专利名称：客车专用车空调系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种涉及客车专用的空调系统。
背景技术：
随着客车专用车的发展，单一传统简单的开启式压缩机空调系统已经无法适应特种车辆的需求。由于客车专用车需要在全天候多环境下使用，所以车载电器设备较多，造成保证设备的正常工作难度很大。另外，部分功能要求这种车能够提供安静舒适的环境，在野外、市区都可以使用既要能够满足保密性会议等特殊需求，驻车时发动机不工作，又要保持车能温度环境控制及其他设施运行，即驻车时对震动和噪音要求较为苛刻，此时只有避免发动机运行才能够基本满足以上的要求。而目前的客车空调系统，均是利用发动机驱动，没有其他的动力驱动模式，不能满足客车专用车的需求。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种可根据不同需要，利用不同种驱动模式来驱动空调系统工作的客车专用车空调系统。为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案本实用新型包括动力源驱动系统以及在动力源驱动系统的驱动下工作的制冷系统，所述的动力源驱动系统包括机械驱动单元和电力驱动单元，所述的机械驱动单元和电力驱动单元受控制器总成的控制而工作，控制器总成的输入端连接至少一个工作状态传感器；其中，机械驱动单元包括由发动机驱动的开启式压缩机总成和直流发电机总成；所述的电力驱动单元为独立发电机总成或者市电电源输入端子。在所述的电力驱动单元中，独立发电机总成或者市电电源输入端子通过电器控制箱总成驱动全封闭电动压缩机总成。所述的电器控制箱总成包括与独立发电机总成或者市电电源输入端子相连接的电源转换模块以及与其相连接的驱动源切换电路。所述的开启式压缩机总成、直流发电机总成组合布置在发动机附近；全封闭电动压缩机总成和电器控制箱总成布置在客车裙部一侧的舱体位置；控制器总成安放在司机驾驶舱内的仪表台上。所述的全封闭电动压缩机总成为定频压缩机，所述的独立发电机总成或者市电电源为三相AC380V电源或两相AC220V电源。所述的全封闭电动压缩机总成为变频压缩机，其内置有变频器或软启动器；所述的独立发电机总成或者市电电源为变频交流电源。所述的直流发电机总成为DC27V直流无电瓶发电机总成，或者为客车发动机自带的DC27V有电瓶发电机。位于开启式压缩机总成上的电磁离合器皮带轮，驱动DC27V直流无电瓶发电机总成工作。所述的制冷系统包括蒸发器总成和冷凝器总成，且蒸发器总成和冷凝器总成对接后安装布置在客车车大顶上。所述的冷凝器总成中，冷凝芯体“八”字形布置；所述的蒸发器总成内，两个蒸发芯体并列布置；在所述冷凝芯体的上方布置冷凝风机，在两个蒸发芯体的两侧分别布置蒸发风机。在所述蒸发器总成的回风口上设置电控盒，所述的电控盒包括至少一个空调状态调整继电器主回路。采用上述技术方案的本实用新型，采用全封闭压缩机系统接入车外发独立电机组或者市电AC220V，从而满足了客车专用车的多种需求1、发动机提供动力源，2、独立发电机组提供动力源，3、市电接入提供动力源，在三种动力源模式下工作，满足了专用车对制冷量、风量的需求。压缩机布置方面，将传统的开启式压缩机总成布置在发动机侧，发动机自带为 DC27V直流无电瓶发电机总成为空调系统提供电源；将全封闭电动压缩机总成置于客车底部的行李箱内，电器控制箱总成靠近全封闭电动压缩机总成而布置。在蒸发冷凝总成的设计方面，蒸发器和冷凝器采用一对一的筒形密封方式连接。