CN1955616B - 一种机动车辆车厢空气调节系统及其车辆 - Google Patents

一种机动车辆车厢空气调节系统及其车辆 Download PDF

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Abstract

空气调节系统包括至少一传感器(39，41)，用于机动车辆(10)车厢(6)的热舒适检测，具有至少一对热交换器(8、9)的装置(5)，每个设计为在传感器(39，41)的控制下，以交替的间隔提高和降低所述湿度。每个热交换器(8，9)包括基质(11)，基质根据气体的吸收具有吸热和放热的特性，两基质安装在两密封箱(14)内，密封箱通过压缩机(12)和一系列阀(13，15a，15b)相互连通，其可被驱动以交替地从一个基质向另一个基质传递气体。每个热交换器(8，9)，还包括外传送器(26，27)，其上有通至车厢(6)的开口(31)和朝向外部的开口(32)，两个开口(31)和(32)由窗口(33)控制，窗口(33)被间歇地驱动以连续输送热气和冷气进入车厢(6)。

Description

一种机动车辆车厢空气调节系统及其车辆
技术领域
本发明涉及环境空气调节系统，特别是用于机动车辆乘客室的空气调节系统。
背景技术
已知环境空气调节系统必须是能够改变环境中的空气，在外界温度较低的情况下，进行加热。在外部温度较高的情况下，进行调节，包括空气的制冷和除去湿气。
通常，空气调节涉及到较高的能量消耗，以至于常常负担高的运行成本。在任何情况下，所述的能量几乎总是由燃烧燃料而产生，以至于实际上空调系统还增加对大气的污染，并涉及使用对大气层中臭氧层有害的气体。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于调节环境，特别是机动车辆乘客室的空气调节系统。该系统具有高能量效率，环境损害小，有限成本。同时还具备传统空调系统的相同功能，而且能够消除已有空调系统的缺陷。
实现本发明的目的是提供一种环境空气调节系统，该系统包含一装置，该装置包括：至少一对热交换器，设计为可降低循环在其中的流体介质的温度。每个热交换器可与相应的其它热交换器进行循环的和往复式的操作，以这种方式，在第一半周期中，第一热交换器降低通过其中的流体介质的温度，而在第二半周期中，第一热交换器增加通过其中的流体介质的温度；设置窗口，用于定位所述的热交换器与所述的环境相通。
本发明提供了一种机动车辆车厢空气调节系统，包含调节装置，该装置包括：至少一对热交换器，设计为可降低循环在其中的流体介质的温度，每个所述的热交换器包括相应的基质，该基质具有根据气体的吸收而吸热和释放热量的特性，每个热交换器可与相应的其它热交换器进行循环的和往复式的操作，以这种方式，在第一半周期中，第一热交换器降低通过其中的流体介质的温度，而在第二半周期中，第一热交换器增加通过其中的流体介质的温度；设置窗口，用于定位所述的热交换器与所述的环境相通，每个所述的热交换器与出口传送器相联，每个出口传送器有通至外部环境的第三开口和朝向车厢的第四开口，所述的窗口设置为可以被间歇地驱动而定位所述的第四开口与所述的车厢相通。
本发明还提供了一种车辆，其中，所述的车辆是公共汽车，具有驾驶座和车厢，该车辆包括至少一空气调节装置设置于驾驶座相应的位置，一个或多个空气调节装置设置于车厢相应的位置。
本发明还提供了另一种车辆，其中，所述的车辆是运输货物的车辆，其特征在于，该车辆包括用于驾驶室的空气调节装置，一个或多个空气调节装置设置于运输货物的舱室，以便用于所述货物的调节或致冷。
附图说明
为了更好地理解本发明，下面结合附图和实例描述本发明优选的实施例。
图1、是本发明空调系统的装置结构示意图。
图2、是根据本发明第一实施例，图1的仰视图。
图3、是根据本发明另一实施例，图1的仰视图。
图4、是用于图1装置的一对热交换器的运行示意图。
图5、是图1装置的加热环境的运行图。
图6、是图2装置的冷却环境的运行图。
图7、是图3装置的冷却环境的运行图。
