頂置式汽車空調裝置及汽車的製作方法

2023-05-23 21:13:01

本發明涉及空調技術領域，特別是涉及一種頂置式汽車空調裝置及汽車。

背景技術：

一般客車、城市公交汽車用空調大都採用頂置式平放在車頂部，傳統的頂置式客車空調整體分為前、中、後三個腔，車外側換熱器部分設置在空調裝置的前端腔，壓縮機、控制單元及電源系統位於中間腔，車內側換熱器設置在後端腔。該種布置方式使空調裝置的體積較大，佔用車頂大量空間，空調整機較重，導致整車運行時耗能增加，尤其是對純電動客車，會導致續航裡程縮短。

技術實現要素：

鑑於現有技術的現狀，本發明的目的在於提供一種頂置式汽車空調裝置及汽車，使該空調裝置的結構緊湊，節省車頂空間，降低空調裝置的整機重量。

為實現上述目的，本發明採用如下技術方案：

一種頂置式汽車空調裝置，包括：

容置腔室，所述容置腔室包括前端腔和後端腔；

置於所述前端腔內的車外換熱組件和車內換熱組件，所述前端腔包括用於容納所述車外換熱組件的車外換熱腔和用於容納所述車內換熱組件的車內換熱腔，所述車外換熱腔置於所述前端腔的中部，所述車外換熱腔的左右兩側分別設置有所述車內換熱腔；以及

壓縮機組件和控制組件，所述壓縮機組件和所述控制組件均置於所述後端腔內。

在其中一個實施例中，還包括分隔板；

所述前端腔還包括底壁和與所述底壁相對設置的頂壁；所述分隔板的一端連接至所述前端腔的頂壁，所述分隔板的另一端連接至所述前端腔的底壁，所述分隔板將所述前端腔分為車外換熱腔和分設於所述車外換熱腔左右兩側的車內換熱腔，所述車外換熱腔和所述車內換熱腔的風循環相互獨立。

在其中一個實施例中，所述前端腔的底壁上開設有與所述車內換熱腔連通的迴風口，所述迴風口靠近所述車外換熱腔設置；

所述前端腔的頂壁上開設有與所述車外換熱腔連通的車外側進風口，所述車外側進風口靠近所述車內換熱腔設置；所述車外側進風口和所述迴風口分設於所述分隔板的兩側。

在其中一個實施例中，在所述前端腔的頂壁至底壁的方向上，所述車外側進風口和所述迴風口置於同一豎直平面上；所述分隔板傾斜設置，使所述車外側進風口和所述迴風口分設於所述分隔板的上下兩側。

在其中一個實施例中，所述車內換熱組件包括車內側換熱器和車內側風機；

所述車內側風機安裝在所述前端腔的底壁上，所述車內側換熱器位於所述車內側風機和所述迴風口之間。

在其中一個實施例中，所述車外換熱組件包括車外側換熱器以及車外側風機；

所述車外側風機安裝在所述前端腔的頂壁上，所述車外側換熱器位於所述車外側進風口和所述車外側風機之間。

在其中一個實施例中，所述車外側換熱器的數量為兩個，兩個所述車外側換熱器分別為第一車外側換熱器和第二車外側換熱器；

所述車外側進風口的數量為兩個，兩個所述車外側進風口分別為第一車外側進風口和第二車外側進風口；所述第一車外側換熱器置於所述第一車外側進風口和所述車外側風機之間，所述第二車外側換熱器置於所述第二車外側進風口和所述車外側風機之間。

在其中一個實施例中，所述第一車外側換熱器和所述第二車外側換熱器呈V形或倒V形。

在其中一個實施例中，置於所述車外換熱腔左右兩側的所述車內換熱腔分別為第一車內換熱腔和第二車內換熱腔；

所述前端腔包括與所述後端腔連接的第一側壁以及與所述第一側壁相對設置的第二側壁，所述第一側壁上開設第一換氣風口和第二換氣風口，所述第一換氣風口連通所述第一車內換熱腔，所述第二換氣風口連通所述第二車內換熱腔；

所述第二側壁上開設有第一車內側新風進口和第二車內側新風進口，所述第一車內側新風進口與所述第一車內換熱腔連通，所述第二車內側新風進口與所述第二車內換熱腔連通。

在其中一個實施例中，所述後端腔包括用於容納所述壓縮機組件的第一腔室和用於容納所述控制組件的第二腔室；

在與所述容置腔室的寬度方向上，所述第一腔室和所述第二腔室依次並列設置；所述第一換氣風口連通所述第一車內換熱腔和所述第一腔室，所述第二換氣風口連通所述第二車內換熱腔和所述第二腔室；