冷凝芯体和蒸发芯体均采用单芯体双系统设计，即单个芯体有两个独立回路，两个回路互不干涉，结构紧凑，布局简单。电器控制箱总成由电源整流模块、变频器或软启动器和接触器等，整体布置在一块电木板上，然后再与电器控制箱壳体连接而成。对于全封闭压缩机系统，膨胀阀前的过冷液体管路上加装电磁阀，其目的防止压缩机启动时液压缩对压缩机造成的损伤。控制器总成包括操作面板和电控盒，操作面板置于客车仪表台上，电控盒置于蒸发器总成的回风口上，实现对空调电器部件的正常运行、判断和保护。本实用新型实现了三种动力电源的一体设计，双系统和变频控制有效实现了较宽范围的能量调节，与客车能量需求完美匹配，舒适节能，可满足不同车型的需要；控制系统实现了多种故障的检测和处理，系统可靠性高。
图1为本实用新型的空调系统的原理框图。图2为本实用新型蒸发总成和冷凝总成的对接布置图。图3为本实用新型空调的制冷系统原理图。图4为本实用新型电气原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括动力源驱动系统以及在动力源驱动系统的驱动下工作的制冷系统，一般来说制冷系统由冷凝器总成4和蒸发器总成3构成。本实用新型中，动力源驱动系统包括机械驱动单元和电力驱动单元，且机械驱动单元和电力驱动单元都受控制器总成7的控制而工作，控制器总成7的输入端连接工作状态传感器，上述的工作状态传感器包括温度传感器、湿度传感器、开关器件的状态传感器、电源状态传感器等等。其中，上述的机械驱动单元包括由发动机驱动的开启式压缩机总成1和直流发电机总成5 ；上述的电力驱动单元为独立发电机总成6或者市电电源输入端子30，二者均通过电器控制箱总成 8驱动全封闭电动压缩机总成2。即当采集的工作状态信号显示，发动机不工作时，采用独立发电机总成6或者市电电源驱动制冷系统工作。需要说明的是，发动机驱动、独立发电机总成6驱动、和市电电源驱动三者是相互独立的，且在同一时刻只有一种驱动模式工作。需要说明的是，在上述的描述中，全封闭电动压缩机总成2可以为定频压缩机，也可以为变频压缩机。当全封闭电动压缩机总成2为定频压缩机时，独立发电机总成6或者市电电源为三相AC380V电源或两相AC220V电源。当全封闭电动压缩机总成2为变频压缩机，其内置有变频器或软启动器，独立发电机总成6或者市电电源为变频交流电源。除此之外，上述的直流发电机总成5为DC27V直流无电瓶发电机总成，或者为客车发动机自带的 DC27V有电瓶发电机。在布置方面，开启式压缩机总成1、直流发电机总成5组合布置在发动机附近，位于开启式压缩机总成1上的电磁离合器皮带轮，驱动DC27V直流无电瓶发电机总成工作。全封闭电动压缩机总成2和电器控制箱总成8布置在客车裙部一侧的舱体位置；控制器总成 7安放在司机驾驶舱内的仪表台上。如图2所示，制冷系统包括蒸发器总成3和冷凝器总成4，且蒸发器总成3和冷凝器总成4对接后安装布置在客车大顶上。其中，冷凝器总成4中，在冷凝芯体10的上方布置冷凝风机9，它与冷凝壳体共同组成冷凝器总成4，而且冷凝芯体10 “八”字形布置。蒸发器总成3内，两个蒸发芯体13并列布置；在冷凝芯体10的上方布置冷凝风机9，在两个蒸发芯体13的两侧分别布置蒸发风机17，而电磁阀14、后热力膨胀阀16、前热力膨胀阀11、 电控盒18、截止阀19、和视液镜12等部件置于回风口 100的上方；在蒸发芯体13的前后布置干燥储液器15和干燥储液器20 ；以上这些部件通过管路连接组成蒸发器总成3，而蒸发器总成3和冷凝器总成4对接后用玻璃钢盖子密封后组成本空调的顶置机组。