图8、是空气调节系统在汽车上应用的结构示意图。
图9、是空气调节系统在公共汽车上应用的结构示意图。
具体实施方式
参照图1，用于调节环境，如调节机动车辆10的车厢6(可参见图8)的空调系统的整体装置以5表示。装置5包括热交换器装置7，该热交换器装置被设计为可被间歇式驱动，以调节车厢6的空气温度。
根据本发明，热交换器被设计成可根据吸收和释放热能的过程，而提供热力循环。具体为热交换器装置7包括一对热交换器8和9。它能够在热力循环中的特性水平之间进行热能转换。其中，每个热交换器8和9，被设计为以交替的间隔，提高和降低空气温度。每一个热交换器8和9，以已知的方式在相应的固体基质11(图4)上有气体的吸收功能，因而具有吸收热量和释放热量的特性(Each heat-exchanger unit 8，9thus has theproperty of absorbing and releasing heat as a function of the absorption of anaeriform on a corresponding solid matrix 11，in a known way)。
具体为，可使用气态的氢，该气态氢可以被基质11吸收而形成金属氢化物或可以被基质11释放，作为氢的压力(或温度)的函数。基质11可以由金属合金组成的底层形成。合金的特征是，超出平衡压力，在放热过程中会吸收氢，以便热交换器8，9向乘客室6供应热，而低于平衡压力，在吸热过程中会释放氢，以便热交换器8，9从乘客室6吸热而进行冷却。
为此目的，两个热交换器8和9的每个基质11被安装在相应的密封箱14中。两个密封箱14通过主管20相连。其中，主管20设置有压缩机12和关闭阀13。主管20还通过两个相应的副管20a和20b与密封箱14连接。其中，设置有相应的关闭阀15a和15b。阀13，15a和15b设计为可被间歇地驱动，以交替地压缩两个密封箱14中的基质11上的氢气。
具体为，在步骤1，阀13开启和两个阀15a和15b关闭，以使压缩机12从密封箱14中的热交换器8吸收氢气，产生冷气并压缩至密封箱14的热交换器9，产生热。在步骤2，关闭阀13，开启两个阀门15a和15b，以使压缩机12由热交换器9吸取氢气，产生冷气并压缩热交换器8的氢气，产生热。
每个热交换器8、9被安装在相应的壳体19中(见图1)，该壳体19有进口16和出口17。利用向两个热交换器8、9的壳体19中通入空气和重复上述两个步骤的交替，在出口17产生热气和冷气的两种间歇式流动。例如，每个热交换器8、9循环和交替地产生所述热气和冷气。因而提供了一种能够转换外部环境和乘客室6之间的热量的热泵(也可参见图8)。为了确保机动车辆10的乘客室6的空气调节，适当的管理产生的两种热气流或冷气流就已足够。
为此目的，空气调节装置5(图1)包括入口传送器18，该传送器通过第一开口21，使来自外部环境的气流E被吸收，通过第二开口22，使乘客室的气体R被排除。两个开口21和22被相应的窗口所控制(图1中未示出)，该窗口可以利用手动、设置机动车辆10仪表板上常用的控制装置选择性地开启或被自动控制所管理。
从入口传送器18的进口，利用与热交换器8和9相连的一对电风扇23和24吸入空气，并通过两个相应入口传送器26和27将气体送至两个热交换器壳体19的进口16。两个热交换器8、9的每个出口17与相应的出口传送器28，29相连接。每个出口传送器有相应的第三开口31和第四开口32(图2和3)。第三开口31和第四开口32被相应的窗口所控制。有利的是，每个出口传送器28，29的两个开口：第三开口31和第四开口32，第三开口31和第四开口32可以被设置为能够被一个或多个相同的、可在其边缘35上旋转的窗口33所控制。
在每个热交换器8和9，第三开口31与外部环境相通，而第四开口32通过一个混合腔室34与乘客室相通。根据图2的实施例，在混合腔室34设置一散热器36，例如，用于交换发动机的水和气体之间的热量的热交换器，以便仅当发动机启动时散热器36起作用。可以利用窗口37插入或取出散热器36。
