Устройство для регулирования температуры воздуха в салоне транспортного средства Советский патент 1991 года по МПК B60H1/32 

Изобретение относится к комбинированным системам охлаждения и обогрева ооздуха в салоне транспортного средства, в частности к устройствам регулирования температуры воздуха (устройства РТВ)с использованием компрессионной холодильной машины и отопителя. и является усовершенствованием изобретения по авт. р № 1 68778,

Цель изобретения - улучшение технологичности регулировки устройства и расширение диапазона его регулирования.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 - возможные варианты подключения резистора 29; ча фгт.З - подключение резисторов 22 и 60; ,;а фмг.4 - то же, вариант; на фиг.5- вариант подключения резисторов 22 и 40; на фиг.6 - 1вг,исчмост д сопротивления датчика температуры, задатчика, диапазонов регулирования устройства от угла поворота оси задатчика при введении в устройство резисторов 40; на фиг.7 - зависимости сопротивления датчика температуры, задатчика. диапазонов регулирования устройства и общего сопротивления цепочки резисторов 19. 26, 29 от угла поворота оси задатчика; на фиг.8 - диапазон регулирования температуры устройства; на фиг.9- диапазон регулирования температуры устройства с перекрытием; на фиг. 10 - диапазон регулирования температуры устройства с разрывом; на фиг.11 и 12 - возможные варианты подключения датчика температуры с дополнительными резисторами, изменяющими сопротивление последнего.

Устройство (фиг.1) содержит датчик 1 температуры воздуха, выходящего из комО

.Ьч

СЛ

OK

бинированного теплообменника, который одним выводом подключен к минусу источника питания, вторым в зависимости от режима работы, посредством контактов 2. 3 или 3,4 реле 5 к одному из входов 6 и 7 дифференциального усилителя 8, связанного посредством усилителя мощности, выполненного на транзисторе 9, с исполнительным реле 10, к контакту 11 которого подведен плюс источника питания, а к контакту 12 через контакты 13 и 14 реле 15 подключен электропривод 16 крана отопи- теля, а через контакты 14 и 17 - электромагнитная обмотка 18 муфты компрессора холодильной машины.

Задатчик 19 температуры воздуха в салоне подключен посредством контактов 20 и 21 реле 5 ко второму входу 7 дифференциального усилителя 8, контакту 4 реле 5 и резисторам 22 - 24 посредством контактов 21 и 25 реле 5 и резистору 26 и контакту 27 реле 15, контакт 28 которого соединен с резистором 29, соединенным со вторым выводом задатчика 19 и контактом 30 реле 5, контакт 31 которого соединен с общей точкой соединения резисторов 23 и 32.

Кроме этого, резистор 29 может быть подключен как показано на фиг.2.

Контакт 33 реле 5 соединен с его контактом 2, с первым входом 6 дифференциального усилителя 8 и резистором 34. Общая точка соединения резисторов 23 и 32 и контакта 31 реле 5 соединена посредством контактов 35 и 36 реле 5 с резистором 24.

Резистор 22 соединен посредством контактов 37 и 38 реле 5 с минусом источника .питания, между контактами 38 и 39 включен резистор 40. Подключение резисторов 22 и 40 можно также осуществить в соответствии со схемами, представленными на фиг.З - 5. Общая точо соединения резисторов 32 и 34 плюсового вывода дифференциального усилителя 8, диода 41, обмотка реле 10 представляет собой плюсовую шину устройства РТВ, которая подсоединена к общей точке соединения диодов 42 и 43. Второй вывод диода 42 соединен с контактом 38 переключателя 44 и одним выводом обмотки реле 15.

Второй вывод обмотки реле 15 соединен с минусом источника питания, Противоположный вывод диода 43 соединен с контактом 39 переключателя 44 и выводом обмотки реле 5, второй вывод которого соединен с минусом источника питания.

Контакты 45 и 46 переключателя 44 соединены между собой и подключены через диоды 47 - 49 с контактами 50 - 52 переключателя 53 соответственно, контакт 54 которого соединен с контактом 11 реле 10 и плюсом источника питания.

