巴士用電動空調裝置的製作方法
2023-06-10 11:54:41
專利名稱：巴士用電動空調裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及電動空調領域，特別是一種多系統可變能量輸出的電空調系統，可用 於傳統巴士、混合動力巴士和純電動巴士的空調裝置。
背景技術：
傳統的大巴空調採用車輛發動機帶動活塞往復式壓縮機的工作方式來為車輛提 供製冷，由於往復式壓縮機效率低，特別是當車輛發動機處於低轉速運行時，壓縮機的運行 效率更低，因此導致整個空調的能效比(EER)較低，通常在2以下，能量輸入與輸出得不償 失，浪費了大量能源，對於車輛來講浪費了大量的燃油，不但造成能源浪費，而且造成過量 的汙染物排放，汙染了環境。同時，由於原空調系統控制調節簡單柔性差，在夏季高溫最需 要空調的時候反而能量輸出受限，在其它季節能量輸出過大，在車輛的不同運行狀態下可 調節性也差，造成車輛乘用空間舒適性差且因調節控制問題造成大量能源浪費。再者，由於採用大功率的單臺活塞往復式壓縮機，其存在體積大、重量大和價格昂 貴的不足，巴士提供給壓縮機裝配的空間受限，裝配壓縮機麻煩。
發明內容
為了克服已有巴士空調的效率低、可調節性差、重量大、成本高、不利於裝配的不 足，本發明提供一種提升效率、調節性良好、重量小、便於裝配的巴士用電動空調裝置。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是一種巴士用電動空調裝置，包括電動壓縮機和至少兩組並行設置的製冷循環單 元，所述製冷循環單元包括依次連接的一組冷凝器、一組儲液罐、一組乾燥過濾器、一組節 流機構和一組蒸發器，所述一組蒸發器與所述電動壓縮機連接，所述電動壓縮機與所述一 組冷凝器連接，各個製冷循環單元的一組冷凝器均通過風道與冷凝風機組相連，各個製冷 循環單元的一組蒸發器均通過風道與蒸發風機組相連，所述電動壓縮機、冷凝風機組、蒸發 風機組和各個製冷循環單元均與用以根據能量輸出模式選擇性啟動各組製冷循環單元、冷 凝風機組、蒸發風機組的控制器連接。作為優選的一種方案所述電動壓縮機包括至少兩組並行設置的壓縮機單元，所 述壓縮機單元的數量關於所述製冷循環單元相同，一組壓縮機單元與一組製冷循環單元的 一組蒸發器、一組冷凝器連接。作為優選的另一種方案所述冷凝風機組中冷凝風機的數量與製冷循環單元的數 量相同，一組冷凝器與一臺冷凝風機連接；所述蒸發風機組中蒸發風機的數量與製冷循環 單元的數量相同，一組蒸發器與一臺蒸發風機連接，各臺冷凝風機和各臺蒸發風機的啟動 開關均與所述控制器連接。或者是所述冷凝風機組有至少兩臺冷凝風機，所述蒸發風機組有至少兩臺蒸發 風機，各個製冷循環單元的一組冷凝器同時與冷凝風機組連接，各個製冷循環單元的一組 蒸發器同時與蒸發風機組連接。
進一步，所述一組換熱器為微通道換熱器。再進一步，所述一組製冷循環單元內採用R134a、R410A、R407C、R22或R1234yf作 為冷媒。當採用不同冷媒時對應變換相應的壓縮機；更進一步，所述的巴士用電動空調裝置可自配發電裝置也可借用車輛自帶發電裝 置；所述一組電動壓縮機為定頻壓縮機、變頻壓縮機或由定頻壓縮機和變頻壓縮機按 比例混合組成。所述電動壓縮機為單相壓縮機或三相壓縮機，所述三相壓縮機的額定工作電壓大 於等於110伏。所述電動壓縮機為額定工作頻率大於等於50Hz的定速壓縮機。所述電動壓縮機為交流變頻或直流調速壓縮機；