窗口33、37被电子控制器控制，该控制器包括处理部件，以根据用户的需要，引入连续的冷气流或热气流至车厢6。
图5表示：在两个热交换器8和9获得气体加热并送至乘客室的两个操作步骤中，出口传送器28和29的窗口33的位置。具体为，在获取加热的步骤1中，第一出口传送器28排送加热的气流C，通过第四开口32进入腔室34(也可参见图2)，而第二出口传送器29排出冷却的气流F，通过第三开口31到外部(界)。替换地，在步骤2，第二出口传送器29通过它的第四开口32排送加热的气流C进入腔室34。由腔室34，每一加热的气流C通入乘客室6，因而连续地进行加热。
再次说明，图6表示在热交换器8和9获取空气调节的两个操作步骤中，两个出口传感器28和29的窗口33的位置。在步骤1，第一出口传送器28通过第三开口31排送加热的气流C进入外部环境，而第二出口传送器29通过第四开口32排出冷却的气体流F至腔室34。另一方面，在步骤2，第一出口传送器28排出冷却的气体流F进入腔室34，而第二出口传送器29排送加热气体流C进入外部环境。
在引入乘客室的空气极度冷(过冷)的情况下，开启发动机，可以将空气通过散热器36，在腔室34中进行预热。以这种方式，随着发动机开启或恰好开始，可以获得乘客室的迅速冷却。其次，当发动机变热时，它可能会减少冷气流F对乘客的冷却和任何情况下水对发动机加速的冷却。显然，当以逆时针方向开启窗口37时，如图2所示，它移动到由虚线限定的位置，旁绕散热器36。散热器36还可以用于加速加热(如图5的说明)，或还可以用于其他不驱动压缩机12(图4)而获得两个热交换器8和9之间的氢气的加热。
根据图3所示装置5的实施例。两个窗口33的定位可以在每次循环中进行调制，以便将两个窗口33设置在两个开口31和32之间的中间位置。在这种情况下，加热可以如图5所示的方式进行。而调节可以如图7所示的方式进行。具体为，对于调节，在步骤1，第一出口传送器28通过第三开口31排送一部分加热的气体流C1进入外部环境，而一部分加热的气体流C2通过第四开口32进入腔室34。依次地，第二出口传送器29排送冷却的气体流F通过第四开口32进入腔室34。替换地，在步骤2，第一出口传送器28排出冷却的气体流F进入腔室34，而第二出口传送器29排出一部分加热的气体流C1进入外部环境和一部分加热的气体流C2进入腔室34。
空气调节系统，设置于机动车辆10(还可参见图8和9)。该系统设计为控制氢气的压缩机12，阀13，15a和15b，及窗口33和37。具体为，该系统包括一电子控制部件，设置为接受舒适参数值，如湿度和温度的信号。该信号由设置在乘客室合适的位置的一对传感器检测。用于汽车的情况(图8)，可能只在前座的区域设置一个装置5。此外，有可能在相应前座的位置设置一对传感器，而在相应的后座位置设置另一对传感器。
空气调节系统，用于公共汽车时，(图9)，可以提供各种空气调节装置5，其中一个可以设置在相应驾驶座的位置。在乘客室各种其他装置5可以1或2排方式设置。一对传感器，可以设置在相应驾驶座的位置和至少一对传感器设置在乘客室，特别是朝向乘客室的后端。
车辆还可以由运输货物的车辆构成，该车辆配备有用于驾驶室的调节装置5。一个或多个调节装置设置在常用的用于提供运输货物的舱室，以便对所述货物进行调节和制冷。在上述所有的情况下，在乘客室，最好在机动车辆的仪表板上提供一个部件，该部件用于定位希望获得的感觉温度，例如，滑块42可以手动驱动。由调节装置处理的气体，可以利用分布导管的传统系统将其分布到乘客室，确保空气调节装置的标准功能(加热，通风，调节，除雾，除霜)得到保持。
由上所述，按照本发明的空气调节系统与已知技术相比，具有明显的优势。特别是减少了大气污染，消除了由普通制冷机的流体造成的对大气臭氧层的损害。
应能理解，对本发明所述的空气调节系统可以进行各种修改和改进而不偏离本发明权利的保护范围。例如，热交换器可以是不同于金属氢化物的热交换器和制冷剂可以不同于氢，此外，装置5可以只配置一个热交换器，在此种情况下，间歇式的气体流送至乘客室6。

