本發(fā)明涉及公交汽車供暖技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種電動公交汽車電蓄熱供暖設(shè)備。
背景技術(shù):
隨著電動汽車快速發(fā)展,政府政策的引導(dǎo),電動汽車的電力運(yùn)行成本低等特點(diǎn),使得城市電動公交汽車數(shù)量快速上升。
眾所周知,電動公交汽車是以車載蓄電池為汽車運(yùn)行的提供動力源;而現(xiàn)階段電動公交汽車冬季供暖一般有三種方式:電暖器、熱泵空調(diào)或車載燃油鍋爐加車內(nèi)熱水散熱器;前兩種供暖方案均為電供暖,其電力供應(yīng)均由電動汽車的車載蓄電池完成,車輛在運(yùn)行過程中,為保證車內(nèi)供暖需求,車載蓄電池將有30%以上的電量用于車內(nèi)供暖,其汽車?yán)m(xù)航里程將大幅降低;甚至在室外溫度較低的東北嚴(yán)寒地區(qū),由于設(shè)備本身的原因,熱泵空調(diào)已不能使用。與此同時(shí)室外環(huán)境溫度較低情況下,車載電池在較低溫度環(huán)境下放電效率急劇下降,而此時(shí)正是車內(nèi)供暖需求最大的時(shí)刻,二者之間供需矛盾更顯突出。因此運(yùn)用車載電池在低溫條件下再為車內(nèi)提供供暖,必然使汽車?yán)m(xù)航里程急劇下降,甚至影響車輛運(yùn)行,實(shí)際車輛在溫度較低的東北地區(qū)運(yùn)營時(shí),為確保運(yùn)營里程司機(jī)往往不得不犧牲車內(nèi)環(huán)境為代價(jià),大量出現(xiàn)少開供暖或不開供暖的情況。為解決上述供暖問題,部分電動公交汽車增設(shè)車載燃油鍋爐加車內(nèi)熱水散熱器的供暖形式,由于小型燃油鍋爐效率較低,供暖運(yùn)行成本較高,同時(shí)燃燒不充分,油燃燒過程中產(chǎn)生污染環(huán)境的氣體,與新能源電動汽車?yán)玫某踔韵噙`背,亦不利于電動汽車可持續(xù)發(fā)展,是迫不得已之舉。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了克服上述所述的不足,本發(fā)明的目的是提供一種電動公交汽車電蓄熱供暖設(shè)備,其將公交汽車內(nèi)的空氣通過回風(fēng)箱通入儲熱箱內(nèi)進(jìn)行加熱,加熱后的空氣通過送風(fēng)箱再輸送入公交汽車內(nèi),供電機(jī)構(gòu)進(jìn)行供電,不用占用公交汽車內(nèi)的車載蓄電池的電量,保證供暖的同時(shí)也保證公交汽車的續(xù)航里程。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案是:
一種電動公交汽車電蓄熱供暖設(shè)備,其連接在公交汽車的車頂,所述公交汽車的車頂設(shè)置有回風(fēng)口和送風(fēng)口,其中,包括與所述回風(fēng)口相通的回風(fēng)箱、用于將所述回風(fēng)箱輸送的空氣進(jìn)行加熱的儲熱箱、用于將所述儲熱箱輸送的空氣導(dǎo)入所述送風(fēng)口的送風(fēng)箱、用于給所述回風(fēng)箱、儲熱箱和送風(fēng)箱進(jìn)行供電的供電機(jī)構(gòu)。
作為本發(fā)明的一種改進(jìn),還包括用于控制輸入所述送風(fēng)口的空氣的溫度的溫控機(jī)構(gòu)。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),所述儲熱箱內(nèi)設(shè)置有儲熱體,所述儲熱體內(nèi)放置有若干塊儲熱磚,所述儲熱磚的上下兩端均設(shè)置有半圓孔,相鄰兩塊所述儲熱磚貼合使兩個(gè)所述半圓孔形成一個(gè)圓孔。
作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn),所述圓孔內(nèi)可放置電加熱管,所述電加熱管包括絕緣固定件和電加熱絲,所述絕緣固定件的外側(cè)壁上設(shè)置有至少兩個(gè)穿槽;所述絕緣固定件的前后兩端分別與前封頭、后封頭連接;所述電加熱絲纏繞在所述穿槽上,所述電加熱絲的正極接線頭、負(fù)極接線頭分別與設(shè)置在前封頭上的正接柱、負(fù)接柱連接;所述前封頭和后封頭的外側(cè)壁均設(shè)置有用于固定安裝在所述儲熱磚上的環(huán)形卡槽。
作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn),所述儲熱箱設(shè)置有保溫結(jié)構(gòu),所述保溫結(jié)構(gòu)由陶瓷纖維板、納米板、離心玻璃棉板從外至內(nèi)組成。
作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn),所述回風(fēng)箱內(nèi)設(shè)置有用于輸送空氣進(jìn)入所述儲熱箱內(nèi)的進(jìn)風(fēng)管道和用于將所述儲熱箱輸送出的空氣導(dǎo)入所述送風(fēng)箱的出風(fēng)管道,所述進(jìn)風(fēng)管道內(nèi)設(shè)置有用于控制空氣進(jìn)入所述儲熱箱內(nèi)的第一電動調(diào)節(jié)風(fēng)閥,所述出風(fēng)管道內(nèi)設(shè)置有用于控制空氣導(dǎo)入所述送風(fēng)箱的第二電動調(diào)節(jié)風(fēng)閥。
