RU13887U1 - Климатическая установка - Google Patents

Abstract

1. Климатическая установка, содержащая корпус, в котором расположены вентилятор, теплообменник, испаритель, поворотная заслонка, закрывающая в крайних положениях проход воздуха от вентилятора к теплообменнику или к испарителю, отличающаяся тем, что испаритель установлен на нижней стенке корпуса поперек нее на расстоянии от верхней стенки, теплообменник размещен между нижней и верхней стенками корпуса напротив воздуховода, сообщающего испаритель с вентилятором, над испарителем расположен воздуховод, сообщающийся с полостью над теплообменником, а упомянутая заслонка размещена под теплообменником перед испарителем.2. Климатическая установка по п. 1, отличающаяся тем, что теплообменник установлен поперек испарителя напротив его верхнего участка, а между верхним участком испарителя и теплообменником имеется полость, отделенная от теплообменника перегородкой, формирующей с верхней и боковыми стенками корпуса воздуховод, расположенный над испарителем.3. Климатическая установка по п. 2, отличающаяся тем, что корпус состоит из верхней и нижней частей, выполненных из полимерного материала и образующих основание и крышку корпуса, при этом в верхней части корпуса в отверстиях в его боковых стенках установлен теплообменник, а в нижней части корпуса под теплообменником перед испарителем размещена коробка, в которой установлена упомянутая поворотная заслонка с возможностью упора в крайнем положении в дно коробки и возможностью укладки в другом крайнем положении на седло, расположенное в коробке вокруг окна в ней под теплообменником.4. Климатическая установка по п. 3, отличающаяся тем, что вентилятор размещен в упо

Description

B60H 1/00, 1/24 3/00

КЛИМАТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

Техническое решение относится к транспортным средствам и касается обработки воздуха в пассажирских помещениях транспортных средств с помощью климатической установки.

Известны различные климатические установки в транспортных средствах, например, в пассажирских автомобилях, состоящие из испарителя, теплообменника и воздушных заслонок, размещенных в корпусе, имеющем воздухозаборник, воздухораспределительную камеру и воздуховоды (см., например, патент РФ № 2096194, заявки в Великобритании № 2293029, в ФРГ № 19757280, в Японии № 2-155822, МПК В60Н 1/00, во Франции № 2720695, МПК В60Н 1/12, патенты в США № 4319519, кл.454/158, №4940083, кл.165/42).

Известно «Устройство для кондиционирования воздуха в транспортном средстве, содержащее корпус с воздухозаборником, испаритель, радиатор и вентилятор, при этом радиатор расположен в корпусе на участке воздуховода между испарителем и вентилятором последовательно с ними (см. свидетельство РФ на полезную модель № 6368, МПК В60Н 1/00, 27.03.97). В такой климатической установке в теплое и особенно жаркое время года приходится отключать краном радиатор от системы охлаждения двигателя транспортного средства, что при

частом повороте крана вследствие естественного износа его уплотнительных элементов может повлечь за собой течь из указанной системы.

Известен «Кондиционер для автомобиля, содержащий корпус с вентиляционными окнами для входа и выхода воздуха и сформированным внутри всасывающим воздуховодом, в корпусе размещены вентилятор, соединенный воздушным каналом с воздухопроводом, в котором последовательно установлены теплообменник для охлаждения и теплообменник для нагрева воздуха, размещенные поперек преимущественного потока воздуха с возможностью контакта между собой или в непосредственной близости друг от друга, а также с возможностью контакта по всему периметру с корпусом воздухопровода (см. полезную модель РФ № 11150, МПК В60Н 1/00, 29.03.1999г.). Из-за последовательного размещения теплообменников приходится при высокой температуре наружного воздуха отключать краном в этом кондиционере теплообменник нагрева поступающего воздуха, из-за чего возможны утечки жидкости из системы охлаждения двигателя, к которой подключен указанный теплообменник.

Известна климатическая установка, содержащая нагнетающий вентилятор, испаритель, размещенный в корпусе установки поперек всего воздуховода, теплообменник, постоянно подключенный к системе охлаждения двигателя, поворотную заслонку, в одном из крайних положений закрывающую проход воздуха к теплообменнику, а в другом крайнем положении пропускающую к нему весь поток воздуха, проходящий от вентилятора через испаритель (см. патент, выданный в США, №

4383642, кл.237/12.3). В холодное время года испаритель в этой климатической установке создает лишние аэродинамические потери энергии, из-за чего требуется более мощный вентилятор.

