圖3B示意性地示出了布置于可包括在圖2A中的空調(diào)系統(tǒng)中的外殼中的熱交換器對(duì)的另一個(gè)實(shí)施例。
[0046]圖4示意性地示出了可包括在圖2A的空調(diào)系統(tǒng)中的空調(diào)器芯的一個(gè)實(shí)施例。
[0047]圖5A示意性地示出了圖2A的在吸附/蒸發(fā)模式中的空調(diào)系統(tǒng)。
[0048]圖5B示意性地示出了圖2A的在解吸/冷凝模式中的空調(diào)系統(tǒng)。
[0049]圖6示出了用于操作圖2A的空調(diào)系統(tǒng)的示例性方法。
[0050]圖7示出了用于操作圖2A的在吸附/蒸發(fā)模式中的空調(diào)系統(tǒng)的示例性方法。
[0051]圖8示出了用于操作圖2A的在解吸/冷凝模式中的空調(diào)系統(tǒng)的示例性方法。
【具體實(shí)施方式】
[0052]以下描述涉及一種用于對(duì)例如機(jī)動(dòng)車(chē)輛乘客艙提供空氣調(diào)節(jié)的系統(tǒng)和方法。
[0053]如圖1所示，當(dāng)結(jié)合至發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛中時(shí)，空調(diào)系統(tǒng)可與發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱回收系統(tǒng)熱耦合，但是空調(diào)系統(tǒng)可不與車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)連通或者負(fù)載于車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)?？照{(diào)系統(tǒng)可包括布置在如在圖3A至圖3B示出的真空外殼中的兩個(gè)熱交換器、散熱器以及空調(diào)器芯。如在圖2A至圖2C所示，這兩個(gè)熱交換器可包括第一熱交換器和第二熱交換器。第一熱交換器可包括管-板式組件，其包括與板熱耦合的管道，該板涂覆有吸附材料，并且基于其在吸附模式或者解吸模式第一熱交換器與熱源或散熱器連通；反之，第二熱交換器可包括管-板式組件，其包括與板熱耦合的管道，該板不具有吸附劑涂層并且沒(méi)有涂覆材料包括在第二熱交換器中，基于第一熱交換器為吸附或者解吸第二熱交換器可與散熱器或空調(diào)器芯連通。如圖4所示，空調(diào)器芯可包括相變材料(PCM);在解吸模式期間，吹過(guò)空調(diào)器芯的周?chē)h(huán)境或再循環(huán)空氣與融化的PCM可經(jīng)由熱交換而被冷卻。
[0054]空調(diào)系統(tǒng)可在吸附/蒸發(fā)模式與解吸/冷凝模式之間轉(zhuǎn)換，在吸附/蒸發(fā)模式中，在第一熱交換器發(fā)生吸附，在第二熱交換器發(fā)生蒸發(fā)，并且在空調(diào)器芯中的PCM凝固；在解吸/冷凝模式中，在第一熱交換器發(fā)生解吸，在第二熱交換器發(fā)生冷凝，并且在空調(diào)器芯中的PCM融化。在圖5A處示出了吸附模式的操作并且圖5B示出了解吸模式的操作。在圖6處示出了用于操作圖1的空調(diào)系統(tǒng)的示例性方法。在圖7處示出了用于操作圖1的在吸附模式中的空調(diào)系統(tǒng)的示例性方法，并且圖8處示出了用于操作圖1的在解吸模式中的空調(diào)系統(tǒng)的示例性方法。
[0055]現(xiàn)參照?qǐng)D1，示意性地示出了在機(jī)動(dòng)車(chē)輛102中的車(chē)輛氣候控制系統(tǒng)100的示例性實(shí)施例。車(chē)輛102包括驅(qū)動(dòng)輪106、乘客艙104以及內(nèi)燃機(jī)108。內(nèi)燃機(jī)108包括可經(jīng)由進(jìn)氣通道(未示出)接收進(jìn)氣流并且可經(jīng)由排氣通道110排出燃燒氣體的燃燒室(未示出)。機(jī)動(dòng)車(chē)輛102可為道路車(chē)輛以及其他類(lèi)型的車(chē)輛。
