CN203172399U - 用于车辆的气候控制系统 - Google Patents

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迈克尔·科利赫
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Abstract

本实用新型提供了一种用于车辆的气候控制系统，包括：设置在车辆客厢中的装饰组件；用于使空气循环通过所述装饰组件的通风系统，所述通风系统具有靠近所述装饰组件设置的含有火山岩微粒的干燥剂，用于将空气提供至所述干燥剂的进气通道，和用于从所述干燥剂接收空气的出气通道；以及配置成从所述车辆的外部接收空气的HVAC系统，其中，HVAC系统靠近仪表板设置，并与所述进气通道和所述出气通道流体连接；空气经由所述进气通道被从所述HVAC系统循环至所述干燥剂，以降低所述车辆客厢的空气中的水分。本实用新型帮助降低在车辆客厢中循环的空气中的水分，从而帮助提高乘客舒适度。

Description

用于车辆的气候控制系统
技术领域
本专利申请涉及用于车辆的气候控制系统及其控制方法。
背景技术
美国第6,482,222号专利中公开了一种基于干燥剂的加湿/除湿系统。
实用新型内容
针对现有技术的相关技术问题，本实用新型的目的在于提供一种用于车辆的气候控制系统及其控制方法，以帮助降低在车辆客厢中循环的空气中的水分，从而帮助提高乘客舒适度。
在至少一个实施例中，提供了一种用于车辆的气候控制系统。该气候控制系统可以包括装饰组件和通风系统。该装饰组件可以配置成在车辆客厢中设置。该通风系统具有含火山岩微粒的干燥剂。干燥剂可以靠近装饰组件设置。空气可以循环通过装饰组件和干燥剂，以降低车辆客厢的空气湿度。
优选地，所述通风系统进一步包括：鼓风机；热交换器，与所述鼓风机和所述干燥剂流体连接；以及阀门，与所述干燥剂、所述鼓风机以及端口流体连接；其中，当所述阀门处于第一位置时，空气进入所述端口并由所述鼓风机循环通过所述热交换器和所述干燥剂，然后通过所述装饰组件排出。
优选地，热交换器冷却从所述鼓风机接收的空气，以去除提供至所述干燥剂的空气中的水分。
优选地，其中当所述阀门处于第二位置时，空气进入所述装饰组件并由所述鼓风机循环通过所述干燥剂和所述热交换器，并通过所述端口排出。
优选地，其中当所述阀门处于所述第一位置时，所述鼓风机使空气沿第一方向循环通过所述通风系统，当所述阀门处于所述第二位置时，所述鼓风机使空气沿与所述第一方向相反的第二方向循环通过所述通风系统。
优选地，装饰组件是车座。
优选地，装饰组件是内饰板。
优选地，装饰组件是顶蓬内衬。
在至少一个实施例中，提供了一种用于车辆的气候控制系统。该气候控制系统可以包括位于车辆客厢中的装饰组件以及用于使空气循环通过装饰组件的通风系统。该通风系统可以包括干燥剂、进气通道以及出气通道。干燥剂可以含有火山岩微粒并可靠近装饰组件设置。进气通道可以向干燥剂提供空气。出气通道可以从干燥剂接收空气。HVAC系统可以靠近仪表板设置并与进气通道和出气通道流体连接。空气可以经由第一空气通道被从HVAC系统循环至干燥剂以减少车辆客厢的空气中的水分。
优选地，装饰组件是车座、车门板或顶蓬内衬。
优选地，通风系统进一步包括：第一阀门，设置在所述进气通道中；热交换器，设置在所述第一阀门与所述干燥剂之间；第二阀门，设置在所述干燥剂与所述HVAC系统之间的所述出气通道中；其中，当所述第一阀门开启时，空气从所述HVAC系统循环通过所述干燥剂和装饰组件。
优选地，HVAC系统包括鼓风机，其中，当所述第一阀门关闭而所述第二阀门开启时，所述鼓风机使空气经由所述出气通道通过所述装饰组件和所述干燥剂。
