器。为此,所述热交换器也在废气管线23中作为其组成部分设置,所述废气管线设立为用于将来自车辆内部空间53的废气通过所述出口22引导至废气输送装置25。也就是说,第一热交换器21是新鲜空气输送管线19和废气管线23的组成部分。所述第一热交换器具有用于新鲜空气的通道以及与其导热连接的用于废气的通道。废气和新鲜空气的流动方向在第一热交换器21中交叉。所述第一热交换器的沿着废气和新鲜空气的所设置的流动方向的竖直的横截面具有六边形形状,其中相对置的侧彼此平行地伸展。所设置的空气流动以虚线箭头示出。
在新鲜空气输送管线19中,在第一热交换器21的下游在鼓风机5上游存在第二热交换器27,所述第二热交换器设置用于在新鲜空气和在运行时在回路中循环的介质之间进行热交换。第二热交换器27可切换地构成用于一方面加热新鲜空气,而另一方面冷却新鲜空气。在这种情况下,所述介质是制冷剂,例如CO2,所述介质在运行时在制冷剂回路28中循环,所述制冷剂回路可在进行冷却的空调运行和进行加热的热泵运行之间切换。制冷剂回路28仅以虚线示意性地示出。除了第二热交换器27和另一热交换器37以外,所述制冷剂回路还包括借助于制冷剂管线连接为回路的压缩机30、可在气体冷却器功能和蒸发器功能之间进行切换的外部热交换器32和膨胀机构34,其中第二热交换器27一方面作用为蒸发器,而另一方面作用为气体冷却器。还可以考虑如下第二热交换器27,所述第二热交换器用于新鲜空气与加热和/或冷却回路的构成为加热和/或冷却液体的介质的热交换,所述加热和/或冷却回路例如作为次级回路与可切换的初级制冷剂回路28热交换连通。
构成为轴流式通风装置的废气输送装置25在运行时通过设有第一热交换器21的废气管线23并且进一步通过壳体盖3中的吹气开口29将来自车辆内部空间53的废气向外输送到周围环境中。作为废气输送装置25也可以考虑另一适宜类型的空气输送装置,例如径流式通风装置或双径流式通风装置或横流式通风装置。用于驱动所述废气输送装置25的转子的可电运行的马达31转速可调控地构成。
与新鲜空气输送管线19分隔地设置在加热和/或空调设施1的左侧上的循环空气管线33用于将通过鼓风机7抽吸的循环空气从车辆内部空间53穿过所述入口35、这两个另外的热交换器37和39引导至鼓风机7。尤其用于冷却所述循环空气的热交换器37尤其构成为制冷剂回路28的蒸发器。同样可以使用与制冷剂回路28热交换连通的冷却回路的构成为空气-冷却液体热交换器的热交换器37。用于加热所述循环空气的热交换器39是电加热元件。但是,也可以考虑作为加热回路的空气-加热液体热交换器或作为制冷剂回路28的冷凝器/气体冷却器的构成方案。
控制装置41构成用于调控三个马达13、15、31的转速。为此,加热和/或空调设施1具有压力传感器43,所述压力传感器用于测量在车辆内部空间53中的空气压力。由控制装置41从压力传感器43处接收到的测量数据以及用于新鲜空气输送的鼓风机5和废气输送装置25的所设定的输送功率由控制装置41与车辆内部空间53中的空气压力的期望值、新鲜空气体积流的期望值和在第一热交换器21中通过废气预冷和预热所述新鲜空气的强度的期望值进行比较。在与期望值存在偏差的情况下控制装置41试图通过首先相应地调控马达13的转速,进而相应地调控通过第一热交换器21和鼓风机5的新鲜空气输送,并且其次相应地调控马达31的转速,进而相应地调控废气通过第一热交换器21和废气输送装置25的按时间的排出量,自动地补偿所述偏差。与此无关地,可由控制装置41通过调控马达15的转速来调节循环空气体积流。控制装置41具有处理器。
也可考虑加热和/或空调设施1的如下实施方案变型形式,所述加热和/或空调设施仅作为空调设施运转,例如不具有另外的热交换器39以及具有仅可在空调运行中运行的制冷剂回路28。相反,加热和/或空调设施1的如下变型方案是可行的,所述加热和/或空调设施仅作为加热设施运转,例如具有仅可在热泵运行中运行的制冷剂回路28。
