Установка для кондиционирования воздуха транспортного средства Советский патент 1990 года по МПК B60H3/00 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, преимущественно к установкам кондиционирования воздух транспортных средств.

Цель изобретения - повышение эффективности работы в любое время года, в том числе при выключенном двигателе транспортного средства.

На фиг„1 показана установка устройства в кабзине грузового автомобиля, общий вид; на фиг.2 - топливный элемент электрохимического генератора, общий вид; на фиг.З - термоблок, -общий вид-, на фиг.4 - электропроводная нагревательная панель, общий вид; на фиг.5 - сечение А-А на фиг.4.

Устройство содержит фильтровенти- ляционную установку 1, включающую фильтр 2, выполненный, например, из воздухопроницаемого пенополиуретана, радиальный высокопроизводительный вентилятор 3, выполненный, например, . двухконсольным с рабочими колесами двухстороннего всасывания, воздуховод 4 для выхода воздуха в атмосферу, воздуховод 5 и воздухораспределитель б. На выходе из вентилятора 3 установлен блок 7 из термоэлектрических батарей.

В кабине под окнами установлены электропроводные нагревательные панели 8, например, вместо декоративной обивки стенок кабины.

На выхлопной трубе 9 двигателя внутреннего сгорания (ДВС) 10 закреплены топливные элементы 11 электрохимического генератора 12, За кабиной или под кабиной размещен баллон

0

5

0

5

5

13 с природным газом, например метаном, баллон 14 с кислородом или сжатым воздухом. Если в качестве автомобильного топлива применен природный газ, то там же установлены дополнительные баллоны 15 с природным газом. Баллоны 13 и 14 помимо редукторов давления имеют электромагнитные вентили соответственно 16 и 17, включенные в цепь 18 питания электрохимического генератора 12 и через дополнительный переключатель 19 в цепь питания источника 20 постоянного тока бортовой сети транспортного средства (в цепь генератора или аккумулятора). В цепь питания электрохимического генератора через переключатель 21 включается термоблок 7 и электродвигатель вентилятора 3 через дополнительный переключатель 22 или электропроводные нагревательные панели 8 через дополнительный переключатель 23. Переключатель 21 кинематически свя- зан с переключателем 19 так, что, например, при замыкании цепи электрохимического генератора 12 размыкается цепь источника тока бортевой сети, подведенная к электромагнитным вентилям 16 и 17.

Топливный элемент 11 электрохимического генератора содержит корпус 24, патрубок 25 подвода окислителя (кислорода или воздуха),.патрубок 26 подвода природного газа (топлива), пористые электроды - анод 27 и катод 28. Анод выполнен, например, из никеля и содержит катализаторы реакции

конверсии и электроокисления, катод выполнен, например, из окиси никеля с добавлением окиси лития. Патрубок 29 соединяет полости элемента перед анодом и катодом для направления на катод двуоксида углерода. Патру- ,бок 30 служит для удаления из элемента воды, образующейся на аноде.

Термоблок 7 содержит термоэлектрические батареи 31 с горячими 32 и холодными 33 спаями. Спаи 32 и 33 соединены с оребрением соответственно 34 и 35.

Электропроводная нагревательная панель 8 содержит эмалированный корпус 36, выполненный, например, из малоуглеродистой стали толщиной 0,1- 0,3 мм и имеющей стеклоэмалевую изоляцию 37, пленочный электронагреватель 38, выполненный, например, на основе алюминия и ванадиевого стекла и контактные провода 39, выполненные например, из латуни толщиной 0,2 - 0,3 мм и шириной 6-8 мм. Со стороны стенки кабины нагревательная панель имеет теплоизоляционное покрытие 40.

Устройство работает следующим образом.

После запуска ДВС 10 включается переключатель 19. При этом переключатель 21 размыкает цепь 18 питания термоблока, вентилятора и нагревательных элементов. На электромагнитные вентили 16 и 17 из бортовой сети транспортного средства подается ток и обеспечивается подача окислителя и топлива в электрохимический генератор 12 соответственно из баллона 14 и баллона t3. В топливном элементе происходит следующая анодная, катодная и суммарная реакции:

CH4+4COj -5СОа +2H 40+8 е, . 204+4С04+8 ,, СН4+202 COi+2H jO.

