专利名称：一种制热空调系统、及汽车的制作方法
技术领域：
本发明属于空调领域，尤其涉及一种制热空调系统、及汽车。
背景技术：
在寒冷的冬天，使用空调进行制热时，通常是在刚启动的一段时间内只让加热装置对风道内的冷空气进行加热，直到空气温度达到设定温度时，风机才开始工作，将经过加热装置加热的暖风吹出，以达到防冷风的目的。然而这种延迟送风的空调具有以下缺点1.在风机开启之前，加热装置一直对空调箱体内静止的空气进行加热，对加热装置周围的材料温度冲击较大，因此对材料要求较高，成本会有所增加；2.即使空气在加热装置预热一段时间后达到设定的温度，但由于冬天风道本身温度极低，部分冷空气还未来得及加热就会在体积膨胀的热空气的排挤下进入室内，未能从根本上解决防止冷风进入室内的问题。
发明内容本发明为解决以上技术问题之一，提供一种防冷风的制热空调系统，并且对加热装置周围材料要求不高，从根本上防止冷风进入室内。本发明的另外一个目的是提供一种具有制热空调系统的汽车。为达到上述目的，本发明提供一种制热空调系统，包括主风道，以及位于主风道内的风机和加热装置，所述主风道两端分别设有进风口和出风口，所述系统还包括循环风道、循环风道风门、出风风门、温度检测装置、湿度传感器、加湿器以及控制装置，所述循环风道可通过分别设置在其两端的循环进风口和循环出风口与所述主风道连通，所述循环进风口与循环出风口分别位于所述加热装置的出风侧和进风侧；所述循环风道风门用于连通或阻断所述循环风道与主风道；所述出风风门用于开启或关闭所述出风口 ；所述温度检测装置位于所述出风口处，用于检测出风口处空气的温度；所述湿度传感器位于所述出风口处，用于检测出风口处空气的湿度；所述加湿器位于所述出风口处，用于对出风口处空气加湿；所述控制装置用于接收所述温度检测装置的检测温度值，并依据所述检测温度值与设定温度值的比较结果向循环风道风门以及出风风门输出开启或关闭的控制信号；当所述检测温度值小于设定温度值时，控制装置控制循环风道风门连通所述循环风道与主风道，以及控制出风风门关闭出风口 ；当所述检测温度值大于或等于设定温度值时，控制装置控制循环风道风门阻断所述循环风道与主风道，以及控制出风风门开启出风口 ；所述控制装置还用于接收所述湿度传感器的检测湿度值，根据检测湿度值与设定湿度值比较以控制加湿器开启或关闭。优选地，所述循环风道风门包括第一风门和第二风门，所述第一风门用于开启或关闭所述循环进风口，所述第二风门用于开启或关闭所述循环出风口 ；所述第一、第二风门均开启所述循环进风口、循环出风口时，循环风道风门连通循环风道与主风道；所述第一风门关闭所述循环进风口和/或第二风门关闭所述循环出风口时，循环风道风门阻断循环风道与主风道。优选地，所述循环进风口与出风口相邻，所述第一风门和出风风门共用，用于开启循环进风口的同时关闭出风口或开启出风口的同时关闭循环进风口。优选地，所述加热装置为PTC芯体，所述制热空调系统还包括驱动所述PTC芯体的PTC驱动器及散热模块；所述PTC驱动器位于所述主风道外，所述控制装置向所述PTC驱动器输出开启或关闭的控制信号，所述PTC驱动器进一步驱动PTC芯体加热；所述散热模块一端与PTC驱动器接触，另一端伸入主风道内。优选地，所述散热模块伸入主风道靠近进风口的一端。 优选地，所述主风道内还设有蒸发器和冷热选择风门，所述主风道在蒸发器出风侧分设为加热风道和直通风道，所述加热装置位于加热风道内，加热风道和直通风道在加热装置出风侧合并为主风道；所述冷热选择风门与所述控制装置连接，接受控制装置的控制信号以单一地使加热风道或直通风道与蒸发器出风侧的主风道连通。优选地，所述进风口包括室内进风口和室外进风口，所述进风口处还设有进风转换风门，控制装置控制进风转换风门在室内进风口或室外进风口之间单一地选择开启。优选地，所述循环出风口与所述进风口相邻。另外，本发明还提供一种汽车，包括本发明所述的制热空调系统。本发明的有益效果是循环风道可以使未达到设定温度的空气在主风道内循环加热，并且流动的空气可以带走加热装置周围材料的热量，降低材料受到的温度冲击。进行循环加热时，出风风门可将出风口关闭，避免冷空气从出风口吹出，从根本上防止冷风进入室内。另外，湿度传感器和加湿器可对从出风口送出的空气进行加湿，提高舒适性。
