CN101332754B - 蒸发器芯子干燥系统 - Google Patents

Abstract

一种蒸发器芯子干燥系统，空气经鼓风机鼓入，鼓入的空气集中于狭窄的断面区域，形成高速吹洗气流，根据适当的吹风算法，逐渐穿过蒸发器芯子区域，从而有效和高效地对蒸发器芯子进行干燥。优选地是，可设置屏障包括位于鼓风机与蒸发器芯子之间的至少一个滚转门。

Description

蒸发器芯子干燥系统

技术领域

本发明涉及一种加热、通风和空气调节(HVAC)系统，尤其是车用HVAC系统。更进一步的是，本发明涉及一种应用于HVAC系统的空气调节部件运行终端的蒸发器芯子干燥系统。

背景技术

车辆的乘员舱经由加热、通风和空气调节系统(在下文中简称为HVAC系统)，从而提供了可以进行环境调节以适应乘员喜好的空间。在此，附图1和2示意性的描述了传统的车辆用HVAC系统10的各方面。

如附图1所示，车辆用HVAC系统10包括HVAC模块10a，HVAC模块10a依次包括：加热器芯子12和蒸发器芯子14，上述两者均用于向车辆的乘员舱16提供经调节的空气。当空气流经加热器芯子12到达车辆的乘员舱16时，经由加热后的冷却剂的流转，加热器芯子12通过对空气加热得以对空气进行调节，其中冷却剂由内燃机18进行加热，并由散热器20进行冷却，以及通过恒温器22进行温度调节。当空气流经蒸发器芯子14到达车辆的乘员舱16时，经由冷却后的制冷剂的流转，蒸发器芯子14通过对空气冷却得以对空气进行调节，其中制冷剂由压缩机24进行压缩，压缩产生的热由散热器26排至大气中，并随后在膨胀过程中冷却。在任何一种情况下，使用者都可以对进入乘员舱的空气温度进行调节。

以下参照附图2对HVAC模块10a进行描述，该模块由封闭的侧壁28所限定。在那里输入的空气，不论是经由提供车辆外部空气的第一进气通道30输入，还是经由相对于乘员舱而提供循环空气的第二进气通道32输入，第一进气通道或第二进气通道的选择均由进气门34确定。鼓风机将空气从第一和第二进气通道吸入，以及吸入的空气38由此流至蒸发器芯子14。温度门40的定位使得吸入的空气全部或部分流过加热器芯子12，或者在空气调节处于最大限度的情况下，将吸入的空气完全旁通。顺流设置的一系列通风门随后引导经过调节的空气以何种方式进入乘员舱，例如：经由地板通风42a的地板通风门42进入，以及经由仪表板通风44a和挡风玻璃(除霜)通风44b的仪表板/挡风玻璃通风门44进入。

在典型的HVAC系统的空气调节运行过程中，蒸发器芯子14冷却流经蒸发器盘管的空气。空气流过了蒸发器芯子，由于丧失了水分，从而变得更冷和更干燥。通常，从空气中俘获的水分会聚集在蒸发器芯子的表面上，向下流动，并经排出管46排出。然而，并非所有积聚的水分都离开了蒸发器芯子，而是依赖于水分的总量和环境的状况，尤其是在高温和高湿的情况下就更为明显。滞留于蒸发器芯子上的水是一个问题，这是由于聚集的水分会使乘员感觉到鼓风机输送进入的空气的潮湿，闻到细菌和微生物繁殖所产生的异味，并且，从机械的视角来看，蒸发器芯子还存在潜在的生锈的可能。因此，非常需要在任何车辆停驶的情况下，都能够确保去除积聚在蒸发器芯子上的水分。

