RU2031007C1

RU2031007C1 - Vehicle

Info

Publication number: RU2031007C1
Authority: RU
Inventors: Станислав Викторович Галактионов; Владислав Александрович Елизаров; Олег Владимирович Марченко; Юрий Петрович Прилепо; Николай Максимович Судак; Виктор Анатольевич Баев
Original assignee: Станислав Викторович Галактионов; Владислав Александрович Елизаров; Олег Владимирович Марченко; Юрий Петрович Прилепо; Николай Максимович Судак; Виктор Анатольевич Баев
Priority date: 1992-02-04
Filing date: 1992-02-04
Publication date: 1995-03-20

Abstract

FIELD: vehicle saloon heating and conditioning equipment. SUBSTANCE: vehicle has engine 2 with cooling system having pump 3 and radiator 4, which are interconnected through pipelines 5,6,7. Saloon heating system has radiator 11 connected with cooling system via pipelines 8 and 9 through cock unit. Radiator 11 and fan 12 are disposed adjacent to air duct (branch pipe) 14. Conditioning of saloon is provided by specific arrangement of radiators. Additional radiator 17 positioned proximate to radiator 4 is connected with pump 22 and cock unit 10 via pipelines 18, 19 to form additional main. Radiator 11 is provided with thermoelectric bar battery with one junctions interacting with heat-exchanging surface of radiator 11 and other junctions contacting with cooling air. In cold time hot heat carrier is transferred from engine 2 via pipeline 9 through cock unit 10 to radiator 11, where it transmits heat to air supplied by fan 12. Air is conducted through air duct 14 into vehicle saloon. Heat carrier is returned into cooling system. In hot time cock unit 10 is changed over for main formed by pipelines 18,19. Pump 22 pumps heat carrier through cock unit 10 and radiator 11 withdraws heat by Peltier effect from air supplied into saloon and transmits it to heat carrier, which is cooled by air in radiator 17. EFFECT: increased efficiency and enhanced reliability in operation. 7 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к транспортным средствам, конкретнее к системам, обеспечивающим поддержание температурного режима в салоне транспортного средства. The invention relates to vehicles, and more particularly to systems that maintain the temperature in the passenger compartment.

В качестве прототипа выбирается конструкция транспортного средства (автомобиль), которая содержит двигатель с системой охлаждения, включающей соединенные трубопроводами насос и радиатор, систему отопления салона транспортного средства, соединенную с системой охлаждения двигателя и включающую крановый блок (кран), радиатор отопителя и вентилятор, установленные около патрубка подачи воздуха в салон. As a prototype, a vehicle structure (automobile) is selected, which contains an engine with a cooling system, including a pump and a radiator connected by pipelines, a vehicle cabin heating system connected to the engine cooling system and including a crane unit (faucet), a heater radiator and a fan installed near the air inlet to the passenger compartment.

Известное устройство обеспечивает нагрев поступающего в салон воздуха в холодное зимнее время, но не обеспечивает достижения технического результата, заключающегося в подаче в салон прохладного воздуха в жаркое время года (кондиционирования). The known device provides heating of the air entering the passenger compartment in cold winter time, but does not achieve the technical result of supplying cool air to the passenger compartment during the hot season (air conditioning).

Описываемое транспортное средство, содержащее двигатель с системой охлаждения, включающей соединенные трубопроводами насос и радиатор, систему отопления салона транспортного средства, соединенную с системой охлаждения двигателя и включающую крановый блок, радиатор отопителя с каналами, через которые прокачивается теплоноситель, и вентилятор, установленные около патрубка подачи воздуха в салон, снабжено дополнительной магистралью, соединяющей через крановый блок систему охлаждения с радиатором отопителя, радиатор отопителя снабжен термоэлектрической батареей, спаи одной полярности которой взаимодействуют с наружными стенками каналов теплоносителя, а спаи противоположной полярности взаимодействуют с потоком воздуха от вентилятора. The described vehicle comprising an engine with a cooling system including a pump and a radiator connected by pipelines, a vehicle cabin heating system connected to an engine cooling system and including a crane unit, a heater radiator with channels through which the coolant is pumped, and a fan installed near the supply pipe air to the passenger compartment, is equipped with an additional line connecting the cooling system with the heater radiator through the crane block, the heater radiator is equipped thermoelectric battery, junctions of one polarity which interact with the outer walls of the coolant channels, and junctions of opposite polarity interact with the air flow from the fan.

Термоэлектрическая батарея включена в систему электропитания транспортного средства, снабжена переключателем полярности тока и выполнена в виде кольцевых термоэлектрических элементов, одетых по плотной посадке на трубки радиатора отопителя. The thermoelectric battery is included in the vehicle’s power supply system, is equipped with a current polarity switch and is made in the form of ring thermoelectric elements, dressed in tight fit on the heater radiator tubes.

