RU2825479C1 - Система обеспечения микроклимата электротранспорта - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к электротранспорту и средствам обеспечения комфортного микроклимата в салонах транспортных средств, преимущественно в салонах городского электротранспорта. Система обеспечения микроклимата электротранспорта включает климатическую установку с режимом теплового насоса, систему термостатирования аккумуляторной батареи и систему охлаждения, выполненную с возможностью теплоотвода преобразователя и привода электротранспорта. Климатическая установка состоит из замкнутого холодильного контура с компрессором, двух теплообменников-испарителей жидкость-фреон, которые в режиме теплового насоса выполняют роль теплообменников-конденсаторов, один из теплообменников-испарителей является частью системы термостатирования, двух расширительных вентилей, двух запорно-регулирующих вентилей, четырехходовых обратных клапанов. Система термостатирования состоит из теплообменника жидкость-фреон, который обеспечивает связь между контуром системы термостатирования и холодильным контуром, и насоса. Система охлаждения состоит из теплообменника жидкость-фреон, который обеспечивает связь между контуром системы охлаждения с холодильным контуром, теплообменника жидкость-воздух, через расширительный бак связанного с циркуляционным насосом, двух регулирующих вентилей, а также двух вводов контура системы охлаждения с преобразователя и привода. Достигается использование тепловых потерь с преобразователя и привода при работе электротранспорта в режиме стоянки для прогрева салона перед началом движения и при движении электротранспорта в холодный период года, а также использование тепла, выделяемого с аккумуляторных батарей для работы кондиционера электротранспорта в режиме теплового насоса в переходный период года. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относится к электротранспорту и средствам обеспечения комфортного микроклимата в салонах транспортных средств, преимущественно в салонах городского электротранспорта. Система обеспечения микроклимата электротранспорта предназначена для поддержания комфортных параметров воздуха в салоне транспортного средства в разные периоды года. В теплый период года это осуществляется с помощью работы кондиционера в режиме охлаждения, в холодный период года - в режиме отопления (режиме теплового насоса). Для эффективной работы кондиционера в холодный период года в условиях пониженных температур необходимо использование отработанной тепловой энергии преобразователя и привода.

Изобретением является система обеспечения микроклимата, предложенная к использованию в электрическом пассажирском транспортном средстве.

Из уровня техники известно электрическое транспортное средство из заявки 2012131789 с датой публикации 27.01.2014, согласно которой электрическое транспортное средство, имеющее аккумуляторные батареи, которые используются только для медленной - «нормально - щадящей» зарядки и аккумуляторные батареи, которые можно использовать, как для указанной зарядки, так и для ускоренной - форсированной зарядки, отличающееся тем, что для экономии энергии аккумуляторов, необходимой для наибольшего пробега ЭТС, на зарядной станции от внешнего источника электроэнергии прогревается или охлаждается его салон, важные детали и части, например, прогреваются при отрицательных температурах окружающей среды аккумуляторные батареи, в т.ч. находящиеся в вакуумном Контейнере-термокейсе, например, прогревается или охлаждается салон электроавтобуса, когда тот находится в парке или на конечных станциях своего маршрута; прогреваются или охлаждаются там же аккумуляторные батареи (АКБ) электробуса, и только иногда это делается за счет АКБ, например, в любой точке маршрута, в т.ч. в середине маршрута, и/или когда температура в салоне упадет или поднимется до неприемлемых - некомфортных значений.

Для обогрева салонов электротранспорта в холодный период года обычно используется электрические отопители, которые преобразуют энергию в тепловую.

Из уровня техники известен преобразователь электрической энергии из заявки US 2021379964 с датой публикации 09.12.2021, основанный на общей концепции, согласно которой, по меньшей мере, преобразователь электрической энергии в транспортном средстве используется для обогрева части транспортного средства. Транспортное средство представляет собой электромобиль. Нагрев текучей среды осуществляется за счет отходящего тепла устройства преобразователя электрической энергии.

