CN211844018U - 车辆空调系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种车辆空调系统，包括：空调箱体、除湿膜围成的管体、分液结构、集液结构、储液池、循环泵与主风机，管体位于空调箱体的风道内，两端分别与分液结构和集液结构连接；分液结构和/或集液结构位于空调箱体外；车辆空调系统具有除湿模式，在除湿模式下，主风机开启，储液池、循环泵、分液结构、管体、集液结构连通形成回路。本申请的车辆空调系统利用管体除湿膜除湿，除湿膜的一侧为吸湿溶液，另一侧位于风道内，避免加热，能耗较低；另外，分液结构和/或集液结构位于空调箱体外，不占用空调箱体内的空间，使除湿膜的有效面积更大，除湿效果好。

Description

车辆空调系统

技术领域

本申请涉及空调系统技术领域，尤其涉及一种车辆空调系统。

背景技术

车辆空调系统可实现乘客舱的制冷、制热、除湿等功能。然而，相关的车辆空调系统通过热管理系统进行除湿时，需要将进入风道内的空气进行冷却，并排出冷凝水，导致系统能耗较高。

有鉴于此，本申请提供一种新的车辆空调系统，以降低除湿所需能耗。

实用新型内容

本申请提供了一种车辆空调系统，以降低除湿所需的能耗。

为实现上述目的，本申请提供一种车辆空调系统，包括：

空调箱体和除湿膜围成的管体，所述管体位于所述空调箱体的风道内；

分液结构和集液结构，所述分液结构和所述集液结构两者中至少有一个位于所述空调箱体外，所述管体的两端分别与所述分液结构和所述集液结构连接；

存储有吸湿溶液的储液池、循环泵与主风机；所述车辆空调系统具有除湿模式，在所述除湿模式下，所述主风机开启，所述储液池、所述循环泵、所述分液结构、所述管体、所述集液结构连通形成回路。

本申请在所述除湿模式下，所述主风机开启，所述储液池、所述循环泵、所述分液结构、所述管体、所述集液结构连通形成回路，储液池内的吸湿溶液流入至管体内，管体的一侧为吸湿溶液，另一侧位于风道内，利用压差实现水蒸气的渗透，降低风道内的湿度，本申请的车辆空调系统利用除湿膜管体和管体内的吸湿溶液除湿，除湿能耗较低。

可选的，还包括：第一连通阀与第二连通阀；所述第一连通阀包括第一阀口、第二阀口和第三阀口，所述第二连通阀包括第四阀口、第五阀口和第六阀口，所述第一连通阀的第一阀口连接至所述储液池，所述第一连通阀的第二阀口连接至所述第二连通阀的第四阀口，所述第二连通阀的第五阀口连接至所述集液结构；

在所述除湿模式下，所述第一连通阀的第一阀口与第二阀口连通，所述第二连通阀的第四阀口与第五阀口连通，所述储液池、所述循环泵、所述分液结构、所述管体、所述集液结构、所述第二连通阀、所述第一连通阀连通形成回路。

可选的，还包括：再生装置与加热装置；所述第一连通阀的第三阀口连接至所述再生装置的主出液口，所述第二连通阀的第六阀口连接至所述加热装置的入口；

所述车辆空调系统具有第一再生模式；在所述第一再生模式下，所述主风机关闭，所述第一连通阀的第三阀口与第一阀口连通，所述第二连通阀的第六阀口与第五阀口连通，所述储液池、所述循环泵、所述分液结构、所述管体、所述集液结构、所述第二连通阀、所述加热装置、所述再生装置、所述第一连通阀连通形成回路。

可选的，所述车辆空调系统还具有除湿与再生并行模式；在所述除湿与再生并行模式下，所述主风机开启，所述第一连通阀的第三阀口与第一阀口连通，所述第二连通阀的第六阀口与第五阀口连通，所述储液池、所述循环泵、所述分液结构、所述管体、所述集液结构、所述第二连通阀、所述加热装置、所述再生装置、所述第一连通阀连通形成回路。

