RU2504485C2 - Vehicle air conditioner - Google Patents
Vehicle air conditioner Download PDFInfo
- Publication number
- RU2504485C2 RU2504485C2 RU2012110641/11A RU2012110641A RU2504485C2 RU 2504485 C2 RU2504485 C2 RU 2504485C2 RU 2012110641/11 A RU2012110641/11 A RU 2012110641/11A RU 2012110641 A RU2012110641 A RU 2012110641A RU 2504485 C2 RU2504485 C2 RU 2504485C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat exchanger
- boiling
- flow heat
- pipeline
- air conditioner
- Prior art date
Links
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 69
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 23
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 10
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 11
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 abstract 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 229940070259 deflux Drugs 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к установкам искусственного климата, а именно к кондиционерам, обеспечивающим регулирование микроклимата в салонах транспортных средств.The invention relates to the field of transport engineering, in particular to installations of artificial climate, namely, air conditioners, providing climate control in the salons of vehicles.
Известен «Кондиционер транспортного средства» авторов Ласточкина С.А., Альтгаузена А.Л. и др., Патент на полезную модель РФ №50126, Кл. В60Н 1/32, опубликован 27.12.2005 г., содержащий испаритель с терморегулирующим вентилем, размещенный в корпусе, сообщающемся окном с воздухозаборником и выходом, с отопителем, и снабженным патрубком для удаления конденсата, размещенным в нижней части корпуса. Корпус соединен трубопроводами высокого давления через ресивер-осушитель с конденсатором с одной стороны, и трубопроводом, шлангами низкого и шлангом высокого давлений через компрессор с другой, образуя замкнутый контур.The well-known "Air conditioning vehicle" authors Lastochkina SA, Altgauzen A.L. et al., Patent for utility model of the Russian Federation No. 50126, Cl. B60H 1/32, published December 27, 2005, containing an evaporator with a thermostatic expansion valve, placed in a housing that communicates with a window with an air intake and outlet, with a heater, and is equipped with a condensate discharge pipe located in the lower part of the housing. The housing is connected by high pressure pipes through the receiver-dryer with a condenser on one side, and a pipeline, low hoses and a high pressure hose through the compressor on the other, forming a closed loop.
В кондиционере использован принцип работы парокомпрессорной холодильной машины с обратным циклом Карно с приводом компрессора кондиционера от выходного вала ДВС. Газообразный хладагент сжимается с нагревом в компрессоре и подается в конденсатор, где охлаждается при интенсивном обдуве вентилятором наружным воздухом. При высоком давлении в конденсаторе и интенсивном отводе тепла в окружающую среду хладагент из газообразного состояния переходит в жидкое состояние, заполняет ресивер-осушитель, где очищается от механических примесей и влаги, затем хладагент поступает в испаритель с понижением давления через дросселирующее устройство (не показано) терморегулирующего вентиля, расширяется и испаряется с поглощением тепла, поступающего из воздуха нагнетаемого вентилятором воздухозаборника в окно, превращается в газообразное состояние. Находящийся в салоне автомобиля испаритель постоянно снижает температуру воздуха. Охлажденный воздух поступает через выход в отопитель и затем в салон транспортного средства.The air conditioner uses the principle of operation of a steam compressor refrigeration machine with a reverse Carnot cycle with the drive of the air conditioning compressor from the output shaft of the internal combustion engine. The gaseous refrigerant is compressed with heating in the compressor and fed to the condenser, where it is cooled by intensive blowing by the fan with outside air. At high pressure in the condenser and intensive heat removal to the environment, the refrigerant from the gaseous state passes into the liquid state, fills the receiver-dryer, where it is cleaned of mechanical impurities and moisture, then the refrigerant enters the evaporator with pressure reduction through a throttling device (not shown) of the thermostatic valve, expands and evaporates with the absorption of heat coming from the air pumped by the fan inlet into the window, turns into a gaseous state. The evaporator located in the vehicle interior constantly reduces the air temperature. Cooled air enters the heater through the outlet and then into the vehicle interior.
