專利名稱：車載太陽能輔助雙溫空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽能應(yīng)用領(lǐng)域，涉及太陽能在汽車上的應(yīng)用，具體涉及一種車載太陽能輔助雙溫空調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
汽車空調(diào)是目前汽車裝備中不可缺少的組成部分，它在給人們帶來舒適、享受的同時(shí)，也加大了汽車燃料的消耗，增加了有害氣體的排放，對環(huán)境產(chǎn)生了一定危害。據(jù)測試小轎車在開啟空調(diào)的情況下百公里油耗增加0. 8-1升，大型客車增加油耗6-8%。特別是夏季，一個(gè)中型汽車站，有100-200臺客車在等待旅客上車和進(jìn)入發(fā)車位，在炎炎烈日下， 如果不開汽車空調(diào)，車內(nèi)溫度就可能達(dá)到50--60°C，不單是旅客上車受不了，連駕駛員和乘務(wù)員也受不了，如此溫度足以讓人中暑，所以上百輛的汽車原地啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，就是為了給空調(diào)機(jī)提供動(dòng)力，每臺車每天為此至少消耗10升燃料，不僅加大了消耗燃料，增加了成本， 更增加了地面溫度。停在室外的小轎車在烈日暴曬下，駕駛?cè)顺鲕嚂r(shí)要先啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)打開空調(diào)，等車內(nèi)溫度降下來才能出車，同時(shí)，長時(shí)間的高溫也會造成車內(nèi)裝飾和儀表的過早老化，降低使用壽命。太陽能是一種綠色環(huán)保的能源，用途廣泛，取之不盡。是當(dāng)今世界上廣泛開發(fā)、應(yīng)用的新能源之一。近年來，太陽能技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到了快速發(fā)展，太陽能的利用率、轉(zhuǎn)化率得到了大幅度提高，技術(shù)日趨成熟，成本逐步降低。特別是柔性太陽能電池的發(fā)展，使得一般轎車的太陽能電池鋪設(shè)面積可以達(dá)到3-5m2，大中型客車可以達(dá)到10-25m2。更為太陽能在汽車工業(yè)的應(yīng)用帶來了廣闊的空間，我國對太陽能應(yīng)用技術(shù)十分重視，國家新能源政策把太陽能列為優(yōu)先發(fā)展產(chǎn)的替代能源，予以扶持推廣。在我國，太陽能在汽車空調(diào)技術(shù)方面的應(yīng)用已經(jīng)有了深入的研究，也有大量的研究成果，如《太陽能動(dòng)力汽車空調(diào)》ZL200720091358. 5，《太陽能汽車空調(diào)》 ZL20072017768. 7，《汽車空調(diào)的太陽能供電裝置》ZL2005201M736. 6，等專利都是用太陽能供電為動(dòng)力，直接或通過電動(dòng)機(jī)增設(shè)特設(shè)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)汽車空調(diào)壓縮機(jī)，這種設(shè)計(jì)在理論上通達(dá)，但實(shí)際上有很多問題，使設(shè)計(jì)無法實(shí)現(xiàn)或?qū)崿F(xiàn)困難很大現(xiàn)有汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)倉在各種機(jī)件布局設(shè)計(jì)上已是技術(shù)成熟，如果要加上一個(gè)電動(dòng)機(jī)又與空調(diào)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)相連，又要增加傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在空間和位置有限的機(jī)倉內(nèi)，對現(xiàn)有汽車在機(jī)件布局上帶來很大挑戰(zhàn)，可能影響到其他總成件的布局；或是用太陽能為動(dòng)力，通過特設(shè)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)汽車空調(diào)壓縮機(jī)，太陽能的能量是變化的，特別是大型客車其空調(diào)需要的動(dòng)力是較大的，不是在任何情況下太陽能電動(dòng)機(jī)都能帶動(dòng)汽車空調(diào)壓縮機(jī)的，所以無法達(dá)到設(shè)想的效果，因此在實(shí)際中難以達(dá)到制冷效果，也影響到該類成果的推廣和應(yīng)用?！兑环N車載太陽能空調(diào)器》200620079788. 0，也是利用太陽能，解決汽車空調(diào)的一種方法，但由于其制冷效果有限，對于大型客車來說其效果不佳，推廣應(yīng)用也受到局限
