Система регулирования микроклимата помещения транспортного средства

Система регулирования микроклимата помещения транспортного средства

Реферат

 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к системам регулирования микроклимата в салонах транспортных средств. Заявленная система включает два контура циркуляции теплоносителя, гидромагистрали, запорные элементы, циркуляционный насос, воздушный теплообменник, вентилятор отопителя салона, блок задатчика температуры салона, датчик температуры салона. Новым является то, что в систему дополнительно вводят мультивибратор с регулируемой скважностью, мультивибратор с терморегулируемой скважностью, логический блок, блок сравнения температуры салона, блок сравнения температуры воздуха, поступающего от вентилятора отопителя, электромагнитный клапан, ключ управления электромагнитным клапаном и циркуляционным насосом, ключ широтно-импульсного регулятора управления вентилятором отопителя и датчик температуры воздуха вентилятора отопителя, связанные между собой соответствующим образом. Техническим результатом является повышение комфортности за счет равномерности прогрева салона транспортного средства и возможность плавной регулировки скорости вращения вентилятора отопителя. 3 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к системам регулирования микроклимата помещения транспортного средства, использующим в качестве теплоносителя охлаждающую жидкость двигателя транспортного средства.

Известны системы [1, 2], содержащие три ведущих теплообменника, систему запорных аппаратов и трубопроводов, недостатком подобных устройств является отсутствие плавной регулировки вращения вентилятора отопителя, отсутствие регулировки температуры охлаждающей жидкости в воздушном теплообменнике в зависимости от температуры воздуха в салоне.

Наиболее близкой к предлагаемой является серийно выпускаемая система автоматического управления отопителем 21.3228, работающая в комплекте с датчиком температуры 13.3854, снабженная воздушным насосом для прокачки воздуха через чувствительный элемент и имеющая четыре дискретно устанавливаемых скорости вращения вентилятора отопителя, с помощью датчика температуры салона устанавливается желаемая температура (ВАЗ 32110, 2111, 2112 и их модификации). Система снабжена микромоторедуктором, который при достижении заданной температуры воздуха в салоне открывает заслонку и подает в салон забортный воздух, имеющий низкую температуру.

Недостатки данной системы очевидны: отсутствует плавная регулировка скорости вращения вентилятора отопителя, поскольку теплый воздух скапливается в верхней части салона, где расположен датчик температуры, то подающийся от открытой заслонки микромоторедуктора холодный забортный воздух создает высокий градиент температуры воздуха в салоне; кроме того, отсутствует плавная регулировка скорости вращения вентилятора отопителя, в том числе и в зависимости от температуры воздуха, поступающего от вентилятора отопителя.

Настоящее изобретение направлено на улучшение равномерности температуры воздуха в салоне.

Технический результат достигается тем, что система регулирования микроклимата помещения транспортного средства, содержащая первый контур циркуляции теплоносителя, соединенный с рубашкой охлаждения двигателя внутреннего сгорания, включающий в себя гидромагистрали с запорным элементом, циркуляционным насосом и воздушным теплообменником, второй контур циркуляции теплоносителя, включающий в себя гидромагистрали с запорным элементом и воздушным теплообменником, вентилятор отопителя салона, блок задатчика температуры салона, датчик температуры салона, отличающийся тем, что в систему дополнительно вводят мультивибратор с регулируемой скважностью, мультивибратор с терморегулируемой скважностью, логический блок, блок сравнения температуры салона, блок сравнения температуры воздуха, поступающего от вентилятора отопителя, электромагнитный клапан, ключ управления электромагнитным клапаном и циркуляционным насосом, ключ широтно-импульсного регулятора управления вентилятором отопителя, датчик температуры воздуха вентилятора отопителя.

Причем выход датчика температуры воздуха вентилятора отопителя связан через блок сравнения температуры воздуха, поступающего от вентилятора отопителя с первым входом логического блока и со входом управления мультивибратора с терморегулируемой скважностью, выход которого соединен со вторым входом логического блока, выход датчика температуры салона связан через блок сравнения температуры салона с третьим входом логического блока, выход мультивибратора с регулируемой скважностью связан с четвертым входом логического блока, выход блока задатчика температуры связан с вторым входом блока сравнения температуры воздуха, поступающего от вентилятора отопителя и с вторым входом блока сравнения температуры воздуха салона.

Первый выход логического блока связан с входом управления силовым ключом управления электромагнитным клапаном и циркуляционным насосом, второй выход логического блока связан с входом управления ключом широтно-импульсного регулятора управления вентилятора отопителя, эмиттеры ключей соединены с плюсом питания, а коллектор ключа управления электромагнитным клапаном и циркуляционным насосом связан с электромагнитным клапаном и циркуляционным насосом, вторые выводы которых соединены с корпусом, коллектор ключа широтно-импульсного регулятора управления вентилятором отопителя соединен с вентилятором отопителя, второй вывод обмотки которого связан с корпусом.

