一种车用新型冷热空调及其组件的制作方法

本实用新型涉及车用空调，尤其涉及一种可以制冷和制热的车用新型冷热空调、以及构造这种空调的组件。

背景技术：

如图1和图2所示，现有车用空调的制冷部分由安装在空调进风通道103中的蒸发器106、以及安装在车身的压缩机108和冷凝器等通过管道107连接构成，制热部分由安装在空调进风通道103中的、并通过水管105与发动机的水箱相连通的加热器芯104构成，在空调进风通道103的进风口101安装有鼓风机102，用于吸入外界空气。制冷时，鼓风机和压缩机工作，将外界空气吸入、经空调进风通道进入车厢内，当空气通过蒸发器时与蒸发器发生热交换，将空气中的热量带走，从而实现对空气制冷。制热时，鼓风机和加热器芯工作，将外界空气吸入、经空调进风通道进入车厢内，当空气通过加热器芯时与加热器芯发生热交换，使空气变热，从而实现对空气制热。

随着新能源汽车尤其纯电动汽车的兴起，由于没有了发动机，无法实现上述制热，而且，由于压缩机等设备功耗高，使得新能源汽车有限的续航能力大打折扣。因此有必要开发一种车用新型冷热空调。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种车用新型冷热空调及其组件。

为达上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种车用新型冷热空调组件，其包括制冷装置、制热装置、第三储液箱以及泵；所述制冷装置包括：平铺设置的若干半导体制冷片；设置在所述半导体制冷片的冷端的、用于热交换的第一气体通道；以及设置在所述半导体制冷片的热端的第一储液箱；所述制热装置包括：平铺设置的若干金属陶瓷发热片；设置在所述金属陶瓷发热片的热端的、用于热交换的第二气体通道；以及设置在所述金属陶瓷发热片的另一端的第二储液箱；所述泵、第一储液箱、第二储液箱和第三储液箱通过管道相连构成一个循环系统，所述循环系统内装有液态传热介质。

优选地，所述半导体制冷片的冷端和所述第一气体通道之间设置有导热系数大于所述第一气体通道的导热系数的第一导热片。

优选地，所述金属陶瓷发热片的热端和所述第二气体通道之间设置有导热系数大于所述第二气体通道的导热系数的第二导热片。

优选地，所述第一导热片和第二导热片为氮化铝片。

优选地，所述第一储液箱的导热系数小于所述第一气体通道的导热系数，所述第二储液箱的导热系数小于所述第二气体通道的导热系数。

优选地，所述第一储液箱和所述第二储液箱均具有隔板，所述隔板将所述第一储液箱的内部和所述第二储液箱的内部分隔成曲折的液流通道。

优选地，所述第一气体通道的内部和所述第二气体通道的内部分别设置有用于减小气体流速的气阻单元。

优选地，所述气阻单元为金属网、或气体通道的内壁突出的鳍片。

一种车用新型冷热空调，其包括空调进风通道和安装在空调进风通道的进风口的鼓风机，进一步还包括上述任意一项所述的车用新型冷热空调组件，所述车用新型冷热空调组件的制冷装置和制热装置安装在所述空调进风通道中，所述车用新型冷热空调组件的泵和第三储液箱安装在车身。

优选地，所述制冷装置与空调进风通道之间、以及所述制热装置与空调进风通道之间设置有隔热体。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

本实新型采用金属陶瓷发热片作为热源，制热过程不依赖发动机，从而可以应用于新能源汽车。其采用半导体制冷片作为冷源、省去了压缩机等高功耗设备，可有效提高新能源汽车的续航能力，同时由于没有制冷剂，有利于环保。

附图说明

图1为现有车用空调的制热部分的原理图；

图2为现有车用空调的制冷部分的原理图；

图3为第一实施例车用新型冷热空调组件的构成图；

图4为制冷装置的结构示意图；

图5为半导体制冷片的组合示意图；

图6为制热装置的结构示意图；

图7为俯视状态下储液箱的内部结构示意图；

图8为第二实施例车用新型冷热空调组件的制冷装置的结构示意图；

图9为第二实施例车用新型冷热空调组件的制热装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

第一实施例：

请参照图3，第一实施例车用新型冷热空调组件包括：制冷装置10，制热装置20，第三储液箱30，泵50。

请参照图4，制冷装置10包括：平铺设置的若干半导体制冷片13；设置在所述半导体制冷片13的冷端(图4中为下端)的、用于热交换的第一气体通道15；以及设置在所述半导体制冷片13的热端(图4中为上端)的第一储液箱11。