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明人在多年從事汽車的制造、維修和道路交通安全技術(shù)管理活動(dòng)，以及從國家新能源政策、對世界減排承諾和社會相關(guān)見聞中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的空調(diào)汽車在冬夏兩季為了保持車內(nèi)溫度，而消耗大量燃油，為了有效減少發(fā)動(dòng)機(jī)功率消耗，減少燃料消耗，降低廢氣排放，目的在于提出一種車載太陽能輔助雙溫空調(diào)系統(tǒng)，通過對系統(tǒng)的控制，利用太陽能電池供電系統(tǒng)向電動(dòng)機(jī)供電，用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一個(gè)設(shè)計(jì)功率匹配的空調(diào)壓縮機(jī)，該空調(diào)壓縮機(jī)與汽車原裝空調(diào)壓縮機(jī)相并聯(lián)，利用汽車空調(diào)系統(tǒng)的泠凝器、蒸發(fā)器、干燥閥、空調(diào)風(fēng)扇等裝置進(jìn)行制冷循環(huán)，達(dá)到降低車內(nèi)溫度的目的。在冬季，運(yùn)用太陽能供電系統(tǒng)向PTC加熱元件供電，使PTC加熱元件發(fā)熱，提高車內(nèi)溫度，不用發(fā)動(dòng)機(jī)水溫散熱，少用或不用燃油加熱器向車內(nèi)供暖。通過本設(shè)計(jì)使汽車空調(diào)不工作或減少工作時(shí)間，即可實(shí)現(xiàn)減少發(fā)動(dòng)機(jī)功率消耗，冬季不用發(fā)動(dòng)機(jī)水溫散熱，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)保持正常工作溫度，少用或不用燃油加熱器向車內(nèi)供暖，達(dá)到節(jié)能和環(huán)保的目的。由于電動(dòng)機(jī)和空調(diào)壓縮機(jī)是匹配設(shè)計(jì)，又可靈活安裝， 不影響汽車原來的機(jī)件和各總成的布局安裝，既可在生產(chǎn)過程中安裝，也可對已出廠車輛進(jìn)行改裝，因此具有較強(qiáng)的實(shí)用性和推廣價(jià)值。本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種車載太陽能輔助雙溫空調(diào)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)包括由太陽能電池，太陽能/電能轉(zhuǎn)換器，電源穩(wěn)壓器，太陽能供電電流控制器，太陽能電壓表，太陽能電壓指示燈，儲電設(shè)備構(gòu)成的太陽能供電系統(tǒng)。其中，太陽能供電系統(tǒng)的輸出端與轉(zhuǎn)換開關(guān)的一端相連接，轉(zhuǎn)換開關(guān)的一觸點(diǎn)與制冷溫控開關(guān)、空調(diào)風(fēng)扇電源變壓器、逆變電源、太陽能空調(diào)電動(dòng)機(jī)、太陽能空調(diào)壓縮機(jī)、制冷管路與汽車原空調(diào)壓縮機(jī)并聯(lián)與制冷系統(tǒng)的冷凝汽、蒸發(fā)器、空調(diào)風(fēng)扇等裝置構(gòu)成制冷循環(huán)系統(tǒng)。轉(zhuǎn)換開關(guān)的另一個(gè)觸點(diǎn)與若干 PTC加熱元件組成的加熱系統(tǒng)相連接，安裝于汽車內(nèi)部兩側(cè)，以護(hù)柵加以防護(hù)。轉(zhuǎn)換開關(guān)的第三個(gè)觸點(diǎn)與汽車蓄電池、汽車用電設(shè)備相連接。使用時(shí)，將太陽能電池安裝在汽車頂部，將太陽能空調(diào)電動(dòng)機(jī)與太陽能空調(diào)壓縮機(jī)用聯(lián)軸器連接，制冷管路與汽車原空調(diào)壓縮機(jī)相并聯(lián)，將轉(zhuǎn)換開關(guān)的一個(gè)輸出端與制冷系統(tǒng)連接，另一個(gè)輸出端與PTC加熱系統(tǒng)相連接。第三個(gè)輸出端與汽車蓄電池、汽車電器設(shè)備連接。