устройство для обработки воздуха в кабине транспортного средства

Формула изобретения

1. Устройство для обработки воздуха в кабине транспортного средства, содержащее кипятильник-генератор для кипячения рабочей жидкости, имеющей в своем составе воду, испаритель для испарения части поступившей в него воды и охлаждения за этот счет остальной массы воды, абсорбер для поддержания упругости водяных паров ниже упругости паров в испарителе и поглощения рабочей жидкостью водяных паров из испарителя, насос для подачи рабочей жидкости в кипятильник-генератор, имеющий входной трубопровод, соединенный с трубопроводом подачи рабочей жидкости, форсунки, установленные в абсорбере и испарителе, насос для подачи воды к форсункам испарителя и вакуум-насос для отвода паровоздушной смеси из абсорбера, отличающееся тем, что кипятильник-генератор установлен на поверхности выхлопной трубы ДВС транспортного средства, с поверхностью выхлопной трубы соединен подогреватель рабочей жидкости, входной патрубок которого через двухходовой кран соединен с входным трубопроводом кипятильника-генератора и трубопроводом подачи рабочей жидкости, выходной патрубок подогревателя соединен с теплообменником отопителя, установленного в кабине транспортного средства, выходная труба теплообменника прикреплена к форсункам абсорбера.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кипятильник-генератор выполнен открытого типа с отверстиями, обращенными в сторону окружающего воздуха или размещенными в воздуховоде, а на поверхности внутри кипятильника-генератора, контактирующей с поверхностью выхлопной трубы ДВС, установлен гофрированный лист из материала с большой теплопроводностью, например из алюминия.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что испаритель, абсорбер, форсунки испарителя и абсорбера, заборный патрубок вакуум-насоса, перегородка между абсорбером и испарителем выполнены в одном корпусе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к вентиляции, отоплению и кондиционированию воздуха в кабинах транспортных машин и может быть использовано в кабинах грузовых автомобилей, тракторов, самоходных комбайнов, строительно-дорожных машинах.

Ижестно устройство для обработки воздуха в кабине транспортного средства [1], содержащее термоблок, установленный на выхлопной трубе двигателя внутреннего сгорания (ДВС), выполняющий роль источника питания постоянного тока и связанный с термоблоком, установленным на крыше кабины транспортного средствами электродвигателем вентилятора, а также с нагревательными панелями, расположенными под окнами кабины.

Недостатком известного устройства является то, что для обеспечения стабильного напряжения и достаточной силы тока источника питания необходимо интенсивное рассеивание теплоты с холодных спаев термоблока, установленного на выхлопной трубе ДВС, что невозможно обеспечить конвективным охлаждением при движении транспортного средства Кроме того, температура стенок выхлопной трубы от 200С после запуска ДВС до 400С при загрузке ДВС может быть подучена на ограниченной длине выхлопной трубы (600-700 мм от ДВС), что обеспечивает получение электрической мощности до 900 Вт, что недостаточно для получения холода в теплый период года и получения теплоты в холодный период года, обеспечивающие комфортный микроклимат в кабине.

Известно устройство для обработки воздуха в абсорбционной холодильной машине [2], наиболее близкое к изобретению по совокупности существенных признаков, содержащее кипятильник-генератор для кипячении рабочей жидкости (абсорбента), имеющей в своем составе воду, конденсатор для отвода теплоты, испаритель для разбрызгивания воды, испарения части поступившей в него воды и охлаждения за этот счет остальной массы воды, абсорбер для поддержания упругости водяных паров ниже упругости паров в испарителе и поглощения рабочей жидкостью водяных паров из испарителя для получения "слабого" раствора, насос для подачи “слабого” раствора рабочей жидкости в кипятильник-генератор, форсунки, установленные в абсорбере и испарителе, насос для подачи воды к форсункам испарителя и вакуум-насос для отвода паровоздушной смеси из абсорбера

Недостатком известного устройства является необходимость отвода теплоты от конденсатора за счет охлажденной среды (воды или воздуха) в дополнительной холодильной машине, подвода теплоты к кипятильнику-генератору за счет нагретой среды (водяной пар или горячая вода) в дополнительном нагревателе, а также отвод теплоты из абсорбера за счет охлажденной среды (вода или воздух) в дополнительной холодильной машине. Все эти дополнительные источники теплоты или холода значительно увеличивают энергозатраты устройства Кроме того, в известном устройстве обеспечивается получение холода, но не обеспечивается получение теплоты для поддержания комфортного микроклимата в холодный период года, что снижает эффективность устройства.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения эффективности устройства за счет использования его для получения теплоты в холодный период года и снижения энергозатрат за счет использования теплоты, получаемой при сгорании топлива в ДВС и выбрасываемой в окружающую среду с выхлопными газами.

Для достижения этого технического решения кипятильник-генератор установлен на поверхности выхлопной трубы ДВС транспортного средства, с поверхностью выхлопной трубы соединен подогреватель рабочей жидкости, входной патрубок которого через двухходовой кран соединен с входным трубопроводом кипятильника-генератора и трубопроводом подачи рабочей жидкости, выходной патрубок подогревателя соединен с теплообменником отопителя, установленного в кабине транспортного средства, выходная труба теплообменника прикреплена к форсункам абсорбера, с отверстиями, обращенными в сторону окружающего воздуха или размещенными в воздуховоде, а на поверхности внутри кипятильника-генератора, контактирующей с поверхностью выхлопной трубы ДВС, установлен гофрированный лист из материала с большой теплопроводностью; испаритель, абсорбер, форсунки испарителя и абсорбера, заборный патрубок вакуум-насоса, перегородка между абсорбером и испарителем выполнены в одном корпусе.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

Нa фиг.1 изображен общий вид устройства в продольном сечении, на фиг.2 изображен общий вид установки узлов устройства на крыше кабины.

