ES2300886T3 - Combinacion de aire acondicionado y refrigeracion de motor para un vehiculo. - Google Patents
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Abstract
Un módulo de transferencia de calor para vehículo que comprende: un conducto (40) para la circulación de aire, dicho conducto incluye una entrada (44) y una salida (46) para el aire del habitáculo de un vehículo y una entrada (50) y una salida (52) de aire fresco; una primera puerta (70) adaptada para abrir o cerrar selectivamente dichas entrada (50) de aire fresco y dicha salida (52) de aire fresco; una segunda puerta (72) adaptada para bloquear una cantidad seleccionada de aire del habitáculo procedente de un calefactor (16); un controlador (30) adaptado para controlar dichas primera y segunda puertas (70, 72) en respuesta a los requerimientos de calor y frío en el cual en un primer estado dicha primera puerta (70) abre dicha entrada (50) y dicha salida (52) de aire fresco para el flujo de aire fresco en una primera trayectoria (76) entre dicha entrada (50) de aire fresco y dicha salida (52) de aire fresco, y dicha segunda puerta (72) separa sustancialmente dicha primera trayectoria (76) de una segunda trayectoria (82) en dicho conducto (40) entre dicha entrada (44) de aire del habitáculo y dicha salida (46) de aire del habitáculo y, en otros estados, dicha primera puerta (70) cierra dicha entrada (50) de aire fresco y dicha salida (52) de aire fresco, y dicha segunda puerta (72) dirige cantidades seleccionadas de dicho aire del habitáculo desde dicha segunda trayectoria (82) a una trayectoria (88) alternativa; un evaporador (60) en dicha segunda trayectoria (82); y dicho calefactor (16) a través del cual circula el refrigerante del motor del vehículo, dicho calefactor (16) se encuentra en dicha primera trayectoria (76) y en dicha trayectoria (88) alternativa.
Description
Combinación de aire acondicionado y
refrigeración de motor para un vehículo.
La presente invención está dirigida a los
intercambiadores de calor y, particularmente, a intercambiadores de
calor de vehículos.
El control del aire del habitáculo en los
vehículos para la comodidad de los ocupantes del habitáculo es un
componente importante de cualquier vehículo, no sólo para aumentar
el disfrute de la conducción del vehículo sino, asimismo, para
convertir el vehículo en una elección deseable entre los compradores
potenciales de tales vehículos. La fiabilidad del vehículo a la
hora de transportar a sus ocupantes, así como la eficiencia de
consumo son, asimismo, claramente importantes para los compradores
potenciales de vehículos, así como el coste del vehículo. Esto
puede ser particularmente importante, por ejemplo, para las
compañías de autobuses, las cuales dependen de la eficiencia en
costes así como de la satisfacción de los clientes y de la fidelidad
de los mismos para su viabilidad económica. Los pasajeros incómodos
es poco probable que se conviertan en clientes fieles, así como los
pasajeros que se quedan en la estacada debido a la rotura del
vehículo.
En el documento francés 2.524.060 se describe un
sistema de refrigeración de retorno para un motor de vehículo que
comprende un alojamiento para la circulación de aire que incluye un
puerto de entrada y dos puertos de salida para el aire del
habitáculo del vehículo, dos puertos de entrada y un puerto de
salida de aire fresco. El sistema incluye adicionalmente un
evaporador que se dispone en el alojamiento entre el puerto de
entrada de aire del habitáculo y el puerto de salida de aire del
habitáculo, un elemento calefactor a través del cual circula el
refrigerante del motor del vehículo, en el que el elemento
calefactor se dispone en una primera trayectoria entre el puerto de
entrada de aire fresco y el puerto de salida de aire fresco, y en
una segunda trayectoria entre el puerto de entrada de aire del
habitáculo y el puerto de salida de aire del habitáculo.
Adicionalmente, el sistema comprende dos aletas (V3, V5) para abrir
y cerrar el puerto de entrada de aire fresco y el puerto de salida
de aire fresco; una aleta (V2) que está adaptada para bloquear una
cantidad selectiva de aire del habitáculo procedente de dicho
elemento calefactor, y un controlador para controlar las aletas en
respuesta a los requerimientos de calor y frío. Aún así, se
necesitan dos aletas con el fin de cerrar el puerto de entrada de
aire fresco y el puerto de salida de aire fresco, lo que hace
bastante complicado el diseño y el control del sistema de
refrigeración de retorno.
