专利名称：特别用于车厢区域热处理的自主式空调模块的制作方法
技术领域：
本发明属于特别用于车厢的通风、加热和/或空调装置领域。本发明的主题是一种自主式通风、加热和/或空调模块，该模块用于车厢特定区域例如其后部区域的热处理。
背景技术：
使用主通风、加热和/或空调装置来对车厢的后部区域进行热处理已经是已知技术。由于主装置位于车辆的前面，因此通常使用特殊的管道来将由主装置处理过的空气输向车厢的后部区域。以这种方式进行后部区域热处理的缺陷在于空气通过管道输送时引起的气流损失和热损失。这样导致后车厢区域热处理效率的降低。而且，管道的总尺寸需要进行特别的设计规划，以确定所述管道从车厢前面到后面的路线。最后，后车厢区域的热处理取决于前部区域的热处理。
为了解决这些缺陷，已经有人提出在特别的次级通风、加热和/或空调装置的基础上来进行车辆后车厢区域的热处理，该装置放置在例如后座之间或者甚至放置在车辆主体内。这种结构所带来的总尺寸和成本不够理想，应当有所减少。而且，次级装置包括其中循环有热传递流体的空调环路，为了减少与车辆通风相关的成本和将热传递流体在车厢内泄漏的风险降至最低，就需要设法减少单位车辆所需的流体量。
因此已经有人提出通过使用至少一个自主式通风、加热和/或空调模块来对车辆后车辆区域进行热处理，该模块包括叶轮和至少一个由极化电源提供电能的珀尔帖型单元。
例如，文献FR2843446(PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILESSA)提出使用利用珀尔帖单元的热处理模块，该单元的一面被用来对待处理区域进行热处理。该珀尔帖单元与热调节回路以及类似喷嘴或散热器的热提取部件连接，在该回路中循环有热传递流体。
又例如，文献WO9910191(PROTASIEWYTCH ELOIRFERNANDO)提出使用利用珀尔帖单元热处理模块，该单元的一面被用来对待处理区域进行热处理。该珀尔帖单元与装备有泵的热调节回路连接，该泵用来促进热传递流体的循环。
这些模块的缺陷在于它们具有大量的部件，从而造成总体尺寸过大、成本过高。而且，这些部件消耗了一些能量，而人们期望这些能量可以减至最小。最后，这些部件彼此之间的通常结构对于模块而言过于复杂，而理想的模块应当是结构紧凑、质量较轻并且易于安装在车厢中。
发明内容
本发明的目的在于提供以一种克服了上述缺陷的通风、加热和/或空调模块。具体而言，本发明目的在于提供这样一种模块，它的一般结构简单并且具尽可能最少的部件，从而具有较小的总体尺寸，并且其安装对于车厢中的可利用空间来说是比较简单的。本发明目的还在于提供这样一种模块，该模块对于其它车辆设备的使用依赖程度尽可能的小。此外，本发明的目的还在于提供这样一种模块，其中该模块的电能供应和操作控制都尽可能简单高效。最后，本发明目的在于提供这样一种模块，该模块可以通过以简单的方式选择模块运行模式来独立地对特定车厢区域进行热处理。
本发明的模块是一种对将要进行热处理的车厢区域进行通风、加热和/或空调的模块。该模块包括至少一个热处理装置，该装置包括与至少一个叶轮连接的包围腔，并且被设计用来从车厢抽吸空气，然后在包围腔中循环该空气，接着再将该空气排向待处理区域。
根据本发明，至少一个珀尔帖单元容纳在包围腔中，该包围腔包括第一管和第二管，该第一管用于沿着珀尔帖单元的第一面循环所进入的空气，然后该空气被排向待处理区域，该第二管用于沿着珀尔帖单元的第二面循环所进入的空气，然后该空气被从待处理区域尤其是从车厢排出。
