RU137238U1 - CLIMATE CONTROL SYSTEM - Google Patents

CLIMATE CONTROL SYSTEM Download PDF

Info

Publication number
RU137238U1
RU137238U1 RU2013139652/11U RU2013139652U RU137238U1 RU 137238 U1 RU137238 U1 RU 137238U1 RU 2013139652/11 U RU2013139652/11 U RU 2013139652/11U RU 2013139652 U RU2013139652 U RU 2013139652U RU 137238 U1 RU137238 U1 RU 137238U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
engine
htf
mode
adsorber
adsorbers
Prior art date
Application number
RU2013139652/11U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Зафар Фуркан ШАЙХ
Майкл ЛЕВИН
Данрич Хенри ДЕМИТРОФФ
Дон МЭШ
Джим Патрик ОНЕЙЛ
Original Assignee
Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US13/739,817 external-priority patent/US9080796B2/en
Application filed by Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК filed Critical Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК
Application granted granted Critical
Publication of RU137238U1 publication Critical patent/RU137238U1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • F25B27/02Machines, plants or systems, using particular sources of energy using waste heat, e.g. from internal-combustion engines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • B60H1/3201Cooling devices using absorption or adsorption
    • B60H1/32014Cooling devices using absorption or adsorption using adsorption, e.g. using Zeolite and water
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B17/00Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type
    • F25B17/08Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type the absorbent or adsorbent being a solid, e.g. salt
    • F25B17/083Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type the absorbent or adsorbent being a solid, e.g. salt with two or more boiler-sorbers operating alternately
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/04Refrigeration circuit bypassing means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/24Storage receiver heat
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y02A30/274Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine

Abstract

1. Система климат-контроля автомобиля, которая содержит по меньшей мере два адсорбера, выполненных с возможностью переключения в летнем режиме работы системы между режимом адсорбции и режимом десорбции; автономный аккумулятор холода на фазовом переходе, расположенный выше по потоку от испарителя и ниже по потоку от расширительного клапана и конденсатора в контуре хладагента; а также автономный аккумулятор тепла на фазовом переходе, выполненный с возможностью подключения к сердцевине нагревателя в зимнем режиме работы системы и к адсорберам в летнем режиме работы системы.2. Система по п.1, которая дополнительно содержит контур горячей теплообменной среды с тепловым коллектором выхлопных газов и аккумулятором тепла на фазовом переходе, а также контур холодной теплообменной среды с охладителем теплообменной среды, причем система не предусматривает использования хладагента двигателя или компрессора с приводом от двигателя.3. Система по п.2, в которой каждый адсорбер содержит одну или несколько ребристых трубок, термически соединенных с адсорбентом, и в которой теплообменная среда из контура горячей теплообменной среды или контура холодной теплообменной среды протекает через ребристые трубки каждого адсорбера в зависимости от режима работы системы.1. The climate control system of the car, which contains at least two adsorbers configured to switch in the summer mode of operation of the system between the adsorption mode and the desorption mode; autonomous cold storage battery at the phase transition, located upstream of the evaporator and downstream of the expansion valve and condenser in the refrigerant circuit; as well as an autonomous heat accumulator at the phase transition, made with the possibility of connecting to the heater core in the winter mode of the system and adsorbers in the summer mode of the system. 2. The system according to claim 1, which further comprises a circuit of a hot heat transfer medium with a heat exhaust manifold and a heat accumulator at the phase transition, as well as a circuit of a cold heat transfer medium with a heat transfer medium cooler, and the system does not use the refrigerant of an engine or an engine-driven compressor. 3. The system according to claim 2, in which each adsorber contains one or more ribbed tubes thermally connected to the adsorbent, and in which the heat transfer medium from the hot heat transfer medium circuit or the cold heat transfer medium circuit flows through the ribbed tubes of each adsorber, depending on the mode of operation of the system.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельThe technical field to which the utility model relates.

Полезная модель относится к системе климат-контроля автомобиля, которая включает в себя адсорбционный тепловой насос с двумя адсорберами.The utility model relates to a car climate control system, which includes an adsorption heat pump with two adsorbers.

Уровень техникиState of the art

В некоторых системах климат-контроля автомобиля вместо компрессорного теплового насоса может быть использован адсорбционный тепловой насос. Адсорбционные тепловые системы кондиционирования воздуха используют химические адсорбенты (например, цеолит, силикагель, активированный уголь) вместо механического компрессора, и имеют тепловой привод (например, от тепла выхлопных газов) вместо механического. Например, адсорбционную систему кондиционирования воздуха автомобиля можно приводить в действие за счет тепла выхлопных газов двигателя, тогда как компрессор, используемый во многих традиционных системах кондиционирования воздуха, может работать от коленчатого вала двигателя и за счет этого может нагружать двигатель. Как таковые, адсорбционные системы кондиционирования воздуха, в отличие от компрессионных систем, могут успешно уменьшить нагрузку на двигатель и снизить потребление топлива.In some car climate control systems, an adsorption heat pump can be used instead of a compressor heat pump. Adsorption thermal air conditioning systems use chemical adsorbents (for example, zeolite, silica gel, activated carbon) instead of a mechanical compressor, and have a thermal drive (for example, from the heat of exhaust gases) instead of mechanical. For example, a car’s adsorption air conditioning system can be driven by the heat of the exhaust gases of the engine, while the compressor used in many conventional air conditioning systems can run on the engine’s crankshaft and can load the engine. As such, adsorption air conditioning systems, unlike compression systems, can successfully reduce engine load and lower fuel consumption.

Один рабочий цикл адсорбционной тепловой системы кондиционирования воздуха включает в себя адсорбцию хладагента (например, воды) твердым адсорбентом, например цеолитом (далее «режим адсорбции»), и последующую десорбцию хладагента из адсорбента (далее «режим десорбции»). Этот процесс может происходить в емкости, называемой адсорбером. В режиме адсорбции адсорбент активно охлаждается, например, с помощью холодной теплообменной среды (Heat Transfer Fluid, HTF). Охлаждение адсорбента создает силу всасывания, которая втягивает испарения хладагента в адсорбер для адсорбции их адсорбентом. При стандартном применении хладагент вовлекается из испарителя в адсорбент за счет аспирации, при этом испаряясь из испарителя и, тем самым, его охлаждая. В отличие от этого в режиме десорбции адсорбент активно нагревается, например, с помощью горячей теплообменной среды. В результате нагревания адсорбента хладагент из него десорбируется. При стандартном применении десорбированный из адсорбента хладагент попадает в конденсатор, конденсируясь и таким образом нагревая его.One operating cycle of an adsorption thermal air conditioning system includes adsorption of a refrigerant (eg, water) by a solid adsorbent, such as zeolite (hereinafter “adsorption mode”), and subsequent desorption of the refrigerant from the adsorbent (hereinafter “desorption mode”). This process can take place in a container called an adsorber. In the adsorption mode, the adsorbent is actively cooled, for example, using a cold heat transfer medium (Heat Transfer Fluid, HTF). The cooling of the adsorbent creates a suction force that draws refrigerant vapor into the adsorber to adsorb it to the adsorbent. In standard use, the refrigerant is drawn from the evaporator into the adsorbent by aspiration, while evaporating from the evaporator and thereby cooling it. In contrast, in the desorption mode, the adsorbent is actively heated, for example, using a hot heat transfer medium. As a result of heating the adsorbent, the refrigerant is desorbed from it. In standard use, the refrigerant desorbed from the adsorbent enters the condenser, condensing and thereby heating it.

В документе US 2011/0005267 (который может быть выбран в качестве ближайшего аналога) описана система кондиционирования воздуха автомобиля, в состав которой входит адсорбционный тепловой насос, работающий совместно с конденсатором и испарителем согласно описанному выше способу. Адсорбционный тепловой насос работает от тепловой энергии выхлопных газов двигателя, и содержит по меньшей мере два адсорбера, которые циклически и асинхронно поглощают и выделяют хладагент. В одном из предпочтительных вариантов осуществления система имеет три контура рабочей среды: контур теплообменной среды для нагрева/охлаждения адсорберов, в которых рабочей средой является теплообменная среда на основе минерального масла; контур адсорбции, находящийся полностью за пределами пассажирского салона, в котором рабочей средой может быть NH3; и контур хладагента, передающий тепло из салона в контур адсорбции (посредством межконтурного теплообменника), в котором рабочей средой может быть R-134a.US 2011/0005267 (which can be selected as the closest equivalent) describes a car air conditioning system, which includes an adsorption heat pump that works in conjunction with a condenser and evaporator according to the method described above. The adsorption heat pump is powered by the thermal energy of the exhaust gases of the engine, and contains at least two adsorbers that cyclically and asynchronously absorb and release refrigerant. In one preferred embodiment, the system has three working medium circuits: a heat exchange medium circuit for heating / cooling adsorbers, in which the working medium is a mineral oil-based heat exchange medium; an adsorption circuit located completely outside the passenger compartment, in which the working medium may be NH 3 ; and a refrigerant circuit transferring heat from the passenger compartment to the adsorption circuit (via an inter-circuit heat exchanger), in which the working medium may be R-134a.

Контур теплообменной среды нагревает/охлаждает адсорберы, оказывая влияние на процессы адсорбции/десорбции внутри адсорберов. Охладитель теплообменной среды подает охлажденную теплообменную среду для режима адсорбции, а нагреватель теплообменной среды подает горячую теплообменную среду для режима десорбции. Тепловые резервуары, накапливающие тепло выхлопных газов в материале с фазовым переходом (Phase Change Material, PCM), соединены с нагревателем теплообменной среды. Контур адсорбции содержит NH3, который поглощается/выделяется из адсорбентов. После выключения двигателя тепло, накопленное в тепловых резервуарах, используется для десорбции NH3 из адсорбентов в резервуар. Накопленный в резервуаре NH3 затем используется для обеспечения «резкого охлаждения» после холодного пуска двигателя, когда теплообменная среда в контуре теплообменной среды еще остается нагретой, для запуска теплового цикла адсорберов и накачки хладагента. Для обеспечения охлаждения салона теплообменник соединен с контуром хладагента и контуром адсорбента. В теплообменнике R-134a из контура хладагента конденсируется, a NH3 из контура адсорбента испаряется. Кроме того, контур хладагента содержит испаритель R-134а, сообщающийся с салоном для обеспечения его охлаждения с помощью вентилятора.The heat exchange medium circuit heats / cools the adsorbers, affecting the adsorption / desorption processes inside the adsorbers. The heat transfer medium cooler supplies the cooled heat transfer medium for the adsorption mode, and the heat transfer medium heater supplies the hot heat transfer medium for the adsorption mode. The heat reservoirs that store the heat of the exhaust gases in the material with a phase transition (Phase Change Material, PCM) are connected to a heater of the heat exchange medium. The adsorption circuit contains NH 3 , which is absorbed / released from the adsorbents. After the engine is turned off, the heat accumulated in the thermal tanks is used to desorb NH 3 from the adsorbents into the tank. The NH 3 accumulated in the tank is then used to provide “sudden cooling” after the engine starts cold, when the heat transfer medium in the heat transfer medium circuit is still heated, to start the heat cycle of the adsorbers and to pump the refrigerant. To ensure interior cooling, the heat exchanger is connected to the refrigerant circuit and the adsorbent circuit. In the heat exchanger, R-134a condenses from the refrigerant circuit, and NH 3 evaporates from the adsorbent circuit. In addition, the refrigerant circuit contains an R-134a evaporator that communicates with the passenger compartment to cool it with a fan.

Однако было обнаружено, что вышеописанная система имеет ряд недостатков. Для обеспечения резкого охлаждения при запуске двигателя, в этой системе NH3 хранится под давлением в соответствующем резервуаре. Даже не принимая во внимание опасные факторы, связанные с хранением NH3 под давлением, использование резервуара под давлением может быть затратным в отношении материалов и занимаемого в места. Более того, для хранения объема NH3, достаточного для нужд быстрого охлаждения в жаркую погоду, может потребоваться резервуар слишком большого размера. Кроме того, в силу ограничений, присущих резервуару с NH3 под давлением, может быть невозможным уменьшить размеры адсорберов и, соответственно, повысить эффективность их работы и/или обеспечить размещение системы в транспортных средствах.However, it was found that the above system has several disadvantages. To ensure rapid cooling when starting the engine, in this system NH 3 is stored under pressure in an appropriate tank. Even without considering the hazards associated with storing NH 3 under pressure, using a pressure vessel can be costly in terms of materials and space requirements. Moreover, to store a volume of NH 3 sufficient for rapid cooling needs in hot weather, an oversized tank may be required. In addition, due to the inherent limitations of the NH 3 pressure vessel, it may not be possible to reduce the size of the adsorbers and, accordingly, increase their efficiency and / or ensure the placement of the system in vehicles.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Для преодоления этих и других недостатков предложена система климат-контроля автомобиля, которая содержит по меньшей мере два адсорбера, выполненных с возможностью переключения в летнем режиме работы системы между режимом адсорбции и режимом десорбции. Система также содержит автономный аккумулятор холода на фазовом переходе, расположенный выше по потоку от испарителя и ниже по потоку от расширительного клапана и конденсатора в контуре хладагента. Система также содержит автономный аккумулятор тепла на фазовом переходе, выполненный с возможностью подключения к сердцевине нагревателя в зимнем режиме работы системы и к адсорберам в летнем режиме работы системы.To overcome these and other shortcomings, a car climate control system has been proposed that contains at least two adsorbers configured to switch in the summer mode of operation of the system between the adsorption mode and the desorption mode. The system also contains a stand-alone phase transition cold accumulator located upstream of the evaporator and downstream of the expansion valve and condenser in the refrigerant circuit. The system also contains an autonomous heat accumulator at the phase transition, configured to connect to the core of the heater in the winter mode of the system and adsorbers in the summer mode of operation of the system.

Система дополнительно содержит контур горячей теплообменной среды с тепловым коллектором выхлопных газов и аккумулятором тепла на фазовом переходе, а также контур холодной теплообменной среды с охладителем теплообменной среды. При этом система не предусматривает использования хладагента двигателя или компрессора с приводом от двигателя.The system further comprises a hot heat transfer medium circuit with a heat exhaust manifold and a heat accumulator at the phase transition, as well as a cold heat transfer medium circuit with a heat transfer medium cooler. However, the system does not provide for the use of engine refrigerant or an engine driven compressor.

Каждый адсорбер может содержать одну или несколько ребристых трубок, термически соединенных с адсорбентом. При этом теплообменная среда из контура горячей теплообменной среды или из контура холодной теплообменной среды протекает через ребристые трубки каждого адсорбера в зависимости от режима работы системы.Each adsorber may contain one or more ribbed tubes thermally connected to the adsorbent. In this case, the heat transfer medium from the circuit of the hot heat transfer medium or from the circuit of the cold heat transfer medium flows through the ribbed tubes of each adsorber, depending on the operating mode of the system.

Техническим результатом полезной модели является обеспечение эффективного накопления тепловой энергии без использования резервуаров под давлением, повышение эффективности тепловой адсорбции, а также уменьшение размера адсорберов в системе климат-контроля.The technical result of the utility model is to ensure the effective accumulation of thermal energy without the use of pressure tanks, increase the efficiency of thermal adsorption, and also reduce the size of the adsorbers in the climate control system.

Такой эффект достигается благодаря преимуществам накопления тепловой энергии в материале с фазовыми переходами. При использовании предложенной системы в летнем режиме работы, для обеспечения быстрого охлаждения при последующем запуске двигателя, в аккумуляторе можно накапливать тепловую энергию, заряжая автономный аккумулятор холода на фазовом переходе. Кроме того, в зимнем режиме работы системы для быстрого обогревания салона может быть использован аккумулятор холода на фазовом переходе. Соответственно, адсорберов меньшего размера также может быть достаточно и для зимнего режима работы системы климат-контроля.This effect is achieved due to the advantages of the accumulation of thermal energy in a material with phase transitions. When using the proposed system in the summer mode of operation, in order to ensure fast cooling during the subsequent engine start, thermal energy can be accumulated in the battery by charging an autonomous cold battery at the phase transition. In addition, in the winter mode of operation of the system, a cold accumulator at the phase transition can be used to quickly warm the passenger compartment. Accordingly, smaller adsorbers may also be sufficient for the winter mode of operation of the climate control system.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На Фиг. 1 представлено схематическое изображение автомобиля, содержащего систему климат-контроля по изобретению.In FIG. 1 is a schematic illustration of an automobile comprising a climate control system according to the invention.

На Фиг. 2A показан вид в поперечном разрезе примера выполнения адсорбера в режиме адсорбции. В состав системы климат-контроля, показанной на Фиг. 1, могут входить два таких адсорбера.In FIG. 2A is a cross-sectional view of an embodiment of an adsorber in an adsorption mode. The composition of the climate control system shown in FIG. 1, two such adsorbers may be included.

На Фиг. 2B показан вид в поперечном разрезе примера выполнения адсорбера, показанного на Фиг. 2A, в режиме десорбции вместе.In FIG. 2B is a cross-sectional view of the embodiment of the adsorber shown in FIG. 2A, in desorption mode together.

На Фиг. 3 приведена схема системы климат-контроля с Фиг. 1.In FIG. 3 is a diagram of a climate control system of FIG. one.

На Фиг. 4 проиллюстрирован пример способа работы системы климат-контроля с Фиг. 1, в летнем режиме, после прогревания двигателя после запуска.In FIG. 4 illustrates an example of the operation method of the climate control system of FIG. 1, in summer mode, after warming up the engine after starting.

На Фиг. 5A проиллюстрирован пример способа работы системы климат-контроля с Фиг. 1, в летнем режиме после выключения двигателя.In FIG. 5A illustrates an example of the operation method of the climate control system of FIG. 1, in summer mode after turning off the engine.

На Фиг. 5B проиллюстрирован пример способа работы системы климат-контроля с Фиг. 1, в летнем режиме, в момент старта двигателя или до него, обеспечивающий резкое охлаждение пассажирского салона.In FIG. 5B illustrates an example of a method of operating the climate control system of FIG. 1, in the summer mode, at the time of engine start or before it, providing sharp cooling of the passenger compartment.

На Фиг. 6 проиллюстрирован пример способа управления обводным клапаном аккумулятора холода на фазовом переходе, который может быть использован в способе, показанном на Фиг. 4.In FIG. 6 illustrates an example of a method for controlling the bypass valve of the cold accumulator at the phase transition, which can be used in the method shown in FIG. four.

На Фиг. 7 проиллюстрирован пример способа управления обводным клапаном аккумулятора тепла на фазовом переходе, который может быть использован в способах, показанных на Фиг. 4 и Фиг. 8.In FIG. 7 illustrates an example of a method for controlling the bypass valve of the heat accumulator at the phase transition, which can be used in the methods shown in FIG. 4 and FIG. 8.

На Фиг. 8 проиллюстрирован пример способа работы системы климат-контроля с Фиг. 1, в зимнем режиме, после прогревания двигателя после запуска.In FIG. 8 illustrates an example of the operation method of the climate control system of FIG. 1, in winter mode, after warming up the engine after starting.

