RU193446U1 - CLIMATE INSTALLATION OF ELECTRIC BUS - Google Patents
CLIMATE INSTALLATION OF ELECTRIC BUS Download PDFInfo
- Publication number
- RU193446U1 RU193446U1 RU2019128131U RU2019128131U RU193446U1 RU 193446 U1 RU193446 U1 RU 193446U1 RU 2019128131 U RU2019128131 U RU 2019128131U RU 2019128131 U RU2019128131 U RU 2019128131U RU 193446 U1 RU193446 U1 RU 193446U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- air
- subsystem
- input
- coolant
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/02—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
- B60H1/14—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant otherwise than from cooling liquid of the plant, e.g. heat from the grease oil, the brakes, the transmission unit
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
Предложена климатическая установка для колесного пассажирского транспортного средства, приводимого в движение электрической энергией, запасенной аккумуляторной батареей, выполненная с возможностью работы в режиме охлаждения воздуха в транспортном средстве или в режиме обогрева воздуха в транспортном средстве и с возможностью переключения между указанными режимами. Климатическая установка включает подсистему холодильной машины, подсистему жидкого теплоносителя и подсистему управления. Подсистема холодильной машины включает замкнутый контур, образованный компрессором, своим выходом соединенным трубопроводом с входом конденсатора, который своим выходом соединен трубопроводом с входом дроссельного устройства, которое своим выходом соединено трубопроводом с входом испарителя, который своим выходом соединен трубопроводом с входом компрессора, с обеспечением возможности прохождения по указанному замкнутому контуру хладагента в направлении от компрессора через конденсатор к испарителю и далее к компрессору без изменения направления перемещения. Подсистема жидкого теплоносителя включает по меньшей мере два насоса, трубопроводы подачи теплоносителя и обратные трубопроводы, регулирующие клапаны, по меньшей мере один воздухоохладитель, по меньшей мере один воздухонагреватель и по меньшей мере один теплообменник, выполненные с возможностью формирования контура режима охлаждения и контура режима обогрева с прохождением через них жидкого теплоносителя. Подсистема управления включает устройство управления и датчики температуры, причем устройство управления выполнено с возможностью переключения режима работы климатической установки из режима обогрева в режим охлаждения и из режима охлаждения в режим обогрева путем формирования соответственно контура режима охлаждения или контура режима обогрева за счет переключения регулирующих клапанов. Подсистема холодильной машины, подсистема теплоносителя и подсистема управления размещаются в едином корпусе, устанавливаемом на крыше указанного транспортного средства. Особенность заявленной климатической установки заключается в том, что каждый из внутренних теплообменников является теплообменым устройством, функционирующим или как охладитель, или как нагреватель приточного воздуха в зависимости от того, является ли текущий режим работы климатической установки режимом охлаждения или режимом обогрева. Подсистема холодильной машины, подсистема теплоносителя и подсистема управления размещаются в едином корпусе, устанавливаемом на крыше указанного транспортного средства. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.A climate unit for a wheeled passenger vehicle driven by electric energy stored by a storage battery is proposed, configured to operate in air cooling mode in a vehicle or in air heating mode in a vehicle and with the ability to switch between these modes. The air conditioning system includes a chiller subsystem, a liquid coolant subsystem and a control subsystem. The chiller subsystem includes a closed circuit formed by the compressor, its output connected by a pipeline to the input of the condenser, which by its output is connected by a pipe to the input of the throttle device, which by its output is connected by a pipe to the input of the evaporator, which by its output is connected by a pipe to the input of the compressor, with the possibility of passage on the specified closed refrigerant circuit in the direction from the compressor through the condenser to the evaporator and further to the compressor without changes Direction of movement. The liquid coolant subsystem includes at least two pumps, coolant supply pipes and return pipes, control valves, at least one air cooler, at least one air heater and at least one heat exchanger, configured to form a cooling mode circuit and a heating mode circuit with passing through them a liquid coolant. The control subsystem includes a control device and temperature sensors, and the control device is configured to switch the operating mode of the air conditioner from heating mode to cooling mode and from cooling mode to heating mode by forming respectively a cooling mode circuit or a heating mode circuit by switching control valves. The chiller subsystem, the coolant subsystem and the control subsystem are located in a single housing installed on the roof of the specified vehicle. A feature of the claimed air conditioner is that each of the internal heat exchangers is a heat exchange device that functions either as a cooler or as a supply air heater, depending on whether the current operating mode of the air conditioner is a cooling mode or a heating mode. The chiller subsystem, the coolant subsystem and the control subsystem are located in a single housing installed on the roof of the specified vehicle. 4 s.p. f-ly, 2 ill.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Настоящая полезная модель относится к устройствам управления климатом, которые обеспечивают требуемые параметры воздуха в общественном транспорте, в частности, в колесных транспортных средствах средней и большой пассажировместимости, приводимых в движение за счет электроэнергии, запасенной аккумуляторной батареей.This utility model relates to climate control devices that provide the required air parameters in public transport, in particular in wheeled vehicles of medium and high passenger capacity, driven by electricity stored in a battery.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
Пассажирский общественный транспорт играет ключевую роль в обеспечении жизнедеятельности как отдельных населенных пунктов, так и регионов в целом. Роль эта заключается в обеспечении связности отдельных территорий, то есть возможности для жителя данной территории (квартала, района, округа, города) гарантированно и регулярно перемещаться к любой другой территории внутри городского образования и обратно за известное время. В мегаполисах правильно спроектированная маршрутная сеть общественного транспорта позволяет сотням тысяч и миллионам пассажиров ежедневно перемещаться от места проживания до места работы и обратно без траты непредсказуемого количества времени на ожидание в «пробках». В менее крупных населенных пунктах пассажирский общественный транспорт может служить единственным гарантированным средством перемещения на расстояния, превышающие пешеходно доступные. Passenger public transport plays a key role in ensuring the livelihoods of both individual settlements and the regions as a whole. This role is to ensure the coherence of individual territories, that is, the possibility for a resident of a given territory (quarter, district, district, city) to reliably and regularly move to any other territory inside the city and back in a known time. In megacities, a properly designed public transport route network allows hundreds of thousands and millions of passengers to move daily from their place of residence to their place of work and back without spending an unpredictable amount of time waiting in traffic jams. In smaller settlements, passenger public transport may be the only guaranteed means of travel over distances that are pedestrian accessible.
Специалистам по планированию пассажирских транспортных систем хорошо известно понятие транспортной усталости, когда из-за длительного пребывания в некомфортных условиях пассажирского транспорта пассажир начинает ощущать упадок сил, недомогание, вследствие чего, оказавшись на рабочем месте, испытывает снижение работоспособности, что в итоге пагубно сказывается на производительности труда. И если длительность пребывания в транспорте определяется, по сути, имеющейся маршрутной сетью, планировкой улично-дорожной сети и, иногда, погодными условиями, то комфортность нахождения пассажира в салоне общественного транспорта во многом зависит от конструкции самого транспортного средства. Одним из показателей комфорта нахождения в транспорте является возможность обеспечения комфортной температуры в соответствии с сезоном года, а также возможность вентиляции салона (то есть, по существу, обеспечение необходимого содержания кислорода в воздухе, заполняющем салон). В связи с этим особое внимание уделяется климатическим установкам, обеспечивающим вышеуказанные характеристики. Помимо требований к эффективности регулирования климата, обеспечения необходимой разницы температуры внутри салона относительно температуры наружного воздуха (в частности, снижения или нивелирования разницы температур по высоте внутреннего объема транспортного средства), такие установки должны отвечать требованию компактности, поскольку очевидно, что наиболее эффективным как для пассажира, так и для перевозчика будет такое исполнение единицы пассажирского общественного транспорта, при котором в заданном объеме без потери комфорта становится возможным перевозка максимального количества пассажиров. Specialists in the planning of passenger transport systems are well aware of the concept of transport fatigue, when due to a long stay in uncomfortable conditions of passenger transport, a passenger begins to feel a breakdown, malaise, as a result of which, when he is in the workplace, he experiences a decrease in working capacity, which ultimately affects productivity labor. And if the length of stay in the transport is determined, in fact, by the existing route network, the layout of the road network and, sometimes, weather conditions, then the comfort of a passenger in the public transport compartment largely depends on the design of the vehicle itself. One of the indicators of the comfort of being in transport is the possibility of ensuring a comfortable temperature in accordance with the season of the year, as well as the possibility of ventilation of the cabin (that is, essentially, ensuring the necessary oxygen content in the air filling the cabin). In this regard, special attention is paid to climate systems that provide the above characteristics. In addition to the requirements for the effectiveness of climate control, ensuring the necessary temperature difference inside the cabin relative to the outside temperature (in particular, reducing or leveling the temperature difference along the height of the vehicle’s internal volume), such installations must meet the requirement of compactness, since it is obvious that it is the most efficient for the passenger , and for the carrier there will be such a unit of passenger public transport, in which in a given volume without loss of comfort it becomes possible to transport the maximum number of passengers.
Для транспортных средств, перемещающихся за счет работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС), задача обогрева салона и кабины водителя обычно решается посредством использования теплообменных устройств с вентиляторами. Внутри таких теплообменных устройств циркулирует охлаждающая жидкость ДВС, которая нагревается в процессе работы двигателя. Теплообменные устройства с вентиляторами устанавливают как в зоне размещения водителя, так и в салоне, как правило, на полу. Если потребности в обогреве нет, тепло от работы двигателя сбрасывается в окружающую среду и не используется. Охлаждение же воздуха осуществляется за счет работы системы кондиционирования, в которой пары холодильного агента сжимаются холодильным компрессором, работающим, например, за счет энергии вращения, получаемой от вала двигателя внутреннего сгорания, и далее попадают по соответствующим трубопроводам в конденсатор, где происходит их охлаждение и конденсация за счет отвода тепла наружным воздухом, подаваемым соответствующим вентилятором. После конденсатора поток хладагента через терморегулирующий вентиль с соответствующим падением давления поступает в испаритель, где происходит испарение жидкой фазы хладагента, в результате которого создаются условия для отвода тепла от проходящего через испаритель приточного воздуха, подаваемого затем на водителя и пассажиров.For vehicles moving due to the operation of the internal combustion engine (ICE), the task of heating the passenger compartment and the driver's cab is usually solved by using heat exchangers with fans. An internal combustion engine coolant circulates inside such heat exchangers, which heats up during engine operation. Heat exchangers with fans are installed both in the driver’s area and in the passenger compartment, usually on the floor. If there is no need for heating, the heat from the engine is discharged into the environment and is not used. The air is cooled due to the operation of the air conditioning system, in which the refrigerant vapor is compressed by a refrigeration compressor, working, for example, due to the rotation energy received from the shaft of the internal combustion engine, and then through the corresponding pipelines to the condenser, where they are cooled and condensed due to heat dissipation by outside air supplied by the corresponding fan. After the condenser, the flow of refrigerant through the thermostatic valve with a corresponding pressure drop enters the evaporator, where the liquid phase of the refrigerant evaporates, which creates the conditions for heat removal from the supply air passing through the evaporator, which is then supplied to the driver and passengers.
Конструкция электрического пассажирского общественного транспорта, получающего энергию от контактной сети при движении на всем протяжении маршрута (трамваи, троллейбусы), не предусматривает наличия охлаждающей жидкости, которую можно было бы использовать для подогрева салона, как это осуществляется в транспортных средствах с ДВС. Вместо этого используются обогреватели, непосредственно преобразующие электрическую энергию в тепловую, например, термоэлектрические нагреватели.The design of electric passenger public transport, which receives energy from the contact network when driving along the entire route (trams, trolleybuses), does not provide for the presence of coolant that could be used to heat the passenger compartment, as is done in vehicles with ICE. Instead, heaters are used that directly convert electrical energy into heat, such as thermoelectric heaters.
