太阳能驱动的车载半导体热泵式辅助空调装置的制作方法

本发明涉及一种车载空调，尤其是涉及一种在汽车怠速或驻车模式下，由太阳能驱动、且能智能调节驾驶室空气温湿度、实现粉尘颗粒多重过滤和空气异味多效吸附的车载半导体热泵式辅助空调系统。

背景技术：

传统的汽车空调采用压缩式制冷的方式，通过汽车发动机驱动空调压缩机工作，从而产生制冷效果。然而在汽车处于非正常状况下运行时，如：怠速行驶、驻车状态，将导致空调不能正常工作。尤其当汽车处于夏季极端高温环境工况中，驾驶室内温度将迅速升高，这严重影响了驾驶员的舒适性和安全性。

技术实现要素：

本发明根据传统汽车空调所存在的问题，提出了一种利用太阳能薄膜发电驱动半导体热泵模块工作的辅助空调系统。

本发明的太阳能驱动的车载半导体热泵式辅助空调系统，将太阳能光伏薄膜发电技术与半导体制冷技术相结合。利用光伏效应将太阳光的辐射能转化成电能。通过电缆将电能输送到蓄电池中，为辅助空调系统提供稳定的直流电源。

本发明在汽车正常运行时，会对空气进行预处理，使其温度降低，减少整体负荷。再经过传统的汽车空调系统中的蒸发器，空气降到送风温度。当汽车非正常运行时，汽车开始采用内循环模式，该辅助空调系统开始对温度进行处理达到送风温度的要求。此外本发明使用两组半导体热电堆，其中一组用于应对极端天气以备用，提高可靠性。为实现精准控制，在系统的回风口和送风口设置了温湿度传感器和流量传感器。对车内空气还采取强化净化措施，即采用双效过滤处理措施，在回风口处安装活性炭初效过滤器，去除异味和大颗粒杂质。在出风口前安装负离子发生器和专用的空气质量传感器，在发现外部空气中污染物含量超标时，系统自动将通风方式切换到内循环模式，阻止外部污染物进入。

与现有的技术相比，本发明将太阳能薄膜发电技术与半导体热泵技术相结合，提出一种太阳能驱动的半导体热泵循环辅助空调系统，可使驾驶室内持续维持卫生、舒适的绿色驾驶环境。不仅如此，通过辅助空调系统对空气进行预处理，能在一定程度上减少传统空调部分的能源消耗。应对极端天气时，可以将半导体热泵模块按单元集成组装，即可满足不同天气环境的负荷需求。本发明提出的太阳能驱动的车载半导体热泵式辅助空调系统，结构简单，无制冷循环工质，方便单元化集成使用，占用空间小，绿色，经济，可靠，舒适。

附图说明

图1为本发明的系统工作原理图；

图2为本发明的系统安装布置示意图；

图3为本发明的蒸发器总成部分架构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

本发明是一种辅助空调系统，在传统空调运作时，可对送入驾驶室的空气进行预处理；在传统空调不运作时，可以实现对车内空气的温湿度独立调节、粉尘过滤和异味吸附，维持车内的舒适性指标。附图给出了相应的原理图（见图1）和结构示意图（见图2和图3）。本发明辅助空调系统将太阳能发电技术与半导体制冷技术相结合，利用太阳能薄膜发电组件3将太阳辐射能转化为电能，提供半导体热泵单元17使用。为获得稳定、不间断的直流电流，太阳能薄膜发电组件3先将电能输送到太阳能蓄电池15中储存，作为电能的中转站。半导体热泵单元在通直流电的情况下会产生帕尔帖效应，一端制冷即冷端，另一端制热即热端，其中的一端安装在蒸发器总成7内。为提高半导体热泵模块冷（热）端的散热效率，在半导体热泵模块的冷端装配铝质散热翅片22，在汽车风机4的作用下强化对流散热。同理，半导体热泵模块的热端使用铝制散热翅片加静音风扇16，强化热端散热。

