專利名稱：一種自加熱與自制冷的貯熱、貯冷空調(diào)系統(tǒng)及電動(dòng)車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空調(diào)系統(tǒng)及使用該空調(diào)系統(tǒng)的電動(dòng)汽車。
背景技術(shù)：
電池及相應(yīng)控制策略的日益成熟帶動(dòng)了電動(dòng)汽車的發(fā)展，而各種三輪、四輪型短程代步車也逐漸采用電路驅(qū)動(dòng)技術(shù)。為了增加駕駛和乘坐的舒適性，這些代步車均增加了轎廂，以遮風(fēng)擋雨并增加安全性。但隨之出現(xiàn)的問題是由于不透風(fēng)，夏天車內(nèi)悶熱難耐；冬天車內(nèi)無法取暖且車窗玻璃起霧、遮擋視線，影響駕駛，并有安全隱患。為了解決這些問題，人們試圖通過常規(guī)方式在車上加裝空調(diào)系統(tǒng)，但由于電池容量限制或巨大的成本問題，均以失敗告終。而電動(dòng)代步車的冷暖問題不解決，這種方便、清潔、使用成本低的電動(dòng)汽車便無法很好地推廣。通過分析發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)代步車一般為老年人、殘疾人等人群作為走街串巷，走親訪友之用，或用于學(xué)校、機(jī)場等場所的擺渡車，要求成本低、使用簡單方便，而且一般單次使用時(shí)間在兩小時(shí)以內(nèi)，單次使用里程在百公里以內(nèi)。如果要用常規(guī)空調(diào)方式、顯然需要較大的電池容量，這就會(huì)大大增加制造成本，在市場推廣中不可行。如果考慮這類代步車的使用特點(diǎn)，即單次使用里程端和單次使用時(shí)間短的情況，是否可以反常規(guī)而行之，不使用車載電源、不采用行駛過程中制冷、制熱，而采用像蓄電池技術(shù)一樣，在出發(fā)前，預(yù)先將熱量或冷量貯存在一個(gè)貯存箱內(nèi)，待行駛是在將其轉(zhuǎn)移挪放到車體內(nèi)，即可解決短途、短時(shí)間行駛的取暖和取冷問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種空調(diào)系統(tǒng)，以通過蓄冷蓄熱的方式輸冷輸熱，同時(shí)本發(fā)明還提供了一種電動(dòng)汽車，以解決代步車類電動(dòng)車無法取冷取暖的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)方案是一種空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一用于盛裝貯冷貯熱介質(zhì)的貯存箱，一熱泵裝置；熱泵裝置的一端放置在貯存箱內(nèi)，熱泵裝置的另一端用于放置在冷量或熱量的氣流循環(huán)通道內(nèi)所述貯存箱箱體上或箱體內(nèi)安裝有用于對箱體內(nèi)進(jìn)行加熱的電加熱裝置，該電加熱裝置由不同于熱泵裝置的另外的電源供電發(fā)熱；該系統(tǒng)內(nèi)還含有制冷裝置，制冷裝置的蒸發(fā)器放置在貯存箱內(nèi)，用于對貯存箱內(nèi)的貯冷貯熱介質(zhì)進(jìn)行冷卻和貯冷，制冷裝置由不同于熱泵裝置的另外的電源供電制冷。所述的貯存箱內(nèi)盛裝有貯冷貯熱介質(zhì)。所述貯冷貯熱介質(zhì)為水、礦物質(zhì)油或其它相變材料。所述的熱泵裝置為閉環(huán)泵力循環(huán)裝置或通過改變內(nèi)部電流方向從而改變熱量泵送方向的半導(dǎo)體熱電芯片泵送裝置。所述的熱泵裝置的兩端均設(shè)有散熱器。本發(fā)明的電動(dòng)汽車方案是一種電動(dòng)汽車，其空調(diào)系統(tǒng)包括裝配在汽車上設(shè)定位置的一用于盛裝貯冷貯熱介質(zhì)的貯存箱，一熱泵裝置；熱泵裝置的一端放置在貯存箱內(nèi)，熱泵裝置的另一端用于放置在冷量或熱量的氣流循環(huán)通道內(nèi)；所述貯存箱箱體上或箱體內(nèi)安裝有用于對箱體內(nèi)進(jìn)行加熱的電加熱裝置，該電加熱裝置由不同于熱泵裝置的另外的電源供電發(fā)熱；該系統(tǒng)內(nèi)還含有制冷裝置，制冷裝置的蒸發(fā)器放置在貯存箱內(nèi)，用于對貯存箱內(nèi)的貯冷貯熱介質(zhì)進(jìn)行冷卻和貯冷，制冷裝置由不同于熱泵裝置的另外的電源供電制冷。