CN202986744U - 一种汽车辐射制热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种汽车辐射制热系统。该汽车辐射制热系统具备：发动机冷却水循环系统；乘客舱制热系统，该乘客舱制热系统具备通过流过发动机冷却水来对乘客舱提供辐射热量的乘客舱热辐射管路、和设置在发动机和乘客舱热辐射管路之间并且用于控制乘客舱热辐射管路的开启和关闭的控制阀；以及，用于根据温度信号和发动机转速来控制乘客舱制热系统和旁通阀以使得在乘客舱需要制热时通过控制阀的开启使发动机冷却水流过所述乘客舱热辐射管路的温度控制系统。根据本实用新型的汽车辐射制热系统，能够实现控制简单、制热速度快的取暖，而且，能够根据人员位置调整制热区域，进行集中制热，具有制热快、舒适性程度高、节能性良好的优点。

Description

一种汽车辐射制热系统

技术领域

本实用新型涉及动力汽车、混合动力汽车及电动汽车的空调技术，具体地涉及动力汽车、混合动力汽车及电动汽车的汽车供暖技术。

背景技术

制热或称供暖是考核汽车性能的重要组成部分，随着汽车研发技术的发展，对舒适性的要求越来越高，而供暖性能直接影响着汽车舒适性的提高。

目前汽车供暖系统根据热源不同可以分类为水暖式暖风系统、独立燃烧式暖风系统、综合预热式暖风系统、气暖式暖风系统。其中，最常用的是水暖式供暖系统。

在水暖式供暖系统中，汽车的制热热量主要来自于发动机冷却水，冷却水在水泵的作用下通过空调箱内的暖风芯体，空气在鼓风机的作用下以强制对流方式与暖风芯体中的冷却水进行热量交换，升温后的空气再通过吹脚出风口进入乘客舱内，实现车舱内温度的上升。

但这种通过空气做媒介的强制对流方式却存在着噪音大、温度均匀性差、温升慢、舒适性差的缺点，影响着汽车整体性能的提高。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型旨在提供一种控制简单、制热速度快且安静无噪声的汽车辐射制热系统。

在此基础上，进一步，本实用新型还旨在提供一种能够根据人员位置调整制热区间进行集中制热并且舒适性良好、节能性优异的汽车辐射制热系统。

本实用新型的汽车辐射制热系统，其特征在于，具备：

发动机冷却水循环系统，具备发动机、节温器、散热器、水泵、旁通阀；

乘客舱制热系统，该乘客舱制热系统具备通过流过来自所述发动机的发动机冷却水来对乘客舱提供辐射热量的乘客舱热辐射管路、以及设置在所述发动机和所述乘客舱热辐射管路之间并且用于控制所述乘客舱热辐射管路的开启和关闭的控制阀；以及

温度控制系统，用于根据温度信号和发动机转速来控制所述乘客舱制热系统和所述旁通阀，以使得在乘客舱需要制热时通过所述控制阀的开启以及所述旁通阀的关闭使发动机冷却水流过所述乘客舱热辐射管路。