На Фиг. 9 проиллюстрирован пример способа работы системы климат-контроля с Фиг. 1, в зимнем режиме, в момент старта двигателя или до него, обеспечивающий резкое нагревание пассажирского салона.In FIG. 9 illustrates an example of the operation method of the climate control system of FIG. 1, in winter mode, at the time of engine start or before it, providing a sharp heating of the passenger compartment.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Нижеследующее описание относится к системам и способам охлаждения и обогрева пассажирского салона автомобиля с помощью системы климат-контроля, использующей адсорбционный тепловой насос вместо механического сжатия, вместе с автономными аккумуляторами холода и тепла на фазовом переходе. В летнем режиме работы тепло выхлопных газов приводит в действие два адсорбера, которые во взаимодействии с испарителем и конденсатором обеспечивают охлаждение пассажирского салона. Для быстрого охлаждения салона до запуска или в момент запуска двигателя наряду с адсорберами, испарителем и конденсатором могут быть использованы аккумуляторы холода и тепла на фазовом переходе. С другой стороны, в зимнем режиме работы выхлопные газы двигателя нагревают теплообменную среду, которая проходит через сердцевину обогревателя, за счет чего обогревает салон. Для быстрого подогрева салона до запуска или в момент запуска двигателя наряду с с сердцевиной обогревателя может быть использован аккумулятор тепла на фазовом переходе.The following description relates to systems and methods for cooling and heating a passenger compartment of a vehicle using a climate control system using an adsorption heat pump instead of mechanical compression, together with stand-alone cold and heat accumulators at the phase transition. In the summer operating mode, the heat of the exhaust gases activates two adsorbers, which, in cooperation with the evaporator and condenser, provide cooling for the passenger compartment. To quickly cool the cabin before starting or at the time of starting the engine, along with adsorbers, an evaporator and a condenser, cold and heat accumulators at the phase transition can be used. On the other hand, in winter operation, the exhaust gases of the engine heat the heat-transfer medium, which passes through the core of the heater, thereby heating the interior. To quickly heat the cabin before starting or at the time of starting the engine, along with the heater core, a heat accumulator at the phase transition can be used.

Как показано на Фиг. 1, система климат-контроля может быть термически связана с трубопроводом выхлопных газов двигателя, и может не быть связана с двигателем автомобиля или нагружать его. Система климат-контроля может содержать два адсорбера, которые можно использовать в летнем режиме работы, но нельзя использовать в зимнем режиме. Как показано на Фиг. 2A-2B, в зависимости от температуры теплообменной среды (далее - HTF), протекающей по трубам каждого адсорбера, причем адсорбент в каждом из адсорберов может адсорбировать или десорбировать хладагент. Два адсорбера могут работать асинхронно и циклически, где один адсорбер работает в режиме адсорбции с протеканием через него HTF из контура холодной HTF, а другой адсорбер работает в режиме десорбции с протеканием через него HTF из контура горячей HTF. Как показано на Фиг. 3, контур горячей HTF может включать в себя тепловой коллектор, где тепло выхлопных газов двигателя передается к HTF; аккумулятор тепла на фазовом переходе, в котором тепло выхлопных газов накапливается в материале с фазовым переходом (PCM); насос, и сердцевину обогревателя, которая может быть отключена при работе в летнем режиме, причем контур холодной HTF может включать в себя охладитель HTF и насос. Как также изображено на Фиг. 3, контур хладагента может включать в себя два адсорбера с испарителем, конденсатором, аккумулятором холода на фазовом переходе и расширительным клапаном. Пример способа работы системы климат-контроля в летнем режиме изображен на Фиг. 4, а пример способа работы системы климат-контроля в зимнем режиме показан на Фиг. 8. На Фиг. 5A и 5B изображены способы работы системы климат-контроля для быстрого охлаждения салона при выключении двигателя, а также в момент последующего запуска двигателя или до него, тогда как на Фиг. 9 изображен способ работы системы климат-контроля для быстрого обогревания салона в момент запуска двигателя или перед ним.As shown in FIG. 1, the climate control system may be thermally connected to the exhaust pipe of the engine, and may not be connected to the engine of the car or load it. The climate control system may contain two adsorbers that can be used in summer operation, but cannot be used in winter mode. As shown in FIG. 2A-2B, depending on the temperature of the heat transfer medium (hereinafter, the HTF) flowing through the pipes of each adsorber, the adsorbent in each of the adsorbers can adsorb or desorb the refrigerant. Two adsorbers can operate asynchronously and cyclically, where one adsorber operates in the adsorption mode with HTF flowing through it from the cold HTF circuit, and the other adsorber operates in the desorption mode with HTF flowing through it from the hot HTF circuit. As shown in FIG. 3, the hot HTF circuit may include a heat collector where engine exhaust heat is transferred to the HTF; a phase transition heat accumulator in which exhaust heat accumulates in a phase transition material (PCM); a pump, and a heater core, which can be turned off during summer operation, the cold HTF circuit may include an HTF cooler and a pump. As also shown in FIG. 3, the refrigerant circuit may include two adsorbers with an evaporator, a condenser, a phase transition cold accumulator, and an expansion valve. An example of a summer climate control method is shown in FIG. 4, and an example of a winter climate control system operation method is shown in FIG. 8. In FIG. 5A and 5B illustrate the operation methods of the climate control system for quickly cooling the passenger compartment when the engine is turned off, as well as at the time of subsequent engine start-up or before it, whereas in FIG. Figure 9 shows the way the climate control system works to quickly heat the passenger compartment at the time of starting the engine or in front of it.

Теперь обратимся к Фиг. 1, на которой схематически изображен пример выполнения системы 100 климат-контроля автомобиля 102. Автомобиль 102 имеет ведущие колеса 106, пассажирский салон 104 и двигатель 108 внутреннего сгорания (ДВС). Двигатель 108 имеет камеру сгорания (не показана), которая может принимать впускной воздух через впускной канал (не показано) и выпускать отработавшие газы через выпускной канал 110. Двигатель 108 может быть использован в моторном транспортном средстве, таком как дорожное транспортное средство, помимо прочих типов транспортных средств.Turning now to FIG. 1, which schematically depicts an example embodiment of a climate control system 100 of a vehicle 102. The vehicle 102 has drive wheels 106, a passenger compartment 104, and an internal combustion engine (ICE) 108. The engine 108 has a combustion chamber (not shown) that can receive intake air through an inlet (not shown) and exhaust exhaust through an exhaust channel 110. The engine 108 can be used in a motor vehicle such as a road vehicle, among other types Vehicle.

В отличие от некоторых автомобильных систем климат-контроля, в которых хладагент может циркулировать в двигателе для поглощения неиспользуемого тепла двигателя, после чего нагретый хладагент может поступать в радиатор и/или радиатор отопителя через трубопроводы хладагента, причем система 100 климат-контроля может не сообщаться с двигателем 108 по текучей среде. Кроме того, система 100 климат-контроля может содержать два адсорбера, которые приводятся в движение тепловой энергией выхлопных газов вместо привода от коленчатого вала или электромотора. Соответственно, единственной связью между двигателем 108 и системой 100 климат-контроля может быть прохождение выхлопных газов двигателя в выхлопном канале ПО через тепловой коллектор выхлопных газов системы 100 климат-контроля, как будет подробно описано ниже. Таким образом, двигатель 108 может быть в значительной степени освобожден от поддержания системы климат-контроля в автомобиле, а система 100 климат-контроля может не создавать нагрузку на двигатель 108. Кроме того, поскольку хладагент двигателя может не циркулировать через систему 100 климат-контроля, то объем хладагента в двигателе может быть уменьшен. Некоторые преимущества уменьшенного объема хладагента в двигателе заключаются в более быстром разогреве двигателя, что приводит, например, к уменьшению выпуска выхлопных газов при холодном старте.Unlike some automotive climate control systems in which the refrigerant can circulate in the engine to absorb unused engine heat, after which the heated refrigerant can enter the radiator and / or heater radiator through the refrigerant piping, moreover, the climate control system 100 may not communicate with engine 108 fluid. In addition, the climate control system 100 may include two adsorbers that are driven by the thermal energy of the exhaust gases instead of being driven by a crankshaft or electric motor. Accordingly, the only connection between the engine 108 and the climate control system 100 may be the passage of engine exhaust gases in the exhaust duct of the software through the heat exhaust manifold of the climate control system 100, as will be described in detail below. Thus, the engine 108 can be substantially exempted from maintaining the climate control system in the car, and the climate control system 100 may not create a load on the engine 108. Furthermore, since the engine coolant may not circulate through the climate control system 100, then the amount of refrigerant in the engine can be reduced. Some of the benefits of reduced refrigerant volume in the engine are that the engine warms up more quickly, which leads, for example, to lower exhaust emissions during cold starts.

На Фиг. 1 также показана система 114 управления автомобилем 102. Система 114 управления может быть связана с различными компонентами двигателя 108 и системы 100 климат-контроля для выполнения описанных далее управляющих программ и операций. Как показано на Фиг. 1, система 114 управления может содержать электронный цифровой контроллер 112. Контроллер 112 может представлять собой микрокомпьютер, содержащий микропроцессорный блок, порты ввода/вывода, электронное запоминающее устройство для выполняемых программ и калибровочных значений, оперативную память, энергонезависимую память и шину данных.In FIG. 1 also shows a control system 114 of a vehicle 102. The control system 114 may be associated with various components of an engine 108 and a climate control system 100 to execute control programs and operations described below. As shown in FIG. 1, the control system 114 may comprise an electronic digital controller 112. The controller 112 may be a microcomputer comprising a microprocessor unit, input / output ports, an electronic memory device for executing programs and calibration values, RAM, non-volatile memory, and a data bus.

Как показано на схеме, контроллер 112 может принимать входные сигналы от множества датчиков 116, среди которых может быть вводимая пользователем информация и/или сигналы от датчиков (например, положение передачи трансмиссии, положение муфты сцепления, сигнал педали газа, сигнал тормоза, положение рычага выбора передачи, скорость автомобиля, частота оборотов двигателя, массовый расход воздуха двигателем, температура окружающей среды, температура впускного воздуха и т.д.), датчиков системы климат-контроля (например, температура HTF, температура антифриза, температура адсорбента, скорость вентилятора, температура пассажирского салона, требуемая температура пассажирского салона, влажность окружающей среды и т.д.) и другие. Как показано на Фиг. 1, датчики 116 могут включать в себя датчик 120 брелока, настроенный на принятие сигнала от электронного брелока 122. В частности, датчик 120 брелока может удаленно связывать автомобиль 102 с электронным брелоком 122, позволяя осуществлять дистанционное управление некоторыми функциями автомобиля 102. В одном из примеров, электронный брелок 122 может удаленно активировать систему 100 климат-контроля для предварительного кондиционирования воздуха в салоне. В зависимости от условий окружающей среды, например, считанных одним или несколькими датчиками 116 и/или введенными пользователем, электронный брелок 122 может дистанционно активировать систему 100 климат-контроля для предварительного быстрого охлаждения или быстрого нагрева воздуха салона перед запуском двигателя, что будет подробно описано далее. Таким образом, будущий водитель автомобиля или пассажир могут использовать электронный брелок 122 для обеспечения требуемой температуры воздуха в салоне к моменту посадки в автомобиль.As shown in the diagram, the controller 112 may receive input signals from a plurality of sensors 116, among which may be user input and / or signals from sensors (e.g., transmission position of the transmission, clutch position, gas pedal signal, brake signal, selector lever position transmissions, vehicle speed, engine speed, engine mass air flow, ambient temperature, intake air temperature, etc.), climate control sensors (e.g., HTF temperature, temperature antifreeze adsorbent temperature, fan speed, the passenger compartment temperature, the desired temperature of the passenger compartment, the ambient humidity, etc.) and others. As shown in FIG. 1, the sensors 116 may include a keyfob sensor 120 configured to receive a signal from the electronic keyfob 122. In particular, the keyfob sensor 120 may remotely associate the vehicle 102 with the electronic keyfob 122, allowing remote control of some functions of the vehicle 102. In one example The electronic key fob 122 can remotely activate the climate control system 100 for pre-conditioning the cabin. Depending on the environmental conditions, for example, read by one or more sensors 116 and / or entered by the user, the electronic keyfob 122 can remotely activate the climate control system 100 for preliminary rapid cooling or rapid heating of the cabin air before starting the engine, which will be described in detail below. . Thus, the future driver of the car or passenger can use the electronic key fob 122 to provide the required air temperature in the cabin at the time of boarding the car.

Дополнительно к возможности удаленной активации системы 100 климат-контроля, с помощью электронного брелока 122 можно получить доступ в автомобиль 102 без ключа. В данном случае датчик 120 брелока можно настроить на направление указаний контроллеру 112 в отношении закрытого или открытого положения дверей автомобиля.In addition to the ability to remotely activate the climate control system 100, using the electronic key fob 122, you can access the car 102 without a key. In this case, the keyfob sensor 120 can be adjusted to give directions to the controller 112 regarding the closed or open position of the car doors.

Кроме того, контроллер 112 может быть связан с различными исполнительными механизмами 118, которые могут представлять собой исполнительные механизмы двигателя (например, топливные форсунки, электронно-управляемая дроссельная заслонка впускного воздуха, свечи зажигания, сцепление трансмиссии и т.д.), исполнительные механизмы системы климат-контроля (например, воздушные впускные клапаны и/или клапаны отсекателя, клапаны управления потоком HTF, клапаны управления потоком хладагента, исполнительные механизмы обдува, исполнительные механизмы вентиляторов и т.д.), и другие. В некоторых примерах, запоминающее устройство можно запрограммировать машиночитаемыми данными, представляющими собой команды, выполняемые процессорным блоком для осуществления описанных ниже способов, а также других предполагаемых, но не описанных специально вариантов.In addition, controller 112 may be coupled to various actuators 118, which may be engine actuators (e.g., fuel injectors, electronically controlled intake air throttle, spark plugs, transmission clutch, etc.), system actuators climate control (e.g. air inlet and / or shutoff valves, HTF flow control valves, refrigerant flow control valves, blower actuators, actuators fans, etc.), and others. In some examples, the storage device can be programmed with machine-readable data representing instructions executed by the processor unit to implement the methods described below, as well as other proposed but not specifically described options.

Как было сказано выше, система 100 климат-контроля содержит два идентичных по конструкции адсорбера, которые могут работать асинхронно (один адсорбер в режиме адсорбции, другой - в режиме десорбции, кроме от режимов «резкого нагрева/охлаждения») и циклично (каждый адсорбер периодически переключается между режимами адсорбции и десорбции). В летнем режиме работы системы климат-контроля адсорберы могут работать за счет тепла выхлопных газов двигателя, чтобы обеспечить испарение и конденсацию хладагента в испарителе и конденсаторе.As mentioned above, the climate control system 100 contains two identical in design adsorbers that can operate asynchronously (one adsorber in the adsorption mode, the other in the desorption mode, except from the “sudden heating / cooling” modes) and cyclically (each adsorber periodically switches between adsorption and desorption modes). In the summer mode of operation of the climate control system, the adsorbers can operate due to the heat of the exhaust gases of the engine to ensure evaporation and condensation of the refrigerant in the evaporator and condenser.

На Фиг. 2A изображен поперечный разрез примера конструкции адсорбера 200, функционирующего в режиме адсорбции, а на Фиг. 2B изображен поперечный разрез адсорбера 200, функционирующего в режиме десорбции. Адсорбер 200 может быть одним из двух идентичных адсорберов, входящих в состав адсорбционной тепловой системы 100 климат-контроля, изображенной на Фиг. 1.In FIG. 2A is a cross-sectional view of an example construction of an adsorber 200 operating in an adsorption mode, and FIG. 2B is a cross-sectional view of an adsorber 200 operating in a desorption mode. The adsorber 200 may be one of two identical adsorbers included in the adsorption thermal climate control system 100 shown in FIG. one.

Адсорбер 200 осуществляет теплообмен между HTF и химическим адсорбентом (например, цеолит, силикагель, активированный уголь в порошковом виде, в гранулах или в виде покрытия). В описываемых вариантах осуществления изобретения HTF протекает по ребристой змеевиковой трубке 202, а адсорбент 204 образует покрытие на поверхности этой ребристой трубки. Однако следует понимать, что в описанной здесь системе климат-контроля можно использовать и другой подходящий адсорбционный теплообменник. Например, вместо покрытия адсорбент 204 может представлять собой металлическую пену, либо высокопористую металлоорганическую структуру (Metal-Organic Framework, MOF) другого подходящего типа. Аналогичным образом, несмотря на то, что показано расположение одиночной ребристой трубки 202 в виде змеевика, для переноса HTF через адсорбер можно использовать несколько отдельных трубок, либо HTF может протекать через встроенный канал каждого адсорбера, например, канал, проходящий по всему адсорберу.The adsorber 200 carries out heat exchange between HTF and a chemical adsorbent (for example, zeolite, silica gel, activated carbon in powder form, in granules or in the form of a coating). In the described embodiments of the invention, HTF flows along the finned coil tube 202, and the adsorbent 204 forms a coating on the surface of this finned tube. However, it should be understood that another suitable adsorption heat exchanger may be used in the climate control system described herein. For example, instead of coating, the adsorbent 204 may be a metal foam or a highly porous Metal-Organic Framework (MOF) of another suitable type. Similarly, although the location of a single ribbed tube 202 in the form of a coil is shown, several separate tubes can be used to transfer HTF through the adsorber, or HTF can flow through the built-in channel of each adsorber, for example, a channel passing through the entire adsorber.

Ребристая трубка 202 и адсорбент 204 расположены внутри корпуса 206 адсорбера 200. В зависимости от того, находится адсорбер в режиме адсорбции или десорбции, клапан 208 может направлять поток HTF либо из контура горячей HTF, либо из контура холодной HTF в трубку 202. Аналогичным образом, на основании режима адсорбера, клапан 210, который находится ниже по потоку насоса 226, может направлять поток HTF из ребристой трубки либо в контур горячей HTF, либо в контур холодной HTF. Когда адсорбер 200 работает в режиме адсорбции, как изображено на Фиг. 2A, клапан 208 направляет поток HTF из контура холодной HTF через адсорбер, а клапан 210 направляет поток HTF из адсорбера обратно в контур холодной HTF. И напротив, когда адсорбер 200 работает в режиме десорбции, как изображено на Фиг. 2B, клапан 208 направляет поток HTF из контура горячей HTF через адсорбер, а клапан 210 направляет поток HTF из адсорбера обратно в контур горячей HTF. Контуры холодной и горячей HTF будут описаны далее со ссылкой на Фиг. 3.The ribbed tube 202 and the adsorbent 204 are located inside the housing 206 of the adsorber 200. Depending on whether the adsorber is in the adsorption or desorption mode, the valve 208 can direct the HTF flow either from the hot HTF circuit or from the cold HTF circuit to the tube 202. Similarly, based on the adsorber mode, valve 210, which is located downstream of pump 226, can direct HTF flow from the ribbed tube to either the hot HTF circuit or the cold HTF circuit. When the adsorber 200 operates in an adsorption mode, as shown in FIG. 2A, valve 208 directs the flow of HTF from the cold HTF circuit through the adsorber, and valve 210 directs the flow of HTF from the adsorber back to the cold HTF circuit. Conversely, when the adsorber 200 operates in a desorption mode, as shown in FIG. 2B, valve 208 directs the flow of HTF from the hot HTF circuit through the adsorber, and valve 210 directs the flow of HTF from the adsorber back to the hot HTF circuit. The cold and hot HTF loops will be described later with reference to FIG. 3.

