CN202144193U

CN202144193U - 汽车空调系统

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Publication number: CN202144193U
Application number: CN201120272822U
Authority: CN
Inventors: 齐峰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-07-29
Filing date: 2011-07-29
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2021-07-29

Abstract

本实用新型技术方案涉及一种汽车空调系统，其特征在于：所述汽车空调系统包括设于车体顶部且沿车体前后方向延伸的进风通道、分别设于进风通道左右两侧的出风通道、拦设于进风通道和出风通道之间的湿帘、设于出风通道入口处的用来将空气由进风通道抽向出风通道的风机、设于湿帘顶部或侧部的用来对湿帘布水的布水管道以及与布水管道连接供水的供水装置；车体顶部设有用来使进风通道与车体外部空气连通的进风口，车厢顶部或侧部设有用来使出风通道与车厢内部空气连通的出风口。本实用新型所述的汽车空调系统采用水蒸发效应原理，用物理的方法实现降温，是无冷媒、无热污染的完全节能环保型的汽车空调。

Description

汽车空调系统

技术领域

本实用新型涉及一种汽车空调系统，它可适用于公交客车等汽车使用。

背景技术

目前普遍使用的城市公交车辆空调系统具有以下特点：

（1）虽然许多城市交管部门都规定公交客车是否开空调，以当天天气预报为准，只要最高气温达到28℃以上，公交车就必须开空调，但很多公交客车考虑到能耗问题，都统一规定每年的6 月1 日至10 月30 日期间开启空调，在未使用空调设施时，仅开启车辆通风换气设施。这样是否开空调无法根据实际温度调整，即使春秋季天气很热，也不能开空调，或者碰上夏天天气很冷的时候，却还要开空调，既浪费能源，又降低乘坐的舒适性。

（2）在大型城市公交客车中应用比较广泛的是非独立整体顶置式空调机组。空调系统基本上由压缩机、冷凝器、蒸发器、孔管或膨胀阀、贮液干燥器、高低压管路、控制电路及空气循环管路等部分组成，它们协同工作，以实现制冷功能。工作时，空调压缩机由发动机驱动，将蒸发器与冷凝器统一置于车顶，冷凝器位于机组前部，冷凝器风机由两侧吸风从顶部排出。蒸发器位于机组的后面，回风口位于蒸发器的中间，回风经蒸发器处理后，冷风由风机通过风道送往车内。由于这种顶置式空调的风道较长，噪音较大。随着风道向车两端延伸，风压逐渐减小，所以车内前后两端的风速较小，温差较大。即使新车的空调效果很好，但两三年后由于公交车每年的运行里程数较多，普遍存在线路老化、空调损坏、开了空调后马力不够等情况。此外，由于顶置式空调的机组暴露在外，长时间的风吹日晒使空调部件容易发生老化，还影响整车的美观。

因此目前已有的城市汽车空调系统的设计并不理想，存在许过亟待解决的问题：如冷却效果不佳、降温慢、启动时熄火、加速困难、爬坡时动力不足、空调运行时燃油消耗大等。特别是由于空调压缩机由发动机驱动，空调运行时，消耗发动机功率，平均百公里燃油消耗与空调不运行时段相比燃油消耗增加22% 以上。每部车每百公里多消耗柴油约5 升，按每天运行三百公里，每天多消耗柴油约15 升，每个月多消耗柴油约450 升，每年运行五个月，就一个城市公交车总量而言，其数额是十分巨大的。

（3）空调制冷工作时，蒸发管过滤空气，把空气中的水蒸气冷凝排放，使空气中的水汽含量（湿度）减少，致使空气湿度降低，增加人体的水分蒸发，使人感到疲乏。

（4）在春夏之交，很多公交公司都未定期对车厢进行清洁消毒，未对空调系统进行清洁维护保养。致使车厢内空气污浊，车厢空气质量差，有利于细菌的滋生。在车外温度高、湿度低时，空调起到一定的降温作用，但在开启空调时，由于考虑到制冷效果，将窗户封闭关紧，车内CO、CO₂ 、甲醛浓度都远高于室外，车内空气质量很差，影响空气的正常流通，车内污浊的空气反复循环，与没有空调的车比，空气质量也差的多，容易滋生细菌，易于传染病蔓延。所以车内空调的作用只是改善热舒适，对空气质量没有改善，反而由于密闭性使空气质量恶化。