Дополнительная магистраль снабжена радиатором, установленным около радиатора системы охлаждения, и насосом, при этом она автономна от системы охлаждения двигателя и соединена с отопителем через крановый блок. The additional line is equipped with a radiator installed near the radiator of the cooling system and a pump, while it is autonomous from the engine cooling system and connected to the heater through a crane block.

Радиатор дополнительной магистрали соединен с всасом насоса системы охлаждения двигателя, а напор этого насоса соединен с радиатором отопителя через крановый блок. The radiator of the auxiliary line is connected to the inlet of the pump of the engine cooling system, and the pressure of this pump is connected to the heater radiator through a crane block.

Описываемое решение обеспечивает кондиционирование салона путем незначительных дополнений, вносимых в конструкцию системы охлаждения двигателя и системы отопления салона. Функция уже существующего элемента - радиатора отопителя становится обратимой. The described solution provides air conditioning of the cabin by minor additions to the design of the engine cooling system and the interior heating system. The function of an existing element - the radiator of the heater becomes reversible.

На фиг.1 изображен общий вид передней части транспортного средства; на фиг. 2 - схема системы охлаждения двигателя с системами отопления и кондиционирования салона, вариант 1 (п.п. 1, 5, 6 формулы); на фиг.3 - то же, вариант 2 (п. п. 1, 5, 7 формулы); на фиг.4 - то же, вариант 3 без собственного радиатора системы кондиционирования; на фиг.5 - сечение А-А на фиг. 1 по радиатору отопителя; на фиг.6 - сечение Б-Б на фиг.5, трубки радиатора отопителя с кольцевыми термоэлементами. Figure 1 shows a General view of the front of the vehicle; in FIG. 2 - diagram of the engine cooling system with heating and air conditioning systems, option 1 (items 1, 5, 6 of the formula); figure 3 is the same, option 2 (p. 1, 5, 7 of the formula); figure 4 is the same, option 3 without its own radiator air conditioning system; in Fig.5 is a section aa in Fig. 1 by heater radiator; in Fig.6 is a section bB in Fig.5, the heater radiator tube with ring thermocouples.

Транспортное средство включает следующие элементы. The vehicle includes the following elements.

В передней части кузова 1 транспортного средства (например, легкового автомобиля) размещены двигатель 2 с системой его охлаждения, включающей насос 3, радиатор 4, соединенные трубопроводами 5, 6, 7. In front of the vehicle body 1 (for example, a passenger car) engine 2 is placed with a cooling system including a pump 3, a radiator 4 connected by pipelines 5, 6, 7.

Система охлаждения двигателя трубопроводами 8, 9 через крановый блок 10 соединена с радиатором отопителя 11 (Крановый блок может представлять собой многопозиционный кран, а также быть выполненным в виде отдельных кранов, устанавливаемых каждый на своем трубопроводе. На существо изобретения это не влияет. Для простоты описания здесь блок представлен в виде отдельных кранов). The engine cooling system by pipelines 8, 9 is connected through a crane block 10 to a heater radiator 11 (The crane block can be a multi-position valve, and also can be made as separate valves installed each on its own pipeline. This is not affected by the invention. For simplicity of description here the block is presented in the form of separate cranes).

Рядом с радиатором 11 установлен вентилятор 12 с электродвигателем 13. Воздуховоды (или патрубки подачи воздуха в салон) 14 связывают отсек, в котором расположен отопитель с салоном (кабиной). Next to the radiator 11, a fan 12 with an electric motor 13 is installed. Air ducts (or pipes for supplying air to the passenger compartment) 14 connect the compartment in which the heater is located to the passenger compartment (cabin).

На трубопроводах 8, 9 в блоке кранов 10 установлены краны 15, 16 соответственно. On the pipelines 8, 9 in the block of taps 10 installed valves 15, 16, respectively.

В первом варианте исполнения (фиг.1 и 2) транспортное средство снабжено радиатором 17 системы кондиционирования, связанным трубопроводами 18, 19 через блок кранов 10 (краны 20 и 21 соответственно) с радиатором отопителя 11. На трубопроводе 18 установлен насос 22. Трубопроводы 18 и 19 представляют собой дополнительную магистраль. In the first embodiment (Figs. 1 and 2), the vehicle is equipped with a radiator 17 of the air conditioning system connected by pipelines 18, 19 through a valve block 10 (taps 20 and 21, respectively) with a heater radiator 11. A pump 22 is installed on the pipe 18. The pipelines 18 and 19 represent an additional highway.