Однако описанный выше подход становится крайне неэффективным в случае, когда речь идет о колесных транспортных средствах средней и большой пассажировместимости, приводимых в движение за счет электроэнергии, запасенной аккумуляторной батареи (так называемых электробусах). Такие единицы городского пассажирского транспорта не имеют подключения к централизованной системе электропитания и работают только за счет запасенной при стоянке электробуса энергии аккумуляторной батареи. С одной стороны, получение тепловой энергии здесь возможно только с использованием электрической энергии, используемой для приведения электробуса в движение; с другой стороны, неоптимальное использование запасенной энергии аккумуляторов для работы системы обеспечения климата в первую очередь сказывается на дальности хода электробуса.However, the approach described above becomes extremely ineffective when it comes to wheeled vehicles of medium and high passenger capacity, driven by electricity stored in a battery (the so-called electric buses). Such units of urban passenger transport do not have a connection to a centralized power supply system and work only due to the battery energy stored during the parking of the electric bus. On the one hand, the production of thermal energy is possible only with the use of electric energy used to set the electric bus in motion; on the other hand, the non-optimal use of the stored energy of the batteries for the operation of the climate system primarily affects the range of the electric bus.
Известным решением кондиционирования и отопления для условий ограниченного энергопотребления является применение цикла холодильной машины с тепловым насосом, когда нагрев воздуха для водителя и пассажиров в салоне осуществляется за счет работы системы кондиционирования, в которой пары холодильного агента сжимаются холодильным компрессором, работающим, например, за счет энергии вращения, получаемой от электродвигателя. Далее пары попадают по соответствующим трубопроводам в теплообменник холодильной машины, который выполнял функцию испарителя и охлаждал воздух при работе в режиме охлаждения (внутренний теплообменник, выполняющий функцию конденсатора при работе в режиме теплового насоса), где происходит их охлаждение и конденсация за счет отвода тепла смесью потоков наружного воздуха и воздуха из салона или кабины, подаваемой соответствующим вентилятором соответственно в салон или кабину транспортного средства в качестве обработанного нагретого воздуха для отопления. После внутреннего теплообменника поток хладагента через терморегулирующий вентиль поступает в теплообменник холодильной машины, в режиме охлаждения выполнявший функцию конденсатора (внешний теплообменник, выполняющий функцию испарителя в режиме теплового насоса), при этом за счет дросселирования потоков хладагента через отверстия седла терморегулирующего вентиля и соответствующего падения давления во внешнем теплообменнике происходит испарение жидкой фазы хладагента, в результате которого создаются условия для отвода тепла от проходящего через внешний теплообменник воздуха из окружающей среды.A well-known air-conditioning and heating solution for conditions of limited energy consumption is the use of a chiller cycle with a heat pump, when the air for the driver and passengers in the cabin is heated by the air conditioning system, in which the refrigerant vapor is compressed by a refrigeration compressor, operating, for example, due to energy rotation received from the electric motor. Then the vapors pass through the corresponding pipelines to the heat exchanger of the chiller, which served as an evaporator and cooled the air during operation in cooling mode (an internal heat exchanger acting as a condenser when operating in the heat pump mode), where they are cooled and condensed due to heat removal by the mixture of flows external air and air from the passenger compartment or the cabin supplied by the corresponding fan, respectively, to the passenger compartment or the vehicle cabin as treated heated spirit for heating. After the internal heat exchanger, the flow of refrigerant through the thermostatic valve enters the heat exchanger of the chiller, in the cooling mode it acts as a condenser (an external heat exchanger that acts as an evaporator in the heat pump mode), due to the throttling of the refrigerant flows through the openings of the seat of the thermostatic expansion valve and the corresponding pressure drop in The external heat exchanger evaporates the liquid phase of the refrigerant, as a result of which conditions are created for heat removal from ohodyaschego through an external heat exchanger of the air environment.
Применение указанного известного принципа организации кондиционирования воздуха требует установки громоздких воздуховодов для распределения воздуха в зону размещения водителя и пассажиров, что нецелесообразно с точки зрения использования полезного объема и площади пола транспортного средства. Кроме того, если не обеспечить подачу обработанного воздуха вниз, возникнет ощутимая разница температур по высоте внутреннего объема транспортного средства, поскольку воздух вверху будет прогрет, а воздух внизу будет холодным.The application of this well-known principle of air conditioning requires the installation of bulky ducts for air distribution in the area of accommodation for the driver and passengers, which is impractical from the point of view of using the usable volume and floor area of the vehicle. In addition, if you do not ensure the supply of treated air down, there will be a noticeable temperature difference in height of the internal volume of the vehicle, since the air above will be warmed up and the air below will be cold.
Более подходящим решением является использование дополнительной, более компактной по сравнению с воздухом (газом) среды для передачи тепла – жидкого теплоносителя, который можно подготовить до необходимых условий и передать к дополнительным устройствам, способным в процессе теплообмена довести воздух до комфортных для пребывания пассажиров параметров, по компактным трубопроводам.A more suitable solution is to use an additional, more compact compared to air (gas) medium for heat transfer - a liquid heat carrier, which can be prepared to the necessary conditions and transferred to additional devices capable of bringing air to parameters that are comfortable for passengers to stay in during the heat exchange, according to compact pipelines.
Известно техническое решение обеспечения комфортного климата в салоне колесного транспортного средства, приводимого в движение электрической энергией, запасенной аккумуляторной батареей (CN104279800, дата публикации 14.01.2015), в котором климатическая установка включает две подсистемы: подсистему холодильной машины и подсистему теплоносителя. Подсистема холодильной машины включает последовательно соединенные с образованием замкнутого контура трубопроводами с хладагентом компрессор, конденсатор, фильтр-осушитель, клапан, дроссельное устройство, испаритель. Подсистема теплоносителя включает соединенные трубопроводами с теплоносителем насосное оборудование, теплообменники, управляемые регулирующие клапаны для распределения потоков теплоносителя. Часть подсистемы теплоносителя проходит через конденсатор подсистемы холодильной машины, чем обеспечивается теплообмен между хладагентом и теплоносителем. Изменение температуры в транспортном средстве регулируется переключением потока теплоносителя в охлаждающую или в нагревающую ветвь. При этом подогрев воздуха в транспортном средстве обеспечивается за счет его теплообмена в теплообменнике с теплоносителем, прошедшим через конденсатор, при соответствующем изменении положения регулирующих клапанов. A technical solution is known for providing a comfortable climate in the cabin of a wheeled vehicle driven by electric energy stored by a storage battery (CN104279800, publication date 01/14/2015), in which the air conditioning system includes two subsystems: a chiller subsystem and a coolant subsystem. The chiller subsystem includes a compressor, a condenser, a filter drier, a valve, a throttle device, an evaporator connected in series with the formation of a closed loop by pipelines with refrigerant. The coolant subsystem includes pumping equipment connected by pipelines to the coolant, heat exchangers, controlled control valves for the distribution of coolant flows. Part of the coolant subsystem passes through the condenser of the subsystem of the chiller, which ensures heat exchange between the refrigerant and the coolant. The temperature change in the vehicle is regulated by switching the coolant flow to the cooling or heating branch. In this case, air heating in the vehicle is ensured by its heat exchange in the heat exchanger with the heat carrier passing through the condenser, with a corresponding change in the position of the control valves.
Недостатком этого решения является реализация охлаждения только путем теплообмена между хладагентом и воздухом из охлаждаемого объема. Из-за этого, в случае применения подобной конструкции в пассажирском общественном транспорте, возникает необходимость проведения дополнительных воздуховодов, в частности, к кабине водителя, что из-за конструктивных особенностей общественного пассажирского транспорта воплотить не представляется возможным.The disadvantage of this solution is the implementation of cooling only by heat exchange between the refrigerant and air from the cooled volume. Because of this, in the case of the use of such a design in passenger public transport, there is a need for additional air ducts, in particular, to the driver's cab, which is not possible to implement due to the design features of public passenger transport.
Известно техническое решение (US2018162197, дата публикации 14.06.2018), в котором и охлаждение и обогрев транспортного средства осуществляются за счет теплообмена между воздухом и теплоносителем. Однако в этой системе для обогрева и охлаждения применяются разные теплообменники, что также не позволит обеспечить требуемую компактность установки в случае ее применения в пассажирском общественном транспорте.A technical solution is known (US2018162197, publication date 06/14/2018), in which the vehicle is cooled and heated by heat exchange between the air and the heat carrier. However, in this system, different heat exchangers are used for heating and cooling, which also will not allow to provide the required compactness of the installation if it is used in passenger public transport.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИESSENCE OF A USEFUL MODEL
Задачей, на решение которой направлено применение предлагаемой полезной модели, является обеспечение комфортного пребывания людей, находящихся в колесном пассажирском общественном транспорте, приводимом в движение электроэнергией, запасенной аккумуляторной батареей (электробусе). The problem, the solution of which the application of the proposed utility model is aimed at, is to ensure a comfortable stay for people in wheeled passenger public transport driven by electricity stored in a battery (electric bus).
Техническим результатом, который достигается применением предлагаемой полезной модели, является поддержание заданных параметров климата в электробусе с обеспечением компактности климатической установки для максимального сохранения полезного объема транспортного средства и повышения удобства обслуживания климатической установки за счет размещения всех её основных компонентов в составе единого блока (моноблока), размещаемого на крыше транспортного средства.The technical result achieved by the application of the proposed utility model is the maintenance of the specified climate parameters in the electric bus with the compactness of the air conditioning system to maximize the preservation of the useful volume of the vehicle and increasing the convenience of servicing the air conditioning system by placing all its main components in a single unit (monoblock), Roof mounted vehicle.
Поставленная задача решается, а заявленный технический результат достигается тем, что климатическая установка для колесного транспортного средства, приводимого в движение электрической энергией, запасенной аккумуляторной батареей, и служащего единицей пассажирского общественного транспорта, выполнена с возможностью работы в режиме охлаждения воздуха в транспортном средстве или в режиме обогрева воздуха в транспортном средстве, с возможностью переключения между указанными режимами, и включает подсистему холодильной машины, подсистему жидкого теплоносителя и подсистему управления. Подсистема холодильной машины включает замкнутый контур, образованный компрессором, своим выходом соединенным трубопроводом с входом конденсатора, который своим выходом соединен трубопроводом с входом дроссельного устройства, которое своим выходом соединено трубопроводом с входом испарителя, который своим выходом соединен трубопроводом с входом компрессора, с обеспечением возможности прохождения по указанному замкнутому контуру хладагента в направлении от компрессора через конденсатор к испарителю и далее к компрессору без изменения направления перемещения. The problem is solved, and the claimed technical result is achieved by the fact that the climate system for a wheeled vehicle driven by electric energy stored by a battery, and serving as a unit of passenger public transport, is configured to operate in air cooling mode in a vehicle or in a mode heating the air in the vehicle, with the ability to switch between the specified modes, and includes the chiller subsystem, subscription he heat transfer fluid and management subsystem. The chiller subsystem includes a closed loop formed by the compressor, its output connected by a pipeline to the input of the condenser, which by its output is connected by a pipe to the input of the throttle device, which by its output is connected by a pipe to the input of the evaporator, which by its output is connected by a pipe to the input of the compressor, with the possibility of passage on the specified closed refrigerant circuit in the direction from the compressor through the condenser to the evaporator and further to the compressor without changes Direction of movement.
