基于车辆废能工作的空调系统技术方案

一种基于废弃能量的车辆空调系统，包括连接到制冷装置的有效压缩驱动装置。在一个实施形式中，压缩驱动装置包括控制器（例如磁性离合器），该离合器将来自发动机风扇轴、车辆驱动轴或者传动轴的机械废弃能量连接到制冷剂压缩机的轴。可替换的，控制器还可包括电池，该电池利用机械废弃能量充电。当检测到某些压力值时，控制器利用旋转轴（例如在减速过程中）或利用电池功率适合地驱动制冷机压缩机。在一个实施形式中，控制器构造成：当检测到车辆减速时，立即接合压缩。一个或多个工具包可用于利用现有车辆以主要基于废弃能量来操作相应的空调系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施部分地涉及空调系统，例如汽车中使用的空调系统。
技术介绍
过去数十年，空调系统已经用在汽车和其它机动车辆中，用于在 炎热天气为驾驶员和其他车辆乘客提供更舒适的条件。通常，空调系统 使用制冷剂，所述制冷剂在不同的点压縮和膨胀从而冷却温暖的空气。通常，车用空调系统使用来自有功功率源的能量，例如工作的车 辆发动机，来压縮空调的制冷剂。例如， 一种普通的空调系统可以构造 成具有空调制冷剂压縮机("压縮机")，所述压縮机选择地连接到车辆 发动机。特别的，压縮机可以通过磁性离合器和发动机风扇带轮系统选 择地连接到发动机的风扇带。因此当操作者接合空调时，空调系统接合 所述磁性离合器，所述离合器然后将空调压缩机连接到发动机(例如通 过发动机风扇和发动机风扇带轮)，并且将发动机的功率传递给压缩机。 空调系统的压縮机然后可以使用这种发动机功率来压縮制冷剂。一旦压縮，普通的空调系统最终将制冷剂送到风箱(air box)换 热器/蒸发器("换热器")中的膨胀阀(或孔管)，在其处，制冷剂会与 进入的空气进行逆流换热。普通的空调系统然后将至少半冷凝/压缩的 制冷剂从换热器再送回到压縮机，用于重新压缩。因此，压縮的制冷剂 从空调系统的"高压侧"到达风箱换热器中，而膨胀的制冷剂离开了换 热器进入空调系统的所谓的"低压侧"。通常，并且不使用压縮机，穿过膨胀阀的空调系统的高压和低压 侧之间的不同加压的制冷剂体积的交换将平衡空调系统中的整体制冷 剂加压。也就是说，空调系统的低压侧中的制冷剂的压力会随着增大的 制冷剂体积而增大，以及另外的热量。同时，当加压的制冷剂进入换热器时，空调系统的高压侧上的压力会减小。最后，因此，空调系统将需 要对制冷剂重新加压从而它可用于冷却目的。判定何时重新加压(即"压缩")制冷剂通常以任一种方式来进行。 在一种普通的实例中，空调系统可使用高/低压开关来监测高压和/或低 压侧上的制冷剂加压。例如，如果空调系统检测到低压侧上的制冷剂加 压高于适合的阈值，空调系统因此可以推断出空调系统的高压侧上的 压力过低，并且因此接合磁性离合器(即接合所述压缩机)。空调系统 然后可以压縮低压侧上的低压制冷剂，并且将最新压縮的制冷剂送到高 压侧。 一旦空调系统的低压和/或高压侧上的加压达到特定的阈值，空 调系统然后可以脱开磁性离合器，并且使压縮机停止。虽然空调系统仅可以在选择的压力阈值处接合所述压縮机，然而， 每次接合都在有功功率源(例如发动机)上施加特定的负荷。虽然发动 机上增加的这种负荷看起来相当低，但是，功率源/发动机上每次增加 的负荷导致需要消耗另外的燃料。在一些情况中，例如，压縮机的操作 会把车辆的整体燃料效率(例如mpg/kpl)降低达到25%以上。这简单 的意味着车辆在较温暖的时刻(例如当使用空调时)通常消耗更多燃料，这当然增加了另外的燃料购买的费用。这还意味着，操作空调会最 终导致排放到环境中的矿物燃料废气的增加。混合动力车辆的制造者(例如发动机和电池驱动的混合动力)试 图利用这样的车辆来解决这些发动机负荷/燃料效率问题中的一些，所 述车辆使用大容量电池和再生制动器。这种混合动力车辆将大容量电池的充电(charging)至少部分连接到仅在制动动作(利用动态制动器， 其对电池充电)过程中产生的废弃动能。然而，与大电池、混合动力车 辆使用的用于捕获废弃能量的复杂机构相关的另外的成本、以及由此增 加的额外的重量会使得普通的混合动力车辆非常昂贵。这些复杂的机构 的维护也很昂贵，并且这种成本会抵消与增加的燃料效率相关的节省的 一些成本。
技术实现思路