作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn),所述出風(fēng)管道內(nèi)還設(shè)置有用于將所述回風(fēng)口內(nèi)空氣通入所述出風(fēng)管道與所述儲熱箱輸出的空氣進(jìn)行混合的電動調(diào)節(jié)混風(fēng)閥。
作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn),所述進(jìn)風(fēng)管道、出風(fēng)管道與所述儲熱箱之間均設(shè)置有電磁閥門,所述電磁閥門包括門體、電磁吸盤、軸套及連接在所述門體的頂端的轉(zhuǎn)軸,所述軸套連接在所述進(jìn)風(fēng)管道和出風(fēng)管道的內(nèi)側(cè)壁上,所述轉(zhuǎn)軸軸接在所述軸套內(nèi),所述電磁吸盤連接在所述進(jìn)風(fēng)管道和出風(fēng)管道的外側(cè)壁上,所述門體的底端設(shè)置有用于所述電磁吸盤吸附的鐵塊。
作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn),所述送風(fēng)箱內(nèi)設(shè)置有用于將所述出風(fēng)管道導(dǎo)出的空氣輸送至所述送風(fēng)口內(nèi)的外轉(zhuǎn)子后傾式離心風(fēng)機(jī)。
作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn),所述送風(fēng)箱內(nèi)還設(shè)置有用于控制車內(nèi)供暖的第一轉(zhuǎn)換電動風(fēng)閥、用于控制車內(nèi)除霜的第二轉(zhuǎn)換電動風(fēng)閥和用于控制維持車內(nèi)蓄電池的溫度的第三轉(zhuǎn)換電動風(fēng)閥。
在本發(fā)明中,公交汽車內(nèi)的冷空氣通過其上的回風(fēng)口通入回風(fēng)箱內(nèi)再輸入儲熱箱內(nèi)進(jìn)行加熱,儲熱箱再將加熱后的熱空氣通入送風(fēng)箱內(nèi),由送風(fēng)箱將熱空氣通過公交汽車內(nèi)的送風(fēng)口通入公交汽車內(nèi)進(jìn)行供暖;同時(shí)供電機(jī)構(gòu)進(jìn)行供電,供電機(jī)構(gòu)進(jìn)行供電,不用占用公交汽車內(nèi)的車載蓄電池的電量,保證供暖的同時(shí)也保證公交汽車的續(xù)航里程。
附圖說明
為了易于說明,本發(fā)明由下述的較佳實(shí)施例及附圖作以詳細(xì)描述。
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明的儲熱箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本發(fā)明的儲熱體的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為本發(fā)明的儲熱磚的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為本發(fā)明的電加熱管的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6為本發(fā)明的電加熱管的側(cè)視圖;
圖7為圖6的a-a剖視圖;
圖8本發(fā)明的電磁閥門的結(jié)構(gòu)示意圖;
附圖標(biāo)記:1-回風(fēng)口,2-送風(fēng)口,3-回風(fēng)箱,31-進(jìn)風(fēng)管道,32-出風(fēng)管道,33-第一電動調(diào)節(jié)風(fēng)閥,34-第二電動調(diào)節(jié)風(fēng)閥,35-電動調(diào)節(jié)混風(fēng)閥,4-儲熱箱,41-儲熱體,411-陶瓷纖維板,412-納米板,413-離心玻璃板,414-防輻射擋板,415-隔離板,42-儲熱磚,43-電加熱管,44-半圓孔,441-通風(fēng)換熱孔,442-加熱管固定孔,45-絕緣固定件,451-穿槽,46-電加熱絲,461-正極接線頭,462-負(fù)極接線頭,47-前封頭,471-正接柱,472-負(fù)接柱,48-后封頭,481-環(huán)形卡槽,5-送風(fēng)箱,51-外轉(zhuǎn)子后傾式離心風(fēng)機(jī),52-第一轉(zhuǎn)換電動風(fēng)閥,53-第二轉(zhuǎn)換電動風(fēng)閥,54-第三轉(zhuǎn)換電動風(fēng)閥,6-供電機(jī)構(gòu),7-溫控機(jī)構(gòu),8-電磁閥門,81-門體,82-電磁吸盤,83-軸套,84-轉(zhuǎn)軸,85-鐵塊。
具體實(shí)施方式
在本發(fā)明的描述中,需要說明的是,術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外,術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性。
在本發(fā)明的描述中,需要說明的是,除非另有明確的規(guī)定和限定,術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機(jī)械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明的一種電動公交汽車電蓄熱供暖設(shè)備,其連接在公交汽車的車頂,公交汽車的車頂設(shè)置有回風(fēng)口1和送風(fēng)口2。