Недостатком данного автомобильного кондиционера является потребление мощности двигателя (до 8 кВт), что для автомобилей может составлять около 10% мощности двигателя, влияет на динамику автомобиля и соответственно существенно увеличивает расход топлива. Кроме того, в таких кондиционерах до сих пор используются фреоны, разрушающие озоновый слой земли.The disadvantage of this automobile air conditioner is the consumption of engine power (up to 8 kW), which for cars can be about 10% of engine power, affects the dynamics of the car and, accordingly, significantly increases fuel consumption. In addition, in such air conditioners, freons that destroy the ozone layer of the earth are still used.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению и взятому в качестве прототипа является «Сорбционная холодильная машина» автора Латышева В.П. Патент РФ №2047057, F25В 5/00, опубл.27.10.1995 г., содержащая соединенные между собой конденсатор, дефлегматор, ресивер, отделитель жидкости, нижнюю часть S-образного теплообменника, теплоизолированный корпус холодильника, камеру холодильника, заправочный штуцер с запорным вентилем, трубопровод, соединяющий верхнюю часть S-образного трубопровода с верхней частью полости отделителя жидкости, трубопровод, соединяющий канал двухпоточного теплообменника с паровой полостью отделителя жидкости генератора, вентиль, двухпоточный теплообменник, генератор, дополнительный двухпоточный теплообменник, трехпоточный теплообменник, смеситель, теплоизолированная дверь холодильника, при этом верхняя часть двухпоточного теплообменника размещена в пределах высоты корпуса генератора. Рабочим веществом машины является смесь таких компонентов, при смешении которых в жидком состоянии поглощается теплота (снижается температура раствора), например пропана и ацетона, в соотношении 50/50% по массе.The closest in technical essence to the proposed invention and taken as a prototype is the "Sorption refrigeration machine" by V. Latyshev RF patent No. 2047057, F25В 5/00, publ. October 27, 1995, containing a condenser, a reflux condenser, a receiver, a liquid separator, the lower part of an S-shaped heat exchanger, a thermally insulated refrigerator case, a refrigerator chamber, a filling nozzle with a shut-off valve the pipeline connecting the upper part of the S-shaped pipeline with the upper part of the cavity of the liquid separator, the pipeline connecting the channel of the dual-flow heat exchanger with the steam cavity of the generator liquid separator, a valve, a dual-flow heat exchanger, generator p, an additional two-line heat exchanger, a three-line heat exchanger, a mixer, a thermally insulated refrigerator door, while the upper part of the two-line heat exchanger is located within the height of the generator housing. The working substance of the machine is a mixture of such components, when mixed in a liquid state, heat is absorbed (solution temperature decreases), for example propane and acetone, in a ratio of 50/50% by weight.
Недостатком данного изобретения является его невозможность использования на транспортном средстве, т.к. оно предназначено для работы в неподвижном состоянии и принцип действия основан на разности давлений и высот столбов жидкостей. В движущемся автомобиле при кренах и тряске данная схема не сможет работать.The disadvantage of this invention is its inability to use on a vehicle, because it is designed to work in a stationary state and the principle of operation is based on the difference in pressure and height of the liquid columns. In a moving car with banks and shaking, this scheme will not be able to work.
Решаемой задачей предлагаемого изобретения является создание высокоэффективного кондиционера транспортного средства, с использованием утилизируемого «бросового» тепла двигателя.The problem of the invention is the creation of a highly efficient vehicle air conditioner using recyclable "waste" engine heat.
Техническим результатом от использования предполагаемого изобретения является повышение эффективности кондиционера транспортного средства, позволяющего поддерживать оптимальный климат в салоне (кабине) транспортного средства за счет использования утилизируемого «бросового» тепла двигателя транспортного средства, например выхлопных газов ДВС или тепла батарей электромобиля.The technical result from the use of the alleged invention is to increase the efficiency of the vehicle air conditioner, which allows to maintain an optimal climate in the vehicle cabin (cabin) by using the utilized "waste" heat of the vehicle engine, for example, internal combustion engine exhaust gases or the heat of electric vehicle batteries.