Устройство содержит кипятильник-генератор 1, закрепленный на поверхности выхлопной трубы 2. С поверхностью выхлопной трубы 2 соединен подогреватель 3 рабочей жидкости, входной патрубок 4 которого соединен с двухходовым краном 5. Двухходовой крон 5 соединен с трубопроводом подачи "слабого" раствора 6 рабочей жидкости и входным трубопроводом 7 кипятильника-генератора 1. Выходной патрубок 8 подогревателя 3 соединен с теплообменником 9 отопителя, который размещается в кабине в блоке с теплообменником 10 воздухоохладителя, вентилятором 11, вакуум-насосом 12 и двухконсольным электродвигателем 13. Испаритель 14 и абсорбер 15 размещены в одном корпусе и разделены друг от друга перегородкой 16. В испарителе 14 размещены форсунки 17, а в абсорбере 15 размещены форсунки 18. Для отвода паровоздушной смеси из абсорбера 15 и поддержания упругости водяных паров в абсорбере 15 ниже упругости паров в испарителе вакуум-насос 12 соединен с корпусом абсорбер-испарителя трубопроводом 19. Для отвода теплоты из теплообменника 10 в теплый период года в испарителе 14 установлен теплообменник 20, охлаждаемый за счет испарения воды в испарителе. Поскольку при абсорбции рабочей жидкости в абсорбере 15 выделяется теплота, то для ее отвода в абсорбере 15 установлен теплообменник 21, соединенный трубопроводами с теплообменником 22, установленным на крыше кабины 23 транспортного средства. Теплообменник 22 соединен с вентилятором 24, на выходе из которого установлен воздуховод 25, жестко закрепленный на кипятильнике-генераторе 1. В месте соединения поверхности воздуховода 25 и кипятильника-генератора 1 выполнены отверстия 26, на внутренней поверхности кипятильника-генератора 1, смежной с поверхностью выхлопной трубы 2, закреплен гофрированный алюминиевый лист 27.

Для подпитки испарителя водой в кабине установлен бак 28 с водой, соединенный с форсунками 17 через двухходовой кран 29, который дополнительно соединен с водяным насосом 30. Рабочая жидкость из абсорбера 15 подается в кипятильник-генератор 1 или подогреватель 3 водяным насосом 31. Выходной патрубок 32 кипятильника-генератора 1 соединен с форсунками 18 через вентиль 33, а двухходовой кран 29 соединен с форсунками 17 испарителя 14 через вентиль 34. Для отключения теплообменника 22 в холодный период года установлен перепускной клапан 35.

Устройство работает следующим образом.

В теплый период года закрывается перепускной клапан 35, открываются вентили 33 и 34, а двухходовой кран 29 ставится в положение, обеспечивающее подачу воды из испарителя 14 водяным насосом 30 и подпитку водой из бака 28 через форсунки 17. Двухходовым краном 5 перекрывается входной патрубок 4 подогревателя 3.

В кипятильнике-генераторе 1 производится кипячение раствора рабочей жидкости на гофрированной поверхности алюминиевого листа 27 за счет теплоты выхлопных газов, которые поступают из ДВС транспортного средства через выхлопную трубу 2. Водяные пары постоянно регенерируются в воздуховод 25 через отверстия 26. Оставшийся компонент рабочей жидкости, например бромистый литий, поступает в абсорбер через форсунки 18, куда из испарителя 14 поступают водяные пары, которые поглощаются компонентом рабочей жидкости. Полученный в абсорбере "слабый" раствор рабочей жидкости водяным насосом 31 вновь подается в кипятильник-генератор 1. Поскольку в испарителе 14 упругость паров выше упругости паров в абсорбере 15, что обеспечивается отводом паровоздушной смеси из абсорбера 15 вакуум-насосом 12, то в испарителе 14 происходит испарение части воды, поступающей через форсунки 17, и охлаждение за этот счет остальной массы воды в испарителе 14. Охлажденная вода отбирает теплоту от теплообменника 20, установленного в испарителе 14, который в свою очередь отбирает теплоту от теплообменника 10 воздухоохладителя, установленного в блоке с вентилятором в кабине транспортного средства, за счет чего воздух, подаваемый вентилятором из кабины, охлаждается и в кабине создаются комфортные параметры микроклимата.

В холодный период года открывается перепускной клапан 35, закрывается вентиль 33, двухходовой кран 29 ставится в положение, обеспечивающее только перекачку воды из испарителя 14 водяным насосом 30 в форсунки 17. Двухходовой кран 5 ставится в положение, перекрывающее входной трубопровод 7 кипятильника-генератора 1.

Рабочая жидкость из абсорбера 15 подается водяным насосом 31 в подогреватель 3. За счет теплоты выхлопных газов, которые поступают из ДВС транспортного средства через выхлопную трубу 2, рабочая жидкость нагревается и поступает в теплообменник 9 отопителя. В теплообменнике теплота передается воздуху, который подается из кабины вентилятором 11. Охлажденная рабочая жидкость поступает через форсунки 18 в абсорбер 15, где смешивается с водой, циркулирующей в испарителе 14, и снова водяным насосом 31 подается в подогреватеяь.

Источники информации

1. Авторское свидетельство №1546297. Устройство для обработки воздуха в кабине транспортного средства, МПК В 60 Н 3/00, 1988 г. (Бюл. №8 от 28.02.90).

2. Баркалов Б.В., Карпис Е.Е. Кондиционирование воздуха в промышленных, общественных и жилых зданиях (основы проектирования и расчета). - М.: Изд-во литературы по строительству, 1971, 269 с. (с.204, рис.9.14).