Подсистема жидкого теплоносителя выполнена с возможностью формирования контура режима охлаждения и контура режима обогрева с прохождением через них жидкого теплоносителя. The liquid coolant subsystem is configured to form a cooling mode loop and a heating mode loop with passage of the liquid coolant through them.
Контур режима охлаждения включает: The cooling circuit includes:
ветвь охлажденного теплоносителя контура режима охлаждения, содержащую первый насос, своим выходом соединенный с входом трубопровода, проходящего через испаритель и своим выходом подсоединенного к первому распределительному клапану, к которому своим входом подключен первый трубопровод подачи, соединенный своим выходом с каждым из внутренних теплообменников, каждый из которых своим выходом подсоединен к входу первого обратного трубопровода, через первое свое ответвление подсоединенного к второму распределительному клапану, к которому своим входом подсоединен второй обратный трубопровод, своим выходом подсоединенный к входу первого насоса, и ветвь нагретого теплоносителя контура режима охлаждения, содержащую второй насос, своим выходом соединенный с входом трубопровода, проходящего через конденсатор и своим выходом подсоединенного к третьему распределительному клапану, к которому своим входом подсоединен второй трубопровод подачи, соединенный своим выходом с каждым из входов внешнего теплообменника (в котором осуществляется передача тепла от теплоносителя воздуху окружающей среды), который каждым из своих выходов подсоединен к входу третьего обратного трубопровода, подсоединенного своим выходом к четвертому распределительному клапану, к которому своим входом подсоединен трубопровод, своим выходом подсоединенный к пятому распределительному клапану, к которому своим входом подсоединен четвертый обратный трубопровод, своим выходом соединенный со входом второго насоса. a branch of the cooled coolant of the cooling mode circuit, comprising a first pump connected to a pipe inlet through an evaporator and connected to a first distribution valve to its first outlet, to which a first supply pipe connected to each of the internal heat exchangers by its outlet is connected, which by its output is connected to the inlet of the first return pipe, through its first branch connected to the second distribution valve, to which a second return pipe is connected with its input, connected to the input of the first pump by its output, and a branch of the heated coolant of the cooling circuit, containing a second pump, connected by its output to the input of the pipe passing through the condenser and connected to the third distribution valve, to which the input is connected to the second supply pipe, connected by its output to each of the inputs of the external heat exchanger (in which heat is transferred from the heat carrier to ambient air), which is connected by each of its outputs to the inlet of the third return pipe, connected by its output to the fourth distribution valve, to which the pipe is connected by its input, by its output connected to the fifth distribution valve, to which the fourth return pipe is connected by its input output connected to the input of the second pump.
Кроме того, первый трубопровод подачи выполнен с возможностью подключения своим выходом ко входу/входам дополнительных теплообменных устройств транспортного средства, чтобы обеспечить подачу теплоносителя к дополнительным теплообменным устройствам, а первый обратный трубопровод выполнен с возможностью подключения своим входом к выходу/выходам дополнительных теплообменных устройств транспортного средства. In addition, the first supply pipe is made with the possibility of connecting its output to the input / inputs of additional heat exchanging devices of the vehicle to provide a coolant to the additional heat transfer devices, and the first return pipe is made with the possibility of connecting its input to the outputs / outputs of additional heat exchanging devices of the vehicle .
Контур режима обогрева включает The heating circuit includes
ветвь нагретого теплоносителя контура режима обогрева, содержащую второй насос, своим выходом соединенный с входом трубопровода, проходящего через конденсатор и своим выходом подсоединенного к третьему распределительному клапану, к которому своим входом подсоединен трубопровод, своим выходом подсоединенный к первому трубопроводу подачи, соединенному своим выходом с каждым из внутренних теплообменников, каждый из которых своим выходом подсоединен к входу первого обратного трубопровода, через второе свое ответвление подсоединенного к пятому распределительному клапану, к которому своим входом подсоединен четвертый обратный трубопровод, своим выходом соединенный с входом второго насоса; иa branch of the heated coolant of the heating mode circuit, comprising a second pump connected to a pipe inlet through a condenser and connected to a third distribution valve to its outlet, to which a pipe is connected via its input and connected to a first supply pipe connected to each outlet by its output from internal heat exchangers, each of which with its output is connected to the input of the first return pipe, through its second branch connected to the fifth distribution valve, to which a fourth return pipe is connected at its inlet, connected with its output to the inlet of the second pump; and
ветвь охлажденного теплоносителя контура режима обогрева, содержащую первый насос, своим выходом соединенный со входом трубопровода, проходящего через испаритель и своим выходом подсоединенного к первому распределительному клапану, к которому своим входом подсоединен трубопровод, своим выходом подсоединенный ко второму трубопроводу подачи, соединенному своим выходом с каждым из входов внешнего теплообменника, который каждым из своих выходов подсоединен ко входу третьего обратного трубопровода, подсоединенного своим выходом к четвертому распределительному клапану, к которому своим входом подсоединен трубопровод, своим выходом подсоединенный ко второму распределительному клапану, к которому своим входом подсоединен второй обратный трубопровод, своим выходом подсоединенный ко входу первого насоса.a branch of the cooled coolant of the heating mode circuit, comprising a first pump connected to a pipe inlet through an evaporator and connected to a first distribution valve to its outlet, to which a pipe is connected via its input and connected to a second supply pipe connected to each outlet from the inputs of an external heat exchanger, which is connected by each of its outputs to the input of the third return pipe, connected by its output to the four mouth control valve to which is connected its input line, its output connected to the second control valve to which its input is connected a second return line, its output connected to the input of the first pump.
Кроме того, первый трубопровод подачи выполнен с возможностью подключения своим выходом ко входу/входам дополнительных теплообменных устройств транспортного средства, чтобы обеспечить подачу теплоносителя к дополнительным теплообменным устройствам, а первый обратный трубопровод выполнен с возможностью подключения своим входом к выходу/выходам дополнительных теплообменных устройств транспортного средства.In addition, the first supply pipe is made with the possibility of connecting its output to the input / inputs of additional heat exchanging devices of the vehicle to provide a coolant to the additional heat transfer devices, and the first return pipe is made with the possibility of connecting its input to the outputs / outputs of additional heat exchanging devices of the vehicle .
Подсистема управления включает управляющее устройство, выполненное с возможностью обработки сигналов группы датчиков температуры. Управляющее устройство выполнено с возможностью переключения режима работы климатической установки с режима обогрева на режим охлаждения и с режима охлаждения на режим обогрева путем формирования контура режима охлаждения или контура режима обогрева, соответственно, за счет регулирования соответствующих клапанов, на основании показателей температуры, полученных группой датчиков. Каждый из внутренних теплообменников является теплообменным устройством, функционирующим как охладитель или нагреватель приточного воздуха в зависимости от того, является ли текущий режим работы климатической установки режимом обогрева или режимом охлаждения,The control subsystem includes a control device configured to process signals of a group of temperature sensors. The control device is configured to switch the operation mode of the air conditioner from the heating mode to the cooling mode and from the cooling mode to the heating mode by forming a cooling mode circuit or a heating mode circuit, respectively, by adjusting the corresponding valves based on temperature indicators obtained by the group of sensors. Each of the internal heat exchangers is a heat exchange device that functions as a chiller or supply air heater, depending on whether the current operating mode of the air conditioner is a heating mode or a cooling mode,
а подсистема холодильной машины, подсистема теплоносителя и подсистема управления размещаются в едином корпусе (моноблоке), устанавливаемом на крыше указанного транспортного средства.and the chiller subsystem, the coolant subsystem and the control subsystem are located in a single case (monoblock) installed on the roof of the specified vehicle.
Кроме того, в случае подключения дополнительных теплообменных устройств транспортного средства указанные дополнительные теплообменные устройства также могут функционировать как охладитель или нагреватель приточного воздуха в зависимости от того, является ли текущий режим работы климатической установки режимом обогрева или режимом охлаждения. In addition, if additional vehicle heat exchangers are connected, these additional heat exchangers can also function as a chiller or supply air heater, depending on whether the current operating mode of the air conditioning system is a heating mode or a cooling mode.
Подсистема холодильной машины может включать обратный клапан, размещенный после компрессора перед конденсатором, ресивер, фильтр-осушитель, смотровое стекло, управляемый клапан, размещенные последовательно между конденсатором и дроссельным устройством, и отделитель жидкости, размещенный после испарителя перед компрессором.The chiller subsystem may include a non-return valve placed after the compressor in front of the condenser, a receiver, a filter drier, a sight glass, a controlled valve placed in series between the condenser and the throttle device, and a liquid separator located after the evaporator in front of the compressor.
Вблизи каждого из теплообменников климатической установки может располагаться по меньшей мере один приточный вентилятор, который направляет воздух, подлежащий кондиционированию, в теплообменник. Количество вентиляторов зависит, вообще говоря, от их конструкции, от внутреннего объема транспортного средства, от климатических условий и других факторов, понятных специалисту в области техники. At least one supply fan can be placed near each of the air-conditioning heat exchangers, which directs the air to be conditioned to the heat exchanger. The number of fans depends, generally speaking, on their design, on the internal volume of the vehicle, on climatic conditions and other factors understood by a person skilled in the art.
Необходимый уровень комфорта находящихся в транспортном средстве людей обеспечивается за счет поддержания требуемой температуры воздуха внутри транспортного средства и минимизации перепада температур по высоте внутри транспортного средства. Это подразумевает применение дополнительных теплообменных устройств в кабине водителя и салоне транспортного средства. Реализация в данной полезной модели возможности поключения трубопровода подачи и обратного трубопровода к дополнительным теплообменным устройствам для подачи им подготовленного до нужных температурных условий теплоносителя позволяет выполнить заданные требования. The necessary level of comfort of people in the vehicle is ensured by maintaining the required air temperature inside the vehicle and minimizing the temperature difference in height inside the vehicle. This implies the use of additional heat exchangers in the driver's cab and the passenger compartment. The implementation in this utility model of the possibility of connecting the supply and return pipelines to additional heat exchangers for supplying the heat carrier prepared to the required temperature conditions allows fulfilling the specified requirements.
Количество теплообменников, в которых осуществляется теплообмен между воздухом внутреннего объема транспортного средства и теплоносителем, может быть различным. Как правило, внутренний объем единицы пассажирского общественного транспорта разделен на два помещения: кабину водителя и пассажирский салон. В других вариантах кабина водителя может быть отделена от пассажирского салона не полностью. В любом случае более желательно, чтобы для кабины водителя был предусмотрен свой теплообменник, расположенный в кабине водителя. Кроме того, желательно, чтобы количество теплообменников для пассажирского салона было не менее двух.The number of heat exchangers in which heat is exchanged between the air of the internal volume of the vehicle and the coolant may be different. As a rule, the internal volume of a passenger public transport unit is divided into two rooms: a driver’s cabin and a passenger compartment. In other embodiments, the driver's cab may not be completely separated from the passenger compartment. In any case, it is more preferable for the driver's cab to have its own heat exchanger located in the driver's cab. In addition, it is desirable that the number of heat exchangers for the passenger compartment be at least two.
Для подачи в кондиционируемый объем наружного воздуха, для обработки рециркуляционного воздуха (то есть, того, который забирается из кондиционируемого объема) и/или для обработки смеси наружного и рециркуляционного воздуха в днище климатической установки и в потолке транспортного средства могут быть предусмотрены соответствующие отверстия.Suitable openings may be provided for supplying outside air to the conditioned volume for treating recirculated air (that is, one that is taken from the conditioned volume) and / or for treating the mixture of outside and recirculated air in the bottom of the air conditioning system and in the ceiling of the vehicle.