La presente invención está dirigida a
proporcionar vehículos en los que se mejoren los factores
importantes anteriormente mencionados.
En un aspecto de la presente invención, se
proporciona un módulo de transferencia de calor para un vehículo,
que incluye un conducto para la circulación de aire que incluye una
entrada y una salida para el aire del habitáculo del vehículo, y
una entrada y una salida para aire fresco, una primera puerta
adaptada para abrir o cerrar selectivamente la entrada de aire
fresco y la salida de aire fresco; una segunda puerta adaptada para
bloquear una cantidad seleccionada de aire del habitáculo procedente
de un calefactor; un controlador adaptado para controlar las
primeras y segundas puertas que responde a los requerimientos de
calor y frío en el que, en un primer estado, la primera puerta abre
la entrada y la salida de aire fresco para el flujo de aire fresco
en una primera trayectoria desde la entrada de aire fresco y la
salida de aire fresco, y la segunda puerta separa sustancialmente
la primera trayectoria de una segunda trayectoria en el conducto
entre la entrada de aire del habitáculo y la salida de aire del
habitáculo y, en otros estados, la primera puerta cierra la entrada
de aire fresco y la salida de aire fresco, y la segunda puerta
dirige cantidades seleccionadas de aire del habitáculo desde la
segunda trayectoria a una trayectoria alternativa; un evaporador en
la segunda trayectoria; y el calefactor, a través del cual circula
el refrigerante del motor del vehículo, está situado en la primera
trayectoria y en la trayectoria alternativa.
En una forma de este aspecto de la presente
invención, el evaporador se dispone sobre la entrada de aire del
habitáculo.
En otra forma de este aspecto de la presente
invención, el controlador controla que la primera puerta cierre la
entrada de aire fresco y la salida de aire fresco al controlar la
segunda puerta para que bloquee menos de la totalidad del aire del
habitáculo procedente del calefactor.
En otra forma de este aspecto de la presente
invención, el controlador controla que la primera puerta abra la
entrada de aire fresco y la salida de aire fresco al controlar la
segunda puerta para que bloquee todo el aire del habitáculo
procedente del calefactor.
En otra forma más de este aspecto de la presente
invención, se proporciona un detector que detecta los requerimientos
de calor y frío para el habitáculo del vehículo, detector que está
conectado funcionalmente con el controlador.
En otra forma más de este aspecto de la presente
invención, se adapta un soplador para soplar selectivamente aire
desde el conducto hacia fuera de la salida de aire del
habitáculo.
En una forma adicional de este aspecto de la
presente invención, se adapta un soplador secundario para soplar
aire selectivamente en la primera trayectoria desde la entrada de
aire fresco a la salida de aire fresco.
En otro aspecto de la presente invención, se
proporciona un módulo de transferencia de calor para un vehículo
que incluye un conducto para la circulación de aire, conducto que
incluye una entrada y una salida para el aire del habitáculo del
vehículo, y una entrada y una salida para aire fresco; un evaporador
en el conducto entre la entrada de aire del habitáculo y la salida
de aire del habitáculo; un calefactor a través del cual circula el
refrigerante del motor del vehículo, calefactor que se encuentra en
una primera trayectoria entre la entrada de aire fresco y la salida
de aire fresco y, en una tercera trayectoria, entre la entrada de
aire del habitáculo y la salida de aire del habitáculo; una primera
puerta adaptada para abrir o cerrar selectivamente la entrada de
aire fresco y la salida de aire fresco; una segunda puerta adaptada
para bloquear una cantidad seleccionada de aire del habitáculo
procedente del calefactor; y un controlador, adaptado para controlar
la primera y la segunda puertas en respuesta a los requerimientos
de calor y frío, en el que el conducto define una segunda
trayectoria entre la entrada de aire del habitáculo y la salida de
aire del habitáculo, en el que el evaporador se encuentra en la
segunda trayectoria y la segunda trayectoria no incluye la primera
trayectoria, y la segunda puerta es movible de modo controlado
entre una primera posición que bloquea la primera trayectoria
respecto a la segunda trayectoria y una pluralidad de otras
posiciones en las cuales se desvían cantidades seleccionadas de aire
del habitáculo desde la segunda trayectoria hacia la tercera
trayectoria.