（5）现有的城市汽车空调系统的温度是驾驶员根据车内的实际情况、乘客的意见调控的，很多司机说，当温度高于多少时必须开空调这个倒是有规定，但到底调到几度才算合适则没有一个固定值。要是乘客反映温度过高或者过低时，他们才根据大多数乘客的要求相应地调高或调低。

（6）现有的城市汽车空调系统的压缩机、冷凝器、蒸发器、高低压管路、孔管或膨胀阀等大量使用了钢铜铝材料。使用的冷媒为HFC-R134a，为中温中压、低毒性、不可燃、传热性能与化学稳定性比较好的制冷剂；在大气层中存在寿命短，对环境影响较小。但HFC-R134a 的合成工艺较为复杂，生产成本较高。

发明内容

为了解决现有技术所存在的上述问题，本实用新型提供了一种汽车空调系统，它采用水蒸发效应原理，用物理的方法实现降温，是无冷媒、无热污染的完全节能环保型的汽车空调。

本实用新型技术方案是这样构成的，一种汽车空调系统，其特征在于：所述汽车空调系统包括设于车体顶部且沿车体前后方向延伸的进风通道、分别设于进风通道左右两侧的出风通道、拦设于进风通道和出风通道之间的湿帘、设于出风通道入口处的用来将空气由进风通道抽向出风通道的风机、设于湿帘顶部或侧部的用来对湿帘布水的布水管道以及与布水管道连接供水的供水装置；车体顶部设有用来使进风通道与车体外部空气连通的进风口，车厢顶部或侧部设有用来使出风通道与车厢内部空气连通的出风口。

本实用新型上述技术方案的工作原理说明如下：如图1和图2 所示，空气从进风口进入进风通道。通过风机抽风，进风通道内产生负压，空气穿过湿帘进入出风通道，从出风口吹入车厢内。布水管道把水输送到湿帘上均匀喷洒，水从湿帘的顶部沿湿帘的表面均匀的流下，使湿帘从上到下均匀的湿润，湿润整个湿帘的接触面（调整湿帘处于适宜的角度，使水流向空气进风的一侧），这样湿帘可吸收空气中大量的热量，使通过湿帘的空气得以降温，迫使未饱和的空气流经多孔湿润湿帘表面时，空气中大量的湿热转化为潜热，迫使进入车厢内的空气从干球温度降低接近湿球温度，增加了空气的湿度，使得干燥的热空气变为洁净的凉爽空气，从而起到降温增湿的作用。得到湿帘过滤的风变得凉爽、湿润且清新，凉爽、湿润且清新的风在风机的负压作用下通过出风通道和出风口进入车厢内。在本实用新型所述的汽车空调系统工作时，需开启汽车窗户换气，流通的风阵可将通风、换气、防尘、除味、降温集于一身。湿负荷全部由新风承担，采用开式送风方式，可增加空气含氧量，不会让污浊的车内空气反复循环。

此外，本实用新型上述技术方案还做了以下改进：

为了便于进风，所述进风口设于车体顶部前端，这样客车向前开的时候可加快进风速度；为了使车厢内各个位置都能吹到风，所述出风口设于车厢顶部左右两侧且沿车体前后方向间隔分布。

为了便于对湿帘进行布水，所述布水管道设于湿帘顶部，布水管道底部布设有多个喷水微孔；所述供水装置包括设于湿帘底部的集水槽、连接于集水槽和布水管道之间的进水管道以及设于进水管道上的进水抽水泵。进水抽水泵启动时，将集水槽内的水经过进水管道抽至布水管道，然后通过布水管道底部布设的喷水微孔均匀喷射于湿帘顶部，水在自重作用下从湿帘顶部向下流从而使湿帘上均匀布水，当风从湿帘经过时，带走部分水，剩余部分未蒸发的水流回集水槽内，循环使用。