Контакт 50 переключателя 53 соединен с общей точкой соединения резистора 55 и

электровентилятора 56, второй вывод которого соединен с минусом источника питания.

Контакт 51 того же переключателя соединен с общей точкой соединения резисторов 55 и 57, второй вывод которого соединен с контактом 52. Между общей точкой соединения контакта 12 реле 10 и контакта 14 реле 15 и минусом источника питания включена последовательная цепочка, состоящая из резистора 58 и светодиода 59.

Контакт 37 реле 5, минусовой вывод дифференциального усилителя 8, эмиттер транзистора 9, электромагнитная обмотка

18 муфты и электропривод 16 крана отопи- теля соединены с минусом источника питания.

Как видно из фиг.1, ко второму входу 7 дифференциального усилителя 8 подключен

через контакты 37 и 38 резистор 22 при работе устройства РТВ в режиме охлаждения, а при его работе в режиме отопителя через контакты 37 и 39 подключена последовательная цепь резисторов 22 и 40, или

же может быть подключен один резистор с сопротивлением 60, равный сумме сопротивлений резисторов 22 и 40 (фиг.З, 4).

Введение резистора 40 при работе устройства в режиме отопителя позволяет повысить потенциал второго входа дифференциального усилителя 8 и тем самым максимально использовать сопротивление терморезистора 1,-что в итоге расширяет диапазон регулирования температур в сторону их положительных значений и позволяет увеличить угол поворота оси задатчика 19, что видно из фиг,6,

Так введение резистора 40 увеличивает рабочий угол поворота задатчика 19 до 240°.

Оставшиеся 30° нерабочей зоны создают определенные неудобства в эксплуатации устройства.

Для устранения их возможности регулировки одинакового диапазона регулируемых температур каждого устройства при его работе в режиме отопителя введен еще один дополнительный резистор 26.

Резисторы 26 и 29 необходимы для разгона диапазона регулирования устройства

при работе его в режиме отопителя; 26 - для

установки значения конца диапазона; 29 для установки значения начала диапазона.

Настройку диапазона регулирования

температур устройства в режиме обогрева

осуществляют, например, следующим образом.

Датчик 1 помещают в термостат, в котором поддерживают температуру, например 95°С const, соответствующую значению конца диапазона регулирования. Вместо резисторов 26 и 29 включают магазины сопротивлений. Выводят (закорачивают) ручкой управления сопротивление задатчика 19, а магазином сопротивления, соответствующим резистору 26, устанавливают такое значение его сопротивления, при котором дифференциальный усилитель 8 переходит в состояние, соответствующее отключению исполнительного реле 10 (закрытию крана отопителя), о чем свидетельствует светодиод 59 (гаснет).

Фиксируют значение сопротивления магазина. Затем датчик 1 помещают в термостат, у которого температура поддерживается постоянной и равной значению, например, 22°С const, соответствующему концу диапазона регулирования устройства в режиме охлаждения. Не изменяя значение полученного сопротивления магазина, соответствующего резистору 26, поворотом оси переменного задатчика 19 вводят полностью его сопротивление, а магазин сопротивления, соответствующий резистору 29, устанавливают величину его сопротивления такую, при которой балансный усилитель переходит в состояние, соответствующее отключению исполнительного реле 10 (закрытие крана отопителя, о чем свидетельствует светодиод 59, он гаснет). Фиксируют значение сопротивления магазина.

Зафиксированные соответствующие сопротивления магазинов и будут величинами сопротивлений резисторов 26 и 29.

Резистор 29 позволяет при необходимости создать разрыв в интервале температур общего диапазона регулирования или же перекрытие при переходе устройства РТВ из одного режима работы в другой путем изменения величины его сопротивления в ту же или в другую сторону.

Возможные исполнения диапазона регулирования температур устройства показаны на фиг.8 - 10.

Кроме указанного, возможно подключение датчика 1 температур в соответствии со схемами, представленными на фиг. 11 и 12.

Устройство регулирования температуры воздуха в салоне транспортного средства обеспечивает три режима: приточная вентиляции воздуха, охлаждение воздуха и обогрев.