Регулирование потока подаваемого наружного воздуха и обрабатываемого рециркуляционного воздуха, предпочтительно, осуществляется управляемыми заслонками. The regulation of the flow of supplied external air and the processed recirculated air is preferably carried out by controlled dampers.
Для очистки воздуха могут быть предусмотрены воздушные фильтры, которые располагаются перед теплообменниками по ходу движения воздуха. For air purification, air filters can be provided which are located in front of the heat exchangers along the air.
Управляющее устройство подсистемы управления может включать процессор, контроллер, блок памяти, исполнительные устройства (например, реле), соответствующим образом связанные между собой. Управляющее устройство соединено линиями передачи данных со всеми датчиками температуры, а также со следующими компонентами климатической установки: с компрессором, с преобразователем, с вентиляторами, с клапанами, с насосами, с заслонками наружного воздуха и с заслонками рециркуляционного воздуха. Процессор управляющего устройства выполнен с возможностью обработки поступивших данных от датчиков температуры и с возможностью направления команд контроллеру для осуществления регулировки управляемыми компонентами установки. Данные сведения приведены лишь для понимания логики работы подсистемы управления. Принципы и функции работы управляющего устройства, как и его состав, очевидны специалисту в области техники и не являются предметом заявляемой полезной модели. The control device of the control subsystem may include a processor, controller, memory unit, actuators (eg, relays), respectively interconnected. The control device is connected by data lines with all temperature sensors, as well as with the following components of the air conditioning system: with a compressor, with a converter, with fans, with valves, with pumps, with outside air dampers and with recirculated air dampers. The processor of the control device is configured to process the received data from temperature sensors and with the ability to send commands to the controller for adjusting by the controlled components of the installation. This information is provided only for understanding the logic of the control subsystem. The principles and functions of the control device, as well as its composition, are obvious to a specialist in the field of technology and are not the subject of the claimed utility model.
Для согласования электрических параметров потребителей электроэнергии климатической установки (компрессор, насосы, вентиляторы и т.д.) с параметрами электросети, обеспечиваемыми непосредственно аккумуляторной батареей электробуса, может быть использовано дополнительное устройство - преобразователь. Такой преобразователь, как правило, включает множество электронных компонентов, эффективная работа которых может быть затруднена, если температура преобразователя превышает некоторое заданное пороговое значение. Без эффективной работы преобразователя невозможна работа климатической установки. Таким образом, преобразователь может быть дополнительным устройством, которому необходимо охлаждение. Для охлаждения преобразователя в климатической установке могут быть предусмотрены соответствующие дополнительные трубопроводы для отбора теплоносителя от выхода из насоса и второй трубопровод, подключаемый в трубопровод, проходящий от выхода конденсатора к распределительному клапану. При этом подразумевается, что температура нагретого теплоносителя после насоса в любом случае меньше порогового значения температуры преобразователя, за счет чего и обеспечивается дополнительный фактор предотвращения отказа работы преобразователя и всей климатической установки как таковой. В случае если преобразователь отсутствует в комплектации транспортного средства, он может быть включен в состав климатической установки с обеспечением соответствующего охлаждения. To coordinate the electrical parameters of the consumers of electricity of the air conditioning system (compressor, pumps, fans, etc.) with the parameters of the power supply provided directly by the battery of the electric bus, an additional device can be used - a converter. Such a converter, as a rule, includes many electronic components, the effective operation of which can be difficult if the temperature of the converter exceeds a certain predetermined threshold value. Without the efficient operation of the converter, the operation of an air conditioner is impossible. Thus, the converter can be an additional device that needs cooling. To cool the converter in the air conditioner, appropriate additional pipelines can be provided for taking the coolant from the pump outlet and a second pipeline connected to the pipeline passing from the condenser outlet to the control valve. It is understood that the temperature of the heated coolant after the pump is in any case less than the threshold value of the temperature of the converter, due to which an additional factor is provided to prevent the failure of the converter and the entire air conditioning system as such. If the converter is not included in the vehicle configuration, it can be included in the air conditioning system with adequate cooling.
Для обеспечения бесперебойной работы климатической установки в случае снижения температуры наружного воздуха ниже определенного критического значения может быть предусмотрена возможность подключения к подсистеме теплоносителя дизельного нагревателя. To ensure uninterrupted operation of the air conditioner in the event of a decrease in the outdoor temperature below a certain critical value, it may be possible to connect a diesel heater to the coolant subsystem.
Далее полезная модель более подробно объясняется со ссылкой на приложенные чертежи.Next, the utility model is explained in more detail with reference to the attached drawings.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Фиг. 1 иллюстрирует вариант реализации полезной модели при работе в режиме охлаждения воздуха.FIG. 1 illustrates an embodiment of a utility model when operating in air cooling mode.
Фиг.2 иллюстрирует вариант реализации полезной модели при работе в режиме обогрева воздуха.Figure 2 illustrates an embodiment of a utility model when operating in air heating mode.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ DETAILED DESCRIPTION OF A USEFUL MODEL
Климатическая установка для колесного транспортного средства, приводимого в движение электрической энергией, запасенной аккумуляторной батареей, и служащего единицей пассажирского общественного транспорта, включает подсистему холодильной машины, подсистему теплоносителя и подсистему управления.The air conditioning system for a wheeled vehicle driven by electric energy stored in a battery and serving as a unit of public passenger transport includes a chiller subsystem, a coolant subsystem and a control subsystem.
Подсистема холодильной машины включает замкнутый контур, образованный компрессором (1), своим выходом соединенным трубопроводом с входом конденсатора (3), который своим выходом соединен трубопроводом с входом дроссельного устройства (8), которое своим выходом соединено трубопроводом с входом испарителя (9), который своим выходом соединен трубопроводом с входом компрессора (1). Указанный замкнутый контур содержит хладагент, который проходит в направлении от компрессора через конденсатор к испарителю и далее – к компрессору без изменения направления перемещения.The chiller subsystem includes a closed loop formed by the compressor (1), its output connected by a pipeline to the input of the condenser (3), which by its output is connected by a pipe to the input of the throttle device (8), which by its output is connected by a pipe to the input of the evaporator (9), which its output is connected by a pipeline to the compressor inlet (1). The specified closed loop contains refrigerant, which flows in the direction from the compressor through the condenser to the evaporator and then to the compressor without changing the direction of movement.
Опционально, подсистема холодильной машины может включать обратный клапан (2), размещенный после компрессора (1) перед конденсатором (3), ресивер (4), фильтр-осушитель (5), смотровое стекло (6), управляемый клапан (7), размещенные последовательно между конденсатором (3) и дроссельным устройством (8), и отделитель жидкости (10), размещенный после испарителя (9) перед компрессором (1).Optionally, the chiller subsystem may include a check valve (2) located after the compressor (1) in front of the condenser (3), a receiver (4), a filter drier (5), a sight glass (6), a controlled valve (7), sequentially between the condenser (3) and the throttle device (8), and the liquid separator (10) placed after the evaporator (9) in front of the compressor (1).
В качестве хладагента может применяться, например, хладон или иной органический хладагент, однако тип применяемого рабочего вещества является несущественным.As a refrigerant, for example, refrigerant or other organic refrigerant can be used, however, the type of working substance used is not significant.
Подсистема теплоносителя включает контур режима охлаждения и контур режима обогрева, через которые циркулирует теплоноситель. The coolant subsystem includes a cooling mode circuit and a heating mode circuit through which the coolant circulates.
В качестве теплоносителя может применяться, например, вода, водный раствор этиленгликоля или пропиленгликоля, масла, однако тип применяемого рабочего вещества является несущественным.As a heat carrier, for example, water, an aqueous solution of ethylene glycol or propylene glycol, oil, can be used, however, the type of working substance used is not significant.
Контур режима охлаждения включает ветвь охлажденного теплоносителя контура режима охлаждения, содержащую первый насос (11), своим выходом соединенный с входом трубопровода, проходящего через испаритель (9) и своим выходом подсоединенного к первому распределительному клапану (12), к которому своим входом подключен первый трубопровод подачи, проходящий через регулирующие клапаны (13, 14) и соединенный своими выходами с внутренними теплообменниками (15, 16). Выходы внутренних теплообменников (15, 16) подсоединены к соответствующим входам первого обратного трубопровода, через первое свое ответвление подсоединенного ко второму распределительному клапану (40), к которому своим входом подсоединен второй обратный трубопровод, своим выходом подсоединенный к входу первого насоса (11). The cooling mode circuit includes a branch of the cooled coolant of the cooling mode circuit, comprising a first pump (11), connected with its output to the inlet of the pipe passing through the evaporator (9) and connected to the first distribution valve (12), to which the first pipe is connected with its input feed passing through the control valves (13, 14) and connected by its outputs to internal heat exchangers (15, 16). The outputs of the internal heat exchangers (15, 16) are connected to the corresponding inputs of the first return pipe, through its first branch connected to the second distribution valve (40), to which the second return pipe is connected with its input, connected to the input of the first pump (11).
Кроме того, предусмотрено, что к выходам первого трубопровода подачи возможно подключение дополнительных теплообменных устройств транспортного средства через регулирующий клапан (17), чтобы обеспечить подачу теплоносителя к дополнительному теплообменнику (18), размещаемому в кабине водителя, а отвод теплоносителя от него возможен через первый обратный трубопровод.In addition, it is provided that it is possible to connect additional vehicle heat exchangers to the exits of the first supply pipeline through a control valve (17) in order to supply the heat carrier to the additional heat exchanger (18) located in the driver's cab, and the heat carrier can be removed from it through the first return pipeline.
Опционально, по пути прохождения теплоносителя по первому обратному трубопроводу может быть предусмотрен расширительный бак (35).Optionally, an expansion tank (35) may be provided along the path of the coolant through the first return pipe.
Подсистема теплоносителя также включает расположенные вблизи теплообменников (15, 16) управляемые приточные вентиляторы (19, 20, 21, 22), которые обеспечивают поток воздуха в соответствующих теплообменниках. The heat transfer subsystem also includes controllable supply fans (19, 20, 21, 22) located near the heat exchangers (15, 16) that provide air flow in the respective heat exchangers.
До воздухоохладителей по ходу движения воздуха расположены воздушные фильтры (23, 24), предназначенные для очистки проходящего воздушного потока.Air filters (23, 24) are located up to the air coolers along the air flow, designed to clean the passing air stream.
Для регулировки потока рециркуляционного воздуха, то есть воздуха из кондиционируемого объема, подаваемого приточными вентиляторами к теплообменникам, предусмотрены управляемые заслонки рециркуляционного воздуха пассажирского салона (25, 27).To control the flow of recirculated air, i.e., air from the air-conditioned volume supplied by the supply fans to the heat exchangers, controllable air recirculation air flaps of the passenger compartment are provided (25, 27).
В случае подключения дополнительных теплообменных устройств, например, теплообменника кабины водителя (18), регулировка потока рециркуляционного воздуха осуществляется также с помощью управляемой заслонки рециркуляционного воздуха кабины водителя (29).In the case of connecting additional heat exchanging devices, for example, a heat exchanger of the driver’s cabin (18), the flow of recirculated air is also regulated by means of a controlled recirculation air damper of the driver’s cabin (29).
Регулировка потока наружного воздуха, забираемого извне из окружающего пространства и подаваемого приточными вентиляторами к теплообменникам, осуществляется посредством управляемых заслонок наружного воздуха пассажирского салона (26, 28).The flow of external air drawn from outside from the surrounding space and supplied by supply fans to the heat exchangers is controlled by means of controlled external air dampers of the passenger compartment (26, 28).