图1是本发明提供的制热空调系统循环加热时的示意图。图2是本发明提供的制热空调系统吹暖风时的示意图。图3是本发明提供的控制装置的示意图。图4是本发明提供的制热空调系统制热方法流程图。图中标记1-主风道、11-进风口、111-室内进风口、112-室外进风口、113-进风转换风门、12-出风口、121-出风风门、13-加热风道、14-直通风道、15-冷热选择风门、2-蒸发器、3-风机、31-调速模块、41-加热装置、42-PTC驱动器、43-散热模块、5-循环风道、51-循环进风口、511-第一风门、52-循环出风口、521-第二风门、6-温度检测装置、7-控制装置、81-第一电机、82-第二电机、83-第三电机、91-湿度传感器、92-加湿器。
具体实施方式
[0030]为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。参阅图1-2，本发明提供一种制热空调系统，包括主风道1，以及位于主风道I内的风机3和加热装置41，所述主风道I两端分别设有进风口 11和出风口 12，所述系统还包括循环风道5、循环风道风门、出风风门121、温度检测装置6、湿度传感器91、加湿器92以及控制装置7，所述循环风道5可通过分别设置在其两端的循环进风口 51和循环出风口 52与所述主风道I相通，所述循环进风口 51与循环出风口 52分别位于所述加热装置41的出风侧和进风侧；循环风道风门，用于连通或阻断所述循环风道(5)与主风道(I);所述出风风门121用于开启或关闭所述出风口 ；所述温度检测装置6位于所述出风口处，用于检测出风口处空气的温度；所述湿度传感器91位于所述出风口处，用于检测出风口处空气的湿度；所述加湿器92位于所述出风口处，用于对出风口处空气加湿；所述控制装置7用于接收所述温度检测装置6的检测温度值，并依据所述检测温度值与设定温度值的比较结果向循环风道风门以及出风风门121输出开启或关闭控制信号；当所述检测温度值小于设定温度值时，控制装置7控制循环风道风门连通所述循环风道5与主风道1，以及控制出风风门121关闭出风口 12 ;当所述检测温度值大于等于设定温度值时，控制装置7控制循环风道风门阻断所述循环风道5与主风道1，以及控制出风风门121开启出风口 12 ;所述控制装置还用于接收所述湿度传感器91的检测湿度值，根据检测湿度值与设定湿度值比较以控制加湿器92开启或关闭。参阅图1，为本发明制热空调系统的示意图。其中，主风道I 一端的进风口 11可以包括室内进风口 111和室外进风口 112，进风口 11处还设有进风转换风门113，由控制装置7控制进风转换风门113在室内进风口 111或室外进风口 112之间单一地进行开启进而选择由室内进风还是室外进风。主风道I内设置的风机3将室内或室外的气体从进风口吸入主风道I内，是气体流动的动力。为了更好地达到吸入效果，将风机3设在靠近主风道I进风口 11端。加热装置41用于对经过主风道I内的气流进行加热，优选为PTC芯体，以便实现良好的加热和温控作用。本实施例中，制热空调系统还包括驱动PTC芯体的PTC驱动器42及散热模块43。控制装置7向PTC驱动器42输出开启或关闭的控制信号，PTC驱动器42进一步驱动PTC芯体加热。