В зависимости от температуры HTF, протекающей через адсорбер 200, хладагент может быть поглощен адсорбентом или десорбирован из адсорбента. Хладагентом может быть вода, аммиак, R1234f или любой другой приемлемый хладагент. В режиме адсорбции, как показано на Фиг. 2A, контроллер управляет клапаном 208 таким образом, чтобы обеспечить поступление потока холодной HTF через змеевик ребристой трубки 202 в корпусе 206 для охлаждения адсорбента 204. Охлаждение адсорбента 204 создает силу всасывания, которая втягивает хладагент из испарителя, сообщающегося с корпусом 206, когда клапан 220 открыт, как будет более подробно показано в связи с Фиг. 3. Режим десорбции может быть выполнен после режима адсорбции, причем хладагент, из испарителя, который был поглощен адсорбентом, десорбируется и направляется в конденсатор. В режиме десорбции, как показано на Фиг. 2B, контроллер управляет клапаном 208 таким образом, чтобы обеспечить протекание горячей HTF через змеевик ребристой трубки 202 для нагревания адсорбента 204. Нагревание адсорбента приводит к десорбции хладагента из адсорбента. Когда клапан 220 открыт, десорбированный хладагент может быть направлен в конденсатор, сообщающийся с корпусом 206, как будет более подробно показано в связи с Фиг. 3.Depending on the temperature of the HTF flowing through the adsorber 200, the refrigerant may be absorbed by or adsorbed from the adsorbent. The refrigerant may be water, ammonia, R1234f, or any other suitable refrigerant. In the adsorption mode, as shown in FIG. 2A, the controller controls the valve 208 so as to allow cold HTF flow through the coil of the ribbed tube 202 in the housing 206 to cool the adsorbent 204. Cooling the adsorbent 204 creates a suction force that draws refrigerant from the evaporator in communication with the housing 206 when the valve 220 is open as will be shown in more detail in connection with FIG. 3. The desorption mode can be performed after the adsorption mode, and the refrigerant from the evaporator, which was absorbed by the adsorbent, is desorbed and sent to the condenser. In the desorption mode, as shown in FIG. 2B, the controller controls the valve 208 so as to allow hot HTF to flow through the coil of the ribbed tube 202 to heat the adsorbent 204. Heating the adsorbent causes desorption of the refrigerant from the adsorbent. When valve 220 is open, the desorbed refrigerant may be directed to a condenser in communication with the housing 206, as will be shown in more detail in connection with FIG. 3.

Как было описано выше, адсорберы адсорбционного теплового насоса могут асинхронно менять режим работы с адсорбции на десорбцию во время работы двигателя. Один цикл работы адсорберов может быть отнесен к промежутку времени, в течение которого каждый адсорбер работает как в режиме адсорбции, так и в режиме десорбции. В одном из примеров цикл длится 20-40 минут, а полуцикл длится 10-20 минут. В течение первого полуцикла первый адсорбер может работать в режиме адсорбции, в то время как второй адсорбер работает в режиме десорбции. В течение второго полуцикла, следующего сразу за первым полуциклом, первый адсорбер может работать в режиме десорбции, в то время как второй адсорбер работает в режиме адсорбции. Адсорбционная тепловая система кондиционирования воздуха может повторять этот цикл в течение всего времени работы системы климат-контроля, за исключением определенных режимов (например, режим резкого охлаждения, описанный далее), которые требуют работы обоих адсорберов в режиме адсорбции или десорбции одновременно.As described above, adsorbers of an adsorption heat pump can asynchronously change the operating mode from adsorption to desorption during engine operation. One operation cycle of adsorbers can be attributed to a period of time during which each adsorber operates both in the adsorption mode and in the desorption mode. In one example, the cycle lasts 20-40 minutes, and the half-cycle lasts 10-20 minutes. During the first half-cycle, the first adsorber can work in the adsorption mode, while the second adsorber works in the desorption mode. During the second half-cycle immediately following the first half-cycle, the first adsorber can work in the desorption mode, while the second adsorber works in the adsorption mode. The adsorption thermal air conditioning system can repeat this cycle for the entire duration of the climate control system, with the exception of certain modes (for example, the quench mode described below) that require both adsorbers to work in the adsorption or desorption mode at the same time.

При выключении двигателя в летнем режиме работы, может потребоваться полная десорбция хладагента из адсорбентов в обоих адсорберах. В этом случае система климат-контроля может работать в режиме резкого охлаждения при следующем запуске двигателя. Например, при выключении двигателя в летнем режиме контроллер может управлять клапаном 208 на обоих адсорберах таким образом, чтобы направлять поток горячей HTF через ребристую трубку 202 для нагрева адсорбента 204, и, тем самым, вызвать десорбцию хладагента из адсорбента. Несмотря на то, что контур горячей HTF в данный момент не получает тепло от выхлопа двигателя, так как двигатель выключен, горячая HTF может быть извлечена из аккумулятора тепла с фазовым переходом в контуре горячей HTF для десорбции адсорбентов в обоих адсорберах. После десорбции адсорбентов в обоих адсорберах контроллер может закрыть клапан 220 на обоих адсорберах, тем самым изолируя контур хладагента от корпусов адсорберов для предотвращения повторного попадания паров хладагента в адсорберы, когда двигатель выключен (например, когда автомобиль стоит на парковке). Десорбция адсорбентов обоих адсорберов при выключении двигателя позволяет обоим адсорберам при следующем запуске двигателя временно работать в режиме адсорбции (например, 2-5 минут). Эксплуатация обоих адсорберов в режиме адсорбции может эффективно удвоить охлаждающую способность (по отношению к работе только одного адсорбера в режиме адсорбции), чтобы обеспечить немедленную доставку холодного воздуха для увеличенного комфорта пассажиров (и для других дополнительных потребностей в охлаждении двигателя/автомобиля) в условиях теплой погоды. В некоторых вариантах режим быстрого охлаждения может быть инициирован перед запуском двигателя. Например, пользователь может удаленно включить систему климат-контроля перед запуском двигателя, например, с помощью электронного брелока 122, показанного на Фиг. 1, что, в свою очередь, может активировать режим быстрого охлаждения (например, в условиях жаркой погоды). Режим быстрого охлаждения описан далее со ссылкой на Фиг. 5A и 5B.When the engine is turned off during summer operation, complete desorption of the refrigerant from the adsorbents in both adsorbers may be required. In this case, the climate control system can operate in quenching mode the next time the engine is started. For example, when the engine is turned off in summer mode, the controller can control the valve 208 on both adsorbers in such a way as to direct the flow of hot HTF through the ribbed tube 202 to heat the adsorbent 204, and thereby cause desorption of the refrigerant from the adsorbent. Despite the fact that the hot HTF circuit does not currently receive heat from the engine exhaust, since the engine is turned off, the hot HTF can be removed from the heat accumulator with a phase transition in the hot HTF circuit to desorb adsorbents in both adsorbers. After desorption of the adsorbents in both adsorbers, the controller can close the valve 220 on both adsorbers, thereby isolating the refrigerant circuit from the adsorber bodies to prevent the refrigerant vapor from re-entering the adsorbers when the engine is off (for example, when the car is parked in the parking lot). Desorption of the adsorbents of both adsorbers when the engine is turned off allows both adsorbers to temporarily work in the adsorption mode (for example, 2-5 minutes) at the next engine start. Operation of both adsorbers in the adsorption mode can effectively double the cooling capacity (with respect to the operation of only one adsorber in the adsorption mode) to provide immediate delivery of cold air for increased passenger comfort (and for other additional needs for cooling the engine / car) in warm weather . In some embodiments, rapid cooling may be initiated before the engine is started. For example, the user can remotely turn on the climate control system before starting the engine, for example, using the electronic key fob 122 shown in FIG. 1, which, in turn, can activate the fast cooling mode (for example, in hot weather). The quick cooling mode is described below with reference to FIG. 5A and 5B.

На Фиг. 3 схематически изображен пример системы 300 климат-контроля, которая может быть использована в автомобиле 102 на Фиг. 1 и может содержать два идентичных адсорбера: первый адсорбер 302 и второй адсорбер 304. Первый и второй адсорберы 302 и 304 могут иметь конструкцию адсорбера 200, показанного на Фиг. 2A и 2B, и работать асинхронно и циклически способом, описанным выше для адсорбера 200. Система 300 климат-контроля может также содержать две рабочие среды: хладагент и HTF. Система 300 климат-контроля может работать в летнем режиме (например, в жарких погодных условиях) и в зимнем режиме (например, в холодных погодных условиях).In FIG. 3 is a schematic illustration of an example climate control system 300 that can be used in a vehicle 102 of FIG. 1 and may contain two identical adsorbers: a first adsorber 302 and a second adsorber 304. The first and second adsorbers 302 and 304 may have the structure of the adsorber 200 shown in FIG. 2A and 2B, and operate asynchronously and cyclically in the manner described above for the adsorber 200. The climate control system 300 may also contain two operating environments: refrigerant and HTF. The climate control system 300 may operate in summer mode (e.g., in hot weather) and in winter mode (e.g., in cold weather).

I. Работа в летнем режимеI. Summer operation

Во время работы в летнем режиме охлаждение пассажирского салона может быть обеспечено адсорбентами 302 и 304 вместе с контуром горячей HTF и контуром холодной HTF, а также контуром хладагента. Как показано на Фиг. 3, нагревание и охлаждение адсорбентов может быть обеспечено контуром 306 горячей HTF и контуром 308 холодной HTF соответственно. HTF, протекающая в обоих контурах 306 и 308 горячей и холодной HTF, может представлять собой пригодную HTF с высокой точкой кипения, которую можно использовать как при высоких температурах (например, теплообмен с выхлопом двигателя в высокой температурой), так и при низких температурах (например, в условиях суровой зимы). В одном из примеров HTF в контурах 306 и 308 горячей и холодной HTF может представлять собой HTF на нефтяной основе.During summer operation, the passenger compartment can be cooled by adsorbents 302 and 304 together with a hot HTF circuit and a cold HTF circuit, as well as a refrigerant circuit. As shown in FIG. 3, heating and cooling of the adsorbents can be provided by the hot HTF circuit 306 and the cold HTF circuit 308, respectively. HTF flowing in both hot and cold HTF circuits 306 and 308 can be suitable high boiling point HTFs that can be used both at high temperatures (e.g., heat exchange with engine exhaust at high temperatures) and at low temperatures (e.g. in harsh winters). In one example, the HTFs in the hot and cold HTF loops 306 and 308 may be petroleum-based HTFs.

Контур 306 горячей HTF обеспечивает десорбцию путем нагревания HTF, которая циркулирует благодаря насосу 310 между тепловым коллектором 312 выхлопных газов, аккумулятора 314 тепла с фазовым переходом, и первым и вторым адсорберами 302 и 304 адсорбционной тепловой системы 324 кондиционирования воздуха. Как показано на Фиг. 3, тепловой коллектор 312 выхлопных газов соединен с выхлопной трубой 316 двигателя. HTF может протекать через тепловой коллектор 312, а тепло от выхлопных газов, протекающих через трубу 316 в тепловом коллекторе 312, может передаваться протекающей через них HTF.The hot HTF circuit 306 provides desorption by heating the HTF that circulates through a pump 310 between the exhaust heat collector 312, a phase transition heat accumulator 314, and the first and second adsorbers 302 and 304 of the adsorption heat conditioning air conditioning system 324. As shown in FIG. 3, a heat exhaust manifold 312 is connected to an engine exhaust pipe 316. HTF can flow through heat collector 312, and heat from exhaust gases flowing through pipe 316 in heat collector 312 can be transferred to HTF flowing through them.

Аккумулятор 314 тепла на фазовом переходе может быть расположен ниже по потоку теплового коллектора 312. Аккумулятор 314 тепла на фазовом переходе может накапливать тепловую энергию в одном или более типов материала с фазовым переходом (PCM), обеспечивая хранение тепловой энергии в диапазоне 125-250°C. PCM может абсорбировать тепловую энергию при изменении состояния с твердого на жидкое, и высвобождать тепловую энергию при изменении состояния с жидкого на твердое. Аккумулятор 314 тепла на фазовом переходе может быть изолирован для уменьшения рассеяния накопленного в ней тепла. Например, аккумулятор 314 тепла на фазовом переходе может представлять собой емкость с двойными стенками типа термоса. Материал PCM может быть помещен в глубоко вакуумированном пространстве (например, с абсолютным давлением, равным 1 микробар или менее) между наружной и внутренней стенками аккумулятора тепла с фазовым переходом. HTF, протекающая в контуре 306 горячей HTF может входить во впускное отверстие аккумулятора 314 тепла на фазовом переходе и выходить из выпускного отверстия аккумулятора 314 тепла на фазовом переходе. В одном из примеров PCM внутри аккумулятора 314 тепла на фазовом переходе может быть размещен в одном или нескольких блоках PCM, расположенных между опорными пластинками, причем каждый блок содержит несколько элементов PCM, расположенных радиально относительно центрального питающего канала. HTF, попадающая во впускное отверстие аккумулятора тепла, может протекать через центральный питающий канал, в котором она может течь радиально от центрального питающего канала к элементам PCM, для накопления в них тепловой энергии. В зависимости от типа или типов PCM, заключенных в аккумуляторе 314, помимо других факторов, аккумулятор 314 с PCM может удерживать определенное количество (в процентах) накопленного во время работы двигателя тепла в течение определенного периода времени после выключения двигателя. В одном из примеров 80% тепла, накопленного в аккумуляторе 314 с PCM во время работы двигателя, может сохраняться не менее 16 часов после выключения двигателя. По существу, аккумулятор 314 с PCM может подавать горячую HTF к адсорберам 302 и 304 даже при отключенном двигателе. Например, аккумулятор 314 с PCM может накапливать от 1,0 до 1,5 кВт*ч энергии, которая может обеспечить немедленную доставку тепловой энергии в оба адсорбера после отключения двигателя для активации режима быстрого охлаждения при следующем запуске двигателя. Емкость аккумулирования тепловой энергии аккумулятора тепла на фазовом переходе может зависеть от многих факторов, в том числе от размера двигателя, типа транспортного средства и различных параметров системы климат-контроля (например, размера пассажирского салона, электрического аккумулятора в случае гибридного автомобиля и т.д.). Следует понимать, что тепловая энергия, накапливаемая в аккумуляторе 314 тепла на фазовом переходе, может высвобождаться без запуска двигателя, например, с помощью удаленного управления при отключенном двигателе. Например, пользователь может удаленно активировать систему климат-контроля до запуска двигателя, например, с помощью электронного брелока 122, показанного на Фиг. 1, который может подать сигнал контроллеру для управления системой 100 климат-контроля с целью выделения горячего теплоносителя, накопленного в аккумуляторе тепла на фазовом переходе, для использования его в режиме быстрого охлаждения, описанного ниже.The phase transition heat accumulator 314 can be located downstream of the heat collector 312. The phase transition heat accumulator 314 can store thermal energy in one or more types of phase transition material (PCM), providing storage of thermal energy in the range 125-250 ° C . PCM can absorb thermal energy when changing state from solid to liquid, and release thermal energy when changing state from liquid to solid. The phase transition heat accumulator 314 may be insulated to reduce the dissipation of heat accumulated therein. For example, the phase transition heat accumulator 314 may be a double-walled thermos flask. PCM material can be placed in a deeply evacuated space (for example, with an absolute pressure of 1 microbar or less) between the outer and inner walls of the heat accumulator with a phase transition. HTF flowing in the hot HTF circuit 306 may enter the inlet of the heat accumulator 314 in a phase transition and exit the outlet of the heat accumulator 314 in a phase transition. In one example, the PCM inside the phase transition heat accumulator 314 may be located in one or more PCMs located between the support plates, each unit containing several PCMs arranged radially relative to the central supply channel. HTF entering the inlet of the heat accumulator can flow through the central supply channel, in which it can flow radially from the central supply channel to the PCM elements, in order to accumulate thermal energy in them. Depending on the type or types of PCM contained in the battery 314, among other factors, the PCM battery 314 can hold a certain amount (in percent) of heat accumulated during engine operation for a certain period of time after the engine is turned off. In one example, 80% of the heat stored in the PCM battery 314 during engine operation can be stored for at least 16 hours after the engine is turned off. Essentially, PCM battery 314 can deliver hot HTF to adsorbers 302 and 304 even when the engine is off. For example, a PCM battery 314 can store 1.0 to 1.5 kWh of energy, which can provide immediate heat to both adsorbers after the engine is turned off to activate rapid cooling mode the next time the engine starts. The storage capacity of the thermal energy of the heat accumulator during the phase transition can depend on many factors, including the size of the engine, the type of vehicle and various parameters of the climate control system (for example, the size of the passenger compartment, electric battery in the case of a hybrid car, etc. ) It should be understood that the thermal energy stored in the heat accumulator 314 at the phase transition can be released without starting the engine, for example, by remote control with the engine turned off. For example, the user can remotely activate the climate control system before starting the engine, for example, using the electronic key fob 122 shown in FIG. 1, which can send a signal to the controller to control the climate control system 100 in order to extract the hot heat carrier accumulated in the heat accumulator at the phase transition for use in the fast cooling mode described below.

Аккумулятор 314 тепла на фазовом переходе может быть установлен параллельно с каналом 318, который содержит обводной клапан 320. HTF может протекать по каналу 318, обходя аккумулятор 314 тепла на фазовом переходе, в зависимости от положения обводного клапана 320. Например, когда обводной клапан 320 полностью закрыт, вся HTF из теплового коллектора 312 может быть направлена в аккумулятор 314 тепла на фазовом переходе, где осуществляется накопление тепловой энергии в PCM. В альтернативном случае, когда обводной клапан 320 полностью открыт, вся HTF из теплового коллектора 312 может обходить аккумулятор 314 тепла на фазовом переходе и протекать через канал 318. Насос 310 может быть расположен ниже по потоку аккумулятора 314 тепла на фазовом переходе и обводного клапана 320; контролер может управлять насосом 310 таким образом, чтобы направлять поток HTF от теплового коллектора 312 через аккумулятор 314 тепла на фазовом переходе и/или канал 318, в зависимости от положения обводного клапана 320.The phase transition heat accumulator 314 may be installed in parallel with the channel 318, which contains the bypass valve 320. The HTF may flow through the channel 318, bypassing the phase transition heat accumulator 314, depending on the position of the bypass valve 320. For example, when the bypass valve 320 is fully closed, all of the HTF from the heat collector 312 can be directed to the heat accumulator 314 at the phase transition, where thermal energy is accumulated in the PCM. Alternatively, when the bypass valve 320 is fully open, all of the HTF from the heat collector 312 can bypass the heat accumulator 314 at the phase transition and flow through the channel 318. The pump 310 can be located downstream of the heat accumulator 314 at the phase transition and the bypass valve 320; the controller can control the pump 310 in such a way as to direct the flow of HTF from the heat collector 312 through the heat accumulator 314 at the phase transition and / or channel 318, depending on the position of the bypass valve 320.

В зависимости от положения клапана 382 подачи горячей HTF, расположенного ниже по потоку насоса 310 в контуре горячей HTF, и клапана 344 подачи горячей HTF, расположенного выше по потоку насоса 310 в контуре горячей HTF, в контур горячей HTF будут включены или сердцевина 328 нагревателя или адсорберы 302 и 304. В летнем режиме клапаны 382 и 377 могут быть установлены таким образом, что чтобы адсорберы 302 и 304 были включены в контур 306 горячей HTF, а сердцевина 328 обогревателя не включена в контур 306 горячей HTF. Адсорберы 302 и 304 могут работать совместно с контуром 306 горячей HTF и контуром 308 холодной HTF для обеспечения охлаждения пассажирского салона. Контур 308 холодной HTF может обеспечить адсорбцию за счет охлаждения теплоносителя, циркулирующего с помощью насоса 322 между адсорбером, адсорбирующим в данный момент, и охладителем 326 HTF. Охладитель 326 HTF может представлять собой любое пригодное устройство, которое может поддерживать температуру теплоносителя в пределах необходимого диапазона (например, от 30 до 40°C). Например, охладитель 326 HTF может представлять собой теплообменник «воздух-жидкость». Вентилятор 374 может направлять окружающий воздух в охладитель 326 HTF для обеспечения теплопередачи между протекающей HTF и окружающим воздухом, тем самым охлаждая HTF. Как показано на Фиг. 3, насос 322 расположен ниже по потоку охладителя 326 HTF. Контур 308 холодной HTF может иметь трубопровод, сообщающийся с адсорберами 302 и 304 ниже по потоку насоса 322, как описано ниже.Depending on the position of the hot HTF valve 382, located downstream of the pump 310 in the hot HTF circuit, and the hot HTF valve 344, located upstream of the pump 310 in the hot HTF circuit, either the heater core 328 or adsorbers 302 and 304. In summer mode, valves 382 and 377 can be installed so that the adsorbers 302 and 304 are included in the hot HTF circuit 306 and the heater core 328 is not included in the hot HTF circuit 306. The adsorbers 302 and 304 can work in conjunction with the hot HTF circuit 306 and the cold HTF circuit 308 to provide cooling to the passenger compartment. The cold HTF circuit 308 can provide adsorption by cooling the coolant circulating through the pump 322 between the currently adsorbing adsorber and the 326 HTF cooler. The HTF cooler 326 may be any suitable device that can maintain the temperature of the coolant within the required range (for example, 30 to 40 ° C). For example, the 326 HTF cooler may be an air-liquid heat exchanger. A fan 374 may direct ambient air to the HTF cooler 326 to provide heat transfer between the flowing HTF and the surrounding air, thereby cooling the HTF. As shown in FIG. 3, the pump 322 is located downstream of the 326 HTF cooler. The cold HTF loop 308 may have a conduit in communication with adsorbers 302 and 304 downstream of the pump 322, as described below.