所述的貯存箱內(nèi)盛裝有貯冷貯熱介質(zhì)。所述貯冷貯熱介質(zhì)為水、礦物質(zhì)油或其它相變材料。所述的熱泵裝置為閉環(huán)泵力循環(huán)裝置或通過改變內(nèi)部電流方向從而改變熱量泵送方向的半導(dǎo)體熱電芯片泵送裝置。所述的熱泵裝置的兩端均設(shè)有散熱器。由于預(yù)先在出行前在貯存箱內(nèi)注入冷量或熱量，僅通過熱量泵送的方式將貯存的冷量或熱量送入車內(nèi)，而泵送熱量或冷量耗能極低，車載電池僅負(fù)責(zé)車輛的行駛，電池的容量即可相對小一點(diǎn)，可在不增加多少成本的情況下解決取暖取冷的問題。另外，用家庭供電線路或市電供電制冷或制熱進(jìn)行預(yù)先的加熱或制冷(貯冷貯熱介質(zhì))，使用清潔能源，不污染環(huán)境，成本也極低。本發(fā)明提供了將冷卻好或加熱好的貯冷貯熱介質(zhì)加入貯存箱的方式，還提供了車輛自身裝設(shè)制熱制冷裝置的對貯存介質(zhì)進(jìn)行預(yù)先自加熱加冷的方式，只不過自加熱加冷使用的是車輛電池以外的市電，兩種方式各有便利。本發(fā)明提供的加熱加冷方式，雖然不如傳統(tǒng)方式在行駛中實(shí)時(shí)制冷制熱的方式方便，也不及其耐久，貯冷貯熱量也小，但是代步車一般行駛里程短、時(shí)間短，本發(fā)明恰到好處地滿足了這類車型的實(shí)際使用需求，提出了蓄電、蓄冷、蓄熱的方式，有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值和時(shí)間的經(jīng)濟(jì)社會(huì)意義。


圖1是空調(diào)系統(tǒng)實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是空調(diào)系統(tǒng)實(shí)施例1的控制示意圖；圖3是空調(diào)系統(tǒng)實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是空調(diào)系統(tǒng)實(shí)施例2的控制示意圖；圖5是空調(diào)系統(tǒng)實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)簡圖；圖6是空調(diào)系統(tǒng)實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)簡圖；圖7是空調(diào)系統(tǒng)實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)簡圖；圖8是電動(dòng)汽車實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是電動(dòng)汽車實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。空調(diào)系統(tǒng)實(shí)施例1如圖1所示的空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一用于盛裝貯冷貯熱介質(zhì)2的貯存箱1，一熱泵裝置；熱泵裝置的一端放置在貯存箱I內(nèi)，熱泵裝置的另一端用于放置在冷量或熱量的氣流循環(huán)通道內(nèi)。在本實(shí)施例中，熱泵裝置采用半導(dǎo)體熱電芯片泵送裝置，半導(dǎo)體熱電芯片是一種“熱泵”，它具有一個(gè)冷端與一個(gè)熱端，使熱量在熱端與冷端之間傳導(dǎo)，而且通過控制半導(dǎo)體熱電芯片的電流，可以使冷端和熱端翻轉(zhuǎn)，通過控制電壓，改變熱量傳導(dǎo)的速度。本實(shí)施例中采用的半導(dǎo)體熱電芯片材質(zhì)為金屬化合物及其固溶體合金，如Bi2Te3 / Sb2Te3、PbTe、SiGe, CrSi等。半導(dǎo)體熱電芯片泵送裝置包括一組(或一個(gè))半導(dǎo)體熱電芯片3，半導(dǎo)體熱電芯片3的一熱量端連接設(shè)置在貯存箱I中的散熱器41，另一熱量端通過金屬傳導(dǎo)體5連接到待冷卻(加熱)區(qū)域的散熱器42，為了防止熱量(冷量)流失，金屬傳導(dǎo)體5設(shè)有外包保溫層51。