專利名稱：汽車空調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空調(diào)器，更具體地說(shuō)是涉及一種具有儲(chǔ)冷功能的汽車空調(diào)器。
背景技術(shù)：
據(jù)《汽車空調(diào)技術(shù)》(機(jī)械工業(yè)出版社，2002年1月)介紹，汽車空調(diào)根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式不同可分為獨(dú)立式空調(diào)和非獨(dú)立式空調(diào)。獨(dú)立式空調(diào)就是配備專門的副發(fā)動(dòng)機(jī)作為壓縮機(jī)的動(dòng)力源(如大客車空調(diào))，而非獨(dú)立式空調(diào)是由汽車主發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)(如轎車、小型客車空調(diào)以及貨車空調(diào)等)。
獨(dú)立式汽車空調(diào)單獨(dú)用一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)，其制冷系統(tǒng)不受主發(fā)動(dòng)機(jī)的影響。只有大型客車才有足夠的空間安裝獨(dú)立式空調(diào)，在獨(dú)立式空調(diào)系統(tǒng)中，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速基本不變，并可將壓縮機(jī)與冷凝器做成一個(gè)通用性較好的機(jī)組，以便于設(shè)計(jì)選用。其優(yōu)點(diǎn)是制冷量不受主發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的影響，制冷系統(tǒng)對(duì)汽車的行駛也無(wú)影響，而且在汽車怠速行駛或停車時(shí)，其制冷系統(tǒng)照樣正常運(yùn)行。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加了整車的重量和布置難度。
非獨(dú)立式汽車空調(diào)由主發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并由電磁離合器進(jìn)行控制。當(dāng)接通電源時(shí)，電磁離合器吸合，壓縮機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)制冷；當(dāng)斷開電源時(shí)，電磁離合器脫開，壓縮機(jī)停止工作，實(shí)現(xiàn)了壓縮機(jī)開?？刂?，從而調(diào)節(jié)冷氣的供給，達(dá)到控制車室內(nèi)溫度的目的。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于安裝布置、噪音小。缺點(diǎn)是需要消耗主發(fā)動(dòng)機(jī)10-15％的動(dòng)力，直接影響汽車的加速性能和爬坡能力，同時(shí)其制冷量受汽車行駛速度影響，如果汽車停止運(yùn)行，其空調(diào)系統(tǒng)也停止運(yùn)行。
在非獨(dú)立式汽車空調(diào)上，都安裝有車速控制器，其目的是當(dāng)汽車主發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)低時(shí)(怠速)，為保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，防止發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱而采取的一種控制措施。其控制方法是當(dāng)汽車在啟動(dòng)、爬坡和慢速行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速低于一個(gè)預(yù)調(diào)值，車速控制器就切斷電磁離合器電源，使電磁離合器脫開，制冷系統(tǒng)即停止工作以減少發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷并保證安全。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于預(yù)調(diào)值時(shí)，車速控制器接通電磁離合器電源，壓縮機(jī)電磁離合器吸合，制冷系統(tǒng)才開始工作。其不足之處是空調(diào)系統(tǒng)在此時(shí)不能向車室內(nèi)供冷。