具体而言，单元为具有两个相对面的类型，这两个面以相反的方式，即一个吸热而另一个散热。有利的是，通过使电源的极性反向，其表面的热行为也可以反向。叶轮从车厢抽吸空气，该空气的一部分被导向珀尔帖单元的一个面，从而空气与之连接进行热交换。由于取决于施加给珀尔帖单元电源的极性该表面或者是吸热或者是散热，因此有可能冷却或加热沿着该表面循环的吸入空气，然后将其排向待处理区域。叶轮从车厢吸入的空气的另一部分被用来抵抗珀尔帖单元第二面的温度变化，然后这一部分空气被从待处理区域排出，优选地从车厢排出。
所述装置有利地装备有用来控制珀尔帖单元温度和叶轮输送空气速率的装置。
控制装置优选地由电路板(electronic card)承载。根据第一个变形实施例，电路板放置于所述第一管内。根据第二个变形实施例，电路板放置于所述第二管内，尤其是相对于所述第二管内循环气流的珀尔帖单元第二面的上游。
该装置有利地容纳在壳体内，该壳体装备有用来将其固定到车厢结构元件上的装置。例如，该结构元件可以是顶部，也同样可以是地板，或者甚至是车门、座椅或头垫。根据该固定壳体的装置的第一个实施例，它们是将壳体固定到车辆顶部导轨上的装置，该导轨具体而言设置在车厢内的顶部下方。根据该固定壳体的装置的第二个实施例，它们是将壳体嵌入车辆车顶内衬的装置。
壳体有利地在第一腔中容纳叶轮，该第一腔与壳体第二腔形成的包围腔连通。
壳体有利地包括至少一个与叶轮空气入口连接的空气吸入孔和至少两个将空气从壳体排出的空气出口孔，其第一空气出口孔与第一管连通而其第二空气出口孔与第二管连通。
空气吸入孔优选地穿过壳体的至少任一个壁形成，例如壳体的底壁、顶壁或侧壁。
第一空气出口孔优选地穿过壳体的至少任一个壁形成，例如壳体的底壁或壳体的侧壁。
优选地，第一空气出口孔设置有至少一个空气通风口。根据该空气通风口的另一个实施例，该空气通风口被构造成可缩回和/或固定和/或多方向的罩，例如以枢轴连接或倾斜方式安装在壳体上的罩。
第二空气出口孔优选地穿过壳体的至少一个壁形成，例如其后壁。根据一个优选的实施例，第二空气出口孔形成于壳体的上壁中，从而使空气可以通过车辆顶部排到车厢的外面。根据第一个变形实施例，第二空气出口孔与将空气输送到车厢外的附加管连接。根据第二个变形实施例，第二空气出口孔与车辆车顶内衬和顶部之间形成的空气通道连接。在这种情况中，壳体可以直接附接到车辆的车顶内衬，从而使其上表面与所述空气通道连通。应当注意在壳体附接到车辆车顶内衬的情况中，其上表面整个都可以是开口的，而车顶内衬形成了该上表面的闭合盖。
控制装置的起动有利地受到操作装置的控制。这些操作装置优选地由壳体承载，例如由壳体的下壁承载，该壁同样还承载着电路板。
优选地，操作装置另外包括红外线、高频或类似类型的远程控制操作装置。
操作装置有利地包括用于选择珀尔帖单元表面热行为的装置。例如，选择装置与使珀尔帖单元的至少一个电源极性反向的装置关联。在给定多个珀尔帖单元的情况中，选择装置可以与一装置关联，该装置用于在珀尔帖单元的第一串联配线和珀尔帖单元的第二并联配线之间进行选择操作。
叶轮可以是单吸叶轮，同样也可以是双吸叶轮。
珀尔帖单元的一个面有利地装有用来散热的元件。
根据本发明的一个优选变形实施例，模块包括两个热处理装置，这两个装置用来对车厢的各个区域独立地进行处理。在这种情况中，壳体优选地以相邻的方式容纳所述热处理装置。
通过阅读参照附图给出的描述，可以更好地理解本发明，并且与其相关的细节也变得更为清楚明了，其中图1是装有两个本发明的通风、加热和/或空调模块的车厢的示意性剖视图。
图2和图3示出了将空气从本发明模块排到车辆外的各个实施例。
图4和图5是图1所示一个模块的各个实施例的示意性剖视图。
图6和图7是属于图4和图5中模块的珀尔帖单元配线模式的各个示意图。