图3是本空调系统的制冷原理图。制冷运行时，蒸发器内的液态制冷剂吸收了室内空气传给它的热量而蒸发，形成低压低温的蒸气，再被开启式压缩机总成1或全封闭电动压缩机2吸入并压缩后，制冷剂变成高温高压的气体，排入冷凝芯体10。在冷凝芯体10 内气态制冷剂的热量被流过它的室外空气带走，气态制冷剂冷凝成为高压液体通过干燥储液器15，20、截止阀19或电磁阀14、视液镜12流向前热力膨胀阀11或后热力膨胀阀16，经过热力膨胀阀节流，变成低温低压两相态制冷剂，再进入蒸发器中蒸发，如此周而复始地循环工作，达到降低车内环境温度的目的。另外，为方便实施的控制，在蒸发芯体10的回风口 100和出风口分别设置回风温度传感器24和出风温度传感器25 ；在全封闭电动压缩机2上设置排气温度保护器23 ；在开启式压缩机总成1的输出端设置高压开关21，在开启式压缩机总成1的输入端和蒸发芯体10的输入端均设置低压开关22。本实用新型空调系统的工作原理为如图1所示，空调系统有三种动力源。即1、 发动机驱动开启式压缩机总成1+DC27V直流无电瓶发电机总成5电源；2、AC220V 50Hz独立发电机组总成6提供动力源，3、220V 50hz市电电源。在这三种动力源提供电力或者动力的情况下，空调的工作模式分别如下a、客车发动机工作时，车载DC27V直流无电瓶发电机总成5为本空调系统蒸发风机17和冷凝风机9以及控制器总成7提供电源。客车非独立发动机为空调开启式压缩机总成1提供动力，驱动开启式压缩机空调系统如图循环工作。 b、驻车时，AC220v 50Hz独立发电机组总成6提供电源或者市电AC220V 50hz电源接入时，AC220V 50hz电源经过电器控制箱总成8分别被整流为DC27V直流电源和全封闭电动压缩机总成2所需的交流电电源，其中转化后的DC27V直流电源为空调蒸发风机17、冷凝风机 9、控制器总成7工作电源。需要说明的是，这该工作过程中，三种动力源只允许一种出现， 机组只能够在采用一种动力源情况下工作。空调控制器总成7作为控制的中枢，空调运行的所有参数信号都进入空调控制器总成7，所有控制信号也都由它输出。空调控制器总成7 根据高开关21、低压开关22、排气温度保护器23、回风温度传感器24、出风温度传感器25 等输入信号判断处理，对空调开启式压缩机总成1、全封闭电动压缩机2、蒸发风机17、冷凝风机9、电磁阀14等元件输出工作信号，这样空调系统通过空调控制器可以实现安全运行的目的。如图4所示，本实用新型的电气控制部分描述如下。在蒸发器总成3的回风口上设置电控盒18，电控盒18包括至少一个空调状态调整继电器主回路和保险，作为隔离和驱动单元接受来自控制器的指令并驱动直流冷凝风机、机械压缩机的启停及蒸发风机的启停和调速。其中，空调状态调整继电器主回路包括蒸发风机高速工作电路、蒸发风机中速工作电路和蒸发风机低速工作电路。具体地说，继电器Kl驱动机械压缩机的电磁离合器从而开启机械压缩机。继电器K3、K4、K5和K6分别驱动冷凝风机。继电器Kll、K12、K13和K14 分别驱动蒸发风机的高速模式。继电器K15、K16各驱动两个蒸发风机的中速模式。继电器Κ17、Κ18各驱动两个蒸发风机的低速模式。继电器Κ19驱动一台或两台风机，可作为汽车风道内辅助送风或车内辅助回风使用。每一继电器主回路均有相应的保险对负载进行保护。RT1、RT2为两个热电阻式温度传感器，RTl用来检测蒸发器芯体温度，RT2用来检测车内环境温度。电压缩机回路电磁阀，用于在需要时关断空调冷媒，防止冷媒进入压缩机。电磁阀对电压缩机及供电装置均能起到保护作用。