在图2中示出作为在图1中示出的加热和/或空调设施的第一热交换器21的实施例的空气-空气热交换器。在这种情况下,设置用于引导废气的通道61和设置用于引导新鲜空气的通道63逐层彼此交替地设置。彼此相邻的通道61和63通过由作为导热材料的铝制成的共同的壁65彼此分开。壁65同样能够具有任意其它适宜的导热材料,例如钢板或黄铜。各一个设置用于引导新鲜空气的通道63和设置用于引导废气的通道61直接通过壁65分开。沿着第一热交换器的废气和新鲜空气的所设置的流动方向的竖直的横截面具有六边形形状,其中相对置的侧彼此平行地伸展。设置用于引导新鲜空气的通道63相对于新鲜空气的流动方向彼此平行地设置。也就是说,提出,新鲜空气沿一个方向穿流所有这些通道63。设置用于引导废气的通道61相应地相对于废气的流动方向彼此平行地设置。也就是说,提出,废气沿一个方向穿流所有这些通道61。废气和新鲜空气的流动方向彼此成一定角度。该角度和通道61和63的纵向延展的尺寸被测定为,使得用于新鲜空气的通道63的入口67设置在第一热交换器21的第一侧69上,而其出口71设置在第二侧73上,以及设置用于引导废气的通道的入口75设置在第三侧77上,而其出口79设置在第四侧81上。
在图3中示出作为用于根据本发明的加热和/或空调设施的第一热交换器21的空气-空气热交换器的另一实施例的垂直于空气流动方向的横截面。在这种情况下,设置用于引导废气的通道61和设置用于引导新鲜空气的通道63借助其垂直于图层伸展的纵轴线彼此平行地设置。通道61和63的垂直于纵轴线的相应的横截面以相同尺寸正方形地成形并且棋格状地相对于彼此以如下方式设置:关于其相应的侧,用于引导新鲜空气的通道63彼此不邻接,以及用于引导废气的通道61彼此不邻接。在彼此相邻的、分别借助共同的壁65分隔的通道61和63中,一个通道总是设置用于引导废气,而另一通道设置用于引导新鲜空气。分隔壁65由作为导热材料的铝制成。所述壁同样能够具有任意其它适宜的导热材料,例如钢板或黄铜,或者具有由良好导热的材料的和不那么好地导热的材料构成的混合物。
也可以考虑第一热交换器21的如下实施形式,其中彼此平行伸展的通道61和63的垂直于纵轴线的相同尺寸的横截面矩形或三角形地,优选等边三角形地成形,并且根据在图3中所示出的实施例关于用于废气的通道61和用于新鲜空气的通道63棋格状地相对于彼此设置。
在图4中示出具有根据本发明的加热和/或空调设施1的一个实施例的车辆91。所述车辆在这种情况下是公共汽车,在所述公共汽车的车顶51上定位有加热和/或空调设施1的单元93。单元93尤其包含加热和/或空调设施1的引导空气的、输送空气的和直接进行空气处理的组成部分。
因此,在该处尤其设置有:用于引导用于车辆内部空间53的新鲜空气的新鲜空气输送管线;用于输送新鲜空气穿过新鲜空气输送管线的鼓风机;用于引导来自车辆内部空间53的废气的废气管线;和用于输送废气穿过废气管线并且向外输送到周围环境中的废气输送装置。在新鲜空气输送管线中以及在废气管线中设置有构成为空气-空气热交换器的第一热交换器,所述第一热交换器用于在新鲜空气和废气之间进行热交换。在单元93中还隐藏有控制装置,所述控制装置用于通过第一热交换器和设置用于新鲜空气输送的鼓风机调控新鲜空气输送并且用于通过第一热交换器和废气输送装置调控废气的按时间的排出量。加热和/或空调设施1例如如在图1中所示出的那样构成。在这种情况下,加热和/或空调设施1的制冷剂回路的外部热交换器32不限于在车辆91的前部处向前地安装在单元93的外部。也可以考虑下述实施方案,其中整个加热和/或空调设施1作为单元93设置在车顶51上或者部分集成地设置在车顶51中。此外,加热和/或空调设施1也可构成有多个新鲜空气输送管线和用于其的鼓风机,以及多个废气管线和用于其的废气输送装置以及相应多个用于在废气和新鲜空气之间进行热交换的第一热交换器。