优选地，所述乘客舱制热系统进一步具备：

分水器，设置在所述发动机和所述控制阀之间并且用于将所述发动机冷却水分流至所述乘客舱热辐射管路的进口；以及

集水器，设置在所述乘客舱热辐射管路的出口和所述水泵之间并且用于将从所述乘客舱热辐射管路的出口流出的发动机冷却水汇集到所述水泵。

优选地，所述温度信号包括车内温度、车外温度、冷却水温度用户设定的温度。

优选地，所述温度控制系统具备：

用于测量车内温度的车内温度传感器；

用于车辆车外温度的外温传感器；

用于测量冷却水温度的冷却水温度传感器；以及

根据所述车内温度、车外温度、冷却水温度、发动机转速、和用户设定的温度来进行所述辐射管路控制阀和所述旁通阀的开启和关闭的控制头。

优选地，所述乘客舱热辐射管路为设置在乘客舱的下方的多条辐射管路，对于每一个所述乘客舱热辐射管路分别设置一个所述辐射管路控制阀。

优选地，所述乘客舱热辐射管路为设置在乘客舱前后各2条辐射管路，总共4条的辐射管路，所述控制阀为分别控制所述4条辐射管路的4个控制阀。

优选地，本实用新型的汽车辐射制热系统进一步具备地板保温系统，所述地板保温系统包括：

设置在所述热辐射管周围并且用于散热的散热片；以及

设置在所述热辐射管的下方并且用于保温的保温板。

根据本实用新型的汽车辐射制热系统，相对于现有技术取消了空调箱内的暖风芯体，而是在乘客区域内设置热辐射管路，当乘客舱内需要制热时，发动机冷却水通过控制阀的开启直接流入热辐射管路，向人体辐射热量。由于没有来自空气的强制对流流动，提高了人体的舒适性感觉。同时，由于不需要进行强制对流而直接利用发动机冷却水进行取暖，因此能够有效地节省电能。

进一步，利用本实用新型的汽车辐射制热系统还能够根据乘坐人员多少或者乘坐人员的乘坐位置，开启对应乘客区域的控制阀，实现乘客舱内温度的分区控制，由此，能够便于热量的集中，达到车内快速升温的目的。

另外，利用本实用新型的汽车辐射制热系统中的旁通阀，当车内不需要制热，或车内温度达到人员设定值时，通过开启旁通阀及关闭乘客区域的控制阀，能够实现热辐射管路中的流量调节，进而达到调节舱内温度的目的。

因此，本实用新型的汽车辐射制热系统具有控制简单、制热速度快、安静无噪声的优点，而且，能够根据人员位置调整制热区间，进行集中制热，具有制热快、舒适性程度高、节能性良好的优点。

附图说明

图1是表示本实用新型一实施方式的汽车辐射制热系统的构造示意图。

图2是表示本实用新型一实施方式的汽车辐射制热系统中控制头的示意图。

图3是表示本实用新型的地板保温系统的截面示意图。

具体实施方式

下面介绍的是本实用新型的多个实施例中的一些，旨在提供对本实用新型的基本了解。并不旨在确认本实用新型的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。

图1是表示本实用新型一实施方式的汽车辐射制热系统的构造示意图。

本实用新型的汽车辐射制热系统主要具备发动机冷却水循环系统、乘客舱制热系统、温度控制系统（在图1中未表示）。

如图1所示，发动机冷却水循环系统由发动机1、节温器2、散热器3、水泵4、旁通阀V5构成。这是汽车常规的发动机冷却水循环系统，这里对于其具体构造省略说明，而仅简单介绍节温器2的工作原理。

节温器2可以根据发动机冷却水的温度来改变冷却水的循环路线使其为“小循环”或“大循环”。所谓的“小循环”是指不经过散热器3的冷却水循环。当汽车热起动之前，冷却水温度低于约76℃时，节温器2主阀门关闭、旁通阀V5开启，冷却水经旁通阀V5流入水泵4进水口，此时由于冷却水流不经过散热器3，冷却强度较小，可使发动机冷却水温迅速上升。另一方面，所谓的“大循环”是指经过散热器3的冷却水循环，即，当冷却水温度升高到约为88℃时，节温器2主阀门全开，旁通阀V5关闭，冷却水全部从水泵4流经散热器3。此时冷却强度大，促使水温快速下降和水温不至于过高，冷却水流动路线长，流量大，称为大循环。

接着，对本实用新型的乘客舱制热系统进行说明。乘客舱制热系统具备：设置于乘客舱并且通过流过来自发动机的发动机冷却水来对乘客舱提供辐射热量的乘客舱热辐射管路C1～C4；设置在发动机1和乘客舱热辐射管路C1～C4之间并且用于控制乘客舱热辐射管路C1～C4的开启和关闭的控制阀V1～V4；设置在发动机1和控制阀V1～V4之间并且用于将发动机冷却水分流至乘客舱热辐射管路C1～C4的进口的分水器5；设置在乘客舱热辐射管路C1～C4的出口和水泵4之间并且用于将从乘客舱热辐射管路C1～C4的出口流出的发动机冷却水汇集到水泵4的集水器6。

在本实施方式中，在乘客区域设置4条乘客舱热辐射管路C1～C4，每条乘客舱热辐射管路一一对应地与控制阀V1～V4连接。当控制阀V1～V4开启且旁路阀V5关闭时，发动机冷却水从发动机1经由控制阀V1～V4流向乘客舱热辐射管路C1～C4。