图4中电器控制箱总成8包括与独立发电机总成6或者市电电源输入端子30相连接的电源转换模块以及与其相连接的驱动源切换电路。其中，驱动源切换电路包括发动机切换电路、独立发电机切换电路、和市电电源切换电路。电控箱接受来自控制器的指令完成对电压缩机的控制。电控箱内各元件布置在绝缘板上，然后再与电控箱壳体固定，实现电气件的电气隔离保证安全性。AC/DC电源转换模块使用27V开关电源，输出电压稳定、安全性高。它用于在电压缩机工作时，为空调直流回路风机等器件提供电源。断路器QFl为交流回路总开关，同时对交流回路提供安全保护。断路器QF2用于对电压缩机的保护。交流接触器KM3用于电压缩机的启停控制。软启动器用于当电压缩机开启和关闭时提供软启动和软关机功能，在保护压缩机的同时减小电压缩机启动和关闭时对电源的冲击。直流接触器KMl和KM2用于27V直流回路的切换，当汽车发动机工作时，KM2接通、KMl断开，直流回路由直流发电机GO供电。当有交流220V电源时，27V开关电源开始工作，KMl接通、KM2断开，直流回路由27V开关电源供电。继电器K51用于软启动器控制回路的信号隔离。继电器K54用于控制回路供电的切换。当机械压缩机工作时，控制器由主车27V电源供电；当电压缩机工作时，控制器由27V开关电源供电。交流220V独立发电机组Gl用于当汽车驻车于远离城市电网而汽车发动机又不工作时，为空调系统提供电源，同时为车载其它电器设备供电。直流27V发电机GO用于当机械压缩机工作时，为空调直流回路提供电源。GO可以是独立的直流无电瓶发电机也可以由汽车发动机自带的直流27V有电瓶发电机替代。[0034]系统工作流程系统开机后，控制器检测27V直流供电模块是否供电正常，无27V 输出时，系统使用机械压缩机，控制器根据车内温度控制机械压缩机和冷凝风机的开关、蒸发风机的开关与调速。同时检测机械压缩机回路的高压开关HI、低压开关Ll状态对机械压缩机回路进行保护和报警。控制器检测到27V直流供电模块正常供电时，说明有交流电源供电，此时使用电压缩机。需开机时，控制器先打开冷凝风机进行预散热，适当延时后开启电压缩机运行，电压缩机在软启动器驱动下，缓慢启动，电压缩机启动正常后开启蒸发风机送风，并开启电磁阀，系统进入正常工作，控制器根据车内温度控制电压缩机和冷凝风机的开关、蒸发风机的调速。同时检测电压缩机系统的高压开关H2、低压开关L2和温度开关T2状态。进行相应的保护和报警。在车内温度下降至所需温度后系统关闭压缩机和冷凝风机，蒸发风机保持运行，持续送风。当温度再次升至需开启压缩机时，先开启冷凝风机散热，适当延时后开启蒸发风机正常工作。当控制器收到关机操作时，系统开始关闭压缩机，延时后关闭电磁阀切断冷媒阻止其进入压缩机，并逐步关闭蒸发风机。继续延时，吹完余热后关闭冷凝风机。本实用新型控制器总成作为控制中枢，同时提供人机接口。通过控制器总成可设定空调运行所需的各种参数。控制器总成根据所设定的温度、风速等参数控制空调系统自动运行。同时实时检测空调系统运行中的各种参数。根据蒸发芯体温度和车内温度来判断系统的运行状态，根据相关的预设条件自动调整压缩机、冷凝风机和蒸发风机的运行工况， 提高系统可靠性，使机组稳定持续运行，从而提高整体舒适性。
权利要求1.一种客车专用车空调系统，它包括动力源驱动系统以及在动力源驱动系统的驱动下工作的制冷系统，其特征在于所述的动力源驱动系统包括机械驱动单元和电力驱动单元， 所述的机械驱动单元和电力驱动单元受控制器总成(7)的控制而工作，控制器总成(7)的输入端连接至少一个工作状态传感器；其中，机械驱动单元包括由发动机驱动的开启式压缩机总成(1)和直流发电机总成(5)；所述的电力驱动单元为独立发电机总成(6)或者市电电源输入端子(30)。