В случае подключения дополнительных теплообменных устройств, например, теплообменника кабины водителя (18), регулировка потока наружного воздуха, забираемого извне из окружающего пространства и подаваемого приточными вентиляторами к теплообменникам, осуществляется также посредством управляемой заслонки наружного воздуха кабины водителя (30).In the case of connecting additional heat exchangers, for example, a heat exchanger of the driver’s cabin (18), adjustment of the flow of outdoor air drawn from outside from the outside and supplied by supply fans to the heat exchangers is also carried out by means of a controlled external damper of the driver’s cabin (30).
Контур режима охлаждения также включает ветвь нагретого теплоносителя контура режима охлаждения, которая содержит второй насос (36), своим выходом соединенный с входом трубопровода, проходящего через конденсатор (3) и своим выходом подсоединенного к третьему распределительному клапану (37), к которому своим входом подсоединен второй трубопровод подачи, соединенный своим выходом с каждым из входов внешнего теплообменника (53), который обдувается вентиляторами (38). Внешний теплообменник (53) каждым из своих выходов подсоединен к входу третьего обратного трубопровода, по которому теплоноситель попадает в расширительный бак (39) и далее к четвертому распределительному клапану (41), к которому своим входом подсоединен трубопровод, своим выходом подсоединенный к пятому распределительному клапану (42), к которому своим входом подсоединен четвертый обратный трубопровод, своим выходом соединенный со входом второго насоса (36).The cooling mode circuit also includes a branch of the heated coolant of the cooling mode circuit, which contains a second pump (36), connected with its output to the inlet of the pipeline passing through the condenser (3) and connected to the third distribution valve (37), to which it is connected with its input a second supply pipe connected by its outlet to each of the inputs of the external heat exchanger (53), which is blown by fans (38). An external heat exchanger (53) is connected with each of its outputs to the inlet of the third return pipe, through which the coolant enters the expansion tank (39) and then to the fourth distribution valve (41), to which a pipe is connected with its inlet and connected to the fifth distribution valve with its output (42), to which a fourth return pipe is connected at its inlet, connected at its output to the inlet of the second pump (36).
Контур режима обогрева включает ветвь нагретого теплоносителя контура режима обогрева, содержащую второй насос (36), своим выходом соединенный с входом трубопровода, проходящего через конденсатор (3) и своим выходом подсоединенного к третьему распределительному клапану (37), к которому своим входом подсоединен трубопровод, своим выходом подсоединенный к первому трубопроводу подачи, соединенному своим выходом через регулирующие клапаны (13, 14) с внутренними теплообменниками (15, 16), каждый из которых своим выходом подсоединен к входу первого обратного трубопровода, через второе свое ответвление подсоединенного к пятому распределительному клапану (42), к которому своим входом подсоединен четвертый обратный трубопровод, своим выходом соединенный со входом второго насоса (36).The heating mode circuit includes a branch of the heated coolant of the heating mode circuit, comprising a second pump (36), connected with its output to the inlet of the pipeline passing through the condenser (3) and connected with its output to the third distribution valve (37), to which the pipeline is connected with its input, connected with its output to the first supply pipe, connected with its output through control valves (13, 14) with internal heat exchangers (15, 16), each of which is connected with its output to the input of the first a brother pipeline, through its second branch connected to the fifth distribution valve (42), to which a fourth return pipe is connected at its input, connected to the input of the second pump (36) by its output.
Опционально, к ветви нагретого теплоносителя контура режима обогрева могут быть подключены дополнительные обогреватели – теплообменники (18, 44, 46) с соответствующими приточными вентиляторами (45, 47, 50). Эти дополнительные обогреватели соединены с первым трубопроводом подачи теплоносителя посредством трубопроводов, проходящих через регулирующие клапаны (47, 48, 49), и с первым обратным трубопроводом посредством соответствующих трубопроводов.Optionally, additional heaters - heat exchangers (18, 44, 46) with corresponding supply fans (45, 47, 50) can be connected to the branch of the heated coolant of the heating mode circuit. These additional heaters are connected to the first coolant supply pipe via pipelines passing through the control valves (47, 48, 49), and to the first return pipe via corresponding pipelines.
Контур режима обогрева также включает ветвь охлажденного теплоносителя контура режима обогрева, содержащую первый насос (11), своим выходом соединенный с входом трубопровода, проходящего через испаритель (9) и своим выходом подсоединенного к первому распределительному клапану (12), к которому своим входом подсоединен трубопровод, своим выходом подсоединенный к второму трубопроводу подачи, соединенному своим выходом с каждым из входов внешнего теплообменника (53), который каждым из своих выходов подсоединен к входу третьего обратного трубопровода, по которому теплоноситель попадает в расширительный бак (39) и далее к четвертому распределительному клапану (41), к которому своим входом подсоединен трубопровод, своим выходом подсоединенный к второму распределительному клапану (40), к которому своим входом подсоединен второй обратный трубопровод, своим выходом подсоединенный ко входу первого насоса (11). The heating mode circuit also includes a branch of the cooled coolant of the heating mode circuit, comprising a first pump (11) connected by its output to the inlet of the pipe passing through the evaporator (9) and connected to the first distribution valve (12) by its output, to which the pipe is connected by its input connected by its output to a second supply pipe connected by its output to each of the inputs of the external heat exchanger (53), which by each of its outputs is connected to the input of the third return pipe a wire through which the coolant enters the expansion tank (39) and then to the fourth distribution valve (41), to which a pipe is connected at its input, connected to a second distribution valve (40) with its output, to which a second return pipe is connected with its input output connected to the input of the first pump (11).
Опционально, климатическая установка может включать дополнительные трубопроводы для обеспечения охлаждения преобразователя (43). Один такой дополнительный трубопровод предназначен для отбора теплоносителя от выхода насоса (36) и направления его к преобразователю (43), а второй дополнительный трубопровод предназначен для отведения подогретого после теплообмена с преобразователем (43) теплоносителя к выходу из конденсатора (3). Optionally, the air conditioning system may include additional piping to provide cooling for the converter (43). One such additional pipeline is designed to select the coolant from the pump outlet (36) and direct it to the converter (43), and the second additional pipeline is designed to divert the coolant heated up after heat exchange with the converter (43) to the outlet of the condenser (3).
Опционально, климатическая установка может включать, помимо указанных дополнительных трубопроводов, и сам преобразователь (43) в случае, если таковой не предусмотрен конструкцией транспортного средства.Optionally, the air conditioning system may include, in addition to the specified additional pipelines, the converter itself (43) if this is not provided for by the vehicle design.
Подсистема управления (31) включает устройство управления, выполненную с возможностью обрабатывать показания группы датчиков температуры и принимать решения на основе показаний этих датчиков. The control subsystem (31) includes a control device configured to process the readings of a group of temperature sensors and make decisions based on the readings of these sensors.
Группа датчиков температуры должна иметь по меньшей мере следующие датчики: A group of temperature sensors must have at least the following sensors:
датчик температуры рециркуляции (32), устанавливаемый в потоке рециркуляционного воздуха на входе в корпус климатической установки и до заслонок рециркуляционного воздуха (25) и (27); recirculation temperature sensor (32), installed in the recirculated air stream at the inlet to the air conditioning system and to the recirculated air dampers (25) and (27);
датчики температуры приточного воздуха (33, 34), размещаемые в потоке приточного обработанного воздуха после вентиляторов (19, 20, 21, 22) и до выхода из корпуса климатической установки в кондиционируемый объем; supply air temperature sensors (33, 34), placed in the supply of treated air after the fans (19, 20, 21, 22) and before leaving the air conditioning unit in an air-conditioned volume;
датчик температуры подачи теплоносителя (51), устанавливаемый в первом трубопроводе подачи; a coolant supply temperature sensor (51) installed in the first supply pipe;
датчик температуры обратного потока теплоносителя (52), устанавливаемый в первом обратном трубопроводе. a return temperature sensor for the coolant (52) installed in the first return pipe.
Опционально, датчики температуры, помимо вышеназванных, могут быть установлены с целью измерения температуры воздуха и/или измерения температуры теплоносителя и в других местах. Например, датчик температуры рециркуляции может быть установлен в потоке рециркуляционного воздуха, забираемого из кабины водителя, на вход в корпус климатической установки и до заслонки рециркуляционного воздуха (29) кабины водителя. Также может устанавливаться датчик температуры наружного воздуха перед заслонкой наружного воздуха (27) или (28).Optionally, temperature sensors, in addition to the above, can be installed to measure air temperature and / or measure the temperature of the coolant in other places. For example, the recirculation temperature sensor can be installed in a stream of recirculated air taken from the driver’s cabin, at the entrance to the air conditioning system and up to the recirculated air damper (29) of the driver’s cabin. An outside temperature sensor can also be installed in front of the outside air damper (27) or (28).
Подсистема управления соединена соответствующими линиями связи со всем управляемым оборудованием климатической установки, а также с дополнительными элементами. The control subsystem is connected by appropriate communication lines with all controlled equipment of the air conditioning system, as well as with additional elements.
Устройство управления подсистемы управления получает данные от группы датчиков температуры и в зависимости от полученных данных формирует контур режима охлаждения или контур режима обогрева за счет переключения соответствующих клапанов и подачи сигналов на включение/выключение соответствующего оборудования. Таким образом, устройство управления подсистемы управления обеспечивает переключение режима работы климатической установки с режима обогрева на режим охлаждения и с режима охлаждения на режим обогрева. The control device of the control subsystem receives data from a group of temperature sensors and, depending on the received data, forms a cooling mode circuit or a heating mode circuit by switching the corresponding valves and supplying signals for turning on / off the corresponding equipment. Thus, the control device of the control subsystem provides switching the operating mode of the air conditioner from heating mode to cooling mode and from cooling mode to heating mode.
Все указанные выше компоненты климатической установки, включая подсистему холодильной машины, подсистему теплоносителя и подсистему управления, расположены в едином корпусе. All the above components of the air conditioning system, including the chiller subsystem, the coolant subsystem and the control subsystem, are located in a single housing.
Дополнительные теплообменники (18, 44, 46) с соответствующими вентиляторами (50, 45, 47), размещаемые вне единого корпуса, могут быть подключены к климатической установке посредством регулирующих клапанов (17, 48, 49) и трубопроводов к ним и от них.Additional heat exchangers (18, 44, 46) with corresponding fans (50, 45, 47), placed outside a single housing, can be connected to the air conditioning system by means of control valves (17, 48, 49) and pipelines to and from them.
Внутренние теплообменники (15, 16) представляют собой теплообменники, которые в зависимости от режима работы климатической установки служат в качестве охладителей либо в качестве нагревателей воздуха. Internal heat exchangers (15, 16) are heat exchangers that, depending on the operating mode of the air conditioning system, serve as coolers or as air heaters.
Первый трубопровод подачи, второй трубопровод подачи, первый, второй, третий и четвертый обратные трубопроводы используются как в режиме обогрева, так и в режиме охлаждения, что позволяет избежать необходимости использования дополнительных трубопроводов для каждого из режимов работы. The first supply pipe, the second supply pipe, the first, second, third and fourth return pipelines are used both in heating mode and in cooling mode, which avoids the need to use additional pipelines for each of the operating modes.