Кроме того, во время работы в летнем режиме контур 306 горячей HTF и контур 308 холодной HTF может выборочно сообщаться с адсорберами 302 и 304 в зависимости от положений различных клапанов. Если управление клапаном 382 осуществляют таким образом, что адсорберы соединены с контуром горячей HTF, то положение клапана 330 подачи горячей HTF ниже по потоку насоса 310 и клапана 382 может позволить определить, сообщается ли контур горячей HTF с одним из адсорберов 302 и 304, с обоими адсорберами, или ни с одним из них. Аналогичным образом положение клапана 340 подачи холодной HTF ниже по потоку насоса 322 в контуре холодной HTF может позволить определить, сообщается ли контур холодной HTF с одним из адсорберов 302 и 304, с обоими адсорберами, или ни с одним из них. Первый адсорбер 302 включает в себя первый впускной клапан 332 HTF, а второй адсорбер 304 включает в себя второй впускной клапан 334 HTF. Клапан 332 сообщается с контуром горячей HTF, контуром холодной HTF и первым адсорбером, в то время как клапан 334 сообщается с контуром горячей HTF, контуром холодной HTF и вторым адсорбером. Клапаны 332 и 334 могут выполнять ту же функцию, что и клапан 208, показанный на Фиг. 2A и 2B; например, в зависимости от того, в каком из двух режимов, режиме адсорбции или режиме десорбции, находится первый адсорбер в данный момент, управление первым впускным клапаном HTF может быть осуществлено так, чтобы обеспечить сообщение между контуром горячей HTF или контуром холодной HTF и первым адсорбером. В зависимости от положения клапана 332 в первый адсорбер могут быть подана HTF из контура горячей HTF, либо HTF из контура холодной HTF, либо HTF вообще не будет подана. Аналогичным образом, в зависимости от положения клапана 334 во второй адсорбер могут быть подана HTF из контура горячей HTF, либо HTF из контура холодной HTF, либо HTF вообще не будет подана.In addition, during summer operation, the hot HTF circuit 306 and the cold HTF circuit 308 can selectively communicate with adsorbers 302 and 304 depending on the positions of the various valves. If the valve 382 is controlled in such a way that the adsorbers are connected to the hot HTF circuit, the position of the hot HTF supply valve 330 downstream of the pump 310 and the valve 382 can determine whether the hot HTF circuit communicates with one of the adsorbers 302 and 304, with both adsorbers, or with none of them. Similarly, the position of the cold HTF supply valve 340 downstream of the pump 322 in the cold HTF loop can determine whether the cold HTF loop is in communication with one of the adsorbers 302 and 304, with both of them, or with neither of them. The first adsorber 302 includes a first HTF intake valve 332, and the second adsorber 304 includes a second HTF intake valve 334. Valve 332 communicates with a hot HTF loop, a cold HTF loop, and a first adsorber, while valve 334 communicates with a hot HTF loop, a cold HTF loop, and a second adsorber. Valves 332 and 334 can perform the same function as valve 208 shown in FIG. 2A and 2B; for example, depending on which of the two modes, the adsorption mode or the desorption mode, the first adsorber is currently in, the first HTF inlet valve can be controlled to provide communication between the hot HTF circuit or the cold HTF circuit and the first adsorber . Depending on the position of valve 332, HTF can be supplied to the first adsorber from the hot HTF circuit, or HTF from the cold HTF circuit, or HTF will not be supplied at all. Similarly, depending on the position of valve 334, HTF can be supplied to the second adsorber from the hot HTF loop, or HTF from the cold HTF loop, or HTF will not be delivered at all.

Во время работы двигателя (например, при разогретом после запуска двигателе и перед отключением двигателя) клапаны 330, 332, 334 и 340 могут взаимодействовать друг с другом для того, чтобы направить HTF из контуров горячей и/или холодной HTF в соответствующий(ие) адсорбер(ы) при определенном режиме работы каждого адсорбера. Например, когда первый адсорбер работает в режиме адсорбции, а второй - в режиме десорбции, контроллер может управлять положением клапана 330 таким образом, чтобы направлять поток горячей HTF во второй адсорбер, а не в первый, и управлять положением клапана 340 таким образом, чтобы направлять поток холодной HTF в первый адсорбер, а не во второй. Контроллер также может управлять положением клапанов 332 и 334 таким образом, что HTF из контура горячей HTF может попадать во второй адсорбер, a HTF из контура холодной HTF может попадать в первый адсорбер. Затем после полуцикла адсорбционной тепловой системы кондиционирования воздуха первый и второй адсорберы переключатся, так что второй адсорбер будет работать в режиме адсорбции, а первый - в режиме десорбции. Для выполнения переключения контроллер может управлять положением клапана 330 таким образом, чтобы направить поток горячей HTF в первый адсорбер, а не во второй, и управлять положением клапана 340 таким образом, чтобы направить поток холодной HTF во второй адсорбер, а не в первый. Контроллер также может управлять положением клапанов 332 и 334 таким образом, что HTF из контура холодной HTF может попадать во второй адсорбер, a HTF из контура горячей HTF может попадать в первый адсорбер. После выполнения другого полуцикла первый и второй адсорберы могут переключиться снова, что второй адсорбер будет в режиме десорбции, а первый - в режиме адсорбции. Первый и второй адсорберы могут переключаться между режимами адсорбции и десорбции описанным образом на протяжении всей работы системы климат контроля при работающем двигателе.During engine operation (for example, when the engine is warmed up after starting up and before the engine is turned off), the valves 330, 332, 334 and 340 can interact with each other in order to direct the HTF from the hot and / or cold HTF loops to the corresponding adsorber (s) at a specific operating mode of each adsorber. For example, when the first adsorber is in adsorption mode and the second in desorption mode, the controller can control the position of the valve 330 so as to direct the flow of hot HTF to the second adsorber, and not the first, and control the position of the valve 340 so as to direct cold HTF flow into the first adsorber, and not into the second. The controller can also control the position of valves 332 and 334 so that HTF from the hot HTF circuit can enter the second adsorber, and HTF from the cold HTF circuit can enter the first adsorber. Then, after a half-cycle of the adsorption thermal air conditioning system, the first and second adsorbers will switch, so that the second adsorber will work in the adsorption mode, and the first in the desorption mode. To perform the switchover, the controller can control the position of the valve 330 so as to direct the hot HTF flow to the first adsorber, and not to the second, and to control the position of the valve 340 so as to direct the flow of cold HTF to the second adsorber, and not the first. The controller can also control the position of valves 332 and 334 so that HTF from the cold HTF circuit can enter the second adsorber, and HTF from the hot HTF circuit can enter the first adsorber. After completing another half-cycle, the first and second adsorbers can switch again, that the second adsorber will be in desorption mode, and the first in adsorption mode. The first and second adsorbers can switch between adsorption and desorption modes in the described manner throughout the operation of the climate control system with the engine running.

Напротив, при выключении двигателя и до запуска или при запуске контроллер может управлять положением клапанов 330, 332, 334 и 340 по-другому, чтобы подготовиться к режиму быстрого охлаждения. Например, при выключении двигателя в условиях теплой погоды контроллер может управлять клапанами таким образом, что в обоих адсорберах будет протекать процесс десорбции. Например, контроллер может управлять клапаном 330 таким образом, чтобы направлять поток HTF в оба адсорбера, и управлять положением клапанов 332 и 334 таким образом, чтобы обеспечить сообщение обоих адсорберов с контуром горячей HTF. Как было рассмотрено более подробно со ссылкой на Фиг. 2A и 2B, в процессе работы каждый корпус адсорбера может быть изолирован от соответствующего контура хладагента, чтобы предотвратить повторное попадание паров хладагента в адсорберы, когда двигатель выключен (например, автомобиль припаркован). Таким образом, при следующем запуске двигателя (либо до следующего запуска) контроллер может переключить контур хладагента между адсорберами, а затем управлять клапанами таким образом, что в обоих адсорберах будет протекать процесс адсорбции. Например, контроллер может управлять клапаном 340 таким образом, чтобы направлять поток HTF в оба адсорбера, и управлять положением клапанов 332 и 334 таким образом, чтобы обеспечить сообщение обоих адсорберов с контуром холодной HTF.On the contrary, when the engine is turned off and before starting or when starting, the controller can control the position of the valves 330, 332, 334 and 340 differently in order to prepare for the fast cooling mode. For example, when the engine is turned off in warm weather, the controller can control the valves in such a way that a desorption process will occur in both adsorbers. For example, the controller may control valve 330 in such a way as to direct the flow of HTF to both adsorbers, and control the position of valves 332 and 334 in such a way that both adsorbers communicate with the hot HTF circuit. As discussed in more detail with reference to FIG. 2A and 2B, during operation, each adsorber housing can be isolated from the respective refrigerant circuit to prevent refrigerant vapor from re-entering the adsorbers when the engine is off (for example, a car is parked). Thus, at the next start of the engine (or until the next start), the controller can switch the refrigerant circuit between the adsorbers, and then control the valves so that the adsorption process will proceed in both adsorbers. For example, the controller may control valve 340 in such a way as to direct the flow of HTF to both adsorbers, and control the position of valves 332 and 334 in such a way that both adsorbers communicate with the cold HTF circuit.

Как было описано ранее со ссылкой на Фиг. 2, на основании режима работы каждого адсорбера, можно управлять клапаном ниже по потоку насоса таким образом, чтобы направлять поток HTF от ребристой трубки либо в контур горячей HTF, либо в контур холодной HTF. Как показано на Фиг. 3, первый выпускной клапан 348 HTF расположен ниже по потоку первого выходного насоса 352 HTF на выходе из первого адсорбера; второй выпускной клапан 350 HTF расположен ниже по потоку второго выходного насоса 354 HTF на выходе из второго адсорбера. Как и насос 226 с Фиг. 2A и 2B, насосы 352 и 354 могут накачивать HTF из ребристых трубок первого и второго адсорберов, соответственно, в контур горячей или холодной HTF, в зависимости от положения клапанов 348 и 350, а также от положения обратного клапана 344 горячей HTF и обратного клапана 346 холодной HTF.As described previously with reference to FIG. 2, based on the operating mode of each adsorber, it is possible to control the valve downstream of the pump in such a way as to direct the flow of HTF from the ribbed tube to either the hot HTF circuit or the cold HTF circuit. As shown in FIG. 3, the first HTF exhaust valve 348 is located downstream of the first HTF outlet pump 352 at the outlet of the first adsorber; a second HTF exhaust valve 350 is located downstream of the second HTF outlet pump 354 at the outlet of the second adsorber. Like the pump 226 of FIG. 2A and 2B, pumps 352 and 354 can pump HTF from the ribbed tubes of the first and second adsorbers, respectively, to the hot or cold HTF circuit, depending on the position of the valves 348 and 350, as well as the position of the hot HTF check valve 344 and check valve 346 cold htf.

Например, когда первый адсорбер работает в режиме адсорбции, а второй адсорбер - в режиме десорбции, контроллер может управлять положением клапанов 344, 346, 348 и 350 таким образом, чтобы HTF, выходящая из первого адсорбера, возвращалась в контур холодной HTF, a HTF, выходящая из второго адсорбера, возвращалась в контур горячей HTF. Аналогичным образом, когда первый адсорбер работает в режиме десорбции, а второй адсорбер - в режиме адсорбции, контроллер может управлять положением клапанов 344, 346, 348 и 350 таким образом, чтобы HTF, выходящая из первого адсорбера, возвращалась в контур горячей HTF, a HTF, выходящая из второго адсорбера, возвращалась в контур холодной HTF. Следует понимать, что когда горячая HTF протекает через оба адсорбера, например, после выключения двигателя в описываемом режиме быстрого охлаждения, клапан 344 может быть установлен таким образом, чтобы HTF из обоих адсорберов была направлена обратно в контур горячей HTF (например, выше по потоку теплового коллектора 312, как показано на Фиг. 3). Также следует понимать, что когда холодная HTF протекает через оба адсорбера, например, в момент запуска двигателя или перед ним, в режиме быстрого охлаждения, клапан 346 может быть установлен таким образом, чтобы HTF из обоих адсорберов была направлена обратно в контур холодной HTF (например, выше по потоку охладителя 326 HTF, как показано на Фиг. 3).For example, when the first adsorber is in adsorption mode and the second adsorber is in desorption mode, the controller can control the position of the valves 344, 346, 348 and 350 so that the HTF exiting the first adsorber returns to the cold HTF circuit, a HTF, leaving the second adsorber, it returned to the hot HTF circuit. Similarly, when the first adsorber is in desorption mode and the second adsorber is in adsorption mode, the controller can control the position of the valves 344, 346, 348 and 350 so that the HTF exiting the first adsorber returns to the hot HTF circuit, and HTF leaving the second adsorber returned to the cold HTF circuit. It should be understood that when hot HTF flows through both adsorbers, for example, after turning off the engine in the described rapid cooling mode, valve 344 can be installed so that HTF from both adsorbers is directed back to the hot HTF circuit (for example, upstream of the thermal collector 312, as shown in Fig. 3). It should also be understood that when cold HTF flows through both adsorbers, for example, at or before starting the engine in quick cooling mode, valve 346 can be installed so that HTF from both adsorbers is directed back to the cold HTF circuit (e.g. upstream of the HTF cooler 326, as shown in Fig. 3).

Как показано на Фиг. 3, система 300 климат-контроля также включает в себя контур 356 хладагента. Контур 356 хладагента функционирует совместно с охлаждением или нагревом адсорбентов внутри адсорберов 302 и 304 с помощью контуров холодной и горячей HTF с целью обеспечения салона охлажденным воздухом. Контур 356 хладагента включает в себя первый и второй адсорберы 302 и 304, испаритель 358, аккумулятор 360 холода на фазовом переходе, терморасширительный клапан 362 и конденсатор 364.As shown in FIG. 3, the climate control system 300 also includes a refrigerant circuit 356. The refrigerant circuit 356 operates in conjunction with cooling or heating the adsorbents within the adsorbers 302 and 304 using the cold and hot HTF circuits to provide the interior with chilled air. The refrigerant circuit 356 includes first and second adsorbers 302 and 304, an evaporator 358, a phase transition cold storage battery 360, a thermal expansion valve 362, and a condenser 364.

Аккумулятор 360 холода на фазовом переходе может накапливать тепловую энергию в одном или нескольких типах материала с фазовыми переходами для обеспечения аккумулирования тепловой энергии в диапазоне от 3 до 10°C. Материалы с фазовыми переходами могут поглощать тепловую энергию во время перехода из твердого состояние в жидкое и высвобождать тепловую энергию во время перехода из жидкого состояния в твердое. Аккумулятор 360 холода на фазовом переходе может быть изолирован для уменьшения рассеяния хранящейся в нем тепловой энергии. Например, аккумулятор 360 холода на фазовом переходе может представлять собой емкость с двойными стенками типа термоса. Материал PCM может быть помещен в глубоко вакуумированном пространстве (например, с абсолютным давлением, равным 1 микробар или менее) между наружной и внутренней стенками аккумулятора холода с фазовым переходом. Хладагент, протекающий в контуре 356 хладагента, может входить во впускное отверстие аккумулятора 360 холода на фазовом переходе и выходить из выпускного отверстия аккумулятора 360 холода на фазовом переходе. В одном из примеров PCM внутри аккумулятора 360 холода на фазовом переходе может быть размещен в одном или нескольких блоках PCM, расположенных между опорными пластинками, причем каждый блок содержит несколько элементов PCM, расположенных радиально относительно центрального питающего канала. Хладагент, попадающий во впускное отверстие аккумулятора холода, может протекать через центральный питающий канал, в котором он может течь радиально от центрального питающего канала к элементам PCM, для накопления в них. В зависимости от типа или типов РСМ, заключенных в аккумуляторе 360, помимо других факторов, аккумулятор 360 холода с PCM может удерживать определенное количество (в процентах) накопленного во время работы двигателя тепловой энергии в течение определенного периода времени после выключения двигателя. В одном из примеров 80% тепловой энергии, накопленной в аккумуляторе 360 холода с PCM во время работы двигателя, может сохраняться не менее 16 часов после выключения двигателя. По существу, аккумулятор 360 холода с PCM может подавать хладагент к испарителю 358 даже при отключенном двигателе. Например, аккумулятор 360 холода с PCM может накапливать от 1,0 до 1,5 кВт*ч энергии, которая может обеспечить немедленную доставку тепловой энергии в испаритель 358 после отключения двигателя для активации режима быстрого охлаждения при следующем запуске двигателя. Емкость аккумулирования тепловой энергии аккумулятора холода на фазовом переходе может зависеть от многих факторов, в том числе от размера двигателя, типа транспортного средства и различных параметров системы климат-контроля (например, размера пассажирского салона, электрического аккумулятора в случае гибридного автомобиля и т.д.).The cold storage battery 360 at the phase transition can store thermal energy in one or more types of material with phase transitions to provide thermal energy storage in the range from 3 to 10 ° C. Phase transition materials can absorb thermal energy during the transition from solid to liquid and release thermal energy during the transition from liquid to solid. The cold storage battery 360 at the phase transition can be insulated to reduce the dispersion of the thermal energy stored therein. For example, the cold storage battery 360 at the phase transition may be a double-walled container such as a thermos. PCM material can be placed in a deeply evacuated space (for example, with an absolute pressure of 1 microbar or less) between the outer and inner walls of the cold storage battery with a phase transition. The refrigerant flowing in the refrigerant circuit 356 may enter the inlet of the cold accumulator 360 at the phase transition and exit the outlet of the cold accumulator 360 at the phase transition. In one example, the PCM inside the cold storage battery 360 at the phase transition can be placed in one or more PCM units located between the support plates, each unit containing several PCM elements located radially relative to the central supply channel. The refrigerant entering the inlet of the cold accumulator can flow through the central supply channel, in which it can flow radially from the central supply channel to the PCM elements for accumulation in them. Depending on the type or types of PCM contained in the 360 battery, among other factors, the cold PCM battery 360 can hold a certain amount (in percent) of thermal energy accumulated during engine operation for a certain period of time after the engine is turned off. In one example, 80% of the thermal energy stored in a 360 PCM cold battery during engine operation can be stored for at least 16 hours after the engine is turned off. As such, the PCM cold accumulator 360 can supply refrigerant to the evaporator 358 even when the engine is off. For example, a cold storage battery 360 with PCM can store between 1.0 and 1.5 kWh of energy, which can provide immediate heat to the evaporator 358 after turning off the engine to activate quick cooling the next time the engine starts. The storage capacity of the thermal energy of the cold accumulator at the phase transition can depend on many factors, including the size of the engine, the type of vehicle, and various parameters of the climate control system (for example, the size of the passenger compartment, electric battery in the case of a hybrid car, etc. )

Емкость аккумулирования тепловой энергии аккумулятора холода на фазовом переходе может позволить ему соответствовать требованиям быстрого охлаждения для обеспечения комфорта пассажиров во время запуска двигателя, несмотря на небольшой размер аккумулятора холода на фазовом переходе, например, относительно резервуара с NH3 под давлением. Кроме того, увеличенная емкость аккумулирования тепловой энергии аккумулятора холода на фазовом переходе, например, относительно резервуара с NH3 под давлением позволяет уменьшить размеры адсорберов, применяемых для охлаждения салона, тем самым улучшая эффективность работы системы климат-контроля и делая ее более компактной.The thermal energy storage capacity of the cold accumulator at the phase transition can allow it to meet the requirements of rapid cooling to ensure passenger comfort during engine starting, despite the small size of the cold accumulator at the phase transition, for example, relative to the reservoir with NH 3 under pressure. In addition, the increased thermal energy storage capacity of the cold accumulator during the phase transition, for example, relative to the reservoir with NH 3 under pressure, reduces the size of the adsorbers used to cool the passenger compartment, thereby improving the efficiency of the climate control system and making it more compact.