优选地，当所述第一阀门和第二阀门开启时，空气再循环通过所述干燥剂。
优选地，第二阀门与端口流体连接，并且当所述第一阀门处于开启位置时湿气被从所述干燥剂去除，所述热交换器加热从所述HVAC系统接收的空气，并且所述第二阀门从所述端口排出空气。
优选地，HVAC系统包括至少一个HVAC热交换器，其中，所述进气通道接收由至少一个HVAC热交换器调节过的空气。
优选地，HVAC系统包括至少一个HVAC热交换器，其中，所述进气通道不接收由至少一个HVAC热交换器调节过的空气。
在至少一个实施例中，提供了一种控制位于车辆客厢中的气候控制系统的方法。该气候控制系统可以包括：通风系统，所述通风系统使空气循环通过含火山岩微粒的干燥剂；用于控制从HVAC系统到气候控制系统的气流的第一阀门；以及用于控制到达HVAC系统的气流的第二阀门。该方法可以包括：确定运行模式；以及当选择通风模式时，开启第一阀门以允许空气从HVAC系统流动至干燥剂，同时关闭第二阀门以抑制从干燥剂至HVAC系统的气流。
另一方面，本实用新型还提供一种控制设置在车辆客厢中的气候控制系统的方法，所述气候控制系统包括使空气循环通过含有火山岩微粒的干燥剂的通风系统以及包括装饰组件，所述通风系统具有用于控制从HVAC系统到所述气候控制系统的气流的第一阀门以及用于控制到达所述HVAC系统的气流的第二阀门，所述方法包括：确定运行模式；以及当选择通风模式时，开启所述第一阀门以允许空气从所述HVAC系统流动至所述干燥剂，同时关闭所述第二阀门以抑制从所述干燥剂到所述HVAC系统的气流。
优选地，所述通风系统包括设置在所述干燥剂与所述HVAC系统之间的热交换器，其中，所述方法包括：使用湿度传感器确定空气湿度水平，当所述空气湿度水平大于阈值湿度时，使用所述热交换器冷却通过所述热交换器的空气。
优选地，第二阀门与端口流体连接，并且其中，所述方法包括：使用所述热交换器加热通过所述热交换器的空气并将空气通过所述端口排出，以去除所述干燥剂中的水分。
优选地，当选择吸气模式时，所述第一阀门关闭而所述第二阀门开启。
相比于现有技术，本实用新型的有益效果在于：帮助降低在车辆客厢中循环的空气中的水分，从而帮助提高乘客舒适度。
附图说明
图1是气候控制系统的第一实施例的示意图，其示出了沿第一方向的气流。
图2是气候控制系统的第一实施例的示意图，其示出了沿第二方向的气流。
图3是气候控制系统的第一实施例的示意图，其示出了气流的再循环。
图4是气候控制系统的第二实施例的示意图，示出了通风模式。
图5是气候控制系统的第二实施例的示意图，示出了吸气模式。
图6是气候控制系统的第三实施例的示意图。
具体实施方式
按照规定，本文公开了本实用新型的具体实施例；然而，应该理解，所公开的实施例仅仅是本实用新型的示例，其可以以各种替代的形式实施。所述图形不一定按比例；一些部件可以被放大或缩小以显示特定部件的细节。因此，本文所公开的具体的结构性和功能性细节不应该理解为限制性的，而仅仅作为典型的基础，用于教导本领域的技术人员广泛地使用本实用新型。
参见图1，其示出了车辆10的示意图。车辆10可以是机动车，诸如小汽车或卡车。车辆10可以具有客厢12、装饰组件14、气候控制系统16以及至少一个控制模块18。
客厢12可以设置在车辆10的内部，并且可以容纳一个或更多的乘客。装饰组件14可以设置在客厢12中。装饰组件14可以是车座、车门板、控制台、后窗台、内饰板或顶蓬内衬，并可以包括装饰罩20。
