SI22290A - Uparjalna hladilna naprava za vozila - Google Patents

Abstract

Izum se nanaša na uparjalno hladilno napravo za vozila, z najmanj vsakokrat enim uparjalnikom (1, 2) hladilnega sredstva in temu pripadajočim pihalom (2A, 9) za cirkulacijo hladilnega zraka, z najmanj enim prvim kondenzatorjem (3') hladilnega sredstva, povezanim z zunanjim zrakom, in temu po potrebi pripadajočim hladilnim pihalom (10') kondenzatorja, s prvim kompresorjem (5'), gnanim z motorjem (24) vozila, s krogotokom hladilnega sredstva, ki vzpostavlja povezovalne vode med uparjalnikom, kompresorjem inkondenzatorjem, pri kateri je predviden drugi kompresor (5) hladilnega sredstva, gnan z elektromotorjem (5A), ki obratuje s pomočjo zunanje omrežnenapetosti; je drugi kompresor (5) razmeščen izven najmanj enega hladilnega prostora (12, 12'), znotraj vozila (20), in sta k drugemu kompresorju (5) po toku navzdol razmeščena nadaljnji kondenzator (3) in njemu pripadajoče hladilno pihalo (10) kondenzatorja, sta drugi kondenzator (3) in drugo hladilno pihalo (10) razmeščena izven prostora motorja, pod dnom(20A) vozila, ki je povezan z zunanjim zrakom.

Description

UPARJALNA HLADILNA NAPRAVA ZA VOZILA

Opis izuma

Področje tehnike

Izum se nanaša na uparjalno hladilno napravo za vozila skladno z uvodnima deloma zahtevkov 1 ali 2.

Stanje tehnike

Za vozila z velikimi potrebami po hlajenju in klimatizaciji že obstajajo rešitve na tržišču, ki jih je moč dobiti od proizvajalcev vozil bodisi za hlajenje v različnih delih vozila, kot v področju sopotnikov po eni strani in v področju nadaljnjih delov vozila, kot transportni prostor gospodarskega vozila, bodisi v bivanjskem področju avtodoma. Prav tako so sistemi, ki dopuščajo upaijalno hladilno napravo tako pri voznem obratovanju, t.j. omogočajo hlajenje pri motorju vozila v teku, kot tudi pri mirujočem obratovanju, ko je motor vozila izključen (US-A-2 895 308 ali DE-U1-298 16 787).

US-A-2 895 308 predlaga, daje treba vse sestavne dele uparjalne hladilne naprave, ki se uporabljajo pri motorju vozila v teku in so gnani preko klinastega jermena s pomočjo motorja vozila v teku, pri mirujočem obratovanju, t.j. izključenem motorju vozila, gnati preko elektromotorja, ki ga z električno napetostjo oskrbuje zunanji vir električnega toka. To je mogoče s pomočjo sklopke jermenice za klinasti jermen, ki omogoča, da je pri voznem obratovanju z motorjem vozila gnan klinasti jermen za hladilno napravo pri mirujočem obratovanju gnan z elektromotorjem.

