一種基于渦流管的太陽能熱管車載熱泵型空調系統及帶有該空調系統的汽車技術方案

本實用新型專利技術公開了一種基于渦流管的太陽能熱管車載熱泵型空調系統，包括制冷制熱裝置、太陽能電池板、進氣裝置，制冷制熱裝置包括渦流管、換熱裝置、泵、第一換熱器和第二換熱器；第二換熱器可采用熱管換熱器或脈動熱管換熱器，泵由太陽能電池板驅動。本實用新型專利技術還公開了一種帶有上述空調系統的汽車，將汽車的車頂天窗或車頂天窗及車頂制成所述空調系統的由太陽能電池板，而且還可以把進氣裝置與車軸連接，可充分利用汽車的剎車或啟動時的能量來獲得高壓氣體。本實用新型專利技術不僅實現夏天制冷，冬天制熱，提高人體在汽車內的舒適度，而且不增加汽車能耗、調節靈活性強、不影響車身美觀。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于制冷空調領域，具體是涉及一種基于渦流管的太陽能熱管車載熱泵型空調系統。
技術介紹
隨著汽車保有量的增加，越來越多的汽車只能停放在露天場所，這些場所常常缺少遮陽措施或設備。在夏季，尤其是在南方的夏季，太陽光下停車一段時間后，車內溫度一般都會超過50°C，甚至會達到60°C以上，這將大大高于外界溫度，使得車內成為一個讓人難以忍受的高溫空間，車主在打開車門時會有一種車內熱浪撲面而來的感覺，嚴重影響了人們乘車舒適性。為了降低車內溫度，車載制冷系統持續大功率開啟，造成車輛耗油量大幅度提高。隨著追求舒適性乘車理念的普及以及節約能源的呼聲高漲，節油舒適型汽車受到越來越多人的喜愛，也成為了一種時尚的汽車設計理念。目前比較常規的汽車遮陽方式主要是采用汽車貼膜、遮陽護罩、汽車降溫劑等方式，然而都無法有效降低車內熱量積聚過多這一問題，且用車成本大大加大，實用性上不盡如人意。在冬季，尤其是在寒冷的早上，停放在露天的汽車通常會由于車體內溫度過低導致車窗前檔風玻璃會有厚厚的霜生成，與此同時在天氣特別冷的時候，常常會開啟空調系統進行輔助加熱，這樣不僅導致汽車啟動除霜時間較長，油耗增加，同時車內舒適度較差。專利號為ZL 200620079788. 0的專利公開了一種車載太陽能空調器，它的主要特點是利用外置太陽能板來驅動半導體制冷，實現對車體內空氣的調節；專利號為ZL 201020046851. 7的專利公開了車載太陽能制冷系統，它采用將太陽能電池板放置于車頂產生直流電來驅動半導體制冷；專利號為ZL 201020242920. 1的專利公開了一種車載太陽能輔助雙溫空調系統，它的主要特點是將外置太陽能供電系統的輸出端與轉換開關的一端連接，轉換開關的另一端與電動機相連來驅動外加的壓縮機，并與汽車原有壓縮機相耦合實現汽車內空氣調節。以上提出的三種系統都在不同程度上降低或改善了車內的溫度。但他們都具有調節不太靈活，外置太陽能電池板占用空間較大，而且導致車體的美觀性有所下降。
技術實現思路
本技術提供了一種基于渦流管的太陽能熱管車載熱泵型空調系統，通過設置渦流管實現冷熱氣流的分離，解決了夏季車內熱量積聚過多或冬季車內過冷的問題。一種基于渦流管的太陽能熱管車載熱泵型空調系統，包括制冷制熱裝置、太陽能電池板、為所述制冷制熱裝置提供高壓氣體的進氣裝置，所述制冷制熱裝置包括渦流管、換熱裝置、泵、第一換熱器、第二換熱器和四個截止閥，所述進氣裝置的出口連接渦流管的進口，渦流管的熱端出口分成兩路，渦流管的冷端出口分成兩路，熱端出口的一路連接第二截止閥的進口，冷端出口的一路連接第一截止閥的進口，第一截止閥的出口與第二截止閥的出口分別連接所述換熱裝置的進口，熱端出口的另一路連接第四截止閥的進口，冷端出口的另一路連接第三截止閥的進口，第三截止閥的出口與第四截止閥的出口匯成一路，再與換熱裝置的出口連成一路，接著依次串聯泵和第一換熱器，第一換熱器的出口連接進氣裝置的進口，第二換熱器插入換熱裝置中；所述泵由所述太陽能電池板驅動；所述進氣裝置包括空氣吸收器、活塞推進器、儲氣罐；所述空氣吸收器的出口連接所述活塞推進器的進口，活塞推進器的出口連接所述儲氣罐的第一進口，儲氣罐的出口連接所述渦流管的進口，所述第一換熱器的出口連接儲氣罐的第二進口。