可选的，还包括：截止阀，所述截止阀位于所述循环泵的出口与所述加热装置的入口之间；

所述车辆空调系统具有第二再生模式，在所述第二再生模式下，所述第一连通阀的第三阀口与第一阀口连通，所述截止阀导通，所述储液池、所述循环泵、所述截止阀、所述加热装置、所述再生装置、所述第一连通阀连通形成回路。

可选的，在所述第二再生模式下，所述主风机开启或关闭。

可选的，所述再生装置包括壳体与填料层，所述壳体具有进风口与出风口，所述填料层位于所述进风口与出风口之间，且位于所述主出液口的上方；所述车辆空调系统还包括设置在靠近所述进风口处的鼓风机或设置在靠近所述出风口处的抽风机。

可选的，所述再生装置还包括：与所述加热装置的出口连接的分液器，所述分液器包括若干出液口，所述出液口位于所述填料层的上方。

可选的，所述再生装置还包括：设置在所述壳体内的液滴捕捉结构，所述液滴捕捉结构靠近所述出风口处。

可选的，所述除湿膜为高分子纤维膜，和/或所述吸湿溶液为无机盐溶液。

附图说明

图1是本申请一实施例的车辆空调系统的结构示意图；

图2是图1中的P区域的立体图；

图3是本申请另一实施例的车辆空调系统的结构示意图；

图4是图3中的液滴捕捉结构的结构示意图；

图5是图3中的车辆空调系统在第一再生模式下的工作原理示意图；

图6是图3中的车辆空调系统在除湿模式下的工作原理示意图；

图7是图3中的车辆空调系统在再生与除湿并行模式下的工作原理示意图；

图8是本申请再一实施例的车辆空调系统的结构示意图；

图9是图8中的车辆空调系统在第二再生模式下的工作原理示意图。

为方便理解本申请，以下列出本申请中出现的所有附图标记：

管体101 第一侧101a

第二侧101b 风道100

管腔11 分液结构12

集液结构13 主风机14

储液池15 循环泵16

主进风口10a 主出风口10b

第一连通阀17 第一阀口17a

第二阀口17b 第三阀口17c

第二连通阀18 第四阀口18a

第五阀口18b 第六阀口18c

再生装置20 加热装置21

填料层201 进风口20a

出风口20b 抽风机22

分液器23 液滴捕捉结构24

截止阀25 空调箱体10

主进风口10a 主出风口10b

乘客舱01 壳体200

车辆空调系统1、2、3

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施例做详细的说明。

图1是本申请一实施例的车辆空调系统的结构示意图；图2是图1中的P区域的立体图。

参照图1与图2所示，车辆空调系统1包括：

空调箱体10和除湿膜围成的若干管体101，若干管体101位于空调箱体10的风道100内，若干管体101的管腔11内流通有吸湿溶液。

分液结构12和集液结构13，分液结构12和集液结构13均位于空调箱体10外，每个管体101的两端分别与分液结构12和集液结构13连接，分液结构12、集液结构13、管体101可以是一体结构。分液结构12的内腔和集液结构13的内腔与管体 101的管腔11连通。

车辆空调系统1还包括储液池15、循环泵16与主风机14；车辆空调系统1 具有除湿模式，在除湿模式下，主风机14开启，储液池15、循环泵16、分液结构12、管体101、集液结构13连通形成回路。

空调箱体10包括风道100、主进风口10a和主出风口10b，主进风口10a、主出风口10b均与风道100连通。主进风口10a包括新风口和回风口，回风口与主出风口10b、乘客舱01都连通；新风口与外界连通。

回风口与主出风口10b连通时，车辆空调系统1处于内循环模式。新风口与主出风口10b连通时，车辆空调系统1处于外循环模式。新风口与回风口的切换可通过选择风阀实现。

主风机14设置在风道100内。一些实施例中，车辆空调系统1还可以包括设置于风道100内的第一室内换热器(未标示)和第二室内换热器(未标示)。第一室内换热器可以为冷凝器，用于对风道100的空气制热，从而提升乘客舱 01内的温度。第二室内换热器可以为蒸发器，用于对风道100的空气制冷，从而降低乘客舱01内的温度。

