Установка для кондиционирования воздуха в кабине транспортного средства с газобаллоной системой питания Советский патент 1990 года по МПК B60H3/00 

го в кожух 10 теплообменника 9 через фильтр 6 с помощью вентилятора 7, приводимого во вращение электроприводом 8. После охлаждения в теплообменнике 9 до заданной температуры воздух из воздущ- ной магистрали 5 направляется в кабину, а нагретый природный газ - в редуктор низкого давления и далее в карбюратор транспортного средства. При понижении давления газа в баллонах 1 температура газа

через теплообменник 9 приводит к росту температуры воздуха в магистрали 5. Это фиксируется датчиком температуры 21, сигнал (термоЭДС) подается в усилитель-преобразователь 20, а затем - в регулируемый электропривод 8. В результате частота вращения крыльчатки вентилятора 7 понижается, что приводит к снижению расхода воздуха через теплообменник 9. Это вызывает снижение температуры воздуха в

после газового редуктора 4 повыщается, io воздущной магистрали 5 до заданного зна- что при Заданном объемном расходе воздуха чения. 3 ил.

через теплообменник 9 приводит к росту температуры воздуха в магистрали 5. Это фиксируется датчиком температуры 21, сигнал (термоЭДС) подается в усилитель-преобразователь 20, а затем - в регулируемый электропривод 8. В результате частота вращения крыльчатки вентилятора 7 понижается, что приводит к снижению расхода воздуха через теплообменник 9. Это вызывает снижение температуры воздуха в

воздущной магистрали 5 до заданного зна- чения. 3 ил.

Изобретение относится к кондиционерам, обеспечивающим микроклимат в салоне транспортного средства. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем оптимизации холодопроизводительности установки и обеспечение авторегулирования режима работы. При работе двигателя газобаллонного транспортного средства природный газ из баллонов 1 поступает в магистраль отбора 2, а затем - в газовый редуктор 4, который поддерживает постоянное (заданное) давление в магистрали отбора 2 после теплообменника 9 за счет соединения последней с управляющей полостью газового редуктора 4. В результате дросселирования в газовом редукторе 4 температура природного газа понижается, после чего он используется в качестве хладагента в теплообменнике 9, где отбирает тепло от наружного воздуха, засасываемого в кожух 10 теплообменника 9 через фильтр 6 с помощью вентилятора 7, приводимого во вращение электроприводом 8. После охлаждения в теплообменнике 9 до заданной температуры воздух из воздушной магистрали 5 направляется в кабину, а нагретый природный газ - в редуктор низкого давления и далее в карбюратор транспортного средства. При понижении давления газа в баллонах 1 температура газа после газового редуктора 4 повышается, что при заданном объемном расходе воздуха через теплообменник 9 приводит к росту температуры воздуха в магистрали 5. Это фиксируется датчиком температуры 21, сигнал (термоЭДС) подается в усилитель-преобразователь 20, а затем - в регулируемый электропривод 8. В результате частота вращения крыльчатки вентилятора 7 понижается, что приводит к снижению расхода воздуха через теплообменник 9. Это вызывает снижение тмпературы воздуха в воздушной магистрали 5 до заданного значения. 3 ил.

Изобретение относится к установкам искусственного климата, а именно к кондиционерам, обеспечивающим требуемый микроклимат в салоне транспортного средства, например автомобиля, с газобаллонной сие- темой питания, работающего на сжатом природном газе.

Цель изобретения - расщирение функциональных возможностей путем оптимизации холодопроизводительности установки и обеспечение авторегулирования режима работы.

На фиг. 1 приведена пневматическая схема установки для кондиционирования воздуха в кабине газобаллонного автомобиля; на фиг. 2 - кинематическая схема газового редуктора; на фиг. 3 - графики зависимости объемного расхода воздуха от текущего давления Р в баллонах при массовом расходе газа Шс и 0,5 /Пр.

Установка содержит баллоны (емкость)

1со сжатым природным газом, магистраль

2отбора с вентилем 3, в которой установлен газовый редуктор 4, воздушную магистраль 5, снабженную установленными по ходу потока фильтром 6, вентилятором 7

с электроприводом 8 и двухполостным теп- лообменником 9. Газовая полость теплообменника 9 сообщена с выходом газового редуктора 4, а воздущная полость, представляющая собой, например, кожух 10, - с воздущной магистралью 5. Газовый редуктор 4, закрепленный на кожухе 10, сое- тоит из корпуса 11, мембраны 12, образующей с корпусом 11 управляющую полость 13, пружины 14, седла 15 и щтока 16 с тарелкой 17, причем управляющая полость 13 посредством трубопровода 18 соединена с газовой магистралью 19 после теплообменника 9.