PTC驱动器42位于主风道I外，包括功率驱动部分和逻辑控制部分。功率驱动部分包括IGBT驱动芯片和大功率IGBT器件。大功率IGBT器件在IGBT驱动芯片驱动下控制PTC芯体工作，IGBT驱动芯片通过改变PWM占空比控制大功率IGBT器件导通逻辑，以实现温度可调功能。逻辑控制部分主要控制功率驱动部分的运行状态，同时监控电压、电流等信息，并对PTC芯体的温度、大功率IGBT器件的温度等信息进行实时监控，对异常现象或故障进行及时调整。由于PTC驱动器42工作时产生大量热量，如不及时散发出去，会对PTC驱动器42内部的元件产生损坏，因此,本实施例中散热模块43能将PTC驱动器42产生的热量散发出去，起到保护PTC驱动器的作用。将PTC驱动器42置于主风道I外并远离主风道1，散热模块43的一端与PTC驱动器42接触，另一端伸入到主风道I内，PTC驱动器42产生的热量通过散热模块43被带到主风道I内，随着主风道I内的气流进一步被带走，在一定程度上利用了 PTC驱动器42的热量加热气流，起到节能的作用。优选将散热模块43伸入主风道I靠近进风口的一端，使冷空气一进入主风道I便能及时带走散热模块43散发的热量。另外，PTC驱动器42设于主风道I外并远离主风道1，避免主风道I内温度、湿度等环境因素对PTC驱动器42的影响，有利于PTC驱动器42的高压安全防护、防水保护等。在一实施例中，散热模块43为散热管。散热管具有内腔，内腔中充有沸点低、容易挥发的液体。散热管管壁设有吸液芯，其由毛细多孔材料构成。当散热管接触PTC驱动器42的一端受热时，液体迅速蒸发，蒸汽在微小的压力差下流向另一端，并且释放出热量，重新凝结成液体，液体再沿着多孔材料靠毛细力的作用流回。如此循环往复，PTC驱动器42的热量由散热管一端传至另一端，并由主风道I内的气流带走。散热模块使得PTC驱动器42工作在室温下，提高内部器件的使用寿命和可靠性，确保PTC驱动器42的稳定性。本发明一实施例在主风道I内还设置蒸发器2和冷热选择风门15。蒸发器2可将流经主风道I的气流冷却，使得本发明的制热空调系统还具有制冷效果。冷热选择风门15实现在制热和制冷模式之间进行转换。主风道I在蒸发器2出风侧分设为加热风道13和直通风道14，加热装置41位于加热风道13内，然后加热风道13和直通风道14又在加热装置41出风侧合并为主风道I。冷热选择风门15铰接于加热装置41上，可单一地使加热风道13或直通风道14与蒸发器2出风侧的主风道I连通。冷热选择风门15与控制装置7连接，控制装置7可控制冷热选择风门15转动开启加热风道13或直通风道14。当选择制冷模式时，控制装置7控制蒸发器2工作而加热装置41停止工作，并控制冷热选择风门15关闭加热通道而打开直通风道14，使经蒸发器2冷却的气流直接流入直通风道14，并流入加热装置41出风侧的主风道I。当选择制热模式时，控制装置7控制蒸发器2停止工作而加热装置41工作，并控制冷热选择风门15关闭直通风道14而打开加热风道13，从蒸发器2出风侧流出的气流进入加热风道13，并经加热装置41加热后流入加热装置41出风侧的主风道I。图1-2所示的空调系统示意的即为制热模式。循环进风口 51与循环出风口 52分别位于加热装置41的出风侧和进风侧，所谓进风侧和出风侧是依照气流流动方向而设定的。如图1-2中箭头代表气流流动方向，气流从加热装置41的A侧流入并经过加热装置41后从其B侧流出，因此A侧为加热装置41的进风侧，B侧为加热装置41的出风侧。优选循环风道风门包括第一风门511和第二风门521，所述第一风门511用于开启或关闭所述循环进风口 51，所述第二风门521用于开启或关闭所述循环出风口 52 ;所述第一、第二风门均开启所述循环进风口、循环出风口时，循环风道风门连通循环风道与主风道；所述第一风门关闭所述循环进风口和/或第二风门关闭所述循环出风口时，循环风道风门阻断循环风道与主风道。