貯存箱I是一個(gè)具有開口口蓋的封閉箱體，貯存箱I由一個(gè)保溫層11包裹(或者采用保溫箱體)，以防止熱量(冷量)的流失。其內(nèi)的貯冷貯熱介質(zhì)2可以在進(jìn)行蓄熱或蓄冷后，從開口 口蓋人工投放；也可以與貯存箱I 一體設(shè)置并通過其他設(shè)備直接對貯存箱I內(nèi)的貯冷貯熱介質(zhì)2進(jìn)行加熱或制冷。貯冷貯熱介質(zhì)為水、礦物質(zhì)油或其他相變材料，可為有機(jī)物質(zhì)、無機(jī)物質(zhì)或有機(jī)物質(zhì)及無機(jī)物質(zhì)的混合物，有機(jī)物質(zhì)可為石蠟、硬脂酸正丁酯、棕櫚酸丙基、十四烷基醇、十六烷基醇、羊酸酯或所述任意兩種(含兩種)以上的混合物；無機(jī)物質(zhì)可為氟化鉀、氯化鈣、硫酸鈉、磷酸鈉、硝酸鋅、硝酸鋰、碳酸鈉或所述任意兩種(含兩種)以上的混合物。本實(shí)施例的空調(diào)系統(tǒng)還設(shè)有控制裝置7，如圖2所示，控制裝置7從蓄電池6取電?？刂蒲b置7包括控制器和受控于控制器的半導(dǎo)體熱電芯片3，由于現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于對半導(dǎo)體熱電芯片的控制技術(shù)已經(jīng)非常成熟，所以在此不再贅述。另外，本實(shí)施例及實(shí)施例2并不是對控制裝置7取電方式進(jìn)行限制，圖2與圖4的蓄電池取電，需要結(jié)合電動(dòng)汽車實(shí)施例1進(jìn)行理解。在夏天時(shí)，在使用前在貯存箱I內(nèi)注入貯冷介質(zhì)，在使用時(shí)，通過控制熱電芯片，使熱電芯片連接散熱器41的一端為熱端，連接散熱器42的一端冷端，將熱量泵入貯存箱中，加熱貯冷介質(zhì)，同時(shí)對散熱器42進(jìn)行冷卻。冬天時(shí)，在使用前在貯存箱I內(nèi)注入貯熱介質(zhì)，在使用時(shí)，通過控制熱電芯片，使其冷端熱端翻轉(zhuǎn)，將熱量泵出貯熱介質(zhì)，同時(shí)加熱散熱器42?？照{(diào)系統(tǒng)實(shí)施例2與實(shí)施例1不同，本實(shí)施例的熱泵裝置采用閉環(huán)泵力循環(huán)裝置。如圖3所示，該閉環(huán)泵力循環(huán)裝置主要包括一條帶有傳熱介質(zhì)的閉環(huán)路徑9 (管道)，以及閉環(huán)路徑中的循環(huán)泵8，閉環(huán)路徑的一部分設(shè)置在貯存箱I中，另一部分設(shè)置在待冷卻(加熱)區(qū)域，兩部分分別設(shè)有散熱器41、42。本實(shí)施例中，散熱器42處還設(shè)有散熱風(fēng)扇43,這種方式一般比較適合采用風(fēng)機(jī)盤管的場合。在實(shí)施例1中也可以增加散熱風(fēng)扇。本實(shí)施例的控制裝置如圖4所示，其控制裝置同樣從蓄電池6取電，控制器控制循環(huán)泵8和散熱風(fēng)扇43。關(guān)于空調(diào)系統(tǒng)在冬夏的使用方式，是通過循環(huán)泵8和閉合路徑9實(shí)現(xiàn)熱量搬移，由于現(xiàn)有技術(shù)中相關(guān)記載較多，在此不再贅述。空調(diào)系統(tǒng)實(shí)施例3如圖5所示(圖中省略了熱泵裝置，熱泵裝置可以采用實(shí)施例1或?qū)嵤├?的熱泵裝置)，增加一個(gè)電加熱裝置，該電加熱裝置包括控制開關(guān)和電熱器21，電熱器21安裝在箱體I與保溫層11之間。本實(shí)施例的突出特點(diǎn)為電加熱裝置由不同于熱泵裝置的另外的電源供電發(fā)熱。使用不同電源的一種實(shí)施方式如圖5，電加熱裝置從蓄電池6之前的直流部分取電，而熱泵裝置從蓄電池之后的直流部分取電?？照{(diào)系統(tǒng)實(shí)施例4如圖6，與實(shí)施例3的不同僅在于，首先，電熱器21設(shè)置在箱體I內(nèi)；其次，電加熱裝置直接從市電取電?？