夏季在太陽光照下，太陽能電池產(chǎn)生的電能和儲電設(shè)備儲存的電能，使太陽能空調(diào)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)太陽能空調(diào)壓縮機(jī)工作，通過汽車原空調(diào)制冷系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)，使車內(nèi)溫度降低，因此就可以省去汽車空調(diào)對發(fā)動(dòng)機(jī)功率的消耗。冬季在太陽光照下，將轉(zhuǎn)換開關(guān)旋轉(zhuǎn)與加熱系統(tǒng)連通，安裝在車內(nèi)部兩側(cè)，以護(hù)柵加以防護(hù)的PTC加熱元件發(fā)熱，向車內(nèi)供暖，可以使使用燃油加熱供暖的暖風(fēng)機(jī)不工作或少工作，以減少燃油消耗，使使用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水散熱供暖的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)避免冬季溫度過低， 加速磨損，以達(dá)到延長發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命的效果。在陽光照射不充足，太陽能電壓低于額定電壓時(shí)，將轉(zhuǎn)換開關(guān)旋轉(zhuǎn)與汽車蓄電池連通，啟動(dòng)汽車空調(diào)機(jī)為車內(nèi)降溫。在不使用制冷或加熱的情況下，太陽能供電系統(tǒng)可以通過汽車電源變壓器向全車電器設(shè)備供電或向汽車蓄電池充電。本發(fā)明根據(jù)不同類型的汽車所安裝太陽能電池面積的多少、功率的大小、額定電壓等，選配太陽能空調(diào)電動(dòng)機(jī)和太陽能空調(diào)壓縮機(jī)的功率、制冷量以及PTC加熱元件的電壓、數(shù)量和功率等。保證系統(tǒng)能正常工作，達(dá)到設(shè)計(jì)的目的。系統(tǒng)符合安全設(shè)計(jì)中并聯(lián)設(shè)計(jì)的本質(zhì)安全理念，可以保證在夏季和冬季需要的情況下，對汽車車內(nèi)溫度進(jìn)行調(diào)控。即使在無光照，太陽能供電系統(tǒng)電壓低于工作電壓時(shí)，啟動(dòng)汽車原空調(diào)系統(tǒng)，保證系統(tǒng)一切正常工作。


圖1表示本發(fā)明車載太陽能輔助雙溫空調(diào)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1為太陽能電池，2為太陽能/電能轉(zhuǎn)換器，3為電源穩(wěn)壓器，4為太陽能供電電流控制器，5為太陽能電壓表，6太陽能電壓指示燈，7為儲電設(shè)備，8為轉(zhuǎn)換開關(guān)，9為制冷溫控開關(guān)，10為空調(diào)風(fēng)扇電源變壓器，11為逆變電源，12為太陽能空調(diào)電動(dòng)機(jī)，13為聯(lián)軸器，14為太陽能空調(diào)壓縮機(jī)，15為太陽能空調(diào)制冷管路，16為汽車空調(diào)風(fēng)扇電源連接線，17為汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)，18 為制熱溫控開關(guān)，19為PTC加熱元件組，20為汽車電源變壓器，21為電流控制器，22為汽車蓄電池，23為全車電器設(shè)備。圖2表示圖1中太陽能供電電流控制器4的示意圖，圖中41，42為并聯(lián)的兩個(gè)二極管。圖3表示圖1中轉(zhuǎn)換開關(guān)8的示意圖，圖中81為與太陽能供電系統(tǒng)輸出端連接， 82為與制熱溫控開關(guān)18連接的觸點(diǎn)I，83為與制冷溫控開關(guān)9連接的觸點(diǎn)II，84為與汽車電源變壓器20連接的觸點(diǎn)III。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖和實(shí)施例，進(jìn)一步說明本發(fā)明車載太陽能輔助雙溫空調(diào)系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)。