Устройство преобразователя электрической энергии имеет по меньшей мере одну камеру для текучей среды, которая гидравлически соединена с впускным отверстием для текучей среды и выпускным отверстием для текучей среды. Впускное отверстие для жидкости и выпускное отверстие для жидкости могут быть гидравлически соединены с контуром для жидкости, который может содержать блок транспортировки жидкости для транспортировки жидкости в контуре для жидкости. Камера для жидкости и блок силовой электроники термически соединены таким образом, что отходящее тепло, генерируемое блоком силовой электроники, используется для нагрева жидкости, протекающей через камеру для жидкости. Когда жидкость вытекает из камеры для жидкости, она используется для нагрева части автомобиля.

Из уровня техники известно изобретение «Способ кондиционирования воздуха гибридного самоходного транспортного средства и транспортного средства, использующего похожий способ» по патенту FR 2806666 А1 с датой публикации 21.03.00, которое предлагает концепцию использования тепла, вырабатываемого внутри тепловых электродвигателей или других топливных элементов с целью частичного рекуперирования этой тепловой энергии для использования ее для кондиционирования и обогрева электрических транспортных средств, в частности троллейбусов, трамваев, автобусов, поездов метро, наземного метро. Согласно изобретению, способ кондиционирования заключается в использовании остаточного тепла, возвращаемого средствами производства электроэнергии, для подачи тепла в термопреобразователь, который сам снабжает элементы отопления и кондиционирования воздуха.

Недостатком данного технического решения является использование термического преобразователя в качестве концентрирования тепловой энергии поступающей от различных источников энергии, выделяющих тепло. В термопреобразователе необходимо поддерживать температуру жидкости, необходимую для дальнейшего использования в системе кондиционирования или отопления, а также контролировать и сбрасывать в окружающую среду неиспользуемое тепло вырабатываемого от источников тепла с помощью дополнительно установленного контроллера.

Из уровня техники известно изобретение «Устройство охлаждения тягового электрооборудования электрического транспортного средства» по патенту РФ 196661 с датой публикации 11.03.2020, которое позволяет осуществить поддержание требуемого производителем температурного режима электродвигателя обеспечивает и гарантирует его работу с эффективными характеристиками и максимальным ресурсом. Изобретение относится к жидкостной системе охлаждения тягового электродвигателя, тягового инвертора и вспомогательного инвертора, содержащая контур циркуляции охлаждающей жидкости, включающий в себя параллельные магистрали охлаждения инверторов и электродвигателя, циркуляционный насос, алюминиевый радиатор, салонный отопитель, механические краны, термостат электрический кран, датчики температуры.

Недостатком данного технического решения является использование салонного жидкостного отопителя для обогрева. С его помощью можно осуществить нагрев салона с помощью снятия тепла с нагретой жидкости с помощью вентилятора. Однако, количество тепла, подаваемого в салон с воздухом, полностью зависит от снятого тепла с жидкости в системе и не сможет в полной мере прогреть салон.

Из уровня техники известно изобретение «Система управления температурным режимом и связанные с ней способы для транспортного средства, имеющего электротяговый двигатель и устройство увеличения запаса хода» по патенту WO 2013/155041 А1 с датой публикации 17.10.2013, которое относится к транспортному средству, включающему электрический тяговый двигатель и устройство увеличения запаса хода, такое как, например, двигатель внутреннего сгорания или топливный элемент. Тепло, вырабатываемое каждым из электротягового двигателя, и устройство увеличения запаса хода, может использоваться для обогрева пассажирской кабины транспортного средства. Тепло, вырабатываемое электротяговым двигателем или другими электрическими компонентами транспортного средства, может использоваться для нагрева аккумуляторных блоков транспортного средства. Также изобретение направлено на систему управления температурным режимом для транспортного средства, причем система включает в себя первый гидравлический контур, используемый для управления температурой одного или более компонентов транспортного средства, таких как, например, пассажирский салон, компоненты, относящиеся к транспортному средству. К аккумуляторной батарее транспортного средства, компонентам силовой электроники, тяговому электродвигателю и т.п. Следует понимать, что в любом конкретном варианте осуществления транспортное средство не обязательно должно иметь все эти элементы, управляемые первым гидравлическим контуром. Система дополнительно включает в себя второй контур жидкости и устройство расширения запаса хода, такое как, например, двигатель внутреннего сгорания или топливный элемент, которое при работе нагревает жидкость во втором контуре жидкости. Для передачи тепла между первым и вторым жидкостными контурами предусмотрен теплообменник жидкость-жидкость.