装饰罩20可以形成装饰组件14的外表面的至少一部分。装饰罩20可以由任何合适的材料制成，诸如布料、皮革、乙烯树脂、诸如塑料的聚合材料或它们的组合。装饰罩20可以包括多个开口22，其允许空气通过装饰罩20。在至少一个实施例中，装饰罩20可以靠近或临近衬垫材料24(诸如由开孔泡沫之类的透气性材料制成的垫子)设置，衬垫材料24可以具有允许空气通过衬垫材料24的空气通道或开口。
气候控制系统16可设置用以循环空气和/或改变循环空气的温度。在图1中，气候控制系统16构造为独立模块，其可以同车辆HVAC(供热通风与空气调节)系统隔开并不与其流体连接，所述车辆HVAC系统通常可以设置在车辆10的仪表板的下方。气候控制系统16可以包括通风系统30，其具有鼓风机32、热交换器34、干燥剂36、第一阀门38以及至少一个风管40。
鼓风机32可设置用以使空气循环通过通风系统30。鼓风机32可以被配置为由电动机旋转的风扇或鼓风机叶轮。鼓风机32可以是可反转的。这样，根据鼓风机的旋转方向，鼓风机32可以使空气沿第一方向和设置为与第一方向相反的第二方向循环通过通风系统30。
热交换器34可以通过风管40与鼓风机32流体连接。热交换器34可以配置成加热和/或冷却通过通风系统30的空气。热交换器34可以是任意合适类型的热交换器。例如，热交换器可以被配置为：电阻丝加热器；正温度系数(PTC)加热器；加热器芯体或蒸发器芯体之类的基于流体的热交换器；或者热力学可逆或不可逆的热电装置。热力学可逆的(或可以加热和冷却空气的)装置的实例包括：帕尔帖装置；或者提供帕尔帖、塞贝克或汤姆逊效应的装置。在一个或多个实施例中可以省略热交换器34。
干燥剂36可以通过风管40与热交换器34流体连接。干燥剂36可设置用以捕获空气中的水分。干燥剂36可以部分地或全部地由火山岩微粒制成，诸如灰烬或小的火山岩。火山岩微粒能够吸收和解吸水分而不损坏其自身的晶体结构，并且可循环使用。干燥剂36可以构造为包括透气性薄膜的可替换滤芯(cartridge)或过滤器，所述透气性薄膜可以含有火山岩微粒同时允许空气穿过。干燥剂36可以安装到风管40上或位于其中。在至少一个实施例中，干燥剂36可以靠近装饰罩20和/或衬垫材料24定位或者可以与其连接，以帮助从通过装饰罩20中的开口22的空气中捕获水分。
第一阀门38有助于控制和引导通过通风系统30的气流。在至少一种实施例中，第一阀门38可以设置在鼓风机32与干燥剂36之间的风管40中。第一阀门38也可以连接到端口42，其可以允许空气进出通风系统30。端口42可以设置在客厢12中，并且可以从客厢12接收空气或者向客厢12排放空气。第一阀门38可以连接至致动器(诸如电磁线圈或电动机)并且可以在多个位置之间移动。例如，第一阀门38可以在第一位置与第二位置之间移动，以下将会对此更详细地描述。在一个或多个实施例中，第一阀门38也可以位于第一和第二位置之间的中间位置或“混合模式”位置。
一个或多个控制器或控制模块1可以设置用以监测和控制车辆10和/或气候控制系统16的多个部件和系统。例如，控制模块18可以与气候控制系统16的部件电连接或通信，诸如与鼓风机32、热交换器34和第一阀门38电连接或通信。此外，控制模块18还可以处理来自各种输入装置或传感器的输入信号或数据。这些输入装置可以包括湿度传感器44和输入装置46。
湿度传感器44可以配置成检测客厢中的空气湿度。在一个或多个实施例中，湿度传感器44可以与气候控制系统16一起提供，或者湿度传感器44可以与HVAC系统一起提供。
