本發(fā)明涉及一種可瞬間制冷的車輛用制冷裝置、包括該裝置的車輛以及車輛的瞬間制冷方法。

背景技術(shù)：

夏季長時間停車時，車輛內(nèi)部暴露于外界高溫和太陽光的直射光線中，從而在駕駛之前就已經(jīng)達(dá)到高溫狀態(tài)，此時一般車輛的內(nèi)部溫度上升至50℃以上。因此，啟動車輛并行駛以后，直到制冷裝置達(dá)到正常狀態(tài)之前，車輛內(nèi)部暴露于極高的溫度中，使車輛的駕駛者和乘坐者感到極為不適。這是因為，現(xiàn)有的自動制冷裝置即空調(diào)達(dá)到正常狀態(tài)之前，獲得制冷效果需要花約3～5分鐘的時間，所以在這段時間內(nèi)因車輛內(nèi)部的高溫而感到不適。

另外，通常的車輛空調(diào)在行駛之前通過引擎的空轉(zhuǎn)來運(yùn)行，因此不必要地消耗燃料，并且排放廢氣而污染環(huán)境。

為了解決這些問題，提出了在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1中記載的現(xiàn)有車輛啟動前制冷制熱裝置，所述現(xiàn)有車輛啟動前制冷制熱裝置實現(xiàn)可在乘坐前或者啟動前進(jìn)行車輛的制冷制熱的目的上與本發(fā)明存在相似點，但是僅在這種目的上相似，而用于達(dá)到所述目的的結(jié)構(gòu)是在車輛上設(shè)置供電部、控制單元以及電子冷卻器，從而能夠進(jìn)行輔助制冷，因此這種現(xiàn)有車輛啟動前制冷制熱裝置的結(jié)構(gòu)以及功能與本發(fā)明的結(jié)構(gòu)以及功能存在區(qū)別。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

本發(fā)明提供一種可瞬間制冷的車輛用制冷裝置、包括該裝置的車輛以及車輛的瞬間制冷方法。為了在車輛熄火的狀態(tài)下運(yùn)行，以對車內(nèi)進(jìn)行瞬間制冷，所述可瞬間制冷的車輛用制冷裝置通過在車輛用制冷裝置的蒸發(fā)器出口與壓縮器入口之間連接由填充并貯藏有吸附劑的吸附罐形成的預(yù)冷單元，在車輛的初期啟動前或者停車狀態(tài)下預(yù)先提供制冷，從而提高駕駛者的舒適感，減少不必要的空轉(zhuǎn)帶來的燃料浪費，并降低二氧化碳排放量以防止污染環(huán)境。但是，這些技術(shù)問題是示例性的，并不由此限定本發(fā)明的范圍。

技術(shù)方案

根據(jù)本發(fā)明的一觀點，提供一種可瞬間制冷的車輛用制冷裝置，該制冷裝置包括主制冷系統(tǒng)和瞬間制冷系統(tǒng)，所述主制冷系統(tǒng)包括相連接的壓縮器、冷凝器、貯液器、膨脹閥以及蒸發(fā)器，以使制冷劑循環(huán)，所述瞬間制冷系統(tǒng)能夠使制冷劑流向所述貯液器、所述膨脹閥、所述蒸發(fā)器以及配置在所述蒸發(fā)器與壓縮器之間的預(yù)冷單元，在所述瞬間制冷系統(tǒng)運(yùn)行時，所述制冷劑不在所述主制冷系統(tǒng)的管路中循環(huán)，貯藏在所述貯液器內(nèi)的制冷劑由于所述貯液器與所述預(yù)冷單元之間的壓力差而經(jīng)由所述蒸發(fā)器流向所述預(yù)冷單元，從而實現(xiàn)車輛內(nèi)部的瞬間制冷。

可以進(jìn)一步包括設(shè)置在所述冷凝器與所述貯液器之間的第一閥、設(shè)置在所述貯液器與所述膨脹閥之間的第二閥、設(shè)置在所述蒸發(fā)器與所述壓縮器之間的第三閥以及設(shè)置在所述蒸發(fā)器與所述壓縮器之間的制冷劑流動管路上的第四閥，所述預(yù)冷單元與所述制冷劑流動管路相連接，當(dāng)所述主制冷系統(tǒng)停止運(yùn)行時，所述第一閥至第三閥被關(guān)閉，當(dāng)所述瞬間制冷系統(tǒng)運(yùn)行時，所述第二閥以及所述第四閥被打開。