В варианте осуществления второго аспекта предусмотрена система управления температурой для транспортного средства, включающая в себя контур обогрева пассажирского салона, выполненный с возможностью циркуляции теплообменной жидкости через жидкостно-жидкостный теплообменник и теплообменник обогрева пассажирского салона, и второй контур, сконфигурирован для циркуляции теплообменной жидкости через устройство расширения диапазона (такое как, например, двигатель внутреннего сгорания или топливный элемент), радиатор и теплообменник жидкость-жидкость. Теплообменник жидкость-жидкость выполнен с возможностью передачи тепла между теплообменной жидкостью контура отопления пассажирского салона и теплообменной жидкостью второго контура.

Недостатком данного технического решения является использование двух отдельных контуров для системы вентиляции отопления и кондиционирования пассажирской кабины транспортного средства. Один контур (фреоновый) со своим компрессором, теплообменниками, расширительным вентилем предназначен для кондиционирования воздуха пассажирской кабины транспортного средства в теплый период года. Второй контур (жидкостный) со своими теплообменниками, насосом и дополнительным теплообменником для нагрева жидкости предназначен для отопления пассажирской кабины транспортного средства в холодный период года.

Из уровня техники известно изобретение «Климатическая установка электробуса» по патенту РФ 193446 с датой публикации 29.10.2019, относящаяся 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.

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, включающая подсистему холодильной машины, подсистему жидкого теплоносителя и подсистему управления.

Причем 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, обратные трубопроводы, регулирующие клапаны, внутренние теплообменники, внешний теплообменник, выполненные с возможностью формирования контура режима охлаждения и контура режима обогрева с прохождением жидкого теплоносителя через указанные насосы, трубопроводы, регулирующие клапаны, теплообменники, а также через испаритель и конденсатор.

Подсистема управления включает устройство управления, выполненное с возможностью обработки сигналов датчиков температуры и 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 посредством управления работой регулирующих клапанов.

Каждый из внутренних теплообменников является теплообменным устройством, функционирующим или как охладитель, или как нагреватель 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 транспортное средство, и климатическая установка выполнена с возможностью подключения к ней дополнительных теплообменных устройств.

Недостатком данного технического решения является отсутствие в климатической установке системы использования отработанного тепла с преобразователя и привода электротранспорта для использования в системе обеспечения микроклимата, в частности для обогрева пассажирского салона электротранспорта.

Наиболее близким техническим решением является полезная модель «Кондиционер для электробуса с системой полной рекуперации тепла» из патента CN 214492467 U с датой публикации 26.10.2021, включающий в себя корпус кондиционера и модуль рекуперации отходящего тепла. Корпус кондиционера оснащен первым испарителем, вторым испарителем, испарительным вентилятором, конденсатором, нагревателем РТС и конденсаторным вентилятором. Модуль рекуперации отходящего тепла включает в себя водяной насос, двигатель, первый теплообменный трубопровод, второй теплообменный трубопровод и пластинчатый теплообменник, расположенный между первым теплообменным трубопроводом и вторым теплообменным трубопроводом. Конденсатор соединен с электронным расширительным клапаном, а электронный расширительный клапан соединен с первым испарителем и вторым испарителем соответственно через два трубопровода конденсатора. Один из трубопроводов конденсатора снабжен четырехходовым реверсивным клапаном. Два конца четырехходового реверсивного клапана подключены к контуру сжатия. Контур сжатия снабжен первым электромагнитным клапаном, газожидкостным сепаратором и соответственно компрессором и маслоотделителем. Два конца второго теплообменного трубопровода соответственно соединены с двумя концами первого электромагнитного клапана, а второй электромагнитный клапан предусмотрен на втором теплообменном трубопроводе.

Контроллер кондиционера, инвертор кондиционера и высоковольтная распределительная коробка кондиционера расположены на внутренней верхней части корпуса кондиционера.

Расширительный бак для воды предусмотрен во внутренней нижней части корпуса кондиционера, а трубка для пополнения воды в расширительном баке соединена с расширительным баком.