目前的HVAC系统在发动机停车之后，使鼓风机间歇性地短期运转以去除尽可能多的水分(根据在HVAC系统领域内公知的吹风算法)。吹风算法确定了在同一时间内，鼓风机向蒸发器芯子的全体表面吹风，这意味着吹气的气流速度是低的，作为结果，在鼓风机关机之前，不一定能够去除蒸发器芯子的全部水分。此外，水分的去除速率也受到了车辆蓄电池电压的限制，因此，在潮湿的环境下效率低。因此，有时候有必要使用UV灯(紫外线灯)除去细菌的繁殖，UV灯的使用需要附随的包装、成本和维护。

因此，在这一技术领域需要一种效率高且有效的方式，能够去除HVAC系统蒸发器芯子的水分。

发明内容

本发明是一种蒸发器芯子干燥系统，由鼓风机鼓动的空气集中为狭窄断面上的高速吹洗气流，逐渐越过蒸发器芯子区域，根据恰当设计的吹风算法，使得能够高效和有效地干燥蒸发器芯子。

根据本发明的蒸发器芯子干燥系统，使用了与蒸发器芯子(鼓风机的下游)毗邻并位于其上游的可设置屏障。可设置屏障可以进行动态的设置，从蒸发器芯子完全暴露在鼓风机的气流中的全开状态，直到蒸发器芯子仅在一个狭窄的断面区域内暴露在鼓风机的气流中的缝隙状态，其中缝隙逐渐移动穿过蒸发器芯子区域(例如：逐渐地从一侧至另一侧；例如：以垂直、水平或倾斜地方式)。

在使用车辆HVAC系统期间，对蒸发器芯子干燥系统进行操作时，可设置屏障处于其全开状态。然而，当算法实施时，可设置屏障处于缝隙状态，其中缝隙位于蒸发器芯子区域的一侧，随后逐渐移动至相对的一侧。鼓风机的运行在可设置屏障与鼓风机之间产生了高气压区域，在可设置屏障的下游形成了低气压区域，其中具有不同气压差的两个区域经缝隙互相连通。作为穿过缝隙气压下降的结果，快速移动的高速吹洗气流从那里穿过，随着缝隙逐渐越过蒸发器芯子，以渐进的方式对蒸发器芯子进行干燥。

根据蒸发器芯子干燥系统的优选实施例，可设置屏障是由滚转门系统所构成的，滚转门系统可选择地由可作动的双滚转门或者可选择地由可作动的单滚转门构成。

因此，本发明的一个目标是提供一种蒸发器芯子干燥系统，高速吹洗空气气流逐渐穿过蒸发器芯子区域，从而高效和有效地干燥蒸发器芯子。

本发明其它的目标、特征和优点，根据对于优选实施例的以下说明，能够更为清楚。

附图说明

附图1是根据现有技术的车辆HVAC系统运行环境的示意图。

附图2是根据现有技术的车辆HVAC系统模块的示意图。

附图3A是车辆HVAC系统模块的示意图，包括根据本发明的蒸发器芯子干燥系统，其中蒸发器芯子干燥系统的可设置屏障处于全开的设置状态。

附图3B是车辆HVAC系统模块的示意图，包括根据本发明的蒸发器芯子干燥系统，其中蒸发器芯子干燥系统的可设置屏障此时处于其开缝设置状态。

附图4A是沿着附图3B中的4A-4A线，根据本发明的蒸发器芯子干燥系统的可设置屏障的第一种优选方式的透视图，具有一对相分离的可作动的滚转门，其中每一滚转门采用可转动面板形式，可转动面板由柔性的面板组成。

附图4B是根据本发明的蒸发器芯子干燥系统的可设置屏障的第一种优选方式的透视图，具有一对相分离的可作动的滚转门，其中每一滚转门采用可转动面板形式，此时的可转动面板由多个相毗邻的铰接部分组成。