Предложенная компоновка климатической системы значительно более эффективно использует пространство за счет использования теплообменников и трубопроводов как в режиме охлаждения, так и в режиме обогрева без увеличения количества элементов и делает климатическую систему более компактной. Применение заявленной климатической системы позволяет обеспечить соответствие требованиям компактности, обусловленным особенностями применения и эксплуатации пассажирского транспорта. The proposed layout of the climate system makes much more efficient use of space due to the use of heat exchangers and pipelines both in cooling mode and in heating mode without increasing the number of elements and makes the climate system more compact. The application of the claimed climate system allows to ensure compliance with the requirements of compactness, due to the features of the application and operation of passenger transport.
Кроме того, реализация размещения всех ключевых компонентов в едином корпусе (моноблок) позволяет упростить процесс монтажа установки на транспортное средство: моноблок устанавливается простым подъемом и креплением к кузову, в то время как решения-аналоги предполагают установку отдельных элементов холодильной машины и гидравлического контура с распределением по транспортному средству, что приводит к усложнению производственного процесса сборки транспортного средства. В случае выхода из строя аналогов заявленной полезной модели их ремонт с большой долей вероятности потребует демонтажа прочего оборудования и/или конструкционных элементов транспортного средства. В отличие от этого, заявленная полезная модель позволяет заменить моноблок целиком, чем сэкономить время возврата транспортного средства в эксплуатацию. In addition, the implementation of the placement of all key components in a single housing (monoblock) allows to simplify the installation process on the vehicle: the monoblock is installed by simple lifting and attaching to the body, while the analog solutions involve the installation of individual elements of the chiller and the hydraulic circuit with distribution for a vehicle, which complicates the production process of assembling a vehicle. In case of failure of analogues of the claimed utility model, their repair with a high degree of probability will require the dismantling of other equipment and / or structural elements of the vehicle. In contrast, the claimed utility model allows you to replace the entire candybar than to save time returning the vehicle to operation.
Работает климатическая установка следующим образом.The air conditioning system operates as follows.
В подсистеме холодильной машины пары хладагента сжимаются компрессором (1) и подаются по трубопроводу через обратный клапан (2) в конденсатор (3), в котором происходит их охлаждение и конденсация за счет теплообмена с потоком теплоносителя, также циркулирующего через конденсатор (3). Из конденсатора (3) жидкий хладагент по трубопроводу через ресивер (4), фильтр-осушитель (5), смотровое стекло (6), управляемый клапан (7), дроссельное устройство (8) попадают в испаритель (9). В испарителе (9) за счёт дросселирования потока хладагента через отверстие изменяемого сечения дроссельного устройства (8) и соответствующего падения давления происходит выкипание жидкой фазы хладагента с понижением его температуры и отбором тепла у циркулирующего через испаритель (9) потока теплоносителя. Из испарителя (9) перегретые пары хладагента через трубопровод попадают в отделитель жидкости (10), защищающий компрессор (1) от попадания частиц жидкого хладагента в случае их неполного выкипания в испарителе (9), и по трубопроводу попадают в компрессор (1), где сжимаются и цикл повторяется.In the chiller subsystem, refrigerant vapors are compressed by a compressor (1) and piped through a non-return valve (2) to a condenser (3), in which they are cooled and condensed by heat exchange with a coolant flow also circulating through the condenser (3). From the condenser (3), liquid refrigerant is piped through the receiver (4), the filter drier (5), the sight glass (6), the controlled valve (7), the throttle device (8) enter the evaporator (9). In the evaporator (9), due to the throttling of the refrigerant flow through the orifice of the variable cross-section of the throttle device (8) and the corresponding pressure drop, the liquid phase of the refrigerant is boiled off with a decrease in its temperature and heat is removed from the heat carrier circulating through the evaporator (9). From the evaporator (9), superheated refrigerant vapors pass through the pipeline to the liquid separator (10), which protects the compressor (1) from the ingress of liquid refrigerant particles in the event of their incomplete boiling in the evaporator (9), and through the pipeline enter the compressor (1), where are compressed and the cycle repeats.
При работе в режиме охлаждения, то есть при необходимости подачи пассажирам и водителю охлажденного воздуха, климатическая установка работает в соответствии со схемой, приведенной на фиг.1. When operating in cooling mode, that is, if it is necessary to supply passengers and the driver with chilled air, the air conditioning system operates in accordance with the scheme shown in figure 1.
По результатам анализа данных, получаемых от датчиков температуры, управляющее устройство подсистемы управления регулирует состояние регулирующих клапанов (13, 14), а также распределительных клапанов (12, 37, 40, 41, 42), тем самым формирует контур режима охлаждения. Подсистема управления также может управлять регулирующими клапанами (17,48,49), которыми снабжены дополнительные теплообменные устройства транспортного средства.Based on the analysis of data received from temperature sensors, the control device of the control subsystem regulates the status of control valves (13, 14), as well as distribution valves (12, 37, 40, 41, 42), thereby forming a cooling circuit. The control subsystem can also control the control valves (17.48.49), which are equipped with additional vehicle heat exchangers.
В результате этого теплоноситель в ветви охлажденного теплоносителя контура режима охлаждения перемещается насосом (11) через испаритель (9) по трубопроводу к первому распределительному клапану (12), задающему направление движения теплоносителя в зависимости от режима работы. Из первого распределительного клапана (12) по первому трубопроводу подачи теплоноситель поступает через регулирующие клапаны (13) и (14) во внутренние теплообменники (15) и (16), выполняющие в данном режиме работы функцию воздухоохладителей.As a result, the coolant in the branch of the cooled coolant of the cooling circuit is moved by the pump (11) through the evaporator (9) through the pipeline to the first distribution valve (12), which sets the direction of movement of the coolant depending on the operating mode. From the first distribution valve (12) through the first supply pipe, the coolant flows through the control valves (13) and (14) to the internal heat exchangers (15) and (16), which perform the function of air coolers in this operating mode.
Опционально, теплоноситель поступает также через регулирующий клапан (17) в теплообменное устройство кабины водителя.Optionally, the coolant also enters through the control valve (17) into the heat exchange device of the driver's cab.
Во внутренних теплообменниках (15, 16), выполняющих в данном режиме функцию охладителей воздуха, происходит теплообмен между охлажденным при проходе через испаритель (9) холодильной машины теплоносителем и потоком воздуха, создаваемым приточными вентиляторами (19, 20, 21, 22).In internal heat exchangers (15, 16) that perform the function of air coolers in this mode, heat is exchanged between the coolant passing through the evaporator (9) of the refrigerating machine and the air flow created by the supply fans (19, 20, 21, 22).
Аналогичный процесс происходит и в дополнительных теплообменниках, которые могут быть подключены к установке. Поток воздуха при этом является смесью рециркуляционного воздуха и наружного воздуха. Рециркуляционный воздух забирается из пассажирского салона транспортного средства через отверстие, в днище климатической установки и соответствующее отверстие в конструкционном элементе транспортного средства. A similar process occurs in additional heat exchangers that can be connected to the installation. The air flow in this case is a mixture of recirculated air and outdoor air. Recirculation air is taken from the passenger compartment of the vehicle through an opening in the bottom of the air conditioning system and a corresponding opening in the structural element of the vehicle.
В случае подключения теплообменника (18) кабины водителя рециркуляционный воздух может забираться также и из кабины водителя через отверстия, расположенные под панелью управления транспортного средства.In case of connecting the heat exchanger (18) of the driver’s cab, recirculated air can also be taken from the driver’s cab through the openings located under the control panel of the vehicle.
Наружный воздух забирается извне, «с улицы», через соответствующие отверстия. Соотношение рециркуляционного и наружного воздуха регулируется при помощи управляемых заслонок (25, 27) рециркуляционного воздуха пассажирского салона, управляемых заслонок (26, 28) наружного воздуха пассажирского салона. В процессе теплообмена воздух охлаждается до необходимой температуры и подается в салон транспортного средства. Также воздух очищается, проходя через воздушные фильтры (23) и (24), установленные до внутренних теплообменников (15, 16) по ходу воздуха.Outside air is taken from outside, "from the street", through the corresponding openings. The ratio of recirculation and outdoor air is regulated using controlled dampers (25, 27) of the recirculated air of the passenger compartment, controlled dampers (26, 28) of the outside air of the passenger compartment. In the process of heat exchange, the air is cooled to the required temperature and fed to the vehicle interior. Also, the air is cleaned by passing through air filters (23) and (24) installed to the internal heat exchangers (15, 16) along the air.
Проходя через внутренние теплообменники (15, 16), теплоноситель отбирает тепло у проходящего через них воздуха, нагревается и поступает далее по трубопроводам, отходящим от теплообменников (15,16) и в общем образующим первый обратный трубопровод, к входу насоса (11), проходя, в том числе, через расширительный бак (35). После объединения потоков теплоносителя от теплообменников теплоноситель проходит через первое ответвление первого обратного трубопровода ко второму распределительному клапану (40), от которого по второму обратному трубопроводу поступает на вход в первый насос (11), с цикличным повторением циркуляции по описанному контуру.Passing through internal heat exchangers (15, 16), the heat carrier removes heat from the air passing through them, heats up and then passes through pipelines leaving the heat exchangers (15.16) and, in general, forming the first return pipe, to the pump inlet (11), passing including through the expansion tank (35). After combining the coolant flows from the heat exchangers, the coolant passes through the first branch of the first return pipe to the second distribution valve (40), from which it flows through the second return pipe to the inlet of the first pump (11), with a cyclic repetition of the circulation along the described circuit.
В случае подключения дополнительных теплообменников, например, (18), в них происходит аналогичный процесс. In the case of connecting additional heat exchangers, for example, (18), a similar process takes place in them.
Параллельно с описанным процессом в ветви нагретого теплоносителя контура режима охлаждения теплоноситель перемещается вторым насосом (36) по трубопроводу через конденсатор (3) к третьему распределительному клапану (37), находящемуся в положении, обеспечивающем направление теплоносителя к внешнему теплообменнику (53). После третьего распределительного клапана (37) теплоноситель проходит по второму трубопроводу подачи и поступает на вход(ы) внешнего теплообменника (53), где происходит передача тепла, полученного теплоносителем от хладагента в конденсаторе (3) потоку окружающего наружного воздуха, создаваемого за счет работы вентиляторов (38), количество которых может варьироваться. Из внешнего теплообменника (53) охлажденный теплоноситель по третьему обратному трубопроводу попадает в расширительный бак (39), откуда попадает к четвертому распределительному клапану (41), от которого поток теплоносителя далее по трубопроводу направляется к пятому распределительному клапану (42) и затем по четвертому обратному трубопроводу – к входу второго насоса (36) с цикличным повторением циркуляции по описанному контуру. In parallel with the described process, in the branch of the heated coolant of the cooling mode circuit, the coolant is transported by the second pump (36) through the pipeline through the condenser (3) to the third distribution valve (37), which is in the position ensuring the direction of the coolant to the external heat exchanger (53). After the third distribution valve (37), the coolant passes through the second supply pipe and enters the input (s) of the external heat exchanger (53), where the heat received from the coolant from the refrigerant in the condenser (3) is transferred to the ambient air flow generated by the fans (38), the number of which may vary. From the external heat exchanger (53), the cooled coolant through the third return pipe enters the expansion tank (39), from where it enters the fourth distribution valve (41), from which the heat carrier flows further through the pipeline to the fifth distribution valve (42) and then through the fourth non-return valve pipeline - to the inlet of the second pump (36) with cyclic repetition of circulation along the described circuit.