为了便于自动控制供水补水工作，所述汽车空调系统还包括空调控制单元；所述供水装置还包括设于车体中下部的水箱、连接于水箱和集水槽之间的供水管道以及设于供水管道上的供水抽水泵；水箱内设有用于检测水位高低的水位传感器，集水槽内设有位于其水位上限位置的上水位开关和位于其水位下限位置的下水位开关；所述上水位开关、下水位开关及水位传感器分别与空调控制单元连接以分别反馈集水槽和水箱的水位情况，所述空调控制单元分别与进水抽水泵和供水抽水泵连接以根据水位情况控制抽水工作。当集水槽中的水位低于上水位开关时，上水位开关将信号传给空调控制单元，空调控制单元控制水箱中的供水抽水泵运行，将水箱中的水抽入集水槽，当水位到达上水位开关时，空调控制单元控制水箱中的供水抽水泵断电不运行，使集水槽中的水不致过多而溢出。当水位低于下水位开关时，空调控制单元控制水箱中的供水抽水泵运行，将水箱中的水抽入集水槽。集水槽中的水位只要不低于下水位开关，集水槽中的进水抽水泵一直运行，将水通过进水管道输送给湿帘上的布水管道。在进水抽水泵的压力作用下，布水管道内的水通过喷水微孔喷洒到湿帘上，湿润整个湿帘。

为了方便补水，所述水箱设于车体的后端下部，车体后侧部设有用来对水箱加水的加水口。

为防止车辆在刹车、上坡、下坡、转弯时集水槽中的水的溢出，所述集水槽的槽口上部设有防浪板，防止集水槽中的水由于振荡而溢出。为了防止集水槽内的水过多而外流，集水槽的槽壁上侧部设有溢流口，所述溢流口通过回水管道连接至水箱。这样高于上水位开关的水可通过回水管道回流至水箱内。

为了能较好的控制车内的温度情况，所述车厢内设有用来检测车内温度的车内温度检测探头，车内温度检测探头与空调控制单元连接以反馈车内温度情况，所述空调控制单元与风机连接以控制风机转速。通过车内温度检测探头能及时检测车厢内的温度情况并反馈给空调控制单元，空调控制单元根据车内温度情况自动或手动调整风机的转速，从而通过控制风速大小来调整车厢内的温度，风速调大时可降低温度，风速调小时可升高温度。

为了能较好的控制车内的湿度情况，所述车厢内设有用来检测车内湿度的车内湿度检测探头，车内湿度检测探头与空调控制单元连接以反馈车内湿度情况。通过车内湿度检测探头能及时检测车厢内的湿度情况并反馈给空调控制单元，空调控制单元根据车内湿度情况自动或手动调整风机的转速，从而通过控制风速大小来调整车厢内的湿度，风速调大时可增大湿度，风速调小时可降低湿度。

为了方便空调控制单元根据车外环境温度、车外环境湿度、车内温度、车内湿度及车内风速等各种指标来综合分析判断，从而自动调整风机转速和进水抽水泵的布水工作情况，使车内温度和湿度处于较为理想的状态，所述车厢外设有用来检测车外环境温度的车外环境温度检测探头和用来检测车外环境湿度的车外环境湿度检测探头，所述车外环境温度检测探头和车外环境湿度检测探头分别与空调控制单元连接以反馈车外环境温度和湿度情况；所述车厢内设有用来检测车内风速的车内风速检测探头，所述车内风速检测探头与空调控制单元连接以反馈车内风速情况。通过空调控制单元对各个检测参数的综合判断来调整车内的温度和湿度情况，可提高乘客乘坐的舒适性，避免以往人为限定某个时间段开空调所带来的各种不便。

为了便于根据车厢内不同位置的温度和湿度情况实现独立控制，所述风机的数量为多个且分别沿车体前后方向间隔布设于湿帘外侧；所述车内温度检测探头的数量为两个以上且分别布设于车厢内的前后不同位置，所述车内湿度检测探头的数量为两个以上且分别布设于车厢内的前后不同位置。

