СИСТЕМА ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (ВАРИАНТЫ)

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Настоящая полезная модель относится к системам и способам управления температурой двигателя моторного транспортного средства и пассажирского салона моторного транспортного средства с использованием системы терморегулирования, содержащей адсорбционное устройство аккумулирования тепла, которое накапливает тепловую энергию в виде химического потенциала.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
По мере того, как двигатели внутреннего сгорания становятся более эффективными по использованию топлива, вырабатывается меньшее количество потерянного тепла, и следовательно, увеличивается время, необходимое для достижения оптимальной рабочей температуры. Эта задержка достижения рабочей температуры может снижать экономию топлива, повышать износ двигателя и увеличивать выбросы с выхлопными газами. Дополнительно, системы отопления, применяемые для обогрева пассажирского отделения, типично полагаются на радиатор отопителя, который присоединен к охлаждающей рубашке двигателя. Увеличение времени прогрева двигателя, кроме того, будет давать в результате задержку обогрева пассажирского отделения, в особенности, в состоянии холодного запуска.
Для улучшения условий прогрева двигателя, устройства аккумулирования тепловой энергии были разработаны для накоплениягазовой или жидкой среды с высокими рабочими температурами. Самый распространенный подход состоял в том, чтобы применять материал с фазовым переходом (PCM), который подвергался воздействию перехода из твердого в жидкое или из жидкого в газообразное состояние, и теплоту плавления для оптимизации аккумулирования скрытой теплоты. Однако обычные PCM могут быть коррозионными для металла, огнеопасными, иметь низкую объемную плотность энергии, могут требовать дополнительной изоляции для накопления, и количество аккумулированного тепла в PCM может ухудшаться со временем. Транспортные средства с гибридным электрическим приводом (HEV), подключаемые к бытовой сети транспортные средства с гибридным электрическим приводом (PHEV) и электрические транспортные средства (EV) обычно применяют нагреватели с положительным тепловым коэффициентом (PTC) и/или нагреватели на сжигаемом топливе. Использование этих систем для обогрева пассажирского отделения может приводить к большим количествам топлива или электричества, отводимым от силовых двигательных установок. Истощение топлива или аккумуляторной батареи таким образом может строго ограничивать дальность вождения транспортного средства.
Например, устройство аккумулирования тепла и управления прогревом описано в US 6,520,136 (опубл. 18.02.2003, МПК F02N 19/10, F16H 57/04, F01P 11/20), в котором хладагент накапливается в изотермическом контейнере в виде устройства аккумулирования тепла. Хладагент может использоваться для прогрева двигателя внутреннего сгорания после прохождения через теплообменник всасываемого воздуха, теплообменник для смазочного масла и теплообменник для гидравлической жидкости автоматической трансмиссии. В документе JPH 1077834 (опубл. 24.03.1998, МПК B60H 1/08; F01P 3/20; F01P 7/16) раскрыта система, выбранная в качестве наиболее близкого аналога для заявляемой полезной модели, в которой хладагент, накопленный в устройстве аккумулирования тепла, может использоваться для подогрева всасываемого воздуха двигателя, моторного масла и масла для автоматической трансмиссии. В US 2004/154784 (опубл. 12.08.2004, МПК B60H 1/00, B60H 1/32, B60N 2/56) раскрыт способ использования материалов с фазовым переходом, таких как твердый парафин, внутри транспортного средства для сохранения энергии наряду с выдачей тепла в пассажирское отделение. Однако эти системы и способы имеют схожие недостатки по той причине, что используемые материалы имеют низкую плотность энергии, сильно огнеопасны и предрасположены к потере аккумулированной энергии со временем.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Авторы в материалах настоящего описания выявили вышеприведенные проблемы, и предложили систему терморегулирования для транспортного средства, содержащую
адсорбционное устройство аккумулирования тепла, содержащее первый контейнер, содержащий адсорбент, присоединенный через первый клапан ко второму контейнеру, содержащему адсорбат;
первый теплообменник, присоединенный к первому контейнеру и дополнительно присоединенный к первому охлаждающему контуру, содержащему первый хладагент;
второй теплообменник, присоединенный к первому охлаждающему контуру и дополнительно присоединенный ко второму охлаждающему контуру, содержащему второй хладагент; и
первый целевой объект обогрева, присоединенный ко второму охлаждающему контуру.
В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая:
третий теплообменник, присоединенный к первому контейнеру и дополнительно присоединенный к третьему охлаждающему контуру, содержащему третий хладагент; и
четвертый теплообменник, присоединенный к третьему охлаждающему контуру и дополнительно присоединенный к источнику потерянного тепла.
В одном из вариантов предложена система, в которой трубопровод присоединен ко второму целевому объекту обогрева и дополнительно присоединен к третьему контейнеру, содержащему второй хладагент.
В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая:
четвертый охлаждающий контур, содержащий второй хладагент и присоединенный ко второму охлаждающему контуру через второй клапан; и
третий целевой объект обогрева, присоединенный к четвертому охлаждающему контуру.
В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая:
контроллер, выполненный с командами, хранимыми в памяти, для открывания первого клапана, осуществления циркуляции первого хладагента через первый охлаждающий контур и осуществления циркуляции второго хладагента через второй охлаждающий контур, в ответ на запрос на обогрев первого целевого объекта обогрева.