Технический результат достигается тем, что в кондиционере транспортного средства, содержащем последовательно соединенные трубопроводами в замкнутый контур конденсатор, смеситель, канал трехпоточного теплообменника, насос, ресивер, второй канал трехпоточного теплообменника, генератор с отделителем жидкости и дефлегматор, нижнюю часть полости отделителя жидкости, соединенную трубопроводом со смесителем через двухпоточный теплообменник и второй канал трехпоточного теплообменника, в тракты охлаждения жидкости введены радиаторы на трубопроводах легкокипящей жидкости и высококипящей жидкости и ресиверы, расположенные на их трубопроводах за радиаторами, обратный клапан, расположенный на трубопроводе легкокипящей жидкости, и клапан, установленный на входе дефлегматора, дополнительный обводной трубопровод с клапаном, который установлен на нем и соединен со смесителем, при этом обводной трубопровод соединен с полостью генератора, который, в свою очередь, установлен на выхлопной трубе двигателя внутреннего сгорания, отделитель жидкости и двухпоточный теплообменник, расположенные на генераторе, установлены на одной высоте и соединены между собой S-образным трубопроводом, второй канал последнего соединен с трубопроводом смеси жидкостей, насос выполнен с возможностью реверсирования направления перекачки (циркуляции) и регулирования температуры в генераторе с помощью датчиков и электронного блока системы управления, причем размещены датчики в верхней части двухпоточного теплообменника и отделителя жидкости и своими выходами соединены с входами блока системы управления насоса, а смеситель с радиатором установлен в салоне транспортного средства и соединен с трехпоточным теплообменником каналами легкокипящей и высококипящей жидкостей через трубопроводы легкокипящей и высококипящей жидкостей на входе и каналом смеси на выходе радиатора через перекачивающий насос с двухпоточным теплообменником.The technical result is achieved in that in a vehicle air conditioner comprising a capacitor, a mixer, a channel of a three-line heat exchanger, a pump, a receiver, a second channel of a three-line heat exchanger, a generator with a liquid separator and a reflux condenser, a lower part of the liquid separator cavity connected by a pipeline with a mixer through a two-flow heat exchanger and the second channel of a three-flow heat exchanger, radiators for three pipelines of low-boiling liquid and high-boiling liquid and receivers located on their pipelines behind radiators, a check valve located on the pipeline of low-boiling liquid, and a valve installed at the inlet of the reflux condenser, an additional bypass pipe with a valve that is installed on it and connected to the mixer, while the bypass pipe is connected to the cavity of the generator, which, in turn, is installed on the exhaust pipe of the internal combustion engine, a liquid separator and a dual-flow heat exchanger, p located on the generator, installed at the same height and interconnected by an S-shaped pipeline, the second channel of the latter is connected to the pipeline of the mixture of liquids, the pump is configured to reverse the direction of pumping (circulation) and temperature control in the generator using sensors and an electronic control unit, moreover, the sensors are located in the upper part of the two-flow heat exchanger and liquid separator and are connected to the inputs of the pump control system by their outputs, and the mixer with a radiator Ohm is installed in the vehicle interior and is connected to the three-flow heat exchanger by channels of low-boiling and high-boiling liquids through pipelines of low-boiling and high-boiling liquids at the inlet and the mixture channel at the radiator outlet through a transfer pump with a two-flow heat exchanger.
Для работы в режиме обогрева салона дополнительный обводной трубопровод соединен с радиатором салона (кабины) и установлен обратный клапан, открывающийся при реверсивной работе насоса.To operate in the interior heating mode, an additional bypass pipe is connected to the interior radiator (cab) and a check valve is installed, which opens when the pump is reversed.
Для повышения эффективности кондиционера в качестве компоненты легкокипящей жидкости рабочей смеси использован ацетон, а в качестве компоненты высококипящей жидкости использован гептан.To increase the efficiency of the air conditioner, acetone was used as a component of the low-boiling liquid of the working mixture, and heptane was used as a component of the high-boiling liquid.
Основными достоинствами предлагаемого изобретения являются:The main advantages of the invention are:
1. Высокие экономичность и энергоэффективность. Использование тепла выхлопных газов или нагрева аккумуляторов позволяет применять вместо компрессора, потребляющего 4-8 кВт мощности с вала двигателя, насос мощностью до 100 Вт.1. High profitability and energy efficiency. Using the heat of exhaust gases or heating the batteries allows you to use a pump with a capacity of up to 100 watts instead of a compressor that consumes 4-8 kW of power from the motor shaft.
2. Дополнительное охлаждение выхлопных газов повышает КПД ДВС или не дает перегреваться электродвигателю и батареям электромобиля.2. Additional cooling of the exhaust gases increases the efficiency of the internal combustion engine or prevents the electric motor and electric vehicle batteries from overheating.