汽車空調(diào)器都是按額定工況進(jìn)行設(shè)計(jì)和匹配的，實(shí)際工作時(shí)其運(yùn)行工況受汽車行駛速度影響，當(dāng)汽車高速行駛時(shí)，空調(diào)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速隨主發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高而升高，壓縮機(jī)的排氣量也隨之增加，空調(diào)系統(tǒng)的制冷量將增加，并大于車室內(nèi)實(shí)際所需的制冷量，這時(shí)控制系統(tǒng)就切斷電磁離合器電源，使電磁離合器脫開，制冷系統(tǒng)停止工作，待車室內(nèi)溫度上升到調(diào)定值時(shí)，控制系統(tǒng)重新接通電磁離合器電源，制冷系統(tǒng)投入工作，所以，汽車空調(diào)在高速行駛時(shí)，制冷系統(tǒng)經(jīng)常進(jìn)行開、?？刂疲囀覂?nèi)溫度波動(dòng)較大，同時(shí)電磁離合器頻繁進(jìn)行脫開、接合，嚴(yán)重影響了其使用壽命。另外，當(dāng)汽車高速行駛時(shí)，壓縮機(jī)的排氣量增加，而空調(diào)系統(tǒng)中的節(jié)流閥和蒸發(fā)器大小是按額定容量進(jìn)行設(shè)計(jì)和布置的，通過(guò)節(jié)流閥和蒸發(fā)器的制冷劑流量不能滿足壓縮機(jī)排氣量增加的需要，這就勢(shì)必造成壓縮機(jī)的吸氣壓力下降，引起壓縮機(jī)的吸、排氣壓力比升高，壓縮機(jī)功耗增加。由于壓縮機(jī)吸氣壓力下降，其蒸發(fā)壓力和蒸發(fā)溫度也隨之下降，在蒸發(fā)器翅片表面將產(chǎn)生結(jié)霜，引起蒸發(fā)器送風(fēng)量和制冷量下降，嚴(yán)重情況將使制冷系統(tǒng)不能正常工作。
非獨(dú)立式汽車空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器一般都設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)水箱散熱器之前，當(dāng)汽車行駛運(yùn)行時(shí)，其產(chǎn)生的行駛風(fēng)有利于冷凝器散熱，使其冷凝壓力和冷凝溫度處在正常的工作范圍內(nèi)。當(dāng)汽車停止行駛時(shí)，若啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作，驅(qū)動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，這時(shí)冷凝器的散熱條件較差，其冷凝壓力和冷凝溫度異常升高，使空調(diào)壓縮機(jī)的負(fù)荷加大、功耗增加，同時(shí)還會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)散熱水箱造成“開鍋”現(xiàn)象(發(fā)動(dòng)機(jī)水箱內(nèi)的水開始沸騰)，使汽車發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常工作。因此，當(dāng)汽車停駛時(shí)，不能開啟空調(diào)系統(tǒng)，這是非獨(dú)立式汽車空調(diào)另一不足之處。

發(fā)明內(nèi)容
1、發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供了一種具有儲(chǔ)冷功能的汽車空調(diào)器，當(dāng)汽車怠速或停止行駛時(shí)，可以停止空調(diào)壓縮機(jī)工作，啟動(dòng)儲(chǔ)冷系統(tǒng)向車室內(nèi)供冷；當(dāng)汽車正常行駛、而車室內(nèi)的需冷量大于空調(diào)系統(tǒng)額定供冷量時(shí)，可以啟動(dòng)儲(chǔ)冷系統(tǒng)向車室內(nèi)補(bǔ)充供冷，以彌補(bǔ)空調(diào)系統(tǒng)額定供冷量的不足。
2、技術(shù)方案一種具有儲(chǔ)冷功能的汽車空調(diào)器，包括壓縮機(jī)、冷凝器和蒸發(fā)器，三者串聯(lián)連接；其特征在于它還包括儲(chǔ)冷器，該儲(chǔ)冷器與蒸發(fā)器并聯(lián)連接。
本發(fā)明所述的儲(chǔ)冷器可以包括儲(chǔ)冷盤管、釋冷盤管和儲(chǔ)冷材料，儲(chǔ)冷盤管和釋冷盤管置于儲(chǔ)冷材料中，其中儲(chǔ)冷盤管的兩端分別與壓縮機(jī)和冷凝器連接，用于汽車高速行駛時(shí)，將空調(diào)系統(tǒng)的多余冷量?jī)?chǔ)存起來(lái)；釋冷盤管在儲(chǔ)冷器與蒸發(fā)器總成之間形成一個(gè)循環(huán)釋放回路，用于汽車怠速或停車時(shí)，啟動(dòng)儲(chǔ)冷系統(tǒng)向車室內(nèi)補(bǔ)充供冷。