Следует понимать, что тепловая энергия, накапливаемая в аккумуляторе 360 холода на фазовом переходе, может высвобождаться без запуска двигателя, например, при удаленном управлении при отключенном двигателе. Например, пользователь может удаленно активировать систему климат-контроля до запуска двигателя, например, с помощью электронного брелока 122, показанного на Фиг. 1, который может подать сигнал контроллеру для управления системой 100 климат-контроля с целью выделения холодного хладагента, накопленного в аккумуляторе холода на фазовом переходе, для использования его в режиме быстрого охлаждения.It should be understood that the thermal energy stored in the cold accumulator 360 at the phase transition can be released without starting the engine, for example, by remote control with the engine turned off. For example, the user can remotely activate the climate control system before starting the engine, for example, using the electronic key fob 122 shown in FIG. 1, which can send a signal to the controller to control the climate control system 100 in order to isolate the cold refrigerant accumulated in the cold accumulator at the phase transition for use in fast cooling mode.

Аккумулятор 360 холода на фазовом переходе может быть установлен параллельно с каналом 372, который содержит обводной клапан 370. HTF может протекать по каналу 372, обходя аккумулятор 360 холода на фазовом переходе, в зависимости от положения обводного клапана 370. Например, когда обводной клапан 370 полностью закрыт, весь хладагент, выходящий из терморасширительного клапана 362, может быть направлен в аккумулятор 360 холода на фазовом переходе, где осуществляется накопление тепловой энергии в PCM. В альтернативном случае, когда обводной клапан 370 полностью открыт, весь хладагент, выходящий из терморасширительного клапана 362, может обходить аккумулятор 360 холода на фазовом переходе и протекать через канал 372.The cold storage battery 360 at the phase transition can be installed in parallel with the channel 372, which contains the bypass valve 370. HTF can flow through the channel 372, bypassing the cold storage battery 360 at the phase transition, depending on the position of the bypass valve 370. For example, when the bypass valve 370 is completely closed, all refrigerant leaving the expansion valve 362 can be directed to the cold accumulator 360 at the phase transition, where thermal energy is accumulated in the PCM. Alternatively, when the bypass valve 370 is fully open, all refrigerant leaving the expansion valve 362 may bypass the cold storage battery 360 at the phase transition and flow through channel 372.

Испаритель 358 и конденсатор 364 могут выборочно сообщаться с адсорберами 302 и 304 в зависимости от положений различных клапанов. Положение клапана 378 для адсорбированного хладагента может определять, может ли хладагент из испарителя 358 быть адсорбирован в адсорбент(ы) одного, обоих или ни одного из адсорберов 302 и 304. Аналогичным образом положение клапана 380 для десорбированного хладагента может определять, может ли хладагент, десорбированный из адсорбента одного, обоих или ни одного из адсорберов 302 и 304, быть конденсирован в конденсаторе 364. Во время заданного режима работы каждого из адсорберов, клапаны 378 и 380 могут взаимодействовать друг с другом для того, чтобы направлять хладагент из испарителя 358 в соответствующий(ие) адсорбер(ы), а также направлять хладагент из соответствующего(их) адсорбера(ов) в конденсатор 364, как описано ниже.Evaporator 358 and condenser 364 may selectively communicate with adsorbers 302 and 304 depending on the positions of the various valves. The position of the adsorbed refrigerant valve 378 may determine whether the refrigerant from the evaporator 358 can be adsorbed to the adsorbent (s) of one, both, or none of the adsorbers 302 and 304. Similarly, the position of the desorbed refrigerant valve 380 may determine whether the refrigerant desorbed can from the adsorbent of one, both or none of the adsorbers 302 and 304, to be condensed in the capacitor 364. During a given operating mode of each of the adsorbers, the valves 378 and 380 can interact with each other so that ulation refrigerant from the evaporator 358 to the corresponding (ix) the adsorber (s) and direct the refrigerant from the corresponding (their) adsorber (s) to the condenser 364 as described below.

Совместно с другими элементами и контурами системы 300 климат-контроля контур 356 хладагента может обеспечить охлаждение пассажирского салона следующим способом.Together with other elements and circuits of the climate control system 300, the refrigerant circuit 356 can provide cooling for the passenger compartment in the following way.

В течение первого полу цикла работы адсорберов 302 и 304 первый адсорбер 302 работает в режиме адсорбции, а второй адсорбер 304 работает в режиме десорбции. По существу, первый адсорбер 302 сообщается с контуром холодной HTF, в то время как второй адсорбер 304 сообщается с контуром горячей HTF. Поскольку второй адсорбер 304 работает в режиме десорбции, то он десорбирует хладагент. Контроллер управляет клапаном 380 таким образом, чтобы он обеспечивал сообщение между корпусом второго адсорбера и конденсатором. Конденсация хладагента, десорбированного из второго адсорбера 304, происходит в конденсаторе 364, при этом в окружающий воздух выделяется тепло, которое вентилятор 368, соединенный с конденсатором, направляет через конденсатор. Вывод тепла в окружающий воздух охлаждает горячий жидкий хладагент в конденсаторе. Затем жидкий хладагент проходит через терморасширительный клапан 362, который измеряет поток жидкого хладагента и, таким образом, обеспечивает дальнейшее охлаждение жидкого хладагента (например, за счет понижения давления жидкого хладагента). Далее жидкий хладагент, отмеренный терморасширительным клапаном, поступает в аккумулятор 360 холода на фазовом переходе (например, накапливающий тепловую энергию в PCM в аккумуляторе) и/или обходит аккумулятор 360 холода с фазовым переходом по трубопроводу 372 в зависимости от положения обводного клапана 370. При этом адсорбция в первом адсорбере (работающем в режиме адсорбции) создает всасывание. Контроллер управляет клапаном 378 таким образом, чтобы он обеспечивал сообщение между первым адсорбером и испарителем 358, а всасывание в первом адсорбере стимулирует поступление потока жидкого хладагента из аккумулятора 360 холода на фазовом перехода и (или) трубопровода 372 в испаритель 358, который расположен вниз по потоку относительно аккумулятора 360 холода на фазовом переходе и трубопровода 372. Жидкий хладагент испаряется внутри испарителя 358 перед тем, как поступить в корпус первого адсорбера, в котором он поглощается адсорбентом первого адсорбера. Испарение хладагента охлаждает наружный воздух, всасываемый в испаритель и пассажирский салон с помощью нагнетательного вентилятора 366, тем самым охлаждая воздух в пассажирском салоне.During the first half cycle of the adsorbers 302 and 304, the first adsorber 302 operates in the adsorption mode, and the second adsorber 304 operates in the desorption mode. Essentially, the first adsorber 302 communicates with the cold HTF circuit, while the second adsorber 304 communicates with the hot HTF circuit. Since the second adsorber 304 operates in the desorption mode, it desorbs the refrigerant. The controller controls the valve 380 so that it provides communication between the body of the second adsorber and the condenser. The condensation of the refrigerant stripped from the second adsorber 304 occurs in the condenser 364, while heat is released to the ambient air, which the fan 368, connected to the condenser, directs through the condenser. The removal of heat into the ambient air cools the hot liquid refrigerant in the condenser. The liquid refrigerant then passes through a thermal expansion valve 362, which measures the flow of liquid refrigerant and thus provides further cooling of the liquid refrigerant (for example, by lowering the pressure of the liquid refrigerant). Further, the liquid refrigerant measured by the thermal expansion valve enters the cold accumulator 360 during a phase transition (for example, accumulating thermal energy in the PCM in the accumulator) and / or bypasses the cold accumulator 360 with a phase transition through conduit 372 depending on the position of the bypass valve 370. In this case adsorption in the first adsorber (operating in the adsorption mode) creates absorption. The controller controls the valve 378 so that it provides communication between the first adsorber and the evaporator 358, and the suction in the first adsorber stimulates the flow of liquid refrigerant from the cold accumulator 360 at the phase transition and / or pipe 372 to the evaporator 358, which is located downstream relative to the cold storage battery 360 at the phase transition and the pipe 372. The liquid refrigerant evaporates inside the evaporator 358 before entering the housing of the first adsorber, in which it is absorbed by the adsorbent of the first adsorber. Evaporating the refrigerant cools the outside air drawn into the evaporator and the passenger compartment by means of a blower fan 366, thereby cooling the air in the passenger compartment.

Наоборот, в течение второго полу цикл а работы адсорберов 302 и 304 первый адсорбер 302 работает в режиме десорбции, а второй адсорбер 304 работает в режиме адсорбции. По существу, второй адсорбер 304 сообщается с контуром холодной HTF, в то время как первый адсорбер 302 сообщается с контуром горячей HTF. Поскольку первый адсорбер 302 работает в режиме десорбции, то он десорбирует хладагент. Контроллер управляет клапаном 380 таким образом, чтобы он обеспечивал сообщение между корпусом первого адсорбера и конденсатором. Конденсация хладагента, десорбированного из первого адсорбера 302, происходит в конденсаторе 364, при этом в окружающий воздух выделяется тепло, которое вентилятор 368, соединенный с конденсатором, направляет через конденсатор. Отвод тепла в окружающий воздух охлаждает горячий жидкий хладагент в конденсаторе. Затем жидкий хладагент проходит через терморасширительный клапан 362, который отмеряет поток жидкого хладагента и, таким образом, обеспечивает дальнейшее охлаждение жидкого хладагента (например, за счет понижения давления жидкого хладагента). После чего жидкий хладагент, отмеренный терморасширительным клапаном, поступает в аккумулятор 360 холода на фазовом переходе (таким образом, накапливающим тепловую энергию в материале с фазовыми переходами в аккумуляторе) и/или обходит аккумулятор 360 холода с фазовым переходом по трубопроводу 372 в зависимости от положения обводного клапана 370. При этом адсорбция во втором адсорбере (работающем в режиме адсорбции) создает всасывание. Контроллер управляет клапаном 378 таким образом, чтобы он обеспечивал сообщение между корпусом второго адсорбера и испарителем 358, а всасывание во втором адсорбере стимулирует поступление потока жидкого хладагента из аккумулятора 360 холода на фазовом переходе и/или трубопровода 372 в испаритель 358, который расположен ниже потоку аккумулятора 360 холода на фазовом переходе и трубопровода 372. Жидкий хладагент испаряется внутри испарителя 358 перед тем, как поступить в корпус второго адсорбера, в котором он поглощается адсорбентом второго адсорбера. Испарение хладагента охлаждает наружный воздух, всасываемый в испаритель и пассажирский салон с помощью нагнетательного вентилятора 366, тем самым охлаждая воздух в пассажирском салоне. Соответственно, в течение второго полуцикла хладагент проходит обратный путь относительно его перемещения во время первого полуцикла.On the contrary, during the second half-cycle of operation of the adsorbers 302 and 304, the first adsorber 302 operates in the desorption mode, and the second adsorber 304 operates in the adsorption mode. Essentially, the second adsorber 304 communicates with the cold HTF circuit, while the first adsorber 302 communicates with the hot HTF circuit. Since the first adsorber 302 operates in a desorption mode, it desorbs the refrigerant. The controller controls the valve 380 so that it provides communication between the housing of the first adsorber and the condenser. The condensation of the refrigerant stripped from the first adsorber 302 takes place in the condenser 364, while heat is released to the ambient air, which the fan 368, connected to the condenser, directs through the condenser. The removal of heat into the ambient air cools the hot liquid refrigerant in the condenser. The liquid refrigerant then passes through a thermal expansion valve 362, which measures the flow of liquid refrigerant and thus provides further cooling of the liquid refrigerant (for example, by lowering the pressure of the liquid refrigerant). After that, the liquid refrigerant, measured by a thermal expansion valve, enters the cold accumulator 360 during a phase transition (thus accumulating thermal energy in the material with phase transitions in the accumulator) and / or bypasses the cold accumulator 360 with a phase transition through conduit 372 depending on the position of the bypass valve 370. In this case, adsorption in the second adsorber (operating in the adsorption mode) creates absorption. The controller controls the valve 378 so that it provides communication between the second adsorber body and the evaporator 358, and the suction in the second adsorber stimulates the flow of liquid refrigerant from the cold accumulator 360 at the phase transition and / or pipe 372 to the evaporator 358, which is located below the accumulator flow 360 cold at the phase transition and the pipeline 372. The liquid refrigerant evaporates inside the evaporator 358 before entering the second adsorber body, in which it is absorbed by the adsorbent of the second adsorber yep. Evaporating the refrigerant cools the outside air drawn into the evaporator and the passenger compartment by means of a blower fan 366, thereby cooling the air in the passenger compartment. Accordingly, during the second half-cycle, the refrigerant goes backward relative to its movement during the first half-cycle.

В одном из примеров цикл длится 20-40 минут, а полуцикл длится 10-20 минут. По окончании второго полуцикла система климат-контроля начинает следующий рабочий цикл согласно первому полуциклу; при этом чередование первого и второго полуциклов продолжается до тех пор, пока двигатель работает, а система климат-контроля работает в летнем режиме.In one example, the cycle lasts 20-40 minutes, and the half-cycle lasts 10-20 minutes. At the end of the second half-cycle, the climate control system begins the next working cycle according to the first half-cycle; while the alternation of the first and second half-cycles continues until the engine is running, and the climate control system is operating in summer mode.

II. Работа в зимнем режимеII. Winter work

Во время работы в зимнем режиме сердцевина обогревателя соединена с контуром горячей HTF для обеспечения обогрева пассажирского салона, в то время как адсорберы 302 и 304, а также контур 356 хладагента не используются для обогрева салона. Контроллер управляет клапанами 382 и 344 таким образом, чтобы сердцевина 328 обогревателя была включена в контур 306 горячей HTF, а адсорберы 302 и 304 не были включены в контур 306 горячей HTF. Например, контроллер может управлять клапаном 382 таким образом, чтобы он направлял всю HTF, выходящую из насоса 310, в сердцевину 328 обогревателя; контроллер может также управлять клапаном 344 таким образом, чтобы он направлял в тепловой коллектор 312 выхлопных газов только HTF, выходящую из сердцевины 328 обогревателя. Кроме того, нагнетательный вентилятор 376 может направлять воздух (например, наружный воздух или воздух в салоне) в сердцевину 328 обогревателя для его нагрева, а затем направлять его в пассажирский салон для обеспечения обогрева.During winter operation, the heater core is connected to the hot HTF circuit to provide heating for the passenger compartment, while the adsorbers 302 and 304, as well as the refrigerant circuit 356, are not used for heating the passenger compartment. The controller controls the valves 382 and 344 so that the heater core 328 is included in the hot HTF circuit 306 and the adsorbers 302 and 304 are not included in the hot HTF circuit 306. For example, the controller may control the valve 382 so that it directs all the HTF exiting the pump 310 to the heater core 328; the controller can also control the valve 344 so that it directs only the HTF exiting the heater core 328 into the exhaust heat manifold 312. In addition, the blower fan 376 can direct air (e.g., outside air or interior air) to the heater core 328 to heat it, and then direct it to the passenger compartment to provide heating.

Во время работы двигателя (например, при разогретом после запуска двигателе и до того, как двигатель отключен) тепло выхлопных газов двигателя может быть достаточным для нагрева HTF в контуре 306 горячей HTF, и, следовательно, обводной клапан 320 может быть открыт таким образом, чтобы HTF не попадала в аккумулятор 314 тепла на фазовом переходе. В одном примере обводной клапан 320 может быть полностью открыт, как только аккумулятор 314 тепла на фазовом переходе достигает полного заряда тепловой энергией. В другом примере осуществления изобретения обводной клапан 320 может быть частично открыт во время работы двигателя таким образом, чтобы некоторое количество HTF обходило аккумулятор тепла на фазовом переходе, в то время как некоторое количество HTF заряжало бы аккумулятор тепла на фазовом переходе.During engine operation (for example, when the engine is warmed up after starting up and before the engine is turned off), the exhaust heat of the engine may be sufficient to heat the HTF in the hot HTF circuit 306, and therefore the bypass valve 320 can be opened so that HTF did not enter the heat accumulator 314 at the phase transition. In one example, the bypass valve 320 may be fully open as soon as the heat accumulator 314 at the phase transition reaches a full charge of thermal energy. In another embodiment, the bypass valve 320 may be partially open during engine operation so that a certain amount of HTF bypasses the heat accumulator during the phase transition, while a certain amount of HTF charges the heat accumulator during the phase transition.

Наоборот, в режиме быстрого обогрева, активированного до запуска двигателя или во время запуска, тепло может поступать из аккумулятора тепла на фазовом переходе вместо или в дополнение к теплу выхлопных газов двигателя. Режим быстрого обогрева может быть активирован до запуска или во время запуска двигателя. Например, пользователь может удаленно активировать систему климат-контроля до запуска двигателя, например, с помощью электронного брелока 122, показанного на Фиг. 1, который может подать сигнал контроллеру для управления системой 100 климат-контроля с целью высвобождения горячей HTF, накопленной в аккумуляторе 314 тепла на фазовом переходе, для немедленной доставки тепловой энергии в сердцевину обогревателя. Как было описано выше, аккумулятор 314 тепла на фазовом переходе может аккумулировать от 1,0 до 1,5 кВт*ч энергии, что может обеспечить доставку тепла в сердцевину обогревателя перед запуском или во время запуска двигателя (например, когда для нагрева HTF в контуре горячего HTF невозможно использовать тепло выхлопных газов). Режим быстрого обогрева описан далее со ссылкой на Фиг. 9.Conversely, in the fast heating mode activated before the engine starts or during start-up, heat can come from the heat accumulator at the phase transition instead of or in addition to the heat of the exhaust gases of the engine. Quick heat mode can be activated before starting or during engine start. For example, the user can remotely activate the climate control system before starting the engine, for example, using the electronic key fob 122 shown in FIG. 1, which can send a signal to a controller to control the climate control system 100 to release hot HTF stored in the phase-transfer heat accumulator 314, for immediately delivering thermal energy to the core of the heater. As described above, a phase-transition heat accumulator 314 can accumulate 1.0 to 1.5 kWh of energy, which can ensure that heat is delivered to the heater core before starting or during engine start (for example, when heating HTF in the loop hot HTF is not possible to use exhaust heat). The quick heating mode is described below with reference to FIG. 9.

