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CN102126410A - 车用空调系统 - Google Patents

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ZHUHAI YINTONG NEW POWER TECHNOLOGY CO LTD
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Abstract

本发明公开了一种通用性好的节能型车用空调系统。该车用空调系统包括电源、空调控制器和空调机组，所述空调机组包括至少一个装置于汽车车体顶部的模块化空调单元和压缩机，所述空调单元包括壳体(10)、冷凝器(11)、具有大安装角的低速冷凝风机(12)、蒸发器(13)、具有大安装角的低速蒸发风机(14)和导流圈(15)。本发明可用于普通燃油汽车，也可用于电动汽车。

Description

车用空调系统
技术领域
本发明涉及汽车空调领域。
背景技术
为满足人们不断提高的舒适性要求，空调系统已成为现代汽车上必不可少的设备。
对于传统燃油车而言，空调系统多是由发动机通过皮带传动驱动空调压缩机进行制冷。一般车用空调的功率约为10Kw，以公交车每天行驶14小时计，空调消耗的能量约140Kw·h，耗油约35升，占燃油车每天用油的30％，在等红灯等状况下停车时若要空调不停止运行，还要求发动机不熄火怠速运转，并且其怠速时的功率设计要比不装空调的燃油车发动机怠速功率大，使装有空调系统的燃油车即使不使用空调，其耗油量也比不装空调的燃油车大很多。
对于电动汽车而言，由于没有来自发动机的动力源，空调系统多是电动空调，由动力电池组直接驱动电动空调压缩机进行制冷。现有的普通电动空调机组一般包括有压缩机和设置于汽车顶部的机壳、冷凝器、冷凝风机、蒸发器、蒸发风机，机壳内由隔板隔成冷凝室和蒸发室，冷凝器和冷凝风机装置于冷凝室，汽车车体外部的冷风由冷凝风机吸入冷凝室由冷凝器加热后再把热风排出冷凝室，蒸发器和蒸发风机装置于蒸发室，汽车车厢内的热空气由蒸发风机吸入蒸发室由蒸发器制冷后再把冷空气经汽车车厢内的冷气通道吹入车厢。针对不同长度的客车，空调机组内需设置不同数量的冷凝器、冷凝风机、蒸发器、蒸发风机，设计上结构比较复杂，通用性较差。另外，在空调机组中，冷凝器与冷凝风机为上下布置，为了使汽车整体不致过高，还要达到预期的通风量，冷凝风机采用小安装角的高速风机；由蒸发室进入车厢的冷气要经过较长的通道以及大量的通孔，存在较大的能量损失，为了满足车厢内的制冷量要求，其蒸发风机也采用的是小安装角的高速风机，其冷凝风机和蒸发风机的转速高达2500～3000转/分，不仅噪音大，而且消耗能量也大。一般的普通电动空调系统的能效比约1.5～2.0，消耗能量约10Kw。这样，即使电动车装置目前性能最好的电池，空调系统所耗去的电能也占了动力电池存储电能的一半左右，大大减少了电动车的续驶里程。
发明内容
本发明所要解决的问题是克服上述现有技术的缺陷，提供一种通用性好的节能型车用空调系统。
本发明的技术方案是：本发明包括电源、空调控制器和空调机组，所述电源通过所述空调控制器与所述空调机组电连接，所述空调机组包括至少一个装置于汽车车体顶部的模块化空调单元和压缩机。
所述空调单元包括壳体、冷凝器、具有大安装角的低速冷凝风机、蒸发器、具有大安装角的低速蒸发风机和导流圈，所述壳体内由隔板隔成冷凝室和蒸发室，所述冷凝器以上部向后倾斜的方式设置于所述冷凝室的前部，对应所述冷凝器在壳体前部设置相适配的冷风进口，所述冷凝风机设置于所述冷凝室内，对应所述冷凝风机在壳体上部设置相适配的热风出口，所述蒸发器和所述蒸发风机设置于所述蒸发室内，所述蒸发器设置所述蒸发风机的周圈，对应所述蒸发器和所述蒸发风机在所述壳体下部从汽车车厢内连接所述导流圈，所述导流圈内圈下部中央设置热气进口，所述导流圈下部外圈设置冷气出口。
冷凝风机采用转速为600～800转/分钟的轴流风机，其风叶的进口安装角为0～50°、出口安装角为90°～150°；蒸发风机采用转速为600～800转/分钟的离心风机，其风叶的进口安装角为0～50°、出口安装角为100～160°。
冷风进口处设有加强骨架。
热风出口处装置有隔栅。
热气进口处装置有过滤网。
电源采用锂离子动力电池组。
压缩机可以采用立式电动涡旋压缩机，装置于汽车车体后部。
压缩机也可以采用卧式电动涡旋压缩机，至少一个所述空调单元的壳体的冷凝腔内装置有所述卧式电动涡旋压缩机。
本发明采用上述方案，可达到以下有益效果：
1.通用性好：本发明采用模块化的空调单元，可针对不同长度的客车，使用数量不同的模块组合：如对于6～8m的客车，只需装置一个空调单元模块就能达到制冷要求，对于8～12m的客车，可沿车顶长度方向装置两个空调单元模块，以达到制冷要求，对于12～18m的客车，可沿车顶长度方向装置三个空调单元模块，以达到制冷要求。增强了空调单元的通用性，同时可简化安装工序、降低成本。