所述温度检测装置6用于检测出风口处空气的温度，当检测温度值小于设定温度值时，所述控制装置7控制第一、第二风门521分别开启循环进风口 51、循环出风口 52，以及控制出风风门121关闭出风口。主风道I内的气流在气压作用下从循环进风口 51进入循环风道5，由循环出风口 52出来后在主风道I内再次被加热装置41所加热，若再次加热后的气流的检测温度值仍小于设定温度值，则再进行上述循环加热的步骤直至气流的检测温度值大于或等于设定温度值。由于出风风门121关闭了出风口，未达到设定温度值的气流不能从出风口送出，也就能防止冷风吹出，如图1所示，图中出风风门121关闭出风口，温度检测装置位于出风风门121内侧，即朝向主风道的一侧。当温度检测装置6检测到的检测温度值大于或等于设定温度值后，所述控制装置7控制第一风门511关闭循环进风口 51和/或第二风门521关闭循环出风口 52，以及控制出风风门121开启出风口，暖风从出风口出送出，如图2所示。本实施例中，循环出风口 52与进风口 11相邻，风机可更好地将循环风道内5的空气吸入主风道I内。室内进风口 111、室外进风口 112、循环出风口 52在一弧线上依次排列，进风转换风门113可依照该弧线为轨迹转动以开启室内进风口 111或室外进风口 112，第二风门521可依照该弧线为轨迹转动以开启或关闭循环出风口 52。图1中，第二风门521开启循环出风口 52以及进风转换风门113开启室外进风口 112时，第二风门521与进风转换风门113相重叠，第二风门521和进风转换风门113均处于关闭室内进风口 111的位置。循环出风口 52被关闭时，第二风门521转动到循环出风口 52的位置将循环出风口 52关闭，如图2所示。参阅图1和图2，为减少零部件和节约成本，可使循环进风口 51和出风口 12相邻，并在相邻处的主风道I内壁铰接设置一风门，该风门可围绕铰接轴旋转，以此单一地开启循环进风口 51或出风口 12，即开启循环进风口 51时关闭出风口 12，或开启出风口 12时关闭循环进风口 51。这样，本实施例的第一风门511和出风风门121共用。为了使从出风口 12吹出的风具有适宜的湿度，在出风口处、出风风门外侧，还设有分别与所述控制装置连接的湿度传感器91和加湿器92，所述湿度传感器91检测出风口处的空气湿度，并传送至控制装置7，控制装置7根据检测湿度值与设定湿度值比较以控制加湿器92开启或关闭。当检测湿度值小于设定湿度值时，控制装置控制加湿器开启，对出风口送出的空气进行加湿。当检测湿度值大于等于设定湿度值时，控制装置控制加湿器关闭。参阅图3，控制装置7包括控制器，具体为freescale生产的型号为MC9S08DZ60的芯片。控制器的Al脚连接电源为其本身提供电能。控制芯片具体通过电机来驱动各风门的开启或关闭，本实施例中，驱动冷热选择风门15的电机为第一电机81。驱动进风转换风门113和第二风门521的电机为第二电机82。驱动第一风门511 (出风风门121)的电机为第三电机83。控制器的A3、A2脚分别连接第一电机81的正、负极，通过分别给A3、A2脚以电平信号来控制第一电机81正反转，第一电机81进一步驱动冷热选择风门15在单一地开启加热风道或直通风道14这两个状态之间进行转换。控制器的A4、A5脚分别连接第二电机82的正、负极，控制器的A6脚连接第二电机82的反馈端，用来控制第二电机运转的位置。通过分别给A4、A5、A6脚以电平信号来控制第二电机82，第二电机82进一步驱动进风转换风门113在单一地开启室内进风口 111或室外进风口 112这两个状态之间进行转换，以及驱动第二风门521在开启或关闭循环出风口52这两个状态之间进行转换。