所述第一腔室與所述第一側壁相對的側壁上開設有第三換氣風口，所述第二腔室與所述第一側壁相對的側壁上開設有第四換氣風口。

在其中一個實施例中，所述後端腔包括用於容納所述壓縮機組件的第一腔室和用於容納所述控制組件的第二腔室；在所述容置腔室的長度方向上，所述前端腔、所述第一腔室和所述第二腔室依次並列設置；

所述第一腔室包括與所述第一側壁相對設置的第三側壁，所述第三側壁上開設有第五換氣風口，所述第五換氣風口連通所述第一腔室和所述第二腔室；所述第二腔室包括與所述第三側壁相對的第四側壁，所述第四側壁上開設有第六換氣風口。

在其中一個實施例中，所述第一腔室內設置有貫穿所述第一腔室的第一風道，所述第二腔室內設置有貫穿所述第二腔室的第二風道；

所述第六換氣風口的數量為兩個，所述第二換氣風口通過所述第一風道連通所述第二腔室，或所述第一換氣風口通過所述第一風道連通所述第二腔室；其中一個所述第六換氣風口和所述第五換氣風口通過所述第二風道連通。

此外，本發明還提供了一種汽車，包括上述任一項所述的頂置式汽車空調裝置。

本發明的有益效果是：

本發明的頂置式汽車空調裝置及汽車，通過將車外換熱組件和車內換熱組件設置在前端腔中，且將用於容納車外換熱組件的車外換熱腔置於前端腔的中部，用於容納車內換熱組件的車內換熱腔分設於車外換熱腔的左右兩側，從而減小了該空調裝置的寬度，並將壓縮機組件和控制組件設置在後端腔中，減小了空調裝置的長度，使得該空調裝置的結構緊湊，從而可以節省車頂空間，降低該空調裝置的整機重量。同時，前端腔排出的廢氣能夠進入後端腔中，可以對壓縮機組件和控制組件進行降溫或保暖，提高該空調裝置的可靠性。

附圖說明

圖1為本發明的頂置式汽車空調裝置一實施例的前端視圖；

圖2為圖1中頂置式汽車空調裝置的頂端視圖；

圖3為本發明的頂置式汽車空調裝置另一實施例的頂端視圖；

圖4為本發明的頂置式汽車空調裝置又一實施例的頂端視圖。

具體實施方式

為了使本發明的技術方案更加清楚，以下結合附圖，對本發明的頂置式汽車空調裝置及汽車作進一步詳細的說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明並不用於限定本發明。需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。

如圖1和圖2所示，本發明一實施例的頂置式汽車空調裝置，包括容置腔室、置於容置腔室內的車內換熱組件、車外換熱組件、壓縮機組件和控制組件。其中，容置腔室由殼體100形成，且容置腔室沿其長度方向可以分為前端腔和後端腔，後端腔可以通過換氣風口與前端腔連通，使得前端腔排出的廢氣能夠進入後端腔，對後端腔中的壓縮機組件和控制組件進行降溫或保暖，從而保證該空調裝置運行的可靠性。

本實施例中，沿容置腔室的長度方向，前端腔可以分為車外換熱腔200和車內換熱腔300，其中，車外換熱腔200置於前端腔的中部，車外換熱腔200的左右兩側分別設置有車內換熱腔300。即車內換熱組件的數量可以為兩個，兩個車內換熱組件分別設置在左右兩個車內換熱腔300中，這樣，使得該空調裝置在容置腔室的長度方向的空間緊湊，從而可以減小空調裝置的體積。其中，每個車內換熱組件包括車內側換熱器310和車內側風機320，車外換熱組件包括車外側換熱器210和車外側風機220。

進一步地，車外側換熱器210的數量也為兩個，兩個車外側換熱器210分別設置在車外側風機220的兩側。其中，設置在同一側的車外側換熱器210、車內側換熱器310和壓縮機連接，形成一個冷媒循環迴路。本實施例中，兩個車外側換熱器210相對於車外側風機220對稱設置，並且，根據該前端腔的內部空間尺寸，兩個車外側換熱器210呈V形或倒V形，以增大車外側換熱器210的換熱面積。