Сравнение заявляемого устройства с прототипом позволяет выявить ряд новых блоков и узлов, а также новые связи между имеющимися и вновь введенными узлами.

Сопоставительный анализ заявляемого устройства с имеющимися техническими решениями показывает, что заявляемое устройство обладает рядом существенных отличий: плавной регулировкой скорости вращения вентилятора отопителя, в режиме прогрева наблюдается температурная зависимость скорости вращения вентилятора отопителя, электромагнитный клапан и циркуляционный насос обеспечивают ускоренную прокачку жидкости теплоносителя в режиме прогрева и отключение прокачки в режиме превышения заданной температуры салона . В результате повышается равномерность прогрева салона.

Функциональная схема устройства показана на фиг.1. Возможная реализация мультивибратора 4 с регулируемой скважностью показана на фиг.2, а мультивибратора 5 с терморегулируемой скважностью - на фиг.3.

Система регулирования микроклимата помещения транспортного средства, содержащая первый контур циркуляции теплоносителя, соединенный с рубашкой охлаждения двигателя внутреннего сгорания, включающий в себя гидромагистрали с запорным элементом, циркуляционным насосом и воздушным теплообменником, второй контур циркуляции теплоносителя, включающий в себя гидромагистрали с запорным элементом и воздушным теплообменником, вентилятор отопителя салона, датчик 2 температуры салона, датчик 1 температуры воздуха вентилятора 11 отопителя, логический блок 3, мультивибратор 4 с терморегулируемой скважностью, мультивибратор 5 с регулируемой скважностью, блок 6 сравнения температуры воздуха, поступающего от вентилятора 11 отопителя, блок 7 сравнения температуры салона, электромагнитный клапан 12, циркуляционный насос 13, ключ 8 управления электромагнитным клапаном 12 и циркуляционным насосом 13, ключ 9 широтно-импульсного регулятора управления вентилятором 11 отопителя, блок 10 задатчика температуры салона.

Причем выход датчика 1 температуры воздуха вентилятора 11 отопителя связан через блок 6 сравнения температуры воздуха, поступающего от вентилятора 11 отопителя, с первым выходом логического блока 3 и с входом управления мультивибратора 5 с терморегулируемой скважностью, выход которого соединен со вторым входом логического блока 3, выход датчика 2 температуры салона связан через блок 7 сравнения температуры салона с третьим входом логического блока 3, выход мультивибратора 4 с регулируемой скважностью связан с четвертым входом логического блока 3, выход блока 10 задатчика температуры салона связан со вторым входом блока 6 сравнения температуры воздуха, поступающего от вентилятора 11 отопителя, и вторым входом блока 7 сравнения температуры воздуха салона.

Первый выход логического блока 3 связан с входом управления ключом 8 управления электромагнитным клапаном 12 и циркуляционным насосом 12, второй выход логического блока 3 связан с входом управления ключом 9 широтно-импульсного регулятора управления вентилятором 11 отопителя, эмиттеры ключей 8 и 9 соединены с плюсом питания, а коллектор ключа 8 управления электромагнитным клапаном 12 и циркуляционным насосом 13 соединен с выводами электромагнитного клапана 12 и циркуляционным насосом 13, вторые выводы которых соединены с корпусом, коллектор ключа 9 широтно-импульсного регулятора управления вентилятора 11 отопителя соединен с вентилятором 11 отопителя, связан с выводом вентилятора 11 отопителя, второй вывод которого связан с корпусом.

Работает система следующим образом.

После пуска двигателя внутреннего сгорания и включения системы регулирования микроклимата происходит прогрев теплоносителя. При этом блоком 10 задатчика температуры салона устанавливается необходимая температура салона.

Если температура воздуха, поступающего от вентилятора 11 отопителя, ниже установленной блоком 10 задатчика температуры салона, то на выходе блока 6 сравнения температуры воздуха, поступающего от вентилятора 11 отопителя, будет уровень логического нуля, на первом выходе логического блока 3 - уровень логической единицы, циркуляционный насос 13 и электромагнитный клапан 12 включены ключом 8 и по мере прогрева теплоносителя температуры воздуха, поступающего от вентилятора 11 отопителя, возрастает, при этом сопротивление датчика 1 температуры воздуха вентилятора 11 отопителя уменьшается и скважность мультивибратора 5 с терморегулируемой скважностью уменьшается.

Этот сигнал через логический блок 3 воздействует на вход управления ключа 9 широтно-импульсного регулятора вентилятора 11 отопителя, при этом скорость вращения двигателя вентилятора и отопителя возрастает до тех пор, пока не будет достигнута температура, установленная блоком 10 задатчика температуры салона. На выходе блока 6 сравнения температуры воздуха, поступающего от вентилятора 11 отопителя, установится уровень логической единицы. При этом на входе ключа 9 широтно-импульсного регулятора вентилятора 11 отопителя появляются импульсы, скважность которых устанавливается вручную мультивибратором 4 с регулируемой скважностью, таким образом, в данном режиме скорость обдува устанавливается вручную.