图8到12是用于本发明模块的珀尔帖单元的示意性剖视图，这些模块装有热沉。
图13是图1和图2所示模块变形实施例的示意性透视图。
具体实施例方式
在图1中，车辆的车厢1装有两个自主式通风、加热和/或空调模块2，该模块固定到车顶3的车顶内衬9。例如，这种固定可以通过以下方式实现，即固定到车厢1中的导轨4或者将模块嵌入形成于车顶内衬9中的外壳内。根据不同的实施例(未示出)，模块2可以固定到车厢1的其它结构元件上，例如地板或门，要不然就是座椅或头垫。一般来说，模块可以固定到车辆和/或其车厢的任何结构元件中，优选地靠近待处理区域5。
每个模块2都用来对车厢1的特定区域5进行热处理，例如根据图示的例子，即为微型厢式车后排座中的一个，以独立地改进乘客所占那些区域5的热舒适程度。该待处理的车辆区域特别是被至少一个乘客占据或可能占据的区域和被一定量待热处理空气包围的区域。
每个模块2包括装有热处理装置7的壳体6，该热处理装置用于将空气从车厢1吸入，从而冷却和/或加热一部分吸入空气然后再将排向待处理区域5，并且相反地，加热和/或冷却吸入空气的另一部分然后将其排到车厢1外面，或者最低限度在待处理区域5的上方排出。
在图2和图3中，模块2固定到车辆的车顶内衬9。如图2所示，取决于车辆的构造，包含于顶部3和车顶内衬9之间的空间在够用时可以用来将空气输送到车辆1的外面。如图3所示，在该空间不够用时，可以使用另外的管道39连接到模块以排出空气。
在图4和图5中，壳体6包括第一腔10，该第一腔通过形成于壳体6壁上的空气吸入孔11与车厢1连通。在图4的变形例中，该壁是壳体的下壁15，空气被从车厢1内部抽吸。在图5的变形例中，该壁是壳体6的上壁40，空气从包含于顶部3和车顶内衬9之间的车厢1空间吸入，从而限制叶轮产生的容易成为使乘客不舒服源头的噪音。
空气通过容纳在第一腔10中的叶轮12进入该腔10内。叶轮12可以是单吸叶轮，也同样可以是双吸叶轮。如图4和5所示，在单吸叶轮的情况中，吸气罩13可以插入空气吸入孔11和叶轮12的空气入口14之间。第一腔10的空气吸入孔11和叶轮12的空气入口14的设计构造可能是各种各样的。例如，在图4和图5中，所述孔11和所述入口14彼此相对以促进空气吸入第一腔10。
第一腔10与壳体6的第二腔连通，该第二腔形成吸入空气与珀尔帖单元18之间的热交换包围腔38。该包围腔38主要包括两个循环管16、17，这些管16、17中的每一个都与第一腔10连接。第一管16与用于将空气排向待处理区域5的第一空气出口孔19连接，而第二管17与用于将空气从待处理区域5排出的第二出口孔20连接。
珀尔帖单元18在第一管16和第二管17之间的中间位置容纳在包围腔38中，从而使单元18的第一面21与在第一管16中循环的空气接触，而单元18的另一面22与在第二管17中循环的空气接触。珀尔帖单元18由极化电源23尤其是车辆电池通过设置在壳体6内的电连接件24提供电能。模块2有利地在壳体6固定到车辆结构元件3上时连接到极化电源23。
由于珀尔帖单元表面21、22中的一面是吸热的而另一面是散热的，因此有可能冷却在一个所述管16、17例如第一管16中循环的空气，而加热在另一管中循环的空气，在示例性的选择中就是第二管17。在第一管16中冷却的空气通过第一出口孔19排向待处理区域5，而第二管17中加热的空气通过第二出口孔20从区域5排出。这种运行的例子尤其在夏天时期使用，以冷却待处理区域5的空气。通过反向设置电源23的极性，就有可能转换珀尔帖单元18两面21、22上的热行为，从而加热在第一管16中循环的空气并且冷却在第二管17中循环的空气。然后第二管17中的冷却空气通过第二出口孔20从待处理区域5排出，而至于第一管16中的加热空气，则通过第一出口孔19排向待处理区域5。这种运行例子尤其用在冬天时期以加热待处理区域5的空气。