输入装置46(如果提供了该装置)可以配置成接收表明气候控制系统16运行模式的操作员输入信息。运行模式可以包括：禁用气候控制系统16操作的“关闭”设置；以及至少一个激活气候控制系统16操作的“启动”设置。当气候控制系统16的操作被激活时，可以选择其他设置。例如，可以提供使冷却的空气循环通过通风系统30的冷却设置，或者使加热的空气循环通过通风系统30的加热设置。此外，通过通风系统30的气流方向可以被选择，或者与运行模式相关。这种设置也可以由控制模块1基于客厢12中的空气温度和/或湿度自动选择。此外，在一个或多个实施例中，也可以提供或选择干燥器设置，用于去除干燥剂36中的水分。当车辆未使用时，可以执行这样的干燥器设置。例如，在车辆点火装置关闭之后和/或未在车辆中检测到乘客时，可以在预定的时间量时执行干燥器设置。
参见图1至图3，其示出了气候控制系统16的各种运行模式。
在图1中，气候控制系统16被示出处于通风模式。在通风模式中，鼓风机32可以沿第一方向，或者从显示角度来看的逆时针方向循环空气。第一阀门38被示出处于第一位置。在第一位置，第一阀门38可以将鼓风机32与端口42流体连接，同时阻断从干燥剂36向第一阀门38的气流。这样，由于鼓风机32所产生的吸力，空气可以进入端口42并通过第一阀门38。而后空气可以离开鼓风机32，并通过热交换器34、干燥剂36、而后通过装饰罩20中的开口22。热交换器34的运行状态可以部分地基于由湿度传感器44所检测的空气湿度。例如，如果由湿度传感器44所检测的空气湿度大于阈值湿度，那么热交换器34可以冷却循环通过通风系统30的空气，以帮助去除空气中的湿气。如果由湿度传感器44所检测的空气湿度不大于阈值湿度，那么热交换器34可以不冷却循环通过通风系统30的空气。阈值可以是基于车辆开发测试或设计规格的预定值。
在图2中，气候控制系统16被示出处于吸气模式。在吸气模式中，鼓风机32可以沿第二方向，或从显示角度来看的顺时针方向循环空气。第一阀门38再次被示出处于第一位置。这样，由于鼓风机32所产生的吸力，空气可以进入装饰罩20中的开口22，并通过干燥剂36和热交换器34。而后空气可以离开鼓风机32，并通过第一阀门38，然后离开端口42。热交换器34的运行状态可以部分地基于由湿度传感器44所检测的空气湿度。例如，如果由湿度传感器44所检测的空气湿度大于阈值湿度，那么热交换器34可以冷却循环通过通风系统30的空气，以帮助去除空气中的湿气。如果由湿度传感器44所检测的空气湿度不大于阈值湿度，那么热交换器34可以不冷却循环通过通风系统30的空气。
在图3中，气候控制系统16被示出处于再循环模式。在再循环模式中，鼓风机32可以沿第一或第二方向循环空气。第一阀门38被示出处于第二位置，其中第一阀门38可以将鼓风机32与干燥剂36流体连接，同时抑制通过端口42的气流，从而在通风系统30中再循环空气。这样，根据鼓风机32的旋转方向，空气可以沿第一方向(所示逆时针)或第二方向(顺时针)流动而不进出端口42。再循环模式的执行可以基于由湿度传感器44所检测的空气湿度水平。例如，如果由湿度传感器44所检测的空气湿度大于阈值湿度，那么可以再循环空气，同时热交换器34可以冷却循环通过通风系统30的空气，以帮助去除空气中的湿气。
在一个或多个实施例中，可以由控制模块18选择或自动执行干燥器模式。在干燥器模式中，鼓风机32可以沿第一或第二方向循环空气，第一阀门38可以位于第一位置、第二位置、或位于第一与第二位置之间的中间位置。热交换器34可以加热通过通风系统30的空气。可以使部分加热的空气循环或再循环通过干燥剂36，从而加热干燥剂36以帮助去除或释放水分。
参见图4和6，其示出了气候控制系统的第二实施例16’和第三实施例16”。在这些实施例中，气候控制系统16’、16”与车辆HVAC(供热通风与空气调节)系统50流体连接。HVAC系统50可以包括：进气室/再循环室52、鼓风机54、至少一个HVAC热交换器以及压力通风系统58。在一个或多个实施例中，HVAC系统50可以位于仪表板60的下方。