В одном из вариантов предложена система, в которой контроллер дополнительно выполнен с командами, хранимыми в памяти, для открывания второго клапана, осуществления циркуляции второго хладагента через четвертый охлаждающий контур и ввода в действие первого вентилятора, присоединенного к третьему целевому объекту обогрева, в ответ на запрос на обогрев третьего целевого объекта обогрева.
В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая контроллер, выполненный с командами, хранимыми в памяти, исполняемыми в ответ на уровень адсорбата во втором контейнере, находящийся ниже первого порогового значения, для прекращения циркуляции первого хладагента через первый охлаждающий контур, открывания первого клапана, осуществления циркуляции третьего хладагента через третий охлаждающий контур, ввода в действие второго вентилятора, присоединенного ко второму контейнеру, обеспечения достижения уровнем адсорбата во втором контейнере второго порогового значения, более высокого, чем первое пороговое значение, закрывания первого клапана и вывода из работы второго вентилятора, и прекращения циркуляции третьего хладагента через третий охлаждающий контур.
В одном из вариантов предложена система, в которой первый целевой объект обогрева является радиатором отопителя, используемым для обогрева пассажирского салона транспортного средства.
В одном из вариантов предложена система, в которой первый целевой объект обогрева является охлаждающей рубашкой двигателя транспортного средства, второй целевой объект обогрева является радиатором, а третий целевой объект обогрева является радиатором отопителя, используемым для обогрева пассажирского салона транспортного средства.
В одном из вариантов предложена система, в которой источник потерянного тепла является выпускным каналом, присоединенным к двигателю транспортного средства, а третий хладагент является высокотемпературной теплообменной текучей средой.
В одном из дополнительных аспектов предложена система терморегулирования для транспортного средства, содержащая:
адсорбционное устройство аккумулирования тепла, содержащее адсорбер, содержащий адсорбент, присоединенный через клапан к баку для текучей среды, содержащему адсорбат;
первый трубопровод, содержащий первый хладагент и присоединенный к первому теплообменнику, расположенному внутри адсорбера, и второму теплообменнику, расположенному снаружи адсорбера;
второй трубопровод, содержащий второй хладагент, присоединенный ко второму теплообменнику и дополнительно присоединенный к охлаждающей рубашке двигателя транспортного средства; и
контроллер, выполненный с командами, хранимыми в памяти, для открывания первого клапана, осуществления циркуляции первой текучей среды через первый охлаждающий контур и осуществления циркуляции второго хладагента через второй охлаждающий контур, в ответ на событие холодного запуска.Также предложен способ терморегулирования для транспортного средства, включающего в себя адсорбционное устройство аккумулирования энергии, которое предоставляет адсорбенту с высокой плотностью энергии возможность использоваться для выработки тепла для обогрева двигателя транспортного средства, пассажирского отделения и/или других элементов транспортного средства, требующих подогрева. В одном из примеров, способ включает в себя этапы, на которых при холодном запуске двигателя транспортного средства осуществляют открывание первого клапана, присоединенного между первым контейнером, содержащим в себе адсорбент, и вторым контейнером, содержащим в себе адсорбат, циркуляцию первой текучей среды через первый трубопровод, присоединенный к первому теплообменнику, расположенному внутри первого контейнера, и второму теплообменнику, расположенному снаружи первого контейнера, и циркуляцию второй текучей среды через второй трубопровод, присоединенный ко второму теплообменнику. Второй трубопровод дополнительно может быть присоединен к охлаждающей рубашке двигателя транспортного средства. Таким образом, тепло может вырабатываться в адсорбере при холодном запуске, такого как запуск двигателя с двигателем, охлажденным до температуры окружающей среды, и впоследствии переноситься в охлаждающую рубашку двигателя транспортного средства и/или других отделений транспортного средства, тем самым, уменьшая время прогрева двигателя или других компонентов.
В еще одном примере, система терморегулирования для транспортного средства содержит адсорбционное устройство аккумулирования тепла, содержащее первый контейнер, включающий в себя адсорбент, присоединенный через первый клапан ко второму контейнеру, включающего в себя адсорбат, первый теплообменник, присоединенный к первому контейнеру и дополнительно присоединенный к первому охлаждающему контуру, содержащему первый хладагент, и второй теплообменник, присоединенный к первому охлаждающему контуру и дополнительно присоединенный ко второму охлаждающему контуру, содержащему второй хладагент, первый целевой объект обогрева, присоединенный ко второму охлаждающему контуру. Таким образом, тепловая энергия может накапливаться в виде химического потенциала, который не будет ухудшаться со временем. Энергия может подвергаться доступу посредством объединения адсорбента с адсорбатом, в этом примере, посредством открывания клапана, разделяющего два контейнера. Эта система предоставляет теплу возможность вырабатываться без какой бы то ни было дополнительной нагрузки на двигатель и минимальной нагрузкой на аккумуляторную батарею транспортного средства.