Указанного недостатка лишена климатическая установка, содержащая испаритель и теплообменник, установленные в параллельных воздуховодах, сообщающихся с вентилятором, и поворотную заслонку, закрывающую в крайних положениях проход воздуха от вентилятора к испарителю или к теплообменнику (см. патент, выданный в США, № 2966032, кл.91/6).

В качестве прототипа принята климатическая установка транспортного средства, содержащая корпус, в котором расположены вентилятор, теплообменник, сообщающийся с жидкостной системой охпаждения двигателя, испаритель, поворотная заслонка, закрывающая в крайних положениях проход воздуха от вентилятора к теплообменнику или к испарителю (см. патент, выданный в Германии, № 3229866, МПК В60Н 3/00, публикация 16.02.1984г.). В этой климатической установке испаритель размещен между боковой стенкой и перегородкой корпуса над днищем, а теплообменник установлен наклонно над испарителем и отделен от него дополнительной перегородкой, на которой расположена упомянутая заслонка. При повороте этой заслонки изменение расхода воздуха через теплообменник вызывает обратно пропорциональное изменение расхода воздуха через испаритель. Такая климатическая установка удобна для размещения в подкапотном пространстве, но ее трудно поместить под подоконным брусом около Торпедо в пассажирском помещении транспортного средства.

Решаемой задачей является создание простой и надежной климатической установки, удобно размещаемой снизу подоконного бруса в пассажирском помещении транспортного средства, в частности пассажирского автомобиля.

Решение этой задачи обеспечено тем, что в климатической установке, содержащей корпус, в котором расположены вентилятор, теплообменник, испаритель, поворотная заслонка, закрывающая в крайних положениях проход воздуха от вентилятора к теплообменнику или к испарителю, испаритель установлен на нижней стенке корпуса поперек нее на расстоянии от верхней стенки, теплообменник размещен между нижней и верхней стенками корпуса напротив воздуховода, сообщающего испаритель с вентилятором, над испарителем расположен воздуховод, сообщающийся с полостью над теплообменником, а упомянутая поворотная заслонка размещена под теплообменником перед испарителем.

При установке испарителя на нижней стенке корпуса поперек нее на расстоянии от верхней стенки, размещении теплообменника между нижней и верхней стенками корпуса напротив воздуховода, сообщающего испаритель с вентилятором, расположении над испарителем воздуховода, сообщающегося с полостью над тыльной стороной теплообменника, и размещении под испарителем перед теплообменником поворотной заслонки, закрывающей в крайних положениях проход воздуха от вентилятора к теплообменнику или к испарителю, корпус климатической установки получается в виде достаточно крепкого продолговатого короба небольшой вьюоты, компактно размещающегося под подоконным брусом в пассажирском

помещении автомобиля. При этом теплообменник, который во время работы двигателя постоянно находится в рабочем режиме, при таком выполнении климатической установки удален на значительное расстояние от воздухораспределительной камеры, находящейся за испарителем, и, значит, будучи отделен от нее достаточно протяженным воздуховодом, практически не оказывает нежелательное влияние в жаркую погоду на температуру охлаждаемого воздуха, поступающего от испарителя при закрытом проходе воздуха к теплообменнику. Кроме того, благодаря тому, что испаритель и теплообменник расположены в параллельных воздуховодах, испаритель не мешает проходу воздуха к теплообменнику, а тем самым не создает лишние аэродинамический потери энергии и меньше запыляется. К тому же в случае совместной работы испарителя и теплообменника при промежуточных положениях поворотной заслонки, чем больше поток воздуха через теплообменник, тем меньше поток воздуха через испаритель, при этом получается удобное регулирование температуры обрабатываемого воздуха. Таким является достигнутый указанной совокупностью признаков технический результат.

В этой климатической установке теплообменник может быть установлен поперек испарителя напротив его верхнего участка, а между верхним участком испарителя и теплообменником имеется полость, отделенная от теплообменника перегородкой, формирующей с верхней и боковыми стенками корпуса воздуховод, расположенный над испарителем.

полимерного материала и образующих основание и крышку корпуса, при этом в верхней части корпуса в отверстиях в его боковых стенках установлен теплообменник, а в нижней части корпуса под теплообменником перед испарителем размещена коробка, в которой установлена упомянутая поворотная заслонка с возможностью упора в крайнем положении в дно коробки и возможности укладки в другом крайнем положении на седло, расположенное в коробке вокруг окна в ней под теплообменником.

