專利名稱：回風調溫轎車空調的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及轎車空調，特別是一種用于調節(jié)空調送風溫度的回風調溫轎車空調。
背景技術：
現有的冷暖一體化轎車自動空調，由于受到空間結構與調節(jié)精度的限制，其送風加熱調溫空調裝置的構造原理圖和構造示意圖如圖1和圖3所示，基本上是由依次連通的進風混合風道1、制冷風道2和出風風道3構成；進風混合風道內設有風機11，進風混合風道的進風口由用于輸入補充的新鮮空氣的新風進口12、用于輸入循環(huán)空氣的回風進口13、和設于新風進口與回風進口之間的新風調節(jié)風門14組成；總的循環(huán)風量由風機的轉速調節(jié)，新風與回風的風量比由新風調節(jié)風門調定。制冷風道內設有空調裝置的蒸發(fā)器21，制冷風道2的出風口包括與出風風道3直接連通的直通口23和另一流經加熱器22的加熱通口24。其空氣冷卻處理過程為先將循環(huán)空氣及補充的新鮮空氣在進風混合風道內混合后，在制冷風道內冷卻降溫除濕變成冷風，接著一部分冷風從直通口23直接進入出風風道內，另一部分冷風經加熱器22加熱后從加熱通口24進入出風風道內與冷風混合，(冷熱風的混合比例由風門51調節(jié))使出風風道內形成溫度適宜的空氣，最后從送風口送出(空氣處理過程的焓濕圖見圖2)。這種空氣處理方式的缺點在于(1)為了達到空調的舒適標準，轎車內送風的溫度要求在10～15℃以上，而蒸發(fā)器出風口溫度一般為2～7℃之間，加熱溫差為8～12℃，為了調節(jié)舒適的送風溫度，空氣通過蒸發(fā)器進行降溫除濕后又要通過加熱器加熱升溫，浪費了大量的冷量；(2)新鮮空氣的進氣量和循環(huán)空氣的進氣量沒有得到精確調整，因此經常補充入過量的新鮮空氣(以下簡稱新風)，造成新風的過量能耗。目前轎車的空調耗能大概占汽車總能耗的10％左右，其中，加熱升溫耗能量占空調能耗的20％～30％，過量新風能耗占10％左右，無效能耗占空調能耗的30％～40％。
以往，轎車自動空調設計主要關注于其舒適性方面，對節(jié)能方面并沒有投入太多的重視。在石油危機成為世界性的嚴重社會與經濟問題的今天，隨著汽油價格的一路攀升及環(huán)境污染問題的日益嚴重，如何進一步降低汽車空調油耗已成了需要認真解決的問題。

發(fā)明內容
為了解決上述問題，本實用新型提供了一種回風調溫轎車空調，它有利于減少因對空調送風的重復加熱而造成的能量損耗。
本實用新型的技術方案是這樣構成的它包括依次連通的進風混合風道、制冷風道和出風風道；所述進風混合風道內設有風機，進風混合風道的進風口由新風進口、回風進口、和設于新風進口與回風進口之間的新風調節(jié)風門組成；所述制冷風道內設有空調裝置的蒸發(fā)器，其特征在于所述進風混合風道與出風風道(3)之間增設了與制冷風道隔離的直通風道，所述直通風道的出風口與制冷風道的出風口通向出風風道內。
為了便于同步控制制冷風道的直通口與直通風道的出風口的開度大小，本實用新型技術方案的進一步改進如下所述制冷風道的出風口包括與出風風道直接連通的直通口和另一流經加熱器的加熱通口，所述直通口與直通風道的出風口之間鉸接有一雙閥片調節(jié)風門，該雙閥片調節(jié)風門由一對固定在轉軸上的交叉成一定角度的聯動閥片構成，兩聯動閥片分別設于直通風道的出風口和制冷風道的直通口上用于分別調節(jié)直通風道的出風口的開口度以及制冷風道的直通口的開口度。通過上述方案可使制冷風道的直通口的開口度與直通風道的出風口的開口度同時達到最小值，確保在等溫除濕(春秋季除霧)或加熱(冬季)時有足夠的空氣流量流過加熱器(流過加熱器的空氣流量的最大值能達到流過制冷風道總空氣量的30％)，保證加熱效果。又能在制冷時調節(jié)直通風道與制冷風道的流量。
