CN203464531U - 车用单喷射转轮除湿空调系统 - Google Patents

车用单喷射转轮除湿空调系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种车用单喷射转轮除湿空调系统,它由三个子系统构成,即单喷射式制冷系统、供暖系统和转轮除湿系统。单喷射制冷系统至少包括发生器一[18]、发生器二[13]、喷射器[14]、冷凝器[15]、冷凝器风机[19]、聚风罩[20]、工质泵[17]、蒸发器[7]、节流阀或膨胀器[16];供暖系统至少包括换热器一[18]、换热器二[13]、送风机[8];转轮除湿系统至少包括除湿转轮[3]、再生风机[9]、换热器[10]。本实用新型采用单喷射式制冷与除湿转轮相结合的方式,通过对整体系统进行优化设计,该系统能够充分利用汽车废气与发动机冷却水的热量,进行制冷或供暖,且系统能够实现温度和湿度的独立控制。本实用新型具有节能环保、结构简单紧凑、成本低、安全可靠和实用寿命长的特点。

Description

车用单喷射转轮除湿空调系统
技术领域
本实用新型涉及一种车用空调设备,特别是以单喷射器、双发生器和工质泵为动力的制冷装置,以及用汽车废热作为再生能源的、采用小型转轮除湿的车用单喷射转轮除湿空调系统。 
背景技术
随着社会经济的发展,汽车的拥有量越来越多,汽车的能源消耗在总能源消耗中所占的比例越来越高,汽车节能环保问题成为世界关注的焦点;随着人们物质生活水平的提高,人们对汽车空调的舒适性,可靠性,安全性的要求也愈来愈高。 
目前,汽车空调普遍采用的仍然是依靠电力和发动机驱动的蒸汽压缩式空调系统,其运行一般要消耗8%~12%汽车发动机的动力,且排气温度最高可达到600℃~700℃,怠速时400℃左右,这一方面加大了废气排放量,加剧了空气的污染;另一方面容易引起发动机冷却水温度过高,影响了车辆的性能。因此,通过回收和利用汽车排气与冷却水废热来驱动空调系统运行,是实现汽车节能的一个有效途径。 
车用单喷射转轮除湿空调系统,利用汽车的高温废气实现除湿转轮干燥剂的再生,利用汽车发动机的冷却水作为制冷工质的热源,整个空调系统的运行只需要消耗少量的电能,就可以实现空调制冷或供暖。车用单喷射转轮除湿空调系统不但能够减轻发动机的工作量,而且达到了节能减排的目的。 
实用新型内容
本实用新型的目的就是: 
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高效的利用汽车丰富的废热,来驱动除湿转轮干燥剂的再生以及制冷工质的再生,实现汽车的节能减排;
Figure DEST_PATH_22987DEST_PATH_IMAGE002
利用转轮除湿量大的特点,加大新风处理比例,更好的改善车内空气品质。 
为实现上述目的,本实用新型的技术方案是: 
本实用新型是一种车用单喷射转轮除湿空调系统,它由三个子系统构成,即单喷射式制冷系统、供暖系统和转轮除湿系统。单喷射式制冷系统至少包括发生器一、发生器二、喷射器、冷凝器、冷凝器风机、聚风罩、工质泵、蒸发器、节流阀或膨胀器;供暖系统至少包括换热器一、换热器二、送风机;转轮除湿系统至少包括除湿转轮、再生风机、换热器;发生器一[18]连接在工质泵[17]和发生器二[13]之间;再生风机[9]出口接在换热器[10]之前;冷凝风机[19]的出风口在聚风罩[20]内。
采用的小型转轮是单级的,包括除湿区和再生区。 
在车内回风管上有两个风阀,即风阀一与风阀二,用于调整新风与回风的混合比例,使转轮处于最佳除湿状态,减少蒸发器中冷负荷的消耗量;在汽车排气风管上有两个风阀,即废气阀一与废气阀二,用于汽车启动时,快速加热制冷工质,控制发生器二中工质的温度。 
本实用新型工作过程包括:制冷过程、转轮除湿过程、转轮再生过程、供暖过程。 
制冷过程:在汽车刚启动时,废气阀一打开,废气阀二关闭,制冷工质在发生器二中吸收热量成为高温制冷工质蒸汽,然后进入喷射器中,且经喷射器加速喷射后的制冷工质在冷凝器中冷却;从冷凝器出来的制冷工质,一部分经节流阀或膨胀器后在蒸发器中蒸发吸热,最后回到喷射器中进行循环;另一部分冷凝工质经工质泵增压后进入发生器一中,完成循环;当汽车静止时,启动冷凝风机吹风,经聚风罩集合加速后,快速通过冷凝器;当汽车运动时,则关闭冷凝风机;当发动机的冷却水温度升高之后,关闭废阀一,打开废气阀二。 
转轮除湿过程:从车内出来的一部分回风与车外引进的新风按一定比例进行混合,进入转轮除湿区进行除湿,经过转轮除湿后的空气在蒸发器内冷却降温,最后由送风机送入车内。 
转轮再生过程:从车内出来的一部分回风经过再生风机抽吸增压,在换热器中吸收热量,然后进入除湿转轮的再生区,实现干燥剂的再生。 
供暖过程:从车内出来的一部分回风与车外引进的新风按一定比例进行混合,进入转轮除湿区进行除湿,然后除湿后的空气经发生器二与发生器一时,获得热量,温度升高,经送风机送入车内。 
本实用新型采用上述方案后,可以达到以下有益效果: 
通用性好:本实用新型采用单喷射式制冷与转轮除湿相结合的方式,打破了传统蒸汽压缩式空调对发动机的依赖状况,空调系统能够独立运行,适用于不同类型的车辆。
节能减排:本实用新型的制冷系统使用工质泵作为制冷循环的动力,减少了传统蒸汽压缩式空调系统中压缩机的能耗,节省了一部分机械能,提高了发动机的工作性能,减少了废气的排放量。本实用新型采用除湿转轮对空气进行除湿,降低了空气中水蒸汽含量,大大减轻了蒸发器冷负荷的消耗量,节省了能源。 