Упомянутая коробка может быть выполнена металлической или из полимерного материала с толстыми стенками. Наличие в корпусе такой, в частности металлической, коробки гарантирует благодаря ее жесткости надежное закрытие поворотной заслонкой в крайних ее положениях прохода потока воздуха к теплообменнику или к испарителю, что исключает нежелательное подмешивание постороннего потока воздуха даже при случайном короблении и прочей возможной деформации корпуса. Тем самым обеспечена четкость работы и, значит, надежность климатической установки.

В этой климатической установке вентилятор может быть размещен в упомянутой коробке, а над вентилятором установлена шахта для забора наружного воздуха, имеющая окно в боковой стенке и расположенную у этого окна поворотную заслонку для рециркуляции воздуха.

Седло в упомянутой коробке может быть выполнено из эластичного материала, а сбоку от седла в углу между стенками коробки установлена ось первой упомянутой поворотной заслонки, выступающая из корпуса. -6Первая упомянутая поворотная заслонка может иметь сервопривод, содержащий тягу с упругими элементами, связанную с рычагом, расположенным на оси заслонки снаружи корпуса, и с рычагом, имеющим привод от электродвигателя, расположенного в автономном корпусе, закрепленном на корпусе климатической установки.

Упомянутые упругие элементы могут быть выполнены в виде пружин сжатия, расположенных между упорами на тяге и установленным на ней ползуном, шарнирно соединенным с первым упомянутым рычагом.

Наличие упругих элементов в приводе указанной поворотной заслонки обеспечивает плотное ее прижатие в крайних ее положениях к седлу и к дну коробки.

На фигуре 1 изображена климатическая установка.

На фигуре 2 показана эта климатическая установка с обратной стороны.

Климатическая установка содержит тонкостенный корпус 1, выполненный из полимерного материала. Он состоит из нижней части 2, образующей основание корпуса, и верхней части 3, образующей крышку основания. Верхняя и нижняя части корпуса сопряжены между собой по существу в горизонтальной плоскости, образуя собой продолговатый короб, способный разместиться в пассажирском автомобиле поперек него под так называемым подоконным брусом.

В корпусе 1 (фиг.1) расположены вентилятор 4 (фиг.2), имеющий привод от электродвигателя 5, воздушно-жидкостный теплообменник 6, подключенный к жидкостной системе охлаждения двигателя автомобиля для нагрева воздуха, и

испаритель 7, предназначенный для охлаждения воздуха, находящийоя в циркуляционном контуре совместно с компрессором и конденсором. Испаритель 7 установлен на нижней стенке 8 корпуса поперек нее на расстоянии от верхней стенки 9. Теплообменник 6 размещен между нижней 8 и верхней 9 стенками корпуса напротив участка воздуховода 10, сообщающего испаритель 7 с вентилятором 4. Причем теплообменник 6 расположен поперек испарителя 7 напротив его верхнего участка и установлен в прямоугольных отверстиях, выполненных в боковых стенках верхней части 3 корпуса. Над испарителем 7 расположен воздуховод 11, сообщающийся с полостью 12 над теплообменником 6. Между верхним участком испарителя 7 и теплообменником б имеется полость 13 для прохода воздуха и размещения трубопровода, отделенная от теплообменника 6 перегородкой 14, формирующей с верхней стенкой 9 корпуса и с его боковыми стенками воздуховод 11.

Внутри корпуса 1 в его нижней части 2 под теплообменником б установлена металлическая коробка 15, имеющая окна 16 и 17 для прохода воздуха от вентилятора 4 соответственно к испарителю 7 и к теплообменнику б. В металлической коробке 15 размещен вентилятор 4 в вертикальном положении, т.е. его ось симметрии расположена перпендикулярно дну коробки 15.

В металлической коробке 15 размещена поворотная заслонка 18, закрывающая в крайних положениях проход воздуха от вентилятора 4 к теплообменнику б или к испарителю 7. Заслонка 18 установлена в металлической коробке 15 с возможностью упора своей периферийной кромкой в нижнем крайнем положении в дно коробки 15 и возможностью укладки в

другом, т.е. верхнем крайнем положении, на седло 19, расположенное в металлической коробке 15 вокруг окна 17 под теплообменником. Седло 19 выполнено из эластичного материала для обеспечения плотного прилегания к нему заслонки 18 по всему его периметру при укладке этой заслонки на седло. Сбоку от седла 19 в углу между верхней и торцевой стенками металлической коробки 15 установлена ось 20 поворотной заслонки 1S, выступающая из корпуса 1.