3. Экологичность. Уменьшается потребление топлива и, следовательно, уменьшается и количество выхлопных газов. В качестве рабочих жидкостей используются вещества, не разрушающие озоновый слой земли.3. Environmental friendliness. The fuel consumption is reduced and, consequently, the amount of exhaust gases is reduced. As working fluids, substances are used that do not destroy the ozone layer of the earth.
Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежных рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».Comparison of the claimed technical solution with the prior art in scientific, technical and patent documentation on the priority date in the main and related sections shows that the set of essential features of the claimed solution was not known, therefore, it meets the patentability condition of “novelty”.
Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».The proposed technical solution is industrially applicable, because can be manufactured industrially, efficiently, reproducibly, therefore, meets the patentability condition “industrial applicability”.
Новизной данного изобретения является использование теплового эффекта эндотермического смешения жидкостей, не применявшегося ранее в кондиционерах транспортных средств.The novelty of this invention is the use of the thermal effect of endothermic mixing of liquids, not previously used in air conditioning vehicles.
Для пояснения технической сущности предлагаемого изобретения рассмотрим фиг.1 - общий вид кондиционера, работающего от теплоты выхлопных газов ДВС, где:To clarify the technical nature of the invention, we consider figure 1 - General view of an air conditioner operating from the heat of exhaust gases of an internal combustion engine, where:
1 - генератор1 - generator
2 - отделитель жидкости2 - liquid separator
3 - поплавковый клапан 3 - float valve
4 - дефлегматор4 - reflux condenser
5 - конденсатор легкокипящей жидкости (ЛЖ)5 - condenser low-boiling liquid (LV)
6 - радиаторы охлаждения легкокипящей жидкости (ЛЖ)6 - radiators for cooling boiling liquid (LV)
7 - ресивер легкокипящей жидкости ЛЖ7 - receiver of boiling liquid LV
8 - обратный клапан трубопровода легкокипящей жидкости (ЛЖ)8 - check valve pipeline boiling liquid (LV)
9 - трубопровод легкокипящей жидкости (ЛЖ)9 - pipeline boiling liquid (LV)
10 - S-образный трубопровод10 - S-shaped pipeline
11 - газоотводная трубка11 - gas pipe
12- двухпоточный теплообменник12- dual flow heat exchanger
13 - трубопровод высококипящей жидкости (ВЖ)13 - pipeline of high boiling liquid (VZh)
14 - радиаторы охлаждения высококипящей (ВЖ)14 - radiators cooling high-boiling (VZh)
15 - ресивер высококипящей жидкости (ВЖ)15 - receiver high-boiling liquid (VZh)
16 - трехпоточный теплообменник16 - three-flow heat exchanger
17 - смеситель17 - mixer
18 - радиатор салона (кабины)18 - interior radiator (cab)
19 - трубопровод смеси жидкостей19 - pipeline mixture of liquids
20 - перекачивающий насос20 - transfer pump
21 - датчики системы управления21 - control system sensors
22 - блок электронного управления22 - electronic control unit
23 - обратный клапан дополнительного обводного трубопровода 23 - check valve additional bypass pipe
24 - дополнительный обводной трубопровод для режима отопления24 - additional bypass pipe for heating mode
На нагреваемой поверхности выхлопной трубы ДВС располагается генератор 1, откуда кипящая смесь поступает в отделитель жидкости 2, где и происходит разделение на тракт легкокипящей жидкости (ЛЖ) и тракт высококипящей жидкости (ВЖ). На тракт ЛЖ для предотвращения «захлебывания» установлен поплавковый клапан 3, препятствующий поступлению жидкости в дефлегматор 4, установленный вертикально. За дефлегматором 4 установлены последовательно конденсатор ЛЖ 5 и радиатор охлаждения ЛЖ 6. Сконденсировавшаяся и охлажденная ЛЖ собирается в ресивере 7, за которым располагается обратный клапан 8, откуда по трубопроводу ЛЖ 9 поступает в трехпоточный теплообменник 16 и далее в смеситель 17.On the heated surface of the exhaust pipe of the internal combustion engine there is a generator 1, from where the boiling mixture enters the liquid separator 2, where the low boiling liquid (LV) and the high boiling liquid (VL) tract are divided into a path. On the LV tract to prevent "flooding" is installed float valve 3, which prevents the flow of fluid into the reflux condenser 4, mounted vertically. Behind the reflux condenser 4, an LV condenser 5 and an LV cooling cooler 6 are installed in series. Condensed and cooled LV is collected in a receiver 7, behind which there is a check valve 8, from where it flows through an LV 9 pipe to a three-flow heat exchanger 16 and then to the mixer 17.