為了精確控制流經上述直通風道的風量，從而調整經過蒸發(fā)器冷卻的冷風與未經過冷卻的原風的混合后的溫度，以達到最舒適的出風溫度，本實用新型技術方案的進一步改進如下所述直通風道的出風口上設有與雙閥片調節(jié)風門的一個閥片配合的流量調節(jié)隔柵用于調節(jié)直通風道出風口的開口度；所述出風風道內設有溫度傳感器，該溫度傳感器與用于控制雙閥片調節(jié)風門相對流量的開啟角度的控制裝置進行連接，該溫度傳感器為直通風道雙閥片調節(jié)風門的開度調節(jié)提供反饋信號。
為了精確控制新風的進風量，調整新風與回風的進風比，從而減少過量新風能量的損耗，本實用新型技術方案的進一步改進如下所述新風進口上還設有與新風調節(jié)風門配合的流量調節(jié)隔柵用于調節(jié)新風進口的開口度，所述進風混合風道內還設有溫度傳感器，該溫度傳感器與用于控制新風調節(jié)風門相對流量的開啟角度的控制裝置進行連接，該溫度傳感器為新風調節(jié)風門的開度調節(jié)提供反饋信號。
為了減少加熱而引起的冷量的消耗，本實用新型技術方案的進一步改進如下所述加熱器在與其相聯接的加熱流體(汽車發(fā)動機冷卻液)循環(huán)管路上裝有電動開關閥，所述電動開關閥與用于控制電動開關閥啟閉的控制裝置進行連接。通過電動開關閥來控制加熱器中加熱流體的流動，從而控制空調在制冷、加熱、除濕等運行模式間的轉換時加熱器加熱工能的開啟和關閉。
較之已有技術而言，本實用新型具有下列優(yōu)點(1)由于增設了由進風混合風道通向出風風道的直通風道，可直接利用一部分流經直通風道的未制冷的原風與流經制冷風道的經過制冷的冷風進行混合，使混合后的出風溫度升高，因而不需要額外通過加熱裝置對經蒸發(fā)器冷卻后的冷空氣進行加熱，有利于降低冷量的損耗，而且通過蒸發(fā)器冷卻的風量會減少，制冷量會減小，既減少了空調能量的損耗(與傳統(tǒng)的回風加熱調溫空調裝置相比，可節(jié)省空調能量30～40％)，又減小了蒸發(fā)器的體積、冷凝器面積、壓縮機排氣量(空調裝置的組件)，有利于降低成本、減輕重量、方便安裝；(2)由于在直通風道上設有與雙閥片調節(jié)風門的一個閥片配合的流量調節(jié)隔柵，且通過出風風道上的溫度傳感器將溫度信號傳遞給控制裝置，精確控制雙閥片調節(jié)風門相對流量調節(jié)的開啟角度，有利于調節(jié)需要冷卻的風與不需要冷卻的風的比例，從而達到精確調整經過冷卻的風與未經過冷卻的風混合后的出風溫度的目的；(3)由于在新風進口設有與新風調節(jié)風門配合的流量調節(jié)隔柵用于調節(jié)新風進口的開口度，并通過溫度傳感器將溫度信號傳遞給控制裝置，以調整新風調節(jié)風門相對流量的開啟角度，因此可精確調節(jié)新風進風量，避免造成過量新風的能耗；(4)由于在加熱流體循環(huán)管路上設置了具有開啟和關閉加熱器功能的電動開關閥，實現了加熱器與蒸發(fā)器在制冷風道內的直接無遮擋放置，減小了風道占用空間，改善了流道，降低了氣流阻力；(5)可縮小風機的流量調節(jié)范圍，提高風機的循環(huán)運行效率；(6)可減小送風溫差，提高座艙內的舒適度；(7)與傳統(tǒng)的回風加熱調溫空調裝置相比，本實用新型在中低濕度環(huán)境內除濕量會減少，座艙內空氣狀態(tài)點的均衡相對濕度點會等溫右移，而在高濕度環(huán)境下工況又保持不變，改善了舒適度。


圖1是已有的回風加熱調溫空調裝置的構造原理圖。
