CN215883243U - 用于工程机械的空调系统及工程机械 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械技术领域，公开了一种用于工程机械的空调系统及工程机械。空调系统包括：动力装置，包括发动机和发电机；储能装置，与发电机电连接，用于存储发电机产生的电能；电动压缩机，分别与发电机以及储能装置连接，用于从储能装置或发电机获取电能；第一换热器和第二换热器，分别与电动压缩机连通，以形成第一循环回路；以及控制器，用于在确定储能装置足以给电动压缩机的运行供电的情况下，仅允许储能装置给电动压缩机供电，以及在确定储能装置不足以给电动压缩机的运行供电的情况下，将发电机产生的电能分别输送至电动压缩机和储能装置。本技术方案可以提高车用空调系统的稳定性，降低能耗。

Description

用于工程机械的空调系统及工程机械

技术领域

本实用新型涉及机械技术领域，具体地涉及用于工程机械的空调系统及工程机械。

背景技术

起重机是指在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械，起重机又称天车、航吊或吊车。汽车起重机是装在普通汽车底盘或特制汽车底盘上的一种起重机，其行驶驾驶室与起重操纵室一般分开设置。现有汽车起重机的车用空调系统的动力一般来自于柴油发动机，发动机通过皮带传动或者轴传动驱动发电机发电，进而驱动压缩机，以带动上车空调系统运行。上车空调压缩机的动力是通过液压装置进行传递的。由于起重机属于重型机械设备，因此对应的发动机的功率也是较大的。

在使用空调时，柴油发动机也必须进行运转，此种运行方式不仅在空调使用时造成富余动力的浪费，增加发动机的油耗，而且在发动机停止时，无法使用空调，降低了用户满意度。同时发动机转速的波动，会造成液压系统动力传递的波动，导致车用空调的制冷效果不稳定，在环境条件的变化时，尤其是在阳光强烈的时候，会造成制冷量不足，难以满足人员需求。可见，空调系统的能耗较高，稳定性较差。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的不足，本实用新型实施例提供了用于工程机械的空调系统及工程机械。

为了实现上述目的，本实用新型第一方面提供了一种用于工程机械的空调系统，包括：

动力装置，包括发动机和与发动机连接的发电机，发电机用于将发动机的机械能转化为电能；

储能装置，与发电机电连接，用于存储发电机产生的电能；

电动压缩机，分别与发电机以及储能装置连接，用于从储能装置或发电机获取电能；

第一换热器和第二换热器，分别与电动压缩机连通，以形成第一循环回路；以及

控制器，用于在确定储能装置足以给电动压缩机的运行供电的情况下，仅允许储能装置给电动压缩机供电，以及在确定储能装置不足以给电动压缩机的运行供电的情况下，将发电机产生的电能分别输送至电动压缩机和储能装置。

在本实用新型实施例中，空调系统还包括：

四通换向阀，设置在第一循环回路中。

在本实用新型实施例中，控制器通过选择四通换向阀的导通方向，以及选择第一换热器和第二换热器的工作状态，来选择空调系统的工作模式，其中，工作模式包括制冷模式和制热模式。

在本实用新型实施例中，工作状态包括蒸发器状态和冷凝器状态；

其中，在制冷模式下，第一换热器作为蒸发器，第二换热器作为冷凝器，四通换向阀处于由第一换热器至第二换热器的导通方向；

其中，在制热模式下，第一换热器作为冷凝器，第二换热器作为蒸发器，四通换向阀处于由第二换热器至所述第一换热器的导通方向。

在本实用新型实施例中，空调系统还包括：

液压泵和散热器，分别与发动机连接，以形成第二循坏回路；

液压泵用于从发动机获取动力以驱动防冻液流动；

散热器通向工程机械的操作室，防冻液在散热器中将发动机的热量传递至操作室以对操作室进行制热。

在本实用新型实施例中，空调系统还包括节流装置，节流装置分别与第一换热器以及第二换热器连接，节流装置用于将高温高压的液态工质转变成低温低压的液态工质。

在本实用新型实施例中，第一换热器通向工程机械的操作室，用于对操作室进行制冷或制热。

在本实用新型实施例中，储能装置包括蓄电池。

本实用新型第二方面提供了一种工程机械，包括上述的用于工程机械的空调系统。

在本实用新型实施例中，工程机械包括汽车起重机。

在本实用新型实施例的空调系统中，仅利用电动式压缩机进行驱动，取消了其他类型的压缩机，相比现有汽车起重机的车用空调系统的动力一般来自于柴油发动机，采用了其他类型的压缩机，发动机转速的波动，会造成液压系统动力传递的波动，导致车用空调的制冷效果不稳定，本实用新型实施例中，仅利用电动式压缩机的稳定性更强，改善了操作室内的舒适性。

电动压缩机优先利用储能装置中的电能来驱动制冷循环或者制热循坏，在储能装置中电量不足的情况下，发电机将一部分电能传递至电动压缩机，同时将富余的电能存储至储能装置中，当储能装置的电量充满时，可关闭发动机，由储能装置对电动压缩机进行供电，这样，可以降低发动机的燃油消耗，节省能源，也减少了环境污染。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型实施例，但并不构成对本实用新型实施例的限制。在附图中：