Тракт ВЖ включает S-образный трубопровод 10, соединяющий нижнюю часть отделителя жидкости 2 с верхней частью двухпоточного теплообменника 12, в своей нижней части также подогреваемый теплом выхлопных газов, который, в свою очередь, соединен с верхней частью отделителя жидкости 2 газоотводной трубкой 11. Далее трубопровод ВЖ 13 соединяется с радиатором охлаждения ВЖ 14 и ресивером ВЖ 15, после которого ВЖ подается через трехпоточный теплообменник 16 в смеситель 17. В смесителе 17 жидкости смешиваются в виде охлажденной смеси и поступают в радиатор салона (кабины) 18, охлаждая воздух в салоне (кабине) транспортного средства, после чего поступают в обратный канал трехпоточного теплообменника 16, где противотоком смеси охлаждают поступающие ЛЖ и ВЖ. Реверсивный насос 20 перекачивает смесь через двухпоточный теплообменник обратно в генератор. Смеситель 17 соединен с дополнительным обводным трубопроводом 24 с помощью обратного клапана 23, открывающегося при реверсивной работе насоса. Управление насосом 20 осуществляется при помощи электронного блока системы управления 22, получающего сигналы с датчиков 21 (температуры или давления).The VZH tract includes an S-shaped pipe 10 connecting the lower part of the liquid separator 2 with the upper part of the dual-flow heat exchanger 12, also heated in the lower part by the heat of exhaust gases, which, in turn, is connected to the upper part of the liquid separator 2 by a gas exhaust pipe 11. Further VZh pipeline 13 is connected to VZh 14 cooling radiator and VZh 15 receiver, after which VZh is supplied through a three-flow heat exchanger 16 to mixer 17. In mixer 17, liquids are mixed in the form of a cooled mixture and fed to the radiator with womb (cab) 18, cooling the air in the passenger compartment (cabin) of the vehicle, and then enter the return channel trehpotochnogo exchanger 16 where the mixture is cooled in countercurrent incoming LV and VZ. The reversible pump 20 pumps the mixture through a two-line heat exchanger back to the generator. The mixer 17 is connected to an additional bypass pipe 24 using a check valve 23, which opens when the pump is reversed. The pump 20 is controlled by the electronic unit of the control system 22, which receives signals from the sensors 21 (temperature or pressure).
Работа кондиционераAir conditioner operation
Рабочим веществом кондиционера является смесь таких компонентов, при смешивании которых в жидком состоянии поглощается теплота (снижается температура раствора), например гептана и ацетона. Машина заряжается рабочим веществом вводом сначала компонента (гептана) для заполнения тракта высококипящей жидкости (ВЖ), а затем компонента (ацетона) для заполнения тракта легкокипящей жидкости (ЛЖ). Перед зарядкой компоненты очищают от неконденсирующихся газов, а полость машины вакуумируют. Компоненты вводят в таком количестве, чтобы в установившемся режиме работы уровень в отделителе жидкости и двухпоточном теплообменнике был одинаков, а вся система была заполнена без воздушных пробок.The working substance of an air conditioner is a mixture of such components, when mixed in a liquid state, heat is absorbed (the temperature of the solution decreases), for example, heptane and acetone. The machine is charged with a working substance by first introducing a component (heptane) to fill the path of high-boiling liquid (VL), and then a component (acetone) to fill the path of low-boiling liquid (LV). Before charging, the components are cleaned of non-condensable gases, and the cavity of the machine is evacuated. The components are introduced in such a quantity that in steady state operation the level in the liquid separator and the two-flow heat exchanger is the same, and the entire system is filled without air jams.