En una forma de este aspecto de la presente
invención, las otras posiciones desvían, cada una de ellas, una
cantidad seleccionada diferente de aire del habitáculo de la segunda
trayectoria a la tercera trayectoria, y la segunda puerta pivota
entre la primera posición de la segunda posición.
\vskip1.000000\baselineskip
La figura 1 es una vista esquemática de un
vehículo que incluye un sistema de transferencia de calor de acuerdo
con la presente invención;
La figura 2 es una vista en sección transversal
de un módulo de transferencia de calor de acuerdo con la presente
invención que muestra el módulo en una posición para la máxima
refrigeración del habitáculo; y
La figura 3 es una vista similar a la de la
figura 2 que muestra el módulo en una posición que proporciona
calefacción al habitáculo del vehículo.
\vskip1.000000\baselineskip
En la figura 1 se muestra un vehículo 10, como
por ejemplo un autobús, con un par de módulos de transferencia de
calor 14 de acuerdo con la presente invención. Los módulos 14 se
muestran en la figura 1 en una forma esquemática general, y en mayor
detalle en las figuras 2-3.
En el modo de realización ilustrado, los módulos
14 incluyen un intercambiador de calor, como un
radiador/cale-
factor 16 (véanse las figuras 2-3). El refrigerante del motor circula desde el motor 20 del vehículo a través de una línea de salida 22 hacia los calefactores 16 conectados en paralelo y, a continuación, vuelve al motor 20 a través de una línea de entrada 24.
factor 16 (véanse las figuras 2-3). El refrigerante del motor circula desde el motor 20 del vehículo a través de una línea de salida 22 hacia los calefactores 16 conectados en paralelo y, a continuación, vuelve al motor 20 a través de una línea de entrada 24.
Unos controladores 30 adecuados se proporcionan
asimismo junto con los módulos de transferencia de calor 14 para
controlar el funcionamiento, tal como se describe a continuación.
Además, se pueden proporcionar también, ventajosamente, uno o más
detectores 34 para detectar los requerimientos de calor y frío del
habitáculo del vehículo, detectores 34 que están conectados
funcionalmente con los controladores 30. Los detectores 34 pueden
ser, por ejemplo, termostatos que detectan automáticamente los
requerimientos térmicos, o interruptores manuales accionables por
los ocupantes del habitáculo para obtener calor o frío de acuerdo
con sus deseos personales, o una combinación de ambos.
Como se ha indicado previamente, la figura 1 es
una ilustración esquemática general que muestra las diversas partes
del modo de realización descrito, y la posición, el modo de conexión
y otros detalles no pretenden limitar la invención de ningún modo.
Una vez que la invención como se describe aquí se comprende en su
totalidad, hay que notar que se pueden adecuar y utilizar
consistentemente con la presente invención muchas configuraciones
diferentes, piezas y otros detalles.
Un módulo de transferencia de calor 14
consistente con la presente invención se muestra en las figuras
2-3.
El módulo 14 incluye un alojamiento de conducto
40 que incluye una entrada 44 para el aire del habitáculo del
vehículo, una salida 46 para el aire del habitáculo del vehículo,
una entrada 50 para aire fresco, y una salida 52 para aire
fresco.
El calefactor 16 previamente descrito, a través
del cual circula el refrigerante del motor, se encuentra soportado
adecuadamente en el alojamiento de conducto 40. Un evaporador 60
adecuado se encuentra soportado adecuadamente transversalmente a la
entrada 44 de aire del habitáculo, dicho evaporador 60 puede
funcionar como una pieza de un circuito adecuado (no mostrado) para
proporcionar el enfriamiento seleccionado del aire del habitáculo
cuando se desee. Un soplador 64 HVAC adecuado se proporciona entre
el evaporador 60 y la salida 46 de aire del habitáculo.
El controlador 30 controla una primera puerta 70
que se encuentra soportada adecuadamente para su movimiento (por
ejemplo, un movimiento pivotante) entre una posición que abre
(figura 2) o que cierra (figura 3) la entrada 50 y la salida 52 de
aire fresco.