2.节能：本发明空调机组的压缩机采用电动涡旋压缩机，可由锂离子动力电池组作电源通过空调控制器直接驱动，与现有的燃油车上空调相比，少了机械的传动部件，减少了传动器件的能量损耗；本发明的冷凝器以上部向后倾斜的方式设置于冷凝室的前部，可在汽车前进时使空气流有效的对冷凝器进行冷却，冷凝风机和蒸发风机均采用具有大安装角的低速风机，使风机消耗的功率降低，蒸发室吹出的冷气由导流圈直接吹入汽车车厢，降低了能量损失，因此，与现有普通电动空调相比，具有较高的能效比，(可高达3.35，约为现有普通电动空调的1.5倍)，其功率消耗约为普通电动空调的50～60％时即可达到相同的制冷效果。综上所述，本发明的空调系统装置于燃油车上时，可节油约18％，同时因空调系统的运行不受发动机的影响，可在停车时停止运行发动机，新车设计时可选用功率较小的发动机；装置于电动车上，可大幅延长电动车的续驶里程。
3.重量轻：本发明将空调机组进行一体模块化设计，其重量(仅150kg)约是普通电动空调的50％，相对于电动车来讲，减少170kg重量即可减少1.5％的电池用量，相当于减少了整车的重量，同时减少电池的费用，进一步节约了能源。
4.低噪音：本发明蒸发风机与冷凝风机采用具有大安装角的低速风机，能有效降低噪音，可将车厢内空调噪音控制在45分贝以下。
附图说明
图1是本发明实施例一空调系统在汽车上的安装示意图；
图2是本发明实施例一模块化空调单元的立体图；
图3是本发明实施例一模块化空调单元的纵向剖视图；
图4是图3中的A-A剖视图；
图5是本发明实施例一空调系统运行时的空气流向示意图；
图6是本发明实施例二空调系统在汽车上的安装示意图；
图7是本发明实施例二模块化空调单元的纵向剖视图；
图8是本图7中的B-B剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作具体详述。
实施例一：
如图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明的空调系统包括有电源、空调控制器和空调机组。
空调机组包括装置于汽车车体4顶部的模块化空调单元1，空调单元1包括壳体10、冷凝器11、冷凝风机12、蒸发器13、蒸发风机14、导流圈15。壳体10内由隔板101隔成冷凝室和蒸发室，冷凝器11以上部向后倾斜的方式设置于冷凝室的前部，对应冷凝器11在壳体10前部设置相适配的冷风进口，冷风进口处设有加强骨架102，冷凝风机12及冷媒储液罐6设置于冷凝室内，对应冷凝风机12在壳体10上部设置相适配的热风出口，热风出口处装置有隔栅16，冷媒储液罐6中装置R134a环保冷媒；蒸发器13和蒸发风机14设置于蒸发室内，蒸发器13设置于蒸发风机14周圈，对应蒸发器13和蒸发风机14在壳体10下部从汽车车厢内连接导流圈15，导流圈15内圈下部中央设置热气进口，热气进口处装置有过滤网17，导流圈15下部外圈设置冷气出口。
本实施例的压缩机采用立式电动涡旋压缩机2，立式电动涡旋压缩机2装置于车体4后部，立式电动涡旋压缩机2与车体4之间橡胶减振垫。
立式电动涡旋压缩机2通过管道连通冷媒储液罐6、冷凝器11以及蒸发器13，立式电动涡旋压缩机2通过电线连接冷凝风机12和蒸发风机14。
电源采用346V锂离子动力电池组，通过空调控制器给立式电动涡旋压缩机2输送高压交流电以直接驱动压缩机2运行，如图6所示为空调系统运行时的空气流向示意图，车顶前部的冷风通过冷风进口经冷凝器11加热后从热风出口流出，车厢内的热空气经热气进口进入蒸发腔，再流经蒸发器13变为冷空气从冷气出口吹入车厢以调节车厢内空气温度。
冷凝风机12采用转速为600～800转/分钟的轴流风机，其风叶的进口安装角为0～50°、出口安装角为90°～150°；蒸发风机14采用转速为600～800转/分钟的离心风机，其风叶的进口安装角为0～50°、出口安装角为100～160°。冷凝风机12和蒸发风机14采用较大的安装角，具有较大的迎风面积，使风机不需要有太大转速即能有较大的风量，消耗的功率小，噪音小。
本发明可针对不同的客车长度采用模块化组合，如6～8m长的车可采用3hp的压缩机，装置一台空调单元1，制冷量可达7500大卡(1大卡＝1.163W)；8～12m长的车采用6hp的压缩机，装置两台空调单元1(一拖二式)，制冷量可达15000大卡，以满足不同车辆的制冷要求。
实施例二：
如图6、图7、图8所示，本实施例的压缩机采用卧式电动涡旋压缩机3。
对于装置一个空调单元1的汽车(如6～8m的车)，采用3hp的卧式电动涡旋压缩机3及冷媒储液罐6装置于空调单元1的壳体10的冷凝室内，在卧式电动涡旋压缩机3与壳体10之间加装有橡胶减振垫5；对于装置两台空调单元1的汽车(如8～12m长的车)，可以将两台3hp卧式电动涡旋压缩机3及冷媒储液罐6分别装置于每个空调单元1中(独立式)，也可以将一台6hp的卧式电动涡旋压缩机3及冷媒储液罐6装置于一个空调单元1中，再用管道及电线连接两个空调单元1，用一台压缩机带动两个空调单元1运行(一拖二式)。
其余特征同实施例一。