控制器的A7、AS脚分别连接第三电机83的正、负极，通过分别给A7、AS脚以电平信号来控制第三电机83正反转，第三电机83进一步驱动第一风门511 (出风风门121)单一地开启循环进风口 51或出风口。[0049]控制器的A9、AlO脚通过CAN总线分别连接PTC驱动器42的B3、B4脚。PTC芯体分别连接到PTC驱动器42的母线正极(Cl脚)和母线负极(C2脚)，PTC驱动器42的BI脚和B2脚分别接电源和接地。控制器的All、A12脚分别连接至温度检测装置6的两端，温度检测装置6与控制器Al I脚连接的一端接地。本实施例风机3还包括调速模块31，用于调节进风速度。控制器的A13脚连接调速模块31的风速调节端(3脚)，调速模块31的I脚接地。调速模块31的控制端(4脚)连接到风机的I端，控制风机风速。风机的2端接电源。控制器的A14脚连接到风机以采集风机反馈信号。参阅图4，下面说明本发明制热空调系统的工作过程S1、开启制热空调系统的电源，从而开启风机3和加热装置41，所述控制装置7控制出风风门121关闭所述出风口。本实施例中，开启电源后，首先选择制热模式，控制装置7控制冷热选择风门15打开加热风道13并关闭直通风道14。另外，由于第一风门511与出风风门121共用，出风风门121关闭出风口 12的同时便开启了循环进风口 51。S2、温度检测装置6检测出风口温度，若温度检测装置6检测到的检测温度值小于设定温度值，则进入步骤S3 ;若温度检测装置6检测到的检测温度值大于或等于设定温度值，则进入步骤S4。S3、控制装置7控制循环风道风门连通所述循环风道5与主风道I，通过循环风道5进行循环加热，并返回步骤S2。由于第一风门511在步骤SI中已经开启循环进风口 51，此时只需保持该状态并使第二风门521开启循环出风口 52。进行循环加热的过程中，温度检测装置6 —直进行温度检测。S4、控制装置7控制出风风门121开启出风口 12进行暖风送风，并控制循环风道风门阻断所述循环风道5与主风道I。由于第一风门511与出风风门121共用，出风风门121开启出风口时第一风门511关闭循环进风口 51。为避免达到设定温度值的空气继续经过循环风道5循环加热，因此只需关闭循环进风口 51和循环出风口 52 二者之一或者二者均被关闭。本发明还提供一种汽车，该汽车上设置有本发明所述的制热空调系统。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求1.一种制热空调系统，包括主风道(1)，以及位于主风道(I)内的风机(3)和加热装置 (41 )，所述主风道(I)两端分别设有进风口( 11)和出风口( 12)，其特征在于，所述系统还包括循环风道(5)，可通过分别设置在其两端的循环进风口(51)和循环出风口(52)与所述主风道(I)连通，所述循环进风口(51)与循环出风口(52)分别位于所述加热装置(41) 的出风侧和进风侧；循环风道风门，用于连通或阻断所述循环风道(5)与主风道(I)；出风风门(121)，用于开启或关闭所述出风口(12)；温度检测装置(6 )，位于所述出风口( 12 )处，用于检测出风口处空气的温度；湿度传感器(91 )，位于所述出风口处，用于检测出风口处空气的湿度；加湿器(92)，位于所述出风口处，用于对出风口处空气加湿；以及控制装置(7)，用于接收所述温度检测装置(6)的检测温度值，并依据所述检测温度值与设定温度值的比较结果向循环风道风门以及出风风门(121)输出开启或关闭的控制信号；当所述检测温度值小于设定温度值时，控制装置(7)控制循环风道风门连通所述循环风道与主风道，以及控制出风风门(121)关闭出风口(12);当所述检测温度值大于或等于设定温度值时，控制装置(7)控制循环风道风门阻断所述循环风道与主风道，以及控制出风风门(121)开启出风口(12)；所述控制装置还用于接收所述湿度传感器(91)的检测湿度值，根据检测湿度值与设定湿度值比较以控制加湿器(92)开启或关闭。