[0056]與一些可使冷卻劑循環(huán)通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)以吸收發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱并且經(jīng)由冷卻線路將已加熱的冷卻劑分配至散熱器和/或加熱器芯的車(chē)輛氣候控制系統(tǒng)不同，氣候控制系統(tǒng)100可不與發(fā)動(dòng)機(jī)108流體連通。進(jìn)一步地，氣候控制系統(tǒng)100可包括熱吸附式空調(diào)(A/C)系統(tǒng)124(將在下文中進(jìn)一步詳細(xì)地描述)，該熱吸附式空調(diào)系統(tǒng)可通過(guò)由發(fā)動(dòng)機(jī)排出的熱能驅(qū)動(dòng)而不是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸或電機(jī)驅(qū)動(dòng)。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)108與氣候控制系統(tǒng)100之間僅有的協(xié)調(diào)可為通過(guò)氣候控制系統(tǒng)100的廢熱回收系統(tǒng)111在排氣通道110中的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣裝置的規(guī)定路線，在下文中將詳細(xì)地描述。通過(guò)這種方式，發(fā)動(dòng)機(jī)108可在很大程度上擺脫提供車(chē)輛中的氣候控制，并且氣候控制系統(tǒng)100可未在發(fā)動(dòng)機(jī)108上施加負(fù)荷。進(jìn)一步地，由于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑可不循環(huán)通過(guò)氣候控制系統(tǒng)100，則可減少發(fā)動(dòng)機(jī)中的冷卻劑的量。減少發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的量的一些益處例如包括使發(fā)動(dòng)機(jī)更快地預(yù)熱并且因此減少了冷啟動(dòng)排放。
[0057]圖1進(jìn)一步示出了車(chē)輛102的控制系統(tǒng)114?？刂葡到y(tǒng)114可通信地連接至發(fā)動(dòng)機(jī)108和氣候控制系統(tǒng)100的不同部件以實(shí)現(xiàn)在此所描述的控制程序和動(dòng)作。如圖1所示，控制系統(tǒng)114可包括電子數(shù)字控制器112?？刂破?12可為微型計(jì)算機(jī)，其包括微處理單元、輸入/輸出端口、用于可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)值的電子存儲(chǔ)媒介、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、保活存儲(chǔ)器以及數(shù)據(jù)總線。
[0058]如圖所示，控制器112可接收來(lái)自多個(gè)傳感器116的輸入，該傳感器可包括用戶(hù)輸入和/或傳感器(諸如傳動(dòng)齒輪位置、傳動(dòng)離合位置、油門(mén)輸入、制動(dòng)輸入、傳動(dòng)選速桿位置、車(chē)輛速度、發(fā)動(dòng)機(jī)速度、通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量、周?chē)鷾囟?、進(jìn)氣溫度等)、氣候控制系統(tǒng)傳感器(諸如冷卻劑溫度、吸附劑溫度、風(fēng)扇速度、乘客室溫度、期望的乘客室溫度、周?chē)鷿穸鹊?及其他。如圖1所示，傳感器116可包括被構(gòu)造為接收來(lái)自電子鎖環(huán)(fob) 122的輸入的鎖環(huán)傳感器120。具體地，鎖環(huán)傳感器120可將車(chē)輛120遠(yuǎn)程地連接至電動(dòng)鎖環(huán)122，因此能夠?qū)崿F(xiàn)車(chē)輛102的特定功能的遠(yuǎn)程控制。在一個(gè)示例中，電子鎖環(huán)122可遠(yuǎn)程地激活氣候控制系統(tǒng)100以預(yù)先調(diào)節(jié)座艙空氣?；谥?chē)h(huán)境(例如由一個(gè)或多個(gè)傳感器116所感應(yīng))和/或用戶(hù)輸入，則電子鎖環(huán)112可遠(yuǎn)程地驅(qū)動(dòng)氣候控制系統(tǒng)100以在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)之前預(yù)先調(diào)節(jié)座艙空氣。因此，將到來(lái)的車(chē)輛操作者或乘客可使用電子鎖環(huán)122以確保當(dāng)他們進(jìn)入車(chē)輛內(nèi)時(shí)能出現(xiàn)期望的座艙溫度。