На Фиг. 4 изображен пример способа 400 работы системы климат-контроля (например, системы климат-контроля 100 на Фиг. 1) в летнем режиме. Например, работа системы климат-контроля может осуществляться согласно способу 400, когда показания датчика температуры наружного воздуха превышают первое пороговое значение, либо когда средняя температура, определенная на основании записей значений датчика уличной температуры, превышает первое пороговое значение. В альтернативном варианте работа в летнем режиме может быть выбрана пользователем до запуска двигателя или к моменту запуска, например с помощью электронного брелока 122 на Фиг. 1. Например, пользователь может выбрать требуемый режим работы из летнего режима и зимнего режима, режима кондиционирования и режима обогрева воздуха (режим кондиционирования воздуха может соответствовать летнему режиму, а режим обогрева воздуха может соответствовать зимнему режиму). Либо пользователь может выбрать требуемую температуру (на основе которой система климат-контроля может сама выбрать летний или зимний режим в зависимости от значения). В другом примере пользователь может активировать систему климат-контроля без указания требуемого режима или значения температуры, например, с помощью электронного брелока, а система управления может определить подходящий режим работы на основании условий окружающей среды.In FIG. 4 shows an example of a method 400 for operating a climate control system (eg, climate control system 100 in FIG. 1) in summer mode. For example, the operation of the climate control system may be carried out according to method 400, when the readings of the outdoor temperature sensor exceed the first threshold value, or when the average temperature determined based on the records of the values of the street temperature sensor exceeds the first threshold value. Alternatively, summer operation can be selected by the user before starting the engine or at the time of starting, for example, using the electronic key fob 122 in FIG. 1. For example, the user can select the desired operating mode from summer mode and winter mode, air conditioning mode and air heating mode (air conditioning mode may correspond to summer mode, and air heating mode may correspond to winter mode). Or the user can select the required temperature (on the basis of which the climate control system can itself choose summer or winter mode, depending on the value). In another example, the user can activate the climate control system without specifying the desired mode or temperature value, for example, using an electronic key fob, and the control system can determine the appropriate mode of operation based on environmental conditions.

На этапе 402 способ 400 предусматривает определение, прогрет ли двигатель после запуска или нет. Это определение может быть основано на том, прошло ли заданное время с момента запуска двигателя; на показаниях температуры (например, температуры выхлопной трубы, хладагента двигателя и др.); на основании числа циклов сгорания в двигателе, выполненных с момента запуска двигателя, и др.At 402, method 400 determines whether the engine is warm after starting or not. This determination may be based on whether the set time has passed since the engine started; on the temperature readings (for example, the temperature of the exhaust pipe, engine coolant, etc.); based on the number of combustion cycles in the engine performed since the engine was started, etc.

Если ответ на этапе 402 «НЕТ», то это значит, что двигатель еще не прогрет с момента запуска, и способ 400 завершается. Работа системы климат-контроля до разогрева двигателя (например, перед запуском и после выключения двигателя) будет описана в отношении способа на Фиг. 5A или 5B для летнего режима работы.If the answer at step 402 is “NO”, then this means that the engine has not yet warmed up since starting, and method 400 is completed. The operation of the climate control system before warming up the engine (for example, before starting and after turning off the engine) will be described with respect to the method in FIG. 5A or 5B for summer operation.

В противном случае, если ответ на этапе 402 «ДА», то способ 400 переходит на этап 404. На этапе 404 способ 400 управляет обводным клапаном аккумулятора холода на фазовом переходе и обводным клапаном аккумулятора тепла на фазовом переходе в зависимости от условий эксплуатации. Процедуры управления этими клапанами представлены на Фиг. 6 и 7. Например, обводными клапанами для каждого автономного аккумулятора на фазовом переходе можно управлять на основании состояния заряда аккумуляторов, независимо от того, может ли требуемое охлаждение салона может быть обеспечено только адсорберами, или требуемый нагрев теплоносителя контура горячего HTF может обеспечиваться за счет теплообмена только лишь с выхлопной системой двигателя и т.д.Otherwise, if the answer in step 402 is “YES”, then method 400 proceeds to step 404. In step 404, method 400 controls the bypass valve of the cold accumulator in the phase transition and the bypass valve of the heat accumulator in the phase transition depending on operating conditions. The control procedures for these valves are shown in FIG. 6 and 7. For example, bypass valves for each stand-alone battery at the phase transition can be controlled based on the state of charge of the batteries, regardless of whether the desired interior cooling can only be provided by adsorbers, or if the required heat transfer from the hot HTF circuit can be achieved by heat exchange only with the exhaust system of the engine, etc.

После этапа 404 способ 400 переходит на этап 406. На этапе 406 способ 400 предусматривает соединение ребристых трубок адсорбционного адсорбера с контуром холодной HTF и соединение ребристых трубок десорбционного адсорбера с контуром горячей HTF. Ребра ребристых трубок могут выступать в адсорбент, способствуя теплообмену между теплоносителем, протекающим по трубкам, и адсорбентом. Соответственно, соединение ребристых трубок адсорбционного адсорбера с контуром холодной HTF эффективно охлаждает адсорбент данного адсорбера, в то время как соединение ребристых трубок десорбционного адсорбера с контуром горячей HTF эффективно нагревает адсорбент данного адсорбера. Следует понимать, что термины «адсорбционный адсорбер» и «десорбционный адсорбер» используются для различения адсорбера, который работает в режиме адсорбции (соединенный с контуром холодной HTF), и адсорбера, который работает в режиме десорбции (соединенный с контуром горячей HTF) в ходе текущего полуцикла работы системы климат-контроля.After step 404, method 400 proceeds to step 406. At step 406, method 400 includes connecting the ribbed tubes of the adsorption adsorber to the cold HTF circuit and connecting the ribbed tubes of the desorption adsorber to the hot HTF circuit. The ribs of the ribbed tubes can protrude into the adsorbent, facilitating heat transfer between the coolant flowing through the tubes and the adsorbent. Accordingly, the connection of the ribbed tubes of the adsorption adsorber to the cold HTF circuit effectively cools the adsorbent of this adsorber, while the connection of the ribbed tubes of the adsorption adsorber to the cold HTF circuit effectively heats the adsorbent of this adsorber. It should be understood that the terms “adsorption adsorber” and “desorption adsorber” are used to distinguish between an adsorber that operates in an adsorption mode (connected to a cold HTF circuit) and an adsorber that works in a desorption mode (connected to a hot HTF circuit) during the current half-cycle of the climate control system.

После этапа 406 способ 400 переходит на этап 408. На этапе 408 способ 400 предусматривает соединение корпуса десорбционного адсорбера с конденсатором и направление потока наружного воздуха через конденсатор и обратно в окружающую среду с помощью вентилятора. Далее на этапе 408 способ 400 предусматривает соединение корпуса адсорбционного адсорбера с испарителем и направление потока наружного воздуха через испаритель и в пассажирский салон путем обдува. Как было сказано ранее в отношении Фиг. 3, охлаждение адсорбента адсорбционного адсорбера создает эффект всасывания, и это всасывание закачивает испаренный хладагент из испарителя в корпус адсорбционного адсорбера, где он поглощается адсорбентом. Нагрев адсорбента десорбционного адсорбера приводит к десорбции хладагента из адсорбента, и этот десорбированный хладагент поступает в конденсатор, где конденсируется. Эффект охлаждения из-за испарения хладагента в испарителе используют для обеспечения охлажденного воздуха для салона с помощью обдува, а эффект нагревания из-за конденсации хладагента в конденсаторе используют для возврата тепла в окружающую среду, тем самым охлаждая хладагент в контуре хладагента.After step 406, method 400 proceeds to step 408. At step 408, method 400 involves connecting a desorption adsorber housing to a condenser and directing the flow of external air through the condenser and back into the environment by a fan. Next, at step 408, method 400 involves connecting the adsorption adsorber housing to the evaporator and directing the flow of external air through the evaporator and into the passenger compartment by blowing. As said earlier with respect to FIG. 3, cooling the adsorbent of the adsorption adsorber creates an absorption effect, and this absorption pumps the vaporized refrigerant from the evaporator into the housing of the adsorption adsorber, where it is absorbed by the adsorbent. Heating the adsorbent of the desorption adsorber leads to desorption of the refrigerant from the adsorbent, and this desorbed refrigerant enters the condenser, where it condenses. The cooling effect due to evaporation of the refrigerant in the evaporator is used to provide cooled interior air by blowing, and the heating effect due to condensation of the refrigerant in the condenser is used to return heat to the environment, thereby cooling the refrigerant in the refrigerant circuit.

После этапа 408 способ 400 переходит на этап 410. На этапе 410 способ 400 предусматривает определение, был ли двигатель выключен. Определение может быть выполнено на основании показаний датчиков, например, датчика состояния зажигания. Если ответ на этапе 410 «ДА», то способ 400 переходит на этап 416. На этапе 416 выполняется способ 500 (изображенный на Фиг. 5A и описанный ниже), начиная с этапа 504. После этапа 416 способ 400 завершается.After step 408, method 400 proceeds to step 410. At step 410, method 400 determines whether the engine has been turned off. The determination can be made based on the readings of sensors, for example, an ignition status sensor. If the answer in step 410 is “YES”, then method 400 proceeds to step 416. In step 416, method 500 (depicted in FIG. 5A and described below) is executed starting from step 504. After step 416, method 400 ends.

В противном случае, если ответ на этапе 410 «НЕТ», это означает, что выключение двигателя не было произведено, и способ 400 переходит на этап 412. На этапе 412 способа 400 система определяет, был ли завершен полуцикл работы системы климат-контроля. Например, определение может быть выполнено на основании времени, прошедшего с момента начала цикла. В альтернативном варианте определение может быть выполнено на основании показаний датчиков, связанных с адсорберами, например, датчика объема хладагента, поглощенного адсорбционным адсорбером; или датчика объема хладагента, конденсированного в конденсаторе, и т.п.Otherwise, if the answer at step 410 is “NO”, this means that the engine was not turned off, and method 400 proceeds to step 412. At step 412 of method 400, the system determines whether the half cycle of the climate control system has been completed. For example, a determination may be made based on the time elapsed since the start of the cycle. Alternatively, the determination may be made based on the readings of sensors associated with adsorbers, for example, a sensor for the volume of refrigerant absorbed by the adsorption adsorber; or a refrigerant volume sensor condensed in a condenser, or the like.

Если ответ на этапе 410 «НЕТ», то способ 400 возвращается на этап 410, где адсорбция и десорбция продолжаются в адсорберах, пока не будет выключен двигатель или пока на этапе 412 не будет получен положительный ответ. Например, контроллер может проверить, был ли выключен двигатель, и был ли полуцикл работы системы климат-контроля завершен прерыванием, либо прерывание было выполнено при выключении двигателя, или когда полуцикл работы системы климат-контроля был завершен.If the answer in step 410 is “NO”, then method 400 returns to step 410, where adsorption and desorption continue in the adsorbers until the engine is turned off or until step 412 receives a positive response. For example, the controller can check whether the engine was turned off and whether the half-cycle of the climate control system was completed by interruption, or the interruption was performed when the engine was turned off, or when the half-cycle of the climate control system was completed.

В противном случае, если ответ на этапе 412 «ДА», то способ 400 переходит на этап 414 для переключения режимов работы адсорберов. Переключение режимов работы адсорберов может предусматривать изменение положения клапанов, соединяющих контуры HTF с адсорберами, так как текущий режим (то есть режим адсорбции или десорбции) адсорбера может основываться на том, холодная или горячая HTF протекает через ребристые трубки адсорбера. Например, На этапе 412 контроллер может управлять клапанами, такими как клапаны 330, 332, 334, 340, 344, 346, 348, и 350 на Фиг. 3 таким образом, чтобы отключить контур холодной HTF от адсорбера, который был адсорбционным в ходе первого полуцикла, и соединять контур горячей HTF с тем адсорбером, который переключается в режим десорбции. В это же время контроллер может управлять клапанами таким образом, чтобы отключить контур горячей HTF от адсорбера, который был десорбционным в ходе первого полуцикла, и соединять контур холодной HTF с тем адсорбером, который переключается в режим адсорбции. Таким образом, переключение режимов приводит к тому, что адсорбционный адсорбер первого полуцикла становится десорбционным адсорбером следующего полуцикла, а десорбционный адсорбер первого полуцикла становится адсорбционным адсорбером следующего полуцикла.Otherwise, if the answer in step 412 is “YES”, then method 400 proceeds to step 414 to switch the operation modes of the adsorbers. Switching the operation modes of the adsorbers may include changing the position of the valves connecting the HTF circuits to the adsorbers, since the current mode (i.e. the adsorption or desorption mode) of the adsorber can be based on whether cold or hot HTF flows through the ribbed tubes of the adsorber. For example, in step 412, the controller may control valves, such as valves 330, 332, 334, 340, 344, 346, 348, and 350 in FIG. 3 so as to disconnect the cold HTF circuit from the adsorber that was adsorbed during the first half-cycle, and connect the hot HTF circuit to the adsorber that switches to desorption mode. At the same time, the controller can control the valves in such a way as to disconnect the hot HTF circuit from the adsorber, which was desorption during the first half-cycle, and connect the cold HTF circuit to the adsorber that switches to adsorption mode. Thus, switching modes leads to the fact that the adsorption adsorber of the first half-cycle becomes the desorption adsorber of the next half-cycle, and the desorption adsorber of the first half-cycle becomes the adsorption adsorber of the next half-cycle.

После этапа 414 способ 400 возвращается на этап 406. Система климат-контроля может повторять процессы этапов 406-412 во время всей работы системы климат-контроля в летнем режиме, пока работает двигатель. В отличие от этого, при выключении двигателя и в момент запуска двигателя или перед запуском система климат контроля может работать в соответствии со способом на Фиг. 5A, который описан далее.After step 414, method 400 returns to step 406. The climate control system can repeat the processes of steps 406-412 during the entire operation of the climate control system in summer mode while the engine is running. In contrast, when the engine is turned off and at the time of starting the engine or before starting, the climate control system can operate in accordance with the method of FIG. 5A, which is described later.

На Фиг. 5A изображен способ 500 работы системы климат-контроля (например, системы климат-контроля 100 на Фиг. 1) в летнем режиме после выключения двигателя для быстрого охлаждения пассажирского салона в момент последующего запуска двигателя или перед таким запуском. Как показано на Фиг. 4, способ 500 может быть выполнен после выключения двигателя в летнем режиме работы системы климат-контроля.In FIG. 5A depicts a method 500 for operating a climate control system (eg, climate control system 100 in FIG. 1) in summer mode after turning the engine off to quickly cool the passenger compartment at the time the engine is subsequently started or before it starts. As shown in FIG. 4, method 500 may be performed after engine shutdown in summer operation of the climate control system.

На этапе 502 способа 500 предусматривает определение, был ли двигатель выключен. Определение может быть выполнено, например, на основании показаний датчиков. Контроллер может выполнять этап 502 периодически или на основе прерывания на протяжении всей работы системы климат-контроля в летнем режиме при работающем двигателе (например, во время выполнения способа 400). Если ответ на этапе 502 «НЕТ», то способ 500 завершается.At step 502 of method 500, it is determined whether the engine has been turned off. The determination can be made, for example, based on the readings of the sensors. The controller may perform step 502 periodically or based on interruption throughout the operation of the climate control system in summer mode with the engine running (for example, during method 400). If the answer in step 502 is “NO”, then the method 500 ends.

В противном случае, если ответ на этапе 502 «ДА», то способ 500 переходит на этап 504. На этапе 504 способ 500 предусматривает закрывание обводного клапана аккумулятора тепла на фазовом переходе. Как было сказано ранее, аккумулятор тепла на фазовом переходе может быть заряжен энергией от HTF, нагретой в процессе теплообмена с выхлопной системой двигателя, и эта тепловая энергия в нескольких примерах может быть сохранена в течение 16 часов после выключения двигателя. Таким образом, с помощью закрывания обводного клапана аккумулятора тепла на фазовом переходе при выключении двигателя или перед осуществлением десорбции обоими адсорберами (см. этап 506) можно гарантировать, что отвод тепла от аккумулятора тепла на фазовом переходе не осуществляется, и аккумулятор может поставлять горячую HTF для процесса десорбции в адсорберах.Otherwise, if the answer is “YES” at step 502, then method 500 proceeds to step 504. At step 504, method 500 includes closing the bypass valve of the heat accumulator at the phase transition. As mentioned earlier, the heat accumulator at the phase transition can be charged with energy from an HTF heated during heat exchange with the engine exhaust system, and this thermal energy in several examples can be stored for 16 hours after the engine is turned off. Thus, by closing the bypass valve of the heat accumulator at the phase transition when the engine is turned off or before desorption by both adsorbers (see step 506), it can be guaranteed that heat is not removed from the heat accumulator at the phase transition, and the battery can supply hot HTF for desorption process in adsorbers.

После этапа 504 способ 500 переходит на этап 506. На этапе 506 способа 500 система предусматривает соединение контура горячей HTF с обоими адсорберами для их временной работы в режиме десорбции, после чего отключает контур горячей HTF от обоих адсорберов (то есть, спустя какое-то время). Например, контроллер может управлять клапанами 330, 332, 334, 340, 344, 346, 348 и 350 на Фиг. 3 таким образом, что возникает сообщение потоков контура горячей HTF с обоими адсорберами, и горячая HTF может закачиваться через оба адсорбера. Далее контроллер может управлять клапаном 380 на Фиг. 3 таким образом, чтобы обеспечивать сообщение потоков конденсатора с корпусами адсорберов 302 и 304. В результате любой хладагент, который мог быть адсорбирован в адсорберах во время работы системы климат-контроля в летнем режиме, может быть десорбирован, так что адсорбенты обоих адсорберов подготовлены к работе в режиме адсорбции в момент запуска или перед запуском двигателя.After step 504, method 500 proceeds to step 506. At step 506 of method 500, the system provides for the connection of the hot HTF circuit with both adsorbers for their temporary operation in desorption mode, after which it disconnects the hot HTF circuit from both adsorbers (that is, after some time ) For example, the controller may control valves 330, 332, 334, 340, 344, 346, 348, and 350 in FIG. 3 in such a way that the hot HTF loop flows with both adsorbers and the hot HTF can be pumped through both adsorbers. Further, the controller may control the valve 380 in FIG. 3 in such a way as to ensure that condenser flows communicate with the bodies of the adsorbers 302 and 304. As a result, any refrigerant that could be adsorbed in the adsorbers during the summer climate control system can be desorbed, so that the adsorbents of both adsorbers are prepared for operation in adsorption mode at the time of starting or before starting the engine.

После этапа 506 способ 500 переходит на этап 508. На этапе 508 способ 500 предусматривает отключение обоих адсорберов от контура хладагента. Например, как изображено на Фиг. 2A и 2B, каждый адсорбер может содержать корпус адсорбера, содержащий адсорбент и одну или несколько ребристых трубок. Положение клапана, такого как клапан 220, может определять наличие сообщения потоков контура хладагента и корпуса адсорбера. Таким образом, отключение контура хладагента от обоих корпусов адсорберов может заключаться в закрывании клапана, такого как клапан 220, у каждого адсорбера, так чтобы не было сообщения потоков между корпусом адсорбера и контуром хладагента. Отключение контура хладагента от корпусов адсорберов при выключенном двигателе может успешно предотвратить попадание испаренного хладагента в адсорберы, когда транспортное средство припарковано. После этапа 508 способ 500 завершается.After step 506, method 500 proceeds to step 508. At step 508, method 500 involves disconnecting both adsorbers from the refrigerant circuit. For example, as shown in FIG. 2A and 2B, each adsorber may comprise an adsorber housing comprising an adsorbent and one or more finned tubes. The position of the valve, such as valve 220, may determine whether there is a flow message from the refrigerant circuit and the adsorber housing. Thus, disconnecting the refrigerant circuit from both adsorber bodies may involve closing a valve, such as valve 220, at each adsorber so that there is no flow communication between the adsorber body and the refrigerant circuit. Disconnecting the refrigerant circuit from the adsorber bodies with the engine turned off can successfully prevent vaporized refrigerant from entering the adsorbers when the vehicle is parked. After step 508, method 500 ends.

На Фиг. 5B изображен способ 520 работы системы климат-контроля (например, системы климат-контроля 100 на Фиг. 1) в летнем режиме в момент запуска двигателя или перед запуском. Так, если способ 500 на Фиг. 5A был выполнен при последнем выключении двигателя, то способ 520 может быть выполнен при запуске двигателя.In FIG. 5B depicts a method 520 for operating a climate control system (eg, climate control system 100 in FIG. 1) in summer mode at the time of engine start or before starting. So, if the method 500 in FIG. 5A was performed the last time the engine was turned off, then method 520 can be performed when the engine is started.