本专利技术的实施利用下面的系统、设备和方法解决了现有技术中的一个或多个问题，所述系统、设备和方法构造成消除与普通车辆中使用 空调系统相关的燃料效率问题。特别的，本专利技术的实施形式包括可方便 增加的、低成本的部件，所述部件构造成将压縮机(例如空调系统的压 縮机)的操作主要与无功能量源(例如车辆废弃机械动能-"废能")的存在相一致(coincide)或者进行限制，并且独立于制动动作。在一个 实现形式中，空调系统还可以构造成使用多个来源的无功能量(即"双 源"工作)。这样，车辆空调系统可以方便并且廉价地构造使得在空调 工作过程中有功能量源(即发动机)上的负荷最小化。例如，根据本专利技术的实现形式，构造成利用机械废能压縮制冷剂 的车辆空调系统可包括制冷装置。通常，制冷装置将至少包括压縮机， 其构造成对制冷剂加压。另外，车辆空调系统可包括压縮驱动装置，构 造成至少部分当检测到机械废能时驱动制冷装置。特别的，压缩驱动装 置将构造成使得压缩机的工作与检测的机械废能相一致并通过机械废 能工作。相反，根据本专利技术， 一种压縮制冷剂的方法，用于通过主要利用 车辆废能压縮制冷剂，从而使得发动机的负荷最小，该方法可包括识别 出车辆发动机正在减速。该方法还可包括利用旋转轴驱动制冷剂压縮机 和自充电电动机。在这种情况中，在车辆减速时，利用机械废能，制冷 剂被压縮，并且电池被充电。另外，该方法可包括当识别出制冷剂已 经达到最小压力值时，利用旋转轴或电池功率在制冷剂压縮机中对制冷 剂加压。本专利技术典型实施形式的另外的特征和优点将在下面的说明中阐 述，并且部分通过说明书是显而易见的，或者可以通过这些典型实施形 式的实践而获得。这些实施形式的特征和优点将通过权利要求中特别指 出的设备及组合而获知。通过下面的说明和权利要求，这些和其它特征 将变得显而易见，或者可以通过实施下面提出的实施形式而获知。附图说明为了描述本专利技术的上述和其它优点以及特征获得的方式，将参考 附图所示的特定实施例来对本专利技术进行详细描述。应当理解，这些附图仅示出了本专利技术的一些通常的实施例，并且因此不能认为是限制它的范 围，本专利技术将通过使用附图来详细说明和解释，附图中图1A示出了根据单源空调系统的本专利技术的实施形式的整体示意图，其中空调系统构造成利用废能来压缩制冷剂；图IB示出了根据双源空调系统的本专利技术的实施形式的整体示意 图，其中空调系统构造成压縮制冷剂，并且另外对电池功率充电；图2A示出了根据本专利技术的实施形式的示意图，其中，电路构造成 响应于所检测的制冷剂压力值和/或检测到的废能来接合制冷剂压縮；图2B示出了根据本专利技术的实施形式的示意图，其中示出了对现有 空调系统电路的可能的零件市场的改变，从而响应于检测的废能来进行 压缩；图3A示出了根据本专利技术的实施形式的一组压力值和响应动作，用于操作具有单源功能和双源功能的空调系统；图3B示出了根据本专利技术的实施形式在一个操作情况中的制冷剂压 力对时间的图形；图4示出了一个或多个部件的示意图，所述部件可用于改进普通 的车辆空调系统来根据本专利技术的实施形式主要基于废能源来工作；图5A示出了根据本专利技术的一个实施形式的零件市场制冷剂压力开 关的示意图，其构造成方便地增加到车辆的现有空调系统；和图5B示出了根据本专利技术的实施形式的一个或多个零件市场部件的 示意图，其构造成向车辆的现有空调系统增加另外的制冷剂储存器，例 如图4所示。具体实施例方式本专利技术的实施可以延伸到下面所述的系统、设备和方法，它们构 造成消除与利用普通车辆中的空调系统相关的燃料效率问题。特别的， 本专利技术的实施包括方便增加的、低成本的部件，所述部件构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆空调系统，构造成利用来自车辆减速的机械废能来压缩制冷剂，所述车辆空调系统包括：　制冷装置，至少包括压缩机，所述压缩机构造成对制冷剂加压；和　压缩驱动装置，构造成至少部分当检测到机械废能时驱动制冷装置，从而压缩机工作与检测的机械废能相一致并且通过所述废能工作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：TD哈里森，
申请(专利权)人：TD哈里森，
类型：发明
国别省市：US[]