В еще одном другом примере, система терморегулирования для транспортного средства содержит: адсорбционное устройство аккумулирования тепла, содержащее адсорбер, содержащий адсорбент, присоединенный через клапан к баку для текучей среды, содержащему адсорбат, первый трубопровод, содержащий первый хладагент, присоединенный к первому теплообменнику,
расположенному внутри адсорбера, и второму теплообменнику, расположенному снаружи адсорбера, второй трубопровод, содержащий второй хладагент, присоединенный ко второму теплообменнику и дополнительно присоединенный к охлаждающей рубашке двигателя транспортного средства, и контроллер, выполненный с командами, хранимыми в памяти, для открывания первого клапана, осуществления циркуляции первой текучей среды через первый охлаждающий контур и осуществления циркуляции второго хладагента через второй охлаждающий контур, в ответ на событие холодного запуска. Таким образом, можно использовать адсорбент и адсорбат для выработки тепла, материалы с высокой плотностью энергии, такие как цеолит, могут использоваться для выработки большого количества тепла с не требующим много места моторным отсеком и без обращения к коррозионным или огнеопасным материалам.
Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут без труда очевидны из последующего подробного описания, когда воспринимаются по отдельности или в связи с прилагаемыми чертежами.
Следует понимать, что сущность полезной модели, приведенная выше, представлена для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета полезной модели, объем которой однозначно определен формулой полезной модели, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет полезной модели не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 схематично показывает моторное транспортное средство, включающее в себя систему терморегулирования, описанную в материалах настоящего описания.
Фиг. 2 схематично показывает систему терморегулирования по фиг. 1.
Фиг. 3 изображает примерный способ работы системы терморегулирования по фиг. 2 при холодном запуске.
Фиг. 4 изображает примерный способ работы системы терморегулирования по фиг. 2 в типичных условиях работы двигателя.
Фиг. 5 изображает примерный способ десорбции с использованием системы терморегулирования по фиг. 2.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Последующее описание относится к системам и способам управления температурой двигателя моторного транспортного средства и пассажирского салона моторного транспортного средства с использованием системы терморегулирования, содержащей адсорбционное устройство аккумулирования тепла, которое накапливает тепловую энергию в виде химического потенциала. Фиг. 1 показывает примерный вариант осуществления моторного транспортного средства, включающего в себя систему терморегулирования, которая может быть присоединена к двигателю моторного транспортного средства, выпускному каналу и пассажирскому салону транспортного средства, для управления нагреванием и охлаждением двигателя и пассажирского отсека. Фиг. 2 показывает более подробную схему системы терморегулирования, включающей в себя адсорбционное устройство аккумулирования тепла, присоединенное к контуру адсорбера и охлаждающему контуру. Как показано на фиг. 3, система терморегулирования может использоваться, чтобы давать возможность способа прогревания двигателя в состоянии холодного запуска. Фиг. 4 изображает высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа управления температурами моторного отсека и пассажирского отделения с использованием системы терморегулирования. Фиг. 5 изображает способ десорбции, в силу которой, химический потенциал адсорбционного устройства аккумулирования тепла восстанавливается посредством возбуждения десорбции теплом из выхлопных газов цилиндров двигателя.
Фиг. 1 показывает примерный вариант осуществления моторного транспортного средства 2, включающего в себя систему 100 терморегулирования в соответствии с настоящим раскрытием. Транспортное средство 2 включает в себя ведущие колеса 6, пассажирский салон 4 и двигатель 10 внутреннего сгорания. Двигатель 10 внутреннего сгорания включает в себя по меньшей мере одну камеру сгорания (не показана), которая может принимать всасываемый воздух через впускной канала 46 и может выпускать газообразные продукты сгорания через выпускной канал 48. Двигатель 10 может быть включен в моторное транспортное средство, такое как дорожный автомобиль, среди других типов транспортных средств. В некоторых вариантах осуществления, двигатель 10 может быть включен в двигательную установку, которая также включает в себя электродвигатель с приводом от аккумуляторной батареи, такую как транспортное средство с гибридным электрическим приводом (HEV) или подключаемое к бытовой сети транспортное средство с гибридным электрическим приводом (PHEV). В некоторых вариантах осуществления, система 100 терморегулирования может быть включена в электрическое транспортное средство (EV), где двигатель 10 опущен.
Система 100 терморегулирования может включать в себя адсорбционное устройство 50 аккумулирования тепла или тепловую батарею. Один из таких вариантов осуществления показан на фиг. 2 и подробнее описан ниже. Как показано на фиг. 1 и 2, система 100 терморегулирования может быть присоединена к двигателю 10, выпускному каналу 48 и пассажирскому салону 4. Адсорбционное устройство аккумулирования тепла может быть выполнено с возможностью использовать обратимые экзотермическую и эндотермическую реакции для вырабатывания тепла, накопления тепловой энергии или поглощения тепла. Обратимые реакции, например, могут использоваться для выдачи тепла в двигатель 10 при холодном запуске, для обогрева пассажирского салона 4 в ответ на запрос пассажира подогреть кабину или для поглощения избыточного тепла из двигателя 10 и/или выпускного канала 48. Таким образом, двигатель 10 может быть в значительной степени освобожден от обеспечения кондиционирования воздуха в транспортном средстве, и система 100 терморегулирования может не прикладывать нагрузку к двигателю 10.