圖2是已有的回風加熱調溫空調裝置的空氣處理過程焓濕圖。
圖3是已有的回風加熱調溫空調裝置的構造示意圖。
圖4是本實用新型構造原理圖。
圖5是本實用新型的空氣處理過程焓濕圖。
圖6是本實用新型實施例構造示意圖。
圖7是流量調節(jié)隔柵與調節(jié)風門配合構造示意圖。
圖8是本實用新型采用的一種流量調節(jié)隔柵的正面構造示意圖。
圖9是普通調節(jié)風門與加設了流量調節(jié)隔柵后的調節(jié)風門的開度—風量曲線對比示意圖。
圖10是本實用新型采用的一種雙閥片調節(jié)風門構造示意圖。
標號說明1、進風混合風道，11、風機，12、新風進口，13、回風進口，14、新風調節(jié)風門，15、流量調節(jié)隔柵，16、溫度傳感器，2、制冷風道，21、蒸發(fā)器，22、加熱器，23、制冷風道的直通口，24、制冷風道的加熱通口，25電動開關閥，26、加熱流體循環(huán)管路，3、出風風道，31、溫度傳感器，32、出風風道的送風口，4、直通風道，41、雙閥片調節(jié)風門，42、流量調節(jié)隔柵，5、通向轎車后車廂的后車道，51、加熱器通風量調節(jié)風門。
N、座艙內空氣溫濕度狀態(tài)點，W、座艙外空氣溫濕度狀態(tài)點，C、新風回風一次混合空氣溫濕度狀態(tài)點，L、蒸發(fā)器出口冷卻空氣溫濕度狀態(tài)點，O、出風風道送風口空氣溫濕度狀態(tài)點。
a、普通調節(jié)風門的開度—風量曲線，b、加設了流量調節(jié)隔柵后的調節(jié)風門的開度—風量曲線。
具體實施方式
本實用新型具體實施例它包括依次連通的進風混合風道1、制冷風道2和出風風道3；所述進風混合風道1內設有風機11，進風混合風道的進風口由新風進口12、回風進口13、和設于新風進口與回風進口之間的新風調節(jié)風門14組成；所述制冷風道2內設有空調裝置的蒸發(fā)器21，其特征在于所述進風混合風道1與出風風道3之間增設了與制冷風道隔離的直通風道4，所述直通風道4的出風口43與制冷風道2的出風口通向出風風道內。如圖4所示，直通風道4的出風口可設于風機11與蒸發(fā)器相鄰部位的風機外殼殼壁上，其開口可設置在朝向出風風道3或者朝向出風風道3內的任意位置，如圖6所示。
所述制冷風道2的出風口包括與出風風道3直接連通的直通口23和另一流經加熱器22的加熱通口24，所述直通口23與直通風道的出風口43之間鉸接有一雙閥片調節(jié)風門41，該雙閥片調節(jié)風門41由一對固定在轉軸上的交叉成一定角度的聯動閥片構成，兩聯動閥片分別設于直通風道的出風口和制冷風道的直通口上用于分別調節(jié)直通風道的出風口43的開口度以及制冷風道的直通口23的開口度。
所述直通風道的出風口43上設有與雙閥片調節(jié)風門41的一個閥片配合的流量調節(jié)隔柵42用于調節(jié)直通風道出風口43的開口度；所述出風風道內設有溫度傳感器31，該溫度傳感器31與用于控制雙閥片調節(jié)風門41相對流量的開啟角度的控制裝置進行連接，該溫度傳感器為直通風道雙閥片調節(jié)風門的開度調節(jié)提供反饋信號。
具體實施時，上述雙閥片調節(jié)風門41的開度調節(jié)可根據下列公式進行計算Gc×(Tc-To)＝Gs×(Ts-To)Gs=QCp×(Tn-Ts)]]>Ts＝Tn-ΔTSw＝f(Ts，Tc，To)上式中Gc流經直通風道4的風量，可由雙閥片調節(jié)風門41控制；Gs出風風道3的送風口32的總送風量，主要由風機11轉速及雙閥片調節(jié)風門41調節(jié)，其數量關系由實測標定；Q轎車座艙熱負荷，對固定的車型主要由車速、設定座艙設定溫度、車外空氣溫度、太陽輻射