El controlador 30 controla asimismo una segunda
puerta 72 movible (por ejemplo, de modo pivotante) entre una primera
posición (figura 2) en la cual bloquea substancialmente el paso de
aire del habitáculo desde el evaporador 60 al calefactor 16, y al
menos una segunda posición (figura 3) en la cual al menos una parte
de aire del habitáculo puede fluir sobre el calefactor 16.
Específicamente, como se ilustra en la figura 2,
cuando el detector 34 asociado con el módulo 14 indica que se desea
frío en el habitáculo del vehículo, el controlador 30 controla
adecuadamente la primera puerta 70 hasta una posición abierta en la
cual la entrada 50 y la salida 52 de aire fresco están
desbloqueadas. Al mismo tiempo, el controlador 30 controla
adecuadamente el movimiento de la segunda puerta 72 para bloquear
sustancialmente el aire del habitáculo con respecto al aire fresco,
definiendo trayectorias de flujo de aire separadas a través del
alojamiento del conducto
40.
40.
Así pues, en la configuración de la figura 2, el
aire fresco (por ejemplo, procedente del exterior del vehículo 10)
puede fluir en una primera trayectoria 76 hacia el interior de la
entrada 50 de aire fresco del alojamiento del conducto, a través
del calefactor 16 y, a continuación, hacia fuera de la salida 52 de
aire fresco del conducto. Tal flujo de aire se puede conseguir, por
ejemplo, como resultado de un flujo de aire dinámico causado por el
movimiento del vehículo y una colocación adecuada de los conductos
de entrada y salida en ese flujo de aire. Asimismo, un soplador
secundario adecuado se puede proporcionar para soplar aire hacia el
interior de la entrada 50 o hacia fuera de la salida 52, con el fin
de favorecer tal flujo de aire a lo largo de la trayectoria 76. El
soplador secundario 78, ilustrado en línea discontinua en la figura
2, sopla aire hacia el interior de la entrada 50 de aire fresco
cuando se desea. Como resultado de ese flujo de aire, se logra un
enfriamiento suplementario del refrigerante del motor que circula a
través del calefactor 16 para ayudar ventajosamente al mantenimiento
de un funcionamiento fiable del motor 20.
Asimismo, se podrían utilizar otros sopladores
más para favorecer trayectorias de flujo de aire, dentro del ámbito
de la presente invención.
Al mismo tiempo, en la configuración de la
figura 2, si se desea frío en el habitáculo (como se indica mediante
el detector 34), el soplador 64 se puede activar adecuadamente
mediante el controlador 30 que extrae aire 80 del habitáculo del
vehículo hacia el interior del alojamiento del conducto 40 a través
del evaporador 60, siguiendo una trayectoria 82 separada de la
primera trayectoria 76, hasta que el aire (enfriado por el
evaporador 60) se saca por 84. Debe apreciarse que estaría dentro
del ámbito de la presente invención que el evaporador 60 se sitúe
transversalmente a la trayectoria 82 pero separado de la entrada 44
de aire del habitáculo.
Como resultado, se puede conseguir,
simultáneamente y de modo ventajoso, tanto el enfriamiento
suplementario del refrigerante del motor como el enfriamiento
confortable del aire del habitáculo para los ocupantes del
habitáculo.
Por el contrario, como se ilustra en la figura 3
en la que el detector 34 indica que se desea calor en el habitáculo
del vehículo, el controlador 30 puede mover la primera puerta 70 a
una posición cerrada en la que la entrada 50 y la salida 52 de aire
fresco se encuentran cerradas. Al mismo tiempo, el controlador 30
puede colocar adecuadamente la segunda puerta 72 de modo que desvíe
al menos parte de la entrada de aire en el habitáculo a una
trayectoria 88 alternativa que pasa a través del calefactor 16 y, a
continuación, hacia el soplador 64, con aire cálido mezclado (una
mezcla de aire calentado por el calefactor 16 y aire que no ha
pasado a través del calefactor 16) que es expulsado de ese modo por
90 hacia el interior del habitáculo del vehículo. (Debe apreciarse
que, por ejemplo, cuando el tiempo es frío y no se requiere enfriar
el habitáculo, el evaporador 60 y su circuito relacionado pueden no
estar en funcionamiento, en cuyo caso esencialmente no tiene lugar
ningún intercambio de calor significativo cuando el aire del
habitáculo pasa sobre el evaporador 60).