较之现有技术而言，本实用新型具有以下显著优点：

（1）本实用新型采用水蒸发效应原理，用物理的方法实现降温，是无冷媒、无热污染的完全节能环保型的汽车空调。

（2）由于发动机无需驱动空调压缩机，制冷时，不再消耗发动机功率，空调运行时段平均百公里燃油消耗与空调不运行时段不变。因此，本实用新型所述的汽车空调系统具有十分显著的节能环保作用，运行时段平均百公里燃油消耗比原配置的城市汽车空调系统空调运行时段百公里燃油消耗节省22% 以上。按照每部车每天平均运行三百公里，柴油价格为7.37元/升，每个月少消耗柴油约450 升，约3316.5 元，四个月节约13266 元，就一个城市公交车总量而言，数额巨大。因此，可常年根据环境温度对车内气温和空气质量进行调节，而不多消耗燃油。

（3）本实用新型所述的汽车空调系统可独立整体顶置，构造紧凑，对汽车特别是公交客车的改造量小。可保留车上原有空调系统的管道，减少改造成本，可在原管道出风口数量基础上适当增加出风口，使出风量更大、更均匀。

（4）由于没有空调压缩机，不仅减少了油耗，降低了躁音，而且结构比原配置的城市汽车空调系统简单，既减轻了重量，又方便维修。

（5）水箱置于客车最后座位底下，加水口外置，加水方便。如需对车厢内部进行杀菌消毒，只要在水箱中加入杀菌消毒药剂，就可对车厢内部进行杀菌消毒。因此本实用新型所述的汽车空调系统集通风、换气、防尘、除味、降温、消毒于一身。

（6）由于设有车内温度检测探头、车内湿度检测探头、车内风速检测探头、车外环境温度检测探头、车外环境湿度检测探头，因此可及时检测车外和车内的温度、湿度，并将信号反馈给空调控制单元进行综合分析判断，进而调整风机转速，使车厢内处于适宜的温度，避免以往人为限定某个时间段开空调以及随意设定空调温度所带来的各种不便。

附图说明

图1是本实用新型实施例构造示意图。

图2是图1的俯视图，图有适当缩小。

图3是图2的前视图。

图4是图2的外观图。

图5是湿帘及其供水装置连接示意图。

图6是本实用新型控制原理框图。

图中标号说明：1、车体，2、进风通道，3、出风通道，4、湿帘，5、风机，6、布水管道，7、进风口，8、车厢，9、出风口，10、集水槽，11、进水管道，12、进水抽水泵，13、空调控制单元，14、水箱，15、供水管道，16、供水抽水泵，17、水位传感器，18、上水位开关，19、下水位开关，20、加水口，21、防浪板，22、回水管道，23、车内温度检测探头，24、车内湿度检测探头，25、车外环境温度检测探头，26、车外环境湿度检测探头，27、车内风速检测探头。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型内容进行详细说明：

如图1-图6所示为本实用新型提供的一种汽车空调系统的实施例构造示意图，其特征在于：所述汽车空调系统包括设于车体1顶部且沿车体1前后方向延伸的进风通道2、分别设于进风通道2左右两侧的出风通道3、拦设于进风通道2和出风通道3之间的湿帘4、设于出风通道3入口处的用来将空气由进风通道2抽向出风通道3的风机5、设于湿帘4顶部或侧部的用来对湿帘4布水的布水管道6以及与布水管道6连接供水的供水装置；车体1顶部设有用来使进风通道2与车体1外部空气连通的进风口7，车厢8顶部或侧部设有用来使出风通道3与车厢8内部空气连通的出风口9。

所述进风口7设于车体1顶部前端，所述出风口9设于车厢8顶部左右两侧且沿车体1前后方向间隔分布。

所述布水管道6设于湿帘4顶部，布水管道6底部布设有多个喷水微孔；所述供水装置包括设于湿帘4底部的集水槽10、连接于集水槽10和布水管道6之间的进水管道11以及设于进水管道11上的进水抽水泵12。