提高了空气品质与舒适度:本实用新型采用单喷射转轮除湿空调系统,实现了对温度与湿度的独立控制,且可以根据情况改变新风比,提高了车内空气品质和舒适度。 
安全可靠:本实用新型的制冷系统采用喷射器代替压缩机制冷,没有运动部件,结构简单,成本低、安全性高、使用寿命长。 
低噪音:本实用新型运动部件较少,能有效降低噪音。 
附图说明
图1是本实用新型制冷工况下的结构原理图; 
图2是本实用新型供暖工况下的结构原理图;
图3是本实用新型除湿转轮的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例作具体详述。 
如图1所示,本实用新型的空调系统包括有风阀一1、风阀二2、除湿转轮3、链条4、齿轮5、电动机6、蒸发器7、送风机8、再生风机9、换热器10、废气阀一11、废气阀二12、发生器二13、喷射器14、冷凝器15、节流阀或膨胀器16、工质泵17、发生器一18、冷凝风机19、聚风罩20、车体21。 
参考图3所示,所述的除湿转轮是单级的,包括除湿区b和再生区a,其中除湿区b的面积占整个转轮的四分之三,再生区a的面积占整个转轮的四分之一。 
所述的齿轮5安装在电动机6的输出轴上,齿轮5与安装在除湿转轮3上的链条4吻合,带动除湿转轮3转动。 
所述的发生器一[18]连接在工质泵[17]和发生器二[13]之间;再生风机[9]出口接在换热器[10]之前;冷凝风机[19]的出风口在聚风罩[20]内;发生器一18出口、发生器二13、喷射器14、冷凝器15、工质泵17和发生器一18入口依次相连接;发生器二13出口、喷射器14、冷凝器15、节流器或膨胀阀16、蒸发器7、喷射器14的吸入口依次相连接;冷凝风机19、聚风罩20、冷凝器15依次相连接。 
所述的车内回风管上有两个风阀,即风阀一[1]与风阀二[2],用于调整新风[A]与回风[B]的混合比例;在汽车排气风管上有两个风阀,即废气阀一[11]与废气阀二[12],用于控制工质通过发生器二[13]或换热器[13]的温度;车体21的回风C出口、再生风机9、换热器10、转轮再生区a、再生空气F排出口依次相连接;车体21回风B出口与风阀一1和风阀二2分别连接;风阀一1出口、转轮除湿区b、蒸发器7、送风机8、车内送风口依次相连接;风阀二2出口与转轮除湿区b出口相连接。 
所述的废气D进气口、废气阀一11、发生器二13、换热器10、废气E排出口依次相连接;废气D进气口、废气阀二12、换热器10、废气E排出口依次相连接。 
如图2所示,本实用新型的空调系统包括有风阀一1、风阀二2、除湿转轮3、链条4、齿轮5、电动机6、送风机8、再生风机9、换热器10、废气阀一11、废气阀二12、换热器二13、换热器一18、车体21。 
所述的车体21回风C出口、再生风机9、换热器10、转轮再生区a、再生空气F排出口依次相连接;车体21回风B出口与风阀一1和风阀二2分别连接;风阀一1出口、转轮除湿区b、换热器二13、换热器一18、送风机8、车内送风口依次相连接;风阀二2出口与转轮除湿区b出口相连接。 
所述的废气D进气口、废气阀一11、发生器二13、换热器10、废气E排出口依次相连接;废气D进气口、废气阀二12、换热器10、废气E排出口依次相连接。 
本实施例的工质泵为高压全密封泵。 
本实施例的控制阀为电子膨胀阀。 
本实施新型的工作原理:在本实施例中,当向车内进行除湿制冷调节时,车外的新风A与车内的回风B混合(当车外新风的相对湿度较低时,关闭风阀二2,打开风阀一1,当车外新风的相对湿度较高时,关闭风阀一1,打开风阀二2)。混合后的空气进入转轮除湿区b,由于在除湿转轮3的空气通道壁上覆盖了一层干燥剂,空气中的水蒸气被干燥剂吸收,空气被干燥。干燥后的空气进入蒸发器7中冷却降温(当车外新风的相对湿度较大时,干燥后的空气先与一部分车内回风混合,再进入蒸发器7中),经过处理达到送风状态点,最终由送风机8送入车内。 
在本实施例中,当向车内进行供暖调节时,车外的新风A与车内的回风B混合(当车外新风的相对湿度较低时,关闭风阀二2,打开风阀一1,当车外新风的相对湿度较高时,关闭风阀一1,打开风阀二2)。混合后的空气进入转轮除湿区b,空气中的水蒸气被干燥剂吸收,空气被干燥。干燥后的空气依次进入换热器二13、换热器一20中加热升温(当车外新风的相对湿度较大时,干燥后的空气先与一部分车内回风混合,再进入换热器二13、换热器一18中;当车外新风的相对湿度较低时,关闭风阀一1,打开风阀二2,干燥后的新风先与车内回风混合,再进入换热器二13、换热器一18中),经过处理达到送风状态点,最终由送风机8送入车内。 
在本实施例中,干燥剂再生过程为:室内回风C经再生风机9送入换热器10中,吸收热量,温度升高,进入转轮再生区a,将饱和的干燥剂加热,使吸收的水分蒸发,实现干燥剂的再生。再生后的空气F直接排出车外。 
在本实施例中,废气利用过程为:当汽车发动机的冷却水温度较低时,打开废气阀一11,关闭废气阀二12,高温废气D经过发生器13/换热器13与工质/混合空气进行热交换,然后再进入换热器10加热再生空气,然后由排气口F排出。当汽车发动机的冷却水温度正常时,关闭废气阀一11,打开废气阀二12,高温废气D直接进入换热器10加热再生空气,然后由排气口F排出。 
以上所述,仅为本实用新型较佳实例而已,故不能以此限定本实用新型实施的范围,即以本实用新型申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰,皆应仍属于新型专利涵盖的范围内。 