Во втором варианте (фиг.3) радиатор 17 соединен трубопроводом 19 через кран 21 с радиатором 11, трубопроводом 18 с всасом насоса 3. При этом напор насоса 3 соединен трубопроводом 23 через кран 20 с радиатором 11. In the second embodiment (figure 3), the radiator 17 is connected by a pipe 19 through a valve 21 to a radiator 11, a pipe 18 with a pump suction 3. In this case, the pump head 3 is connected by a pipe 23 through a valve 20 to a radiator 11.

В третьем варианте (фиг.4) имеется дополнительный трубопровод (магистраль) 23, соединяющий выход насоса 3 через кран 20 с радиатором 11. In the third embodiment (figure 4) there is an additional pipeline (line) 23 connecting the outlet of the pump 3 through the valve 20 with the radiator 11.

Радиатор 11 включает трубки 24, по которым прокачивается жидкость. На трубки плотно (для обеспечения теплового контакта) установлены кольцевые термоэлектрические элементы 25, соединенные в термоэлектрическую батарею. Батарея термоэлементов через клеммы 26 соединена с генератором транспортного средства. Radiator 11 includes tubes 24 through which fluid is pumped. On the tube tightly (to ensure thermal contact) installed ring thermoelectric elements 25 connected to a thermoelectric battery. The battery of thermocouples through terminals 26 is connected to the generator of the vehicle.

В корпусе радиатора 11 выполнены отверстия 27 для прокачки воздуха. Снаружи термоэлектрической батареи выполнено оребрение 28. Для лучшего охлаждения воздухом поверхность охлаждения может быть развита в пластинчатый радиатор. In the case of the radiator 11 holes 27 are made for pumping air. Outside of the thermoelectric battery, fins 28 are made. For better air cooling, the cooling surface can be developed into a plate radiator.

Кроме показанной на чертеже формы радиатора отопителя и термоэлектрической батареи, радиатор может быть выполнен в виде плоских каналов, а батарея набрана из прижатых к ним плоских термоэлементов. In addition to the shape of the heater radiator and thermoelectric battery shown in the drawing, the radiator can be made in the form of flat channels, and the battery is composed of flat thermocouples pressed to them.

Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.

В холодное время года при посадке водителя и пассажиров в салон заводят двигатель, открывают краны 15, 16. Насос 3 прокачивает охлаждающую жидкость по системе охлаждения через рубашку двигателя и радиатор. По трубопроводу 9 горячая вода через открытый кран 16 поступает в радиатор 11, где отдает тепло воздуху, прокачиваемому вентилятором 12, затем через кран 15 и трубопровод 8 подается на всас насоса 3 и возвращается в систему охлаждения. Воздух по трубам 14 подается в салон. In the cold season, when the driver and passengers are landing in the cabin, the engine is started, cranes 15, 16 are opened. Pump 3 pumps coolant through the cooling system through the engine jacket and radiator. Through the pipeline 9, hot water through the open valve 16 enters the radiator 11, where it gives off heat to the air pumped by the fan 12, then through the valve 15 and the pipe 8 it is supplied to the pump inlet 3 and returns to the cooling system. Air through pipes 14 is supplied to the passenger compartment.

Термоэлектрические элементы 25 батареи при запуске двигателя запитываются постоянным током с полярностью, при которой за счет эффекта Пельтье тепло отбирается от трубки 24 и через ребра 28 передается воздуху, т.е. холодный спай термоэлемента взаимодействует с трубой, а горячий - с ребрами. When starting the engine, the thermoelectric elements 25 of the battery are powered by direct current with polarity, in which due to the Peltier effect, heat is taken from the tube 24 and transferred through the fins 28 to the air, i.e. the cold junction of the thermocouple interacts with the pipe, and the hot junction interacts with the ribs.

В данном случае термоэлектрические батареи обеспечивают более быстрый прогрев салона по сравнению с обычной системой отопления салона. Это важно при посадке водителя и пассажиров после длительной стоянки на холоде, когда необходимо прогреть салон быстро. In this case, thermoelectric batteries provide faster heating of the passenger compartment compared to a conventional interior heating system. This is important when landing the driver and passengers after a long stay in the cold, when it is necessary to warm up the cabin quickly.

По достижении необходимой температуры в салоне батарея термоэлементов может быть обесточена и температура может поддерживаться только за счет отопителя. Upon reaching the required temperature in the cabin, the battery of thermocouples can be de-energized and the temperature can only be maintained by the heater.