在图5中作为流程图示出用于控制车辆中的根据本发明的加热和/或空调设施的方法。在步骤100中通过相应的传感器检测车辆内部空间中的空气压力、新鲜空气体积流的大小和周围环境的温度以及在车辆内部空间中的空气的温度的实际值以后,所述方法包括步骤110:通过至少一个第一热交换器和至少一个至少设置用于新鲜空气输送的鼓风机来调控新鲜空气输送。在后续的步骤120中,通过至少一个第一热交换器和至少一个废气输送装置调控废气的按时间的排出量。在步骤110和120中,调控至少一个鼓风机和至少一个废气输送装置的马达的转速。进行步骤110和120,以便尽可能达到对于车辆内部空间中的空气压力和空气温度以及对于新鲜空气体积流的大小的所预设的期望值。同样可考虑用于如下控制根据本发明的加热和/或空调设施的方法,其中步骤110和120同时或者以相反的顺序进行。
Claims (16)
1.一种用于车辆(91)的加热和/或空调设施(1),所述加热和/或空调设施包括:至少一个新鲜空气输送管线(19),所述至少一个新鲜空气输送管线用于引导用于车辆内部空间(53)的新鲜空气;至少一个鼓风机(5),所述至少一个鼓风机至少设置用于将新鲜空气输送穿过所述至少一个新鲜空气输送管线(19)中的至少一个新鲜空气输送管线;至少一个废气管线(23),所述至少一个废气管线用于引导来自车辆内部空间(53)的废气;和至少一个废气输送装置(25),所述废气输送装置设置用于将废气输送穿过所述至少一个废气管线(23)中的至少一个废气管线并且向外输送到周围环境中,其中所述加热和/或空调设施(1)包括:至少一个构成为空气-空气热交换器的、用于在新鲜空气和废气之间进行热交换的第一热交换器(21),所述第一热交换器不仅设置在所述至少一个新鲜空气输送管线(19)中的至少一个新鲜空气输送管线中或设置为所述至少一个新鲜空气输送管线(19)中的至少一个新鲜空气输送管线的组成部分,而且设置在所述至少一个废气管线(23)中的至少一个废气管线中或设置为所述至少一个废气管线(23)中的至少一个废气管线的组成部分,并且在所述新鲜空气输送管线(19)中在所述第一热交换器(21)的下游设置有至少一个第二热交换器(27),所述第二热交换器用于在新鲜空气和在运行时在回路中循环的介质之间进行热交换,所述第二热交换器设置为,使得所述第二热交换器关于空气处理设置用于仅加热和/或冷却所述新鲜空气,其特征在于,
所述加热和/或空调设施(1)包括至少一个另外的设置和构成为用于冷却和/或加热循环空气的热交换器(37、39)。
2.根据权利要求1所述的加热和/或空调设施(1),其特征在于,所述至少一个第二热交换器(27)设立为能够在冷却和加热所述新鲜空气之间切换。
3.根据权利要求1或2所述的加热和/或空调设施(1),其特征在于,所述加热和/或空调设施包括具有压缩机(30)、冷凝器/气体冷却器、膨胀机构(24)和蒸发器的制冷剂回路(28),所述制冷剂回路构成为能够在进行加热的热泵运行和进行冷却的空调运行之间切换。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的加热和/或空调设施(1),其特征在于,用于所述新鲜空气输送的所述至少一个鼓风机(5)设置为,使得借助所述鼓风机仅能够输送新鲜空气,并且设有至少一个另外的鼓风机(7),所述至少一个另外的鼓风机仅用于关于车辆内部空间(53)输送循环空气。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的加热和/或空调设施(1),其特征在于,用于所述新鲜空气输送的所述至少一个所述鼓风机(5)的和所述至少一个废气输送装置(25)的马达(13、31)分别构成为是可电运行的并且其转速是可调控的。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的加热和/或空调设施(1),其特征在于,所述加热和/或空调设施构成为,使得用于穿过一个/多个新鲜空气管线(19)的新鲜空气输送的可穿流的横截面的尺寸和/或用于穿过一个/多个废气管线(23)的废气的可穿流的横截面的尺寸是可变的。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的加热和/或空调设施(1),其特征在于,至少一个所述第一热交换器(21)包括彼此相邻的、通过具有导热材料的共同的壁(65)相互分开的通道(61、63),所述通道中的一个通道(63)总是设置用于引导新鲜空气,而另一通道(61)设置用于引导废气。