取决于乘客是否希望有冷或热空气供应，珀尔帖单元18电源极性的反向特别地根据其指令而发生。热处理装置7装有控制珀尔帖单元18温度和叶轮12空气输送速率的装置25。这些装置25包括例如放置于珀尔帖单元18一面上和/或相应空气循环管中的温度传感器26。根据一个替换实施例，两个温度传感器分别放置在单元的每一面上和/或相应的空气循环管中。控制装置25由放置在第二空气循环管17中的电路板27承载，该第二空气循环管已经由所述板27上的电子部件引导从待处理区域排出热量。控制装置25、26受到操作装置28的控制，该操作装置包括选择元件29、30、31，例如按钮或旋钮，以分别确定珀尔帖单元18的运行温度和叶轮12的空气输送速率。例如，操作装置28包括用于在热处理装置冬季运行模式和夏季运行模式之间进行选择的元件31，以确定珀尔帖单元18电源23的极性，并最终选择加热或冷却待处理区域5的空气。
操作装置28由容纳热处理装置7的壳体6的下表面15承载，从而使车上的乘客可以容易地够到，并且使其可以放置在承载控制装置25的电路板27的附近，从而可以减少所述装置7的配线。操作装置28还可以通过红外线或高频类型的远程控制操作装置来启动。
在图6和图7中，并且在有多个珀尔帖单元18的情况中，选择按钮31是这样一种操作元件，它在图6所示珀尔帖单元18串联配线32的第一种情况和图7所示珀尔帖单元18并联配线33的第二种情况之间进行选择。因此，为了优化对排向待处理区域5的空气的冷却，尤其是在夏季模式中，优选地珀尔帖单元18以串联形式安装，而为了优化对该相同空气的加热，尤其是在冬季模式中，优选地这些珀尔帖单元18以并联形式安装。
具体而言，在图6中，珀尔帖单元18的第一端子41、42分别连接到车辆电源23的正极端子43和负极端子44。主触头45、46或类似物插入到连接件53、54上以让电流流通。附加触头47放置在这些连接件中的一个上，以允许电流流通。珀尔帖单元18的第二端子48、49由次级连接件55互连，次级触头50或类似物插入到该次级连接件55上以让电流流通。附加支路51、52分别将珀尔帖单元18的第一端子41、42与第二端子互连，经过这些附加支路的电流被中断。
在图7中，主触头45、46被转换以使珀尔帖单元18的端子41、42、48、49处的电源极性反向。经过连接件56、57的电流分别将电源23的正极端子43和负极端子44与珀尔帖单元的第二端子48、49连接。附加触头47被转换以在相应珀尔帖单元18的第一端子41处中断其电源，并且允许电流流经相应的附加支路52，从而与连接电源23的正极端子43和相应珀尔帖单元18的连接件57连接。次级触头50被转换以中断流经次级连接件55的电流，并且允许电流一方面流经相应珀尔帖单元18和电源23负极端子44之间的连接件56，另一方面流经将一个珀尔帖单元18第二端子49与另一个珀尔帖单元18第一端子42互连的相应附加支路51，该附加支路与将负极端子44连接到相应珀尔帖单元18的连接件56连接。