В случае подключения к установке дополнительных теплообменников (44) и (46) при работе в режиме охлаждения остаются закрытыми клапаны (48) и (49), в результате чего не происходит подачи охлажденного теплоносителя к теплообменникам (44) и (46) дополнительных отопителей, устанавливаемых в пассажирском салоне транспортного средства, и вентиляторы (45, 47) дополнительных отопителей не включаются. Вообще говоря, количество дополнительных отопителей не является существенным и может быть различным в зависимости от типа транспортных средств. На фиг.1 для наглядности изображено по одному отопителю на каждую сторону транспортного средства.If additional heat exchangers (44) and (46) are connected to the system during operation in cooling mode, valves (48) and (49) remain closed, as a result of which the cooled coolant does not flow to the heat exchangers (44) and (46) of additional heaters, installed in the passenger compartment of the vehicle, and the fans (45, 47) of additional heaters do not turn on. Generally speaking, the number of additional heaters is not significant and may vary depending on the type of vehicle. 1, for illustrative purposes, one heater is shown on each side of the vehicle.
Таким образом, за счет работы холодильной машины и промежуточных теплообменников реализуется процесс подачи охлаждённого приточного воздуха и отбора тепла у воздуха внутри салона и кабины с понижением его температуры до необходимого значения и сбросом этого тепла через промежуточные среды – теплоноситель и хладагент – в окружающую среду.Thus, due to the operation of the refrigerating machine and intermediate heat exchangers, the process of supplying chilled supply air and taking heat from the air inside the cabin and the cabin is realized with lowering its temperature to the required value and discharging this heat through intermediate media - heat carrier and refrigerant - into the environment.
При работе в режиме обогрева, то есть при необходимости подачи пассажирам и водителю нагретого воздуха, климатическая установка работает в соответствии со схемой, приведенной на фиг.2.When operating in heating mode, that is, if it is necessary to supply heated air to passengers and the driver, the air conditioner operates in accordance with the circuit shown in FIG. 2.
По результатам анализа данных, получаемых от датчиков температуры, управляющее устройство подсистемы управления регулирует состояние регулирующих клапанов (13, 14) и распределительных клапанов (12, 37, 40, 41, 42), тем самым формирует контур режима обогрева,According to the analysis of data received from temperature sensors, the control device of the control subsystem regulates the state of the control valves (13, 14) and control valves (12, 37, 40, 41, 42), thereby forming a heating mode circuit,
В результате этого теплоноситель в ветви нагретого теплоносителя контура режима обогрева нагнетается вторым насосом (36) через конденсатор (3) по трубопроводу к третьему распределительному клапану (37), задающему направление движения теплоносителя в зависимости от режима работы. Из третьего распределительного клапана (37) через трубопровод, своим выходом подсоединенный к первому трубопроводу подачи, теплоноситель попадает через регулирующие клапаны к внутренним теплообменникам (15, 16), которые в данном режиме работы являются нагревателями воздуха. Теплоноситель попадает во внутренние теплообменники (15) и (16) установки кондиционирования через регулирующие клапаны (13) и (14). В нагревателях воздуха (15, 16) происходит теплообмен между теплоносителем, получившим тепло от хладагента в конденсаторе (3), и потоком воздуха, создаваемым приточными вентиляторами (19, 20, 21, 22). Поток воздуха при этом является смесью рециркуляционного воздуха и наружного воздуха. As a result, the coolant in the branch of the heated coolant of the heating mode circuit is pumped by the second pump (36) through the condenser (3) through the pipeline to the third distribution valve (37), which sets the direction of movement of the coolant depending on the operating mode. From the third distribution valve (37), through the outlet connected to the first supply pipe, the coolant flows through the control valves to the internal heat exchangers (15, 16), which in this operating mode are air heaters. The coolant enters the internal heat exchangers (15) and (16) of the air conditioning unit through the control valves (13) and (14). In air heaters (15, 16), heat is exchanged between the coolant that received heat from the refrigerant in the condenser (3) and the air stream created by the supply fans (19, 20, 21, 22). The air flow in this case is a mixture of recirculated air and outdoor air.
Рециркуляционный воздух забирается из пассажирского салона транспортного средства через отверстие, например, в днище климатической установки, и соответствующее отверстие в конструкционном элементе транспортного средства.Recirculated air is taken from the passenger compartment of the vehicle through an opening, for example, in the bottom of an air conditioner, and a corresponding opening in the structural element of the vehicle.
Опционально, в случае подключения теплообменника (18) кабины водителя, в теплообменнике (18) происходит теплообмен между теплоносителем, получившим тепло от хладагента в конденсаторе (3), и потоком воздуха, создаваемом вентилятором (50) дополнительного теплообменника кабины водителя. Кроме того, рециркуляционный воздух может забираться также и из кабины водителя через отверстия, расположенные под панелью управления транспортного средства.Optionally, if the driver’s cabin heat exchanger (18) is connected, heat exchange takes place between the heat carrier that received heat from the refrigerant in the condenser (3) and the air stream created by the fan (50) of the driver’s additional cabin heat exchanger. In addition, recirculated air can also be taken from the driver’s cab through openings located under the vehicle’s control panel.
Наружный воздух забирается извне, «с улицы», через соответствующие отверстия. Соотношение рециркуляционного и наружного воздуха регулируется при помощи управляемых заслонок (25, 27) рециркуляционного воздуха пассажирского салона, управляемых заслонок (26, 28) наружного воздуха пассажирского салона. Outside air is taken from outside, "from the street", through the corresponding openings. The ratio of recirculation and outdoor air is regulated using controlled dampers (25, 27) of the recirculated air of the passenger compartment, controlled dampers (26, 28) of the outside air of the passenger compartment.
Опционально, соотношение рециркуляционного и наружного воздуха может регулироваться также при помощи управляемых заслонок (29) рециркуляционного воздуха кабины водителя, управляемых заслонок (30) наружного воздуха кабины водителя. Optionally, the ratio of recirculation to outside air can also be adjusted using the controlled dampers (29) of the recirculated air in the driver’s cab, the controlled dampers (30) of the outside air in the driver’s cab.
В процессе теплообмена воздух нагревается до необходимой температуры и подается в пассажирский салон транспортного средства и/или в кабину водителя. Также воздух очищается, проходя через воздушные фильтры (23) и (24), установленные до теплообменников (15, 16) по ходу движения воздуха. In the process of heat exchange, the air is heated to the required temperature and is supplied to the passenger compartment of the vehicle and / or to the driver's cab. Also, the air is cleaned by passing through the air filters (23) and (24) installed to the heat exchangers (15, 16) along the air.
В случае подключения к установке дополнительных теплообменников (18, 44, 46) теплоноситель поступает через регулирующий клапан (17), в теплообменники дополнительных отопителей (44) и (46), например салона – через регулирующие клапаны (48) и (49).In the case of connecting additional heat exchangers (18, 44, 46) to the installation, the coolant enters through the control valve (17), and to the heat exchangers of the additional heaters (44) and (46), for example the passenger compartment, through the control valves (48) and (49).
Кроме того, опционально, регулирующие клапаны (48) и (49) могут быть открыты, и тогда в теплообменниках (44) и (46) дополнительных отопителей транспортного средства происходит передача тепла от теплоносителя воздуху пассажирского салона, прогоняемому вентиляторами (45) и (47) через теплообменники. При этом не происходит подмеса наружного воздуха, и очистка, как правило, не производится. Нагрев воздуха в зоне размещения дополнительных устройств позволяет обеспечить комфортный перепад температур по высоте транспортного средства, что является одним из критериев комфортных условий пребывания людей в нем.In addition, optionally, the control valves (48) and (49) can be opened, and then in the heat exchangers (44) and (46) of the vehicle’s additional heaters, heat is transferred from the coolant to the passenger compartment air driven by fans (45) and (47 ) through heat exchangers. In this case, there is no mixture of outside air, and cleaning, as a rule, is not performed. Air heating in the area where additional devices are located allows for a comfortable temperature difference along the height of the vehicle, which is one of the criteria for comfortable conditions for people to stay in it.
Теплоноситель, проходя через перечисленные теплообменники, отдает тепло проходящему через них воздуху, охлаждается и поступает по трубопроводам, отходящим от теплообменников, в том числе один из которых проходит через расширительный бак (35). Указанные трубопроводы по существу формируют первый обратный трубопровод, который, после объединения потоков теплоносителя, через свое второе ответвление подсоединен к пятому распределительному клапану (42). От пятого распределительному клапана (42) теплоноситель поступает по четвертому обратному трубопроводу на вход второго насоса (36), с цикличным повторением циркуляции.The heat carrier passing through the heat exchangers listed above gives off heat to the air passing through them, is cooled and supplied through pipelines leaving the heat exchangers, including one of which passes through an expansion tank (35). These pipelines essentially form a first return pipe, which, after combining the coolant flows, is connected through its second branch to the fifth distribution valve (42). From the fifth distribution valve (42), the coolant flows through the fourth return pipe to the inlet of the second pump (36), with a cyclic repetition of circulation.
Параллельно с описанным процессом, в ветви охлажденного теплоносителя контура режима обогрева теплоноситель перемещается первым насосом (11) по трубопроводу через испаритель (9) к первому распределительному клапану (12), обеспечивающему подачу теплоносителя по направлению к внешнему теплообменнику (53). От первого распределительному клапана теплоноситель по трубопроводу, своим выходом подсоединенному к второму трубопроводу подачи и далее через второй трубопровод подачи попадает во внешний теплообменник (53), в котором происходит процесс нагрева теплоносителя потоком наружного воздуха, забираемом из окружающей среды вентиляторами (38) через соответствующие отверстия в корпусе климатической установки и проходящим через внешний теплообменник, и выбрасываемом через соответствующие отверстия в корпусе климатической установки обратно в окружающую среду. Получивший тепло от окружающего воздуха теплоноситель по соответствующим трубопроводам, по существу образующим третий обратный трубопровод, поступает через расширительный бак (39) в четвертый распределительный клапан (41) на вход первого насоса (11) через подсоединенный к клапану (41) своим входом трубопровод, своим выходом подсоединенный к второму распределительный клапану (40), к которому своим входом подсоединен второй обратный трубопровод, своим выходом подсоединенный к входу первого насоса (11), с цикличным повторением циркуляции по этой ветви.In parallel with the described process, in the branch of the cooled coolant of the heating mode circuit, the coolant is transported by the first pump (11) through the pipeline through the evaporator (9) to the first distribution valve (12), which supplies the coolant towards the external heat exchanger (53). From the first distribution valve, the coolant is piped through its outlet to the second supply pipe and then through the second supply pipe to the external heat exchanger (53), in which the heating medium is heated by the flow of external air taken from the environment by fans (38) through the corresponding openings in the case of the air conditioner and passing through an external heat exchanger, and ejected through the corresponding holes in the case of the air conditioner back into environment. The heat carrier that received heat from the ambient air through the corresponding pipelines, essentially forming the third return pipe, enters through the expansion tank (39) into the fourth distribution valve (41) to the inlet of the first pump (11) through the pipeline connected to the valve (41) by its inlet, connected to the second distribution valve (40) with an output, to which a second return pipe is connected with its input, connected to the input of the first pump (11) with its output, with cyclic repetition of this branches.
Таким образом, за счет работы холодильной машины и промежуточных теплообменников реализуется процесс отбора тепла у воздуха окружающей среды и передача этого тепла через промежуточные среды – теплоноситель и хладагент – воздуху пассажирского салона и кабины водителя с его нагревом до требуемой температуры.Thus, due to the operation of the refrigeration machine and intermediate heat exchangers, the process of heat extraction from the ambient air and the transfer of this heat through intermediate media - the heat carrier and refrigerant - to the air of the passenger compartment and the driver's cabin with its heating to the required temperature are realized.