На этапе 522 способ 520 предусматривает определение, был ли двигатель запущен или пользователь активировал систему климат-контроля перед запуском двигателя. Например, контроллер может определить, был ли двигатель запущен, на основании показаний датчиков, например, датчика состояния зажигания. Контроллер может выполнить такое определение на основании того, получал ли датчик 120 брелока на Фиг. 1 входной сигнал от пульта дистанционного управления, такого как электронный брелок 122 на Фиг. 1. Если ответ на этапе 502 «НЕТ», то способ 520 завершается.At step 522, method 520 determines whether the engine was started or the user activated the climate control system before starting the engine. For example, the controller can determine if the engine was started based on sensors, such as an ignition status sensor. The controller may make such a determination based on whether the transmitter 120 of the transmitter in FIG. 1, an input signal from a remote control, such as an electronic key fob 122 in FIG. 1. If the answer in step 502 is “NO”, then method 520 ends.

В противном случае, если ответ на этапе 522 «ДА», то способ 520 переходит на этап 524. На этапе 524 способ 520 предусматривает закрывание обводного клапана аккумулятора холода на фазовом переходе. Закрывание обводного клапана аккумулятора холода на фазовом переходе на этапе 524 может успешно обеспечить охлаждение обоих адсорберов для включения режима быстрого охлаждения. В условиях жаркой погоды пассажирский салон транспортного средства может сильно нагреться, например, когда двигатель выключен и транспортное средство припарковано с закрытыми окнами. Таким образом, может возникнуть желание быстро охладить воздух пассажирского салона путем запуска системы климат-контроля перед запуском двигателя (например, с помощью дистанционного управления) или в момент запуска двигателя. Как было сказано ранее, аккумулятор холода на фазовом переходе может быть заряжен тепловой энергией от охлажденного хладагента при работающем двигателе, и эта тепловая энергия в нескольких примерах может быть сохранена в течение 16 часов после выключения двигателя. Таким образом, путем закрывания обводного клапана аккумулятора холода при включенной системе климат-контроля можно гарантировать, что аккумулятор холода не блокируется и может поставлять холодный хладагент испарителю в данный момент времени для достижения непосредственной подачи холодного воздуха в пассажирский салон. При этом следует понимать, что обводной клапан аккумулятора тепла остается закрытым после того, как он был закрыт на этапе 504 способа 500. Так же как и аккумулятор холода, аккумулятор тепла может удерживать тепловую энергию (например, энергию, сохраненную в аккумуляторе тепла за счет нагретой HTF при последней работе двигателя) в некоторых случаях до 16 часов после выключения двигателя. Таким образом, с помощью сохранения обводного клапана аккумулятора тепла в закрытом состоянии при включенной системе климат-контроля может быть возможна непосредственная подача горячей HTF в десорбционный адсорбер после прогрева двигателя в случае, если тепла выхлопной системы двигателя недостаточно для эффективной десорбции в десорбционном адсорбере.Otherwise, if the answer in step 522 is “YES”, then method 520 proceeds to step 524. At step 524, method 520 involves closing the bypass valve of the cold accumulator at the phase transition. Closing the bypass valve of the cold accumulator during the phase transition at step 524 can successfully provide cooling of both adsorbers to enable rapid cooling. In hot weather, the passenger compartment of the vehicle can become very hot, for example, when the engine is turned off and the vehicle is parked with the windows closed. Thus, you may want to quickly cool the air of the passenger compartment by starting the climate control system before starting the engine (for example, using remote control) or at the time of starting the engine. As mentioned earlier, the cold accumulator at the phase transition can be charged with thermal energy from the cooled refrigerant while the engine is running, and this thermal energy in several examples can be stored for 16 hours after the engine is turned off. Thus, by closing the bypass valve of the cold accumulator with the climate control system turned on, it can be ensured that the cold accumulator is not blocked and can supply cold refrigerant to the evaporator at a given time in order to achieve direct supply of cold air to the passenger compartment. It should be understood that the bypass valve of the heat accumulator remains closed after it was closed in step 504 of method 500. Like a cold accumulator, a heat accumulator can retain thermal energy (for example, energy stored in a heat accumulator due to heated HTF at last engine operation) in some cases up to 16 hours after engine shutdown. Thus, by keeping the bypass valve of the heat accumulator closed when the climate control system is on, it may be possible to directly supply hot HTF to the desorption adsorber after the engine has warmed up if the heat of the engine exhaust system is insufficient for effective desorption in the desorption adsorber.

После этапа 524 способ 520 переходит на этап 526. На этапе 526 способа 520 система соединяет оба адсорбера с испарителем. Например, контроллер может управлять клапаном, таким как клапан 378 на Фиг. 3 таким образом, чтобы обеспечивать сообщение потоков испарителя и корпусов адсорберов 302 и 304. Несмотря на то, что адсорберы не соединены с конденсатором 364, во время десорбции в обоих адсорберах при последнем выключении двигателя в конденсаторе 364 может быть конденсировано достаточное количество хладагента (см. этап 506 способа 500) для предоставления испарителю через контур хладагента для охлаждения кабины в течение определенного промежутка времени.After step 524, method 520 proceeds to step 526. At step 526 of method 520, the system connects both adsorbers to an evaporator. For example, the controller may control a valve, such as valve 378 in FIG. 3 in such a way as to ensure communication between the evaporator flows and the bodies of the adsorbers 302 and 304. Despite the fact that the adsorbers are not connected to the condenser 364, during both desorption and the last shutdown of the engine, a sufficient amount of refrigerant can be condensed in the condenser 364 (see step 506 of method 500) for providing the evaporator through a refrigerant circuit to cool the cabin for a certain period of time.

После этапа 526 способ 520 переходит на этап 528. На этапе 528 способ 520 предусматривает соединение контура холодной HTF с обоими адсорберами для их работы в режиме адсорбции в течение определенного промежутка времени. Например, контроллер может управлять клапанами 330, 332, 334, 340, 344, 346, 348 и 350 на Фиг. 3 таким образом, чтобы возникло сообщение потоков контура холодной HTF и обоих адсорберов, и холодная HTF могла прокачиваться через оба адсорбера.After step 526, method 520 proceeds to step 528. At step 528, method 520 involves connecting a cold HTF loop to both adsorbers to operate in the adsorption mode for a certain period of time. For example, the controller may control valves 330, 332, 334, 340, 344, 346, 348, and 350 in FIG. 3 so that there is a message of the flows of the cold HTF circuit and both adsorbers, and the cold HTF can be pumped through both adsorbers.

После этапа 528 способ 520 переходит на этап 530. На этапе 530 способ 520 предусматривает активацию вентилятора конденсатора и обдува испарителя. Включение вентилятора конденсатора приводит к охлаждению хладагента в конденсаторе, выбрасывая тепло в наружный воздух, при этом включение обдува испарителя влияет на направление потока наружного воздуха или воздуха салона через испаритель для охлаждения и последующего направления охлажденного воздуха в пассажирский салон.After step 528, method 520 proceeds to step 530. At step 530, method 520 involves activating a condenser fan and blowing the evaporator. Turning on the condenser fan leads to cooling of the refrigerant in the condenser, releasing heat to the outside air, while turning on the evaporator blower affects the direction of the flow of outside air or the cabin air through the evaporator to cool and then direct the cooled air to the passenger compartment.

Таким образом, работа системы климат-контроля в соответствии со способом 520 может обеспечить быстрое охлаждение пассажирского салона с помощью работы обоих адсорберов в режиме адсорбции совместно с непосредственным подводом к испарителю холодного хладагента от аккумулятора холода.Thus, the operation of the climate control system in accordance with method 520 can provide rapid cooling of the passenger compartment by using both adsorbers in the adsorption mode together with direct supply of cold refrigerant to the evaporator from the cold accumulator.

На Фиг. 6 изображен пример способа 600 управления обводным клапаном аккумулятора холода на фазовом переходе. Например, способ 600 может быть выполнен системой управления 114 в процессе работы системы климат-контроля в летнем режиме, например, на этапе 404 способа 400.In FIG. 6 depicts an example of a method 600 for controlling a bypass valve of a cold accumulator in a phase transition. For example, method 600 may be performed by control system 114 during operation of the climate control system in summer mode, for example, at step 404 of method 400.

На этапе 602 способ 600 предусматривает определение, превышает ли требуемое охлаждение кабины охлаждающую способность адсорберов. Требуемое охлаждение кабины контроллер может определить, например, на основании показаний датчиков температуры наружного воздуха и температуры воздуха кабины, других регистрируемых параметров, либо вводимых пользователем параметров системы климат-контроля. Охлаждающей способностью адсорберов может быть охлаждающая способность адсорберов при нормальной, асинхронной работе, либо альтернативно может соответствовать охлаждающей способности адсорберов, когда оба адсорбера работают в режиме адсорбции.At 602, the method 600 determines whether the required cabin cooling exceeds the cooling capacity of the adsorbers. The controller can determine the required cooling of the cabin, for example, based on the readings of the outdoor temperature sensors and the cabin air temperature, other recorded parameters, or the parameters of the climate control system entered by the user. The cooling capacity of the adsorbers may be the cooling capacity of the adsorbers during normal, asynchronous operation, or alternatively it may correspond to the cooling capacity of the adsorbers when both adsorbers are operating in the adsorption mode.

Если ответ на этапе 602 «ДА», то способ 600 переходит на этап 604. На этапе 604 способ 600 предусматривает закрывание обводного клапана аккумулятора холода на фазовом переходе. В этом случае тепловая энергия, сохраненная в аккумуляторе холода на фазовом переходе во время предыдущей работы двигателя, и, возможно, тепловая энергия, сохраняемая в аккумуляторе холода на фазовом переходе при текущей работе двигателя, может способствовать охлаждению хладагента адсорберами для достижения требуемого охлаждения салона. После этапа 604 способ 600 завершается.If the answer in step 602 is “YES”, then method 600 proceeds to step 604. In step 604, method 600 includes closing the bypass valve of the cold accumulator at the phase transition. In this case, the thermal energy stored in the cold accumulator during the phase transition during the previous engine operation, and possibly the thermal energy stored in the cold accumulator during the phase transition during the current engine operation, can help cool the refrigerant with adsorbers to achieve the required interior cooling. After step 604, method 600 ends.

В противном случае, если ответ на этапе 602 «НЕТ», то это означает, что охлаждающей способности адсорберов достаточно для удовлетворения требований в охлаждении салона. В данном случае может быть необходимым, по крайней мере частично, отвести хладагент от аккумулятора холода на фазовом переходе для ускорения доставки охлажденного хладагента из контура хладагента к испарителю для охлаждения салона. Однако также может быть необходимым учесть текущее состояние зарядки аккумулятора холода на фазовом переходе для гарантии того, что аккумулятор холода может помочь адсорберам выполнить охлаждение при будущем быстром охлаждении, либо когда условия эксплуатации изменятся так, что требуемое охлаждение кабины превысит охлаждающую способность адсорберов. Таким образом, на этапе 606 способ 600 предусматривает управление степенью открывания обводного клапана аккумулятора холода на фазовом переходе в зависимости от состояния зарядки аккумулятора холода. Например, если аккумулятор холода на фазовом переходе полностью заряжен, то может быть целесообразным полностью открыть обводной клапан аккумулятора холода, чтобы хладагент полностью обходил аккумулятор холода (тем самым ускоряя доставку хладагента из расширительного вентиля в испаритель). В альтернативном варианте, если заряд аккумулятора холода меньше порогового значения, то может быть целесообразным частично открыть обводной клапан аккумулятора холода, чтобы некоторая часть хладагента протекала через аккумулятор холода и заряжала его, в то время как другая часть хладагента обходила бы аккумулятор холода. Таким образом, можно достичь компромисса между быстрой доставкой хладагента к испарителю и зарядкой аккумулятора холода на фазовом переходе, с помощью регулирования степени открывания обводного клапана аккумулятора холода. После этапа 606 способ 600 завершается.Otherwise, if the answer at block 602 is “NO”, then this means that the cooling capacity of the adsorbers is sufficient to satisfy the requirements for cooling the passenger compartment. In this case, it may be necessary, at least in part, to remove the refrigerant from the cold accumulator at the phase transition in order to accelerate the delivery of the refrigerated refrigerant from the refrigerant circuit to the evaporator to cool the passenger compartment. However, it may also be necessary to take into account the current state of charge of the cold accumulator during the phase transition to ensure that the cold accumulator can help the adsorber to perform cooling during future quick cooling, or when the operating conditions change so that the required cooling of the cabin exceeds the cooling capacity of the adsorbers. Thus, in step 606, method 600 includes controlling the degree of opening of the bypass valve of the cold accumulator in a phase transition depending on the state of charge of the cold accumulator. For example, if the cold accumulator at the phase transition is fully charged, it may be advisable to completely open the bypass valve of the cold accumulator so that the refrigerant completely bypasses the cold accumulator (thereby accelerating the delivery of refrigerant from the expansion valve to the evaporator). Alternatively, if the charge of the cold accumulator is less than the threshold value, it may be appropriate to partially open the bypass valve of the cold accumulator so that some of the refrigerant flows through the cold accumulator and charges it, while another part of the refrigerant bypasses the cold accumulator. Thus, a compromise can be reached between the quick delivery of refrigerant to the evaporator and the charging of the cold accumulator at the phase transition by adjusting the degree of opening of the bypass valve of the cold accumulator. After step 606, method 600 ends.

На Фиг. 7 изображен пример способа 700 управления обводным клапаном аккумулятора холода на фазовом переходе. Например, способ 600 может быть выполнен системой управления 114 в процессе работы системы климат-контроля в летнем режиме (например, на этапе 404 способа 400) и в зимнем режиме (например, на этапе 904 способа 900).In FIG. 7 depicts an example of a method 700 for controlling a bypass valve of a cold accumulator in a phase transition. For example, method 600 may be performed by control system 114 during operation of the climate control system in summer mode (for example, at step 404 of method 400) and in winter mode (for example, at step 904 of method 900).

На этапе 702 способ 700 предусматривает определение, требуется ли дополнительное нагревание HTF в контуре горячей HTF. Это определение может быть выполнено на основании показаний датчиков температуры HTF в контуре горячей HTF и выхлопных газов двигателя, или, например, на основании периода времени, прошедшего с запуска двигателя. Например, при запуске двигателя до его прогрева, например, до того, как температура выхлопных газов достигнет определенного порогового значения, тепло, накапливаемое в выпускном тепловом коллекторе и передаваемое HTF из контура горячего HTF, может не нагреть HTF до требуемой температуры. Например, в летнем режиме теплоноситель может быть недостаточно горячим для осуществления десорбции, в то время как в зимнем режиме теплоноситель может быть недостаточно горячим для обеспечения требуемого уровня нагрева воздуха салона вместе с теплообменником.At 702, method 700 determines whether additional heating of the HTF in the hot HTF loop is required. This determination can be made based on the readings of the HTF temperature sensors in the hot HTF circuit and the exhaust gases of the engine, or, for example, on the basis of the time elapsed since the engine started. For example, when starting the engine before it warms up, for example, before the exhaust gas temperature reaches a certain threshold value, the heat accumulated in the exhaust heat collector and transferred by the HTF from the hot HTF circuit may not heat the HTF to the required temperature. For example, in the summer mode, the coolant may not be hot enough to effect desorption, while in the winter mode, the coolant may not be hot enough to provide the required level of heating of the cabin air with the heat exchanger.

Если ответ на этапе 702 «ДА», то способ 700 переходит на этап 704. На этапе 704 способ 700 предусматривает закрывание обводного клапана аккумулятора тепла на фазовом переходе. В этом случае тепловая энергия, сохраненная в аккумуляторе тепла на фазовом переходе во время предыдущей работы двигателя, и, возможно, тепловая энергия, сохраняемая в аккумуляторе тепла на фазовом переходе при текущей работе двигателя, может помочь выпускному тепловому коллектору нагреть HTF в контуре горячей HTF. После этапа 704 способ 700 завершается.If the answer is “YES” at step 702, then method 700 proceeds to step 704. At step 704, method 700 includes closing the bypass valve of the heat accumulator at the phase transition. In this case, the thermal energy stored in the heat accumulator during the phase transition during the previous engine operation, and possibly the thermal energy stored in the heat accumulator during the phase transition during the current engine operation, can help the exhaust heat collector heat the HTF in the hot HTF circuit. After step 704, method 700 ends.

В противном случае, если ответ на этапе 702 «НЕТ», то это означает, что HTF в контуре горячего теплоносителя не требует дополнительного разогрева. В данном случае может быть целесообразным, по крайней мере частичный обвод аккумулятора холода на фазовом переходе для ускорения поставки HTF адсорберам в летнем режиме или сердцевине нагревателя в зимнем режиме. Однако также может быть целесообразным принять во внимание текущее состояние заряда аккумулятора тепла для гарантии того, что он может обеспечить быструю поставку тепла при будущем быстром нагревании, либо когда условия эксплуатации изменятся так, что HTF в контуре горячей HTF потребует дополнительного нагрева. Таким образом, на этапе 706 способ 700 предусматривает регулирование степени открывания обводного клапана аккумулятора тепла на фазовом переходе в зависимости от состояния зарядки аккумулятора тепла. Например, если аккумулятор тепла на фазовом переходе полностью заряжен, то может быть целесообразным полное открытие обводного клапана аккумулятора тепла, чтобы HTF в контуре горячей HTF полностью обходила аккумулятор тепла (тем самым ускоряя доставку HTF из выпускного теплового коллектора к адсорберам в летнем режиме или к сердцевине нагревателя в зимнем режиме). В альтернативном варианте, если заряд аккумулятора тепла меньше порогового значения, то может быть целесообразным частичное открывание обводного клапана аккумулятора тепла, чтобы некоторая часть HTF протекала через аккумулятор тепла и заряжала его, в то время как другая часть HTF обходила бы аккумулятор тепла. Таким образом, можно достичь компромисса между быстрой доставкой HTF к адсорберам или сердцевине нагревателя и зарядкой аккумулятора тепла на фазовом переходе, с помощью регулирования степени открытия обводного клапана аккумулятора тепла. После этапа 706 способ 700 завершается.Otherwise, if the answer at step 702 is “NO”, then this means that the HTF in the hot coolant circuit does not require additional heating. In this case, it may be advisable to at least partially bypass the cold accumulator during the phase transition to accelerate the delivery of HTF adsorbers in summer mode or the core of the heater in winter mode. However, it may also be appropriate to take into account the current state of charge of the heat accumulator to ensure that it can provide a quick heat supply during future fast heating, or when operating conditions change so that the HTF in the hot HTF circuit requires additional heating. Thus, at 706, method 700 comprises adjusting the degree of opening of the bypass valve of the heat accumulator at the phase transition depending on the state of charge of the heat accumulator. For example, if the heat accumulator at the phase transition is fully charged, it may be advisable to completely open the bypass valve of the heat accumulator so that the HTF in the hot HTF circuit completely bypasses the heat accumulator (thereby accelerating the delivery of HTF from the exhaust heat collector to the adsorbers in summer mode or to the core heater in winter mode). Alternatively, if the charge of the heat accumulator is less than the threshold value, it may be appropriate to partially open the bypass valve of the heat accumulator so that some of the HTF flows through the heat accumulator and charges it, while another part of the HTF bypasses the heat accumulator. Thus, a compromise can be reached between the quick delivery of HTF to the adsorbers or the core of the heater and the charging of the heat accumulator at the phase transition by adjusting the degree of opening of the heat accumulator bypass valve. After step 706, method 700 ends.