При запуске ДВС выхлопные газы двигателя начинают нагревать смесь в генераторе 1 и в нижней части S-образного трубопровода 10. Смесь кипит и поступает из генератора 1 в отделитель жидкости 2. Пары под действием перепада давления в отделителе жидкости и конденсаторе через дефлегматор 4 двигаются в конденсатор ЛЖ 5. В дефлегматоре 4 пары очищаются от высококипящего компонента (ВЖ) и чистый легкокипящий компонент (ЛЖ) после конденсации и охлаждения в радиаторе 6 под действием сил тяжести стекает в ресивер ЛЖ 7. Чтобы избежать «захлебывания» дефлегматора, на его входе размещается поплавковый клапан 3, который закрывается при повышении уровня жидкости, при этом возрастает давление в отделителе жидкости и газообразная смесь вытесняет жидкость, открывая клапан 3. После ресивера ЛЖ расположен обратный клапан 8, не позволяющий засасывать ВЖ в тракт ЛЖ при остывании. Затем поток ЛЖ скапливается в ресивере 7 и попадает в трехпоточный теплообменник 16, где дополнительно охлаждается идущим навстречу холодным раствором смеси компонентов.When the internal combustion engine starts, the exhaust gases of the engine begin to heat the mixture in the generator 1 and in the lower part of the S-shaped pipeline 10. The mixture boils and flows from the generator 1 to the liquid separator 2. Vapors under the influence of the pressure drop in the liquid separator and the condenser move through the reflux condenser 4 to the condenser LV 5. In the reflux condenser, 4 pairs are cleaned of the high-boiling component (VL) and the clean low-boiling component (LV) after condensation and cooling in the radiator 6 by gravity flows into the LV receiver 7. To avoid “flooding” the deflux at the inlet, a float valve 3 is placed at its inlet, which closes when the liquid level rises, while the pressure in the liquid separator increases and the gaseous mixture displaces the liquid by opening valve 3. After the LV receiver, there is a check valve 8 that does not allow suction to enter the LV pathway when cooling down. Then, the LV stream accumulates in the receiver 7 and enters a three-flow heat exchanger 16, where it is additionally cooled by an approaching cold solution of a mixture of components.
При выпаривании в отделителе жидкости 2 раствор обогащается ВЖ и плотность его возрастает. Тяжелая ВЖ собирается в нижней части отделителя жидкости 2 и поступает через S-образный трубопровод 10, который также подогревается от выхлопной трубы в теплообменник 12, где температура возрастает, а давление падает на высоту столба ВЖ в теплообменнике. Это позволяет повысить чистоту ВЖ. Образовавшиеся при этом пары ЛЖ из верхней части S-образного трубопровода 11 поступают в паровую полость отделителя жидкости 2 через газоотводную трубку, а жидкая ВЖ поступает в радиатор 14 и затем в ресивер ВЖ 15, откуда поступает в трехпоточный теплообменник 16, где охлаждается идущей противотоком смесью. Жидкие ЛЖ и ВЖ охлаждаются до минимальной температуры в трехпоточном теплообменнике 16, а затем смешиваются. Смешивание происходит с поглощением теплоты в смесителе 17, и охлажденная смесь подается в радиатор салона 18, который охлаждает воздух в салоне (кабине) транспортного средства. Смесь, пройдя радиатор салона, остается все еще достаточно холодной и подается в противоток трехпоточного теплообменника 16 по трубопроводу смеси жидкостей 19 для охлаждения поступающих компонентов ЛЖ и ВЖ. Для перекачки компонентов, интенсификации процессов смешения и управления системой служит насос 20, перекачивающий жидкость, установленный на трубопроводе смеси жидкостей 19 и работающий под управлением электронной системы управления 22, оснащенной датчиками 21. Для скорейшего вывода кондиционера на режим используются запасы жидкостей в ресиверах.When evaporating in a liquid separator 2, the solution is enriched in VL and its density increases. A heavy VL is collected in the lower part of the liquid separator 2 and enters through an S-shaped pipe 10, which is also heated from the exhaust pipe to the heat exchanger 12, where the temperature rises and the pressure drops to the height of the VL column in the heat exchanger. This improves the purity of the VZh. The LV couples formed in this case from the upper part of the S-shaped pipe 11 enter the vapor cavity of the liquid separator 2 through the gas outlet pipe, and the liquid VZh enters the radiator 14 and then into the VZh receiver 15, from where it enters the three-flow heat exchanger 16, where it is cooled by the counterflow mixture . Liquid LV and VZh are cooled to a minimum temperature in a three-flow heat exchanger 16, and then mixed. Mixing occurs with the absorption of heat in the mixer 17, and the cooled mixture is supplied to the radiator of the passenger compartment 18, which cools the air in the passenger compartment (cabin) of the vehicle. The mixture, having passed the interior radiator, remains still quite cold and is fed into the counterflow of the three-flow heat exchanger 16 through the pipeline of the mixture of liquids 19 to cool the incoming LV and VZ components. To pump components, intensify mixing processes and control the system, a pump 20 is used, which pumps liquid installed on the pipeline of the mixture of liquids 19 and operates under the control of an electronic control system 22, equipped with sensors 21. For the quickest output of the air conditioner to the mode, stocks of liquids in the receivers are used.