照{(diào)系統(tǒng)實(shí)施例5本實(shí)施例中，如圖7，不僅設(shè)有電加熱裝置，還設(shè)有制冷裝置，制冷系統(tǒng)包括制冷設(shè)備22和設(shè)置在貯存箱I內(nèi)的蒸發(fā)器23，用于對貯存箱I內(nèi)的貯冷貯熱介質(zhì)2進(jìn)行冷卻和貯冷。與電加熱裝置相同，制冷裝置也由不同于熱泵裝置的另外的電源供電制冷，如圖7，制冷裝置與電加熱裝置均從市電取電，與市電通過一個(gè)切換開關(guān)24連接，切換開關(guān)24可以采用雙刀雙擲開關(guān)或其他能夠保證制冷與加熱電路互鎖的開關(guān)設(shè)備。如果采用實(shí)施例1的半導(dǎo)體熱電芯片熱泵裝置，在夏天時(shí)，在使用前要對貯存箱I內(nèi)的貯冷貯熱介質(zhì)2進(jìn)行冷卻和貯冷，在使用時(shí)，通過控制熱電芯片，使冷量從貯冷貯熱介質(zhì)2傳到散熱器42部分。在冬天時(shí)，在使用前要對貯存箱I內(nèi)的貯冷貯熱介質(zhì)2進(jìn)行加熱和貯熱，在使用時(shí)，通過控制熱電芯片，使熱量從貯冷貯熱介質(zhì)2傳到散熱器42部分。同樣的，如果采用實(shí)施例2的泵力熱泵裝置，在夏天時(shí)，在使用前要對貯存箱I內(nèi)的貯冷貯熱介質(zhì)2進(jìn)行冷卻和貯冷，在使用時(shí)，通過控制循環(huán)泵8，使冷量從貯冷貯熱介質(zhì)2傳到散熱器42部分。在冬天時(shí)，在使用前要對貯存箱I內(nèi)的貯冷貯熱介質(zhì)2進(jìn)行加熱和貯熱，在使用時(shí)，通過循環(huán)泵8，使熱量從貯冷貯熱介質(zhì)2傳到散熱器42部分。電動(dòng)汽車實(shí)施例1如圖8，本實(shí)施的電動(dòng)汽車包括空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一用于盛裝貯冷貯熱介質(zhì)的貯存箱，一熱泵裝置；熱泵裝置的一端放置在貯存箱內(nèi)，熱泵裝置的另一端用于放置在冷量或熱量的氣流循環(huán)通道內(nèi)，兩端分別設(shè)有散熱器41、42。具體空調(diào)系統(tǒng)可以采用上述空調(diào)系統(tǒng)實(shí)施例1或?qū)嵤├?，散熱器42設(shè)置在駕駛室內(nèi)，貯存箱上設(shè)有開口口蓋12，用戶可以在家中制冰或加熱油等介質(zhì)，在行駛前通過開口口蓋12注入貯存箱中。電動(dòng)汽車實(shí)施例2如圖9，本實(shí)施例中的空調(diào)系統(tǒng)可以采用上述空調(diào)系統(tǒng)實(shí)施例3、4或5。貯存箱內(nèi)的貯冷貯熱介質(zhì)一般不必從外部補(bǔ)充，貯存箱對外提供一個(gè)連接市電的接口(與蓄電池充電接口相同)和相關(guān)的開關(guān)等，用戶在到達(dá)目的地時(shí)，在給蓄電池6充電的同時(shí)即可以實(shí)現(xiàn)對貯冷貯熱介質(zhì)的加熱或制冷。結(jié)合圖5、圖6、圖7來看，加熱或制冷的電源來自于市電(充電機(jī)之前或之后)，而不是電動(dòng)汽車的蓄電池，蓄電池只負(fù)責(zé)行駛與對熱泵裝置的控制。本實(shí)施例中貯存箱的開口 13包括更換介質(zhì)的開口和溢流口。
權(quán)利要求
1.一種自加熱與自制冷的貯熱、貯冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括一用于盛裝貯冷貯熱介質(zhì)的貯存箱，一熱泵裝置；熱泵裝置的一端放置在貯存箱內(nèi)，熱泵裝置的另一端用于放置在冷量或熱量的氣流循環(huán)通道內(nèi)；所述貯存箱箱體上或箱體內(nèi)安裝有用于對箱體內(nèi)進(jìn)行加熱的電加熱裝置，該電加熱裝置由不同于熱泵裝置的另外的電源供電發(fā)熱；該系統(tǒng)內(nèi)還含有制冷裝置，制冷裝置的蒸發(fā)器放置在貯存箱內(nèi)，用于對貯存箱內(nèi)的貯冷貯熱介質(zhì)進(jìn)行冷卻和貯冷，制冷裝置由不同于熱泵裝置的另外的電源供電制冷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自加熱與自制冷的貯熱、貯冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