На Фиг. 8 изображен пример способа 800 работы системы климат-контроля (например, системы климат-контроля 100 на Фиг. 1) в зимнем режиме. Например, работа системы климат-контроля может осуществляться согласно способу 800, когда показания датчика температуры наружного воздуха ниже второго порогового значения (которое может быть равно или меньше первого порогового значения, описанного выше в отношении летнего режима), либо когда средняя температура, определенная на основании записей показаний датчика наружной температуры, ниже второго порогового значения. В альтернативном варианте работа в зимнем режиме может быть выбрана пользователем перед запуском двигателя или к моменту запуска, например с помощью электронного брелока 122, показанного на Фиг. 1. Например, пользователь может выбрать требуемый режим работы из летнего режима и зимнего режима, режима кондиционирования и режима обогрева воздуха (режим кондиционирования воздуха может соответствовать летнему режиму, а режим обогрева воздуха может соответствовать зимнему режиму), либо пользователь может выбрать требуемую температуру (на основании которой система климат-контроля может выбрать летний или зимний режим в зависимости от значения). В другом примере пользователь может активировать систему климат-контроля без указания требуемого режима или значения температуры, например, с помощью электронного брелока, а система управления может определить подходящий режим работы на основании условий окружающей среды.In FIG. 8 shows an example of a method 800 for operating a climate control system (eg, climate control system 100 in FIG. 1) in winter mode. For example, the operation of the climate control system may be carried out according to method 800, when the readings of the outdoor temperature sensor are below the second threshold value (which may be equal to or less than the first threshold value described above with respect to the summer mode), or when the average temperature determined based on outside temperature sensor readings below the second threshold value. Alternatively, winter operation can be selected by the user before starting the engine or at the time of starting, for example using the electronic key fob 122 shown in FIG. 1. For example, the user can select the desired operating mode from summer mode and winter mode, air conditioning mode and air heating mode (air conditioning mode can correspond to summer mode, and air heating mode can correspond to winter mode), or the user can select the desired temperature (on the basis of which the climate control system can choose summer or winter mode depending on the value). In another example, the user can activate the climate control system without specifying the desired mode or temperature value, for example, using an electronic key fob, and the control system can determine the appropriate mode of operation based on environmental conditions.

Следует понимать, что в зимнем режиме адсорберы и контур хладагента могут быть не востребованы; вместо этого для обеспечения обогрева кабины используют контур горячей HTF и сердцевину нагревателя.It should be understood that in winter mode the adsorbers and the refrigerant circuit may not be in demand; instead, a hot HTF circuit and a heater core are used to provide cab heating.

На этапе 802 способ 800 предусматривает определение, прогрет ли двигатель после запуска или нет. Это определение может быть основано на том, прошло ли заданное время с момента запуска двигателя; на показаниях температуры (например, температуры выхлопной трубы, хладагента двигателя и др.); на основании числа циклов сгорания двигателя, выполненных с момента запуска двигателя, и др.At 802, method 800 includes determining whether the engine is warm after starting or not. This determination may be based on whether the set time has passed since the engine started; on the temperature readings (for example, the temperature of the exhaust pipe, engine coolant, etc.); based on the number of engine combustion cycles performed since the engine was started, etc.

Если ответ на этапе 802 «НЕТ», то это означает, что двигатель еще не прогрет с момента запуска, и способ 800 завершается. Работа системы климат-контроля в зимнем режиме до разогрева двигателя (например, перед запуском и в момент запуска двигателя) будет описана в отношении способа на Фиг. 9.If the answer at 802 is “NO”, then this means that the engine has not yet warmed up since starting, and method 800 ends. The operation of the climate control system in winter mode before the engine warms up (for example, before starting and at the time of starting the engine) will be described with respect to the method in FIG. 9.

В противном случае, если ответ на этапе 802 «ДА», то способ 800 переходит на этап 804. На этапе 804 способ 800 предусматривает управление обводным клапаном аккумулятора тепла на фазовом переходе в зависимости от условий эксплуатации. Такое управление обводным клапаном аккумулятора тепла на фазовом переходе описано выше в отношении Фиг. 7. Например, обводным клапаном автономного аккумулятора тепла на фазовом переходе можно управлять на основании состояния зарядки аккумулятора, независимо от того, может ли требуемое нагревание HTF из контура горячей HTF быть обеспечено за счет теплообмена только лишь с выхлопной системой двигателя и т.д.Otherwise, if the answer in step 802 is “YES”, then method 800 proceeds to step 804. In step 804, method 800 includes controlling the bypass valve of the heat accumulator in a phase transition depending on operating conditions. Such control of the bypass valve of the heat accumulator at the phase transition is described above with respect to FIG. 7. For example, the bypass valve of an autonomous heat storage unit at the phase transition can be controlled based on the state of charge of the battery, regardless of whether the required heating of the HTF from the hot HTF circuit can only be achieved by heat exchange with the engine exhaust system, etc.

После этапа 804 способ 800 переходит на этап 806. На этапе 806 способ 800 предусматривает соединение сердцевины нагревателя с контуром горячей HTF. Например, контроллер может управлять клапаном (например, клапан 382 на Фиг. 3), чтобы обеспечить закачивание HTF насосом 310 в сердцевину 328 нагревателя, а не в адсорберы.After step 804, method 800 proceeds to step 806. At step 806, method 800 includes connecting a heater core to a hot HTF loop. For example, the controller may control the valve (eg, valve 382 in FIG. 3) to allow HTF to be pumped by pump 310 into heater core 328 rather than into adsorbers.

После этапа 806 способ 800 переходит на этап 808. На этапе 808 способ 800 предусматривает направление наружного воздуха или воздуха салона через сердцевину нагревателя, а затем в пассажирский салон с помощью обдува. В качестве примера, контроллер может направлять наружный воздух обдувом (например, вентилятор 376, изображенный на Фиг. 3) через сердцевину нагревателя (например, сердцевину 328 нагревателя) для нагрева, после чего направлять нагретый воздух в пассажирский салон. Таким образом, сердцевина нагревателя может осуществлять теплообмен между теплоносителем контура горячей HTF и наружным воздухом для обогрева пассажирского салона. После этапа 808 способ 800 завершается.After step 806, method 800 proceeds to step 808. At step 808, method 800 includes directing external or passenger air through the heater core and then into the passenger compartment by blowing. As an example, the controller may direct outside air by blowing (for example, fan 376 shown in FIG. 3) through a heater core (for example, heater core 328) to heat, and then direct heated air to the passenger compartment. Thus, the core of the heater can carry out heat exchange between the coolant of the hot HTF circuit and the outside air to heat the passenger compartment. After step 808, method 800 is completed.

На Фиг. 9 изображен способ 900 работы системы климат-контроля (например, системы климат-контроля 100 на Фиг. 1) в зимнем режиме в момент запуска двигателя или перед запуском для обеспечения быстрого обогрева пассажирского салона.In FIG. 9 depicts a method 900 for operating a climate control system (eg, climate control system 100 in FIG. 1) in winter mode at the time of engine start or before starting to provide quick heating of the passenger compartment.

На этапе 902 способ 900 предусматривает определение, был ли запущен двигатель, или активировал ли пользователь систему климат-контроля перед запуском двигателя. Например, контроллер может определить, был ли двигатель запущен, на основании показаний датчиков, например, датчика состояния зажигания. В альтернативном варианте контроллер может определить, что пользователь активировал систему климат-контроля к моменту запуска двигателя или перед запуском, на основании того, получал ли датчик 120 брелока на Фиг. 1 входной сигнал от пульта дистанционного управления, такого как электронный брелок 122 на Фиг. 1.At 902, method 900 determines whether the engine was started or whether the user activated the climate control system before starting the engine. For example, the controller can determine if the engine was started based on sensors, such as an ignition status sensor. Alternatively, the controller may determine that the user has activated the climate control system at the time the engine was started or before starting, based on whether the transmitter 120 of the transmitter was received in FIG. 1, an input signal from a remote control, such as an electronic key fob 122 in FIG. one.

Если ответ на этапе 902 «НЕТ», то способ 900 завершается. В противном случае, если ответ на этапе 902 «ДА», то способ 900 переходит на этап 904. На этапе 904 способ 900 предусматривает закрывание обводного клапана аккумулятора тепла на фазовом переходе. В холодных зимних условиях пассажирский салон транспортного средства может сильно охладиться при выключенном двигателе (например, когда транспортное средства находится на улице всю ночь). Таким образом, может быть целесообразным быстрый нагрев воздуха пассажирского салона с помощью включения системы климат-контроля перед запуском двигателя (например, с помощью дистанционного управления) или в момент запуска двигателя. Как было сказано выше, аккумулятор тепла на фазовом переходе может быть заряжен энергией от HTF, нагретой в процессе теплообмена с выхлопной системой двигателя, и эта тепловая энергия в некоторых примерах может быть сохранена в течение 16 часов после выключения двигателя. Таким образом, путем закрывания обводного клапана аккумулятора тепла при включенной системе климат-контроля можно гарантировать, что аккумулятор тепла не будет перекрыт, и что он может поставлять горячую HTF сердцевине нагревателя в данный момент времени для достижения быстрой подачи горячего воздуха в пассажирский салон.If the response at 902 is “NO,” then method 900 ends. Otherwise, if the answer in step 902 is “YES”, then method 900 proceeds to step 904. At step 904, method 900 involves closing the bypass valve of the heat accumulator at the phase transition. In cold winter conditions, the passenger compartment of a vehicle can become very cold when the engine is off (for example, when the vehicle is on the street all night). Thus, it may be appropriate to quickly heat the air of the passenger compartment by turning on the climate control system before starting the engine (for example, by remote control) or at the time of starting the engine. As mentioned above, the heat accumulator at the phase transition can be charged with energy from HTF heated during heat exchange with the exhaust system of the engine, and this thermal energy in some examples can be stored for 16 hours after the engine is turned off. Thus, by closing the bypass valve of the heat accumulator while the climate control system is on, it can be guaranteed that the heat accumulator will not be shut off and that it can supply the hot HTF core of the heater at a given time to achieve a quick supply of hot air to the passenger compartment.

После этапа 904 способ 900 переходит на этап 906. На этапе 906 способ 900 предусматривает в течение определенного времени прокачивание HTF через аккумулятор тепла на фазовом переходе в сердцевину нагревателя, а затем в выпускной тепловой коллектор, при этом направляя воздух салона или наружный воздух через сердцевину нагревателя, а затем уже нагретый воздух в салон. Например, контроллер может управлять клапанами (например, клапанами 382 и 344 на Фиг. 3) таким образом, чтобы сердцевина нагревателя была соединена с контуром горячей HTF, а адсорберы при этом были отключены от горячей HTF. Контроллер может управлять насосом (например, насосом 310 на Фиг. 3) таким образом, чтобы обеспечивать прокачивание HTF через сердцевину нагревателя, а затем в тепловой коллектор выхлопных газов. При этом контроллер может активировать обдув вентилятором (например, вентилятором 376), соединенным с сердцевиной нагревателя, и управлять этим обдувом таким образом, чтобы направлять воздух салона или наружный воздух через сердцевину нагревателя для осуществления теплообмена с протекающей в нем горячей HTF. И наконец, контроллер может управлять обдувом таким образом, чтобы направлять нагретый воздух в пассажирский салон, тем самым осуществляя его обогрев.After step 904, method 900 proceeds to step 906. At step 906, method 900 involves pumping HTF through a heat accumulator during a phase transition to a heater core and then to an exhaust heat collector, while directing interior or exterior air through the heater core , and then the heated air into the cabin. For example, the controller can control valves (for example, valves 382 and 344 in Fig. 3) so that the heater core is connected to the hot HTF circuit and the adsorbers are disconnected from the hot HTF. The controller may control the pump (for example, pump 310 in FIG. 3) so as to allow HTF to be pumped through the core of the heater and then into the thermal exhaust manifold. In this case, the controller can activate blowing by a fan (for example, fan 376) connected to the core of the heater and control this blowing so as to direct the cabin air or outside air through the core of the heater for heat exchange with hot HTF flowing through it. And finally, the controller can control the airflow in such a way as to direct heated air into the passenger compartment, thereby heating it.

Таким образом, работа системы климат-контроля в соответствии со способом 900 может обеспечить быстрый нагрев пассажирского салона с помощью сердцевины нагревателя и контура горячей HTF совместно с непосредственным подводом к сердцевине нагревателя горячей HTF от аккумулятора тепла.Thus, the operation of the climate control system in accordance with method 900 can provide quick heating of the passenger compartment using the heater core and the hot HTF circuit, together with the direct supply of heat to the hot HTF heater core.

Необходимо отметить, что рассмотренный пример программ управления можно использовать с различными конфигурациями системы двигателя и/или автомобиля. Описанная методика может представлять собой один или несколько принципов обработки, такие как принцип событийного управления, управления прерываниями, многозадачный режим, многопоточный режим, и прочие. По существу, различные действия, операции или функции могут быть выполнены в указанной последовательности, параллельно, или, в некоторых случаях, пропущены. Аналогично, порядок действий не является обязательным, чтобы достичь характеристик и эффекта описанных примерных вариантов выполнения, он представлен для объяснения иллюстраций и описания. Одно или более проиллюстрированных действий или функций может быть повторено в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия могут графически представлять код, занесенный в виде программы в машиночитаемую память системы управления двигателем.It should be noted that the above example control programs can be used with various engine and / or vehicle system configurations. The described technique can be one or several processing principles, such as the principle of event control, interrupt control, multitasking, multithreading, and others. Essentially, various actions, operations or functions may be performed in the indicated sequence, in parallel, or, in some cases, skipped. Similarly, the procedure is not necessary in order to achieve the characteristics and effect of the described exemplary embodiments, it is presented to explain the illustrations and descriptions. One or more illustrated actions or functions may be repeated depending on the particular strategy used. In addition, the described actions can graphically represent the code entered in the form of a program in a machine-readable memory of the engine control system.

Вышеописанная технология может быть применена к двигателям V-6, I-4, I-6, V-12, оппозитным 4-цилиндровым двигателям и двигателям других типов.The above technology can be applied to V-6, I-4, I-6, V-12 engines, boxer 4-cylinder engines and other types of engines.

Claims (3)

1. Система климат-контроля автомобиля, которая содержит по меньшей мере два адсорбера, выполненных с возможностью переключения в летнем режиме работы системы между режимом адсорбции и режимом десорбции; автономный аккумулятор холода на фазовом переходе, расположенный выше по потоку от испарителя и ниже по потоку от расширительного клапана и конденсатора в контуре хладагента; а также автономный аккумулятор тепла на фазовом переходе, выполненный с возможностью подключения к сердцевине нагревателя в зимнем режиме работы системы и к адсорберам в летнем режиме работы системы.1. The climate control system of the car, which contains at least two adsorbers configured to switch in the summer mode of operation of the system between the adsorption mode and the desorption mode; autonomous cold storage battery at the phase transition, located upstream of the evaporator and downstream of the expansion valve and condenser in the refrigerant circuit; as well as an autonomous heat accumulator at the phase transition, made with the possibility of connecting to the core of the heater in the winter mode of operation of the system and to adsorbers in the summer mode of operation of the system. 2. Система по п.1, которая дополнительно содержит контур горячей теплообменной среды с тепловым коллектором выхлопных газов и аккумулятором тепла на фазовом переходе, а также контур холодной теплообменной среды с охладителем теплообменной среды, причем система не предусматривает использования хладагента двигателя или компрессора с приводом от двигателя.2. The system according to claim 1, which further comprises a circuit of a hot heat transfer medium with a heat exhaust manifold and a heat accumulator at the phase transition, as well as a circuit of a cold heat transfer medium with a heat transfer medium cooler, and the system does not provide for the use of engine refrigerant or a compressor driven by engine. 3. Система по п.2, в которой каждый адсорбер содержит одну или несколько ребристых трубок, термически соединенных с адсорбентом, и в которой теплообменная среда из контура горячей теплообменной среды или контура холодной теплообменной среды протекает через ребристые трубки каждого адсорбера в зависимости от режима работы системы.
Figure 00000001
3. The system according to claim 2, in which each adsorber contains one or more ribbed tubes thermally connected to the adsorbent, and in which the heat transfer medium from the hot heat transfer medium circuit or the cold heat transfer medium flows through the ribbed tubes of each adsorber, depending on the operating mode system.
Figure 00000001
RU2013139652/11U 2012-08-27 2013-08-27 CLIMATE CONTROL SYSTEM RU137238U1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261693728P 2012-08-27 2012-08-27
US61/693,728 2012-08-27
US13/739,817 US9080796B2 (en) 2012-08-27 2013-01-11 Motor vehicle climate control system
US13/739,817 2013-01-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU137238U1 true RU137238U1 (en) 2014-02-10

Family

ID=50032450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013139652/11U RU137238U1 (en) 2012-08-27 2013-08-27 CLIMATE CONTROL SYSTEM

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102013216462A1 (en)
RU (1) RU137238U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2674732C2 (en) * 2014-03-25 2018-12-12 ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи Vehicle air conditioning system, air conditioning air system and method of controlling vehicle air conditioning system
RU2754974C2 (en) * 2017-02-06 2021-09-08 Рено Сас Pre-conditioning device for a vehicle and method for corresponding pre-conditioning

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3218655B1 (en) * 2014-11-12 2022-06-08 Carrier Corporation Refrigeration system
DE102015208765B4 (en) * 2015-05-12 2017-11-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for heating a component and / or a working medium of a vehicle
US10584944B2 (en) 2017-03-06 2020-03-10 Rocky Research Burst mode cooling system
US11692779B2 (en) 2020-01-23 2023-07-04 Rocky Research Flexible cooling system with thermal energy storage

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8511111B2 (en) 2005-06-10 2013-08-20 Michael A. Lambert Automotive adsorption heat pump

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2674732C2 (en) * 2014-03-25 2018-12-12 ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи Vehicle air conditioning system, air conditioning air system and method of controlling vehicle air conditioning system
RU2754974C2 (en) * 2017-02-06 2021-09-08 Рено Сас Pre-conditioning device for a vehicle and method for corresponding pre-conditioning

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013216462A1 (en) 2014-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9080796B2 (en) Motor vehicle climate control system
US9610825B2 (en) Motor vehicle climate control system
RU137238U1 (en) CLIMATE CONTROL SYSTEM
CN106985632B (en) Multi-connected multifunctional heat pump type electric air conditioning system and working method thereof
US7266967B2 (en) Air conditioner for automotive vehicle
CN104802613B (en) Method and system for vehicle climate control
EP2524830B1 (en) Air conditioning system for vehicle
US9783025B2 (en) Method for cooling and/or heating media, preferably in a motor vehicle, and a sorptive heat and cold storage system
CN104913555B (en) For the method and system to heat exchanger deicing
CN106379133A (en) Energy storage device of heat pump type double-energy storage electric vehicle air conditioner
CN103244312A (en) Methods and systems for fuel vapor control
US20180201096A1 (en) Vehicular air-conditioning apparatus provided with adsorption heat pump
CN109760484B (en) Electric automobile thermal management system
JP2021142793A (en) On-vehicle temperature control system
CN109849617B (en) Thermal management system for electric automobile
CN103587373B (en) Vehicle climate control system and the method for vehicle car atmosphere control system
CN206186730U (en) Two energy storage air conditioner of electric automobile energy memory of heat -pump type
CN109910544B (en) Electric automobile thermal management system
KR101514924B1 (en) Momentary air conditioner of inside of vichle and cooling method thereby
JP2003312240A (en) Air conditioner for vehicle
RU2562003C2 (en) Automotive climate control system and method of its operation
CN104442287B (en) Device for air conditioning by exhaust waste heat of alcohol engine
CN106042821A (en) Air-conditioning system with vacuum enclosure
JP2003260926A (en) Heat accumulation system for vehicle
WO2017154569A1 (en) Adsorption refrigeration system, and vehicle air-conditioning device

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20200828