基于与进气室/再循环室52一起提供的再循环门的位置，进气室/再循环室52可以通过入口62从车辆外部吸收空气，或者可以从客厢12内部吸收空气。
如前所述，鼓风机54可以是由电动机驱动的风扇或鼓风机叶轮。在一个或多个实施例中，鼓风机54可以沿单一方向旋转，使得可以从进气室/再循环室52吸收空气。
至少一个HVAC热交换器56可以设置在鼓风机54的下游。在一个或多个实施例中，HVAC热交换器可以包括加热器芯体、蒸发器芯体或电阻丝加热元件。
压力通风系统58可以接收通过至少一个HVAC热交换器56的空气，并且沿一个或多个方向引导空气，诸如引导空气朝向挡风玻璃、仪表板通风孔、侧部除霜器通风孔和/或地板通风孔。
进气通道70和出气通道72可以将气候控制系统16与HVAC系统50流体连接。进气通道70可以接收来自HVAC系统的空气。如图4所示，进气通道70可以在鼓风机54的下游但是在HVAC热交换器56的上游设置，或者，如图5所示，进气通道70可以在HVAC热交换器56的下游设置，诸如靠近压力通风系统58。
出气通道72可以设置在鼓风机54的上游。这样，在一个或多个实施例中，出气通道72可以设置在进气室/再循环室52与鼓风机54之间。
如前所述，气候控制系统16’、16”可以包括热交换器34、干燥剂36和第一阀门38。第一阀门38可以与出气通道72流体连接，而非如上所述直接连接到与气候控制系统16一起提供的鼓风机32。气候控制系统16’、16”还可以包括第二阀门74，其控制通过进气通道70的气流。第二阀门74可以由诸如电磁线圈或电动机的致动器控制，致动器反过来可以由控制模块18控制。第二阀门74可以在第一位置与第二位置之间移动，所述第一位置使得气流通过进气通道70，所述第二位置禁止气流通过进气通道70。
如前所述，气候控制系统16可以在多种模式下运行。在如图4所示的通风模式下，鼓风机54可以沿第一方向，或从显示角度来看的逆时针方向使空气循环到进气通道70。第二阀门74可以设置为处于第一位置，所述第一位置允许气流通过进气通道70到达热交换器34(如果提供)和干燥剂36。第一阀门38可以至少部分地阻断来自干燥剂36的气流通过第一阀门38。这样，可以使空气通过装饰罩20中的开口22通风。如果提供了热交换器，那么它的运行状态可以如前所述地再次部分地基于由湿度传感器44所检测的空气湿度。
在如图5所示的吸气模式下，鼓风机54可以沿第一方向循环空气。第二阀门74可以关闭或者设置成处于第二位置，以抑制气流通过进气通道70。可以至少部分地开启第一阀门38，以允许来自干燥剂36的气流到达出气通道72。这样，由于鼓风机54所产生的吸力，空气可以进入装饰罩20中的开口22，并通过干燥剂36、第一阀门38和出气通道72。
也可以通过至少部分地开启第一阀门38和第二阀门74来提供再循环模式。这样，鼓风机54可以使空气循环到达进气通道70，并通过第二阀门74、热交换器34、干燥剂36、第一阀门38和出气通道72。图6示出了再循环模式的实例，但也能够以与图4和图5所示的实施例相同的方式提供。
在一个或多个实施例中，可以由控制模块18选择或自动执行干燥器模式。在干燥器模式下，可以至少部分地开启第二阀门74，以允许鼓风机54使空气循环通过进气通道70并到达热交换器34和干燥剂36。热交换器34可以加热通过通风系统30的空气。可以循环或再循环至少部分加热的空气通过干燥剂36，从而加热干燥剂36以帮助去除或释放水分。此外，干燥器模式能够用以释放干燥剂36的水分以将水分释放到客舱中，以维持预定的或舒适的湿度水平。在一个或多个实施例中，可选的，在干燥器模式下可以省略热交换器34并通过HVAC系统50提供加热的空气。