Claims (4)

1.一种车用单喷射转轮除湿空调系统,它由三个子系统构成,即单喷射式制冷系统、供暖系统和转轮除湿系统,其特征在于:单喷射式制冷系统至少包括发生器一[18]、发生器二[13]、喷射器[14]、冷凝器[15]、冷凝器风机[19]、聚风罩[20]、工质泵[17]、蒸发器[7]、节流阀或膨胀器[16];供暖系统至少包括换热器一[18]、换热器二[13]、送风机[8];转轮除湿系统至少包括除湿转轮[3]、再生风机[9]、换热器[10];发生器一[18]连接在工质泵[17]和发生器二[13]之间;再生风机[9]出口接在换热器[10]之前;冷凝风机[19]的出风口在聚风罩[20]内。
2.根据权利要求1所述的车用单喷射转轮除湿空调系统,其特征在于:在车内回风管上有两个风阀,即风阀一[1]与风阀二[2],用于调整新风[A]与回风[B]的混合比例;在汽车排气风管上有两个风阀,即废气阀一[11]与废气阀二[12],用于控制工质通过发生器二[13]或换热器[13]的温度。
3.根据权利要求2所述的车用单喷射转轮除湿空调系统,其特征在于:所述的阀皆为电子膨胀阀。
4.根据权利要求1所述的车用单喷射转轮除湿空调系统,其特征在于:所采用的除湿转轮是单级的,包括除湿区[b]和再生区[a]。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104613673A (zh) * 2014-12-22 2015-05-13 宁波工程学院 一种喷射-吸收式制冷除湿机组
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