所述節流機構為熱力膨脹閥、電子膨脹閥或毛細管組。所述冷凝風機組或蒸發風機組的風扇電機為交流異步電機或直流電機；直流電機 的轉子採用永磁材料。所述冷凝風機組的風扇採用軸流風扇，所述蒸發風機組的風扇採用離心風扇。本發明的技術構思為巴士用電動空調裝置由一組電動壓縮機、一組微通道冷凝器、一組節流機構、一組蒸發器、一組儲液罐、 一組乾燥過濾器、一組冷凝風扇機組、一組蒸發風扇機組、一組控制器共同組成，其特徵在 於每一個電動壓縮機連接一個冷凝單元，一個節流裝置、一個蒸發單元，一個儲液罐，一個 乾燥過濾器，形成一個獨立的製冷循環單元；若干個製冷循環單元公用一組冷凝風扇、一組 蒸發風扇及控制器，安裝於同一個箱體中，通過不同的開停組合模式，形成若干種能量輸出 模式。採用多臺獨立工作的電動壓縮機形成與壓縮機數量對應的若干個製冷循環系統， 採用高效率鋁製微通道換熱器，高效率風扇電機，通過控制系統的邏輯控制，有效降低空調 系統的能耗，增加空調系統的可調節性。電動壓縮機的效率高(COP大於3)，同時由於微通 道換熱器的換熱效率遠高於傳統的管翅片式換熱器(換熱效率為傳統換熱器的2倍以上)， 電動壓縮機結合微通道換熱器導致空調系統運行效率大幅提高，能效比可達到3以上，大 大的提高了空調系統的能源利用率，與傳統的往復式壓縮機空調系統相比可降低能源消耗 30%，降低了車輛的燃料消耗，節約了能源，減少了汙染。同時由於電動壓縮機結構緊湊， 重量遠低於傳統的往復式壓縮機，重量可減輕15% ；微通道換熱器為鋁製材料，同時結構緊 湊，體積小，遠輕於傳統的銅管鋁翅片式換熱器，重量可減輕50%以上，同時可導致空調結 構件尺寸縮小，降低結構件的重量。對於獨立的製冷循環單元，從壓縮機排出的高溫高壓蒸汽通過管路進入微通道冷 凝器，在冷凝風機作用下，外界空氣通過微通道冷凝器，與微通道冷凝器中的循環介質進行 強制換熱再通過冷凝器風扇排除，微通道冷凝器中流動的循環介質的熱量被流過微通道冷 凝器的室外空氣帶走，從而高溫高壓氣體被冷凝成低溫高壓的液體，微通道冷凝器流進儲 液罐後經過乾燥過濾器後通過節流機構降壓，變成低壓低溫、含有一定氣體比例的氣液混 合物通過管路被輸送到蒸發器中；車內空氣在蒸發器風扇的作用下從迴風格柵流進蒸發器 後流入車內，蒸發器中的循環介質吸收室內空氣中的顯熱和潛熱，從而使流經蒸發器的空氣溫度和含溼量降低，從而達到製冷降溫的效果，汽化了的製冷劑蒸汽通過蒸發器的出口 管路被電動壓縮機抽吸壓縮，變成高溫高壓氣體，完成一個製冷系統的循環。本發明的有益效果主要表現在1、採用電動壓縮機及微通道換熱器的大巴空調系 統遠輕於傳統的大巴往復式空調系統，空調系統重量的減輕同樣可降低車輛的能量消耗， 有利於節能減排，特別是對新能源車輛意義重大；2、由於採用多臺壓縮機作為能量源，每個 壓縮機獨立成為一個製冷系統，控制模式多樣，可實現大範圍的能量調節，更優適於車輛在 不同狀態下的使用特點，實現安全運行，節能高效的作用，因此，在現今能源緊張，城市環境 問題嚴重，節能減排壓力日增的情況下，該電動空調的應用有利於降低城市中大量存在的 巴士的能源消耗，減少對城市環境的汙染；3、相對於現有的大功率單臺壓縮機，採用多臺小 功率的壓縮機，在降低成本的同時，減少了體積，便於實現裝配。