对于特定的膜材料，水蒸气在其中的透过速率比较大，其渗透系数比氮气、氧气和其他一些空气中的微量气体高至少两个数量级。除湿膜可以为半渗透膜，例如为高分子纤维膜，膜的一侧为湿空气，另一侧为吸湿溶液，两侧流体同时流动。吸湿溶液可以是溴化锂溶液、氯化锂等盐溶液，其溶液表面的水蒸气分压力很低，因此具有很强的吸收水蒸气能力。当湿润空气流经中空纤维膜(进气侧)时被膜表面吸收，从而在膜两侧表面产生浓度梯度，水蒸气在极薄的膜壁中扩散至膜的另一侧(渗透侧)，进入盐溶液中。

管体101包括位于管腔11内的第一侧101a(渗透侧)以及位于风道100内的第二侧101b(进气侧)。管腔11内流通有吸湿溶液。图1与图2所示实施例中，中空部形成管腔11。其它实施例中，管体101也可以包括相互嵌套的内管与外管，内管与外管之间形成管腔11。此时，管体101的中空部也可以与风道100连通。

参照图1与图2所示，若干管体101的延伸方向与风道100的延伸方向垂直(与空气流动方向垂直)。一些实施例中，若干管体101的延伸方向可以与风道100的延伸方向平行(与空气流动方向平行)，或两者之间具有一夹角。再一些实施例中，若干管体101中，部分数目管体101的延伸方向与风道100的延伸方向垂直，部分数目管体101的延伸方向与风道100的延伸方向平行；也可以包括两组或两组以上与风道100的延伸方向呈不同角度的管体101。

分液结构12可以为具有一个入口与多个出口的管件，其入口可以跟相应的管路连接。集液结构13可以为具有多个入口与一个出口的管件，其出口可以跟相应的管路连接。

储液池15中存储的为浓度较高的吸湿溶液。循环泵16用于对吸湿溶液的循环提供动力。

车辆空调系统1在除湿模式下的工作原理在于：

开启主风机14与循环泵16，浓度较大的吸湿溶液从储液池15经分液结构 12，被输送到各个管体101的管腔11内。由于管体第一侧101a的水蒸气分压力远低于第二侧101b的水蒸气分压力，因此风道100内的水蒸气经除湿膜进入管腔11内的吸湿溶液中；风道100内的空气得到干燥；吸湿溶液的浓度变小，经集液结构13重新回到储液池15，储液池15内的溶液浓度逐渐变小，储液池15 的浓度变化具有一个阈值，该阈值范围内可以起到除湿的作用。空调系统可以包括设置在储液池15内的浓度检测器，浓度检测器跟相关的控制器进行电连接，浓度检测器将检测到的浓度值数据实时反馈到控制器，控制器判断浓度值是否处于所述阈值范围内，若低于该阈值，则发出警告。

主风机14带动风道100内的空气不断循环，循环泵16带动吸湿溶液不断循环，如此，吸湿溶液不断吸附除湿膜表面的水蒸气，风道100内的空气得到干燥。

本实施例的车辆空调系统1利用若干管体101除湿膜除湿，除湿膜的一侧为吸湿溶液，另一侧位于风道100内，避免加热，能耗较低。另外，分液结构12和集液结构13均位于空调箱体10外，不占用空调箱体10内的空间，使除湿膜的有效面积更大，除湿效果好。

一些实施例中，车辆空调系统1处于除湿模式时，开启车辆空调系统1的第一室内换热器或第二室内换热器，使车辆空调系统1处于制冷或制热模式。

图3是本申请另一实施例的车辆空调系统的结构示意图。参照图3所示，本实施例中的车辆空调系统2与图1至图2中的车辆空调系统1大致相同，区别在于：还包括：第一连通阀17、第二连通阀18、再生装置20与加热装置21。第一连通阀17的第一阀口17a连接至储液池15的入口，第一连通阀17的第二阀口17b连接至第二连通阀18的第四阀口18a，第一连通阀17的第三阀口17c 连接至再生装置20的主出液口；第二连通阀18的第五阀口18b通过管路连接至集液结构13，第二连通阀18的第六阀口18c连接至加热装置21的入口。