В жаркое время года изменяют полярность клемм термоэлектрической батареи. Холодный спай термоэлемента при этом взаимодействует с ребром 28, а горячий - с трубкой 24. In the hot season, the polarity of the terminals of the thermoelectric battery is reversed. The cold junction of the thermocouple in this case interacts with the rib 28, and the hot junction interacts with the tube 24.

В первом варианте закрывают краны 15, 16, открывают краны 20 и 21. В этом случае система кондиционирования салона теоретически может работать и при выключенном двигателе (автомобиль на стоянке). При этом питание термоэлектрической батареи и вентилятора должно осуществляться от аккумулятора, но основной режим - работа батареи от генератора. In the first embodiment, the cranes 15, 16 are closed, the cranes 20 and 21 are opened. In this case, the cabin air conditioning system can theoretically work even when the engine is off (the car is parked). In this case, the thermoelectric battery and the fan should be powered by the battery, but the main mode is the battery operation from the generator.

Насос 22 прокачивает теплоноситель через кран 20, трубки 24 радиатора 11, где термоэлементы 25 за счет эффекта Пельтье отбирают тепло от прокачиваемого вентилятором 12 воздуха и отдают его теплоносителю. Далее теплоноситель через кран 21, трубопровод 19 поступает в радиатор 17, где отдает тепло охлаждающему воздуху окружающей среды. The pump 22 pumps the coolant through the valve 20, the tubes 24 of the radiator 11, where the thermocouples 25, due to the Peltier effect, take heat from the air pumped by the fan 12 and give it to the coolant. Next, the coolant through the valve 21, the pipe 19 enters the radiator 17, where it gives off heat to the cooling air of the environment.

В варианте 2 (фиг.3) в режиме кондиционирования краны 15, 16 закрыты, краны 20, 21 открыты. Теплоноситель циркулирует по тракту от напора насоса 3 по трубопроводу 23 через радиатор 11, трубопровод 19, радиатор 17 на всас насоса 3. In option 2 (figure 3) in the air conditioning mode, the taps 15, 16 are closed, the taps 20, 21 are open. The coolant circulates along the path from the pressure of the pump 3 through a pipe 23 through a radiator 11, a pipe 19, a radiator 17 to the inlet of the pump 3.

В варианте 3 (фиг.4) в режиме кондиционирования кран 15 закрыт, краны 16 и 20 открыты. Теплоноситель с напора насоса 3 по магистрали 23 через радиатор 11, трубопроводы 9, 7 поступает в основной радиатор 4 системы охлаждения двигателя, где отдает тепло воздуху. In option 3 (figure 4) in the air conditioning mode, the valve 15 is closed, the valves 16 and 20 are open. The coolant from the pressure of the pump 3 through line 23 through the radiator 11, pipelines 9, 7 enters the main radiator 4 of the engine cooling system, where it gives off heat to the air.

Необходимые соотношения расходов в трубопроводах обеспечиваются гидравлическим расчетом, а также установкой дроссельных и регулирующих клапанов. The necessary flow ratios in the pipelines are provided by hydraulic calculation, as well as the installation of throttle and control valves.

Таким образом, указанная система обеспечивает кондиционирование салона летом и отопление зимой. Достигается это без существенных переделок существующих серийно выпускаемых конструкций автомобилей. Thus, this system provides air conditioning in the summer and heating in the winter. This is achieved without significant alterations to existing mass-produced car designs.

Claims

1. VEHICLE, comprising an engine with a cooling system including a pump and a radiator connected by pipelines, a vehicle cabin heating system connected to an engine cooling system and comprising a crane unit, a heater radiator with tubes in which channels for the passage of coolant are made, and a fan installed near the pipe for supplying air to the cabin, characterized in that it is equipped with an additional line, which communicates through a crane block a cooling system with a radiator heater, while the latter is equipped with a thermoelectric battery that interacts with one of its junctions with the outer walls of the heater radiator tube channels, and other battery junctions are placed inside the channels for air flow from the fan.

2. The vehicle according to claim 1, characterized in that the thermoelectric battery is included in the vehicle’s power supply system.

3. The vehicle according to claim 1, characterized in that the thermoelectric battery is equipped with a current polarity switch.

4. The vehicle according to claim 1, characterized in that the thermoelectric battery is made of electrically interconnected annular thermoelectric elements tightly mounted on the radiator tubes.

5. The vehicle according to claim 1, characterized in that the additional line is equipped with an additional radiator mounted next to the radiator of the cooling system.

6. The vehicle according to claims 1 and 5, characterized in that the additional line is equipped with a pump and is connected directly to the heater radiator through a crane block.

7. The vehicle according to claims 1 and 5, characterized in that the additional radiator is connected to the suction port of the pump of the engine cooling system, and the pump discharge port is connected to the radiator of the heater through a crane block.