圖1是空調系統示意圖；圖2是四套製冷循環單元和四臺壓縮機的空調裝置示意圖；圖3是四套系統運行方案示意圖；圖4是兩套系統運行方案示意中:1、2、3、4_電動壓縮機，5、6、7、8_ 冷凝器，9、10、11、12-儲液罐，13、14、15、 16-乾燥過濾器，17，18，19，20-節流機構，21、22、23、24-蒸發器，25-冷凝風機，26-蒸發風 機，27-控制器。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步描述。實施例1參照圖1，一種巴士用電動空調裝置，包括電動壓縮機和至少兩組並行設置的製冷 循環單元，所述製冷循環單元包括依次連接的一組冷凝器、一組儲液罐、一組乾燥過濾器、 一組節流機構和一組蒸發器，所述一組蒸發器與所述電動壓縮機連接，所述電動壓縮機與 所述一組冷凝器連接，各個製冷循環單元的一組冷凝器均通過風道與冷凝風機組相連，各 個製冷循環單元的一組蒸發器均通過風道與蒸發風機組相連，所述電動壓縮機、冷凝風機 組、蒸發風機組和各個製冷循環單元均與用以根據能量輸出模式選擇性啟動各組製冷循環 單元、冷凝風機組、蒸發風機組的控制器連接。所述冷凝風機組中冷凝風機的數量與製冷循環單元的數量相同，一組冷凝器與一 臺冷凝風機連接；所述蒸發風機組中蒸發風機的數量與製冷循環單元的數量相同，一組蒸 發器與一臺蒸發風機連接，各臺冷凝風機和各臺蒸發風機的啟動開關均與所述控制器連 接。或者是所述冷凝風機組有至少兩臺冷凝風機，所述蒸發風機組有至少兩臺蒸發 風機，各個製冷循環單元的一組冷凝器同時與冷凝風機組連接，各個製冷循環單元的一組 蒸發器同時與蒸發風機組連接。所述一組換熱器為微通道換熱器。所述一組冷凝風機內採用R134a、R410A、R407C、R22或R1234yf作為冷媒。當採用不同冷媒時對應變換相應的壓縮機；所述的巴士用電動空調裝置可自配發電裝置也可借用車輛自帶發電裝置；所述一組電動壓縮機為定頻壓縮機、變頻壓縮機或由定頻壓縮機和變頻壓縮機按 比例混合組成。所述電動壓縮機為單相壓縮機或三相壓縮機，所述壓縮機的額定工作電壓 大於等於110伏。所述電動壓縮機為額定工作頻率大於等於50Hz的定速壓縮機。所述電 動壓縮機為交流變頻或直流調速壓縮機；所述節流機構為熱力膨脹閥、電子膨脹閥或毛細管組。所述冷凝風機組或蒸發風 機組的風扇電機為交流異步電機或直流電機；直流電機的轉子採用永磁材料。所述冷凝風 機組的風扇採用軸流風扇，所述蒸發風機組的風扇採用離心風扇。實施例2參照圖2和圖3，本實施例中，所述電動壓縮機包括至少兩組並行設置的壓縮機單 元，所述壓縮機單元的數量關於所述製冷循環單元相同，一組壓縮機單元與一組製冷循環 單元的一組蒸發器、一組冷凝器連接。本實施例的其他結構均與實施例1相同。本實施例中，如圖2所示，為四套系統運行方案示意圖。