При запуске насос 20 не включается до появления сигнала от датчика 21. В момент нагрева смеси до температуры кипения датчик 21 срабатывает и насос начинает перекачку жидкости. В случае если перекачиваемая жидкость не успевает нагреться до температуры кипения, насос 20 снижает обороты вплоть до полной остановки по программе блока управления 22.When starting, the pump 20 does not turn on until the signal from the sensor 21. When the mixture is heated to the boiling point, the sensor 21 is activated and the pump starts pumping the liquid. If the pumped liquid does not have time to warm up to the boiling point, the pump 20 reduces the speed until it stops completely according to the program of the control unit 22.
При необходимости работы кондиционера на нагрев насос 20 перекачивает жидкость из генератора 1 в реверсивном направлении через трубопровод смеси жидкости 19 и двухпоточного теплообменника 12 в радиатор салона 18, при открытии клапана 23 жидкость из смесителя по дополнительному обводному трубопроводу системы отопления 24 поступает снова в генератор 1, где нагревается от выхлопных газов.If it is necessary to operate the air conditioner for heating, the pump 20 pumps liquid from the generator 1 in the reverse direction through the liquid mixture pipe 19 and the dual-flow heat exchanger 12 to the interior radiator 18, when valve 23 is opened, the liquid from the mixer passes through the additional heating system bypass pipe 24 to the generator 1, where it is heated by exhaust fumes.
Надежность в работе кондиционера определяется всей системой конструктивных элементов, соединенных в замкнутый контур, и работой насоса с системой управления, обеспечивающих слаженную работу всех узлов. Положительным моментом следует также отметить возможность работы кондиционера на обогрев салона транспортного средства за счет введения в замкнутый контур дополнительного трубопровода с обратным клапаном и работой насоса в реверсивном направлении.Reliability in the operation of the air conditioner is determined by the entire system of structural elements connected in a closed loop, and the operation of the pump with a control system that ensures the coordinated operation of all nodes. A positive point should also be noted the possibility of the air conditioner to heat the passenger compartment of the vehicle by introducing into the closed loop an additional pipeline with a check valve and the pump in the reverse direction.
Технико-экономические преимущества предлагаемого изобретенияTechnical appraisal and economic advantages of the invention
Предлагаемый кондиционер транспортного средства благодаря новым конструктивным особенностям по сравнению с известными аналогами машин, работающих на фреонах, является высокоэкономичным и энергоэффективным за счет использования «бросовой» энергии, например выхлопных газов ДВС, и дополнительного их охлаждения, повышающих КПД ДВС, а также экологичным благодаря выбору рабочих жидкостей, использующих вещества, не разрушающих озоновый слой земли, а в целом - высокоэффективным.The proposed air conditioning of the vehicle due to new design features compared to the well-known analogues of freon machines is highly economical and energy efficient due to the use of “waste” energy, for example, ICE exhaust gases, and their additional cooling, which increase the ICE efficiency, as well as environmentally friendly thanks to the choice working fluids using substances that do not destroy the ozone layer of the earth, and in general - highly effective.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012110641/11A RU2504485C2 (en) | 2012-03-20 | 2012-03-20 | Vehicle air conditioner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012110641/11A RU2504485C2 (en) | 2012-03-20 | 2012-03-20 | Vehicle air conditioner |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012110641A RU2012110641A (en) | 2013-09-27 |
| RU2504485C2 true RU2504485C2 (en) | 2014-01-20 |
Family
ID=49253623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012110641/11A RU2504485C2 (en) | 2012-03-20 | 2012-03-20 | Vehicle air conditioner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2504485C2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2635430C2 (en) * | 2016-03-30 | 2017-11-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Vehicle air conditioner operation method |