在另一实施例中，气候控制系统可以配置成使得干燥剂36可以与车辆10的外部环境选择性连通。这样，所述气候控制系统可以切换到外部空气交换模式，其中潮湿空气(诸如由干燥剂36释放的潮湿空气)可以排放到周围环境。可以将这样的空气通过热交换器34加热，以加快所述干燥剂36干燥或使得所述干燥剂36能够在炎热环境温度条件下干燥。
上述气候控制系统可以帮助降低在车辆客厢中循环的空气中的水分，从而帮助提高乘客舒适度。降低湿度水平以及提高乘客舒适度也可以使得车辆乘客对HVAC系统50产生的制冷需求减少，从而帮助降低否则会用于驱动所述HVAC系统50的能量和燃料消耗。此外，可以降低车辆内部的空气中的水分以抑制车窗雾化，否则在诸如车辆启动和/或零下温度或冷却的环境条件下就会发生雾化。此外，上述气候控制系统可以提供更多的局部冷却，诸如在座椅应用中可以更直接为座椅乘客提供冷却。使用所述干燥剂也可以帮助去除水分以及潜在的可能与汗液相关的湿度不适和气味。
虽然上面描述了示例性实施例，但并不意味着这些实施例描述了本实用新型的所有可能的形式。相反，说明书中所使用的词语是描述性的而非限制性的，并且应该理解，可以进行各种变型而不背离本实用新型的主旨和范畴。此外，可以将多个实施的实施例的部件合并，以形成本实用新型的另外实施例。

Claims (8)

1.一种用于车辆的气候控制系统，其特征在于，包括：
设置在车辆客厢中的装饰组件；
用于使空气循环通过所述装饰组件的通风系统，所述通风系统具有：
靠近所述装饰组件设置的含有火山岩微粒的干燥剂，
用于将空气提供至所述干燥剂的进气通道，和
用于从所述干燥剂接收空气的出气通道；以及
被配置成从所述车辆的外部接收空气的HVAC系统，其中，所述HVAC系统靠近仪表板设置，并与所述进气通道和所述出气通道流体连接；
其中，空气经由所述进气通道从所述HVAC系统循环至所述干燥剂，以降低所述车辆客厢的空气中的水分。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的气候控制系统，其特征在于，所述装饰组件是车座、车门板或顶蓬内衬。
3.根据权利要求1所述的用于车辆的气候控制系统，其特征在于，所述通风系统进一步包括：
第一阀门，设置在所述进气通道中；
热交换器，设置在所述第一阀门与所述干燥剂之间；
第二阀门，设置在所述干燥剂与所述HVAC系统之间的所述出气通道中；
其中，当所述第一阀门开启时，空气从所述HVAC系统循环通过所述干燥剂和装饰组件。
4.根据权利要求3所述的用于车辆的气候控制系统，其特征在于，所述HVAC系统包括鼓风机，其中，当所述第一阀门关闭而所述第二阀门开启时，所述鼓风机使空气经由所述出气通道通过所述装饰组件和所述干燥剂。
5.根据权利要求4所述的用于车辆的气候控制系统，其特征在于，当所述第一阀门和所述第二阀门开启时，空气再循环通过所述干燥剂。
6.根据权利要求3所述的用于车辆的气候控制系统，其特征在于，所述第二阀门与端口流体连接，并且当所述第一阀门处于开启位置时从所述干燥剂去除湿气，所述热交换器加热从所述HVAC系统接收的空气，并且所述第二阀门从所述端口排出空气。
7.根据权利要求3所述的用于车辆的气候控制系统，其特征在于，所述HVAC系统包括至少一个HVAC热交换器，其中，所述进气通道接收被所述至少一个HVAC热交换器调节过的空气。
8.根据权利要求3所述的用于车辆的气候控制系统，其特征在于，所述HVAC系统包括至少一个HVAC热交换器，其中，所述进气通道不接收被所述至少一个HVAC热交换器调节过的空气。
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