Поворотная заслонка 18 имеет сервопривод, содержащий тягу 21 (фиг.1) с упругими элементами 22 и 23, выполненными в виде пружин сжатия, расположенных между упорами 24 и 25 на тяге и ползуном 26, шарнирно соединенным с рычагом 27, расположенным на оси 20 заслонки 18 снаружи корпуса 1. Тяга 21 шарнирно соединена с рычагом 28, имеющим привод от электродвигателя с редуктором, расположенного в автономном корпусе 29, закрепленном на корпусе 1 климатической установки.

Над вентилятором 4 сбоку от участка корпуса 1, закрывающего теплообменник 6, установлена трубчатая металлическая надстройка, образующая шахту 30 для забора наружного воздуха, имеющая открытый верх и окно 31 в боковой стенке. У окна 31 расположена поворотная заслонка 32 для обеспечения рециркуляции воздуха. Заслонка 32 имеет привод от пневмоцилиндра 33 (фиг.2), сообщаемого через управляемый клапан с источником разрежения воздуха, а именно с впускным трубопроводом двигателя автомобиля.

За тыльной стороной испарителя 7 расположена воздухораспределительная камера 34, сообщающаяся с теплообменником 6 через воздуховод 11. В камере 34

расположены управляемые заслонки для регулирования раздачи теплого или прохладного воздуха. Сверху камеры 34 расположены патрубки 35, 36 для направления воздуха через шланги на ветровое (лобовое) стекло автомобиля и в сторону головы. Снизу камеры 34 находится окно 37 для поступления воздуха к ногам. У торца корпуса 1 расположена приставка 38, закрывающая кулачковое устройство управления заслонками воздухораспределительной камеры 34.

Климатическая установка работает следующим образом.

В холодную погоду, когда нужно подать в пассажирское помещение теплый воздух, заслонку 18 поворачивают вниз до упора периферийной кромкой в дно металлической коробки 15, закрывая проход воздуха к испарителю 7 и полностью открывая проход воздуха к теплообменнику 6, который по существу является отопителем. Тогда нагнетаемый вентилятором 4 поток воздуха проходит через воздуховод 10, плавно поворачивает над заслонкой 18 вверх и через окно 17 в металлической коробке 15 поступает к теплообменнику 6, где нагревается. Нагретый воздух из полости 12 по воздуховоду 11 проходит в воздухораспределительную камеру 34, откуда через патрубки поступает в пассажирское помещение. Для ускорения прогрева пассажирского помещения заслонкой 32 открывают окно 31 и закрывают впуск наружного воздуха в шахту 30. Тогда подогретый воздух из пассажирского помещения через окно 31 засасывается вентилятором 4 в шахту 30, поступает к вентилятору 4 и нагнетается им через теплообменник 6 и воздухораспределительную камеру 34 опять в пассажирское помещение. После нагрева воздуха в пассажирском помещении

до нужной температуры рециркуляцию воздуха прекращают, закрывая заслонкой 32 окно 31 и тогда в пассажирское помещение через шахту 30 снаружи поступает свежий воздух, подогреваемый в теплообменнике 6. Если нужно уменьшить приток тепла в пассажирское помещение, то уменьшают частоту вращения вентилятора 4, кроме того, приток тепла можно уменьшить, поднимая заслонку 18 и тем самым открывая проход воздуха через испаритель 7. Расход воздуха через теплообменник б уменьшается и, следовательно, становится меньше количество уносимого от него тепла. К тому же происходит охпаждение воздуха, перепускаемого параллельным потоком через испаритель 7 и смешиваемого с теплым воздухом, поступающим от теплообменника. В результате в пассажирском помещении температура воздуха понижается до величины, зависящей от угла подъема заслонки 18.

В жаркую погоду, когда нужно остудить воздух в пассажирском помещении , заслонку 18 поворачивают вверх до упора в седло 19 и плотно прижимают к нему благодаря наличию в приводе заслонки 18 упругих элементов 22 и 23. В этом случае весь поток воздуха, нагнетаемый вентилятором 4, из воздуховода 10 проходит через окно 16 в металлической коробке 15 к испарителю 7, который по существу является холодильником. В испарителе 7 воздух охлаждается и затем охлажденный через воздухораспределительную камеру 34 и имеющиеся в ней отверстия поступает в пассажирское помещение автомобиля. В менее жаркую погоду количество холодного воздуха, подаваемого из климатической установки, уменьшают путем снижения частоты вращения вентилятора 4. Однако это снижает интенсивность