所述預(yù)冷單元可以包括貯藏有吸附劑的吸附罐，所述吸附劑可以是硅膠、活性炭、石墨以及它們的組合中的任意一種。

可以在車輛的散熱器與引擎之間或者散熱器與電池組之間的冷卻水流動管路與所述預(yù)冷單元之間通過三通閥連接冷卻水供給管路，以便接收高溫的冷卻水，冷卻水排出管路連接所述預(yù)冷單元和冷卻水流動管路，以便排出接收的冷卻水。

可以進(jìn)一步包括操作單元，用于操作所述瞬間制冷系統(tǒng)以進(jìn)行瞬間制冷，所述操作單元可以是操作按鈕、操作開關(guān)或是遙控器。

所述貯液器內(nèi)可以填充有多于車輛空調(diào)的適宜填充量的制冷劑，以便在運(yùn)行瞬間制冷系統(tǒng)時能夠制冷規(guī)定時間。

所述瞬間制冷系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括用于加熱所述吸附器的加熱器。

另一方面，根據(jù)本發(fā)明的另一觀點，提供一種車輛，該車輛包括車體以及設(shè)置在所述車體上的車輛用制冷裝置。

另一方面，根據(jù)本發(fā)明的又一觀點，提供一種車輛的瞬間制冷方法，該車輛連接設(shè)置有車輛用制冷裝置，該車輛用制冷裝置包括壓縮器、冷凝器、貯液器、膨脹閥、蒸發(fā)器以及位于所述冷凝器與所述貯液器之間的第一閥、位于所述貯液器與所述膨脹閥之間的第二閥、位于所述蒸發(fā)器與所述壓縮器之間的第三閥，所述車輛的瞬間制冷方法包括以下步驟：在車輛熄火而所述第一閥以及第三閥被關(guān)閉的狀態(tài)下，運(yùn)行瞬間制冷裝置的操作單元；隨著運(yùn)行所述操作單元，通過位于所述蒸發(fā)器與所述壓縮器之間并被打開的第四閥相連接的吸附罐與所述貯液器之間出現(xiàn)壓力差，使貯藏在所述貯液器內(nèi)的制冷劑經(jīng)由蒸發(fā)器流向吸附罐，從而實現(xiàn)瞬間制冷。

可以進(jìn)一步包括以下步驟：當(dāng)所述瞬間制冷已進(jìn)行規(guī)定時間而消除了制冷劑的壓力差時，在經(jīng)過規(guī)定的時間后，吸附罐的第四閥被關(guān)閉，連接在車輛制冷裝置的壓縮器至蒸發(fā)器之間的第一至第三閥被打開，從而能夠啟動通常的車輛的制冷裝置。

可以進(jìn)一步包括以下步驟：當(dāng)運(yùn)行所述車輛的制冷裝置時，向所述吸附罐供給車輛引擎或電池組的高溫冷卻水，以通過貯藏在吸附罐內(nèi)的硅膠的再生來解吸制冷劑；當(dāng)完成所述制冷劑的解吸時，吸附罐的第四閥被關(guān)閉，流向所述吸附罐的高溫冷卻水被供給至車輛的散熱器。

有益效果

根據(jù)本發(fā)明的多個實施例涉及的可瞬間制冷的車輛用制冷裝置、包括該裝置的車輛以及車輛的瞬間制冷方法，在啟動車輛之前，直到制冷裝置正常運(yùn)行為止，實現(xiàn)瞬間制冷，以消除車內(nèi)高溫引起的駕駛者和乘坐者的不適感，從而能夠提高舒適感。

而且，無需在啟動車輛之前運(yùn)行制冷裝置，因此能夠減少因不必要的空轉(zhuǎn)而浪費的燃料，從而能夠減少二氧化碳排放量，防止污染環(huán)境。

附圖說明

圖1是本發(fā)明涉及的車輛用瞬間制冷裝置的概略概念圖。

10：輔助制冷系統(tǒng) 20：主制冷系統(tǒng)

110：吸附器 111：吸附罐

112：吸附劑 120：加熱管

130：三通閥 210：壓縮器

220：冷凝器 230：貯液器

240：膨脹閥

250：蒸發(fā)器

具體實施方式

下面將參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的多個實施例涉及的可瞬間制冷的車輛用制冷裝置、包括該裝置的車輛以及車輛的瞬間制冷方法的優(yōu)選實施例。本發(fā)明并不局限于以下公開的實施例，而是能夠以各種不同的實施方式實現(xiàn)，本實施例只是為了使本發(fā)明公開完整并且向普通技術(shù)人員完整地傳達(dá)發(fā)明的范疇而被提供。