车辆空调系统2具有第一再生模式；在第一再生模式下，主风机14关闭，第一连通阀17的第三阀口17c与第一阀口17a连通，第二连通阀18的第六阀口 18c与第五阀口18b连通，储液池15、循环泵16、分液结构12、管体101、集液结构13、第二连通阀18、加热装置21、再生装置20、第一连通阀17连通形成回路。

吸湿溶液吸收风道100内的水蒸气后浓度会降低，干燥效果会变差。本实施例二的车辆空调系统2在实施例一的车辆空调系统1基础上增加了再生装置 20与加热装置21，对吸湿溶液进行再生，即降低吸湿溶液中的水分含量。

参照图3所示，再生装置20可以包括壳体200与填料层201，壳体200具有进风口20a与出风口20b，填料层201位于进风口20a与出风口20b之间，且位于主出液口的上方。

填料层201可以包括多孔物质，以增大液体的表面比。填料层201主要成分可以是用于冷却塔的填料。

车辆空调系统2还可以包括设置在靠近进风口20a处的鼓风机或设置在靠近出风口20b处的抽风机22。

再生装置20还可以包括：与加热装置21的出口连接的分液器23，分液器23包括若干出液口，出液口位于填料层201的上方。

图4是图3中的液滴捕捉结构的结构示意图。参照图3与图4所示，车辆空调系统2还可以包括液滴捕捉结构24，液滴捕捉结构24靠近出风口20b处。液滴捕捉结构24可以为弯管，水蒸气被带走时，其中的小液滴可以聚集在顶壁 (虚线框内所示)上，最后回流入填料层201。

一些实施例中，液滴捕捉结构24也可以为多孔筛。

图5是图3中的车辆空调系统在第一再生模式下的工作原理示意图。

参照图5所示，车辆空调系统2在第一再生模式下的工作原理在于：

开启循环泵16、加热装置21与抽风机22(或鼓风机)，关闭主风机14；浓度变小的吸湿溶液从储液池15依次经分液结构12、各个管体101的管腔11、集液结构13、被输送到加热装置21的入口，加热后，经第二连通阀18，被输送到分液器23的各个出液口，喷洒于填料层201；抽风机22或鼓风机运行，在填料层201的上下形成气流，加快水蒸气挥发，吸湿溶液在填料层201完成湿热交换，被浓缩；浓缩后的吸湿溶液经主出液口、第一连通阀17，回到储液池 15，完成一次循环。

吸湿溶液在循环泵16的带动下，不断循环、浓缩，从而浓度增大。

汽车运行一段时间会进行充电，充电时可对循环泵16、加热装置21与抽风机22(或鼓风机)提供电源，利用充电时间该车辆空调系统2可以实现快速再生，同时不浪费车上蓄电池的电能。

第一连通阀17和第二连通阀18可以为三通阀，在其它实施例中也可以为多个阀的组合，或设置有截止阀的管路。

通过第一连通阀17与第二连通阀18的各阀口的切换，车辆空调系统2还可以处于除湿模式下。

图6是图3中的车辆空调系统在除湿模式下的工作原理示意图。

参照图6所示，车辆空调系统2在除湿模式下的工作原理在于：

开启主风机14与循环泵16，浓度较大的吸湿溶液从储液池15经分液结构 12，被输送到各个管体101的管腔11内，风道100内的水蒸气经除湿膜进入管腔11内的吸湿溶液中；风道100内的空气得到干燥；吸湿溶液的浓度变小，依次经集液结构13、第二连通阀18与第一连通阀17，重新回到储液池15。