Установка снабжена также усилителем- преобразователем 20 с источником электропитания и датчиком 21 температуры (термопарой), установленным в воздущной магистрали 5 после теплообменника 9, причем датчик 21 температуры связан через усилитель-преобразователь 20 с регулируемым электроприводом 8 вентилятора 7.

5

0

5

0

о 5

0

Установка работает следующим образом.

При работе, например, двигателя внутреннего сгорания (ДВС) газобаллонного автомобиля природный газ из баллонов 1, где он находится под высоким давлением, поступает в магистраль 2 отбора, а оттуда - в газовый редуктор 4, который независимо от режима работы ДВС поддерживает заданное постоянное давление в газовой магистрали 19 перед редуктором низкого давления автомобиля (не показан) за счет соединения последней с управляющей полостью 13 газового редуктора 4. В результате дросселирования в газовом редукторе 4 температура природного газа понижается, после чего он используется в качестве хладагента в теплообменнике 9, отбирая тепло от наружного воздуха, засасываемого в кожух 10 через фильтр 6 с помощью вентилятора 7, приводимого во вращение электроприводом 8. После охлаждения в теплообменнике 9 до заданной температуры, например Т 20°С, воздух из воздущной магистрали 5 направляется в рабочую зону кабины (не показана). Такая система кондиционирования воздуха называется конвективной. Нагретый в теплообменнике 9 природный газ поступает в редуктор низкого давления автомобиля, поддерживающий в случае автомобиля с ДВС постоянное давление на входе в карбюратор.

Действие газового редуктора 4 сводится к следующему. Если по. какой-либо причине в газовой магистрали 19 давление снизится, то оно упадет и в управляющей полости 13, вследствие чего щток 16 с тарелкой 17 под действием пружины 14 переместятся вверх, увеличив проходное сечение для газа между седлом 15 и тарелкой 17. В результате в газовую магистраль 19 поступит больще газа и давление будет восстановлено. Если в газовой магистрали 19 давление повысится, то мембрана 12, преодолевая усилие пружины 14, прогнется вниз, щель между седлом 15 и тарелкой 17 прикроется и давление в газовой магистрали 19 восстановится.

Ввиду того, что давление в баллонах 1 в процессе работы ДВС снижается от начального значения Р„ до конечного РК, которое выбирается из условия обеспечения нормальной работы редуктора низкого давления, холодопроизводительность установки также понижается, достигая мак минимального дав-значения при давлении РК (Р« РМ ). соответствующем минимально допустимому (предельному) объемному расНа фиг. 3 приведены расчеты в виде зависимости объемного расхода воздуха т, подаваемого в кабину (после теплообменника) от текущего давления в баллонах г Р при массовом расходе газа гпг и 0,5 nif-. Согласно графика 1 при ,09- 10 кг/с

объемный расход подаваемого в кабину охлажденного воздуха (,93 К) уменьшается в процессе работы автомобиля с начального значения при

ходу охлажденного воздуха, подаваемого в Ю ,6 МПа до конечного значения рабочую зону кабины данного транспортногоггц 3 при МПа. При МПа

установка отключается, так как дальнейшее снижение давления газа в баллонах Ас

4 МПа не обеспечивает комфортных уссредства (автомобиля) для обеспечения комфортных условий труда оператора (водителя)./

Понижение давления газа Р () - ловий труда в кабине. Суммарная холо- в баллонах 1 приводит к снижению холо-допроизводительность установки составляет

порядка 10540 кДж, а средняя за время работы (4 , 6 МПа) холодопроиздопроизводительности установки ввиду уменьшения перепада давлений Р-Рд , срабатываемого в газовом редукторе 4. При данном объемном расходе воздуха через теплообменник m.g3TO эквивалентно увеличению 20 температуры воздуха после теплообменника 7/ (подаваемого в кабину) по сравнению с заданной величиной, например, Tg 293 К(+20°С). Термопара 21 фиксирует это увеличение температуры, вырабатывая „с соответствующий сигнал (термоЭДС), который подается в усилитель-преобразователь 20 (вторичный прибор), где этот сигнал после усиления и преобразования поступает в регулируемый электропривод 8. В результате частота вращения (обороты) электропривода 8, а значит и крыльчатки вентилятора 7, уменьшается, что при прочих равных условиях приводит к снижению расхода воздуха rng через теплообменник 9. Это, в свою очередь, вызывает снижение

водительность 0,792 кВт. В случае т 3,045-10 кг/с (кривая II) объемный расход воздуха rrif, подаваемого в кабину автомобиля в процессе его работы, уменьшается с до . При этом средняя за время работы холодопроизводительность установки составит 0,43 кВт. Таким образом, проведенные расчеты по- кaзav и, что утилизация энергии сжатого природного газа в предлагаемой установке позволяет без ущерба для выходных параметров газодизельного двигататя автомобиля дополнительно получить 0,792 кВт холода, используемого для охлаждения воздуха, подаваемого в рабочую зону кабины и тем самым обеспечить комфортные условия труда водите чя при работающем двигателе. В случае, если данный автомобиль уже располагает системой кондиционирования воз- температуры воздуха 7 до заданного зна- 5 Духа с искусственным источником холода.