的貯存箱內(nèi)盛裝有貯冷貯熱介質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自加熱與自制冷的貯熱、貯冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述貯冷貯熱介質(zhì)為水、礦物質(zhì)油或其它相變材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種自加熱與自制冷的貯熱、貯冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的熱泵裝置為閉環(huán)泵力循環(huán)裝置或通過改變內(nèi)部電流方向從而改變熱量泵送方向的半導(dǎo)體熱電芯片泵送裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種自加熱與自制冷的貯熱、貯冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的熱泵裝置的兩端均設(shè)有散熱器。
6.—種電動(dòng)車，其特征在于，包括自加熱與自制冷的貯熱、貯冷空調(diào)系統(tǒng)，該自加熱與自制冷的貯熱、貯冷空調(diào)系統(tǒng)包括裝配在汽車上設(shè)定位置的一用于盛裝貯冷貯熱介質(zhì)的貯存箱，一熱泵裝置；熱泵裝置的一端放置在貯存箱內(nèi)，熱泵裝置的另一端用于放置在冷量或熱量的氣流循環(huán)通道內(nèi)；所述貯存箱箱體上或箱體內(nèi)安裝有用于對箱體內(nèi)進(jìn)行加熱的電加熱裝置，該電加熱裝置由不同于熱泵裝置的另外的電源供電發(fā)熱；該系統(tǒng)內(nèi)還含有制冷裝置，制冷裝置的蒸發(fā)器放置在貯存箱內(nèi)，用于對貯存箱內(nèi)的貯冷貯熱介質(zhì)進(jìn)行冷卻和貯冷，制冷裝置由不同于熱泵裝置的另外的電源供電制冷。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動(dòng)車，其特征在于，所述的貯存箱內(nèi)盛裝有貯冷貯熱介質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動(dòng)車，其特征在于，所述貯冷貯熱介質(zhì)為水、礦物質(zhì)油或其它相變材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7或8所述的電動(dòng)車，其特征在于，所述的熱泵裝置為閉環(huán)泵力循環(huán)裝置或通過改變內(nèi)部電流方向從而改變熱量泵送方向的半導(dǎo)體熱電芯片泵送裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動(dòng)車，其特征在于，所述的熱泵裝置的兩端均設(shè)有散熱器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自加熱與自制冷的貯熱、貯冷空調(diào)系統(tǒng)及電動(dòng)車，空調(diào)系統(tǒng)包括一用于盛裝貯冷貯熱介質(zhì)的貯存箱，一熱泵裝置；熱泵裝置的一端放置在貯存箱內(nèi)，熱泵裝置的另一端用于放置在冷量或熱量的氣流循環(huán)通道內(nèi)。本發(fā)明提供的加熱加冷方式，雖然不如傳統(tǒng)方式在行駛中實(shí)時(shí)制冷制熱的方式方便，也不及其耐久，貯冷貯熱量也小，但是代步車一般行駛里程短、時(shí)間短，本發(fā)明恰到好處地滿足了這類車型的實(shí)際使用需求，提出了蓄電、蓄冷、蓄熱的方式，有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值和時(shí)間的經(jīng)濟(jì)社會(huì)意義。
文檔編號B60H1/00GK103032929SQ20121054567
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者陳冠一, 陳銘哲, 孫如意, 孫豆豆, 牛懿波 申請人:陳冠一