图7是图3中的车辆空调系统在再生与除湿并行模式下的工作原理示意图。

参照图7所示，车辆空调系统2在再生与除湿并行模式下的工作原理在于：

开启主风机14、循环泵16、加热装置21与抽风机22(或鼓风机)；浓度大大的吸湿溶液从储液池15经分液结构12，被输送到各个管体101的管腔11内，风道100内的水蒸气经除湿膜进入管腔11内的吸湿溶液中；风道100内的空气得到干燥；吸湿溶液的浓度变小，经集液结构13后通过第二连通阀18被输送到加热装置21的入口，经加热装置21加热后，被输送到分液器23的各个出液口，喷洒于填料层201；抽风机22或鼓风机运行，在填料层201的上下形成气流，加快水蒸气挥发，吸湿溶液在填料层201完成湿热交换，被浓缩；浓缩后的吸湿溶液经主出液口、第一连通阀17，回到储液池15，完成一次循环。

一些实施例中，车辆空调系统2处于除湿模式，或处于再生与除湿并行模式时，开启车辆空调系统2的第一室内换热器或第二室内换热器，使车辆空调系统2处于制冷或制热模式。

一些实施例中，可以省略分液器23，直接在壳体200上设置位于填料层201 上方的主进液口。

一些实施例中，可以省略填料层201、和/或抽风机22，和/或鼓风机，采用正常大气气流对高温吸湿溶液进行湿热交换。

图8是本申请再一实施例的车辆空调系统的结构示意图。参照图8所示，本实施例中的车辆空调系统3与图1至图7中的车辆空调系统1、2大致相同，区别在于：还包括：截止阀25，截止阀25位于循环泵16的出口与加热装置21的入口之间的管路上。

车辆空调系统3具有第二再生模式；在第二再生模式下，第一连通阀17的第三阀口17c与第一阀口17a连通，截止阀25导通，储液池15、循环泵16、截止阀25、加热装置21、再生装置20、第一连通阀17连通形成回路。

图9是图8中的车辆空调系统在第二再生模式下的工作原理示意图。

参照图9所示，车辆空调系统3在第二再生模式的工作原理在于：

开启循环泵16、加热装置21与抽风机22(或鼓风机)；浓度变小的吸湿溶液从储液池15经截至阀25，被输送到加热装置21的入口，加热后，被输送到分液器23的各个出液口，喷洒于填料层201；抽风机22或鼓风机运行，在填料层201的上下形成气流，加快水蒸气挥发，吸湿溶液在填料层201完成湿热交换，被浓缩；浓缩后的吸湿溶液经主出液口、第一连通阀17，回到储液池15，完成一次循环。

可以看出，第二再生模式与第一再生模式的区别在于：吸湿溶液不经过各个管体101。因而，第二再生模式下，可以关闭主风机14，仅进行再生；也可以开启主风机14，并同时开启车辆空调系统3的第一室内换热器或第二室内换热器，使车辆空调系统3处于制冷或制热模式。

虽然本申请披露如上，但本申请并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本申请的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种车辆空调系统，其特征在于，包括：

空调箱体(10)和除湿膜围成的管体(101)，所述管体(101)位于所述空调箱体(10)的风道(100)内；

分液结构(12)和集液结构(13)，所述分液结构(12)和所述集液结构(13)两者中至少有一个位于所述空调箱体(10)外，所述管体(101)的两端分别与所述分液结构(12)和所述集液结构(13)连接；

存储有吸湿溶液的储液池(15)、循环泵(16)与主风机(14)；所述车辆空调系统具有除湿模式，在所述除湿模式下，所述主风机(14)开启，所述储液池(15)、所述循环泵(16)、所述分液结构(12)、所述管体(101)、所述集液结构(13)连通形成回路。