Claims (10)

1.机动车辆车厢空气调节系统，包含调节装置(5)，该装置包括：至少一对热交换器(8，9)，设计为可降低循环在其中的流体介质的温度，每个所述的热交换器(8，9)包括相应的基质(11)，该基质具有根据气体的吸收而吸热和释放热量的特性，每个热交换器可与相应的其它热交换器进行循环的和往复式的操作，以这种方式，在第一半周期中，第一热交换器降低通过其中的流体介质的温度，而在第二半周期中，第一热交换器增加通过其中的流体介质的温度；设置窗口(33)，用于定位所述的热交换器(8，9)与所述的环境(6)相通，其特征在于，第一热交换器(8)与第一出口传送器(28)相联，第二热交换器(9)与第二出口传送器(29)相联，每个出口传送器有通至外部环境的第三开口(31)和朝向车厢的第四开口(32)，所述的窗口(33)设置为可以被间歇地驱动而定位所述的第四开口(32)与所述的车厢(6)相通。
2.根据权利要求1所述的空气调节系统，其特征在于，所述的气体是氢，所述的基质(11)是金属合金，所述的吸收根据氢的压力和温度而发生。
3.根据权利要求1或2所述的空气调节系统，其特征在于，所述的热交换器(8，9)连接至入口传送器(18)，该传送器通过第一开口(21)，使来自外部环境的气流(E)被吸收，通过第二开口(22)，使车厢的气体(R)被排除；所述的第一和第二开口(21，22)被相应的窗口所控制。
4.根据权利要求3所述的空气调节系统，其特征在于，对每个所述的热交换器(8，9)，窗口(33)用于第一出口传送器(28)和第二出口传送器(29)相应的开口(31，32)，所述的窗口(33)可伴随第一步和第二步一起被驱动，以引入热空气或冷空气至所述的车厢(6)。
5.根据权利要求4所述的空气调节系统，其特征在于，第一出口传送器(28)的窗口(33)和第二出口传送器(29)的窗口(33)适于操作排送加热的气流(C)，通过第四开口(32)至腔室(34)，和排出冷却的气流(F)，通过所述的第三开口(31)到外界；第一出口传送器(28)的窗口(33)和第二出口传送器(29)的窗口(33)还适于操作排送冷却的气流(F)，通过第四开口(32)至腔室(34)，和排出加热的气流(C)，通过所述的第三开口(31)到外界。
6.根据权利要求5所述的空气调节系统，其特征在于，第一出口传送器(28)的窗口(33)的第二出口传送器(29)的窗口(33)还适于设置在相关开口(31，32)之间的中间位置，通过所述的第三开口(31)排送一部分加热的气体流(C 1)进入外部环境和一部分加热的气体流(C2)通过第四开口(32)进入腔室(34)。
7.根据权利要求5或6所述的空气调节系统，其特征在于，第四开口(32)通过一个混合腔室(34)与车厢(6)相通，在混合腔室(34)设置一散热器(36)用于交换发动机的冷却水和气体之间的热量，另提供窗口(37)用于插入或取出所述散热器(36)。
8.根据权利要求7所述的空气调节系统，其特征在于，所述的窗口(33，37)被电子控制器控制，该控制器包括处理部件，以根据用户的需要，引入连续的冷气流或热气流至车厢(6)。
9.具有权利要求1-8所述空气调节系统的车辆，其中，所述的车辆(10)是公共汽车，具有驾驶座和车厢，其特征在于，该车辆包括至少一空气调节装置(5)设置于驾驶座相应的位置，一个或多个空气调节装置设置于车厢相应的位置。
10.具有权利要求1-8所述空气调节系统的车辆，其中，所述的车辆是运输货物的车辆，其特征在于，该车辆包括用于驾驶室的空气调节装置(5)，一个或多个空气调节装置(5)设置于运输货物的舱室，以便用于所述货物的调节或致冷。
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