所述汽车空调系统还包括空调控制单元13；所述供水装置还包括设于车体1中下部的水箱14、连接于水箱14和集水槽10之间的供水管道15以及设于供水管道15上的供水抽水泵16；水箱14内设有用于检测水位高低的水位传感器17，集水槽10内设有位于其水位上限位置的上水位开关18和位于其水位下限位置的下水位开关19；所述上水位开关18、下水位开关19及水位传感器17分别与空调控制单元13连接以分别反馈集水槽10和水箱14的水位情况，所述空调控制单元13分别与进水抽水泵12和供水抽水泵16连接以根据水位情况控制抽水工作。

所述水箱14设于车体1的后端下部，车体1后侧部设有用来对水箱14加水的加水口20。

所述集水槽10的槽口上部设有防浪板21，集水槽10的槽壁上侧部设有溢流口，所述溢流口通过回水管道22连接至水箱14。

所述车厢8内设有用来检测车内温度的车内温度检测探头23，车内温度检测探头23与空调控制单元13连接以反馈车内温度情况，所述空调控制单元13与风机5连接以控制风机5转速。

所述车厢8内设有用来检测车内湿度的车内湿度检测探头24，车内湿度检测探头24与空调控制单元13连接以反馈车内湿度情况。

所述车厢8外设有用来检测车外环境温度的车外环境温度检测探头25和用来检测车外环境湿度的车外环境湿度检测探头26，所述车外环境温度检测探头25和车外环境湿度检测探头26分别与空调控制单元13连接以反馈车外环境温度和湿度情况；所述车厢8内设有用来检测车内风速的车内风速检测探头27，所述车内风速检测探头27与空调控制单元13连接以反馈车内风速情况。

所述风机5的数量为多个且分别沿车体1前后方向间隔布设于湿帘4外侧；所述车内温度检测探头23的数量为两个以上且分别布设于车厢8内的前后不同位置，所述车内湿度检测探头24的数量为两个以上且分别布设于车厢8内的前后不同位置。

根据需要，进风口7可设有过滤网以过滤进入进风通道2的空气，降低粉尘含量。

所述湿帘4可由4 组约100mm 厚、1500mm长、350mm高的多层波纤纹维叠合物构成，车体左右两侧各使用两块湿帘。四块湿帘表面积合计为1.05m²，1m² 的多层波纤纹维叠合物湿帘约可制冷100 m²的面积，而一般公交客车的面积约在50 m²左右，因此本实用新型所述的汽车空调系统具有很强的降温能力。

所述风机5可采用三叶轮机翼型前掠曲叶片风机，每组湿帘4后可布置三台外廓350X350 的风机5，整车共12 台，每台风机5电动机额定直流电压24V，功率50W，最高转速960 转/分，每组三台150W，4 组12 台600W，手动控制时转速分为五档，最低转速720 转/分。风机5低速状态时，冷量输出少、耗电少。在车内温度高时，风机5高速运行，冷量大、风量足，每小时最大送冷风量达12000 立方米，风压大、送风远，换气率达90%以上，换气次数75－100 次／小时，增加空气中的含氧量。风机5功率与原非独立整体顶置式空调机组的风机功率相当，噪音低，效率高。

车内大部分空间处于开式旋流区，热质交换较为充分，有比较均匀的温度场、湿度场和速度场。

车外环境温度检测探头25位于车外，用于检测车外温度。可在车厢8内前部左右、后部左右分别有4 个车内温度检测探头23、4 个车内湿度检测探头24和2 个车内风速检测探头27，用于检测车内四个位置的温度、湿度和出风速度。它们检测产生的电信号分别传给空调控制单元13，空调控制单元13对这些信号进行计算、分析、对比、存储、处理，根据输入的有关信息数据求出输出值，并发出指令信号，控制不同位置风机的转速，使出风风速让人感到舒服。需冷量随新风比例的增大而增加，并且可根据车内外温差手动与自动自由选择，车内外温差可达10℃以上，控制原理如图6所示。