Температура воздуха в процессе работы климатической установки контролируется подключенными к подсистеме управления (31) измерителями (датчиками) температуры воздуха. Датчики температуры позволяют подсистеме управления получать информацию об актуальных значениях температуры воздуха – наружного, рециркуляционного и приточного, подаваемого в пассажирский салон. Датчики температуры рециркуляции позволяют подсистеме питания оценивать температуру воздуха внутри транспортного средства, чтобы управляющее устройство могло сравнить эти значения с заданным для поддержания значением, хранящимся в памяти управляющего устройства, и переключило оборудование системы в режим, обеспечивающий подачу охлажденного или подогретого теплоносителя во внутренние теплообменники (15, 16), и, опционально, также через трубопроводы подключения подсистемы теплоносителя к дополнительным теплообменным устройствам транспортного средства в зависимости от разности между заданной и фактической температурой внутри транспортного средства.The air temperature during the operation of the air conditioner is controlled by air temperature meters (sensors) connected to the control subsystem (31). Temperature sensors allow the control subsystem to obtain information on the current values of air temperature - outdoor, recirculation and supply, supplied to the passenger compartment. The recirculation temperature sensors allow the power subsystem to estimate the temperature of the air inside the vehicle so that the control device can compare these values with the set value stored in the memory of the control device and switch the system equipment to the mode providing the supply of cooled or heated coolant to the internal heat exchangers (15 , 16), and, optionally, also through pipelines connecting the coolant subsystem to additional heat exchangers Sportna means depending on the difference between the desired and the actual temperature within the vehicle.
Датчики температуры приточного воздуха (33) и/или (34) позволяют подсистеме управления оценивать температуру воздуха, подаваемого в пассажирский салон транспортного средства, сравнивать ее с требуемым значением и отдавать необходимые команды для достижения требуемого значения в зависимости от разности требуемой и фактической температуры подаваемого воздуха, которая в свою очередь регулируется контролем температуры подаваемого и обратного потока теплоносителя, измеряемой датчиками температуры (51) и (52).The supply air temperature sensors (33) and / or (34) allow the control subsystem to evaluate the temperature of the air supplied to the passenger compartment of the vehicle, compare it with the required value and give the necessary commands to achieve the desired value depending on the difference between the required and actual temperature of the supplied air , which, in turn, is controlled by monitoring the temperature of the supplied and return flow of the coolant, measured by temperature sensors (51) and (52).
Более предпочтительный вариант работы подсистемы управления заключается в следующем. Подсистема управления, анализируя значение температуры воздуха в пассажирском салоне или кабине водителя по показаниям соответствующего датчика температуры рециркуляции и динамике изменения этой температуры, определяет необходимую температуру подаваемого воздуха для поддержания требуемой температуры внутри кондиционируемого объема с высокой точностью. В зависимости от соотношения между фактической температурой воздуха, подаваемого в транспортное средство, и рассчитанной температурой происходит выбор режима и необходимой мощности охлаждения или нагрева. Температуру подаваемого воздуха возможно регулировать разными способами. Например, температуру подаваемого воздуха можно регулировать путем изменения частоты вращения вентилятора соответствующего теплообменника и соответственно расхода воздуха через него. Температуру подаваемого воздуха можно регулировать путем изменения расхода теплоносителя, изменяя частоту вращения насоса. Температуру подаваемого воздуха также можно регулировать путем изменения расхода теплоносителя, изменяя степень открытия регулирующих клапанов соответствующих теплообменников. Температуру подаваемого воздуха можно регулировать путем изменения температуры теплоносителя, которая отслеживается по датчикам температуры теплоносителя, и регулируется за счет изменения параметров работы компрессора холодильной машины. Параметры работы компрессора можно менять за счет изменения частоты вращения вала электродвигателя при помощи преобразователя частоты по соответствующим сигналам системы управления. Температуру подаваемого воздуха можно регулировать комбинированием приведенных выше способов.A more preferred option for the management subsystem is as follows. The control subsystem, analyzing the air temperature in the passenger compartment or driver’s cabin according to the readings of the corresponding recirculation temperature sensor and the dynamics of this temperature, determines the required temperature of the supplied air to maintain the required temperature inside the air-conditioned volume with high accuracy. Depending on the ratio between the actual temperature of the air supplied to the vehicle and the calculated temperature, the mode and the required cooling or heating power are selected. The temperature of the supplied air can be controlled in various ways. For example, the temperature of the supplied air can be controlled by changing the fan speed of the corresponding heat exchanger and, accordingly, the air flow through it. The temperature of the supplied air can be controlled by changing the flow rate of the coolant, changing the speed of the pump. The temperature of the supplied air can also be controlled by changing the flow rate of the coolant, changing the degree of opening of the control valves of the respective heat exchangers. The temperature of the supplied air can be controlled by changing the temperature of the coolant, which is monitored by the temperature sensors of the coolant, and is controlled by changing the operating parameters of the compressor of the refrigeration machine. The compressor operation parameters can be changed by changing the frequency of rotation of the motor shaft using a frequency converter according to the corresponding signals of the control system. The temperature of the supplied air can be controlled by combining the above methods.
Климатическая установка, содержащая все вышеперечисленные узлы и компоненты, позволяет обеспечить качественное кондиционирование воздуха как в режиме охлаждения, так и в режиме отопления. Будучи выполненной по существу в виде моноблока, заявленная климатическая установка позволяет существенно сэкономить время как на монтажные, так и на ремонтные работы. Благодаря использованию жидкого теплоносителя, а также разработанным компоновочным решениям, климатическая установка отличается компактностью. В климатической установке проводится подготовка жидкого теплоносителя до необходимой температуры для качественного кондиционирования кабины водителя и пассажирского салона электротранспорта с ограниченным энергопотреблением посредством организации теплообмена воздуха, подлежащего кондиционированию, с подготовленным жидким теплоносителем.The air conditioning system, containing all of the above components and components, allows for high-quality air conditioning both in cooling mode and in heating mode. Being made essentially in the form of a monoblock, the claimed air conditioning system can significantly save time both for installation and repair work. Thanks to the use of liquid coolant, as well as the developed layout solutions, the air conditioning system is compact. In the air conditioning system, the liquid coolant is prepared to the required temperature for high-quality conditioning of the driver's cab and passenger compartment of electric vehicles with limited energy consumption by organizing the heat exchange of the air to be conditioned with the prepared liquid coolant.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019128131U RU193446U1 (en) | 2019-09-06 | 2019-09-06 | CLIMATE INSTALLATION OF ELECTRIC BUS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019128131U RU193446U1 (en) | 2019-09-06 | 2019-09-06 | CLIMATE INSTALLATION OF ELECTRIC BUS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU193446U1 true RU193446U1 (en) | 2019-10-29 |
Family
ID=68500116
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019128131U RU193446U1 (en) | 2019-09-06 | 2019-09-06 | CLIMATE INSTALLATION OF ELECTRIC BUS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU193446U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113829832A (en) * | 2021-09-27 | 2021-12-24 | 浙江吉利控股集团有限公司 | Thermal management system and vehicle |
RU2825479C1 (en) * | 2024-03-07 | 2024-08-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Горизонт" | Electric transport microclimate provision system |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU44594U1 (en) * | 2004-12-29 | 2005-03-27 | Закрытое акционерное общество "ЗАВОД АВТОКОМПОНЕНТОВ" | CLIMATE INSTALLATION OF A VEHICLE |
RU2573514C1 (en) * | 2014-11-12 | 2016-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования) "Ярославский государственный технический университет" (ФГБОУВПО "ЯГТУ") | Vehicle climatic system |
RU2647392C1 (en) * | 2016-12-07 | 2018-03-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Vehicle climate system |
US10183549B2 (en) * | 2017-04-27 | 2019-01-22 | Ford Global Technologies, Llc | Modulating vehicle heating and cooling system and control method |
DE102018124748A1 (en) * | 2017-11-24 | 2019-05-29 | Hanon Systems | Multi-zone air conditioning system for vehicles |
RU2692133C1 (en) * | 2017-09-15 | 2019-06-21 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Heat exchange unit for vehicle |
-
2019
- 2019-09-06 RU RU2019128131U patent/RU193446U1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU44594U1 (en) * | 2004-12-29 | 2005-03-27 | Закрытое акционерное общество "ЗАВОД АВТОКОМПОНЕНТОВ" | CLIMATE INSTALLATION OF A VEHICLE |
RU2573514C1 (en) * | 2014-11-12 | 2016-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования) "Ярославский государственный технический университет" (ФГБОУВПО "ЯГТУ") | Vehicle climatic system |
RU2647392C1 (en) * | 2016-12-07 | 2018-03-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Vehicle climate system |
US10183549B2 (en) * | 2017-04-27 | 2019-01-22 | Ford Global Technologies, Llc | Modulating vehicle heating and cooling system and control method |
RU2692133C1 (en) * | 2017-09-15 | 2019-06-21 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Heat exchange unit for vehicle |
DE102018124748A1 (en) * | 2017-11-24 | 2019-05-29 | Hanon Systems | Multi-zone air conditioning system for vehicles |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113829832A (en) * | 2021-09-27 | 2021-12-24 | 浙江吉利控股集团有限公司 | Thermal management system and vehicle |
RU2825479C1 (en) * | 2024-03-07 | 2024-08-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Горизонт" | Electric transport microclimate provision system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10589596B2 (en) | Thermal management for an electric or hybrid vehicle and a method for air-conditioning the interior of such a motor vehicle | |
CN102059932B (en) | Vehicle air-conditioning apparatus | |
CN102371866B (en) | Vehicular air conditioning system | |
CN102848876B (en) | The heating power control apparatus of vehicle car and drive-system | |
CN107521307A (en) | Automotive thermal tube manages system and the automobile with the system | |
KR101661667B1 (en) | Air-conditioning system for vehicle using vortex tube | |
CN113442679B (en) | Engineering machine and integrated thermal management system | |
CN101251317A (en) | Combined heating and air conditioning system for buses utilizing an electrified compressor having a modular high-pressure unit | |
CN201438053U (en) | Air-conditioning system of novel special motor coach | |
CN113547888A (en) | Refrigerant thermal management module, thermal management system and vehicle | |
EP3571070A1 (en) | Thermal management unit and system | |
WO2017104254A1 (en) | Vehicle air conditioning device | |
RU193446U1 (en) | CLIMATE INSTALLATION OF ELECTRIC BUS | |
CN111559220A (en) | Thermal management method, device and system of fuel cell | |
CN105082940A (en) | Automobile cabin rapid cooling system and control method thereof and energy accumulator therein | |
RU174819U1 (en) | MODULAR SYSTEM OF THERMAL REGULATION OF THE STATUS OF TRACTION BATTERY BATTERIES | |
US10576806B1 (en) | Auxiliary HVAC system for vehicle sleeper compartment | |
GB2523264A (en) | Thermal management system for a vehicle, in particular a commercial vehicle | |
US20230077670A1 (en) | Recovery heat exchanger in an environmental control system | |
CN109747377A (en) | Vehicle air conditioner waste water utilization system and vehicle | |
KR20230076417A (en) | Integrated thermal management system for electric vehicles | |
RU134881U1 (en) | FRESH AIR SYSTEM DEPENDING ON THE NUMBER OF PASSENGERS | |
CN107351638B (en) | Heat pump warm air system of electronic passenger train of reinforcing heating effect | |
CN214396326U (en) | Vehicle thermal management system and car | |
JP3582755B2 (en) | Heat source device, heat recovery device and heat supply method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC91 | Official registration of the transfer of exclusive right (utility model) |
Effective date: 20201123 |