[0059]除了能夠遠(yuǎn)程驅(qū)動(dòng)氣候控制系統(tǒng)100之外，電子鎖環(huán)122還能夠遙控?zé)o鑰匙進(jìn)入至車(chē)輛102中。在這種情況下，鎖環(huán)傳感器120可進(jìn)一步被構(gòu)造為以對(duì)控制器112提供關(guān)于車(chē)輛門(mén)鎖定或解鎖位置的指示。
[0060]進(jìn)一步地，控制器112可與不同的驅(qū)動(dòng)器118連通，這可包括發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器(諸如燃料噴射器、電控進(jìn)氣節(jié)流閥板、火花塞、傳動(dòng)離合器等)、氣候控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器(諸如空氣處理通風(fēng)孔和/或轉(zhuǎn)向閥、控制冷卻劑流的閥、鼓風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器、風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)器等)以及其他。在一些示例中，存儲(chǔ)媒介可通過(guò)表示可由處理器執(zhí)行的指示的計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)進(jìn)行編程，以用于執(zhí)行在以下所描述的方法以及期望的然而未具體列出的其它變型。
[0061]如上所述，氣候控制系統(tǒng)100包括熱吸附式A/C系統(tǒng)124。A/C系統(tǒng)124可由熱能驅(qū)動(dòng)而非機(jī)械壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)。A/C系統(tǒng)124可包括一對(duì)熱交換器，熱交換器可布置為在真空外殼內(nèi)彼此流體連通。熱交換器對(duì)可與散熱器和空調(diào)(A/C)芯協(xié)助操作，該A/C芯包含相變材料。在給定的時(shí)間中，熱交換器對(duì)的第一熱交換器可操作為吸附器/解吸器同時(shí)熱交換器對(duì)的第二熱交換器可操作為蒸發(fā)器/冷凝器。A/C系統(tǒng)124的操作可在吸附模式與解吸模式之間周期性地轉(zhuǎn)換。A/C系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)將參考圖2至圖8進(jìn)行進(jìn)一步地描述。
[0062]圖2A示意性地示出了 A/C系統(tǒng)200的示例。如圖所示，A/C系統(tǒng)200包括熱交換器對(duì)，其包括第一熱交換器202和第二熱交換器204 ;在此將參考圖3A至圖3B對(duì)熱交換器對(duì)的示例性實(shí)施例進(jìn)行描述。A/C系統(tǒng)200還包括散熱器206、A/C芯208以及熱源219。在此將參考圖4對(duì)A/C芯208進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)地描述。在A/C系統(tǒng)200結(jié)合至發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的實(shí)例中，熱源219可為排氣廢熱回收系統(tǒng)?？商娲?，如果A/C系統(tǒng)200為標(biāo)準(zhǔn)A/C系統(tǒng)(例如，未結(jié)合至車(chē)輛中的A/C系統(tǒng))，另一種合適的熱源可用作熱源219。A/C系統(tǒng)200可為圖1的A/C系統(tǒng)124的一個(gè)示例性實(shí)施例。