附图5A-5F是根据本发明的蒸发器芯子干燥系统的运转过程中，对于附图4A和4B中的滚转门逐渐进行作动的描述。

附图6A是根据本发明的吹风算法中各步骤的方块图。

附图6B是用于实施附图6A中吹风算法的部件图。

附图7是根据本发明的蒸发器芯子干燥系统的可设置屏障的第二种优选方式的透视图，均有单一的可作动的滚转门。

附图7A是附图7中的可折叠门的平面部件的平面图。

具体实施方式

现在参照附图(附图3A-7A)，对于实施根据本发明的蒸发器芯子干燥系统的各个细节进行描述。

首先参照附图3A和3B，对HVAC系统模块100进行描述，包括根据本发明的蒸发器芯子干燥系统102。

以下参照附图2进行示例性的说明，HVAC系统模块100限定于侧壁104的封闭空间，输入的空气或者是通过提供车辆外部空气的第一进气通道106，或者是通过相对于乘员舱而提供循环空气的第二进气通道108，选择第一进气通道还是第二进气通道的选择均由进气门110确定。鼓风机112将空气从第一和第二进气通道吸入，以及吸入的空气134由此流至蒸发器芯子114。温度门116的定位使得空气部分流过加热器芯子118，或者在空气调节处于最大限度的情况下，吸入的空气完全被旁通。顺流设置的一系列通风门随后引导了经过调节的空气以何种方式进入乘员舱，例如：经由地板通风120a的地板通风门120进入，以及经由仪表板通风122a和挡风玻璃(除霜)通风122b的仪表板/挡风玻璃通风门122进入。在空气调节运行的过程中，积聚在蒸发器芯子上的水经由排出管124排出。

蒸发器芯子干燥系统102包括可设置的屏障130，附图3A中显示于的是处于全开的设置状态，在附图3B中显示的是处于开缝设置状态。

附图3A描述了在发动机运转期间，车辆HVAC系统的运行，HVAC系统总体上用于根据需要经由加热、通风和空气调节，对于进入乘员舱的空气进行调节。在此种模式下，HVAC系统模块100是在可设置的屏障130没有进行阻挡的模式下运行(类似于传统的运行模式)，此时可设置的屏障处于全开的设置状态，在那里形成的开口132区域大体上与蒸发器芯子的区域一样大，因此，允许鼓入的空气134自由流过。

附图3B描述了车辆HVAC系统在执行吹风算法期间的运行状况(参见以下对于附图6A和6B的描述)。可以看出，可设置的屏障130现在从附图3A中的全开设置状态进入开缝设置状态，在此，开口132减小为缝隙136。在执行吹风算法期间，在鼓风机运行期间，经由高速吹洗空气逐渐移动的气流134’，蒸发器芯子114得到干燥，高速吹洗空气是由缝隙136中的鼓入空气134形成的。

在干燥蒸发器芯子114的操作中，气流134’由高气压区域HP与低气压区域LP之间的压差形成，每一气压区域位于设置的屏障130的各侧，其中两个不同的气压区域经由缝隙136互相连通。根据吹风算法，可设置的屏障130连续地进行设置，使得缝隙(保持恒定的宽度)之间移过蒸发器芯子114的全部区域，由于蒸发器芯子逐渐地暴露于气流134’，因此，蒸发器芯子逐渐地得到干燥，直到整个蒸发器芯子都得到干燥时为止。

应当注意到，描述于附图3B的缝隙136是在垂直地平面上逐渐移动的，因此可以认识到，缝隙可以进行其它方向上的定位，并且在其它的方向上移动(例如：水平方向，或者是水平方向与垂直方向之间的任意角度上)，从侧壁104的一侧逐渐的穿过蒸发器芯子区域到达另一侧。此后，设置的屏障130在此设置为附图3A中的全开设置状态(例如：缝隙136在此变为开口132)。