當採用4臺壓縮機時，該 空調系統由電動壓縮機(1、2、3、4)獨立帶動各自的冷凝器(5、6、7、8)、儲液罐(9、10、11、 12)、乾燥過濾器(13、14、15、16)、節流機構(17、18、19、20)及獨立的蒸發器(21、22、23、 24)，構成4個獨立的製冷循環單元，冷凝風扇系統25為各獨立系統的冷凝器共用(也可 以採用與冷凝器一一單獨對應)，蒸發風扇系統26為各獨立系統的蒸發器共用(也可以採 用與蒸發器一一單獨對應)，整個空調系統的控制由共用的控制器27及相關元器件共同構 成，控制空調系統各工作部件的工作，當車內熱負荷較小時，可採用1套製冷系統運行的方 式進行工作，當車內熱負荷較大時，可採用4套獨立系統全部運行的方式進行工作，當分別 採用1套、2套、3套、4套系統投入工作時，相當於整套空調系統分別以25%、50%、75%、 100%的額定能力進行輸出，空調的可調節範圍寬，柔性好，更有利於整個空調系統的節能。當一組電動壓縮機採用定速壓縮機與變頻壓縮機混用的方案時，所採用的變頻壓 縮機最大能力輸出與單個定速壓縮機能力輸出基本相當。當採用四臺壓縮機(1、2、3、4)的 方案時，其中一臺壓縮機採用變頻壓縮機1，其他三臺採用定速壓縮機(2、3、4)，且定速壓 縮機型號相同，當空調系統負荷是額定負荷25%以內時，單獨使用變頻壓縮機1及其系統； 當空調負荷在25%到50%之間時，使用一臺變頻壓縮機1與一臺定頻壓縮機2共同工作； 當空調負荷在50%到75%之間時，使用一臺變頻壓縮機1與兩臺定速壓縮機(2、3)共同工 作；當空調負荷在75%到100%之間時，四臺壓縮機(1、2、3、4)共同工作。實施例3參照圖4，當採用2臺壓縮機時，該空調系統由壓縮機(1、2)獨立帶動各自的冷凝 器(3、4)、節流機構(5、6)及獨立的蒸發器(7、8)，構成2個獨立的製冷循環單元，冷凝風扇 系統10為各獨立系統的冷凝器共用，蒸發風扇系統11為各獨立系統的蒸發器共用，整個 空調系統的控制由共用的控制器12及相關元器件共同構成，控制空調系統各工作部件的 工作，當車內熱負荷較小時，可採用1套製冷系統運行的方式進行工作，當車內熱負荷較大 時，可採用2套獨立系統全部運行的方式進行工作，當分別採用1套、2套系統投入工作時， 相當於整套空調系統分別以50%、100%的額定能力進行輸出，空調的可調節範圍寬，柔性 好，有利於整個空調系統的節能。
當採用兩臺壓縮機的方案時，其中一臺壓縮機採用變頻壓縮機1，另一臺為定頻壓 縮機2，當空調系統負荷在額定負荷50%以內時，單獨使用變頻壓縮機1及其系統；當空調 負荷在50%到100%之間時，兩臺壓縮機(1、2)共同工作。本實施例的其他方案均與實施例2相同。上述實施例是對本發明的說明，不是對本發明的限定，任何對本發明的簡單變換 後的結構均屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種巴士用電動空調裝置，其特徵在於所述空調裝置包括電動壓縮機和至少兩組 並行設置的製冷循環單元，所述製冷循環單元包括依次連接的一組冷凝器、一組儲液罐、一 組乾燥過濾器、一組節流機構和一組蒸發器，所述一組蒸發器與所述電動壓縮機連接，所述 電動壓縮機與所述一組冷凝器連接，各個製冷循環單元的一組冷凝器均通過風道與冷凝風 機組相連，各個製冷循環單元的一組蒸發器均通過風道與蒸發風機組相連，所述電動壓縮 機、冷凝風機組、蒸發風機組和各個製冷循環單元均與用以根據能量輸出模式選擇性啟動 各組製冷循環單元、冷凝風機組、蒸發風機組的控制器連接。