第一气体通道15采用导热系数较好的材料制成，以能够将半导体制冷片13将生的冷量迅速传递给其内部的空气。此外，为了使经过第一气体通道15的空气快速变冷，在第一气体通道15的内部设置有用于减小气体流速的第一气阻单元17，通过设置第一气阻单元17，一方面减小气流速度，使空气与第一气体通道15充分热交换，另一方面，气阻单元15可以增大空气与第一气体通道15的接触面积，加快热交换。图4中的第一气阻单元17为第一气体通道15的内壁突出的鳍片。作为另一种实施方式，第一气阻单元也可是一层或多层结构的网体，优选金属网，采用金属网是由于其不但可以减小气流速度，而且具有导热功能。

半导体制冷片13也叫热电制冷片。其利用半导体材料的peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，从而实现制冷的目的。其由于没有滑动部件，不需任何制冷剂，因而具有噪音小、寿命长、可靠性好、环保等优点。目前市售的半导体制冷片20片可达1400w的冷量，三厢车使用7至10片半导体制冷片即可。

请结合图4、图5，在第一气体通道15的上端设置有第一胶垫14，第一胶垫14设置有若干安装孔，若干半导体制冷片13嵌在第一胶垫14上的安装孔中、冷端与第一气体通道15的上端面贴合。

第一储液箱11设置在第一胶垫14上，其底端与半导体制冷片13的热端贴合。通过螺杆16将第一储液箱11和第一气体通道15固定。第一储液箱11内装有液态传热介质，如水、油等，第一储液箱11设置有第一进液口18和第一出液口19，以实现液态传热介质循环。半导体制冷片13工作时，在冷端产生冷量的同时，热端会产生热量，如果热端的热量不消除，会影响冷端继续产生冷量。通过设置上述第一储液箱11来带走半导体制冷片13热端产生的热量，来实现其冷端持续、高效地产生冷量。

请参照图6，制热装置包括：平铺设置的若干金属陶瓷发热片23；设置在所述金属陶瓷发热片23的热端(图6中为下端)的、用于热交换的第二气体通道25；以及设置在所述金属陶瓷发热片23的另一端(图6中为上端)的第二储液箱21。

第二气体通道25也采用导热系数较好的材料制成，以能够将金属陶瓷发热片23将生的热量迅速传递给其内部的空气。此外，为了使经过第二气体通道25的空气快速变热，在第二气体通道25内设置有用于减小气体流速的第二气阻单元27。图6中的第二气阻单元27为第二气体通道25的内壁突出的鳍片。第二气阻单元也可以采用一层或多层结构的金属网或其它材质的网体等。

金属陶瓷发热片23，即metalceramicsheater，简称mch，是一种将金属钨或者是钼锰浆料印刷在陶瓷流延坯体上，经过热压叠层，然后在1600℃氢气氛保护下，陶瓷和金属共同烧结而成的陶瓷发热体，具有耐腐蚀、耐高温、寿命长、高效节能、温度均匀、导热性能良好、热补偿速度快等优点，而且不含铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯、多溴二苯醚等有害物质，符合欧盟rohs等环保要求。其工作温度100～230℃，最高温度可达500～700℃，30秒内可达工作温度。

在第二气体通道25的上端设置有第二胶垫24，第二胶垫24设置有若干安装孔，若干金属陶瓷发热片23嵌在第二胶垫24上的安装孔中、热端与第二气体通道25的上端面贴合。

第二储液箱21设置在第二胶垫24上，其底端与金属陶瓷发热片23的另一端(图6中为上端)贴合。通过第二螺杆26将第二储液箱21和第二气体通道25固定。第二储液箱21内装有液态传热介质，如水、油等，第二储液箱21设置有第二进液口28和第二出液口29，以实现液态传热介质循环。第二储液箱21用于避免金属陶瓷发热片23烧坏。