现在参照附图4A和4B，对可设置屏障102’的第一(更)优选的方式102”进行描述，其由一对相分离的可作动的滚转门构成。

如附图4A所示，每一滚转门140a、140b由采用柔性面板形式的可转动面板142a、142b构成，例如：柔性的塑料面板，每一可转动的面板在各自的卷轴(未显示)上卷绕为144a、144b。每一卷轴均连接至各自的电机146a、146b，例如：步进电机，能够卷绕或展开其各自的可转动面板142a、142b，其中可转动面板142a、142b在每一侧由导向槽148a、148b进行导引。每一可转动面板142a、142b具有各自的前缘150a、150b，其中各前缘之间的彼此相对位置限定了可设置的屏障102’全开状态，从而提供了开口(根据附图3A)，以及提供了所示出的缝隙136’那样的缝隙设置(根据附图3B)。

现在参照附图4B，可设置的屏障102”的变形在于，一对滚转门140a’、140b’由可转动面板142a’、142b’构成，并采用多个部分构成的可折叠的面板形式，各部分以在滚转门技术领域所公知的相邻部分彼此相互铰接的方式构成，其中附图4B中同一标记表示与附图4A中的零件相同的功能。

附图3A和3B中的蒸发器芯子干燥系统的操作将额外的参照附图5A-6B进行详细说明。

附图6A中的吹风算法200开始运行的时间，典型的是发动机关闭的时候。在执行方块图210时，鼓风机启动，并提供气流134，其中可设置的屏障130最初处于全开的状态，从而提供了开132(在附图4A中，滚转门140a、140b均可以滚转，其中前缘150a、150b相互分离得足够开，从而形成了开口)。这是在发动机运转期间的通常设置。

其次，执行方块图212，其中一个滚转门(上部的滚转门)展开，在蒸发器芯子114的一侧形成可设置的屏障的缝隙设置，从而提供了该缝隙设置的缝隙136，如附图5B所示的那样。在执行方块图214时，滚转门一致的卷绕或展开，使得缝隙保持一致的宽度，并且逐渐地在移动过蒸发器芯子114的区域，如附图5B-5E所示的那样，在快速移动的过程中，穿过缝隙136的气流134’逐渐的干燥蒸发器芯子。缝隙的宽度和缝隙的移动速率均是预先确定的，与鼓风机和蒸发器芯子的规格相关联，从而提供了最大的水分去除率，并且平衡了车辆电池的充电状态(鼓风机是由电池的电压驱动的)，从而能够在所有的时间都允许吹风算法。

在执行方块图216时，通过其中一个滚转门(下部的滚转门)向下滚动，使得滚转门重置为全开状态，如附图5F和5A所示。

最后，在执行方块图218处关闭鼓风机。

附图6B是实施附图6A中的吹风算法的部件示意图300。方块图312内的电子控制模块(ECM)或者其它的装置根据吹风算法200进行编程，可以接收或者不接收来自于方块图310(在优选的实施例中，不设置方块图310)内的一个或多个输入传感器的输入。ECM将指令传送至方块图314的鼓风机，方块图316内的滚转门电机执行上文所述的吹风算法。缝隙逐渐穿过蒸发器芯子的移动速率是根据吹风算法预先确定的，或者根据来自于方块图310所探测到的水分、温度和湿度等进行动态调节。

应当认识到，可设置的屏障能够以任何适当的方式实施。例如，如附图7所示，描述了替代性的可设置的屏障102”’，其由单一的滚转门160构成。单一的电机146将该门卷绕，以及单一的弹簧162偏置卷绕的回位(替代性的是，也可以使用两个电机)。滚转门由可滚转的面板142构成，例如：可以由柔性面板的方式或者是由多个铰接组成的可折叠面板构成，并且由导向槽148a”、148b”进行导引。可滚转的面板142具有预成型的缝隙136”’，以及预成型的开口132”’，如附图7A所示。因此，根据位于各自的卷轴上的卷绕144a”、144b”上的可转动面板的转动范围，可以提高开口设置或者缝隙设置，在缝隙设置的状态下，缝隙逐渐移动，使得能够提供类似于附图5A-5F中所描述的设置。