Claims

1.一种汽车空调系统，其特征在于：所述汽车空调系统包括设于车体（1）顶部且沿车体（1）前后方向延伸的进风通道（2）、分别设于进风通道（2）左右两侧的出风通道（3）、拦设于进风通道（2）和出风通道（3）之间的湿帘（4）、设于出风通道（3）入口处的用来将空气由进风通道（2）抽向出风通道（3）的风机（5）、设于湿帘（4）顶部或侧部的用来对湿帘（4）布水的布水管道（6）以及与布水管道（6）连接供水的供水装置；车体（1）顶部设有用来使进风通道（2）与车体（1）外部空气连通的进风口（7），车厢（8）顶部或侧部设有用来使出风通道（3）与车厢（8）内部空气连通的出风口（9）。

2.根据权利要求1所述的汽车空调系统，其特征在于：所述进风口（7）设于车体（1）顶部前端，所述出风口（9）设于车厢（8）顶部左右两侧且沿车体（1）前后方向间隔分布。

3.根据权利要求1或2所述的汽车空调系统，其特征在于：所述布水管道（6）设于湿帘（4）顶部，布水管道（6）底部布设有多个喷水微孔；所述供水装置包括设于湿帘（4）底部的集水槽（10）、连接于集水槽（10）和布水管道（6）之间的进水管道（11）以及设于进水管道（11）上的进水抽水泵（12）。

4.根据权利要求3所述的汽车空调系统，其特征在于：所述汽车空调系统还包括空调控制单元（13）；所述供水装置还包括设于车体（1）中下部的水箱（14）、连接于水箱（14）和集水槽（10）之间的供水管道（15）以及设于供水管道（15）上的供水抽水泵（16）；水箱（14）内设有用于检测水位高低的水位传感器（17），集水槽（10）内设有位于其水位上限位置的上水位开关（18）和位于其水位下限位置的下水位开关（19）；所述上水位开关（18）、下水位开关（19）及水位传感器（17）分别与空调控制单元（13）连接以分别反馈集水槽（10）和水箱（14）的水位情况，所述空调控制单元（13）分别与进水抽水泵（12）和供水抽水泵（16）连接以根据水位情况控制抽水工作。

5.根据权利要求4所述的汽车空调系统，其特征在于：所述水箱（14）设于车体（1）的后端下部，车体（1）后侧部设有用来对水箱（14）加水的加水口（20）。

6.根据权利要求4所述的汽车空调系统，其特征在于：所述集水槽（10）的槽口上部设有防浪板（21），集水槽（10）的槽壁上侧部设有溢流口，所述溢流口通过回水管道（22）连接至水箱（14）。

7.根据权利要求4所述的汽车空调系统，其特征在于：所述车厢（8）内设有用来检测车内温度的车内温度检测探头（23），车内温度检测探头（23）与空调控制单元（13）连接以反馈车内温度情况，所述空调控制单元（13）与风机（5）连接以控制风机（5）转速。

8.根据权利要求7所述的汽车空调系统，其特征在于：所述车厢（8）内设有用来检测车内湿度的车内湿度检测探头（24），车内湿度检测探头（24）与空调控制单元（13）连接以反馈车内湿度情况。

9.根据权利要求8所述的汽车空调系统，其特征在于：所述车厢（8）外设有用来检测车外环境温度的车外环境温度检测探头（25）和用来检测车外环境湿度的车外环境湿度检测探头（26），所述车外环境温度检测探头（25）和车外环境湿度检测探头（26）分别与空调控制单元（13）连接以反馈车外环境温度和湿度情况；所述车厢（8）内设有用来检测车内风速的车内风速检测探头（27），所述车内风速检测探头（27）与空调控制单元（13）连接以反馈车内风速情况。

10.根据权利要求9所述的汽车空调系统，其特征在于：所述风机（5）的数量为多个且分别沿车体（1）前后方向间隔布设于湿帘（4）外侧；所述车内温度检测探头（23）的数量为两个以上且分别布设于车厢（8）内的前后不同位置，所述车内湿度检测探头（24）的数量为两个以上且分别布设于车厢（8）内的前后不同位置。