CZ28366U1 - Sdružené klimatizační zařízení, zvláště pro autobus - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká sdruženého klimatizační zařízení, zvláště pro autobus, zejména však pro elektrobus, k přívodu čerstvého, nebo klimatizované chladného nebo ohřátého vzduchu k jeho vratnému rozvedení do prostoru pro cestující v takovém vozidle.

Dosavadní stav techniky

Dosavadní obvyklé provedení střešního klimatizačního zařízení pro autobusy řeší především klimatizaci, tedy ohřev nebo chlazení vzduchu přiváděného do prostoru pro cestující. Na přání je též dodáváno v kombinaci s teplovodním topením, využívajícím odpadní teplo motoru. Topení je konstrukčně řešeno prostřednictvím topného teplovodního radiátoru zabudovaného v sérii s výpamíkem klimatizace v okruhu recirkulačního vzduchu znovu se vracejícího do interiéru vozidla. Ventilaci s plným přívodem čerstvého vzduchu tato zařízení neobsahují a je tedy obvykle řešení problému separátními ventilátory, vyžadujícími další zástavbový prostor.

Pro elektrovozidla, jako elektrobusy, je toto řešení nevhodné, protože nedisponují potřebným množstvím odpadního tepla od trakčního motoru, potřebného pro vytápění interiéru takového vozidla. Přímotopné elektrické systémy používané v elektrovozidlech odebírají energii z trakčních baterií a snižují dojezd v nej chladnějších týdnech až na polovinu. To vyžaduje neúnosně časté dobíjení trakčních baterií v průběhu pracovní směny vozidla.

Podstata technického řešení

Cílem technického řešení je vytvoření kompaktního sdruženého klimatizační zařízení, zvláště pro autobus, zejména však pro elekrobus, k přívodu čerstvého, nebo klimatizované chladného nebo ohřátého vzduchu kjeho vratnému rozvedení do prostoru pro cestující a vykazující zvláště: -víceúčelové využití ve formě větrání, klimatizace a vytápění interiéru vozidla,

-snížené nároky na rozváděči kanály pro čerstvý, chladný a teplý vzduch v interiéru vozidla,

-snížené nároky na zástavbový prostor,

-snížení hmotnosti vozidla,

-modulární stavbu umožňující výrazný posun k unifikaci mezi elektrobusy různých délek a obsaditelností s možnosti použití většího počtu shodných střešních jednotek,

-snížení spotřeby elektrické energie prostřednictvím vhodné regulace všech použitých agregátů,

-snížení spotřeby elektrické energie pro vytápění použitím principu tepelného čerpadla,

-výrazné zlepšení rozdělení větracího, chladného i teplého vzduchu v interiéru vozidla,

-výrazné zlepšení pohody cestování v elektrovozidlech, přičemž uvedených úkolů z toho plynoucích je dosaženo předloženým technických řešením sdruženého klimatizačního zařízení, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z vnější jednotky pro přívod čerstvého a/nebo pro úpravu recirkulačního vzduchu, umístěné na střeše vozidla a z protilehle, bezprostředně pod střechou vozidla, uspořádané vnitřní jednotky pro rozvod čerstvého a/nebo recirkulačního vzduchu z interiéru vozidla, přičemž obě jednotky jsou vzájemně propojeny alespoň dvěma vzájemně mezi sebou oddělenými vzduchovými kanály, jako sacím/rozptylovým vzduchovým kanálem pro čerstvý vzduch z vnější jednotky a/nebo pro nucený odtah a zpětný rozptyl vzduchu z interiéru pro jeho recirkulační oběh přes klimatizační sekci ve vnější jednotce, prostřednictvím vratného druhého vzduchového kanálu.

Vhodné rozmístění všech konstrukčních prvků do vnější a vnitřní jednotky minimalizuje nároky na zastavěný prostor a tím i hmotnost při případném víceúčelovém využití daného zařízení.

-1 CZ 28366 Ul

Podle technického řešení se zvláště výhodné jeví, že vnější jednotka, opatřená krytem se vstupní mřížkou pro čerstvý vzduch, zvláště pro náporový vzduch při jízdě vozidla, je nad vzájemně oddělenými vzduchovými kanály opatřena přepážkami, dělícími příčně vnější jednotku na sekce, jednak na první sekci vybavenou prvním výpamíkem/kondenzátorem pro oběhové médium a s odtahovými ventilátory, na druhou sekci s mezi přepážkami uspořádaným druhým výpamíkem/kondenzátorem a konečně na koncovou sekci s kompresorem pro oběhové medium, přičemž přepážka u první sekce je vybavena pro čerstvý vzduch prostupným ventilačním otvorem, avšak s uzavírací ventilační klapkou.