Недостатками данного технического решения является, во-первых, возможность использования тепловых потерь исключительно от двигателя, поскольку данное решение позволяет снимать малое количество теплопотерь и работать на недостаточно низких температурах окружающей среды. Во-вторых, отсутствие системы термостатирования аккумуляторных батарей, позволяющая не только осуществлять поддержание необходимой температуры аккумуляторных батарей электротранспорта, но и использовать тепловые потери, выделяющиеся на этой системе для дальнейшего применения в тепловом насосе в переходный период года. В-третьих, отсутствие возможности использовать реактивные токи, которые образуются при работе в режиме стоянки перед началом движения и при движении электротранспорта, которые можно использовать для преобразования электрической энергии в тепловую для прогрева салона электротранспорта.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является сокращение расходов электроэнергии на отопление салона пассажирского электротранспорта.

Техническими результатами заявляемого изобретения являются:

- использование тепловых потерь с преобразователя и привода электротранспорта для снижения электропотребления в установке кондиционирования воздуха салона, а также для возможности работать при более низких температурах наружного воздуха в холодный период года;

- использование дополнительных тепловых потерь с преобразователя и привода в режиме стоянки и при движении, возникающих за счет реактивных токов для прогрева салона перед началом движения в холодный период года;

- использование тепла, выделяемого с аккумуляторных батарей для работы кондиционера электротранспорта в режиме теплового насоса в переходный период года.

Заявляемая система обеспечения микроклимата представляет собой универсальное решение и подходит для эксплуатации во всех видах электротранспорта и позволяет сократить расходы электрической энергии, используя тепловые потери с преобразователя и привода электротранспорта. Использование тепловых потерь с преобразователя и привода позволяет использовать кондиционер в режиме теплового насоса (обогрев в холодный период года) при низких температурах наружного воздуха. Тепловые потери с преобразователя и привода являются источником тепла, не требующим электрических затрат.

Технические результаты обеспечиваются за счет того, что система обеспечения микроклимата электротранспорта представляет собой накрышный блок, включающий в себя климатическую установку (кондиционер) с режимом теплового насоса, систему термостатирования аккумуляторной батареи и систему охлаждения, выполненную с возможностью теплоотвода с преобразователя и привода электротранспорта, причем система обеспечения микроклимата выполнена с возможностью соединения с преобразователем и приводом электротранспорта.

При этом климатическая установка, предназначенная для обеспечения необходимых параметров микроклимата в салоне электротранспорта, состоит из замкнутого холодильного контура, который включает в себя компрессор, предназначенный для преобразования газа низкого давления в газ более высокого давления путем сжатия, теплообменник-испаритель жидкость-фреон и теплообменник-испаритель жидкость-воздух, которые в режиме теплового насоса выполняют роль теплообменников-конденсаторов, охлаждают и конденсируют газ высокого давления, образованный после компрессора, в жидкость в соответствии с заданной температурой конденсации, причем один из теплообменников-испарителей также является частью системы термостатирования аккумуляторной батареи, два расширительных вентиля, в качестве которых выступают дросселирующие устройства, предназначенные для регулировки количества жидкости, поступающей в теплообменник-испаритель холодильного контура в зависимости от перегрева газа, выходящего из испарителя, теплообменник-конденсатор, который в режиме теплового насоса выполняет роль теплообменника-испарителя и преобразовывает жидкость низкого давления в газ низкого давления, два запорно-регулирующих вентиля на выходе с теплообменников-конденсаторов, предназначенные для изменения течения жидкости по холодильному контуру кондиционера в зависимости от режима работы кондиционера, четырехходовой обратный клапан, который предназначен для варьирования работы холодильного контура кондиционера в обычном режиме (охлаждения) и в режиме теплового насоса (отопление).

Все основные компоненты холодильного контура кондиционера соединены соответствующими трубопроводами нужного диаметра. В качестве теплоносителя в системе выступает хладагент.

Система термостатирования аккумуляторной батареи, предназначенная для поддержания необходимых параметров охлаждающей жидкости на входе в батарею, состоит из теплообменника, который обеспечивает связь между контуром системы термостатирования аккумуляторной батареи и холодильным контуром кондиционера и предназначен для охлаждения или нагрева охлаждающей жидкости (далее - ОЖ) на выходе из аккумуляторной батареи в зависимости от периода года и дальнейшего поступления обратно на вход в батарею, насоса для транспортировки охлаждающей жидкости в контуре системы термостатирования аккумуляторной батареи.

