[发明专利]用于车辆的超低型廓HVAC设备

说明书

一种用于车辆的HVAC设备(10)，其具有：风扇单元(14)，其具有至少一个通过电机(18)驱动的叶轮(16)；热交换器单元(20)，其形成从风扇单元(14)接收空气的空气管道(24)，其中，所述热交换器单元(20)包括热交换器(22)，所述热交换器具有至少两个具有不同的工作温度的不同冷却区(26、28、30)，所接收的空气连续地流经所述不同冷却区；并且其中，所述不同的工作温度通过温度控制单元(32)控制；和位于车辆的车顶上的板状壳体，其容纳风扇单元(14)和热交换器单元(20)。

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的超低型廓HVAC设备。

背景技术

具有大型廓高度的HVAC设备通常比具有低型廓高度的HVAC设备提供更大的冷却功率和/或更高的能量效率。然而，使用具有大型廓高度的HVAC设备会显著降低有价值的头部高度、头部空间和从舱内的能见度。为了避免建筑/结构间隙问题，提高顶高度也是不期望的并且增大了车辆的气动阻力。另一方面，需要足够的冷却功率和足够的风扇容量来冷却车辆的整个驾驶舱并处理车辆中的长空气管道。这是一种与超低型廓设计背道而驰的需求。因此，用于移动应用、特别是用于冷却车辆驾驶舱的普通HVAC设备具有大约120至180mm的最小型廓高度。

因此，强烈期望提供一种具有较低型廓高度同时提供高效率以及足够的冷却功率的HVAC设备，用于冷却车辆的驾驶舱。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有足够的冷却功率的用于冷却车辆驾驶舱的HVAC设备，该HVAC设备具有高效率和超低型廓高度。这些目的通过根据本申请的特征来解决。有利实施例源于根据本申请的其他方面。

所描述的用于车辆的HVAC设备具有风扇单元、热交换器单元和容纳风扇单元和热交换器单元的板状壳体。风扇单元具有至少一个通过电机驱动的叶轮。风扇单元的外壳、例如用于固定至少一个叶轮的支撑构造，可以被视为板状壳体的一部分。热交换器单元形成从风扇单元接收空气的空气管道，其中，热交换器单元包括热交换器，所述热交换器具有至少两个具有不同的工作温度的不同冷却区，所接收的空气连续流经所述不同冷却区，并且其中，不同的工作温度通过温度控制单元控制。温度控制单元可以包括用于操作HVAC设备所必需的控制逻辑以及常见冷却回路的部件。术语“控制逻辑”可以指基于物理值、例如压力和/或温度执行反馈控制的机械对象。温度控制单元可以容纳在板状壳体中。温度控制单元可以单独地控制不同的工作温度。在这点上，术语“单独地”可以意味着每个冷却区的工作温度可以由于(自动)调节周期而改变，以独立于其它冷却区中的工作温度而保持传热过程的效率。叶轮可以具有平行、垂直或倾斜于风扇单元的吸入方向的旋转轴线。吸入空气可以是新鲜空气、舱空气或两者的混合物。在板状壳体的内部，吸入空气可以垂直于其吸入方向从风扇单元吹出。这种机械配置可以允许低型廓高度布局，因为HVAC设备的所有相关部件可以并排布置，并且由于环形叶轮的定向，风扇单元的型廓高度也很低。提供具有至少两个具有不同的工作温度的不同冷却区的热交换器，所接收的空气连续流向所述不同冷却区，在热交换器内部的空气流与热交换器的传热表面之间提供了优化的平衡温度梯度。在给定的冷却功率下，优化的平衡温度梯度提高了所提供的能量效率。在所有冷却区内，优化的平衡温度梯度可以是恒定值。因此，所提供的HVAC设备的总体尺寸可以减小，同时保持所提供的冷却功率和高效率。不同工作区的工作温度是平衡温度梯度的量度。例如，特定冷却区的工作温度可以是该冷却区中特定表面点处的传热表面的平衡温度。不同的工作温度从冷却区到冷却区减小，其中，最初与空气流接触的冷却区具有最高的工作温度。所提供的对整个热交换器的平衡温度梯度的优化允许热交换器布局具有大约40mm的超薄型廓高度，同时以高效率保持输送的冷却功率。此外，HVAC设备可以集成在车辆的顶结构中而无需加厚顶结构。