S výhodou lze pak v jedné poloze ventilační klapky přivést do interiéru vozidla čerstvý vzduch z vnějšku vozidla a v druhé její poloze pak upravený recirkulační vzduch procházející výměníkem/kondenzátorem v druhé sekci, tedy buď studený vzduch v režimu chodu klimatizace a teplý vzduch v režimu chodu tepelného čerpadla.

Dále se jeví výhodné u sdruženého klimatizačního zařízení podle jeho technického řešení, že vnitřní jednotka je v napojení na sací/rozptylový vzduchový kanál vybavena radiálním ventilátorem s přiřazenými vějířovitě uspořádanými radiálními kanály se společným vyústěním jich všech do obvodových výdechových mřížek pláště vnitřní jednotky pro výstup čerstvého a/nebo recirkulačního vzduchu do interiéru vozidla, přičemž zespodu je celoplošně opatřena sací mřížkou k zpětnému jímání a k prostupu vzduchu z interiéru vozidla přes mezery mezi radiálními kanály a z meziprostoru nad nimi do vratného druhého vzduchového kanálu a s vyústěním na jímací straně druhého výpamíku/kondenzátoru v druhé sekci vnější jednotky k recirkulaci s podporou radiálního ventilátoru v sacím vzduchovém kanálu. Uspořádání radiálního ventilátoru pod rovinou střechy vozidla, kdy radiální složka rychlosti vzduchu vystupujícího z jeho oběžného kola, se přímo využívá k rovnoměrnému rozdělení vzduchu v interiéru vozidla, bez jinak obvyklých nutných ztrát v rozváděčích vzduchových kanálech.

Za zvláště výhodné se podle technického řešení jeví, že v systému zapojení kompresoru pro oběhové médium mezi prvním výpamíkem/kondenzátorem a druhým výpamíkem/kondenzátorem je uspořádán čtyřcestný ventil pro jejich vzájemnou křížovou záměnu funkcí, čímž se umožňuje reverzní chod oběhového média v okruhu a mění tak systém chladící klimatizace na systém tepelného čerpadla vzduch-vzduch pro ohřev vzduchu v interiéru vozidla.

Přehled obrázků na výkresech

Další výhody a účinky předloženého technického řešení jsou patrny z připojených výkresů, kde značí:

obr. 1 svislý podélný řez sdruženým klimatizačním zařízením, obr. 2 šikmý pohled shora na vnější jednotku pro přívod čerstvého a/nebo pro úpravu recirkulačního vzduchu k umístění na střeše vozidla a bez kapotáže, obr. 3 šikmý pohled zdola na vnější jednotku pro přívod čerstvého a/nebo pro úpravu recirkulačního vzduchu, k umístění na střeše vozidla, obr. 4 šikmý pohled shora na vnitřní jednotku pro rozvod čerstvého a/nebo recirkulačního vzduchu z interiéru vozidla, obr. 5 šikmý pohled zezdola na vnitřní jednotku pro rozvod čerstvého a/nebo recirkulačního vzduchu z interiéru vozidla s naznačením celoplošné sací mřížky k zpětnému jímání vzduchu z interiéru vozidla k recirkulaci.

Příklad provedeni technického řešení

Následující popis je uveden pro pochopení a porozumění předloženého technického řešení uspořádání sdružené větrací, klimatizační a vytápěcí jednotky zastavěné na střeše a zčásti i pod střechou neznázoměného autobusu nebo elektrobusů, dále jen vozidla, přičemž nejsou jím kladena žádná omezení ekvivalentních řešení, která zřejmým způsobem vyplývají pro odborníky z oboru.

-2CZ 28366 U1

Sdružené klimatizační zařízení, zvláště pro autobus, k přívodu čerstvého, nebo klimatizované chladného nebo ohřátého vzduchu k jeho vratnému rozvedení do prostoru pro cestující, sestává z vnější jednotky 1. pro přívod čerstvého a/nebo pro úpravu recirkulačního vzduchu, umístěné na střeše 14 vozidla a z protilehle, bezprostředně pod střechou 14 vozidla, uspořádané vnitřní jednotky 2 pro rozvod čerstvého a/nebo recirkulačního vzduchu z interiéru vozidla. Obě jednotky i, 2 jsou vzájemně propojeny alespoň dvěma vzájemně mezi sebou oddělenými vzduchovými kanály 100. 101, jako sacím/rozptylovým vzduchovým kanálem 100 pro čerstvý vzduch z vnější jednotky i a/nebo pro nucený odtah a zpětný rozptyl vzduchu z interiéru po jeho recirkulačním oběhu přes klimatizační sekci 41 ve vnější jednotce 1, prostřednictvím vratného druhého vzduchového kanálu 101.