圖1是示出本發(fā)明涉及的可瞬間制冷的車輛用制冷裝置的概略概念圖。可瞬間制冷的車輛用制冷裝置包括主制冷系統(tǒng)和瞬間制冷系統(tǒng)。

如圖1所示，主制冷系統(tǒng)包括相連接的蒸發(fā)器250、壓縮器210、冷凝器220、貯液器230以及膨脹閥240，以使制冷劑循環(huán)。

瞬間制冷系統(tǒng)10包括貯液器230、膨脹閥240、蒸發(fā)器250以及配置在蒸發(fā)器與壓縮器之間的預(yù)冷單元110，制冷劑可以流向貯液器230、膨脹閥240、蒸發(fā)器250以及配置在蒸發(fā)器與壓縮器之間的預(yù)冷單元110。

具體而言，瞬間制冷系統(tǒng)10是在主制冷系統(tǒng)20的所述蒸發(fā)器250與壓縮器210之間的制冷劑流動管路265上通過閥門340連接諸如吸附罐111的預(yù)冷單元110而成。

即，瞬間制冷系統(tǒng)10可以與主制冷系統(tǒng)20共享貯液器230、膨脹閥240、蒸發(fā)器250。瞬間制冷系統(tǒng)10還可以與主制冷系統(tǒng)20共享制冷劑流動管路的一部分。

即，在主制冷系統(tǒng)20中，蒸發(fā)器250、壓縮器210、冷凝器220、貯液器230以及膨脹閥240通過供制冷劑流動的制冷劑流動管路261、262、263、264、265、266依次相互連接，在所述冷凝器220的出口與貯液器230的入口之間的制冷劑流動管路262上設(shè)置有第一閥310，在所述貯液器230的出口與膨脹閥240的入口之間的制冷劑流動管路263上設(shè)置有第二閥320，在所述蒸發(fā)器250的出口與壓縮器210的入口之間的制冷劑流動管路265上設(shè)置有第三閥330。

在這種主制冷系統(tǒng)20的蒸發(fā)器250的出口與第三閥330之間的制冷劑流動管路265上連接有額外的制冷劑流動管路266，在該制冷劑流動管路266上連接設(shè)置內(nèi)部填充并貯藏有多孔性硅膠(Silica Gel)等吸附劑112的吸附罐111，從而形成瞬間制冷系統(tǒng)10，在所述制冷劑流動管路265上設(shè)置有第四閥340。

其中，所述多孔性硅膠作為吸附劑112，當(dāng)從貯液器230流經(jīng)膨脹閥240的蒸發(fā)的制冷劑貯藏于吸附罐111內(nèi)時，發(fā)揮吸附蒸發(fā)的氣體制冷劑的作用。所述吸附劑不限于硅膠，作為多孔性物質(zhì)，還可以采用活性炭、石墨(Graphite)。

另外，本發(fā)明的一實施例涉及的瞬間制冷系統(tǒng)需要在正常的車輛用制冷裝置的制冷劑循環(huán)中從吸附罐111的吸附劑(多孔性硅膠)中解吸被其吸附的氣體制冷劑，再向壓縮器210輸送，即需要通過解吸制冷劑使硅膠再生，并通過所述硅膠的再生引導(dǎo)下一次瞬間制冷。即，作為吸附劑的硅膠在其內(nèi)部受熱時解吸被吸附的氣體制冷劑，因此，如圖1所示，在引擎使用化石燃料的車輛中，利用引擎40的廢熱以及散熱器30，而在采用諸如氫燃料電池的燃料電池車中則利用用于發(fā)電的電池組(stack)和散熱器。

當(dāng)為了解吸被吸附罐111的吸附劑吸附的氣體制冷劑而利用引擎40的廢熱時，連接引擎40與所述吸附罐111之間，以將高溫的冷卻水供給至吸附罐111內(nèi)。即，用于冷卻引擎的冷卻水經(jīng)過所述引擎變成高溫的冷卻水以后，所述高溫的冷卻水通過連接在所述引擎40與散熱器30之間的波紋管閥45和冷卻水流動管路41進(jìn)入散熱器30內(nèi)并被冷卻，進(jìn)入所述吸附罐111內(nèi)的冷卻水供給管路121通過三通閥(3-Way Valve)130連接在該冷卻水流動管路41與吸附罐111之間，從所述吸附罐111出來的冷卻水排出管路42連接在冷卻水移動管路41上。當(dāng)然，在采用諸如氫燃料電池等電池的車輛中，所述引擎會被通過電池發(fā)電的電池組所替代。