後端腔包括第一腔室710和第二腔室720，壓縮機組件置於第一腔室710內，控制組件置於所述第二腔室720內。當然，在其他實施例中，壓縮機組件也可以置於第二腔室720內，控制組件也可以置於第一腔室710內。其中，壓縮機組件可以包括壓縮機、四通閥、氣液分離器等系統零部件以及連接管路，控制組件可以電氣控制裝置以及電源裝置等等。這樣，將壓縮機組件和控制組件置於後端腔中，可以減小該空調裝置的長度，使得該空調裝置的結構更加緊湊，從而節省車頂空間，降低該空調裝置的整機重量，提升了該空調裝置的冷重比，降低整車運行的耗能，進而提升純電動客車的續航裡程。

在一個實施例中，該空調裝置還包括分隔板400；前端腔還包括底壁和與底壁相對設置的頂壁；分隔板400的一端連接至前端腔的頂壁，分隔板400的另一端連接至前端腔的底壁。本實施例中，分隔板400的數量為兩個，兩個分隔板400將前端腔分為車外換熱腔200和分設於車外換熱腔200兩側的兩個車內換熱腔300，使得車外換熱腔200和車內換熱腔300的風循環相互獨立。

其中，兩個車內換熱腔300可以分別標記為置於左側的第一車內換熱腔和置於右側的第二車內換熱腔。為便於表述，將置於左側的分隔板400記為第一分隔板，將置於右側的分隔板400記為第二分隔板。第一分隔板位於第一車內換熱腔和車外換熱腔200之間，第二分隔板位於第二車內換熱腔和車外換熱腔200之間。

在一個實施例中，前端腔的底壁上開設有與車內換熱腔300連通的迴風口110，迴風口110靠近車外換熱腔200設置，具體地，迴風口110靠近分隔板400設置，迴風口110用於車內側的空氣進入車內換熱腔300進行換熱。本實施例中，迴風口110的數量可以為兩個，其中一個迴風口110與第一車內換熱腔連通，該迴風口110靠近第一分隔板設置；另一個迴風口110與第二車內換熱腔連通，該迴風口110靠近第二分隔板設置。當然，與每個車內換熱腔300連通的迴風口110的數量還可以是一個以上。

前端腔的頂壁上開設有與車外換熱腔200連通的車外側進風口120，車外側進風口120靠近車內換熱腔300設置，具體的，車外側進風口120靠近分隔板400設置，車外側進風口120用於將外界的新風引入車外換熱腔200內進行換熱。其中，車外側進風口120的數量為兩個，本實施例中，兩個車外側進風口120相對於車外側風機220對稱設置。為便於表述，將兩個車外側進風口120分別將兩個車外側進風口標記為置於左側的第一車外側進風口和置於右側的第二車外側進風口。其中，第一車外側進風口靠近第一分隔板設置，第二車外側進風口靠近第二分隔板設置。

本實施例中，車外側進風口120和迴風口110分設於分隔板400的兩側，使得車內換熱腔300和車外換熱腔200的風循環互相獨立。作為進一步地改進，在前端腔的頂壁至底壁的方向上，車外側進風口120和迴風口110置於同一豎直平面上；分隔板400傾斜設置，使車外側進風口120和迴風口110分設於分隔板400的上下兩側，從而有利於減小該空調裝置的橫向體積，使得該空調裝置的結構緊湊。

如圖1所示，為保證結構的對稱性，第一分隔板和第二分隔板的傾斜方向不同。為進一步優化該空調裝置的結構，車外側換熱器210也可以採用傾斜設置的方式，且車外側換熱器210的傾斜方向可以與分隔板400的傾斜方向一致，此時，兩個車外側換熱器210呈V形。當然，在其他實施例中，車外側換熱器210的傾斜方向也可以與分隔板400的傾斜方向不一致，此時，兩個車外側換熱器210可以呈倒V形。

為便於表述，將置於左側的車外換熱器210記為第一車外換熱器，將置於右側的車外換熱器210記為第二車外換熱器。第一車外換熱器的傾斜方向與第一分隔板的傾斜方向一致，第二車外換熱器的傾斜方向與第二分隔板的傾斜方向一致，第一車外換熱器和第二車外換熱器呈V形。

在一個實施例中，車外側風機220安裝在前端腔的頂壁上，如圖1所示，前端腔的頂壁上設置有與車外側風機220相適配的開口，車外側風機220鑲嵌在前端腔的頂壁上。車外側換熱器210位於車外側進風口120和車外側風機220之間，具體地，第一車外換熱器置於第一車外側進風口和車外側風機220之間，第二車外換熱器置於第二車外側進風口和車外側風機220之間。這樣，車外側的空氣能夠通過車外側進風口120進入車外換熱腔200中進行換熱，之後，經車外側換熱器210換熱後的空氣通過車外側風機220排出該空調裝置。