2.根据权利要求1所述的客车专用车空调系统，其特征在于在所述的电力驱动单元中，独立发电机总成(6)或者市电电源输入端子(30)通过电器控制箱总成(8)驱动全封闭电动压缩机总成(2)。
3.根据权利要求2所述的客车专用车空调系统，其特征在于所述的电器控制箱总成 (8)包括与独立发电机总成(6)或者市电电源输入端子(30)相连接的电源转换模块以及与其相连接的驱动源切换电路。
4.根据权利要求3所述的客车专用车空调系统，其特征在于所述的开启式压缩机总成(1)、直流发电机总成(5)组合布置在发动机附近；全封闭电动压缩机总成(2)和电器控制箱总成(8)布置在客车裙部一侧的舱体位置；控制器总成(7)安放在司机驾驶舱内的仪表台上。
5.根据权利要求2或4所述的客车专用车空调系统，其特征在于所述的全封闭电动压缩机总成(2)为定频压缩机，所述的独立发电机总成(6)或者市电电源为三相AC380V电源或两相AC220V电源。
6.根据权利要求2或4所述的客车专用车空调系统，其特征在于所述的全封闭电动压缩机总成(2)为变频压缩机，其内置有变频器或软启动器；所述的独立发电机总成(6)或者市电电源为变频交流电源。
7.根据权利要求1所述的客车专用车空调系统，其特征在于所述的直流发电机总成 (5)为DC27V直流无电瓶发电机总成，或者为客车发动机自带的DC27V有电瓶发电机。
8.根据权利要求7所述的客车专用车空调系统，其特征在于位于开启式压缩机总成 (1)上的电磁离合器皮带轮，驱动DC27V直流无电瓶发电机总成工作。
9.根据权利要求1所述的客车专用车空调系统，其特征在于所述的制冷系统包括蒸发器总成(3)和冷凝器总成(4)，且蒸发器总成(3)和冷凝器总成(4)对接后安装布置在客车车大顶上。
10.根据权利要求9所述的客车专用车空调系统，其特征在于所述的冷凝器总成(4) 中，冷凝芯体(10) “八”字形布置；所述的蒸发器总成(3)内，两个蒸发芯体(13)并列布置；在所述冷凝芯体(10)的上方布置冷凝风机(9)，在两个蒸发芯体(13)的两侧分别布置蒸发风机(17)。
11.根据权利要求1所述的客车专用车空调系统，其特征在于在所述蒸发器总成(3) 的回风口(100)上设置电控盒(18)，所述的电控盒(18)包括至少一个空调状态调整继电器主回路。
专利摘要一种客车专用车空调系统，它包括动力源驱动系统以及在动力源驱动系统的驱动下工作的制冷系统，所述的动力源驱动系统包括机械驱动单元和电力驱动单元，所述的机械驱动单元和电力驱动单元受控制器总成的控制而工作，控制器总成的输入端连接至少一个工作状态传感器；其中，机械驱动单元包括由发动机驱动的开启式压缩机总成和直流发电机总成；所述的电力驱动单元为独立发电机总成或者市电电源输入端子。本实用新型采用全封闭压缩机系统接入车外发独立电机组或者市电AC220V，从而满足了客车专用车的多种需求1、发动机提供动力源，2、独立发电机组提供动力源，3、市电接入提供动力源，在三种动力源模式下工作，满足了专用车对制冷量、风量的需求。
文档编号F24F11/00GK202243285SQ20112034925
公开日2012年5月30日 申请日期2011年9月19日 优先权日2011年9月19日
发明者张红伟, 张鹏辉, 时红臣, 桓晓锋, 赵予杰, 赵博, 麻更新 申请人:郑州科林车用空调有限公司