及乘員人數確定，其數量關系由實測標定；Cp空氣定壓比熱；To空調裝置的蒸發(fā)器空氣出口溫度，由溫度傳感器測定；Ts送風口空氣溫度，由舒適方程確定；Tc進風混合風道內混合空氣的溫度，它由車外空氣溫度、回風進口空氣溫度及新風調節(jié)風門14的開度共同確定，其值可由由溫度傳感器測知；Tn座艙內設定溫度，其值由由溫度傳感器測知；ΔT送風溫差，由舒適性條件確定，其值可由由溫度傳感器測知；Sw雙閥片調節(jié)風門41的開度，決定開度的函數關系由實驗確定；上述制冷風道直通口23的開口度不需太精確，只要保證在開度達到最小值時流過加熱器的流量與流過蒸發(fā)器的流量比能接近或達到0.4左右即可。
通過以上公式編制控算法模塊來控制雙閥片調節(jié)風門41的開度所確定的空氣流量，可提升送風溫度到設定值附近，從而實現更高的舒適性標準(縮小送風溫差)，在具體實施時采用更高的送風溫差(如18～20℃度)送風而不會額外增加空調負荷。
所述新風進口12上還設有與新風調節(jié)風門14配合的流量調節(jié)隔柵15用于調節(jié)新風進口的開口度，所述進風混合風道內還設有溫度傳感器16，該溫度傳感器與用于控制新風調節(jié)風門14相對流量的開啟角度的控制裝置進行連接。該溫度傳感器為新風調節(jié)風門的開度調節(jié)提供反饋信號。
具體實施時，可通過下列公式計算新風進口最低新風量Gnw×(Tnw-Th)＝Gs×(Tc-Th)Gnw+GL＝GBNTc=(GBN-GL)Gs×(Tnw-Th)+Th]]>Sw＝f(Th，Tnw，Tc)上式中Gnw從新風進口進入的新風量，可由新風調節(jié)風門14控制；Gs出風風道3的送風口32的總送風量，主要由風機11轉速及雙閥片調節(jié)風門41調節(jié)，其數量關系由實測標定；GL轎車座艙漏風量，對固定的車型主要由車速確定，其數量關系由實測標定；GBN轎車座艙內總的新風換氣量。由乘員人數、相關衛(wèi)生標準及舒適性標準共同確定；Tnw車外空氣溫度，由溫度傳感器測定；
Th回風進口空氣溫度，由溫度傳感器測定；Tc進風混合風道內混合空氣的溫度，它由車外空氣溫度、回風進口空氣溫度及新風調節(jié)風門14的開度共同確定，其值可由溫度傳感器測知；Sw新風調節(jié)風門14的開度，決定開度的函數關系由實驗確定；通過以上公式編制控算法模塊控制新風調節(jié)風門14的開度，可使新風進氣量始終保持在最佳新風量附近。
所述加熱器22在與其相聯接的加熱流體(汽車發(fā)動機冷卻液)循環(huán)管路26上裝有電動開關閥25，所述電動開關閥與用于控制電動開關閥啟閉的控制裝置進行連接。通過電動開關閥來控制加熱器中加熱流體的流動，從而控制空調在制冷、加熱、除濕等運行模式間的轉換時加熱器加熱工能的開啟和關閉。
當需對空氣進行等溫減濕處理時(春秋季除霧)，經空氣處理后出風風道內混合后的空氣仍然無法達到合適的送風溫度，此時可打開電動開關閥25，啟動加熱器22，使一部分空氣通過加熱器加熱后再送出，以便達到適宜的送風溫度。當外界溫度太低(冬季、初春或深秋)需進行加熱時，此時可關閉空調壓縮機，打開電動開關閥25，啟動加熱器22，使一部分空氣通過加熱器加熱后再送出，以便達到適宜的送風溫度。在通常狀態(tài)下，電動開關閥25都處于關閉狀態(tài)。
本實用新型與傳統(tǒng)回風加熱調溫空調裝置的一個重要區(qū)別在于混風調節(jié)風門處都加設了流量調節(jié)隔柵(構造如圖7和圖8所示)，用來精確調節(jié)空氣混合的比例。流量調節(jié)隔柵改變了調節(jié)風門的流量開度曲線，改善了調節(jié)風門的調節(jié)性能。流量調節(jié)隔柵可以根據需要設計成勻均分布或由密至疏分布(如圖8所示)。未設流量調節(jié)隔柵的普通調節(jié)風門與加設了流量調節(jié)隔柵后的調節(jié)風門的開度—風量曲線對比如圖7所示，其中a為普通調節(jié)風門的開度—風量曲線，b為加設了流量調節(jié)隔柵后的調節(jié)風門的開度—風量曲線。