如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7和圖8所示,本發(fā)明的一種電動公交汽車電蓄熱供暖設(shè)備包括與回風(fēng)口1相通的回風(fēng)箱3、用于將回風(fēng)箱3輸送的空氣進(jìn)行加熱的儲熱箱4、用于將儲熱箱4輸送的空氣導(dǎo)入送風(fēng)口2的送風(fēng)箱5、用于給回風(fēng)箱3、儲熱箱4和送風(fēng)箱5進(jìn)行供電的供電機(jī)構(gòu)。
在本發(fā)明中,公交汽車內(nèi)的冷空氣通過其上的回風(fēng)口1通入回風(fēng)箱3內(nèi)再輸入儲熱箱4內(nèi)進(jìn)行加熱,儲熱箱4再將加熱后的熱空氣通入送風(fēng)箱5內(nèi),由送風(fēng)箱5將熱空氣通過公交汽車內(nèi)的送風(fēng)口2通入公交汽車內(nèi)進(jìn)行供暖;同時(shí)供電機(jī)構(gòu)6進(jìn)行供電,供電機(jī)構(gòu)6進(jìn)行供電,不用占用公交汽車內(nèi)的車載蓄電池的電量,保證供暖的同時(shí)也保證公交汽車的續(xù)航里程。
在本發(fā)明中,供電機(jī)構(gòu)6包括蓄電池、高低壓電纜、電力控制箱和充電槍。
本發(fā)明為了進(jìn)行溫度控制調(diào)節(jié),本發(fā)明還包括用于控制輸入所述送風(fēng)口的空氣的溫度的溫控機(jī)構(gòu)7,溫控機(jī)構(gòu)7包括傳感器和控制器,當(dāng)儲熱體41內(nèi)的儲熱磚42達(dá)到設(shè)定溫度后,供電機(jī)構(gòu)6自動斷電,溫控機(jī)構(gòu)7包括控制硬件以及軟件系統(tǒng)組成,通過人機(jī)交互精準(zhǔn)自動控制系統(tǒng)設(shè)定的溫度,運(yùn)行風(fēng)量,完成各種系統(tǒng)運(yùn)行模式的轉(zhuǎn)換,通過自動診斷系統(tǒng)故障保證系統(tǒng)穩(wěn)定安全運(yùn)。
如圖3和圖4所示,本發(fā)明提供儲熱箱4的一種實(shí)施方式,儲熱箱4內(nèi)設(shè)置有儲熱體41,儲熱體41內(nèi)放置有若干塊儲熱磚42,儲熱磚42的上下兩端均設(shè)置有半圓孔44,相鄰兩塊儲熱磚42貼合使兩個(gè)半圓孔44形成一個(gè)圓孔,該圓孔可分為通風(fēng)換熱孔441和加熱管固定孔442,加熱管固定孔442是安裝有電加熱管43的圓孔,通風(fēng)換熱孔441是沒有安裝有電加熱管43的圓孔,通風(fēng)換熱孔441和加熱管固定孔442是相鄰的,冷空氣從通風(fēng)換熱孔441穿過,隔壁的加熱管固定孔442通過電加熱管43放熱使通風(fēng)換熱孔441內(nèi)空氣加熱從而變成熱空氣,空氣在通風(fēng)換熱孔441內(nèi)蛇形進(jìn)行穿過,最后再通入送風(fēng)箱5內(nèi)。
如圖5、圖6和圖7所示,本發(fā)明提供電加熱管43的一種實(shí)施方式,電加熱管43包括絕緣固定件45和電加熱絲46,絕緣固定件45的外側(cè)壁上設(shè)置有至少兩個(gè)穿槽451;絕緣固定件45的前后兩端分別與前封頭47、后封頭48連接;電加熱絲46纏繞在穿槽451上,電加熱絲46的正極接線頭461、負(fù)極接線頭462分別與設(shè)置在前封頭47上的正接柱471、負(fù)接柱472連接;前封頭47和后封頭48的外側(cè)壁均設(shè)置有用于固定安裝在儲熱磚42上的環(huán)形卡槽481;電加熱絲46纏繞卡在穿槽451上,其正極接線頭461、負(fù)極接線頭462處于同一側(cè),分別與設(shè)置在前封頭47上的正接柱471、負(fù)接柱472連接,使之不易打結(jié)發(fā)生短路,也方便進(jìn)行接線;環(huán)形卡槽481固定安裝在儲熱磚42上,就是通過環(huán)形卡槽481,電加熱管43更好地安裝在加熱管固定孔442上,不易脫落。
如圖2所示,儲熱箱4設(shè)置有保溫結(jié)構(gòu),該保溫結(jié)構(gòu)由陶瓷纖維板441、納米板442、離心玻璃棉板443從外至內(nèi)組成,有利于耐高溫且保溫,還可以絕緣防輻射。
本發(fā)明提供回風(fēng)箱3的一個(gè)實(shí)施方式,如圖1所示,回風(fēng)箱3內(nèi)設(shè)置有用于輸送空氣進(jìn)入儲熱箱4內(nèi)的進(jìn)風(fēng)管道31和用于將儲熱箱4輸送出的空氣導(dǎo)入送風(fēng)箱5的出風(fēng)管道32,進(jìn)風(fēng)管道31內(nèi)設(shè)置有用于控制空氣進(jìn)入儲熱箱4內(nèi)的第一電動調(diào)節(jié)風(fēng)閥33,出風(fēng)管道32內(nèi)設(shè)置有用于控制空氣導(dǎo)入送風(fēng)箱5的第二電動調(diào)節(jié)風(fēng)閥34;開啟第一電動調(diào)節(jié)風(fēng)閥33,將公交汽車內(nèi)空氣通過回風(fēng)口通入進(jìn)風(fēng)管道31內(nèi),輸送進(jìn)儲熱箱4內(nèi)進(jìn)行加熱,開啟第二電動調(diào)節(jié)風(fēng)閥34,儲熱箱4加熱空氣后將熱空氣通過出風(fēng)管道32輸送入送風(fēng)箱5內(nèi);進(jìn)一步,為了便于控制熱空氣的溫度,出風(fēng)管道32內(nèi)還設(shè)置有用于將回風(fēng)口1內(nèi)空氣通入出風(fēng)管道32與儲熱箱4輸出的空氣進(jìn)行混合的電動調(diào)節(jié)混風(fēng)閥35,將回風(fēng)口1從公交汽車內(nèi)的冷空氣導(dǎo)入出風(fēng)管道32與儲熱箱4加熱的熱空氣進(jìn)行混合,進(jìn)行溫度調(diào)控,可以在溫控機(jī)構(gòu)7的控制下,達(dá)到溫度控制,再通入送風(fēng)口2進(jìn)入公交汽車內(nèi)。