8.根据权利要求7所述的加热和/或空调设施(1),其特征在于,两个或更多个所述通道(61、63)以其纵轴线彼此平行地铺设,以及所述通道(61、63)的垂直于所述纵轴线的相应的横截面相同尺寸地矩形地、优选正方形或三角形地成形,并且棋格状地以如下方式相对于彼此设置:关于所述横截面的相应的侧,用于引导所述新鲜空气的通道(63)彼此不邻接,以及用于引导所述废气的通道(61)彼此不邻接。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的加热和/或空调设施(1),其特征在于,所述第一热交换器(21)的设置用于引导废气和设置用于引导新鲜空气的通道(61、63)彼此轮流地以在用于引导废气和用于引导新鲜空气之间交替的方式设置。
10.根据权利要求9所述的加热和/或空调设施(1),其特征在于,设置用于引导新鲜空气的通道(63)关于新鲜空气的流动方向彼此平行地设置,并且关于其纵向延展在尺寸和角度方面相对于设置用于废气的通道(61)构成为,使得所述用于引导新鲜空气的通道的入口(67)设置在所述第一热交换器(21)的第一侧(69)上,而其出口(71)设置在所述第一热交换器的第二侧(73)上,并且将用于引导废气的通道(61)的入口(75)设置在所述第一热交换器的第三侧(77)上,而其出口(79)设置在所述第一热交换器的第四侧(81)上。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的加热和/或空调设施(1),其特征在于,沿着所述第一热交换器(21)的废气和新鲜空气的所设置的流动方向的竖直的横截面具有六边形形状,其中相对置的侧彼此平行地伸展。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的加热和/或空调设施(1),其特征在于,所述加热和/或空调设施在所述至少一个废气管线(23)中在所述第一热交换器(21)的下游包括至少一个第三热交换器(83),所述第三热交换器用于在废气和在运行时在回路中循环的介质之间的热交换,所述第三热交换器构成为,使得借助所述第三热交换器(83)能够在所述加热和/或空调设施(1)的加热运行中从废气中回收热量,和/或能够在所述加热和/或空调设施(1)的空调运行中从废气中回收冷量,以运行所述加热和/或空调设施(1)。
13.根据权利要求1至12中任一项所述加热和/或空调设施(1),其特征在于,所述加热和/或空调设施包括控制装置(41),所述控制装置至少用于通过所述至少一个第一热交换器(21)和所述至少一个至少设置用于新鲜空气输送的鼓风机(5)来调控所述新鲜空气输送,并且用于通过所述至少一个第一热交换器(21)和所述至少一个废气输送装置(25)来调控废气的按时间的排出量。
14.根据权利要求1至13中任一项所述加热和/或空调设施(1),其特征在于,至少所述加热和/或空调设施的引导空气的、输送空气的和直接进行空气处理的组成部分设置在单元(93)中,所述单元构成用于定位在车顶(51)上或部分地集成在车顶(51)中。
15.一种车辆(91),如优选建筑车辆或农业车辆或公路车辆或轨道车辆,所述车辆具有根据权利要求1至14中任一项所述的加热和/或空调设施(1)。
16.一种用于控制在根据权利要求15的车辆(91)中的根据权利要求1至14中任一项所述的加热和/或空调设施(1)的方法,其特征在于所述方法具有以下步骤:
-通过至少一个第一热交换器(21)和至少一个至少设置用于新鲜空气输送的鼓风机(5)来调控(110)所述新鲜空气输送;和
-通过所述至少一个第一热交换器(21)和至少一个废气输送装置(25)来调控(120)废气的按时间的排出量。
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