Claims (9)

1.一种车用空调系统，包括电源、空调控制器和空调机组，所述电源通过所述空调控制器与所述空调机组电连接，其特征在于：所述空调机组包括至少一个装置于汽车车体(4)顶部的模块化空调单元(1)和压缩机。
2.根据权利要求1所述的车用空调系统，其特征在于：所述空调单元(1)包括壳体(10)、冷凝器(11)、具有大安装角的低速冷凝风机(12)、蒸发器(13)、具有大安装角的低速蒸发风机(14)和导流圈(15)，所述壳体(10)内由隔板(101)隔成冷凝室和蒸发室，所述冷凝器(11)以上部向后倾斜的方式设置于所述冷凝室的前部，对应所述冷凝器(11)在壳体(10)前部设置相适配的冷风进口，所述冷凝风机(12)设置于所述冷凝室内，对应所述冷凝风机(12)在壳体(10)上部设置相适配的热风出口，所述蒸发器(13)和所述蒸发风机(14)设置于所述蒸发室内，所述蒸发器(13)设置所述蒸发风机(14)的周圈，对应所述蒸发器(13)和所述蒸发风机(14)在所述壳体(10)下部从汽车车厢内连接所述导流圈(15)，所述导流圈(15)内圈下部中央设置热气进口，所述导流圈(15)下部外圈设置冷气出口。
3.根据权利要求2所述的车用空调系统，其特征在于：所述冷凝风机(12)采用转速为600～800转/分钟的轴流风机，其风叶的进口安装角为0～50°、出口安装角为90°～150°；所述蒸发风机(14)采用转速为600～800转/分钟的离心风机，其风叶的进口安装角为0～50°、出口安装角为100～160°。
4.根据权利要求2所述的车用空调系统，其特征在于：所述冷风进口处设有加强骨架(102)。
5.根据权利要求2所述的车用空调系统，其特征在于：所述热风出口处装置有隔栅(16)。
6.根据权利要求2所述的车用空调系统，其特征在于：所述热气进口处装置有过滤网(17)。
7.根据权利要求1～6任一所述的车用空调系统，其特征在于：所述电源采用锂离子动力电池组。
8.根据权利要求1～6任一所述的车用空调系统，其特征在于：所述压缩机为立式电动涡旋压缩机(2)，装置于汽车车体(4)后部。
9.根据权利要求2～6任一所述的车用空调系统，其特征在于：所述压缩机为卧式电动涡旋压缩机(3)，至少一个所述空调单元的壳体(10)的冷凝腔内装置有所述卧式电动涡旋压缩机(3)。
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