Температура воздуха в салоне повышается до тех пор, пока сигналы с блока 6 сравнения температуры воздуха, поступающего от вентилятора 11 отопителя, и с блока 7 сравнения температуры воздуха салона не примут уровня логической единицы. При этом на первом выходе логического блока 3 установится уровень логического нуля и электромагнитный клапан 12 и циркуляционный насос 13 отключатся ключом 8.

При этом температура теплоносителя в воздушном теплообменнике уменьшается и прогрев воздуха салона прекращается до тех пор, пока либо температура воздуха в салоне, или воздуха, поступающего из вентилятора 11 отопителя, не окажется ниже установленной блоком 10 задатчика температуры салона.

При этом электромагнитный клапан 12 и циркуляционный насос 13 снова включаются ключом 8 и прогрев салона продолжится.

Преимущества такой системы поддержания микроклимата: осуществляется плавная установка скорости обдува за счет ручной регулировки скважности мультивибратора 4 с регулируемой скважностью; исключается поступление забортного холодного воздуха через вентилятор 11 отопителя; осуществляется плавное увеличение скорости обдува отопителя по мере увеличения температуры теплоносителя.

Одна из возможностей реализации мультивибратора 4 с регулируемой скважностью показана на фиг. 2.

Цепи заряда и разряда конденсатора С1 разделены с помощью диодов VD1 и VD2, при перемещении движка переменного резистора R3 скважность импульсов изменяется в очень широких пределах.

Возможная реализация мультивибратора 5 с терморегулирующей скважностью показана на фиг. 3. Температурная зависимость скважности достигается применением оптоэлектронной пары ОЭП-13. При повышении температуры сопротивление датчика 1 температуры воздуха, поступающего от вентилятора 11 отопителя, уменьшается, ток, протекающий по лампе оптрона, возрастает и сопротивление фоторезистора оптрона уменьшается (в пределах от 500 МОм до 3 кОм), соответственно изменяется и скважность импульсов, вырабатываемых мультивибратором 5.

Источники информации 1. А.с. СССР 1468777 A1, МПК В 60 Н 1/08, 1989, БИ 2.

2. А.с. СССР 1593988 А1, МПК В 60 Н 1/08, 1990, БИ 35.

3. Описание системы автоматического управления отопителем 21.3228.

Формула изобретения

Система регулирования микроклимата помещения транспортного средства, содержащая первый контур циркуляции теплоносителя, соединенный с рубашкой охлаждения двигателя внутреннего сгорания, включающий в себя гидромагистрали с запорным элементом, циркуляционным насосом и воздушным теплообменником, второй контур циркуляции теплоносителя, включающий в себя гидромагистрали с запорным элементом и воздушным теплообменником, вентилятор отопителя салона, блок задатчика температуры салона, датчик температуры салона, отличающаяся тем, что в систему дополнительно вводят мультивибратор с регулируемой скважностью, мультивибратор с терморегулируемой скважностью, логический блок, блок сравнения температуры салона, блок сравнения температуры воздуха, поступающего от вентилятора отопителя, электромагнитный клапан, ключ управления электромагнитным клапаном и циркуляционным насосом, ключ широтно-импульсного регулятора управления вентилятором отопителя, датчик температуры воздуха вентилятора отопителя, причем выход датчика температуры воздуха вентилятора отопителя связан через блок сравнения температуры воздуха, поступающего от вентилятора отопителя, с первым входом логического блока и со входом управления мультивибратора с терморегулируемой скважностью, выход которого соединен со вторым входом логического блока, выход датчика температуры салона связан через блок сравнения температуры салона с третьим входом логического блока, выход мультивибратора с регулируемой скважностью связан с четвертым входом логического блока, выход блока задатчика температуры салона связан с вторым входом блока сравнения температуры воздуха, поступающего от вентилятора отопителя, и с вторым входом блока сравнения температуры воздуха салона, первый выход логического блока связан с входом управления силовым ключом управления электромагнитным клапаном и циркуляционным насосом, второй выход логического блока связан с входом управления ключом широтно-импульсного регулятора управления вентилятора отопителя, эмиттеры ключей соединены с плюсом питания, а коллектор ключа управления электромагнитным клапаном и циркуляционным насосом связан с электромагнитным клапаном и циркуляционным насосом, вторые выводы которых соединены с корпусом, коллектор ключа широтно-импульсного регулятора управления вентилятором отопителя соединен с вентилятором отопителя, второй вывод обмотки которого связан с корпусом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3