Vnější jednotka i, opatřená krytem 10 se vstupní mřížkou 7 pro čerstvý vzduch, zvláště pro náporový vzduch při jízdě vozidla, a je nad vzájemně oddělenými vzduchovými kanály 100, 101 opatřena přepážkami 72, 52, dělícími příčně vnější jednotku I na sekce 71, 41, 51, jednak na první sekci 71, vybavenou prvním výpamíkem/kondenzátorem 6 pro oběhové médium a s odtahovými ventilátory 8, Dále na druhou sekci 41, opatřenou mezi přepážkami 72, 52 druhým výpamíkem/kondenzátorem 4 a konečně na koncovou sekci 51 s kompresorem 5 pro oběhové médium. Přepážka 72 u první sekce 71 je vybavena pro čerstvý vzduch prostupným ventilačním otvorem 31, avšak s uzavírací ventilační klapkou 3, ovladatelnou ručně v závislosti vnějších klimatických podmínkách a/nebo automaticky na činnosti neznázoměných termostatických regulátorů, případně v kombinaci s elektronickou řídící jednotkou apod..

Vnitřní jednotka 2 je v napojení na sací/rozptylový vzduchový kanál 100 vybavena radiálním ventilátorem 9 s přiřazenými vějířovitě uspořádanými radiálními kanály 11 se společným vyústěním 111 jich všech do obvodových výdechových mřížek 12 pláště vnitřní jednotky 2 pro výstup čerstvého a/nebo recirkulačního vzduchu do interiéru pod střechou 14 vozidla. Vnitřní jednotka 2 je zespodu celoplošně opatřena sací mřížkou 13 k zpětnému jímání a k prostupu vzduchu z interiéru vozidla přes mezery 10 mezi radiálními kanály 11 a z meziprostoru nad nimi do vratného druhého vzduchového kanálu 101, s vyústěním na jímací straně druhého výpamíku/kondenzátoru 4 v druhé sekci 41 vnější jednotky 1 k recirkulaci, buď k chlazení nebo ohřevu necirkulačního vzduchu, s podporou radiálního ventilátoru 9 v sacím/rozptylovém vzduchovém kanálu 100 při uzavřené, nebo přiškrcené poloze vzduchové klapky 3 v poloze A, přičemž odtahové ventilátory 8 v první sekci 71 vnější jednotky 1 jsou pak zpravidla v chodu, v závislosti na velikosti náporovém účinku vnějšího vzduchu přes vstupní mřížku 7 při jízdě vozidla.

V systému zapojení kompresoru 5 pro oběhové médium mezi prvním výpamíkem/kondenzátorem 6 a druhým výpamíkem/kondenzátorem 4 je uspořádán neznázoměný čtyřcestný ventil pro jejich vzájemnou křížovou záměnu funkcí.

Za běžných vnějších klimatických podmínek, za účelem pouhého větrám interiéru vozidla, vstupuje čerstvý vzduch přes vstupní mřížku 7 a přes první výpamík/kondenzátor 6 do první sekce 71 vnější jednotky 1, z níž přes prostupný ventilační otvor 31 s otevřenou ventilační klapkou 3 v poloze B dále proudí sacím/rozptylovým vzduchovým kanálem 100 a při činnosti radiálního ventilátoru 9 do vějířovitě uspořádaných radiálních kanálů 11, načež z jejich společného vyústění 111 vystupuje do obvodových výdechových mřížek 12 pláště vnitřní jednotky 2, aby se rovnoměrně rozptyloval v interiéru pod střechou 14 vozidla. Za tohoto režimu nejsou v provozu odtahové ventilátory 8, ani kompresor 5. Za jízdy vozidla je vstup čerstvého vzduchu samozřejmě podporován náporovým účinkem.

V režimu klimatizace, kdy je požadován studený nebo ochlazený vzduch, je ventilační klapka 3 přemístěna do polohy A, čímž je prostupný ventilační otvor 31 uzavřen. Zároveň je spuštěn kompresor 5 pro oběhové médium, které po náležité expanzi v příslušném okruhu ochlazuje druhy výpamík/kondenzátor 4, nyní s funkcí výpamíků. Sacím účinkem běžícího radiálního ventilátoru 9, se stejnými účinky jak uvedeno výše, se ale nasává vzduch z interiéru vozidla přes sací mřížku 13 a přes mezery 10 mezi radiálními kanály 11 a z meziprostoru nad nimi vnitřní jednotky 2 do vratného druhého vzduchového kanálu 101 a z něj k recirkulaci přes výpamík/kondenzátor 4, nyní jako výpamík k ochlazení a k navrácení do interiéru vozidla přes obvodové výdechové

-3 CZ 28366 U1 mřížky 12 pláště vnitřní jednotky 2. V tomto režimu se zároveň mění funkce prvního výparníku/kondenzátoru 6 na kondenzátor oběhového média. Pokud nepostačuje náporový účinek čerstvého vzduchu za jízdy vozidla k chlazení tohoto výpamíku/kondenzátoru 6, nyní s funkcí kondenzátoru pro oběhové médium, jsou nebo se dostávají do činnosti odtahové ventilátory 8, jejichž taková činnost bude opět případně závislá na neznázorněných regulátorech, řídící jednotce apod., s cílem úspory energetické spotřeby sdruženého klimatizačního zařízení.