利用如上構(gòu)成的本發(fā)明的可瞬間制冷的車輛用制冷裝置的車輛的瞬間制冷方法如下。

當(dāng)啟動主制冷系統(tǒng)20時，運(yùn)行壓縮器210，以向冷凝器220輸送高溫/高壓的氣體，在該冷凝器220內(nèi)將從壓縮器210供給的高溫/高壓的制冷劑氣體制成高溫/高壓的液態(tài)制冷劑，高溫/高壓的液態(tài)制冷劑聚集在貯液器230內(nèi)，并通過膨脹閥240的節(jié)流效應(yīng)變成低溫/低壓的液態(tài)制冷劑后被供給至蒸發(fā)器250，在該蒸發(fā)器250內(nèi)降低車輛內(nèi)部的溫度，由此進(jìn)行制冷運(yùn)行。這就是正常的車輛的制冷運(yùn)行。

瞬間制冷系統(tǒng)10可以在車輛停止運(yùn)行的狀態(tài)，或停止運(yùn)行的停車狀態(tài)下運(yùn)行。即，當(dāng)車輛停止運(yùn)行時，第一至第四閥310～340被關(guān)閉。然后包括在制冷劑流動管路262與制冷劑流動管路265之間標(biāo)記的虛線P上面的冷凝器220、壓縮器210以及膨脹閥240的部分變成高壓狀態(tài)，而虛線P下端部變成低壓狀態(tài)。此時，在制冷裝置的運(yùn)行過程中從冷凝器220供給的液態(tài)制冷劑貯藏在貯液器230內(nèi)。

瞬間制冷系統(tǒng)10利用的是貯藏在貯液器230內(nèi)的液態(tài)制冷劑，當(dāng)駕駛者在車輛啟動前利用諸如操作按鈕、操作開關(guān)或遙控器的操作單元啟動瞬間制冷系統(tǒng)10時，第二閥320和第四閥會被打開。

然后在貯液器230與作為預(yù)冷單元110的吸附罐111之間出現(xiàn)壓力差，以使制冷劑從所述貯液器230移向吸附罐111側(cè)。此時，從貯液器230吐出的液態(tài)制冷劑流經(jīng)膨脹閥240，在該膨脹閥240內(nèi)將高壓的液態(tài)制冷劑制成低溫的液態(tài)制冷劑后，供給至蒸發(fā)器250，在該蒸發(fā)器250內(nèi)通過空氣與制冷劑的熱交換能夠?qū)囕v內(nèi)部進(jìn)行瞬間制冷，因熱交換而蒸發(fā)的氣體制冷劑貯藏在吸附罐111內(nèi)，該吸附罐111內(nèi)貯藏有由多孔性硅膠形成的吸附劑。

在本發(fā)明中，由于初期的高壓和低壓的壓力梯度，制冷劑從貯液器230流向蒸發(fā)器250，但是在高壓與低壓變得相同之后，由于虹吸現(xiàn)象，制冷劑繼續(xù)流動，向蒸發(fā)器250流動后，通過所述蒸發(fā)器250排出的氣體制冷劑由于吸附罐111的制冷劑吸附效果而被吸附于多孔性硅膠的吸附劑112上。

例如，當(dāng)在車輛運(yùn)行時啟動主制冷系統(tǒng)20時，如上所述，制冷劑以高壓狀態(tài)貯藏于貯液器230內(nèi)。然后，隨著時間經(jīng)過，由于車輛從外部受熱，可能變成令駕駛者感到不適的高溫狀態(tài)。

此時，駕駛者在開車前利用操作單元啟動瞬間制冷系統(tǒng)10。當(dāng)啟動瞬間制冷系統(tǒng)10時，第二閥320和第四閥340被打開，使制冷劑從貯液器230流向作為預(yù)冷單元110的吸附罐111。制冷劑經(jīng)過蒸發(fā)器250并吸收車輛內(nèi)部的熱量。