Фиг. 1 дополнительно показывает систему 14 управления транспортного средства 2. Система 14 управления может быть с возможностью взаимодействия присоединена к различным компонентам двигателя 10 и системы 100 терморегулирования, чтобы выполнять управляющие процедуры и действия, описанные в материалах настоящего описания. Как показано на фиг. 1, система 14 управления может включать в себя электронный цифровой контроллер 12. Контроллер 12 может быть микрокомпьютером, включающем в себя микропроцессорный блок, порты ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для хранения исполняемых программ и калибровочных значений, оперативное запоминающее устройство, энергонезависимую память и шину данных.
Как изображено, контроллер 12 может принимать входные сигналы с множества датчиков 16, которые могут включать в себя пользовательские устройства ввода и/или датчики (такие как положение передачи трансмиссии, положение сцепления трансмиссии, входной сигнал педали газа, входной сигнал тормоза, положение рычага управления трансмиссией, скорость транспортного средства, скорость вращения двигателя, массовый расход воздуха через двигатель, температура окружающей среды, температура всасываемого воздуха, и т.д.), датчики системы кондиционирования воздуха (такие как температура HTF, температура антифриза, температура в пассажирском отделении, требуемая температура в пассажирском отделении, влажность окружающей среды, и т.д.) и прочее.
Кроме того, контроллер 12 может поддерживать связь с различными исполнительными механизмами 18, которые могут включать в себя исполнительные механизмы двигателя (такие как топливные форсунки, впускная воздушная дроссельная заслонка с электронным управлением, свечи зажигания, муфты трансмиссии, и т.д.), исполнительные механизмы системы терморегулирования (такие как вентиляционные отверстия управления обдувом и/или клапаны дозирования воздуха, клапаны, управляющие потоком HTF, клапаны, управляющие потоком хладагента, приводы обдувателя, приводы вентилятора, приводы насоса, и т.д.) и другие. В некоторых примерах, запоминающий носитель может быть запрограммирован машиночитаемыми данными, представляющими команды, приводимые в исполнение процессором для выполнения способов, описанных ниже, а также других вариантов, которые предвидятся, но не перечислены прямо.
Фиг. 2 изображает схематичное изображение варианта осуществления системы 100 терморегулирования. Система 100 терморегулирования содержит два контура, контур 101 адсорбера и охлаждающий контур 102. Контур 101 адсорбера включает в себя адсорбционное устройство 50 аккумулирования тепла, контур 103 теплообмена хладагента/адсорбера и контур 104 регенерации тепла. Охлаждающий контур 102 включает в себя контур 105 двигателя и контур 106 отопителя.
Контур 101 адсорбера может применять адсорбционное устройство 50 аккумулирования тепла для выработки тепловой энергии благодаря химической адсорбции. Эта тепловая энергия может переноситься в хладагент двигателя через контур 103 теплообмена хладагента/адсорбера. Адсорбционное устройство 50 аккумулирования тепла может включать в себя адсорбер 107, который может быть заполнен адсорбентом. Адсорбент может быть средой с высокой плотностью энергии, такой как селикагель, цеолит, активированный уголь или другие пригодные адсорбенты. Адсорбент может быть сформирован в кристаллическую структуру внутри адсорбера 107. Адсорбер 7 может быть присоединен к контейнеру 108 для текучей среды через электронный дроссельный клапан 109. Электронный дроссельный клапан 109 может открываться или закрываться в ответ на сигналы из контроллера 12. Контейнер 108 для текучей среды может содержать в себе адсорбат, который дает в результате химическую реакцию, когда объединяется с адсорбентом в адсорбере 7. Например, в вариантах осуществления, где адсорбер содержит в себе адсорбер, такой как цеолит, текучая среда в контейнере 108 для текучей среды может быть водой или водным раствором, таким как раствор этиленгликоля или раствор пропиленгликоля. Текучая среда также может быть раствором на основе метилового спирта или аммиака. По открыванию электронного дроссельного клапана 109, текучая среда из контейнера 108 для текучей среды может поступать в адсорбер 107, где текучая среда может адсорбироваться адсорбентом.
Адсорбер 107 дополнительно может содержать в себе теплообменники 110 и 111, которые могут быть присоединены к контуру 103 теплообмена хладагента/адсорбера и контуру 104 регенерации тепла, соответственно. Адсорбер 107 может включать в себя датчик температуры, такой как термопара 112 и, кроме того, может включать в себя клапан 113 сброса давления. Контейнер 108 для текучей среды дополнительно может включать в себя датчик 114 уровня текучей среды и может быть присоединен к вентилятору 115.
Контур 103 теплообмена хладагента/адсорбера включает в себя теплообменники 110 и 116, клапан 117 и насос 118. Клапан 117 и насос 118 могут управляться сигналами из контроллера 12. Насос 118 может быть насосом переменной скорости со скоростью работы насоса, определяемой в контроллере 12. Посредством открывания клапана 117 и ввода в действие насоса 118, текучая среда в контуре 103 теплообмена хладагента/адсорбера может подвергаться свободной циркуляции между теплообменником 110 и теплообменником 116. Таким образом, тепловая энергия, вырабатываемая посредством адсорбции в адсорбере 107, может передаваться в охлаждающий контур 102. Теплообменники 110 и 116 могут отсоединяться закрыванием клапана 117 и выключением насоса 118.