在本發(fā)明中為了更好地進(jìn)行通風(fēng)及保溫和密封,如圖8所示,進(jìn)風(fēng)管道31、出風(fēng)管道32與儲熱箱4之間均設(shè)置有電磁閥門8,電磁閥門8包括門體81、電磁吸盤82、軸套83及連接在門體81的頂端的轉(zhuǎn)軸84,軸套83連接在進(jìn)風(fēng)管道31和出風(fēng)管道32的內(nèi)側(cè)壁上,轉(zhuǎn)軸84軸接在軸套83內(nèi),電磁吸盤82連接在進(jìn)風(fēng)管道31和出風(fēng)管道32的外側(cè)壁上,門體81的底端設(shè)置有用于電磁吸盤82吸附的鐵塊85;進(jìn)行通風(fēng)時(shí),電磁吸盤82通電,吸附鐵塊82,使門體81打開,進(jìn)行空氣導(dǎo)入或?qū)С?,?dāng)需要進(jìn)行保溫和密封時(shí),電磁吸盤82斷電,鐵塊82因重力作用回到原始位置,使門體81關(guān)閉。
本發(fā)明提供送風(fēng)箱5的一種實(shí)施方式,如圖1所示,送風(fēng)箱5內(nèi)設(shè)置有用于將出風(fēng)管道32導(dǎo)出的空氣輸送至送風(fēng)口2內(nèi)的外轉(zhuǎn)子后傾式離心風(fēng)機(jī)51,通過外轉(zhuǎn)子后傾式離心風(fēng)機(jī)51將熱空氣導(dǎo)入送風(fēng)口2內(nèi);進(jìn)一步,送風(fēng)箱5內(nèi)還設(shè)置有用于控制車內(nèi)供暖的第一轉(zhuǎn)換電動風(fēng)閥51、用于控制車內(nèi)除霜的第二轉(zhuǎn)換電動風(fēng)閥52和用于控制維持車內(nèi)蓄電池的溫度的第三轉(zhuǎn)換電動風(fēng)閥53;
送風(fēng)箱5的上下兩側(cè)分別一塊擋板,每個(gè)擋板上設(shè)第一轉(zhuǎn)換電動風(fēng)閥51、第二轉(zhuǎn)換電動風(fēng)閥52和第三轉(zhuǎn)換電動風(fēng)閥53,分別對應(yīng)一種設(shè)備運(yùn)行模式,用于切換設(shè)備運(yùn)行模式;根據(jù)設(shè)備用途可知,設(shè)備具備車內(nèi)供暖的同時(shí)兼?zhèn)淦嚽皳躏L(fēng)玻璃除霜和維持電池倉適宜溫度的功能,因此通過不同的轉(zhuǎn)換電動風(fēng)閥相互切換同時(shí)或單獨(dú)完成設(shè)備所有的運(yùn)行模式。當(dāng)車內(nèi)需供暖時(shí),熱風(fēng)通過供暖模式的第一轉(zhuǎn)換電動風(fēng)閥51流出進(jìn)入車頂?shù)膬蓚?cè)進(jìn)風(fēng)口再進(jìn)入車內(nèi)原有設(shè)置在頂部兩側(cè)的空調(diào)送風(fēng)道,經(jīng)送風(fēng)口送至車內(nèi),實(shí)現(xiàn)車內(nèi)供暖。當(dāng)車內(nèi)需前擋風(fēng)玻璃除霜和維持電池倉適宜溫度時(shí),分別熱風(fēng)分別經(jīng)前擋風(fēng)玻璃除霜和維持電池倉適宜溫度模式的第二轉(zhuǎn)換電動風(fēng)閥52和第三轉(zhuǎn)換電動風(fēng)閥53流出再經(jīng)風(fēng)道分別引至公交汽車前端擋風(fēng)玻璃處和電池倉內(nèi),完成前擋風(fēng)玻璃除霜和維持電池倉適宜溫度。
本發(fā)明提供進(jìn)風(fēng)管道31和出風(fēng)管道32的一種實(shí)施方式,進(jìn)風(fēng)管道31和出風(fēng)管道32均由從內(nèi)至外設(shè)置的不銹鋼制成的通風(fēng)體、陶瓷纖維制成的加固體、保溫氈制成的保溫體組成。
在本發(fā)明中,儲熱體41的兩側(cè)設(shè)置有防輻射擋板414;儲熱體41與儲熱箱4的內(nèi)壁之間設(shè)置有隔離板415。
在本發(fā)明具備如下優(yōu)點(diǎn):
1.本發(fā)明的設(shè)備是在電動公交汽車在閑時(shí)通過電加熱管43將電能轉(zhuǎn)化為熱能,同時(shí)儲存在設(shè)備內(nèi),當(dāng)電動公交汽車運(yùn)營時(shí)段根據(jù)需要隨時(shí)取用,車載電池僅需提供設(shè)備運(yùn)行工程中風(fēng)機(jī)運(yùn)行及閥門開關(guān)的極少電量,在裝載相同電池汽車時(shí),由于電池不在負(fù)載車內(nèi)供暖系統(tǒng)的電能,汽車?yán)m(xù)航里程大幅提升。
2.設(shè)備運(yùn)行時(shí)僅從高溫儲熱體41內(nèi)取熱,不存在因是室外環(huán)境溫度太低不能運(yùn)行的情況。
3.設(shè)備的蓄熱是由電能轉(zhuǎn)化為熱能,放熱是由高溫的熱能直接加熱車內(nèi)空氣,無論是從蓄熱還是取熱均無環(huán)境污染。