另外，控制阀V1～V4可以分别控制为开启或关闭，例如当车内乘坐满员的情况下，控制阀V1～V4全部开启，当车内不满员时，可以仅开启乘客乘坐区域的乘舱热辐射管路对应的控制阀。

在本实施方式中虽然仅说明了设置4条乘客舱热辐射管路C1～C4的情况，但是，乘客舱热辐射管路的条数并不限定于4条，可以根据车型大小、乘客舱大小等对其数量进行适当设定。

其次，对本实用新型的温度控制系统进行说明。温度控制系统用于根据温度信号和发动机转速来控制乘客舱制热系统，以使得在乘客舱需要制热时通过控制阀V1～V4为开启使发动机冷却水流过乘客舱热辐射管路C1～C4进行制热，而在乘客舱不需要制热时通过控制阀V1～V4为关闭而旁通阀V5为开启使发动机冷却水不流过乘客舱热辐射管路C1～C4而直接通过旁通阀V5返回到发动机1。

温度控制系统可以由下述部件构成，即，用于测量车内温度的车内温度传感器；用于车辆车外温度的外温传感器；用于测量冷却水温度的冷却水温度传感器；以及根据所述车内温度、车外温度、冷却水温度、发动机转速、和用户设定的温度来进行所述辐射管路控制阀和所述旁通阀的开启和关闭的控制头。

图2是表示本实用新型一实施方式的汽车辐射制热系统中控制头的示意图。下面参照图2对于控制头进行具体说明。

如图2所示，控制头具有输入端T1、T2、T3、T4、T5；输出端V1、V2、V3、V4、V5；以及屏幕显示（即用于空调控制头上的显示）。

在输入端T1输入由冷却水温度传感器测量到的发动机冷却水温度，在输入端T2输入由车内温度传感器测量到的车内温度，在输入端T3输入由外温传感器测量到的车外温度，在输入端T4输入由用户设定的温度，在输入端T5输入由发动机转速传感器测得的发动机转速（车辆本身都设有发动机转速传感器，可以直接调用其获得的数值）。上述信号输入到控制头之后，在控制头中经过计算从输出端V1 、V2、V3、V4、V5分别输出对控制阀V1～V4和旁通阀V5的开启或关闭进行控制的指令。

具体地，在不需要乘客舱制热的情况下，控制头发出指令关闭控制阀V1～V4，开启旁通阀V5，这样当节温器2关闭的情况下，发动机冷却水从发动机1流出后通过旁通阀V5、水泵4回流到发动机1，实现所谓的“小循环”。而当节温器2开启时，发动机冷却水从发动机1流出分成二路，一路通过旁通阀V5、水泵4回流到发动机1，另一路通过节温器2、散热器3、水泵4回流到发动机1，也即是所谓的“大循环”。上述的水路循环与前文所描述过汽车常规的冷却系统是类似的。

当需要乘客舱制热的情况下，通过控制头设定一定的温度（即T4的信号，也就是开始制热的温度），若此时冷却水温度不高，乘客舱区域的控制阀V1～V4关闭，旁通阀V5开启，停止乘客舱热辐射管路C1～C4中冷却水的流动，冷却水从发动机1流出后通过旁通阀V5、水泵4回流到发动机1，以达到迅速热车的目的。当水温达到一定程度时，关闭旁通阀V5，开启控制阀V1～V4的全部，或者根据人员乘坐位置开启控制阀V1～V4中的部分。冷却水从发动机1流出后通过控制阀V1～V4流入乘客舱热辐射管路C1～C4，这样热量直接通过乘客舱热辐射管路C1～C4传递到乘客舱内，能够达到迅速制热。当车内温度达到设定温度时或者人员感觉过热的情况下，需要减少乘客舱制热的情况下，控制头发出指令，关闭控制阀V1～V4，视流量开启旁通阀V5，达到车内温度调节的目的。

以上对于本实用新型的汽车辐射制热系统的乘客舱制热系统和温度控制系统进行了说明。在此基础上，本实用新型的乘客舱制热系统进一步地具有地板保温系统。下面对本实用新型的地板保温系统进行说明。