Контур 104 регенерации тепла включает в себя теплообменники 111 и 119, клапан 120 и насос 121. Клапан 120 и насос 121 могут управляться сигналами из контроллера 12. Посредством открывания клапана 120 и ввода в действие насоса 121, текучая среда в контуре 104 регенерации тепла может подвергаться свободной циркуляции между теплообменником 111 и теплообменником 119. Таким образом, тепловая энергия в выхлопных газах, проходящих через выпускной канал 48, может переноситься в адсорбер 107. Эта тепловая энергия может использоваться для интенсификации десорбции текучей среды из адсорбента. Текучая среда затем может конденсироваться и накапливаться в контейнере 108 для текучей среды, тем самым, восстанавливая тепловой потенциал адсорбционного устройства 50 аккумулирования тепла. Теплообменники 111 и 119 могут отсоединяться закрыванием клапана 120 и выключением насоса 121.
Контур 105 двигателя включает в себя теплообменник 116, охлаждающую рубашку 130 двигателя, радиатор 131, резервуар 132 для хладагента и насос 133. Насос 133 может управляться сигналами из контроллера 12. Вентилятор 134 радиатора может быть присоединен к радиатору 131. Датчик температуры может быть присоединен к двигателю 10 или охлаждающей рубашке 130 двигателя, такой как термопара 135. В сценарии, когда двигатель является холодным (например, в условиях холодного запуска), тепло, накопленное в адсорбере 107, может переноситься в контур 105 двигателя хладагента через теплообменник 116 посредством ввода в действие насосов 118 и 133 и открывания клапана 117. Если двигатель перегрет, хладагент может подвергаться циркуляции насосом 133 через охлаждающую рубашку 130 двигателя, причем, избыточное тепло высвобождается через радиатор 131 с использованием вентилятора 134 радиатора. Избыточное тепло в адсорбере 107 может рассеиваться посредством теплообмена на теплообменнике 116 благодаря вводу в действие насосов 118 и 133 и открыванию клапана 117, причем, хладагент высвобождает избыточное тепло через радиатор 131. Тепло из двигателя 10 также может использоваться для интенсификации десорбции в адсорбере 107 благодаря вводу в действие насосов 118 и 133, и открыванию клапана 117 в способе, подобном описанному выше, для стимулирования десорбции посредством использования контура 104 регенерации тепла.
Контур 106 отопления включает в себя клапан 136 и радиатор 137 отопителя. Вентилятор 138 может быть присоединен к радиатору 137 отопителя. Пассажир может запрашивать обогрев пассажирского салона 4. В ответ на этот запрос, контроллер 12 может давать сигнал клапану 136 открываться, тем самым, частично шунтируя контур 105 двигателя. Хладагент в контуре 105 двигателя может подвергаться циркуляции через контур 106 отопителя посредством ввода в действие насоса 133. Тепло из хладагента затем может переноситься в радиатор 137 отопителя и вдуваться в пассажирский салон 4 посредством ввода в действие вентилятора 138. Если хладагент в контуре 105 двигателя недостаточен для заполнения радиатора 137 отопителя, дополнительное тепло может проводиться в охлаждающий контур 102 из адсорбера 107 посредством открывания клапана 117 и ввода в действие насоса 118. Более подробные способы использования и управления системой 100 терморегулирования обсуждены ниже и со ссылкой на фиг. 3, 4 и 5.
Среди преимуществ использования адсорбента с высокой плотностью энергии, такого как цеолит, в адсорбере 107 в противоположность среде с изменением фазы, такой как твердый парафин, находится то, что относительно небольшая масса цеолита может использоваться для выработки тепла, предоставляя возможность, чтобы адсорбер 107 имел минимальное необходимое пространство в моторном отсеке транспортного средства. Например, количество тепла, необходимое для прогрева примерного двигателя внутреннего сгорания 1,6 литра с -6,6°C до 60°C, может быть рассчитано посредством следующего уравнения:
p
Q=m×C×ΔT
p
pw
pw
3
В тех случаях, когда m (масса) имеет значение 114 кг, C (удельная теплоемкость) имеет значение 0,45 кДж/кг×°K, а ΔT (изменение температуры) =-66,6°K. Q (тепловая энергия), таким образом, имеет значение -3416,58 кДж. Твердый парафин имеет теплоту плавления (ΔH) 184,48 кДж/кг, и таким образом, 18,5 кг парафина необходимо для прогрева этого примерного двигателя. С плотностью (ρ) 775 кг/м, 23,8 л твердого парафина было бы должно храниться в адсорбере, чтобы вырабатывать 3416,58 кДж тепловой энергии.
zw
В противоположность, теплота адсорбции (ΔH) цеолита/воды имеет значение 3300 кДж/кг. Для прогрева примерного двигателя, было бы необходимо 1,04 кг цеолита и 0,47 кг воды. Это равняется 1,39 л цеолита и 0,47 л воды, или 1,86 л общего объема, чтобы вырабатывать 3416,58 кДж тепловой энергии. Чистый объем баков для адсорбента и адсорбата может быть слегка большим, чтобы обеспечивать большие потребности в тепле, или для хранения воды в виде гликоль-водного раствора, чтобы предотвращать замерзание. В дополнение к экономии пространства, цеолит/вода являются в меньшей степени огнеопасными, чем твердый парафин, и так как энергия накапливается в виде химического потенциала, накопленная энергия не ухудшается со временем.