DE-U1-298 16 787 izhaja iz uparjalne hladilne naprave za vozila, pri kateri je pri mirujočem obratovanju uporabljen nadaljnji kompresor za hladilno sredstvo in je gnan preko elektromotorja, napajanega iz zunanjega napetostnega vira. Oba kompresorja (od motorja vozila in izmenično s tem kompresor, ki je gnan z elektromotorjem) poganjata po izbiri krogotok hladilnega sredstva upaqalne hladilne naprave, pri čemer ventilna naprava preprečuje, da bi na strani visokega tlaka vsakokratnega kompresorja v pogonu v sistem vodov oddajano hladilno sredstvo na strani visokega tlaka vsakokrat drugega kompresorja lahko izstopilo v drugi kompresor. Sicer se koristijo vsi sestavni deli uparjalne hladilne naprave obeh kompresorjev, torej kondenzator, ki na strani visokega tlaka latentno toploto iz hladilnega sredstva s pomočjo pihala preda na okoliški zrak, in uparjalnik, ki pri uparjanju hladilnega sredstva, utekočinjenega v kondenzatorju, sprejema toploto iz prostora, ki gaje treba hladiti, in jo delno preda na hladilno sredstvo pri popolnem upaijanju le-tega, pri čemer pihala obtočnega zraka skrbijo za kar najhitrejši prenos toplote med zrakom v prostoru, ki gaje treba hladiti, in uparjalnikom. Pri tem znanem sistemu se razvoj toplote in potreba hladilnega sistema po električni energiji pri mirujočem obratovanju med drugim doseže z uporabo akumulatorskega polnilnika, ki obratuje s pomočjo zunanjega vira napetosti pri mirujočem obratovanju in preko svoje nizkonapetostne strani in podpornega akumulatorja oskrbuje pihala pri zgoraj omenjenih prenosnikih toplote pri mirujočem obratovanju z električno napetostjo. Pri tej znani uparjalni hladilni napravi se lahko odpovemo posebni sklopki, kot je opisana v US-A-2 895 308. Poleg tega je možno uporabiti na zunanji vir napetosti naravnan kompresor hladilnega sredstva pri mirujočem obratovanju, medtem ko se pri voznem obratovanju uporabi kompresor hladilnega sredstva naravnan na motor vozila. Pri obeh v prej omenjenem stanju tehnike opisanih upaijalnih hladilnih napravah je nujno poseči v električno krmiljenje vozila, če naj uparjalna hladilna naprava pri mirujočem obratovanju obratuje naprej.

Pri zgoraj omenjenih na tržišču dosegljivih motornih vozilih, ki omogočajo hlajenje različnih področij vozila, je znana uparjalna hladilna naprava, pri kateri je kompresor hladilnega sredstva uparjalne hladilne naprave prav tako gnan z motorjem vozila in je v krogotoku hladilnega sredstva po toku navzdol razmeščen kondenzator in se pripadajoče pihalo hladilnega zraka za odjem toplote pri pomanjkljivem hlajenju z zračnim tokom razmesti v prostoru motorja vozila. Namesto zgolj enega samega v krogotoku hladilnega sredstva po toku navzdol razmeščenega uparjalnika, se razmesti več uparjalnikov v hidravlično vzporedno vezavo na različnih, po dolžini vozila porazdeljenih mestih blizu želenega izstopa hladnega zraka, tako da se lahko hladijo v razmeroma precej medsebojno ločenih in/ali različnih prostorih v vozilu nahajajočih področij notranjih prostorov.

Opis izuma

Izum razkriva, da se vse prej opisane uparjalne hladilne naprave za vozila pri mirujočem obratovanju, t.j. pri motorju vozila, ki ni v teku, lahko poganjajo bolj ekonomično in delno tudi bolj variabilno. Iz tega izhaja naloga izuma, narediti uparjalno hladilno napravo za vozila, katere pogon bo pri mirujočem obratovanju kar zadeva rabo energije še bolj ekonomičen, kot je pri znanem stanju tehnike. Ta cilj se doseže z uparjalnimi hladilnimi napravami za vozila po zahtevku 1 ali alternativno po zahtevku 2. V obeh primerih je predvideno, daje kompresorju hladilnega sredstva pri mirujočem obratovanju, oskrbovanemu z električno pogonsko napetostjo z zunanjim napetostnim virom, podrejen lasten (nadaljnji) kondenzator hladilnega sredstva in temu pripadajoče kondenzacijsko zračno pihalo in da se ta oba sestavna dela (drugi kondenzator hladilnega sredstva in drugo kondenzatorsko zračno pihalo) razmestita izven prostora motorja vozila, prednostno pod dno vozila. S tem se omogoči ukinitev dosedanjih napajanj s tujo toploto v kondenzacijsko hladilno napravo vozila, kajti dodatni kondenzator poleg hladilnega pihala izven prostora motorja vozila in zaščiten pred neposrednim sončnim sevanjem, predaja pri mirujočem obratovanju nastajajočo kondenzacijsko toploto uparjalne hladilne naprave vozila na okoliški zrak. Sevanje toplote izklopljenega motorja vozila zdaj ne more več ovirati toplotnega oddajanja (dodatnega) kondenzatorja hladilnega sredstva. Meritve so pokazale, da to sevanje morda lahko učinkuje zelo veliko ur po izključitvi motorja vozila in da imajo v primerjavi s tem toplotna sevanja pod dnom vozila iz drugih toplotnih virov, kot na primer iz izpušne naprave vozila, relativno kratek čas pojemanja. Pri predloženem izumu je zatorej takoj po izključitvi vozila in preklopu na hlajenje pri mirujočem obratovanju - kljub razmeroma šibkejši konstrukciji kondenzatorja hladilnega sredstva in/ali pihala hladilnega zraka - hladilna zmogljivost na razpolago v polnem obsegu.