4.由于蓄熱采用電加熱,取熱直接抽取車內(nèi)空氣加熱送至車內(nèi),無二次轉(zhuǎn)換,蓄熱和取熱效率大幅提高,再加上蓄熱設(shè)備采用可靠保溫措施,使整個(gè)系統(tǒng)的熱利用效率高達(dá)90%以上,而無論是電暖氣還是熱泵空調(diào)供暖均需配置車載蓄電池,20℃時(shí)車載蓄電池的放電效率基本能保證在95%以上,但隨著溫度降低當(dāng)?shù)陀?℃以下時(shí),其放電效率大幅下降遠(yuǎn)低于90%,而車載小型燃油鍋爐其運(yùn)行效率更低。
5.由于該設(shè)備蓄熱材料中,儲熱磚42選用高純度氧化鎂磚,為市場常見的蓄熱材料,價(jià)格低,同時(shí)向車內(nèi)提供同等熱量條件下無論是電暖氣還是熱泵空調(diào)供暖均需配置車載蓄電池,因此該設(shè)備成本僅為電暖氣供暖的30%,僅為熱泵空調(diào)供暖的20%。
6.該蓄熱材料的儲熱磚42選用高純度氧化鎂磚,為高溫固體蓄熱,蓄熱能力大,每蓄熱1kw.h的熱熱量的蓄熱材料重量約為4.5kg,加上設(shè)備保溫等附件,合計(jì)每蓄熱1kw.h的熱量的蓄熱材料重量約為6.5kg,而無論是電暖氣還是熱泵空調(diào)供暖,僅蓄電池部分的儲存1kw.h的電量,目前常用的車載蓄電池,磷酸鐵鋰電池約為8kg,鈦酸鋰電池約為11kg,因此采該設(shè)備為車內(nèi)提供相同熱量,較現(xiàn)有供暖方案設(shè)備重量大幅下降,極大的節(jié)省了汽車運(yùn)行能耗。
7.設(shè)備體積小,蓄熱量1kw.h的儲熱磚41的體積約為0.0017m3,亦能滿足電動公交汽車在有限空間內(nèi)安裝,不影響其它設(shè)備的安裝和使用。
8.設(shè)備采用模塊化設(shè)計(jì),將整個(gè)設(shè)備首先按使用功能劃分為3個(gè)大的模塊化集裝箱:儲熱箱4、回風(fēng)箱3及送風(fēng)箱5,再大模塊下再細(xì)分,如儲熱箱4內(nèi)的蓄熱設(shè)備,采用多個(gè)模型磚塊的組合,對于不同車型大小不同,運(yùn)行區(qū)域不同,所需續(xù)存熱量的容量亦不盡一致,只需更改模型磚塊的數(shù)量,既能實(shí)現(xiàn)設(shè)備蓄熱容量的調(diào)整,既能滿足各種用戶的需求,也能快速高效的完成設(shè)備的生產(chǎn),極大壓縮設(shè)備設(shè)計(jì)、生產(chǎn)周期,同時(shí)降低設(shè)備生產(chǎn)成本。
9.安裝方便,整個(gè)設(shè)備安裝于車頂,與車內(nèi)相連的僅為車頂中間開設(shè)的兩個(gè)回風(fēng)口1,和車頂兩側(cè)開設(shè)的各一個(gè)送風(fēng)口2,車內(nèi)送風(fēng)系統(tǒng)借用車內(nèi)原空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)道和送風(fēng)口,不會改變車內(nèi)內(nèi)飾結(jié)構(gòu),適應(yīng)現(xiàn)有車輛加裝,設(shè)備采用集裝箱設(shè)計(jì),根據(jù)設(shè)備的功能不同劃分為儲熱箱4、回風(fēng)箱3和送風(fēng)箱5,儲熱箱4與電動汽車相連的僅為6個(gè)螺栓孔,回風(fēng)箱3和送風(fēng)箱5各為4個(gè)螺栓孔,設(shè)備吊裝后直接與車頂上開設(shè)的螺栓孔相對接,既能完成設(shè)備安裝。
10.設(shè)備輔助功能,設(shè)備在完成車內(nèi)供暖的同時(shí),可兼?zhèn)潆妱庸黄嚨那皳躏L(fēng)除霜和車內(nèi)電池倉保暖,而無需增加設(shè)備投資和設(shè)備占用空間,僅需在設(shè)備送風(fēng)口處增設(shè)一個(gè)電動風(fēng)閥切換和必要的通風(fēng)管道連接至前擋風(fēng)和電池倉內(nèi)即可完成。與現(xiàn)有電動公交汽車的前擋風(fēng)除霜由單獨(dú)的電熱式除霜設(shè)備完成,耗電較大,也是影響車載蓄電池續(xù)航里程的一個(gè)關(guān)鍵因素。而電池在冬季較低溫度時(shí),電池放電效率急劇下降,甚至無法放電,因此為滿足電池的正常工作,現(xiàn)有電動公交汽車的電池保暖大部分均采用電池自發(fā)熱,將蓄電池上增設(shè)電加熱設(shè)備,從電池取電加熱設(shè)備散熱,用于維持電池運(yùn)行環(huán)境溫度,此條件下,特別是室外溫度較低時(shí),蓄電池內(nèi)較大部分電量將用于電池自加熱,影響電動公交汽車的續(xù)航里程。
本發(fā)明提供一個(gè)實(shí)施例,如圖1所示,該實(shí)施例包括儲熱箱4、回風(fēng)箱3和送風(fēng)箱5;首先設(shè)備蓄熱(即是向設(shè)備充電)時(shí),設(shè)備自帶有和電動公交汽車相匹配的充電槍及必要的電纜,充電時(shí)固定在儲熱體41內(nèi)的均勻設(shè)置若干個(gè)電加熱管43發(fā)熱,向儲熱體41內(nèi)釋放熱量;同時(shí)儲熱體41內(nèi)均勻設(shè)置有若干組耐高溫溫度傳感器,時(shí)時(shí)檢測儲熱體的溫度變化,待儲熱體41內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí),強(qiáng)電供電系統(tǒng)自動斷電,并向充電設(shè)備反饋,蓄熱設(shè)備已蓄熱完成的信號,完成設(shè)備蓄熱。