Теплообменники системы термостатирования аккумуляторной батареи являются теплообменниками жидкость-фреон и используются для передачи тепла от жидкости фреону и наоборот в зависимости от периода года.

Система охлаждения преобразователя и привода с использованием тепловых потерь предназначена для охлаждения жидкости, температура которой повышается, проходя через преобразователь и привод, и состоит из теплообменника жидкость-фреон, который обеспечивает связь между контуром системы охлаждения преобразователя и привода с холодильным контуром кондиционера и предназначенного для передачи тепла от охлаждающей жидкости системы хладагенту холодильного контура кондиционера в холодный период года, теплообменника жидкость-воздух, предназначенного для уменьшения температуры охлаждающей жидкости системы охлаждения в теплый период года и снятия тепла в окружающую среду, расширительного бака, предназначенного для обеспечения удобства заправки системы, контроля уровня и состояния жидкости, предотвращения попадания в жидкость пыли и влаги, компенсации изменения объема жидкости, связанного с температурным расширением, испарением и возможными небольшими утечками, циркуляционного насоса, который образует систему циркуляции теплоносителя и предназначенного для транспортировки охлаждающей жидкости в контуре системы охлаждения, двух регулирующих вентилей, предназначенных для регулирования подачи количества хладагента через определенный контур системы в зависимости от периода года, а также двух вводов, предназначенных для соединения контура системы охлаждения с преобразователя и привода электротранспорта для возможности использования их тепловых потерь. Также имеется возможность использования дополнительных тепловых потерь, выделяющихся в преобразователе и приводе при их работе вследствие возникновения реактивных токов, которые вырабатываются за счет задания специального алгоритма работы системы управления преобразователя и привода. Процесс использования тепловых потерь, выделяющихся вследствие возникновения реактивных токов, возникающих в преобразователе и приводе аналогичен использованию тепловых потерь преобразователя и привода при движении электротранспорта.

На фиг. 1 представлена схема размещения системы обеспечения микроклимата на электротранспорте.

На фиг. 2 представлена общая схема системы обеспечения микроклимата электротранспорта.

На фиг. 3 представлена схема движения ОЖ в холодный период года.

На фиг. 4 представлена схема движения ОЖ в теплый период года.

На фиг. 5 представлена схема использования тепла, выделяемого с аккумуляторных батарей для работы кондиционера в режиме теплового насоса в переходный период года.

На фиг. 2 представлена общая схема системы обеспечения микроклимата электротранспорта, включающей в себя:

- климатическую установку (кондиционер) с функцией теплового насоса, которая состоит из замкнутого холодильного контура, который включает в себя компрессор 1, теплообменник-испаритель жидкость-фреон 2, теплообменник-испаритель жидкость-воздух 3, расширительные вентили (дросселирующие устройства) 4, 5, теплообменник-конденсатор 6, запорно-регулирующие вентили 7, 8, четырехходовой обратный клапан 9;

- систему термостатирования аккумуляторной батареи, которая состоит из теплообменника жидкость-фреон 2, который обеспечивает связь между контуром системы термостатирования аккумуляторной батареи и холодильным контуром кондиционера и насоса 10;

- систему охлаждения преобразователя и привода с использованием тепловых потерь, которая состоит из теплообменника жидкость-фреон 11, который обеспечивает связь между контуром системы охлаждения преобразователя и привода с холодильным контуром кондиционера, теплообменника жидкость-воздух 12, расширительного бака 13, циркуляционного насоса 14, который образует систему циркуляции теплоносителя, регулирующих вентилей 15, 16, а также двух вводов 17, 18 для соединения контура системы охлаждения с преобразователем и приводом электротранспорта.

Система обеспечения микроклимата электротранспорта работает следующим образом.

Во время работы преобразователя и привода электротранспорта как при движении, так и при стоянке происходит выделение тепловой энергии, которая возникает за счет работы модуля тягового двигателя и модуля торможения, а также за счет возникновения реактивных токов. Эта тепловая энергия не несет дополнительной пользы для работы тягового оборудования электротранспорта и, чаще всего, отводится в окружающую среду для охлаждения циркулирующей в системе жидкости. Заявляемая система обеспечения микроклимата, в зависимости от периода года, использует эти потери, либо как дополнительный источник тепловой энергии для холодильного контура кондиционера, либо отводит его в окружающую среду.