30

гА

чения и т. д.

Действующая обратная связь (объемный расход воздуха - температура воздуха после теплообменника) обеспечивает устойчивую работу установки и подддержание постоянной (фиксированной) температуры 40 воздуха после теплообменника Tg в заданном диапазоне изменения давления в баллонах 1 от /i до /.

Соединение управляющей полости 11 газового редуктора 4 посредством трубопровода 12 с газовой магистралью 13 позволяет получить оптимальную (предельную) холодопроизводительность установки, так как независимо от гидравлического сопротивления газовой магистрали 13 и газовой полости

использование предлагаемой установки позволит уменьшить холодопроизводительность основного кондиционера или частично его резервировать в случае кратковременного выхода из строя.

Формула изобретения

Установка для кондиционирования воздуха в кабине транспортного средства с газобаллонной системой питания, содержа- щая магистраль отбора, в которой установлен дроссель, воздушную магистраль, имеющую расположенные по ходу потока фильтры и вентилятор с электроприводом, и двухполостной теплообменник, одна потеплообменника 9, определяемого при т „ лость которого сообщена с магистралью от

cons/плотностью (давлением) газа перед и после газового редуктора 4, на последнем всегда поддерживается максимальный (предельный) перепад давлений Я-Я

Настройка необходимого уровня давлебора после дроссатя, а другая - с воздушной магистралью после вентилятора, ог- личающаяся тем, что, с цатью расщирения функциональных возможностей путем оптимизации холодопроизводительности и обесния в газовой магистрали 13 проводится 55 печения авторегулирования режима работы.

изменением натяжения пружины газового редуктора 4 (фиг. 2), например, с помощью регулировочного винта (не показан).

На фиг. 3 приведены расчеты в виде зависимости объемного расхода воздуха т, подаваемого в кабину (после теплообменника) от текущего давления в баллонах Р при массовом расходе газа гпг и 0,5 nif-. Согласно графика 1 при ,09- 10 кг/с

объемный расход подаваемого в кабину охлажденного воздуха (,93 К) уменьшается в процессе работы автомобиля с начального значения при

4 МПа не обеспечивает комфортных условий труда в кабине. Суммарная холо- допроизводительность установки составляет

водительность 0,792 кВт. В случае т 3,045-10 кг/с (кривая II) объемный расход воздуха rrif, подаваемого в кабину автомобиля в процессе его работы, уменьшается с до . При этом средняя за время работы холодопроизводительность установки составит 0,43 кВт. Таким образом, проведенные расчеты по- кaзav и, что утилизация энергии сжатого природного газа в предлагаемой установке позволяет без ущерба для выходных параметров газодизельного двигататя автомобиля дополнительно получить 0,792 кВт холода, используемого для охлаждения воздуха, подаваемого в рабочую зону кабины и тем самым обеспечить комфортные условия труда водите чя при работающем двигателе. В случае, если данный автомобиль уже располагает системой кондиционирования воз- Духа с искусственным источником холода.

использование предлагаемой установки позволит уменьшить холодопроизводительность основного кондиционера или частично его резервировать в случае кратковременного выхода из строя.

Формула изобретения

40

Установка для кондиционирования воздуха в кабине транспортного средства с газобаллонной системой питания, содержа- щая магистраль отбора, в которой установлен дроссель, воздушную магистраль, имеющую расположенные по ходу потока фильтры и вентилятор с электроприводом, и двухполостной теплообменник, одна побора после дроссатя, а другая - с воздушной магистралью после вентилятора, ог- личающаяся тем, что, с цатью расщирения функциональных возможностей путем оптимизации холодопроизводительности и обесмагистраль отбора подключена к газобаллонной системе питания, при этом установка снабжена датчиком температуры, усилителем-преобразователем с источником электропитания, а дроссель выполнен в виде размещенного на корпусе теплообменника газового редуктора, управляющая полость которого соединена с магистралью отбора

В теппооЕпеннин

Фиг. 2

т

M: ь ч

200

150

iOO

после теплообменника, причем в воздушной магистрали после теплообменника установлен упомянутый датчик температуры, связанный через усилитель-преобразователь с электроприводом.

/

//