Como resultado, se puede conseguir,
simultáneamente y de modo ventajoso, tanto el enfriamiento
suplementario del refrigerante del motor como el calentamiento
confortable del aire del habitáculo para los ocupantes del
habitáculo.
Debe apreciarse que la segunda puerta 72 puede
situarse ventajosamente de modo adecuado en una variedad
virtualmente infinita de segundas posiciones, desde una posición en
la cual tan sólo una pequeña cantidad de aire del habitáculo se
desvía hacia la trayectoria 88 alternativa, hasta una posición en la
cual esencialmente todo el aire del habitáculo procedente de la
entrada 44 de aire del habitáculo se desvía hacia la trayectoria 88
alternativa, en base a los requerimientos de calor del habitáculo
detectados. Tal funcionamiento se puede facilitar mediante un
diseño adecuado del alojamiento 40 y de las puertas 70, 72. Por
ejemplo, el curvado de la segunda puerta 72 se puede utilizar para
favorecer la definición de la división del aire entre las
trayectorias 82, 88.
Además, debe apreciarse que los requerimientos
caloríficos detectados se pueden alcanzar variando la velocidad a la
cual el soplador 64 conjuntamente con la segunda posición
seleccionada de la segunda puerta 72 (por ejemplo, una velocidad de
soplador superior puede requerir desviar menos aire hacia el
calefactor 16 a través de la trayectoria 88 alternativa para
conseguir un calentamiento deseado).
Todavía más, debe apreciarse que, cuando varios
de estos módulos 14 se usan como se ilustra en la figura 1, se puede
conseguir una cantidad particularmente significativa de
refrigeración de motor auxiliar.
Como resultado, la presente invención se puede
utilizar para ayudar ventajosamente al suministro eficiente de un
ambiente confortable en el habitáculo para los ocupantes del
vehículo mientras que, al mismo tiempo, se consigue el enfriamiento
auxiliar deseado del refrigerante del motor, con las ventajas
resultantes en cuanto a fiabilidad del vehículo y longevidad del
motor.
Se pueden obtener otros aspectos, objetos y
ventajas más de la presente invención a partir de un estudio de la
descripción, los dibujos y las reivindicaciones adjuntas. Debe
entenderse, sin embargo, que la presente invención podría utilizarse
de formas alternativas en las que no se obtendrían todos los objetos
y ventajas de la presente invención y de los modos de realización
preferidos descritos anteriormente.
Claims (9)
1. Un módulo de transferencia de calor para
vehículo que comprende:
- un conducto (40) para la circulación de aire, dicho conducto incluye una entrada (44) y una salida (46) para el aire del habitáculo de un vehículo y una entrada (50) y una salida (52) de aire fresco;
- una primera puerta (70) adaptada para abrir o cerrar selectivamente dichas entrada (50) de aire fresco y dicha salida (52) de aire fresco;
- una segunda puerta (72) adaptada para bloquear una cantidad seleccionada de aire del habitáculo procedente de un calefactor (16);
- un controlador (30) adaptado para controlar dichas primera y segunda puertas (70, 72) en respuesta a los requerimientos de calor y frío
en el cual
en un primer estado
dicha primera puerta (70) abre dicha entrada
(50) y dicha salida (52) de aire fresco para el flujo de aire fresco
en una primera trayectoria (76) entre dicha entrada (50) de aire
fresco y dicha salida (52) de aire fresco, y
dicha segunda puerta (72) separa sustancialmente
dicha primera trayectoria (76) de una segunda trayectoria (82) en
dicho conducto (40) entre dicha entrada (44) de aire del habitáculo
y dicha salida (46) de aire del habitáculo y,
en otros estados,
dicha primera puerta (70) cierra dicha entrada
(50) de aire fresco y dicha salida (52) de aire fresco, y dicha
segunda puerta (72) dirige cantidades seleccionadas de dicho aire
del habitáculo desde dicha segunda trayectoria (82) a una
trayectoria (88) alternativa;
un evaporador (60) en dicha segunda trayectoria
(82); y
dicho calefactor (16) a través del cual circula
el refrigerante del motor del vehículo, dicho calefactor (16) se
encuentra en dicha primera trayectoria (76) y en dicha trayectoria
(88) alternativa.