該設(shè)備放置于公交汽車頂部,當(dāng)車內(nèi)需提供供暖時(shí),車內(nèi)的冷空氣經(jīng)過車頂開設(shè)的回風(fēng)口1流出進(jìn)入設(shè)備的回風(fēng)箱3,回風(fēng)箱3內(nèi)一部分氣流經(jīng)過設(shè)置在回風(fēng)箱內(nèi),連接儲熱箱4的進(jìn)風(fēng)管道31,啟動第一電動調(diào)節(jié)風(fēng)閥,設(shè)置在儲熱箱4內(nèi)壁上入口的電磁閥門8進(jìn)入儲熱箱4體內(nèi),電磁閥門8具備設(shè)備不運(yùn)行和蓄熱時(shí)段斷電關(guān)閉,設(shè)備向車內(nèi)供暖時(shí)開啟,同時(shí)電磁閥門8的外壁設(shè)置有保溫層,以增強(qiáng)儲熱箱4的密閉性。儲熱箱7體六面均由多層保溫材料包裹,以減少熱量的散失。箱體中部設(shè)置儲熱體41,儲熱體41前后各留出200~300mm的空氣流道,儲熱體41前端設(shè)防輻射擋板414,防輻射擋板414采用不銹鋼制作,上開有若干小孔用于阻擋儲熱體41的紅外輻射,同時(shí)當(dāng)空氣流經(jīng)該擋板時(shí)均分空氣。儲熱體41前端中部與儲熱箱4的箱壁之間設(shè)有隔離板415,將儲熱體41前端的空氣流道均分為二,進(jìn)入儲熱箱4的空氣經(jīng)儲熱體41前端防輻射擋板414均勻的進(jìn)入儲熱體41的一側(cè)。儲熱體41由多塊氧化鎂儲熱磚42縱向和橫向排列而成,每塊儲熱磚42均預(yù)留有9個(gè)半圓孔,多塊儲熱磚42橫向排列后使儲熱體41內(nèi)形成多個(gè)小圓孔,一部分小圓孔用于固定電加熱管43為加熱管固定孔442,電加熱管43設(shè)計(jì)時(shí)采用一端接線的方式,并按設(shè)計(jì)要求分為若干組,所有電加熱管43均采用并聯(lián)接線的方式,以確保在少量電加熱管43故障時(shí)不影響設(shè)備正常使用,接線端位于儲熱體41后端,設(shè)計(jì)時(shí)按電加熱管43能從儲熱體41后端順利安裝和拆卸,一部分小圓孔為通風(fēng)換熱孔441。空氣均勻的流經(jīng)該儲熱體41一側(cè)的通風(fēng)換熱孔441第一次被加熱,再經(jīng)儲熱體41后端的空氣流道,折返至儲熱體41另一側(cè)的通風(fēng)換熱孔441再次被加熱后,經(jīng)過設(shè)置在儲熱體41另一側(cè)的防輻射擋板414,儲熱體41前端另一側(cè)的空氣流道、設(shè)置在儲熱箱4的箱體內(nèi)壁上出口電磁閥門8,出風(fēng)管道32上設(shè)置有第二電動調(diào)節(jié)風(fēng)閥34流出,完成車內(nèi)空氣的加熱。儲熱前后面設(shè)置三條金屬拉帶,下部設(shè)置鋼框架托盤,將儲熱體牢固的打包固定。托盤延儲熱體縱向前后面均勻設(shè)置6個(gè)支座,支座的根部穿過儲熱箱底部保溫層與設(shè)置在儲熱箱底部的延儲熱體縱向設(shè)置3條方鋼管相接,每根方鋼管前后各設(shè)置一個(gè)固定點(diǎn)與車頂部的結(jié)構(gòu)梁連接,完成儲熱體41的牢固固定。為防止熱量大量散失及儲熱體41的高溫經(jīng)6個(gè)支座傳給儲熱箱4底部的方鋼管,通過結(jié)構(gòu)處理將穿儲熱箱支座的截面積降到最小,同時(shí)在儲熱箱4的體內(nèi)外側(cè)均設(shè)置隔熱墊片,減小熱量傳輸。儲熱箱自身重量也由設(shè)置在儲熱箱底部3條方鋼管承接,減少設(shè)備與車之間的連接點(diǎn),儲熱箱4安裝時(shí),僅需固定3條方鋼管端頭的6個(gè)固定螺栓即可完成安裝。在儲熱體41的后端的儲熱箱4的后壁設(shè)計(jì)為活動方便的可拆卸的結(jié)構(gòu),當(dāng)儲熱體41內(nèi)的電加熱管42故障時(shí),僅需打開儲熱箱4后壁,從儲熱體41的后端拆卸故障加熱管,并安裝新的電加熱管42,不破壞整體結(jié)構(gòu),保證儲熱箱4的密閉性,降低儲熱體41熱損失。儲熱箱4后壁頂部位置設(shè)置一個(gè)自動泄壓閥,當(dāng)儲熱體箱體內(nèi)壓力高于外界壓力時(shí),泄壓閥開啟泄壓,以確保儲熱箱安全運(yùn)行;經(jīng)儲熱體41加熱后的高溫空氣,從安裝于回風(fēng)箱3內(nèi)連接儲熱箱體4的出口風(fēng)道32的電動調(diào)節(jié)混風(fēng)閥35流出經(jīng)不銹鋼混合風(fēng)道,同時(shí)回風(fēng)箱3內(nèi)的另一部分冷空氣經(jīng)電動調(diào)節(jié)混風(fēng)閥35亦進(jìn)入不銹鋼混合風(fēng)道與高溫空氣混合,通過控制儲熱箱4體外壁上進(jìn)出口的第二電動調(diào)節(jié)風(fēng)閥34與電動調(diào)節(jié)混風(fēng)閥35的開度,使其混合后的空氣達(dá)到設(shè)定溫度后進(jìn)入送風(fēng)箱5。在不銹鋼混合風(fēng)道的末端(風(fēng)機(jī)箱的入口)分別設(shè)置溫度傳感器和風(fēng)速傳感器,監(jiān)測混合后空氣的溫度和風(fēng)量,通過反饋溫度信息至設(shè)備控制系統(tǒng),控制儲熱箱體外壁上進(jìn)出、口第一電動調(diào)節(jié)風(fēng)閥33、第二電動調(diào)節(jié)風(fēng)閥34與電動調(diào)節(jié)混風(fēng)35的開度,溫控機(jī)構(gòu)7采用pid控制將混風(fēng)溫度的波動控制在±1℃以內(nèi)。通過反饋風(fēng)量信息至設(shè)備控制系統(tǒng),控制設(shè)備送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,以確保設(shè)備送風(fēng)量達(dá)到設(shè)定條件。