因此，可以认识到，本发明提供了硬件和控制方法：a)优化了发动机关闭后的水分去除率；b)由于蒸发器芯子具有最少量的(或不存在)水分，因此可以在下一次驾驶员启动发动机时，去除风挡玻璃上产生雾气的潜在可能；c)提供效益好的诸如热泵和热空气循环之类的快速加热技术，能够如加热装置那样使用蒸发器芯子(由于水分聚集和风挡玻璃起雾，因此，传统的蒸发器芯子不能以此种方式进行使用)；最后，d)消除了对于UV灯的需要。

对于本领域的普通技术人员而言，上文所述的优选实施例可以进行改变或变形。此类改变或变形能够在不脱离本发明的范围的情况下进行实施，本发明的范围仅受随附的权利要求的范围的限定。

Claims (13)

1.一种蒸发器芯子干燥系统，包括：

加热、通风和空气调节模块，包括：

蒸发器芯子；以及

鼓风机；

可设置屏障，位于所述的蒸发器芯子与所述的鼓风机之间，并且与蒸发器芯子毗邻并位于所述蒸发器芯子上游，所述的可设置屏障能设置于全开状态与缝隙状态之间，其中处于所述的全开状态时，所述的可设置屏障的开口不限定所述的蒸发器芯子暴露于所述的鼓风机气流的断面，其中处于所述的缝隙状态时，所述的可设置屏障的缝隙局部地限定了所述的蒸发器芯子暴露于所述的鼓风机气流的断面；以及

将所述的缝隙状态时的缝隙逐渐穿过所述的蒸发器芯子的移动装置。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述的移动装置包括实施预定吹风算法的电子电路。

3.如权利要求1所述的系统，其中所述的可设置屏障包括至少一个滚转门。

4.如权利要求3所述的系统，其中所述的至少一个滚转门包括：至少一个选择性的可转动面板，以及至少一个作动器，用于选择性地卷绕所述的至少一个可转动面板。

5.如权利要求4所述的系统，其中所述的至少一个滚转门包括：一对滚转门，每一所述的滚转门具有各自的前缘；其中通过改变所述的前缘相对于彼此之间的间隙，能够选择性的提供所述的可设置屏障的全开和缝隙状态。

6.如权利要求5所述的系统，其中所述的移动装置包括实施预定吹风算法的电子电路。

7.一种用于干燥加热、通风和空气调节系统的蒸发器芯子的方法，包括以下步骤：在与蒸发器芯子毗邻的位置鼓入空气，鼓入的空气基本上穿过了蒸发器芯子的全部断面区域；鼓入空气的断面限定至预定的小断面，所述的小断面远小于所述的蒸发器芯子的全部断面区域，其中所述的小断面与所述鼓入的空气相结合，提供了穿过所述的小断面吹在所述的蒸发器芯子上的高速吹洗气流；以及逐渐移动所述的小断面，基本上逐渐穿过了所述蒸发器芯子的全部断面区域。

8.如权利要求7所述的方法，还包括在所述逐渐移动的步骤之后，相对于所述蒸发器芯子的全部断面区域而言不限定所述鼓入空气的断面区域。

9.如权利要求8所述的方法，其中实施所述的步骤是根据预定的基于计算机的吹风算法。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述的限定步骤、逐渐移动的步骤和不限定的步骤是通过对于可设置屏障进行选择性的设置而实施的。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述选择性的设置包括选择性地转动至少一个滚转门。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述选择性的设置包括选择性的转动一对滚转门。

13.如权利要求12所述的方法，所述选择性的转动一对滚转门的步骤包括：相对于另一滚转门转动其中一个滚转门，从而提供了全开的设置，其中基本上将所述蒸发器芯子的全部断面区域暴露于所述鼓入的空气中；以及相对于另一滚转门转动其中一个滚转门，从而提供了缝隙设置，其中所述的缝隙设置提供了所述的小断面；以及所述的逐渐移动的步骤包括：转动两个滚转门，逐渐移动所述缝隙设置的缝隙逐渐地穿过所述蒸发器芯子。

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