在一個實施例中，車內側風機320安裝在前端腔的底壁上，前端腔的底壁上開設有送風口，車內側風機320的出風口與送風口相連通，從而使得在車內換熱腔300中換熱後的空氣能夠通過車內側風機320被送入車內，以實現車內的製冷或制熱。車內側換熱器310位於車內側風機320和迴風口110之間，這樣，車內側的迴風通過迴風口110進入車內換熱腔300內進行換熱，之後，經過車內側換熱器310換熱後的空氣通過車內側風機320送入車內。

如圖2至圖4所示，為保證該空調裝置的換熱效果，車外側風機220的數量可以為多個，多個車外側風機220在容置腔室的長度方向上間隔、並列設置。每個車內換熱組件中車內側風機320的數量也可以為多個，多個車內側風機320間隔、並列設置。本實施例中，每個車內換熱組件包括兩個車內側風機320，車外側風機220的數量可以為三個。當然，車內側風機320和車外側風機220的數量還可以是其他數量。

在一個實施例中，如圖2至圖4所示，前端腔包括與後端腔連接的第一側壁以及與第一側壁相對設置的第二側壁。第一側壁上開設有第一換氣風口510和第二換氣風口520，其中，第一換氣風口510與第一車內換熱腔連通，使得從第一車內換熱腔排出的廢氣可以進入後端腔中。第二換氣風口520與第二車內換熱腔連通，使得從第二車內換熱腔排出的廢氣可以進入後端腔中。

第二側壁上開設有第一車內側新風進口130和第二車內側新風進口140，第一車內側新風進口130和第二車內側新風進口140用於向車內換熱腔300引入車外新風。第一車內側新風進口130與第一車內換熱腔連通，第二車內側新風進口140與第二車內換熱腔連通。本實施例中，第一車內側新風進口130和第二車內側新風進口140相對於車外換熱腔200對稱設置。

如圖2所示，在與容置腔室的寬度方向上，第一腔室710和第二腔室720依次並列設置，即第一腔室710和第二腔室720左右並排設置。此時，第一換氣風口510連通第一車內換熱腔和第一腔室710，第二換氣風口520連通第二車內換熱腔和第二腔室720。並且，第一腔室710與第一側壁相對的側壁上開設有第三換氣風口530，第二腔室720與第一側壁相對的側壁上開設有第四換氣風口540。這樣，從第一車內換熱腔排出的廢氣通過第一換氣風口510進入第一腔室710內，對第一腔室710內的壓縮機組件進行降溫或保暖，之後，廢氣從第三換氣風口530排出該空調裝置。同理，從第二車內換熱腔排出的廢氣通過第二換氣風口520進入第二腔室720內，對第二腔室720內的控制組件進行降溫或保暖，之後，廢氣從第四換氣風口540排出該空調裝置。通過前端腔排出的廢氣對後端腔中壓縮機組件和控制組件進行保暖或降溫，提高該空調裝置的可靠性。

在另一個實施例中，如圖3所示，在容置腔室的長度方向上，前端腔、第一腔室710和第二腔室720依次並列設置，此時，第一車內換熱腔通過第一換氣風口510連通第一腔室710，第二車內換熱腔300通過第二換氣風口520連通第一腔室710。第一腔室710包括與第一側壁相對設置的第三側壁，第三側壁上開設有第五換氣風口550，第五換氣風口550連通第一腔室710和第二腔室720。第二腔室720包括與第三側壁相對的第四側壁，所述第四側壁上開設有第六換氣風口560。

這樣，從第一車內換熱腔排出的廢氣通過第一換氣風口510進入第一腔室710內，從第二車內換熱腔排出的廢氣通過第二換氣風口520進入第一腔室710內，混合後的廢氣對第一腔室710內的壓縮機組件進行降溫或保暖，之後，廢氣通過第五換氣風口550進入第二腔室720內，在第二腔室720內對控制組件進行降溫或保暖，最後，廢氣通過第六換氣風口560排出該空調裝置。

作為進一步地改進，如圖4所示，第一腔室710內設置有貫穿第一腔室710的第一風道610，第二腔室720內設置有貫穿第二腔室720的第二風道620；第六換氣風口560的數量為兩個，其中一個第六換氣風口560和第五換氣風口550通過第二風道620連通，第二換氣風口520通過第一風道610連通第二腔室720。此時，從第一車內換熱腔排出的廢氣通過第一換氣風口510進入第一腔室710內，對第一腔室710內的壓縮機組件進行降溫或保暖，之後，廢氣經第五換氣風口550、第二風道620和第六換氣風口560排出該空調裝置(如圖4中箭頭所示)。同時，從第二車內換熱腔排出的廢氣通過第二換氣風口520、第二風道620直接進入第二腔室720內，對第二腔室720內的控制組件進行降溫或保暖，之後，廢氣經第六換氣風口560排出該空調裝置(如圖4中箭頭所示)。