回風(fēng)箱3、送風(fēng)箱5與室外接觸側(cè)面、頂面及底面均外貼保溫板,以降低被加熱風(fēng)的熱損失;回風(fēng)箱3、送風(fēng)箱5及箱體內(nèi)電動風(fēng)閥、風(fēng)機(jī)的固定均在箱體內(nèi)完成,整個(gè)箱體采用集裝箱的設(shè)計(jì)模式,為適應(yīng)不同車型與車內(nèi)相通的回風(fēng)口1和送風(fēng)口2的開口位置,將回風(fēng)箱3、送風(fēng)箱5設(shè)計(jì)為兩個(gè)集裝箱,每個(gè)集裝箱設(shè)置四個(gè)固定點(diǎn),與車頂鋼結(jié)構(gòu)框架連接固定,方便安裝拆卸。儲熱箱4、回風(fēng)箱3和送風(fēng)箱5可緊貼,也可分開一定距離,儲熱箱4與回風(fēng)箱3之間僅需兩個(gè)風(fēng)管連接,回風(fēng)箱3和送風(fēng)箱5之間一根風(fēng)管道相連接即可完成整個(gè)系統(tǒng)的安裝。適應(yīng)各種類型的電動公交汽車的靈活安裝;整個(gè)設(shè)備的控制系統(tǒng)除設(shè)置有滿足系統(tǒng)的正常運(yùn)行的控制硬件軟件以外,還設(shè)置有人機(jī)交互系統(tǒng),駕駛員可根據(jù)車內(nèi)實(shí)際情況控制設(shè)備的啟停、送風(fēng)溫度調(diào)節(jié)、運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換等;在設(shè)備的每個(gè)箱體外部再根據(jù)實(shí)際公交汽車的外形,設(shè)計(jì)個(gè)性化外罩,外罩采用無機(jī)玻璃鋼或不銹鋼材質(zhì),外刷防水涂料,用于保護(hù)、密閉儲熱體,進(jìn)一步降低儲熱體熱損耗,該箱體根據(jù)汽車運(yùn)行中風(fēng)阻的影響,采用流線型設(shè)計(jì)降低汽車運(yùn)行過程中阻力,同時(shí)與電動汽車外觀結(jié)合,保證整個(gè)外觀美麗大方。
在該實(shí)施例中,儲熱體41由多塊儲熱磚42組成,儲熱磚42采用高純度氧化鎂,一次壓鑄成型,高溫?zé)Y(jié)而成,每塊磚幾何尺寸為:(長×寬×高=170×50×250mm)整個(gè)儲熱體41由多塊儲熱磚42疊加而成,儲熱體41斷面由多個(gè)小孔組成,一部分小孔用于固定電加熱管43,電加熱管43橫穿該孔與儲熱磚42接觸,將電加熱管43釋放的一部分熱能通過傳導(dǎo)和輻射的方式傳給儲熱體41,使儲熱體41溫度升高,一部分小孔為通風(fēng)換熱孔414,當(dāng)儲熱體41被加熱的過程中,電加熱管43釋放的另一部分熱能被釋放到儲熱體41與儲熱箱4之間的密閉空氣中,密閉空氣被加熱成高溫氣體,而被加熱的高溫氣體通過該通風(fēng)換熱孔414將熱量均勻的傳遞到加熱磚內(nèi),減小儲熱磚42部位間的溫度梯度,增強(qiáng)儲熱磚42使用壽命,同時(shí)也提高加熱效率。當(dāng)儲熱體41放熱時(shí),其冷空氣流經(jīng)該換熱孔被加熱成熱空氣,將儲熱體41內(nèi)的熱量帶出,同時(shí)保證儲熱體41內(nèi)各個(gè)部位均勻放熱,以防止儲熱磚42因溫度變化不均而出現(xiàn)變形裂解。結(jié)構(gòu)圖中小孔可為圓心亦可為方形,其每三個(gè)相鄰小孔的幾何中心相連近似為等邊三角形,其最長邊與最短邊差小于6mm,以使單位體積的儲熱體的儲熱效率與放熱效率最高。
在該實(shí)施例中,電加熱管43固定于儲熱體41的加熱管加熱孔442內(nèi),選用耐1000℃高溫的陶瓷加熱管,電加熱管43采用從一端接線,降低接線成本和接線難度,電加熱管43在檢修時(shí)可從儲熱體一端取出,方便檢修。電加熱管43選用高壓(380~800v)電加熱絲46與電動汽車充電電壓匹配,直接從電動汽車充電樁取電,無二次變壓系統(tǒng)的電量損耗,同時(shí)降低設(shè)備造價(jià)。
在該實(shí)施例中,儲熱箱4具有保溫功能,以降低儲熱體41熱損耗,提高整個(gè)設(shè)備的熱利用效率,儲熱體41的從高溫到低溫分別采用陶瓷纖維板411、納米板412及離心玻璃棉板413三層結(jié)構(gòu),陶瓷纖維板411可耐溫1000℃高溫,其設(shè)置在高溫側(cè),將溫度降至中間層納米板412的使用溫度,再由納米板412將溫度繼續(xù)降低至離心玻璃板413的使用溫度。陶瓷纖維板411使用溫度相對較高,價(jià)格較低,但其導(dǎo)熱系數(shù)較大1000℃導(dǎo)熱系數(shù)小于0.18w/m.k,納米板412的使用溫度約為800℃,其導(dǎo)熱系數(shù)較小800℃導(dǎo)熱系數(shù)小于0.04w/m.k,但價(jià)格昂貴,而離心玻璃棉板413為常見保溫材料價(jià)格便宜,導(dǎo)熱系數(shù)較小400℃導(dǎo)熱系數(shù)小于0.06w/m.k,但其使用溫度較低,使用溫度小于400℃。通過采用上述結(jié)構(gòu),可以讓各層保溫材料在其使用溫度下發(fā)揮出較高的保溫性能,在滿足整體保溫性能的情況下,減小總體保溫材料的厚度,減小設(shè)備體積,和設(shè)備重量,同時(shí)極大降低設(shè)備保溫造價(jià)。對于頂層和底層結(jié)構(gòu)而言可以更大的降低保溫層厚度,以降低設(shè)備的高度,充分適應(yīng)電動汽車的安裝空間。整個(gè)保溫層內(nèi)、外側(cè)均設(shè)置不銹鋼板,增強(qiáng)保溫板的固定強(qiáng)度,內(nèi)外不銹鋼板均為無縫焊接,保證整個(gè)儲熱箱的密閉性,進(jìn)一步降低熱損失。同時(shí)內(nèi)層不銹鋼板隔離高溫氣體與保溫材料直接接觸,避免保溫材料產(chǎn)塵對空氣的影響,外層不銹鋼板隔離外界空氣與保溫材料的直接接觸,避免外界水汽滲入降低保溫性能,破壞保溫材料的結(jié)構(gòu)。