Продукты реакции двуоксида углерода, образующиеся на аноде, через патрубок 29 направляются на катод, а вода через патрубок 30 выводится наружу или может быть использована для питья оператора. На катоде образуются ионы С0|, которые двигаются к аноду и участвуют в реакции электроокисления топлива. На катоде происходит восстановление кислорода с

0

5

0

участием углекислого газа (двуоксн- да углерода). При химической реакции анод ионизируется и заряжается отрицательно, а кислород ионизирует катод, заряжая его положительно, т.е. регулирующие вещества обмениваются электронами не непосредственно, а через промежуточные электроды. При замыкании электродов в цепи протекает ток. Цепь завершается перемещением ионов углерода от катода к аноду через электролит. В качестве электролита для понижения температуры плавления используются, например, соли карбоната калия, смешанного с карбо- ,натом лития. Подогрев электролита до расплавленного состояния производится теплотой выхлопных газов. Поэтому после прогрева ДВС и достижения температуры газов в выхлопной трубе 400 - 500вС, что обеспечивается движением транспортного средства, или длительной работой ДВС на холос- 5 том ходу, переключатель 21 ставится в положение, показанное на фиг.1. При этом переключатель 19 размыкает цепь. Ток электрохимического генератора 1V2, протекая через соленоиды Q электромагнитных вентилей 16 и 17, обеспечивает подачу топлива и окислителя.

В летний период замыкается цепь термоблока к вентилятора переключателем 22. Включается вентилятор и термоблок. При пропускании постоянного тока через термоблок 7, охлаждении его горячих спаев 32 и обдува его холодных спаев воздухом, нагнетаемым вентилятором 3, за счет перераспределения теплоты, основанного на эффекте Пельтье, происходит охлаждение воздуха, проходящего у холодных спаев и подаваемого в кабину. При исполь- с зозании термоэлектрических батарей, например, типа С2-7 и интенсивном охлаждении горячих спаев можно получить холодопроизводительность до 600 Вт при потребляемой мощности 850™ Q 950 Вт„ Дополнительно 90-100 Вт мощности используется для привода экономичного вентилятора. Очистка воздуха от пыли обеспечивается фильтром 2.

В зимний период замыкается цепь электронагревательных панелей 8 переключателем 23, При включении панелей на мощность 900-1000 Вт температура их поверхности достигает 80 - 90°С, что обеспечивает эффективный обогрев

5

0

5

кабины даже при отсутствии дополнительного отопителя, работающего, например, от системы охлаждения ДВС. При потреблении углеводородных топлив в электрохимическом генераторе вьщеляется теплота, что позволяет поддерживать высокую температуру самим топливным элементом. Поэтому после остановки ДВС и включенном переключателе 21 электрохимический генератор продолжает вырабатывать ток, который также подается в летний период в термоблок и вентилятор, а в зимний период - в электронагреватель- ные панели. При этом обеспечивается максимальная холодо- и теплопроизво- дительность устройства.

Фор.мула изобретения

1. Установка для кондиционирования воздуха транспортного средства, содержащая отопительные панели и последовательно соединенные фильтровенти- ляционную установку, подключенные к

o

с

Q

источнику постоянного тока термо- - электрические батареи, воздушные каналы и воздухораспределитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности работы . за счет повышения тепло- и хладопро- изводительности, в том числе при выключенном двигателе транспортного средства, источник постоянного тока выполнен в виде смонтированного на выхлопной трубе двигателя электрохимического генератора, топливные элементы которого через электромагнитные вентили подключены к баллонам с горючим газом и окислителем, а электрические клеммы генератора подключены к бортовой сети транспортного средства через устройства коммутации.

2. Установка поп.1,отлича- ю щ а я с я тем, что отопительные панели выполнены на основе электропроводного пленочного нагревателя, изолированного от корпуса панели теплоизоляцией.

Изобретение относится к кондиционированию воздуха в кабинах транспортных средств и обеспечивает повышение эффективности работы в любое время года, в том числе при выключенном двигателе транспортного средства. На крыше кабины установлена фильтровентиляционная установка 1, включающая фильтр 2, вентилятор 3 и воздухораспределитель, а также термоблок. Электродвигатель вентилятора и термоблок включены в цепь питания электрохимического генератора /ЭХГ/ 12 через переключатель 22. Электронагревательные панели 8, установленные в кабине, также включены в цепь питания ЭХГ 12 через переключатель 23. К ЭХГ подается топливо из баллона 13 через электромагнитный вентиль 16 и окислитель - из баллона 14 через электромагнитный вентиль 17. Соленоиды вентилей включены постоянно в цепь питания ЭХГ и через переключатель 21 - в цепь питания бортового источника постоянного тока. Топливные элементы ЭХГ установлены на поверхности глушителя выхлопной трубы 9 двигателя внутреннего сгорания 10. При работе ДВС электролит топливных элементов разогревается за счет внутреннего тепла, которое выделяется при потреблении углеводородных топлив. Поэтому после остановки ДВС обеспечивается необходимая электрическая мощность устройства и соответственно полная холодо-и теплопроизводительность. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Фие.2

J/

9V з

Фиг. 5