图1示意性示出了根据本实用新型实施例的一种用于工程机械的空调系统的示意图；

图2示意性示出了根据本实用新型实施例的另一种用于工程机械的空调系统的示意图；

图3示意性示出了根据本实用新型实施例的另一种用于工程机械的空调系统的示意图。

附图标记说明

11、发动机 12、发电机

13、储能装置 14、电动压缩机

15、第一换热器 16、第二换热器

17、四通换向阀 18、控制器

19、节流装置 20、操作室

21、液压泵 22、散热器

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型实施例，并不用于限制本实用新型实施例。

需要说明，若本申请实施方式中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本申请实施方式中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

图1示意性示出了根据本实用新型实施例的一种用于工程机械的空调系统的示意图，如图1所示，在本实用新型一实施例中，提供了一种用于工程机械的空调系统，包括：

动力装置，包括发动机11和与发动机11连接的发电机12，发电机12用于将发动机11的机械能转化为电能；

储能装置13，与发电机12电连接，用于存储发电机12产生的电能；

电动压缩机14，分别与发电机12以及储能装置13连接，用于从储能装置13或发电机12获取电能；

第一换热器15和第二换热器16，分别与电动压缩机14连通，以形成第一循环回路；以及

控制器18，用于在确定储能装置13足以给电动压缩机14的运行供电的情况下，仅允许储能装置13给电动压缩机14供电，以及在确定储能装置13不足以给电动压缩机14的运行供电的情况下，将发电机12产生的电能分别输送至电动压缩机14和储能装置13。

储能装置13可以为蓄电池，电动压缩机14优先利用储能装置13中的电能，当储能装置13中的电量足够时，由储能装置13给电动压缩机14供电，驱动制冷或者制热循环。

当储能装置13的电量不足以驱动电动压缩机14时，发动机11启动，发动机11将燃油的热能转化为机械能，发电机12将机械能转化为电能，实现发电。发电机12将一部分电能传递至电动压缩机14，驱动制冷或者制热循环，同时将富余的电能存储至储能装置13中，当储能装置13的电量充满时，可关闭发动机，由储能装置13对电动压缩机14进行供电。这样，可以降低发动机的燃油消耗，节省能源，也减少了环境污染。

在发动机11正常运转时，发电机12可以给电动压缩机14供电，发电机12可以给储能装置13充电。在发动机11不运行时，可以利用储能装置13给电动压缩机14供电，保障空调系统的正常运行。

在本实用新型实施例的空调系统中，仅利用电动式压缩机进行驱动，取消了其他类型的压缩机，相比现有汽车起重机的车用空调系统的动力一般来自于柴油发动机，采用了其他类型的压缩机，发动机转速的波动，会造成液压系统动力传递的波动，导致车用空调的制冷效果不稳定，本实用新型实施例中，仅利用电动式压缩机的稳定性更强，改善了操作室内的舒适性。

图2示意性示出了根据本实用新型实施例的另一种用于工程机械的空调系统的示意图，可参见图2，在一实施例中，空调系统还包括：

四通换向阀17，设置在第一循环回路中。

在一实施例中，控制器18通过选择四通换向阀17的导通方向，以及选择第一换热器15和第二换热器16的工作状态，来选择空调系统的工作模式，其中，工作模式包括制冷模式和制热模式。

四通换向阀17有两种相反的导通方向，在第一循环回路中可以对流通方向进行换向。利用四通换向阀17、第一换热器15和第二换热器16，在一个循坏回路中便可同时实现制冷和制热的功能，相比现有技术中设置制冷和制热至少两个循坏回路，本实用新型实施例的电路更精简。

在一实施例中，工作状态包括蒸发器状态和冷凝器状态；

其中，在制冷模式下，第一换热器15作为蒸发器，第二换热器16作为冷凝器，四通换向阀17处于由第一换热器15至第二换热器16的导通方向；

其中，在制热模式下，第一换热器15作为冷凝器，第二换热器16作为蒸发器，四通换向阀17处于由第二换热器16至所述第一换热器15的导通方向。

在一实施例中，空调系统还包括节流装置19，节流装置19分别与第一换热器15以及第二换热器16连接，节流装置19用于将高温高压的液态工质转变成低温低压的液态工质。

可参见图2，在一实施例中，第一换热器15通向工程机械的操作室20，用于对操作室20进行制冷或制热。

主要的制冷循环过程为：第一换热器15(蒸发器)中液态制冷工质吸收上车操作室20空气的热量，此时蒸发风扇将冷空气吹入操作室20供冷，同时制冷工质变成低温低压的气态工质，经过四通换向阀17，进入电动压缩机14，压缩成为高温高压的气态制冷工质后，再经过第二换热器16(冷凝器)向室外散热，冷凝成高温高压的液态工质，经过节流装置19后，变成低温低压的液态制冷工质进入第一换热器15(蒸发器)中，依此循环。