Za pomoci vhodného čtyřcestného ventilu se oběh oběhového média v klimatizačním ústrojí obrátí, z druhého výpamíku/kondenzátoru 4 se stává kondenzátor a z prvního výparníku/kondenzátoru 6 se stane výpamík. Klimatizační ústrojí se tak přemění v tepelné čerpadlo systému vzduch-vzduch, přičemž vnější vzduch vstupující mřížkou 7 relativně ohřívá první výpamík/kondenzátor 6, načež pak druhý výpamík/kondenzátor 4 předává teplo recirkulačnímu vzduchu vstupujícího popsaným způsobem zpět do interiéru vozidla za pomoci radiálního ventilátoru 9.

Claims (4)

NÁROKY NA OCHRANU

1. Sdružené klimatizační zařízení, zvláště pro autobus, k přívodu čerstvého, nebo klimatizované chladného nebo ohřátého vzduchu k jeho vratnému rozvedení do prostoru pro cestující, vyznačující se tím, že sestává z vnější jednotky (1) pro přívod čerstvého a/nebo pro úpravu recirkulačního vzduchu, umístěné na střese (14) vozidla a z protilehle, bezprostředně pod střechou (14) vozidla, uspořádané vnitřní jednotky (2) pro rozvod čerstvého a/nebo recirkulačního vzduchu z interiéru vozidla, přičemž obě jednotky (1,2) jsou vzájemně propojeny alespoň dvěma vzájemně mezi sebou oddělenými vzduchovými kanály (100, 101), jako sacím/rozptylovým vzduchovým kanálem (100) pro čerstvý vzduch z vnější jednotky (1) a/nebo pro nucený odtah a zpětný rozptyl vzduchu z interiéru pro jeho recirkulační oběh přes klimatizační sekci (41) ve vnější jednotce (1), prostřednictvím vratného druhého vzduchového kanálu (101).

2. Sdružené klimatizační zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že vnější jednotka (1), opatřená krytem (10) se vstupní mřížkou (7) pro čerstvý vzduch, zvláště pro náporový vzduch při jízdě vozidla, je nad vzájemně oddělenými vzduchovými kanály (100, 101) opatřena přepážkami (52, 72), dělícími příčně vnější jednotku (1) na sekce (71, 41, 51), jednak na první sekci (71) vybavenou prvním výpamíkem/kondenzátorem (6) pro oběhové médium a odtahovými ventilátory (8), na druhou sekci (41) s mezi přepážkami (72, 52) uspořádaným druhým výpamíkem/kondenzátorem (4) a konečně na koncovou sekcí (51) s kompresorem (5) pro oběhové médium, přičemž přepážka (72) u první sekce (71) je vybavena pro čerstvý vzduch prostupným ventilačním otvorem (31), avšak s uzavírací ventilační Idapkou (3),

3. Sdružené klimatizační zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že vnitřní jednotka (2) je v napojení na sací/rozptylový vzduchový kanál (100) vybavena radiálním ventilátorem (9) s přiřazenými vějířovitě uspořádanými radiálními kanály (11) se společným vyústěním (111) jich všech do obvodových výdechových mřížek (12) pláště vnitřní jednotky (2) pro výstup čerstvého a/nebo recirkulačního vzduchu do interiéru vozidla, přičemž zespodu je celoplošně opatřena sací mřížkou (13) k zpětnému jímání a k prostupu vzduchu z interiéru přes mezery (10) mezi radiálními kanály (11) a z meziprostoru nad nimi do vratného druhého vzduchového kanálu (101) a s vyústěním na jímací straně druhého výpamíku/kondenzátoru (4) v druhé sekci (41) vnější jednotky (1) k recirkulaci s podporou radiálního ventilátoru (9) v sacím/rozptylovém vzduchovém kanálu (100).

4. Sdružené klimatizační zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že v systému zapojení kompresoru (5) pro oběhové médium je mezi prvním výpamíkem/kondenzátorem (6) a druhým výpamíkem/kondenzátorem (4) uspořádán čtyřcestný ventil pro jejich vzájemnou křížovou záměnu funkcí.