本發(fā)明車載太陽能輔助雙溫空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)施例，參見圖1，圖2，圖3，其結(jié)構(gòu)包括 太陽能電池1，太陽能/電能轉(zhuǎn)換器2，電源穩(wěn)壓器3，太陽能供電電流控制器4，太陽能電壓表5，太陽能電壓指示燈6和儲電設(shè)備7構(gòu)成的太陽能供電系統(tǒng)，轉(zhuǎn)換開關(guān)8的81連接太陽能供電系統(tǒng)的輸出端，轉(zhuǎn)換開關(guān)8的觸點(diǎn)I 82連接制熱溫控開關(guān)18，觸點(diǎn)II 83連接制冷溫控開關(guān)9，觸點(diǎn)III 84連接汽車電源變壓器20。在上述結(jié)構(gòu)中，推薦使用柔性太陽能電池，太陽能/電能轉(zhuǎn)換器，電源穩(wěn)壓器，太陽能電壓表，太陽能電壓指示燈，轉(zhuǎn)換開關(guān)，溫控開關(guān)，太陽能空調(diào)電動(dòng)機(jī)，聯(lián)軸器，太陽能空調(diào)壓縮機(jī)，逆變電源，變壓器，PTC發(fā)熱元件均可利用現(xiàn)有成熟技術(shù)和產(chǎn)品，儲電設(shè)備選用鋰電池，是成熟產(chǎn)品，市場有售。圖1中電流控制器21與太陽能供電電流控制器4為相同產(chǎn)品。使用時(shí)將太陽能電池1(含太陽能/電能轉(zhuǎn)換器2)安裝在汽車箱體頂部，將太陽能空調(diào)電動(dòng)機(jī)12和太陽能空調(diào)壓縮機(jī)14用聯(lián)軸器13連接，安裝于汽車內(nèi)，用空調(diào)管路15 將太陽能空調(diào)壓縮機(jī)14與汽車原空調(diào)壓縮機(jī)17并聯(lián)連接，將PTC加熱元件19安裝在汽車內(nèi)部兩側(cè)，將轉(zhuǎn)換開關(guān)8的輸出端與制冷溫控開關(guān)9，制熱溫控開關(guān)18，汽車電源變壓器20 相連接。在夏季，車頂太陽能電池1的電壓達(dá)到設(shè)定電壓時(shí)，將轉(zhuǎn)換開關(guān)8由III檔旋轉(zhuǎn)于II 檔，此時(shí)制冷溫控開關(guān)通電，當(dāng)車內(nèi)溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，制冷溫控開關(guān)9接通電源，逆變電源11通電，將變化后的交流電輸給太陽能空調(diào)電動(dòng)機(jī)12，太陽能空調(diào)電動(dòng)機(jī)12工作，通過聯(lián)軸器13，帶動(dòng)太陽能空調(diào)壓縮機(jī)14工作，太陽能空調(diào)壓縮機(jī)14通過空調(diào)管路15和汽車原空調(diào)系統(tǒng)17進(jìn)行循環(huán)，空調(diào)風(fēng)扇電源變壓器10通過汽車空調(diào)風(fēng)扇電源連接線16，向汽車空調(diào)風(fēng)扇等制冷系電器提供匹配電源，使汽車風(fēng)扇等在汽車電源不開的情況下能正常工作。當(dāng)達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，制冷溫控開關(guān)斷開，系統(tǒng)停止工作，太陽能供電系統(tǒng)向儲能設(shè)備 7充電。在冬季，車頂太陽能電池1的電壓達(dá)到設(shè)定電壓時(shí)，將轉(zhuǎn)換開關(guān)8由III檔旋轉(zhuǎn)于I 檔，制熱溫控開關(guān)18通電，當(dāng)車內(nèi)溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，制熱溫控開關(guān)18接通電源，向車內(nèi) PTC加熱元件19供電，PTC加熱元件19通電后發(fā)熱，向車內(nèi)散熱，使車內(nèi)溫度升高，當(dāng)達(dá)到設(shè)定溫度后，制熱溫控開關(guān)18斷開，PTC加熱元件停止工作，太陽能供電系統(tǒng)向儲電設(shè)備7 充電。在不使用空調(diào)制冷或加熱取暖情況下，將轉(zhuǎn)換開關(guān)8置于III檔，太陽能供電系統(tǒng)通過汽車電源變壓器20輸出與汽車蓄電池一致的電壓，向汽車電器設(shè)備23供電和向汽車蓄電池22充電。電流控制器21保證太陽能供電系統(tǒng)只能向汽車電器設(shè)備23供電和向汽車蓄電池22充電，而汽車蓄電池不會向太陽能供電系統(tǒng)放電。本發(fā)明適用于各種空調(diào)汽車，如小轎車、空調(diào)客車、空調(diào)公交客車、無軌空調(diào)電車、空調(diào)貨車等。不同的車輛根據(jù)所安裝太陽能電池面積的多少、功率的大小，汽車原空調(diào)制冷系統(tǒng)的參數(shù)等，選配太陽能空調(diào)電動(dòng)機(jī)和太陽能空調(diào)壓縮機(jī)以及PTC加熱元件的數(shù)量和功率。