本實用新型與傳統(tǒng)回風加熱調溫空調裝置的另一個重要區(qū)別在于加熱流體循環(huán)管路上加裝了電動開關閥25，用來對加熱器的加熱功能進行開啟與關閉。這樣就能使加熱器直接串接在蒸發(fā)器之后，減小了占用空間，降低了氣流阻力。
權利要求1.一種回風調溫轎車空調，它包括依次連通的進風混合風道(1)、制冷風道(2)和出風風道(3)；所述進風混合風道(1)內設有風機(11)，進風混合風道的進風口由新風進口(12)、回風進口(13)、和設于新風進口與回風進口之間的新風調節(jié)風門(14)組成；所述制冷風道(2)內設有空調裝置的蒸發(fā)器(21)，其特征在于所述進風混合風道(1)與出風風道(3)之間增設了與制冷風道隔離的直通風道(4)，所述直通風道(4)的出風口(43)與制冷風道(2)的出風口通向出風風道內。
2.根據權利要求1所述的回風調溫轎車空調，其特征在于所述制冷風道(2)的出風口包括與出風風道(3)直接連通的直通口(23)和另一流經加熱器(22)的加熱通口(24)；所述直通口(23)與直通風道的出風口(43)之間鉸接有一雙閥片調節(jié)風門(41)，該雙閥片調節(jié)風門(41)由一對固定在轉軸上的交叉成一定角度的聯動閥片構成，兩聯動閥片分別設于直通風道的出風口和制冷風道的直通口上用于分別調節(jié)直通風道的出風口(43)的開口度以及制冷風道的直通口(23)的開口度。
3.根據權利要求2所述的回風調溫轎車空調，其特征在于所述直通風道的出風口(43)上設有與雙閥片調節(jié)風門(41)的一個閥片配合的流量調節(jié)隔柵(42)用于調節(jié)直通風道出風口(43)的開口度；所述出風風道內設有溫度傳感器(31)，該溫度傳感器(31)與用于控制雙閥片調節(jié)風門(41)開啟角度的控制裝置進行連接。
4.根據權利要求1、2或3所述的回風調溫轎車空調，其特征在于所述新風進口(12)上還設有與新風調節(jié)風門(14)配合的流量調節(jié)隔柵(15)用于調節(jié)新風進口的開口度，所述進風混合風道內還設有溫度傳感器(16)，該溫度傳感器與用于控制新風調節(jié)風門(14)開啟角度的控制裝置進行連接。
5.根據權利要求4所述的回風調溫轎車空調，其特征在于所述加熱器(22)在與其相聯接的加熱流體循環(huán)管路(26)上裝有電動開關閥(25)，所述電動開關閥與用于控制電動開關閥啟閉的控制裝置進行連接。
專利摘要本實用新型涉及轎車空調，特別是一種用于調節(jié)空調送風溫度的回風調溫轎車空調，它包括依次連通的進風混合風道、制冷風道和出風風道；所述進風混合風道內設有風機，進風混合風道的進風口由新風進口、回風進口、和設于新風進口與回風進口之間的新風調節(jié)風門組成；所述制冷風道內設有空調裝置的蒸發(fā)器，其特征在于所述進風混合風道與出風風道之間增設了與制冷風道隔離的直通風道，所述直通風道的出風口與制冷風道的出風口通向出風風道內。本實用新型有利于減少因對空調送風的重復加熱而造成的能量損耗。
文檔編號B60H1/32GK2918130SQ20062009781
公開日2007年7月4日 申請日期2006年7月12日 優(yōu)先權日2006年7月12日
發(fā)明者李曹縣, 陳華, 鄢慶春, 吳祥生, 范亞明 申請人:福建工程學院