Razumljivo je, da pri razmestitvi po predloženem izumu skozi kondenzator hladilnega sredstva , ki je predviden v prostoru motoija vozila , ki je pristojen za vozno obratovanje, tok hladilnega sredstva pri mirujočem obratovanju praviloma ne teče. Vendarle se lahko tak dodatni pretok glede na konstrukcijo naprave vsekakor vrši in koristno uporabi.

Pod zunanjo oskrbo z obratovalno napetostjo ne gre razumeti v smislu izuma le zunanjega visokonapetostnega vira (230 V/115 V) - z ali brez napetostnega transformatorja, ampak tudi napetostne vire, ki so primerni, da preko vgrajenega sredstva vozila dobavljajo obratovalno napetost za drugi kompresor hladilnega sredstva, ki ima vlogo pri mirujočem obratovanju in za potrebno pihalo naprave. Kot napetostni vir se lahko neposredno uporabi podporni akumulator, še zlasti v vozilu sicer uporabljen akumulator, če gre na primer za delovanje pihal. Če se kompresor hladilnega sredstva, ki ima vlogo pri mirujočem obratovanju, kot splošno velja, poganja z višjo napetostjo kot je napetost na krovu vozila, se to načeloma lahko doseže z napetostnim transformatorjem, ki napetost na krovu vozila ustrezno transformira v višjo. V teh primerih ni potrebno vzpostaviti povezave preko električnih vodov z visokonapetostnim virom izven vozila. Če prekinitev delovanja motorja vozila traja daljši čas, na primer več ur, se seveda uporabi drugi vir obratovalne napetosti kot podporni akumulator vozila. Poleg zunanje povezave z omrežno napetostjo bi kazalo tu kot na alternativo pomisliti tudi na generator toka, ki deluje neodvisno od motorja vozila.

Nadalje je v smislu izuma mogoče upaijalno hladilno napravo za vozila po zahtevku 1 ali 2 gnati tudi s samo enim samim uparjalnikom pri mirujočem obratovanju vozila, torej bodisi upaijalnikom, neposredno dodeljenim vozilu lastni uparjalni hladilni napravi za prostor za potnike ali hladilni prostor (na primer za hladilne transporte), bodisi z eventualno v preostalem uporabnem prostoru vozila razmeščenim (nadaljnjim) upaijalnikom, kot v zadnjih bivanjskih prostorih avtodoma. Izum je zatorej uporaben pri številnih težavah hlajenja vozil. Primeren je tako za neposredno vgradnjo pri proizvajalcu vozil, kot tudi za naknadno vgradnjo. V vseh primerih se pri voznem obratovanju vozila uporablja pogonska energija motorja vozila za hlajenje in pri mirujočem obratovanju se uporablja zunanji, t.j. od motorja vozila neodvisni vir energije, ne da bi prišlo do podvajanja sestavnih delov.

Nadaljnja prednost izuma je v tem, da za hlajenje pri mirujočem obratovanju ni potrebno posegati v dandanašnji vedno bolj zapleteno elektronsko krmilje vozila. Ce se na primer hlajenje pri mirujočem obratovanju vgradi naknadno ali je predvideno kot dodatna oprema pri proizvodnji vozil, se lahko za to potrebne sestavne dela uparjalne hladilne naprave pri mirujočem obratovanju vozila s skrajno majhnim trudom poveže z obstoječim, z motorjem vozila gnanim hladilnim sistemom vozila in integrira vanj, ne da bi bilo potrebno posegati v krmilje vozila. Namesto tega lahko dodatni sestavni del deluje z lastnim, resnično preprostim krmiljeni, čeprav se v vozilu za hlajenje pri mirujočem obratovanju prav tako uporabi že od začetka trdno pritijeno pihalo. Izum je s tem še zlasti primeren za modularno gradnjo upaijalnih hladilnih naprav za vozila - bodisi za tovarniško sestavljanje različnih možnosti hlajenja po željah kupcev, bodisi za naknadno opremljanje in/ali razširitev obstoječe uparjalne hladilne naprave za vozila.