В холодный период года кондиционер системы обеспечения микроклимата электротранспорта работает в режиме теплового насоса. В отличие от обычных электрических нагревателей тепловой насос вырабатывает необходимый объем тепла за счет меньших электрических затрат. Однако, кондиционер с функцией теплового насоса работает только до определенной температуры наружного воздуха согласно термодинамическим свойствам холодильного контура. Для обеспечения работы кондиционера в режиме теплового насоса в холодный период года при более низких температурах заявляемая система обеспечения микроклимата использует тепловые потери, выделяемые с преобразователя и привода электротранспорта.

На фиг. 3 изображена схема движения охлаждающей жидкости в холодный период года, которая показывает направление циркуляции жидкости при использовании тепловых потерь с преобразователя и привода в холодный период года для работы кондиционера в режиме теплового насоса при пониженных температурах наружного воздуха. При этом, охлаждающую жидкость со снятыми с преобразователя и привода тепловыми потерями подают на ввод 17 системы охлаждения, далее жидкость, посредством циркуляционного насоса 14 проходит через контур системы охлаждения, соединенный с теплообменником фреон-жидкость 11, посредством которого жидкость охлаждается, затем охлажденную жидкость подают в расширительный бак 13, откуда с помощью насоса 14 жидкость циркулирует на ввод 18 преобразователя и привода для снятия очередных тепловых потерь. В этом режиме вентиль 16 полностью перекрыт и предотвращает циркуляцию охлаждающей жидкости системы через теплообменник жидкость-воздух 12, а вентиль 15 открыт, что обеспечивает циркуляцию жидкости к теплообменнику 11, с помощью которого осуществляется передача тепловых потерь от преобразователя и привода в холодильный контур кондиционера. За счет разницы теплофизических свойств охлаждающей жидкости системы охлаждения и хладагента холодильного контура кондиционера происходит передача тепла от охлаждающей жидкости хладагенту, в связи с чем температура хладагента повышается, а температура охлаждающей жидкости - понижается. Тепло, полученное холодильным контуром кондиционера с помощью теплообменника 11, подогревает газ низкого давления холодильного контура, на выходе из теплообменника 11 газ низкого давления проходит к вентилю 8, который в режиме теплового насоса находится в открытом положении, чтобы поток газа низкого давления после конденсатора 11 поступал далее по системе, при этом вентиль 7 находится в закрытом положении для предотвращения протекания газа низкого давления в обход теплообменника И затем нагретый газ по трубопроводам холодильного контура подают на четырехходовой обратный клапан 9, который предназначен для варьирования работы холодильного контура кондиционера в режиме охлаждения и в режиме теплового насоса (отопление), после чего нагретый газ подают к компрессору 1, посредством которого преобразуют газ низкого давления в газ высокого давления и далее горячий газ высокого давления подают на теплообменники 2 и 3. При работе в холодный период года теплообменник 2 не участвует в отоплении салона, при этом перекрывают вентиль 5, который не позволяет горячему газу высокого давления проходить через теплообменник 2, в связи с чем весь поток полученного газа высокого давления поступает на теплообменник 3. В теплообменнике 3 газ охлаждается и конденсируется, при этом полученное в процессе охлаждения тепло с помощью вентиляторов (на фигурах не показаны) подают в салон электротранспорта, далее полученный в результате конденсации в теплообменнике 3 хладагент поступает на дросселирующее устройство 4, которое преобразовывает жидкость высокого давления в жидкость низкого давления, в зависимости от необходимой холодильной мощности кондиционера, затем полученная жидкость низкого давления поступает на теплообменник-конденсатор 6, который в холодный период года при работе кондиционера в режиме теплового насоса работает, как теплообменник-испаритель и испаряет поступающую жидкость низкого давления в газ низкого давления и процесс работы холодильного контура начинается заново. В результате, за счет дополнительного подогрева хладагента через теплообменник 11, на этапе передачи тепла, полученного за счет использования тепловых потерь преобразователя и привода, от системы охлаждения к холодильному контуру кондиционера, обеспечивается работа системы обеспечения микроклимата при более низких температурах наружного воздуха в холодный период года, а также снижение электропотребления в установке кондиционирования воздуха салона.