Приточная вентиляция воздуха в салоне летом и зимой осуществляется за счет естественного прохождения наружного воздуха в салон через заборный канал под действием скоростного напора во время движения и за счет принудительного нагнетания наружного воздуха в салон при помощи электродвигателя - вентилятора, имеющего три рабочих режима малый расход, средней расход и максимальный расход воздуха, поступающего в салон.

Охлаждение воздуха происходит циркуляцией его по циклу салон - испаритель

0 компрессионной машины -салон, а обогрев как наружного, так и рециркуляционного воздуха происходит прохождением через радиатор отопителя.

В режиме охлаждения теплоносителем

5 является фреон, а в режиме отопителя - жидкость, охлаждающая двигатель транспортного средства.

Для обеспечения принудительной вентиляции как летом, так и зимой необходимо,

0 чтобы переключатель 44 находился в среднем положении, а переключатель 53 необхо- димо перевести в одно из рабочих положений, например, соответствующее минимальному расходу.

5При этом замыкаются его контакты 52 и

54 и плюс источника питания через резисторы 55 и 57 подводится к вентилятору 56, его ротор с крыльчаткой начинают вращаться и нагнетать наружный воздух в салон. Разу0 меется, что комбинированный теплообменник при этом не функционирует.

Для перехода в режим охлаждения воздуха в салоне необходимо при работающем вентиляторе 56, например, в режиме, соот5 ветствующем минимальному расходу воздуха, перевести переключатель 44 в левое крайнее положение.

При этом плюс источника питания через диод 49 и контакты 38 и 45 переключателя

0 44 подводится через диод 49 к плюсовой шине устройства РТВ и непосредственно к обмотке реле 15, которое срабатывает и своими контактами 14 и 17 подключает обмотку электромагнитной муфты компрессора хо5 лодильной машины к контакту 12 исполнительного реле 40.

Одновременно контакты 35 и 36 реле 15 отключают резистор 24 от общей точки соединения резисторов 23 и 32, а контакты 27

0 и 28 отключают резистор 29 от общей точки соединения контакта 27 реле 15, контакты 25 реле 15 и резистора 26. Так как температура в салоне транспортного средства всегда выше возможно установленной

5 задатчиком 19, то сопротивление задатчика 19 мало, и вход 6 дифференциального усилителя 18 оказывается под отрицательным потенциалом.

Последний переходит из одного устойчивого состояния в другое, соответствуюидее включению исполнительного реле 10. Его контакты 11 и 12 замыкаются, и плюс источника питания поступает на обмотку 18 муфты, а через резистор 58 на светодиод 59, сигнализирующий о включении и отключении последней.

Муфта срабатывает и посредством клинно-ременной передачи вал компрессора получает вращение от двигателя транспортного средства.

Компрессионная холодильная машина начинает работать.

Воздух салона, совершая цикл салон - испаритель - салон, постепенно охлаждается. Когда его температура достигает величины, равной установленной, сопротивление датчика 1 увеличивает свою величину так, что потенциал входа 6 дифференциального усилителя 8 станет положительнее входа 7. Дифференциальный усилитель 8 перейдет в состояние, соответствующее отключению обмотки исполнительного реле 10. Его контакты 11 и 12 разорвут цепь питания муфты, которая отключится, тем самым прекратится передача вращения от двигателя транспортного средства валу компрессора,

Холодильная машина перестанет работать, Воздух салона, совершая цикл салон - испаритель - салон, постепенно нагревается. Когда его температуры вновь достигнет установленной величины, цикл работы повторится.

Для перехода в режим обогрева необходимо, при работающем вентиляторе 56 в каком-либо из режимов, переключатель 44 перевести в правое крайнее положение.

При этом его контакты 39 и 45 размыкаются, обесточивают обмотку реле 15, которая контактами 14 и 17 отсоединяет муфту компрессора от контакта 12 исполнительного реле 10, а ко; актами 13 и 14 подключает к нему исполнительный орган отопителя, например кран, снабженный электроприводом 16.