在图8到12中，珀尔帖单元18在其每一面21、22装有热沉34、35。例如，热沉34、35由折叠于其上的热传导材料组成。例如，这种材料是铝、石墨、银或金，并且在表面处具有大约0.01到0.2K/W的低热阻。根据另一个实施例，热沉34、35可以由挤压材料组成以减少生产成本并得到复杂的形状。在图8到11中，珀尔帖单元18设置在包围腔38中，并使具有相同热行为的面实质上位于同一个的平面。在图8中，同一个的第一热沉34邻接珀尔帖单元18的所有吸热面21，而第二热沉35邻接珀尔帖单元18的所有散热面22。在图9中，热沉34、35分别邻接相邻珀尔帖单元18的吸热21和散热面22。在图10中，两个相邻珀尔帖单元18的散热面22由同一个的热沉34覆盖，而所有珀尔帖单元18的吸热面21由单个热沉35覆盖。图11示出了从散热面22和吸热21面中的一个到另一个与图10情况相反的变形例。在图12中，珀尔帖单元18布置在包围腔38中，以使具有相同热行为的面基本上位于彼此相反，每一个面21、22都装有各自的热沉34、35。
在图13中，模块2包括两个热处理装置7，这两个装置用于处理车厢1的两个相应区域5，例如右手后区域和左手后区域。空气吸入孔11穿过壳体6的侧壁36形成，该侧壁可以等同地是该壳体6的右边、左边、前面或后面区域，或者甚至穿过多于一个这些侧壁36形成。根据其它实施例(未示出)，吸入孔可以形成于壳体的下壁或上壁中。用来将空气排向待处理区域5的第一空气出口孔19同样形成于所述壳体6的侧壁36中。根据另一实施例(未示出)，第一空气出口孔可以形成壳体的下壁中。第一空气出口孔19设置有空气通风口37，例如那些设置有可倾斜翅片来引导气流通过孔19出来的类型。例如，空气通风口37是按圆筒构造并且可以绕它们的轴枢转360°的类型。根据另一个变形实施例(未示出)，例如作为另一种选择，空气通风口37在第一出口孔19的闭合活片中形成，这些活片以倾斜的方式安装在壳体6上。
第二空气出口孔20穿过壳体6的侧壁36形成，或者作为另一种选择，根据变形例(未示出)，穿过壳体的上壁或壳体的后壁形成，并且同时以不影响乘客热舒适程度的方式设置。
权利要求
1.一种对将要进行热处理的车厢(1)的区域(5)进行通风、加热和/或空气调节的模块，包括至少一个热处理装置(7)，该热处理装置包括与至少一个叶轮(12)连接的包围腔(38)，并且设计用来从车厢(1)吸取空气，然后在包围腔(38)内循环该空气，再将该空气排向待处理区域(5)，其中至少一个珀尔帖单元(18)被容纳在包围腔(38)内，该包围腔包括第一管(16)和第二管(17)，该第一管用于沿着珀尔帖单元(18)的第一面(21)循环所进入的空气，然后该空气被排向待处理区域(5)，该第二管用于沿着珀尔帖单元(18)的第二面(22)循环所进入的空气，然后该空气被从待处理区域(5)排出。
2.根据权利要求1所述的模块，其特征在于所述热处理装置(7)装备有控制珀尔帖单元(18)的温度和叶轮(12)的输送空气速率的装置(25)。
3.根据权利要求2所述的模块，其特征在于控制装置(25)由电路板(27)承载。
4.根据权利要求3所述的模块，其特征在于电路板(27)放置在所述第一管(16)中。
5.根据权利要求3所述的模块，其特征在于电路板(27)放置在所述第二管(17)中。
6.根据前面任一项权利要求所述的模块，其特征在于所述热处理装置(7)被容纳在壳体(6)内，该壳体装备有将其紧固到车厢(1)的结构元件(3)上的装置。
7.根据权利要求6所述的模块，其特征在于壳体(6)在第一腔(10)中容纳着所述叶轮(12)，该第一腔与由壳体(6)的第二腔形成的所述包围腔(38)连通。
8.根据权利要求7所述的模块，其特征在于壳体(6)包括至少一个与叶轮(12)的空气入口(14)连接的空气吸入孔(11)，以及至少两个用于将空气从壳体(6)排出的空气出口孔(19，20)，其第一空气出口孔(19)与第一管(16)连通，而其第二空气出口孔(20)与第二管(17)连通。
9.根据权利要求8所述的模块，其特征在于空气吸入孔(11)穿过壳体(6)的至少任一个壁形成。