进一步参照图3，所述泵30、制冷装置10的第一储液箱、制热装置20的第二储液箱和第三储液箱30通过管道40相连构成一个循环系统，所述循环系统内装有液态传热介质。在泵50的作用下，液态传热介质在制热装置20、制冷装置10和第三储液箱30之间循环。

制冷工作原理：工作时，外界空气经过制冷装置10的第一气体通道15进入车厢内，半导体制冷片13产生的冷量经第一气体通道15，传递给经过该第一气体通道15的空气，使空气变冷，达到对空气制冷的目的，在此过程中，泵50工作，驱动液态传热介质循环流动，通过第一储液箱11将半导体制冷片13热端产生的热量带走，使半导体制冷片13的冷端持续、稳定地输出冷量，实现持续制冷。

制热工作原理：工作时，外界空气经过制热装置20的第二气体通道25进入车厢内，金属陶瓷发热片23产生的热量经第二气体通道25，传递给经过该第二气体通道25的空气，使空气变热，达到对空气制热的目的，在此过程中，泵50工作，驱动液态传热介质循环流动，通过第二储液箱21将金属陶瓷发热片23的部分热量带走，使金属陶瓷发热片23的热端持续、稳定地输出热量，实现持续制热。

作为优选实施方式，第一储液箱11的导热系数小于第一气体通道15的导热系数，第二储液箱21的导热系数小于第二气体通道25的导热系数。这样可以使储液箱与内装的液态传热介质更充分地热交换。

此外，如图7所示，优选在第一储液箱11和第二储液箱21设置隔板211，所述隔板211将第一储液箱11的内部和第二储液箱21的内部分隔成曲折的液流通道。这样可以增加液态传热介质在储液箱内的停留时间，使储液箱与内装的液态传热介质更充分地热交换。

第二实施例：

与第一实施例相同，第二实施例车用新型冷热空调组件同样包括：制冷装置10，制热装置20，第三储液箱，泵。且，它们之间的连接关系也与第一实施例相同。所不同的是：第二实施例进一步在制冷装置10中和制热装置20中设置了导热片。

请参照图8，在制冷装置10中，半导体制冷片13的冷端(图8中为下端)和第一气体通道15之间设置有导热系数大于第一气体通道15的导热系数的第一导热片13’。这样，能够更加高效地将半导体制冷片13产生的冷量传导给第一气体通道15、进而传递给通过第一气体通道15进入车厢的空气，实现更高效的制冷。其中，第一导热片13’优选但不限于氮化铝片。

请参照图9，在制冷装置20中，金属陶瓷发热片23的热端(图9中为下端)和第二气体通道25之间设置有导热系数大于第二气体通道25的导热系数的第二导热片23’。这样，能够更加高效地将金属陶瓷发热片23产生的热量传导给第二气体通道25、进而传递给通过第二气体通道25进入车厢的空气，实现更高效的制热。其中，第二导热片23’优选但不限于氮化铝片。

第三实施例：

一种车用新型冷热空调，其包括空调进风通道和安装在空调进风通道的进风口的鼓风机，这部分与现有车用空调是相同的。不同之处在于：本车用新型冷热空调还包括上述任一实施例的车用新型冷热空调组件，其中，车用新型冷热空调组件的制冷装置10和制热装置20安装在所述空调进风通道中，泵50和第三储液箱30安装在车身。

进一步还可以在制冷装置10与空调进风通道之间、以及制热装置20与空调进风通道之间分别设置隔热体，以避免热量和冷量通过空调进风通道损失。

本实用新型车用新型冷热空调组件不但可以用于新车上，而且可以用于旧车空调改造。

上述通过具体实施例对本实用新型进行了详细的说明，这些详细的说明仅仅限于帮助本领域技术人员理解本实用新型的内容，并不能理解为对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员在本实用新型构思下对上述方案进行的各种润饰、等效变换等均应包含在本实用新型的保护范围内。