Фиг. 3 показывает примерный способ 300 работы двигателя 10 внутреннего сгорания, как изображенный на фиг. 1 и фиг. 2. Способ 300 может быть выполнен в виде машинных команд, хранимых системой управления и реализуемых контроллером, например, контроллером 12, как показанный на фиг. 1 и 2. Фиг. 3 будет описана со ссылкой на компоненты и признаки примерных двигателей, детализированных на фиг. 1 и 2, но следует принимать во внимание, что способ 300 или другие эквивалентные способы могут выполняться в отношении множества конфигураций двигателя, не выходя из объема этого раскрытия.
Способ 300 может начинаться на этапе 310 определением, выявлены ли условия холодного запуска. Выявление условий холодного запуска может включать в себя выявление события включения зажигания и оценку температуры двигателя и/или продолжительности времени, которое прошло после последнего события выключения двигателя. Способ 300 может инициироваться, чтобы начинаться с события включения зажигания, или может выполняться периодически. Если состояние холодного запуска не выявлено, способ 300 может переходить на этап 315. На этапе 315, способ 300 может включать в себя поддержание текущего состояния системы терморегулирования.
Если выявлено состояние холодного запуска, способ 300 может переходить на этап 320. На этапе 320, способ 300 может включать в себя открывание клапана адсорбции. В примерной системе, показанной на фиг. 2, клапан адсорбции является клапаном 109, но может быть любым клапаном, присоединенным между контейнером, содержащим в себе адсорбат, и контейнером, содержащим в себе адсорбент. В примерной системе, показанной на фиг. 2, клапан 109 адсорбции является электронным дроссельным клапаном. По существу, клапан может открываться с относительной продолжительностью времени включения 100% или может открываться с более низкой относительной продолжительностью времени включения, например, 50%. Контроллер 12 может открывать клапан 109 с относительной продолжительностью времени включения, которая является функцией количества тепла, необходимого для прогрева двигателя до рабочей температуры, которая может быть заданной относительной продолжительностью времени включения, или может рассчитываться на основании текущей температуры двигателя, текущей температуры окружающей среды или других условий работы двигателя. Посредством открывания клапана 109, вода из контейнера 108 адсорбируется адсорбентом, расположенным в адсорбере 107. В вариантах осуществления, где вода в контейнере 108 находится в форме гликоль-водного раствора, концентрация гликоля в растворе будет возрастать, изменяя точку замерзания раствора, остающегося в контейнере.
На этапе 330, способ 300 может включать в себя открывание клапана теплообмена и включение насоса теплообмена. Со ссылкой на примерную систему, показанную на фиг. 2, это повлекло бы за собой открывание клапана 117 и включение насоса 118, но может привлекать любое средство осуществления циркуляции хладагента через контур теплообмена хладагента/адсорбера. Таким образом, насос 118 содействует переносу тепла из адсорбера в контур теплообмена хладагента/адсорбера. В некоторых вариантах осуществления, насос 118 может быть насосом переменной скорости. Контроллер может подвергать работе насос 118 на заданной скорости работы или на скорости работы, которая является функцией условий работы двигателя.
На этапе 340, способ 300 может включать в себя включение насоса контура двигателя. Со ссылкой на примерную систему, показанную на фиг. 2, это повлекло бы за собой включение насоса 133, но может привлекать любое средство осуществления циркуляции хладагента через контур двигателя. Таким образом, насос 133 содействует переносу тепла из контура теплообмена хладагента/адсорбера в контур двигателя. В некоторых вариантах осуществления, насос 118 может быть насосом переменной скорости. Контроллер 12 может подвергать работе насос 118 на заданной скорости работы или на скорости работы, которая является функцией условий работы двигателя. В некоторых примерах, хладагент также может подвергаться циркуляции через контур 106 отопителя посредством открывания клапана 136, например, если пассажир запросил обогрев пассажирского салона. В некоторых вариантах осуществления, открывание клапана 136 может задерживаться до тех пор, пока двигатель не достиг заданной температуры.
На этапе 350, способ 300 может включать в себя предоставление двигателю возможности достигать рабочей температуры. Рабочая температура может определяться или может быть функцией текущих условий работы. Температура двигателя может оцениваться посредством повторных измерений датчиком температуры двигателя, таким как термопара 135. В некоторых примерах, рабочая температура может оцениваться через заданный период времени. В некоторых примерах, предоставление двигателю возможности достигать рабочей температуры может включать в себя предоставление теплоносителю возможности циркулировать в течение заданного времени. Время, необходимое, чтобы двигатель достигал рабочей температуры, может увеличиваться, если контур 106 отопителя введен в действие, и может уменьшаться, если температура окружающей среды относительно высока.