Prej omenjeni, kot tudi v zahtevkih in v izvedbenih primerih opisani konstrukcijski deli za uporabo po izumu niso po svoji velikosti, obliki, izbiri materiala in tehnični koncepciji podvrženi nobenim posebnim izrednim pogojem, tako da lahko izbirni kriteriji v področju uporabe zadostijo neomejeni uporabi.

Nadaljnje posebnosti, značilnosti in prednosti predmeta izuma se kažejo v podzahtevkih, kot tudi v sledečem opisu pripadajoče slike in tabele, v katerem je kot primer predstavljen en izvedbeni primer uparjalne hladilne naprave za vozila.

Edina slika prikazuje blokovno shemo uparjalne hladilne naprave za vozila.

Na sliki je prikazan zgolj za izum bistven del upaijalne hladilne naprave za vozila, torej brez sestavnih delov, ki so gnani z motorjem vozila in so, tako rekoč kot osnovna oprema, predvideni v prostoru motorja vozila. Ta (samo črtkano predstavljena) osnovna oprema sestoji iz kompresoija hladilnega sredstva, gnanega z motoijem vozila, kondenzatoija hladilnega sredstva, razmeščenega fluidno po toku navzdol, ki se oskrbuje s hladnim zrakom za odvod toplote s pomočjo voznega zračnega toka in praviloma ob podpori zračnega pihala kondenzatoija. Na sliki so nizkotlačni vodi krogotokov hladilnega sredstva predstavljeni z debelimi črtami in vodi hladilnega sredstva na visokotlačni strani s tanjšimi črtami. Električni vodi so prikazani črtkano.

V izvedbenem primeru ima privzeto, na sliki pikčasto nakazano vozilo (20) v sprednjem področju upaijalnik 2 uparjalne hladilne naprave, s pomočjo katerega se hladijo prednja notranja področja vozila, voznik in sopotniški prostor. V tem prednjem upaijalniku 2 je, kot je nakazano, integrirano pihalo hladilnega zraka. Nadaljnji uparjalnik 1 je razmeščen v bolj zadaj ležečem področju vozila. Pihalo 9 upaijalnika, ki se pri voznem obratovanju bodisi hladi z zrakom in/ali s pomočjo pihala 9 uparjalnika, je pri mirujočem obratovanju prepihovan izključno s hladilnim zrakom iz pihala 9 uparjalnika. Tako iz prednjega upaijalnika kot tudi iz zadnjega upaijalnika 1 izstopa ohlajen zrak v uporabno področje notranjega prostora vozila pri želenih izpustih hladilnega zraka na različnih mestih vozila.

(Nadaljnji) kompresor 5 hladilnega sredstva je lahko razmeščen - toplotno ne najbolj ugodno - pod dno 1A vozila. Sušilnik 4 hladilnega sredstva, razmeščen na visokotlačni strani hidravlično po toku navzdol, kondenzator 3 hladilnega sredstva in njemu pripadajoče pihalo 10 kondenzatoija so razmeščeni na primernem mestu pod dnom 100A vozila 100. Ni potrebno, da to mesto nujno sovpada z mestom namestitve za kompresor 5. Vodi hladilnega sredstva so tako na visokotlačni strani kot tudi na nizkotlačni strani kompresoija 5 na poljubnem mestu povezani z vozilu lastno upaijalno hladilno napravo preko na primer T-kosov. V visokotlačnem vodu so lahko vgrajeni protipovratni ventili, kot ventil 7, skozi katerega lahko teče tok visokotlačnega hladilnega sredstva samo v smeri nasprotni črni debeli puščici. Prav tako lahko skozi magnetni ventil 8, ki ga je moč električno upravljati v smislu odpiranja in zapiranja, teče tok samo v eni smeri in se po potrebi odpre in zapre. Oba ventila 7 in 8 služita za to, da vsakokratni kompresor hladilnega sredstva, ki ni v obratovanju, ščitita pred visokim tlakom hladilnega sredstva, ki ga oddaja drugi kompresor hladilnega sredstva. S tem je mogoče poganjati različne kompresorske sisteme brez težav s poškodbami. Kot je znano imajo hermetično zaprti tipi kompresorjev notranje trajno mazanje z oljem. Polhermetično kompresorski sistemi so odprti tako, da pride mazalno olje za kompresor tudi v krogotok hladilnega sredstva.