Одновременко контакты 35 и 36 реле 15 подключают резистор 26 к общей точке соединения резисторов 23 и 32, а контакты 27 и 28 соединяют резистор 29 с резистором 26.

Через замкнутые контакты 39 и 46 переключателя 44 плюс источника питания через один из диодов 47 - 49 подводится к плюсовой шине устройства РТВ и непосредственно к обмотке реле 5. Она срабатывает и контактами 3 и 4 подключает датчик 1 ко входу 7 дифференциального усилителя 8, контактами 21 и 25 подключает к резисторам 26 и 29, а контактами 30 и 33 ко входу 6 дифференциального усилителя 8 задатчик 19, а контактами 37 и 39 подключает дополнительный резистор 40 к минусу источника питания.

Так как температура в салоне транспортного средства всегда ниже возможно заданной задатчиком 19, то сопротивление датчика 1 велико, и вход 7 дифференциального усилителя 8 будет находиться под положительным потенциалом, что соответствует включению исполнительного

реле 10. Его контакты 11 и 12 замыкаются, и плюс источника питания подводится к электроприводу 16 крана отопителя, а через резистор 58 к светодиоду 59. Кран открывается, и горячая жидкость системы

охлаждения двигателя поступает в радиатор отопителя, нагревая его.

Наружный воздух или рециркуляционный, проходя по циклу наружный воздух - салон - радиатор отопителя - салон,нагреваетсл. Когда его температура достигнет ве- личины, равной установленной, сопротивление датчика 1 уменьшит свою величину так, что потенциал входа 7 дифференциального усилителя 8 станет

отрицательнее входа 6. Дифференциальный усилитель 8 перейдет в состояние, соответствующее обесточиванию электропривода 16 крана отопителя Последний закроется, прекращая доступ горячей жидкости в радиатор отопителя,

Воздух и радиатор отопителя постепенно остывает. Когда температура вновь достигнет установленной величины, цикл работы повторится,

Таким образом, дополнение устройства РТВ резисторами улучшает его технологичность в части настройки диапазона регулирования температур при работе в режиме обогрева воздуха, устраняет неудобство его

эксплуатации за счет исключения зоны его неработоспособности, обеспечивает полный угол поворота оси переменного резистора и в конечном итоге расширяет диапазон регулирования, что видно из

фиг.7.

Формула изобретения Устройство для регулирования температуры воздуха в салоне транспортного средства по авт. св. № 1468778, отличающее- с я тем, что, с целью улучшения технологичности регулировки устройства и расширения диапазона его регулирования, оно снабжено двумя дополнительными резисторами, один из которых заключен между минусом источника питания и замыкающимся контактом переключателя режима, через который подключен задатчик температуры, а другой - между замыкающимся контактом и общей точкой соединения резистора и размыкающегося контакта, посредством которого второй вход дифференциального усилителя подключен к минусу источника питания.

56

55

J57

®иг1

//C/rr0Mt/X

пи/пания

1Фиг.г

39

ВО22

37

35

39

П

HHfL

38

22

Ј

фиг.З

Фиг А

фуг.5

22е

700е

- /

Зона неработоспособности устройства

ГЕ345

ЯО

Кг

1833 74-5

u -Ы -гоад-

Г 6« я

Лзадатчика Ш кондиционер

2002ОмWl

/ датчика 1 (кондиционер) / Чемпература Воздуха на Вы- , 3300 ходе теплообмена {кондиционер )

2002 - Общее сопротивление

2Z X.oJ9- 2в Z9

R датчика (отопитель)

оЈ

- Температура Воздуха на Выходе теплообменника (отопи тель)

Фиг. 7 Режим

У

2Z°C

s&5°

ТО

.да

700

Лма

Кондиционер

2,9 С

189С

ЗО С

Кондиционер

г,Гс

22 С

ЗО С

В ход 6 или 5 балансового усилителя в

Фиг.11

Режим

Отопитель

ЮО С

Фиг.9 Режим

Отопитель

700 с

Фи&Ю

Вход 6 или 7 балансового усилителя