图3是表示本实用新型的乘客舱制热系统的地板保温系统的截面示意图。在图3中，以标号30表示乘客舱热辐射管路C1～C4的热辐射管。

如图3所示，本实用新型的乘客舱制热系统的地板保温系统包括：设置在汽车钢板50上的保温板60；设置在热辐射管30周围并且用于散热的散热片40；设置在热辐射管30上方的承压板20。另外，在实际使用中，一般还会在承压板20上方铺设装饰地毯10。

这样，在乘客舱制热的情况下，冷却水流过热辐射管30，热量通过散热片40向乘客舱传递，使得热量辐射到乘客。由此可见，在本实用新型中，没有来自空气的强制对流，不以空气作为导热媒介，通过热辐射管30和散热片40对乘客舱进行辐射散热，制热均匀，舒适感高。

基于上述内容可知，本实用新型的汽车辐射制热系统相对于现有技术取消了空调箱内的暖风芯体，在乘客区域内设置热辐射管路，当乘客舱内需要制热时，冷却水直接通过热辐射管路向人体辐射热量，没有来自空气的强制对流流动，不以空气作为导热媒介，提高了人体的舒适性感觉，同时也能够节省电能。当车内不满员时，通过不同区域控制阀的开闭，实现乘客舱内温度的分区控制，更便于热量的集中，达到车内快速升温的目的。另外，通过汽车辐射制热系统中设置的旁通阀，当车内不需要制热，或车内温度达到人员设定值时，通过开启旁通阀及关闭区域控制阀，以实现热辐射管路中的流量调节进而达到调节舱内温度的目的。

因此，本实用新型的汽车辐射制热系统具有控制简单、制热速度快、安静无噪声的优点，而且，能够根据人员位置调整制热区间，进行集中制热，具有制热快、舒适性程度高、节能性良好的优点。

以上例子主要说明了本实用新型的汽车辐射制热系统。尽管只对其中一些本实用新型的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本实用新型可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本实用新型精神及范围的情况下，本实用新型可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (7)

1.一种汽车辐射制热系统，其特征在于，具备：

发动机冷却水循环系统，具备发动机、节温器、散热器、水泵、旁通阀；

乘客舱制热系统，具备设置于乘客舱并且通过流过来自所述发动机的发动机冷却水来对乘客舱提供辐射热量的乘客舱热辐射管路、和设置在所述发动机和所述乘客舱热辐射管路之间并且用于控制所述乘客舱热辐射管路的开启和关闭的控制阀；以及

温度控制系统，用于根据温度信号和发动机转速来控制所述乘客舱制热系统和所述旁通阀，以在乘客舱需要制热时通过所述控制阀的开启使得发动机冷却水流过所述乘客舱热辐射管路。

2.如权利要求1所述的汽车辐射制热系统，其特征在于，

所述乘客舱制热系统进一步具备：

分水器，设置在所述发动机和所述控制阀之间并且用于将所述发动机冷却水分流至所述乘客舱热辐射管路的进口；以及

集水器，设置在所述乘客舱热辐射管路的出口和所述水泵之间并且用于将从所述乘客舱热辐射管路的出口流出的发动机冷却水汇集到所述水泵。

3.如权利要求2所述的汽车辐射制热系统，其特征在于，

所述乘客舱热辐射管路为设置在乘客舱的下方的多条辐射管路，对于每一个所述乘客舱热辐射管路分别设置一个所述辐射管路控制阀。

4.如权利要求3所述的汽车辐射制热系统，其特征在于，

所述乘客舱热辐射管路为设置在乘客舱前后各2条、总共4条的辐射管路，

所述控制阀为分别控制所述4条辐射管路的4个控制阀。

5.如权利要求1～4任意一项所述的汽车辐射制热系统，其特征在于，

所述温度信号包括车内温度、车外温度、冷却水温度、用户设定的温度。

6.如权利要求5所述的汽车辐射制热系统，其特征在于，

所述温度控制系统具备：

用于测量车内温度的车内温度传感器；

用于车辆车外温度的外温传感器；

用于测量冷却水温度的冷却水温度传感器；以及

根据所述车内温度、车外温度、冷却水温度、发动机转速、和用户设定的温度来进行所述控制阀和所述旁通阀的开启和关闭的控制头。

7.如权利要求6所述的汽车辐射制热系统，其特征在于，

进一步具备地板保温系统，

所述地板保温系统包括：

设置在所述热辐射管周围并且用于散热的散热片；以及

设置在所述热辐射管的下方并且用于保温的保温板。

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