На фиг. 4 изображена схема движения охлаждающей жидкости в теплый период года, при которой отсутствует необходимость использования тепловых потерь от преобразователя и привода. В этом случае охлаждающую жидкость подают на ввод 17 системы охлаждения, далее жидкость проходит контур системы охлаждения, соединенный с теплообменником жидкость-воздух 12, посредством которого жидкость охлаждается, затем охлажденную жидкость подают в расширительный бак 13, откуда с помощью насоса 14 жидкость циркулирует на ввод 18 преобразователя и привода. В этом режиме вентиль 15 полностью перекрыт и предотвращает циркуляцию охлаждающей жидкости системы охлаждения через теплообменник 11, а, следовательно, и передачу тепла в холодильный контур кондиционера, а вентиль 16 открыт.

На фиг. 5 изображена схема использования тепла, выделяемого с аккумуляторных батарей, для работы кондиционера в режиме теплового насоса в переходный период года. Система термостатирования аккумуляторных батарей связана с холодильным контуром кондиционера с помощью теплообменника жидкость-фреон 2. В холодный период года теплообменник 2 не задействован в работе холодильного контура кондиционера, в этом режиме вентиль 5 перекрыт и предотвращает циркуляцию хладагента через теплообменник 2. В теплый период года вентиль 5 открыт, что обеспечивает циркуляцию хладагента через теплообменник 2, в этом режиме посредством теплообменника 2 осуществляют охлаждение жидкости, циркуляция которой в контуре системы термостатирования аккумуляторной батареи осуществляется посредством насоса 8, для последующего охлаждения аккумуляторных батарей электротранспорта. Однако существует еще и переходный период года, например, при температуре наружного воздуха, равной плюс 5 градусов Цельсия, при которой холодильный контур кондиционера работает в режиме теплового насоса, осуществляя подогрев воздуха для последующей подачи в пассажирский салон электротранспорта. В свою очередь, система термостатирования аккумуляторных батарей при этих параметрах работает на охлаждение аккумуляторных батарей. В этом режиме тепловые потери (тепловая мощность) аккумуляторной батареи, которые будет снимать охлаждающая жидкость, циркулирующая в контуре системы термостатирования, передают в холодильный контур кондиционера с помощью теплообменника жидкость-фреон 2, тем самым охлаждая жидкость в контуре системы термостатирования батарей и одновременно нагревая хладагент для дальнейшего использования этого тепла для работы кондиционера в режиме теплового насоса в переходный период года.

Claims (4)

1. Система обеспечения микроклимата электротранспорта, включающая в себя климатическую установку с режимом теплового насоса, систему термостатирования аккумуляторной батареи и систему охлаждения, выполненную с возможностью теплоотвода с преобразователя и привода электротранспорта, при этом климатическая установка состоит из замкнутого холодильного контура с компрессором, двух теплообменников-испарителей, которые в режиме теплового насоса выполняют роль теплообменников-конденсаторов, причем один из теплообменников-испарителей также является частью системы термостатирования, двумя расширительными вентилями, двух запорно-регулирующих вентилей, четырехходового обратного клапана; система термостатирования состоит из теплообменника жидкость-фреон, который обеспечивает связь между контуром системы термостатирования и холодильным контуром, и насоса; система охлаждения состоит из теплообменника жидкость-фреон, который обеспечивает связь между контуром системы охлаждения с холодильным контуром, теплообменника жидкость-воздух, расширительного бака и циркуляционного насоса, двух регулирующих вентилей, а также двух вводов контура системы охлаждения с преобразователем и приводом.

2. Система обеспечения микроклимата электротранспорта по п. 1, отличающаяся тем, что теплообменник-конденсатор в режиме теплового насоса выполняет роль теплообменника-испарителя.

3. Система обеспечения микроклимата электротранспорта по п. 1, отличающаяся тем, что теплообменник-испаритель в режиме теплового насоса выполняет роль теплообменника-конденсатора.

4. Система обеспечения микроклимата электротранспорта по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве расширительных вентилей выступают дросселирующие устройства.

Images