[0063]雖然圖2中熱交換器對(duì)的示意圖示出了在分別容納第一和第二熱交換器的外殼之間提供流體連通的管道217，在其他示例中，熱交換器可容納在常見(jiàn)的外殼中，例如真空外殼。該常見(jiàn)的外殼可填充有導(dǎo)熱流體(諸如水)，基于操作條件，導(dǎo)熱流體可在第一熱交換器的管-板式組件的板處吸附/解吸并且在第二熱交換器的管-板式組件的板蒸發(fā)或冷凝。熱交換器對(duì)的示例性結(jié)構(gòu)將參考圖3A和3B進(jìn)行描述。雖然為了方便起見(jiàn)，包含在熱交換器中的導(dǎo)熱流體(諸如水、氨水、R1234f、或其他合適制冷劑)將在此被稱(chēng)為“蒸氣”，然而將意識(shí)到的是，該導(dǎo)熱流體不局限于蒸氣狀態(tài)的流體，并且基于操作條件該導(dǎo)熱流體可為另一種狀態(tài)(例如，冷凝/液化)。
[0064]除了包含在容納熱交換器202和204的外殼內(nèi)的蒸氣之外，另一種導(dǎo)熱流體可流動(dòng)通過(guò)每個(gè)熱交換器的管-板式組件的一個(gè)或更多個(gè)管道。這種其他的導(dǎo)熱流體(在此被稱(chēng)為“冷卻劑”以將其與包含在熱交換器外殼內(nèi)的蒸氣區(qū)分)例如可為乙二醇、乙二醇和水的混合物、或其他適合的冷卻劑。在熱交換器外殼內(nèi)的蒸氣和流動(dòng)通過(guò)管道的冷卻劑可彼此熱耦合，然而彼此并未流體耦合。在此將參考圖5A和5B對(duì)蒸氣和冷卻劑的熱耦合進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0065]第一熱交換器202可包括管-板式組件225，其包括一個(gè)或多個(gè)管道210和與管道熱耦合的多個(gè)板212。板212可為金屬板、或者由另一種導(dǎo)熱材料制成的板。雖然為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)在此稱(chēng)為復(fù)數(shù)個(gè)管道210，將意識(shí)到的是，第一熱交換器可包括如在圖2A中所示出的呈蛇形布置的單個(gè)管道210而非多個(gè)單獨(dú)的管道。冷卻劑可在管-板式組件的管道中流動(dòng)；例如，如將在以下進(jìn)行描述的，當(dāng)冷卻劑在第一熱交換器與散熱器或熱源之間循環(huán)時(shí)，其可在第一熱交換器的管-板式組件的管道中循環(huán)。管道和板可由不同類(lèi)型的金屬或者相同類(lèi)型的金屬制成，或者管道和/或板可由不同的導(dǎo)熱材料(非金屬)制成，而不背離本公開(kāi)的范圍。如在圖2B中所詳細(xì)地示出的，第一熱交換器的板212可涂覆有吸附劑215，并且涂覆在板上的吸附劑可與在管道中流動(dòng)的冷卻劑熱耦合。例如，吸附劑215可隨粘合劑一起噴射至板上。吸附劑215可為化學(xué)吸附劑，例如沸石、硅膠、或活性炭?？商娲缘?，另一種合適的吸附式熱交換器可使用于在此所描述的氣候控制系統(tǒng)中。例如，吸附劑215可為泡沫金屬，或者另一種合適類(lèi)型的高孔隙度的金屬有機(jī)框架(MOF)，而非涂層。
[0066]與第一熱交換器202相同，第二熱交換器204可包括管-板式組件227，其包括一個(gè)或更多個(gè)管道211以及多個(gè)與管道熱耦合的板213，冷卻劑可流動(dòng)通過(guò)該管道。板213可為金屬板、或者由另一種導(dǎo)熱材料制成的板。雖然為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)在此稱(chēng)為復(fù)數(shù)個(gè)管道211，然而將意識(shí)到的是，第一熱交換器可包括如在圖2A中所示出的呈蛇形布置的單個(gè)管道211，而非多個(gè)單獨(dú)的管道。管道和板可由不同類(lèi)型的金屬或者相同類(lèi)型的金屬制成，或者管道和/板可由不同的導(dǎo)熱材料(非金屬)制成而不背離本公開(kāi)的范圍。然而，與第一熱交換器不同，板213可以不涂覆有吸附劑，并且第二熱交換器可以不包括任何吸附材料，如可在圖2C的詳細(xì)視圖中所看到的。替代性地，基于熱交換器對(duì)的操作模式，自第一熱交換器的吸附劑所解吸的蒸氣可冷凝在板213上或自板213蒸發(fā)。
[0067]如在此將參考圖5A和圖5B進(jìn)行的詳細(xì)描述，由于流動(dòng)在管道內(nèi)的冷卻劑和吸附劑之間的熱交換，第一熱交換器202可起到吸附器或者解吸器的作用?；谑欠駸峤粨Q器當(dāng)前處于吸附或解吸模式，第一熱交換器入口閥214和第一熱交換器出口閥216可被控制使得冷卻劑在熱源219或散熱器206與熱交換器202的管道210之間循環(huán)。管道230可將散熱器的出口 248連接至第一熱交換器的入口端240 ;基于第一熱交換器入口閥214和第二熱交換器入口閥220的位置，