| RU2693589C2 (en) * | 2015-01-20 | 2019-07-03 | ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи | Vehicle air conditioning system (embodiments) |
| RU2721439C2 (en) * | 2016-01-29 | 2020-05-19 | ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи | Air conditioning system in vehicle cabin and cooling of storage batteries |
| RU2743472C1 (en) * | 2020-07-03 | 2021-02-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный университет путей сообщения" | Vehicle absorption cooling system |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2047057C1 (en) * | 1993-01-15 | 1995-10-27 | Владимир Павлович Латышев | Sorption cooling machine |
| US6415856B1 (en) * | 1998-12-21 | 2002-07-09 | Valeo Climatisation | Heating/air-conditioning device for reduced size for a motor vehicle |
| RU50162U1 (en) * | 2005-05-14 | 2005-12-27 | Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" | VEHICLE CONDITIONER |
-
2012
- 2012-03-20 RU RU2012110641/11A patent/RU2504485C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2047057C1 (en) * | 1993-01-15 | 1995-10-27 | Владимир Павлович Латышев | Sorption cooling machine |
| US6415856B1 (en) * | 1998-12-21 | 2002-07-09 | Valeo Climatisation | Heating/air-conditioning device for reduced size for a motor vehicle |
| RU50162U1 (en) * | 2005-05-14 | 2005-12-27 | Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" | VEHICLE CONDITIONER |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2693589C2 (en) * | 2015-01-20 | 2019-07-03 | ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи | Vehicle air conditioning system (embodiments) |
| RU2721439C2 (en) * | 2016-01-29 | 2020-05-19 | ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи | Air conditioning system in vehicle cabin and cooling of storage batteries |
| RU2635430C2 (en) * | 2016-03-30 | 2017-11-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Vehicle air conditioner operation method |
| RU2743472C1 (en) * | 2020-07-03 | 2021-02-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный университет путей сообщения" | Vehicle absorption cooling system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012110641A (en) | 2013-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tian et al. | Investigation on an integrated thermal management system with battery cooling and motor waste heat recovery for electric vehicle | |
| US7178358B2 (en) | Vapor-compression refrigerant cycle system with refrigeration cycle and Rankine cycle | |
| CN105473357B (en) | Air conditioner for vehicles | |
| US5309736A (en) | Hydrocarbon fluid, ejector refrigeration system | |
| US20030159455A1 (en) | Vehicle air conditioner with cold storage unit | |
| JP5050890B2 (en) | Air conditioner for vehicles | |
| KR20190057769A (en) | Heat Pump For a Vehicle | |
| Jianbo et al. | Experimental study on absorption/compression hybrid refrigeration cycle | |
| RU2504485C2 (en) | Vehicle air conditioner | |
| Wang et al. | Data-driven model predictive control of transcritical CO2 systems for cabin thermal management in cooling mode | |
| AU2022357257A1 (en) | Method and device for controlling the temperature of a space to be temperature-controlled | |
| WO2009135297A1 (en) | Multiple mode refrigeration | |
| US20130298596A1 (en) | Refrigeration Cycle And Condenser With Supercooling Unit | |
| JP2003285633A (en) | Air conditioning apparatus for vehicle | |
| Lee | Experimental study on performance characteristics of cold storage heat exchanger for ISG vehicle | |
| US3470707A (en) | Refrigeration system | |
| JP6106999B2 (en) | Absorption heat pump device | |
| WO1993002328A1 (en) | Refrigeration and air conditioning system for vehicles | |
| JP2003285634A (en) | Air conditioning apparatus for vehicle | |
| RU2743472C1 (en) | Vehicle absorption cooling system | |
| US10830505B2 (en) | Thermochemical boosted refrigeration system | |
| JP2008030521A (en) | Vehicular air conditioner | |
| CN104442287B (en) | Device for air conditioning by exhaust waste heat of alcohol engine | |
| KR20180130729A (en) | Solar-Powered Absorption-Type Chiller using the condensate of the Automotive Air Conditioning | |
| RU2635430C2 (en) | Vehicle air conditioner operation method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20141111 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180321 |