На этапе 360, способ 300 может включать в себя закрывание клапана теплообмена и выключение насоса теплообмена. Со ссылкой на примерную систему, показанную на фиг. 2, это повлекло бы за собой закрывание клапана 117 и выключение насоса 118, но может привлекать любое средство предотвращения циркуляции хладагента через контур теплообмена хладагента/адсорбера. Таким образом, контур теплообмена хладагента/адсорбера отсоединяется от адсорбера и контура хладагента. Хладагент может продолжать подвергаться циркуляции через охлаждающий контур, но скорость работы насоса 133 может повышаться или понижаться на основании условий работы двигателя.
На этапе 370, способ 300 может включать в себя переключение адсорбера 107 в режим десорбции, тем самым, текучая среда десорбируется из адсорбента, и потенциал адсорбента восстанавливается. Этот процесс обсужден подробнее ниже и со ссылкой на фиг. 5. Вслед за десорбцией, способ 300 может заканчиваться.
Система по фиг. 2 и высокоуровневый способ по фиг. 3 могут использоваться для ввода в действие одного или более способов. В одном из примеров, способ содержит, при холодном запуске двигателя транспортного средства, открывание первого клапана, присоединенного между первым контейнером, содержащим в себе адсорбент, и вторым контейнером, содержащим в себе адсорбат, осуществление циркуляции первой текучей среды через первый трубопровод, присоединенный к первому теплообменнику, расположенному внутри первого контейнера, и второму теплообменнику, расположенному снаружи первого контейнера, и осуществление циркуляции второй текучей среды через второй трубопровод, присоединенный ко второму теплообменнику. Открывание клапана, присоединенного между первым и вторым контейнерами, может давать в результате поступление адсорбата из второго контейнера в первый контейнер. Второй трубопровод дополнительно может быть присоединен к охлаждающей рубашке двигателя транспортного средства. Способ дополнительно может содержать предоставление двигателю транспортного средства возможности достигать заданной рабочей температуры и прекращение циркуляции первой текучей среды через первый трубопровод. Способ дополнительно может содержать осуществление циркуляции третьей текучей среды через третий трубопровод, третий трубопровод присоединен к третьему теплообменнику, присоединенному к первому контейнеру, и дополнительно присоединен к четвертому теплообменнику, присоединенному к источнику потерянного тепла, ввод в действие вентилятора, присоединенного ко второму контейнеру, предоставление адсорбату во втором контейнере возможности достигать заданного порогового уровня, закрывание первого клапана, прекращение циркуляции третьей текучей среды, и вывод из работы вентилятора, присоединенного ко второму контейнеру. Источник потерянного тепла может быть выпускным каналом, присоединенным к двигателю транспортного средства. В некоторых вариантах осуществления, адсорбент является цеолитом, а адсорбат является водным раствором, таким как вода или водным/гликолевым раствором. Второй трубопровод дополнительно может быть присоединен к радиатору и третьему контейнеру, содержащему вторую текучую среду. Второй трубопровод дополнительно может быть присоединен к четвертому трубопроводу, четвертый трубопровод присоединен к радиатору отопителя, используемому для обогрева пассажирского салона транспортного средства.
Техническим результатом этого способа является процедура холодного запуска, которая предоставляет возможность, чтобы двигатель прогревался благодаря теплу, вырабатываемому посредством экзотермической реакции адсорбции. Дополнительное тепло может отводиться в другие отделения транспортного средства, не прикладывая дополнительную нагрузку к двигателю, к примеру, радиатор отопителя для пассажирского отделения. Химический потенциал адсорбента может восстанавливаться посредством использования потерянного тепла для испарения адсорбата и возврата адсорбата во второй контейнер для текучей среды. Таким образом, тепловая энергия не теряется со временем в течение хранения.
Фиг. 4 показывает примерный способ 400 работы двигателя 10 внутреннего сгорания, как изображенный на фиг. 1 и фиг. 2. Способ 400 может быть выполнен в виде машинных команд, хранимых системой управления и реализуемых контроллером, например, контроллером 12, как показанный на фиг. 1 и 2. Фиг. 4 будет описана со ссылкой на компоненты и признаки примерных двигателей, детализированных на фиг. 1 и 2, но следует принимать во внимание, что способ 400 или другие эквивалентные способы могут выполняться в отношении множества конфигураций двигателя, не выходя из объема этого раскрытия. Способ 400 может считаться способом для режима адсорбции адсорбционного устройства аккумулирования тепла.
E
E
E
E
E
E
E
MAX
MAX
MAX
MAX
Способ 400 может начинаться на этапе 405 измерением или оценкой температуры двигателя. Температура двигателя может калиброваться в контроллере 12 на основании показаний с датчика температуры двигателя, такого как термопара 135, как изображено на фиг. 2. на этапе 410, способ 400 может включать в себя сравнение текущей температуры двигателя (T) с пороговой максимальной температурой двигателя (T ). T  может быть заданным значением или может определяться в зависимости от условий работы двигателя. Если T больше, чем T , способ 400 может переходить на этапе 412. Если T меньше, чем T , способ 400 может переходить на этапе 415.