以夏季工况为例，汽车在正常行驶时汽车的传统空调将会运行。压缩机2由发动机14驱动，压缩机2将低压侧的低温气态制冷剂压缩成高温高压气态制冷剂。在冷凝器1的作用下凝结成高压高温液体，再经过储液器13、膨胀阀12的节流形成气液两相。然后通过传统空调系统蒸发器11与外界空气进行热交换产生制冷效果，蒸发成低温低压气态制冷剂，如此循环。为减少能源的消耗，本发明在传统空调系统蒸发器对空气进行制冷前已经对空气进行降温。当车内空气通过回风口6和初效过滤器20，在汽车风机的推动下，经过半导体模块的冷端散热翅片22时，空气与冷端散热翅片发生热交换，温度降低。之后再经过蒸发器与其发生热交换，达到送风温度，通过负离子发生器21和送风口9回到车内。当汽车处于停车状态时，传统空调将停止工作，只有半导体模块的冷端散热翅片与空气发生热交换，产生制冷的效果。

本发明在半导体热泵模块中设置了两组热电堆。第一组热电堆18是最开始对空气产生制冷作用的部件。然而当汽车处于高温恶劣环境状态下时，第一组热电堆无法提供足够的制冷量。故开启第二组热电堆19以备用，与第一组热电堆并联运行，为车内环境提供所需冷量。制热工况同理，不再累述。

本发明能够实现系统的自动控制，如图1所示。温湿度传感器5安装在回风口6旁，用于检测回风温度和相对湿度。根据温湿度情况来调节太阳能蓄电池输送到半导体热泵模块的电流大小，从而达到对制冷量的智能调节。在送风口前安装空气质量传感器和温度传感器集成模块10，检测污染物浓度和送风温度是否达到要求。在送风口9旁还放置了流量传感器8，用于控制汽车风机的转速，实现风量的智能调节。

本发明的结构设计特点：太阳能薄膜发电组件放置在车的顶部充分利用太阳光的辐射能；半导体热泵模块放置在蒸发器总成中，冷端放置于风道内，可做单独的辅助制冷系统和预处理辅助制冷系统；在回风口和送风口都设置过滤器，对空气充分净化过滤。

为了满足不同季节工况下驾驶室的舒适性需求，该辅助空调系统能在汽车怠速行驶或驻车模式下，对进入驾驶室的外界环境空气进行温湿度独立控制、粉尘过滤、异味吸附预处理，有助于减少常规汽车空调系统的燃油消耗，为驾驶室提供卫生、舒适的驾驶环境。

为了提供安全、可靠的行车环境，该辅助空调的空气处理过程包括两个控制环节，一是驾驶室循环空气的温湿度控制，由半导体热泵单元结合温湿度传感器进行实时温（湿）度调节，备用半导体热泵单元主要用于应对极端高温或高寒天气时系统的正常运行；二是驾驶室循环空气的质量控制，即在送、回风口安装双效过滤系统，具体为在回风口安装活性炭初效过滤器，首先对驾驶室内循环空气中的有毒有害污染物进行初步过滤和吸附，然后通过半导体热泵单元进行温湿度调节，依次经过装在送风口前的空气质量传感器和负离子发生器。当空气被电离产生负离子气流后，被送入驾驶室内部空间，进一步去除车内的甲醛、苯、细菌、异味以及过敏源等。同时，系统通过空气质量传感器，对外环境引入到驾驶室内的空气质量进行分析，在发现外部空气中污染物含量超标时，系统自动将通风方式切换到内循环模式，阻止外部污染物进入。

综上，本发明在保留原有汽车空调系统的基础上，通过在汽车顶棚铺设太阳能薄膜发电组件将太阳辐射能转化为电能，经过电缆输送到汽车发动机舱的蓄电池中，为半导体热泵辅助空调系统提供持续稳定的直流电。利用直流电源内置的电流换向开关，实现制冷和制热模式的双工况切换。为了应对极端高温（或高寒）天气，半导体热泵单元采用一用一备，满足不同负荷需求。同时，在送、回风口安装双效过滤系统，在较大程度上降低道路灰尘、柴油烟尘、花粉颗粒物等物质的浓度，同时滤芯中的活性炭可以有效降低对人体有害的二氧化碳、氢氧化物和臭氧浓度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围不仅局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。