或者，其中一個第六換氣風口560和第五換氣風口550通過第二風道620連通，第一換氣風口510通過第一風道610連通第二腔室720。此時，從第一車內換熱腔排出的廢氣通過第一換氣風口510和第一風道610直接進入第二腔室720內，對第二腔室720內的控制組件進行降溫或保暖，之後，之後，廢氣經第六換氣風口560排出該空調裝置。同時，從第二車內換熱腔排出的廢氣通過第二換氣風口520進入第一腔室710內，對第一腔室710內的壓縮機組件進行降溫或保暖，之後，廢氣經第五換氣風口550、第二風道620和第六換氣風口560排出該空調裝置。

當然，在其他實施例中，在容置腔室的長度方向上，前端腔、第二腔室720和第一腔室710依次並聯設置，第二腔室720與第一側壁相對設置的側壁上設置有第五換氣風口550，第一腔室710相應的側壁上設置有第六換氣風口560，此時，混合後的廢氣首先對控制組件進行降溫或保暖，之後進入第一腔室710中對壓縮機組件進行降溫或保暖，其具體設置方式及工作過程可參見上文中的描述。

以下結合附圖簡要說明該頂置式汽車空調裝置的工作原理：

1)該空調裝置開啟車內迴風模式時

在車內側，車內空氣通過迴風口110分別進入車內換熱腔300進行換熱，車內側換熱器310中的冷媒對上述空氣進行製冷或制熱，之後通過車內側風機320將換熱後的空氣送至車內各處，以滿足車內環境的製冷和制熱的需求，圖1中的箭頭可以表示車內換熱腔內的空氣流動方向。

在車外側，車外側空氣從車外側進風口120進入車外換熱腔200內，之後，車外側換熱器210對進入車外換熱腔200的空氣進行放熱或吸熱，最後，經過換熱後的空氣通過車外側風機220排出至外界環境中，圖1中的箭頭可以表示車外換熱腔的空氣流動方向。

2)當該空調裝置開啟新風模式時

在車內側，車外側的新風由第一車內側新風進口130和第二車內側新風進口140進入車內換熱腔300後，新風與從迴風口110進入車內換熱腔300的車內迴風混合，車內側換熱器310對混合空氣進行製冷或制熱，之後，通過車內側風機320將換熱後的混合空氣輸送至車內各處，以滿足車內環境的製冷和制熱的需求，圖1中的箭頭方向可以表示車內換熱腔內的空氣流動方向。

經過循環後，車內空氣再從迴風口110進入車內換熱腔300，其中一部分車內迴風會通過第一換氣風口510和第二換氣風口520排出至後端腔中。廢氣經過後端腔時，可以對其中的壓縮機組件和控制組件進行降溫和保暖，提高空調裝置運行的可靠性。最後，廢氣經過後端腔上的換氣風口排出，進入車外環境中。廢氣在後端腔中的流通過程具體可參見上文中的描述。

在車外側，車外側空氣從車外側進風口120進入車外換熱腔200內，之後，車外側換熱器210對進入車外換熱腔200的空氣進行放熱或吸熱，最後，經過換熱後的空氣通過車外側風機220排出至外界環境中，圖1中的箭頭可以表示車外換熱腔的空氣流動方向。

此外，本發明一實施例還提供了一種汽車，其中，該汽車包括上述任一實施例的頂置式汽車空調裝置。本實施例中的汽車可以為純電動汽車(例如，純電動客車或公交車等)或其他類型的汽車。

本發明的頂置式汽車空調裝置，通過將車外換熱組件和車內換熱組件設置在前端腔中，且將用於容納車外換熱組件的車外換熱腔置於前端腔的中部，用於容納車內換熱組件的車內換熱腔分設於車外換熱腔的左右兩側，從而減小了該空調裝置的寬度，並將壓縮機組件和控制組件設置在後端腔中，減小了空調裝置的長度，使得該空調裝置的結構緊湊，從而可以節省車頂空間，降低該空調裝置的整機重量。同時，前端腔排出的廢氣能夠進入後端腔中，可以對壓縮機組件和控制組件進行降溫或保暖，提高該空調裝置的可靠性。

需要說明的是，當元件被稱為「固定於」另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是「連接」另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語「垂直的」、「水平的」、「左」、「右」以及類似的表述只是為了說明的目的。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。