本發(fā)明所述的冷凝器與儲(chǔ)冷盤管之間還依次連接有儲(chǔ)液干燥器、電磁閥和節(jié)流閥，構(gòu)成儲(chǔ)冷循環(huán)系統(tǒng)，并控制儲(chǔ)冷循環(huán)系統(tǒng)工作；在釋冷盤管循環(huán)回路中還串聯(lián)有風(fēng)冷換熱器和循環(huán)泵，構(gòu)成釋冷系統(tǒng)，并控制釋冷循環(huán)系統(tǒng)工作。
所述的壓縮機(jī)是活塞式、旋轉(zhuǎn)葉片式、滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式、三角轉(zhuǎn)子式、螺桿式或渦旋式。
所述的冷凝器是管片式、管帶式或平行流式。
所述的蒸發(fā)器是管片式、管帶式或?qū)盈B式。
所述的節(jié)流閥是熱力膨脹閥或電子膨脹閥。
所述的風(fēng)冷換熱器是管片式或管帶式。
所述的儲(chǔ)冷盤管、釋冷盤管采用螺旋盤管、蛇形盤管或“U”形盤管。
所述的儲(chǔ)冷盤管、釋冷盤管為光管、螺紋管或翅片管。
所述的儲(chǔ)冷器為長(zhǎng)方體或圓柱體，并采用保溫材料隔熱；冷凝器風(fēng)扇為軸流風(fēng)扇；蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)為貫流式或離心式風(fēng)機(jī)。
所述的儲(chǔ)冷材料為高溫復(fù)合相變材料，其相變溫度范圍為4-10℃。
3、有益效果本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是(1)將汽車高速行駛時(shí)空調(diào)系統(tǒng)的多余冷量?jī)?chǔ)存起來(lái)，用于汽車怠速行駛或停車時(shí)向車室內(nèi)供冷。(2)解決汽車空調(diào)高速行駛時(shí)，制冷系統(tǒng)頻繁開停，電磁離合器頻繁脫開、接合，吸氣壓力過(guò)低、壓縮機(jī)功耗增加，蒸發(fā)器翅片表面結(jié)霜、制冷量下降等弊端。(3)解決汽車怠速行駛時(shí)或停車時(shí)啟動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)、造成發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱等難題。(4)當(dāng)環(huán)境條件惡劣、車室內(nèi)的需求供冷量大于汽車空調(diào)系統(tǒng)額定供冷量時(shí)，可以啟動(dòng)儲(chǔ)冷器向車室內(nèi)補(bǔ)充供冷，以增加車室內(nèi)的供冷量，滿足乘客舒適性要求。(5)應(yīng)用儲(chǔ)冷技術(shù)，還可以減少空調(diào)機(jī)組裝機(jī)容量。
四

附圖是本發(fā)明所述的具有儲(chǔ)冷功能的汽車空調(diào)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
五、最佳實(shí)施方式本發(fā)明制作的具有儲(chǔ)冷功能的汽車空調(diào)器，包括壓縮機(jī)1、冷凝器2、蒸發(fā)器3、儲(chǔ)冷盤管4、釋冷盤管5、儲(chǔ)冷材料6、儲(chǔ)液干燥器7、電磁閥8、節(jié)流閥9、風(fēng)冷換熱器10、循環(huán)泵11、電磁閥12、節(jié)流閥13、蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥14、氣液分離器15、吸氣壓力調(diào)節(jié)閥16、蒸發(fā)器總成17、蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)18。其工作原理敘述如下如圖所示，圖中省略了視液鏡及電子控制部分，蒸發(fā)器機(jī)組可以根據(jù)需要多組并聯(lián)，圖中只畫出一組蒸發(fā)器機(jī)組予以示意。在制冷和儲(chǔ)冷循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)充入制冷劑(R12、R134a等)，在釋冷循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)充入載冷劑(水或乙二醇溶液等)。