2. El módulo de transferencia de calor de la
reivindicación 1, en el cual dicho evaporador (60) se dispone sobre
dicha entrada (44) de aire del habitáculo.
3. El módulo de transferencia de calor de la
reivindicación 1, en el cual dicho controlador (30) controla dicha
primera puerta (70) para que cierre dicha entrada (50) de aire
fresco y dicha salida (52) de aire fresco al controlar dicha segunda
puerta (72) para que bloquee menos de la totalidad de dicho aire del
habitáculo procedente de dicho calefactor (16).
4. El módulo de transferencia de calor de la
reivindicación 1, en el cual dicho controlador (30) controla dicha
primera puerta (70) para abrir dicha entrada (50) de aire fresco y
dicha salida (52) de aire fresco al controlar dicha segunda puerta
(72) para que bloquee la totalidad de dicho aire del habitáculo
procedente de dicho calefactor
(16).
(16).
5. El módulo de transferencia de calor de la
reivindicación 1, que comprende adicionalmente un detector (34) que
detecta dichos requerimientos de calor y frío del habitáculo del
vehículo, dicho detector (34) está conectado funcionalmente con
dicho controlador (30).
6. El módulo de transferencia de calor de la
reivindicación 1, que comprende adicionalmente un soplador (64)
adaptado para soplar selectivamente aire desde dicho conducto (40)
hacia fuera de dicha salida (46) de aire del habitáculo.
7. El módulo de transferencia de calor de la
reivindicación 1, que comprende adicionalmente un soplador (78)
secundario, adaptado para soplar selectivamente aire en dicha
primera trayectoria (76) desde dicha entrada (50) de aire fresco a
dicha salida (52) de aire fresco.
8. Un módulo de transferencia de calor de
vehículo, que comprende:
- un conducto (40) para la circulación de aire, dicho conducto (40) incluye una entrada (44) y una salida (46) para el aire del habitáculo de un vehículo y una entrada (50) y una salida (52) de aire fresco;
- una evaporador (60) en dicho conducto (40) entre dicha entrada (44) de aire del habitáculo y dicha salida (46) de aire del habitáculo; un calefactor (16) a través del cual circula el refrigerante del motor del vehículo, dicho calefactor (16) se encuentra en una primera trayectoria (76) entre dicha entrada (50) de aire fresco y
- dicha salida (52) de aire fresco, y en una tercera trayectoria (88) entre dicha entrada (44) de aire del habitáculo y dicha salida (46) de aire del habitáculo;
- una primera puerta (70) adaptada para abrir o cerrar selectivamente dicha entrada (50) de aire fresco y dicha salida (52) de aire fresco;
- una segunda puerta (72) adaptada para bloquear una cantidad seleccionada de aire del habitáculo desde dicho calefactor (16); y un controlador (30) adaptado para controlar dichas primera y segunda puertas (70, 72) en respuesta a los requerimientos de calor y frío,
en el cual
dicho conducto (40) define una segunda
trayectoria (82) entre dicha entrada (44) de aire del habitáculo y
dicha salida (46) de aire del habitáculo, en el que dicho evaporador
(60) se encuentra en dicha segunda trayectoria (82) y dicha segunda
trayectoria (82) no incluye dicha primera trayectoria (76), y dicha
segunda puerta (72) es movible de modo controlado entre una primera
posición que bloquea dicha primera trayectoria (76) respecto a dicha
segunda trayectoria (82) y una pluralidad de otras posiciones en las
cuales se desvían cantidades seleccionadas de aire del habitáculo
desde dicha segunda trayectoria (82) hacia dicha tercera trayectoria
(88).
9. El módulo de transferencia de calor de la
reivindicación 8, en el cual dichas otras posiciones desvían, cada
una de ellas, una cantidad seleccionada diferente de aire del
habitáculo de la segunda trayectoria (82) hacia dicha tercera
trayectoria (88), y dicha segunda puerta (72) pivota entre dicha
primera posición y dicha segunda posición.
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