циркуляции воздуха через пассажирское помещение. Для обеспечения интенсивной циркуляции воздуха, поступления в пассажирское помещение мощного его потока с нужной невысокой температурой можно приоткрыть заслонку 18, отводя ее от седла 19 вниз, и тогда происходит разбавление холодного воздуха, поступающего от испарителя 7, горячим воздухом, нагреваемым в теплообменнике 6 и поступающим от него по воздуховоду 11 в воздухораспределительную камеру 34, где оба потока воздуха (горячий и холодный) смешиваются между собой. Так может происходить регулирование температуры воздуха в пассажирском помещении автомобиля.

Управление заслонкой 18 дистанционное, осуществляемое с пульта, находящегося на панели приборов автомобиля. По команде происходит включение электродвигателя, размещенного в автономном корпусе 29. Этот электродвигатель через редуктор поворачивает в нужную сторону рычаг 28, который, воздействуя на тягу 21, через упругие элементы 22 и 23 и ползун 26 действует на рычаг 27, расположенный на оси 20 заслонки 18. При повороте рычага 27 происходит поворот заслонки 18. Причем после занятия заслонкой 18 крайнего положения, когда она упирается в седло 19 или в дно коробки 15, рычаг 28, поворачиваясь еще на некоторый угол, сжимает тягой 21 один из упругих элементов 22 или 23, создавая постоянное усилие прижатия заслонки, исключающее нежелательное подмешивание горячего или холодного воздуха.

Созданная климатическая установка благодаря своей компактности, удобно размещается в пассажирском помещении под лобовым стеклом ниже подоконного бруса и обеспечивает

надежными средствами надлежащий нагрев воздуха в холодную погоду или достаточное его охлаждение в жаркую погоду, создавая нужный микроклимат внутри пассажирского помещения для комфортного в нем пребывания.

Claims (7)

1. Климатическая установка, содержащая корпус, в котором расположены вентилятор, теплообменник, испаритель, поворотная заслонка, закрывающая в крайних положениях проход воздуха от вентилятора к теплообменнику или к испарителю, отличающаяся тем, что испаритель установлен на нижней стенке корпуса поперек нее на расстоянии от верхней стенки, теплообменник размещен между нижней и верхней стенками корпуса напротив воздуховода, сообщающего испаритель с вентилятором, над испарителем расположен воздуховод, сообщающийся с полостью над теплообменником, а упомянутая заслонка размещена под теплообменником перед испарителем.

2. Климатическая установка по п. 1, отличающаяся тем, что теплообменник установлен поперек испарителя напротив его верхнего участка, а между верхним участком испарителя и теплообменником имеется полость, отделенная от теплообменника перегородкой, формирующей с верхней и боковыми стенками корпуса воздуховод, расположенный над испарителем.

3. Климатическая установка по п. 2, отличающаяся тем, что корпус состоит из верхней и нижней частей, выполненных из полимерного материала и образующих основание и крышку корпуса, при этом в верхней части корпуса в отверстиях в его боковых стенках установлен теплообменник, а в нижней части корпуса под теплообменником перед испарителем размещена коробка, в которой установлена упомянутая поворотная заслонка с возможностью упора в крайнем положении в дно коробки и возможностью укладки в другом крайнем положении на седло, расположенное в коробке вокруг окна в ней под теплообменником.

4. Климатическая установка по п. 3, отличающаяся тем, что вентилятор размещен в упомянутой коробке, а над вентилятором установлена шахта для забора наружного воздуха, имеющая окно в боковой стенке и расположенную у этого окна поворотную заслонку для рециркуляции воздуха.

5. Климатическая установка по п. 3 или 4, отличающаяся тем, что седло в упомянутой коробке выполнено из эластичного материала, а сбоку от седла в углу между стенками коробки установлена ось первой упомянутой поворотной заслонки, выступающая из корпуса.

6. Климатическая установка по п. 5, отличающаяся тем, что первая упомянутая заслонка имеет сервопривод, содержащий тягу с упругими элементами, связанную с рычагом, расположенным на оси заслонки снаружи корпуса, и с рычагом, имеющим привод от электродвигателя, расположенного в автономном корпусе, закрепленном на корпусе климатической установки.

7. Климатическая установка по п. 6, отличающаяся тем, что упругие элементы выполнены в виде пружин сжатия, расположенных между упорами на тяге и установленным на ней ползуном, шарнирно соединенным с первым упомянутым рычагом.