2.如权利要求1所述的制热空调系统，其特征在于所述循环风道风门包括第一风门 (511)和第二风门(521)，所述第一风门(511)用于开启或关闭所述循环进风口(51)，所述第二风门(521)用于开启或关闭所述循环出风口(52);所述第一、第二风门均开启所述循环进风口、循环出风口时，循环风道风门连通循环风道与主风道；所述第一风门关闭所述循环进风口和/或第二风门关闭所述循环出风口时，循环风道风门阻断循环风道与主风道。
3.如权利要求2所述的制热空调系统，其特征在于所述循环进风口(51)与出风口(12)相邻，所述第一风门(511)和出风风门(121)共用，用于开启循环进风口(51)的同时关闭出风口(12)或开启出风口(12)的同时关闭循环进风口(51)。
4.如权利要求1所述的制热空调系统，其特征在于所述加热装置(41)为PTC芯体， 所述制热空调系统还包括驱动所述PTC芯体的PTC驱动器(42)及散热模块(43);所述PTC 驱动器(42 )位于所述主风道(I)外，所述控制装置(7 )向所述PTC驱动器(42 )输出开启或关闭的控制信号，所述PTC驱动器(42 )进一步驱动PTC芯体加热；所述散热模块(43 ) 一端与PTC驱动器(42 )接触，另一端伸入主风道(I)内。
5.如权利要求4所述的制热空调系统，其特征在于所述散热模块(43)伸入主风道(1)靠近进风口(11)的一端。
6.如权利要求1所述的制热空调系统，其特征在于所述主风道(I)内还设有蒸发器(2)和冷热选择风门(15)，所述主风道(I)在蒸发器(2)出风侧分设为加热风道(13)和直通风道(14)，所述加热装置(41)位于加热风道(13)内，加热风道(13)和直通风道(14)在加热装置(41)出风侧合并为主风道(I);所述冷热选择风门(15)与所述控制装置(7)连接， 接受控制装置(7)的控制信号以单一地使加热风道(13)或直通风道(14)与蒸发器(2)出风侧的主风道(1)连通。
7.如权利要求1所述的制热空调系统，其特征在于所述进风口(11)包括室内进风口(111)和室外进风口( 112 )，所述进风口( 11)处还设有进风转换风门(113 )，控制装置(7 )控制进风转换风门(113)在室内进风口(111)或室外进风口(112)之间单一地选择开启。
8.如权利要求1所述的制热空调系统，其特征在于所述循环出风口(52)与所述进风口(11)相邻。
9.一种汽车，包括权利要求1-8任一项所述的制热空调系统。
专利摘要本实用新型提供一种制热空调系统，包括设有进风口和出风口的主风道，可与主风道连通的循环风道，用于连通或阻断循环风道与主风道的循环风道风门，用于开闭出风口的出风风门，用于检测出风口温度、湿度的温度检测装置和湿度传感器，加湿器，控制装置及位于主风道内的加热装置；控制装置根据温度检测装置的检测温度值与设定温度值的比较结果向循环风道风门及出风风门输出开闭控制信号。控制装置还根据湿度传感器的检测湿度值与设定湿度值比较以控制加湿器的开闭。循环风道可使未达设定温度的空气在主风道内循环加热，流动的空气带走加热装置周围热量，降低材料受到的温度冲击。出风风门可将出风口关闭，从根本上防止冷风进入室内。
文档编号F24F11/02GK202835672SQ20122042726
公开日2013年3月27日 申请日期2012年8月27日 优先权日2012年8月27日
发明者王成, 张达, 刘忠清, 杨宗禄, 陈雪峰 申请人:长沙市比亚迪汽车有限公司