優選的，所述的活塞推進器的進口前設有過濾器，使進入儲氣罐的氣體通過過濾器預先過濾，保證進入儲氣罐的空氣清潔。優選的，所述進氣裝置還包括高壓打氣筒、與高壓打氣筒連接的快速管，快速管的出口連接儲氣罐的第一進口。利用高壓打氣筒提供高壓氣體，可增強系統的靈活性。優選的，所述的快速管后設有過濾器，使進入儲氣罐的氣體通過過濾器預先過濾，保證進入儲氣罐的空氣清潔。優選的，所述進氣裝置還包括制冷劑鋼瓶，制冷劑鋼瓶的出口連接儲氣罐的第一進口。利用制冷劑鋼瓶提供高壓氣體，可增強系統的靈活性。 優選的，所述第一換熱器外面還設有一風扇。通過風扇，可加快第一換熱器與環境的熱交換。優選的，所述風扇是由太陽能電池板所供的電來驅動，不增加汽車能耗。本技術中，所述第二換熱器可采用熱管換熱器，脈動熱管換熱器，具體形狀可根據實際需要進行裝配。所述儲氣罐的壓力約0. 4MPa至2. OMPa0優選的，所述儲氣罐底部安放安全閥，以保證儲氣罐的壓力在一定范圍之內，保證車輛的安全。本技術空調系統中的工質為天然環保工質、臭氧消耗潛值(ODP)為零，溫室效應潛值(GWP)很低的環保工質，如空氣、氮氣、氫氟烴、二氧化碳、碳氫化合物。本技術還提供了一種帶有上面所述基于渦流管的太陽能熱管車載熱泵型空調系統的汽車，將車頂天窗或車頂及車頂天窗兩者制成所述空調系統的太陽能電池板，使汽車整體美觀性好，而且沒有外置太陽能電池板占用空間大的問題。一種帶有上面所述基于渦流管的太陽能熱管車載熱泵型空調系統的汽車，包括車頂和車頂天窗，所述車頂天窗或車頂天窗及車頂兩者制成所述空調系統的太陽能電池板。優選的，所述活塞推進器的連桿與所述汽車的車軸相連，如此可充分利用汽車剎車或啟動時的能量來獲得供所述制冷制熱裝置所用的高壓氣體，充分利用能源，不消耗汽車能耗。本技術的有益效果在于(1)本技術可以利用渦流管來實現冷熱氣流的分離，可根據實際氣候條件全年運行，特別是夏季時充分利用渦流管分離出來的冷氣流，實現汽車在室外靜止停放時車體內空間溫度的降低、汽車運行時車體空間內輔助制冷，這樣不僅提高了人體舒適性，與此同時也節約油耗，節省成本；冬季時充分利用渦流管分離出來的熱氣流，可實現汽車在室外靜止停放時車體內空間的輔助制熱，也可實現汽車運行時的輔助制熱，提高人體的舒適度，且一定程度上也節約了油耗。(2)由熱管組成的第二換熱器的受熱部分和放熱部分結構設計和位置非常靈活， 匯源分離的距離可以根據實際需要及所采用的熱管性能來定，可以從幾十厘米到100米， 可以實現冷熱流體之間零泄漏。(3)可充分利用天然環保工質、臭氧消耗潛值(ODP)為零，溫室效應潛值(GWP)很低的環保工質，如空氣、氮氣、氫氟烴、二氧化碳、碳氫化合物，減小對環境的污染。(4)將車頂的天窗或天窗+車頂直接制作成空調系統的太陽能電池板，并由其供電來驅動泵與風扇；活塞推進器的連桿與車軸連接，可充分利用汽車的剎車或啟動時的能量來獲得高壓氣體，也可利用輕便的高壓打氣筒獲得高壓氣體，或直接充罐制冷工質來獲得高壓氣體，可依據實際情況靈活使用。因此不消耗額外電能與油耗，不需要額外設置太陽能電池板，這樣應用靈活，且不影響汽車美觀。總之，本技術充分利用了太陽能電池板供電、渦流管、熱管的特性，展現了它在汽車領域中的應用潛力，具有空間需求量小、布置靈活，使用方便，可充分利用太陽能，可在汽車車內與環境處于小溫差下正常工作，自身造價低，不影響汽車美觀等特點。因此該系統改善汽車的舒適性要求，是一種比較理想的節能減排方案，具有很大的應用前景。附圖說明圖1為本技術汽車的空調系統的一種實施方式的流程示意圖。圖2是圖1所示空調系統安裝于汽車內的安裝位置示意圖。其中1、車軸；2、空氣吸收器；3、活塞推進器；4、快速管；5、太陽能電池板；6、第一過濾器；7、第二過濾器；8、第一止回閥；9、第二止回閥；10、安全閥；11、儲氣罐；12、渦流管；13、第三本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：韓曉紅，陳光明，王征，周凱，吳孔祥，李鵬，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：實用新型
國別省市：