Akumulatorski polnilnik 11, na primer z IUOU karakteristiko, se lahko uporabi na znan način (DE-U1-298 16 787). Krmilna omara 6 skrbi za oskrbo z napetostjo sestavnih delov, ki so potrebni pri mirujočem obratovanju, v tem oziru je pri predstavljenem izvedbenem primeru predvideno, da prednji uparjalnik 2 s svojim hladilnim pihalom 2A pri mirujočem obratovanju ni v uporabi. Pri voznem obratovanju se zadnji uparjalnik 1 in prednji upaijalnik 2 oskrbujeta z visokotlačnim hladilnim sredstvom s pomočjo prvega kompresorja hladilnega sredstva (ni prikazan), ki je razmeščen po toku navzdol od kondenzatorja hladilnega sredstva, ki je razmeščen zadaj za prvim kompresoijem (ni prikazan).

Seznam sklicevalnih oznak uparjalnik hladilnega sredstva uparjalnik hladilnega sredstva

2A pihalo za cirkulacijo hladilnega zraka kondenzator hladilnega sredstva

3' kondenzator hladilnega sredstva sušilnik

4' sušilnik kompresor hladilnega sredstva

5' kompresor hladilnega sredstva

A elektromotor krmilna omara protipovratni ventil ventil pihalo hladilnega zraka hladilno pihalo kondenzatorja

10' hladilno pihalo kondenzatorja hladilni prostor

12' hladilni prostor visokotlačni vod

14' visokotlačni vod mesto priključitve vozilo

20A dno vozila prostor motorja pogonski motor

Claims (10)

1. Uparjalna hladilna naprava za vozila, še zlasti za vozila za prevoz pokvarljivega blaga

- z najmanj vsakokrat enim uparjalnikom (1, 2) hladilnega sredstva, razmeščenim v prostor za potnike in/ali drugo uporabno področje vozila in temu/tem pripadajočim pihalom (2A, 9) za cirkulacijo hladilnega zraka,

- z najmanj enim prvim kondenzatorjem (3') hladilnega sredstva razmeščenim v prostoru (22) motoija ali na drugem mestu vozila (20), povezanim z zunanjim zrakom, in temu po potrebi pripadajočim hladilnim pihalom (10') kondenzatorja, s prvim kompresorjem (5'), gnanim s pomočjo pogonskega motorja (24) vozila,

- s krogotokom hladilnega sredstva, ki vzpostavlja povezovalne vode med uparjalnikom hladilnega sredstva, kompresorjem hladilnega sredstva in kondenzatorjem hladilnega sredstva, značilna po tem, da

- je predviden drugi kompresor (5) hladilnega sredstva, gnan s pomočjo elektromotorja (5A), ki obratuje s pomočjo zunanje omrežne napetosti;

- je drugi kompresor (5) hladilnega sredstva razmeščen izven najmanj enega hladilnega prostora (12, 12'), a znotraj vozila (20), in da

- sta k drugemu kompresorju (5) hladilnega sredstva po toku navzdol razmeščena nadaljnji kondenzator (3) hladilnega sredstva in njemu pripadajoče hladilno pihalo (10) kondenzatoija

- sta drugi kondenzator (3) hladilnega sredstva in drugo hladilno pihalo (10) kondenzatorja razmeščena izven prostora motorja, na mestu pod dnom (20A) vozila, kije v povezavi z zunanjim zrakom.