當(dāng)汽車以正常速度行駛、空調(diào)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速處在正常范圍內(nèi)(2000-3000轉(zhuǎn)/分)時(shí)，電磁閥8關(guān)閉、電磁閥12開啟。制冷劑由壓縮機(jī)1壓縮后排出，流入冷凝器2放出熱量，冷凝后的制冷劑液體流入儲(chǔ)液干燥器7內(nèi)進(jìn)行干燥和貯存，被干燥后的液體制冷劑流出儲(chǔ)液干燥器7，經(jīng)電磁閥12流經(jīng)節(jié)流閥13進(jìn)行節(jié)流降壓，降壓后的制冷劑在蒸發(fā)器3內(nèi)蒸發(fā)吸熱而產(chǎn)生制冷效應(yīng)，蒸發(fā)氣化后的制冷劑經(jīng)蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥14流入氣液分離器15內(nèi)進(jìn)行氣液分離，分離后的制冷劑氣體經(jīng)吸氣壓力調(diào)節(jié)閥16被吸入壓縮機(jī)1。
當(dāng)汽車高速行駛、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速在3000-6000轉(zhuǎn)/分時(shí)，電磁閥8、12開啟。制冷劑由壓縮機(jī)1壓縮后排出，流入冷凝器2放出熱量，冷凝后的制冷劑液體流入儲(chǔ)液干燥器7內(nèi)進(jìn)行干燥和貯存，被干燥后的液體制冷劑流出儲(chǔ)液干燥器7后分成兩路，一路經(jīng)電磁閥8流經(jīng)節(jié)流閥9進(jìn)行節(jié)流降壓，降壓后的制冷劑在儲(chǔ)冷盤管4內(nèi)蒸發(fā)吸熱而產(chǎn)生制冷效應(yīng)，而儲(chǔ)冷器內(nèi)儲(chǔ)冷盤管4外的儲(chǔ)冷材料6因放熱而凝固成固態(tài)，將冷量以相變潛熱和顯熱的形式貯存在相變材料內(nèi)，儲(chǔ)冷盤管4內(nèi)蒸發(fā)氣化后的制冷劑流入氣液分離器15內(nèi)，另一路經(jīng)電磁閥12流經(jīng)節(jié)流閥13進(jìn)行節(jié)流降壓，降壓后的制冷劑在蒸發(fā)器3內(nèi)蒸發(fā)吸熱而產(chǎn)生制冷效應(yīng)，蒸發(fā)氣化后的制冷劑經(jīng)蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥14流入氣液分離器15內(nèi)，與前一路的制冷劑在氣液分離器15內(nèi)匯合，分離后的制冷劑氣體經(jīng)吸氣壓力調(diào)節(jié)閥16被吸入壓縮機(jī)1。由于壓縮機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)制冷劑流量大，為了防止壓縮機(jī)吸入液態(tài)制冷劑，在蒸發(fā)器到壓縮機(jī)低壓蒸氣入口處，設(shè)立了一個(gè)氣液分離器15，用于制冷劑氣液分離，防止壓縮機(jī)產(chǎn)生“液擊”現(xiàn)象。
在冷凝器2出口安裝了一個(gè)儲(chǔ)液干燥器7，用于除去制冷劑中含有的少量水分，防止在節(jié)流閥處發(fā)生“冰堵”現(xiàn)象，同時(shí)貯存系統(tǒng)中多余的制冷劑，根據(jù)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的高低自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中循環(huán)的制冷劑量的多少。
在蒸發(fā)器出口安裝了一個(gè)蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥14，用來(lái)控制蒸發(fā)器溫度，使蒸發(fā)溫度穩(wěn)定在空調(diào)工況(5℃)，防止蒸發(fā)器翅片表面結(jié)霜。
在蒸發(fā)器和壓縮機(jī)吸入口之間，還裝有一個(gè)吸氣壓力調(diào)節(jié)閥16，其作用是限制壓縮機(jī)吸入制冷劑蒸氣的量，以防止壓縮機(jī)工作時(shí)吸入過(guò)量的制冷劑蒸氣而引起壓縮機(jī)超負(fù)荷工作，使電磁離合器打滑或者傳動(dòng)帶打滑，增大壓縮機(jī)功率消耗、損壞電磁離合器。吸氣壓力調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)壓力值最大不超過(guò)0.18MPa。當(dāng)蒸發(fā)壓力大時(shí)，節(jié)流閥13的開度加大，使更多的制冷劑流入蒸發(fā)器，從而流出量增多，這時(shí)容易引起壓縮機(jī)的吸入流量增大而超負(fù)荷。此時(shí)，可通過(guò)減少吸氣壓力調(diào)節(jié)閥的開度，使壓縮機(jī)吸入的制冷劑不會(huì)因蒸發(fā)壓力增大而吸入流量過(guò)多，保護(hù)壓縮機(jī)不超負(fù)荷工作。