2.根据权利要求1所述的车辆空调系统，其特征在于，还包括：第一连通阀(17)与第二连通阀(18)；所述第一连通阀(17)包括第一阀口(17a)、第二阀口(17b)和第三阀口(17c)，所述第二连通阀(18)包括第四阀口(18a)、第五阀口(18b)和第六阀口(18c)，所述第一连通阀(17)的第一阀口(17a)连接至所述储液池(15)，所述第一连通阀(17)的第二阀口(17b)连接至所述第二连通阀(18)的第四阀口(18a)，所述第二连通阀(18)的第五阀口(18b)连接至所述集液结构(13)；

在所述除湿模式下，所述第一连通阀(17)的第一阀口(17a)与第二阀口(17b)连通，所述第二连通阀(18)的第四阀口(18a)与第五阀口(18b)连通，所述储液池(15)、所述循环泵(16)、所述分液结构(12)、所述管体(101)、所述集液结构(13)、所述第二连通阀(18)、所述第一连通阀(17)连通形成回路。

3.根据权利要求2所述的车辆空调系统，其特征在于，还包括：再生装置(20)与加热装置(21)；所述第一连通阀(17)的第三阀口(17c)连接至所述再生装置(20)的主出液口，所述第二连通阀(18)的第六阀口(18c)连接至所述加热装置(21)的入口；

所述车辆空调系统具有第一再生模式；在所述第一再生模式下，所述主风机(14)关闭，所述第一连通阀(17)的第三阀口(17c)与第一阀口(17a)连通，所述第二连通阀(18)的第六阀口(18c)与第五阀口(18b)连通，所述储液池(15)、所述循环泵(16)、所述分液结构(12)、所述管体(101)、所述集液结构(13)、所述第二连通阀(18)、所述加热装置(21)、所述再生装置(20)、所述第一连通阀(17)连通形成回路。

4.根据权利要求3所述的车辆空调系统，其特征在于，所述车辆空调系统还具有除湿与再生并行模式；在所述除湿与再生并行模式下，所述主风机(14)开启，所述第一连通阀(17)的第三阀口(17c)与第一阀口(17a)连通，所述第二连通阀(18)的第六阀口(18c)与第五阀口(18b)连通，所述储液池(15)、所述循环泵(16)、所述分液结构(12)、所述管体(101)、所述集液结构(13)、所述第二连通阀(18)、所述加热装置(21)、所述再生装置(20)、所述第一连通阀(17)连通形成回路。

5.根据权利要求3所述的车辆空调系统，其特征在于，还包括：截止阀(25)，所述截止阀(25)位于所述循环泵(16)的出口与所述加热装置(21)的入口之间；

所述车辆空调系统具有第二再生模式，在所述第二再生模式下，所述第一连通阀(17)的第三阀口(17c)与第一阀口(17a)连通，所述截止阀(25)导通，所述储液池(15)、所述循环泵(16)、所述截止阀(25)、所述加热装置(21)、所述再生装置(20)、所述第一连通阀(17)连通形成回路。

6.根据权利要求5所述的车辆空调系统，其特征在于，在所述第二再生模式下，所述主风机(14)开启或关闭。

7.根据权利要求3、4或5所述的车辆空调系统，其特征在于，所述再生装置(20)包括壳体(200)与填料层(201)，所述壳体(200)具有进风口(20a)与出风口(20b)，所述填料层(201)位于所述进风口(20a)与出风口(20b)之间，且位于所述主出液口的上方；所述车辆空调系统还包括设置在靠近所述进风口(20a)处的鼓风机或设置在靠近所述出风口(20b)处的抽风机(22)。

8.根据权利要求7所述的车辆空调系统，其特征在于，所述再生装置(20)还包括：与所述加热装置(21)的出口连接的分液器(23)，所述分液器(23)包括若干出液口，所述出液口位于所述填料层(201)的上方。

9.根据权利要求7所述的车辆空调系统，其特征在于，所述再生装置(20)还包括：设置在所述壳体(200)内的液滴捕捉结构(24)，所述液滴捕捉结构(24)靠近所述出风口(20b)处。

10.根据权利要求1所述的车辆空调系统，其特征在于，所述除湿膜为高分子纤维膜，和/或所述吸湿溶液为无机盐溶液。

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