在該實(shí)施例中,防輻射擋板414采用耐高溫不銹鋼材質(zhì),板材上按一定要求設(shè)置多個(gè)小孔,用于阻擋高溫儲熱磚42的紅外輻射,減小高溫儲熱磚42的紅外線通過開啟的電磁閥門8傳至蓄熱設(shè)備外部,降低熱損失,同時(shí)冷空氣入口處的防輻射板414使進(jìn)風(fēng)能夠均勻的分布到儲熱體41斷面的每一個(gè)通風(fēng)換熱孔441,提高系統(tǒng)換熱效率。
在該實(shí)施例中,電磁閥門8設(shè)置于儲熱箱4的的冷風(fēng)的入口和熱風(fēng)的出口處,當(dāng)系統(tǒng)處于取熱狀態(tài)時(shí),電磁吸盤82通電產(chǎn)生磁場將門體81拉起到冷、熱風(fēng)道的頂端,電磁吸盤82緊緊的將設(shè)置于門體81上的鐵條85吸住,使冷熱風(fēng)道處于開啟狀態(tài),通過當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)處于其它狀態(tài)或系統(tǒng)處于故障時(shí)通過自動斷電的方式,使電磁吸盤82的磁力消失,門體81由于重力作用自動落下關(guān)閉活門,門體81外貼有10mm厚納米氈隔熱,有效阻擋儲熱體內(nèi)的熱量通過該通道散失,增強(qiáng)整個(gè)儲熱設(shè)備的保溫性能,同時(shí)阻擋儲熱磚42在加熱過程中高溫儲熱磚的紅外輻射對電動風(fēng)閥的影響,延長電動風(fēng)閥8的使用壽命。門體81采用電磁吸盤82通電開啟,斷電關(guān)閉的方式,因此當(dāng)取熱系統(tǒng)在運(yùn)行過程中系統(tǒng)突然斷電,系統(tǒng)內(nèi)電動閥門8無法關(guān)閉,此時(shí)該門體81能及時(shí)關(guān)閉阻擋高溫氣體進(jìn)入取熱系統(tǒng),確保系統(tǒng)安全。
在該實(shí)施例中,第一電動調(diào)節(jié)風(fēng)閥33和第二電動調(diào)節(jié)風(fēng)閥34采用高溫電動調(diào)節(jié)風(fēng)閥,采用模擬量控制,運(yùn)行環(huán)境-40~1000℃,電壓等級可采用12vdc,24vdc,220vac等與電動汽車相匹配的電壓,安裝于進(jìn)風(fēng)管道31和出風(fēng)管道32上,用于控制混風(fēng)過程中高溫風(fēng)的風(fēng)量,聯(lián)合電動調(diào)節(jié)混風(fēng)閥35共同控制混風(fēng)溫度達(dá)到設(shè)定條件。
在該實(shí)施例中,電動調(diào)節(jié)混風(fēng)閥35,采用模擬量控制,運(yùn)行環(huán)境-40~60℃,電壓等級可采用12vdc,24vdc,220vac等與電動汽車相匹配的電壓,安裝于出風(fēng)管道32上,用于控制混風(fēng)過程中低溫風(fēng)的風(fēng)量,聯(lián)合高溫電動調(diào)節(jié)風(fēng)閥共同控制混風(fēng)溫度達(dá)到設(shè)定條件。
在該實(shí)施例中,外轉(zhuǎn)子后傾式離心風(fēng)機(jī)51,風(fēng)機(jī)無蝸殼,采用無級變頻調(diào)速控制,運(yùn)行環(huán)境-40~60℃,電壓等級可采用12vdc,24vdc,220vac等與電動汽車相匹配的電壓,安裝于送風(fēng)箱內(nèi),用于整個(gè)系統(tǒng)提供空氣運(yùn)行的動力,同時(shí)控制系統(tǒng)風(fēng)量在設(shè)定范圍內(nèi)。由于該風(fēng)機(jī)無蝸殼,在提供同等風(fēng)量和風(fēng)壓下相比氣體風(fēng)機(jī)設(shè)備,體積更小,效率更高,噪音更小。
在該實(shí)施例中,電力供應(yīng)系統(tǒng)中供電機(jī)構(gòu)6由電力控制箱、高壓、低電纜以及充電槍等組成。用于整個(gè)設(shè)備在儲熱時(shí)段為電加熱管提供電力,用于設(shè)備在用熱時(shí)段為風(fēng)機(jī)、電動閥門、控制系統(tǒng)提供電力。
在該實(shí)施例中,智能化控制系統(tǒng)中溫控機(jī)構(gòu)7由控制硬件以及軟件系統(tǒng)組成,通過人機(jī)交互精準(zhǔn)自動控制系統(tǒng)設(shè)定的溫度,運(yùn)行風(fēng)量,完成各種系統(tǒng)運(yùn)行模式的轉(zhuǎn)換,通過自動診斷系統(tǒng)故障保證系統(tǒng)穩(wěn)定安全運(yùn)行。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。