10.根据权利要求8和9中任一项所述的模块，其特征在于第一空气出口孔(19)穿过壳体(6)的至少任一个壁形成。
11.根据权利要求10所述的模块，其特征在于第一空气出口孔(19)配置有至少一个空气通风口(37)。
12.根据权利要求11所述的模块，其特征在于空气通风口(37)构造成可缩回和/或固定和/或多方向的罩。
13.根据权利要求8所述的模块，其特征在于第二空气出口孔(20)穿过壳体(6)的至少一个壁形成。
14.根据权利要求13所述的模块，其特征在于第二空气出口孔(20)与附加管连接，该附加管将空气输送到车厢外。
15.根据权利要求13所述的模块，其特征在于第二空气出口孔(20)与形成于车辆的车顶内衬(9)和顶部(3)之间的空气通道连接。
16.根据权利要求6所述的模块，其特征在于用于紧固壳体(6)的装置是将壳体紧固到位于车厢内的车辆的顶部(3)的导轨(4)上的装置。
17.根据权利要求6所述的模块，其特征在于用于紧固壳体(6)的装置是将壳体(6)嵌入车辆的车顶内衬(9)中的装置。
18.根据权利要求2所述的模块，其特征在于控制装置(25)的启动受操作装置(28)的控制。
19.根据权利要求18所述的模块，其特征在于操作装置(28)由壳体(6)承载。
20.根据权利要求19所述的模块，其特征在于操作装置(28)由壳体(6)的下壁(15)承载，该壁同样还承载着所述电路板(27)。
21.根据权利要求18所述的模块，其特征在于操作装置(28)包括远程控制操作装置。
22.根据权利要求18所述的模块，其特征在于操作装置(28)包括用于选择珀尔帖单元(18)的所述面(21，22)的热行为的装置(31)。
23.根据权利要求22所述的模块，其特征在于选择装置(31)与使珀尔帖单元(18)的至少一个电源(23)极性反向的装置关联。
24.根据权利要求22和23中任一项所述的模块，其特征在于设置多个珀尔帖单元(18)，则选择装置(31)与用于在珀尔帖单元(18)的第一串联配线(32)和珀尔帖单元(18)的第二并联配线(33)之间进行选择操作的装置相关联。
25.根据前面任一项权利要求所述的模块，其特征在于叶轮(12)是单吸叶轮。
26.根据权利要求1到23中任一项所述的模块，其特征在于叶轮(12)是双吸叶轮。
27.根据前面任一项权利要求所述的模块，其特征在于该珀尔帖单元(18)的至少一个面(21，22)装备有散热元件(34，35)。
28.根据前面任一项权利要求所述的模块，其特征在于该模块包括两个热处理装置(7)，该两个热处理装置用于单独处理车厢(1)的相应区域(5)。
29.根据权利要求28所述的模块，其特征在于壳体(6)以相邻的方式容纳所述热处理装置(7)。
全文摘要
本发明的主题是一种对将要进行热处理的车厢(1)的区域(5)进行通风、加热和/或空气调节的模块。该模块(2)包括热处理装置(7)，该装置包括包围腔(38)和叶轮(12)，并且设计用来从车厢(1)吸取空气，然后在包围腔(38)内循环该空气，再将其排向待处理区域(5)。珀尔帖单元(18)被容纳在包围腔(38)内，该包围腔包括第一管(16)和第二管(17)，该第一管用于沿着珀尔帖单元(18)的第一面(21)循环所进入的空气，然后该空气被排向待处理区域(5)，该第二管用于沿着珀尔帖单元(18)的第二面(22)循环所进入的空气，然后该空气被从待处理区域(5)排出。
文档编号B60H1/32GK1877224SQ20061008445
公开日2006年12月13日 申请日期2006年5月24日 优先权日2005年5月27日
发明者G·埃里奥特, V·弗亚尔, D·鲁瓦 申请人:法雷奥热力系统公司