其中，操作單元可以是操作按鈕、操作開關(guān)或遙控器。例如，操作開關(guān)可以是用于啟動瞬間制冷系統(tǒng)10的位于車內(nèi)的額外的按鈕。操作開關(guān)可以是位于車輛遙控鑰匙上的開關(guān)。并且，遙控器可以是不同于遙控器鑰匙的遙控裝置。

與一般車輛用空調(diào)的制冷劑適宜填充量相比，本發(fā)明附加填充瞬間制冷所需的制冷劑，因此與正常填充量相比，多填充能夠在啟動瞬間制冷裝置時制冷5～10分鐘的制冷劑。因此，車輛的一般空調(diào)的貯液器230也要增加能夠填充瞬間制冷所需的制冷劑的容量，因而可以比正常填充量填充得更多。

啟動瞬間制冷系統(tǒng)20以后，經(jīng)過5～10分鐘，高壓與低壓變得相同，使得吸附罐111的吸附劑112無法進(jìn)一步吸附制冷劑時，與所述吸附罐111相連接的第四閥340被關(guān)閉，第一至第三閥310～330被打開，從而可以轉(zhuǎn)為運(yùn)行現(xiàn)有的一般制冷裝置，即運(yùn)行主制冷系統(tǒng)20。

或者，即使已經(jīng)在運(yùn)行瞬間制冷系統(tǒng)20，但是只要啟動車輛，或者駕駛者啟動主制冷系統(tǒng)20，就可以停止運(yùn)行瞬間制冷系統(tǒng)20。

在主制冷系統(tǒng)20持續(xù)運(yùn)行期間內(nèi)，為了使吸附罐的制冷劑在下一次停車后引導(dǎo)瞬間制冷，需要作為吸附劑的硅膠再生，即需要從所述硅膠解吸制冷劑。硅膠在其內(nèi)部受熱時解吸制冷劑。因此，可瞬間制冷的車輛用制冷裝置還可以包括制冷劑解吸結(jié)構(gòu)。下面將對制冷劑解吸結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。

此時所需的熱量利用的是引擎的冷卻水，當(dāng)引擎40的冷卻水使所述引擎40冷卻后達(dá)到規(guī)定溫度以上的高溫時，設(shè)置在冷卻水流動管路41上的波紋管閥45被打開，從而通過所述冷卻水流動管路41供給至散熱器30，被外界空氣冷卻以后，低溫的冷卻水再次供給至引擎40。在瞬間制冷系統(tǒng)20中，打開波紋管閥45后利用三通閥130將供給至散熱器30的高溫的冷卻水優(yōu)先供給至吸附罐111，以向硅膠傳熱，從而使吸附在硅膠上的制冷劑解吸，完成解吸后，第四閥340被關(guān)閉，三通閥130將高溫的冷卻水供給至車輛的散熱器30，返回通常的引擎40的冷卻系統(tǒng)。在解吸過程中，壓縮器210同時吸入來自蒸發(fā)器250的制冷劑和吸附罐111的制冷劑，通過膨脹閥240控制制冷劑循環(huán)量，質(zhì)量與從吸附罐111解吸的制冷劑量相同的制冷劑以液態(tài)貯藏于貯液器230內(nèi)，只有主制冷系統(tǒng)20的運(yùn)行所需的制冷劑通過膨脹閥240在蒸發(fā)器250、壓縮器210以及冷凝器220中循環(huán)。

在此，還可以設(shè)置泵，該泵位于制冷劑流動管路266上，使制冷劑從吸附罐111流向壓縮器210。

此時，從吸附罐111向壓縮器210輸送氣體制冷劑的第四閥340的操作是通過吸附罐111的壓力來實現(xiàn)的，當(dāng)吸附罐111的壓力達(dá)到一定程度以上時，判斷為制冷劑已被全部解吸，關(guān)閉與所述吸附罐111相連接的第四閥340，從而繼續(xù)運(yùn)行通常的車輛的制冷。

另一方面，根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，車輛可以包括車體、設(shè)置在車體上的上述多個實施例涉及的可瞬間制冷的車輛用制冷裝置。

如上，對于本發(fā)明的多個實施例涉及的可瞬間制冷的車輛用制冷裝置、包括該裝置的車輛以及車輛的瞬間制冷方法，參照示例性附圖進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明并非限定于本說明書所公開的實施例和附圖，在本發(fā)明的技術(shù)思想范圍內(nèi)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以進(jìn)行各種變型。