Λΰ

2. Uparjalna hladilna naprava za vozila, še zlasti za vozila za prevoz pokvarljivega blaga s kombinacijo hlajenja pri vožnji in pri mirovanju,

- z najmanj enim uparjalnikom (2) hladilnega sredstva, razmeščenim v hladilnem prostoru (12') vozila (20), in njemu pripadajočim pihalom (2A) za cirkulacijo hladilnega zraka,

- z najmanj enim v prostoru (22) motorja ali na drugem, z zunanjim zrakom povezanim mestom vozila (20) razmeščenim kondenzatorjem (3') hladilnega sredstva in njemu po potrebi pripadajočim hladilnim pihalom (10') kondenzatorja, s prvim kompresorjem (5') hladilnega sredstva, gnanim s pomočjo pogonskega motorja (24) vozila,

- z drugim kompresorjem (5) hladilnega sredstva, gnanim s pomočjo elektromotorja (5A), ki obratuje s pomočjo zunanje omrežne napetosti,

- s povezovalnimi vodi, ki vzpostavijo krogotok hladilnega sredstva med upaijalniki hladilnega sredstva, kompresoijem hladilnega sredstva in kondenzatorjem hladilnega sredstva, značilna po tem, da

- sta k drugemu kompresorju (5) hladilnega sredstva po toku navzdol razmeščena nadaljnji kondenzator (3) hladilnega sredstva in njemu pripadajoče hladilno pihalo (10) kondenzatorja in da

- sta drugi kondenzator (3) hladilnega sredstva in drugo hladilno pihalo (10) kondenzatorja razmeščena izven prostora motoija, na mestu, ki je v povezavi z zunanjim zrakom.

3. Uparjalna hladilna naprava po zahtevku 2, značilna po tem, da sta drugi kondenzator (3) hladilnega sredstva in drugo hladilno pihalo (10) kondenzatoija razmeščena pod dno (20A) vozila.

4. Upaijalna hladilna naprava po kateremkoli od zahtevkov od 1 do 3 z dvema upaijalnikoma (1,2) hladilnega sredstva, značilna po tem, daje visokotlačni vod (14) drugega kompresorja (5) hladilnega sredstva na mestu, ležečem med prvim in drugim uparjalnikom (1,2) hladilnega sredstva, fluidno povezan z visokotlačnim vodom (14'), ki povezuje oba upaijalnika hladilnega sredstva.

5. Upaijalna hladilna naprava po zahtevku 4, značilna po tem, da je mesto (15) priključitve razmeščeno pod dnom (20A) vozila.

6. Upaijalna hladilna naprava po zahtevku 4 ali 5, značilna po tem, daje protipovratni ventil (7) razmeščen po toku navzdol od drugega kondenzatoija (3) hladilnega sredstva.

7. Uparjalna hladilna naprava po kateremkoli od zahtevkov od 4 do 6, značilna po tem, daje protipovratni ventil ali ventil (8), ki gaje moč prestavljati, razmeščen po toku navzdol od prvega kondenzatoija (3') hladilnega sredstva.

8. Uparjalna hladilna naprava po kateremkoli od zahtevkov od 1 do 7, značilna po tem, da krogotok hladilnega sredstva pri obratujočem pogonskem motorju (24) vozila (20) obsega dva prostorsko ločena upaijalnika (1, 2) hladilnega sredstva in pri neobratujočem pogonskem motorju samo en uparjalnik (1) hladilnega sredstva.

9. Uparjalna hladilna naprava po kateremkoli od zahtevkov od 1 do 8, značilna po tem, da je za električno krmiljenje drugega kompresoija (5) hladilnega sredstva in pihal upaijalno hladilne naprave predvidena krmilna omara (6), ki je neodvisna od vozilu lastnega krmilja.

10. Upaijalna hladilna naprava po kateremkoli od zahtevkov od 1 do 9, značilna po tem, da krogotok hladilnega sredstva pri mirujočem obratovanju obsega bodisi upaijalnik (2), neposredno dodeljen vozilu lastni upaijalni hladilni napravi, bodisi v preostalem uporabnem prostoru vozila razmeščen upaijalnik (1), bodisi oba ta uparjalnika hladilnega sredstva.