權(quán)利要求
1.一種車載太陽能輔助雙溫空調(diào)系統(tǒng)，包括太陽能電池、太陽能/電能轉(zhuǎn)換器、電源穩(wěn)壓器、太陽能供電電流控制器、太陽能電壓表、太陽能電壓指示燈構(gòu)成的太陽能供電系統(tǒng)， 其特征是太陽能供電系統(tǒng)的一端與制冷溫控開關(guān)、逆變電源、空調(diào)風(fēng)扇電源變壓器、太陽能空調(diào)電動(dòng)機(jī)、太陽能空調(diào)壓縮機(jī)、制冷管路與汽車原空調(diào)壓縮機(jī)并聯(lián)與制冷系統(tǒng)的冷凝汽、蒸發(fā)器、空調(diào)風(fēng)扇等裝置構(gòu)成制冷循環(huán)系統(tǒng)，另一端與若干PTC加熱元件連接組成的制熱系統(tǒng)相連接，第三個(gè)輸出端與汽車蓄電池、汽車電氣設(shè)備相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的車載太陽能輔助雙溫空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于制冷溫控開關(guān)、逆變電源與太陽能空調(diào)電動(dòng)機(jī)相連接，太陽能空調(diào)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)太陽能空調(diào)壓縮機(jī)與汽車原空調(diào)壓縮機(jī)并聯(lián)與制冷系統(tǒng)的冷凝汽、蒸發(fā)器、空調(diào)風(fēng)扇等裝置構(gòu)成制冷循環(huán)系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求1所述的車載太陽能輔助雙溫空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于由制熱溫控開關(guān)， 若干PTC加熱元件構(gòu)成的太陽能制熱系統(tǒng)安裝于汽車內(nèi)部兩側(cè)，以護(hù)柵加以防護(hù)。
4.如權(quán)利要求1所述的車載太陽能輔助雙溫空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于在不使用制冷或加熱的情況下，太陽能供電系統(tǒng)可以通過汽車電源變壓器向全車電器設(shè)備供電或向汽車蓄電池充電。
全文摘要
本發(fā)明屬于太陽能利用領(lǐng)域，涉及一種車載太陽能輔助雙溫空調(diào)系統(tǒng)，主要特點(diǎn)是將太陽能供電系統(tǒng)的輸出端與轉(zhuǎn)換開關(guān)的一端連接，轉(zhuǎn)換開關(guān)的一觸點(diǎn)與太陽能空調(diào)電動(dòng)機(jī)、太陽能空調(diào)壓縮機(jī)、制冷管路和汽車原空調(diào)壓縮機(jī)并聯(lián)與制冷系統(tǒng)的冷凝汽、蒸發(fā)器、空調(diào)風(fēng)扇等裝置構(gòu)成的制冷系統(tǒng)連接，另觸點(diǎn)與若干PTC加熱元件連接組成的制熱系統(tǒng)相連接。在夏季，太陽能供電系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)太陽能空調(diào)電動(dòng)機(jī)并帶動(dòng)太陽能空調(diào)壓縮機(jī)工作，經(jīng)汽車原制冷系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)，達(dá)到不啟動(dòng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，或不啟動(dòng)汽車空調(diào)壓縮機(jī)，就能降低車內(nèi)溫度的效果。在冬季，不使用燃料加熱器給車內(nèi)加溫，或不使用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水給車內(nèi)散熱。不使用空調(diào)功能時(shí)向汽車電器供電或蓄電池充電。從而實(shí)現(xiàn)減少發(fā)動(dòng)機(jī)燃料消耗，節(jié)約油料，減少廢氣排放的目的。
文檔編號B60R16/033GK102285308SQ20101021458
公開日2011年12月21日 申請日期2010年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月20日
發(fā)明者韓成才, 韓瀚 申請人:韓成才, 韓瀚