主要的制热循环过程为：制热开始时，四通换向阀17换向，第二换热器16(蒸发器)中液态工质吸收室外环境空气的热量，工质变成低温低压的气态工质，进入电动压缩机14，压缩成为高温高压的气态工质后，再经过第一换热器15(冷凝器)向上车操作室20内散热，冷凝风扇将热空气吹入操作室20供暖，同时工质冷凝成高温高压的液态工质，经过节流装置19后，变成低温低压的液态工质进入第二换热器16(蒸发器)中，依此循环。

图3示意性示出了根据本实用新型实施例的另一种用于工程机械的空调系统的示意图，可参见图3，在一实施例中，空调系统还包括：

液压泵21和散热器22，分别与发动机11连接，以形成第二循坏回路；

液压泵21用于从发动机11获取动力以驱动防冻液流动；

散热器22通向工程机械的操作室20，防冻液在散热器22中将发动机11的热量传递至操作室20以对操作室20进行制热。

在制热模式下，当发动机11运行时，还可以充分利用发动机11的热量。发电机11给液压泵21提供动力，驱动防冻液进行循环，防冻液在散热器22中将热量传递给操作室20内回风管内的空气，风扇通过进风口将热空气吹入上车操作室20供暖。在冬季时能有效提高能源的利用率。

在制热模式下，可以利用电池驱动电空调进行单独制热，可以传递发动机11的运行热量进行单独制热，可以利用发电机12驱动电空调进行制热，也可以利用电池驱动电空调、传递发动机11的运行热量和发电机12驱动电空调之间的任意组合方式进行制热，比如，同时利用电池驱动电空调以及传递发动机11的运行热量进行制热。

本实用新型通过合理化的系统控制，在发动机11运转时，可以直接将燃料的热能转化为机械能，发电机12将机械能转化为电能，一方面，发电机12驱动电动压缩机14进行制冷或制热循环，通过四通换向阀17来切换制冷和制热功能；另一方面，发电机12能够对电池(储能装置13)充电，充分利用了发动机11运转时的富余能量，降低燃油消耗，减少环境污染。

在本实用新型实施例中，汽车起重机上的空调系统更能适应操作室20内环境的变化，保证了循环系统的稳定性，充分提高制冷和制热效果，改善操作室20内的舒适性。同时，在冬季制热模式下，在发动机11的运行过程中，还可以充分利用发动机11的散热量，将发动机11的运行热量传递至操作室以进行制热，有效提高能源的利用率。

本实用新型还提供了一种工程机械，工程机械包括上述任一项实施例的用于工程机械的空调系统。

在一实施例中，工程机械包括汽车起重机。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种用于工程机械的空调系统，其特征在于，包括：

动力装置，包括发动机和与所述发动机连接的发电机，所述发电机用于将所述发动机的机械能转化为电能；

储能装置，与所述发电机电连接，用于存储所述发电机产生的电能；

电动压缩机，分别与所述发电机以及所述储能装置连接，用于从所述储能装置或所述发电机获取电能；

第一换热器和第二换热器，分别与所述电动压缩机连通，以形成第一循环回路；以及

控制器，用于在确定所述储能装置足以给所述电动压缩机的运行供电的情况下，仅允许所述储能装置给所述电动压缩机供电，以及在确定所述储能装置不足以给所述电动压缩机的运行供电的情况下，将所述发电机产生的电能分别输送至所述电动压缩机和所述储能装置。

2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，还包括：

四通换向阀，设置在所述第一循环回路中。

3.根据权利要求2所述的空调系统，其特征在于，所述控制器通过选择所述四通换向阀的导通方向，以及选择所述第一换热器和所述第二换热器的工作状态，来选择所述空调系统的工作模式，其中，所述工作模式包括制冷模式和制热模式。

4.根据权利要求3所述的空调系统，其特征在于，所述工作状态包括蒸发器状态和冷凝器状态；

其中，在所述制冷模式下，所述第一换热器作为蒸发器，所述第二换热器作为冷凝器，所述四通换向阀处于由所述第一换热器至所述第二换热器的导通方向；

其中，在所述制热模式下，所述第一换热器作为冷凝器，所述第二换热器作为蒸发器，所述四通换向阀处于由所述第二换热器至所述第一换热器的导通方向。

5.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，还包括：

液压泵和散热器，分别与所述发动机连接，以形成第二循坏回路；

所述液压泵用于从所述发动机获取动力以驱动防冻液流动；

所述散热器通向所述工程机械的操作室，所述防冻液在所述散热器中将所述发动机的热量传递至所述操作室以对所述操作室进行制热。

6.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，还包括节流装置，所述节流装置分别与所述第一换热器以及所述第二换热器连接，所述节流装置用于将高温高压的液态工质转变成低温低压的液态工质。

7.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述第一换热器通向所述工程机械的操作室，用于对所述操作室进行制冷或制热。

8.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述储能装置包括蓄电池。

9.一种工程机械，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的用于工程机械的空调系统。

10.根据权利要求9所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械包括汽车起重机。

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