當(dāng)汽車怠速行駛或停車時(shí)，壓縮機(jī)電磁離合器脫開，電磁閥8、12關(guān)閉，制冷循環(huán)系統(tǒng)不工作，循環(huán)泵11開啟，釋冷循環(huán)系統(tǒng)開始工作，釋冷盤管5內(nèi)的載冷劑通過(guò)釋冷盤管管壁吸收儲(chǔ)冷器內(nèi)的儲(chǔ)冷材料6貯存的冷量，由循環(huán)泵11送入蒸發(fā)器總成17內(nèi)的風(fēng)冷換熱器10，風(fēng)冷換熱器10內(nèi)的載冷劑將冷量通過(guò)換熱器管壁傳至風(fēng)冷換熱器10外側(cè)的空氣，而風(fēng)冷換熱器10外側(cè)的冷空氣則由蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)18送入車室內(nèi)，供車室內(nèi)降溫需要，保證汽車怠速或停車時(shí)仍可向車室內(nèi)供冷。
當(dāng)汽車以正常速度行駛、而車室內(nèi)的需冷量大于汽車空調(diào)系統(tǒng)額定供冷量時(shí)，這時(shí)除了制冷循環(huán)系統(tǒng)正常工作以外(制冷循環(huán)過(guò)程與上述的制冷循環(huán)過(guò)程相同)，釋冷循環(huán)系統(tǒng)還可投入工作，以彌補(bǔ)車室內(nèi)供冷量的不足(釋冷循環(huán)過(guò)程與上述的釋冷循環(huán)過(guò)程相同)，保證車室內(nèi)乘客的舒適性不受影響。
權(quán)利要求
1.一種具有儲(chǔ)冷功能的汽車空調(diào)器，包括壓縮機(jī)(1)、冷凝器(2)和蒸發(fā)器(3)，三者串聯(lián)連接；其特征在于它還包括儲(chǔ)冷器，該儲(chǔ)冷器與蒸發(fā)器(3)并聯(lián)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車空調(diào)器，其特征在于所述的儲(chǔ)冷器包括儲(chǔ)冷盤管(4)、釋冷盤管(5)和儲(chǔ)冷材料(6)，儲(chǔ)冷盤管(4)和釋冷盤管(5)置于儲(chǔ)冷材料(6)中，其中儲(chǔ)冷盤管(4)的兩端分別與壓縮機(jī)(1)和冷凝器(2)連接，釋冷盤管(5)在儲(chǔ)冷器與蒸發(fā)器總成(17)之間形成一個(gè)循環(huán)釋放回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車空調(diào)器，其特征在于所述的儲(chǔ)冷盤管(4)和釋冷盤管(5)采用光管、螺紋管或翅片管，形狀是螺紋盤管、蛇形盤管或“U”形盤管。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的汽車空調(diào)器，其特征在于在冷凝器(2)與儲(chǔ)冷盤管(4)之間還依次連接有儲(chǔ)液干燥器(7)、電磁閥(8)和節(jié)流閥(9)，在釋冷盤管(5)循環(huán)回路中還串聯(lián)有風(fēng)冷換熱器(10)和循環(huán)泵(11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車空調(diào)器，其特征在于其中的儲(chǔ)冷材料(6)為高溫復(fù)合相變材料，其相變溫度范圍為4-10℃。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有儲(chǔ)冷功能的汽車空調(diào)器，它包括壓縮機(jī)(1)、冷凝器(2)和蒸發(fā)器(3)三者串聯(lián)連接，其特征在于它還包括儲(chǔ)冷器，該儲(chǔ)冷器與蒸發(fā)器并聯(lián)連接。利用本發(fā)明的汽車空調(diào)器，當(dāng)汽車怠速或停止行駛時(shí)，可以停止空調(diào)壓縮機(jī)工作，啟動(dòng)儲(chǔ)冷系統(tǒng)向車室內(nèi)供冷，當(dāng)汽車正常行駛，而車室內(nèi)的需冷量大于空調(diào)系統(tǒng)額定供冷量時(shí)，可以啟動(dòng)儲(chǔ)冷系統(tǒng)向車室內(nèi)補(bǔ)充供冷，以彌補(bǔ)空調(diào)系統(tǒng)額定供冷量的不足。
文檔編號(hào)F24F3/06GK1451916SQ0313150
公開日2003年10月29日 申請(qǐng)日期2003年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月20日
發(fā)明者方貴銀, 李輝 申請(qǐng)人:南京大學(xué)