2.如權利要求1所述的巴士用電動空調裝置，其特徵在於所述電動壓縮機包括至少 兩組並行設置的壓縮機單元，所述壓縮機單元的數量關於所述製冷循環單元相同，一組壓 縮機單元與一組製冷循環單元的一組蒸發器、一組冷凝器連接。
3.如權利要求1或2所述的巴士用電動空調裝置，其特徵在於所述冷凝風機組中冷 凝風機的數量與製冷循環單元的數量相同，一組冷凝器通過一個風道與一臺冷凝風機相 連；所述蒸發風機組中蒸發風機的數量與製冷循環單元的數量相同，一組蒸發器通過一個 風道與一臺冷凝風機相連，各臺冷凝風機和各臺蒸發風機的啟動開關均與所述控制器連 接。
4.如權利要求1或2所述的巴士用電動空調裝置，其特徵在於所述冷凝風機組有至 少兩臺冷凝風機，所述蒸發風機組有至少兩臺蒸發風機，各個製冷循環單元的一組冷凝器 通過風道同時與冷凝風機組連接，各個製冷循環單元的一組蒸發器通過風道同時與蒸發風 機組連接。
5.如權利要求1或2所述的巴士用電動空調裝置，其特徵在於所述一組換熱器為微 通道換熱器。
6.如權利要求1或2所述的巴士用電動空調裝置，其特徵在於所述一組製冷循環單 元內採用 R134a、R410A、R407C、R22 或 R1234yf 作為冷媒。
7.如權利要求1或2所述的巴士用電動空調裝置，其特徵在於所述一組電動壓縮機 為定頻壓縮機、變頻壓縮機或由定頻壓縮機和變頻壓縮機按比例混合組成。
8.如權利要求1或2之一所述的巴士用電動空調裝置，其特徵在於所述電動壓縮機 為單相壓縮機或三相壓縮機，所述壓縮機的額定工作電壓大於等於110伏。
9.如權利要求1或2所述的巴士用電動空調裝置，其特徵在於所述電動定速壓縮機 為額定工作頻率大於等於50Hz的定速壓縮機。
10.如權利要求7所述的巴士用電動空調裝置，其特徵在於所述電動變頻壓縮機為交 流變頻或直流調速壓縮機。
11.如權利要求1或2所述的巴士用電動空調裝置，其特徵在於所述節流機構為熱力 膨脹閥、電子膨脹閥或毛細管組。
12.如權利要求1或2所述的巴士用電動空調裝置，其特徵在於所述冷凝風機組或蒸 發風機組的風扇電機為交流異步電機或直流電機。
13.如權利要求1或2所述的巴士用電動空調裝置，其特徵在於所述冷凝風機組的 風扇採用軸流風扇，所述蒸發風機組的風扇採用離心風扇。
全文摘要
一種巴士用電動空調裝置，包括電動壓縮機和至少兩組並行設置的製冷循環單元，所述製冷循環單元包括依次連接的一組冷凝器、一組儲液罐、一組乾燥過濾器、一組節流機構和一組蒸發器，所述一組蒸發器與所述電動壓縮機連接，所述電動壓縮機與所述一組冷凝器連接，各個製冷循環單元的一組冷凝器均通過風道與冷凝風機組相連，各個製冷循環單元的一組蒸發器均通過風道與蒸發風機組相連，所述電動壓縮機、冷凝風機組、蒸發風機組和各個製冷循環單元均與用以根據能量輸出模式選擇性啟動各組製冷循環單元、冷凝風機組、蒸發風機組的控制器連接。本發明能提升效率、調節性良好、重量小、便於裝配。
文檔編號F25B49/02GK102080894SQ20111002499
公開日2011年6月1日 申請日期2011年1月24日 優先權日2011年1月24日
發明者李靜 申請人:李靜