E
E
E
E
E
E
MAX
MAX
MAX
На этапе 412, если двигатель был определен перегретым (T>T ), способ 400 может включать в себя выключение вентилятора радиатора и насоса контура двигателя. Со ссылкой на примерную систему по фиг. 2, это включает в себя вентилятор 134 радиатора и насос 133 контура двигателя. Таким образом, хладагент может подвергаться циркуляции через контур двигателя. Избыточное тепло двигателя может переноситься в хладагент через охлаждающую рубашку 130 двигателя, а кроме того, переноситься в радиатор 131, где оно может рассеиваться посредством вентилятора 134. на этапе 414, способ 400 может включать в себя предоставление T возможности снижаться ниже T . Это может быть основано на показаниях с датчика температуры двигателя, такого как термопара 135, как изображено на фиг. 2. Когда T снизилась ниже T , вентилятор радиатора и насос контура двигателя могут выключаться, и способ 400 может переходить на этап 415.
A
A
A
A
A
A
A
MAX
MAX
MAX
MAX
На этапе 415, способ 400 может включать в себя измерение температуры адсорбера. Температура адсорбера 107 может калиброваться в контроллере 12 на основании показаний с датчика температуры адсорбера, такого как термопара 112, как изображено на фиг. 2. на этапе 420, способ 400 может включать в себя сравнение текущей температуры адсорбера (T) с пороговой максимальной температурой адсорбера (T ). T  может быть заданным значением или может определяться в зависимости от условий работы двигателя. Если T больше, чем T , способ 400 может переходить на этапе 422. Если T меньше, чем T , способ 400 может переходить на этапе 425.
A
A
A
A
A
A
MAX
MAX
MAX
На этапе 422, если адсорбер определен перегретым (T>T ), способ 400 может включать в себя открывание клапана контура обмена и включение насоса контура обмена. Со ссылкой на примерную систему по фиг. 2, это включает в себя клапан 117 контура обмена и насос 118 контура обмена. Таким образом, хладагент может подвергаться циркуляции через контур теплообмена хладагента/адсорбера. Избыточное тепло адсорбера может переноситься в хладагент в контуре 105 двигателя через теплообменник 116. Если насос 133 контура двигателя не включен, он может вводиться в действие в это время. Тепло, перенесенное в хладагент в контуре 105 двигателя, может рассеиваться на радиаторе 131 и может требовать ввода в действие вентилятора 134 радиатора. Тепло также может переноситься в контур 106 отопителя и накапливаться в радиаторе 137 отопителя, если открыт клапан 136 контура отопителя. На этапе 424, способ 400 может включать в себя предоставление T возможности снижаться ниже T . Это может быть основано на показаниях с датчика температуры адсорбера, такого как термопара 112, как изображено на фиг. 2. Когда T снизилась ниже T , клапан контура обмена может закрываться, и насос контура обмена может выключаться. Другие компоненты, введенные в действие для рассеяния тепла адсорбера, также могут выводиться из работы. Способ 400 затем может переходить на этапе 425.
W
W
W
W
W
W
W
MAX
MAX
MAX
На этапе 425, способ 400 может включать в себя измерение уровня воды в контейнере 108 для текучей среды. Со ссылкой на примерную систему, изображенную на фиг. 2, L может определяться посредством повторных измерений датчиком 114 уровня воды. На этапе 430, способ 400 может включать в себя сравнение L с заданным пороговым максимальным уровнем воды, L . Если L больше, чем L , способ 400 может переходить на этапе 435. Если L меньше, чем L , способ 400 может переходить на этап 432. На этапе 432, способ 400 может включать в себя переключение адсорбера 107 в режим десорбции, тем самым, текучая среда десорбируется из адсорбента, и потенциал адсорбента восстанавливается. Этот процесс обсужден подробнее ниже и со ссылкой на фиг. 5. Вслед за десорбцией, способ 400 может переходить на этап 435.
На этапе 435, способ 400 может включать в себя открывание клапанов контура обмена и адсорбции, и включение насосов контура двигателя и контура обмена. Со ссылкой на примерную систему, изображенную на фиг. 2, это включает в себя клапан 120 контура обмена, клапан 109 адсорбции, насос 133 контура двигателя и насос 118 контура обмена. Таким образом, текучая среда в контейнере 108 для текучей среды может поступать в адсорбер 107 и вырабатывать тепло благодаря экзэргонической реакции адсорбции, которая следует. Тепло может переноситься в контур теплообмена хладагента/адсорбера через теплообменник 110, а кроме того, переноситься в контур 105 двигателя через теплообменник 116. Клапан адсорбции может открываться с относительной продолжительностью времени включения 100% или с относительной продолжительностью времени включения, определенной контроллером в зависимости от необходимой тепловой энергии. Подобным образом, скорость работы насоса 118 контура обмена может определяться в зависимости от условий работы двигателя. Способ 400 затем может переходить на этап 440.
На этапе 440, способ 400 может включать в себя определение, включен ли переключатель отопителя. Определение, включен ли переключатель отопителя, может включать выявление контроллером 12, был ли обогрев запрошен в пассажирском салоне. Если переключатель отопителя не включен, способ 400 может переходить на этап 450. Если переключатель отопителя включен, способ 400 может переходить на этап 445. На этапе 445, способ 400 может включать в себя открывание клапана контура отопителя и включение вентилятора отопителя. Со ссылкой на примерную систему, изображенную на фиг. 2, это включает в себя клапан 136 контура отопителя и вентилятор 138 отопителя. Посредством открывания клапана 136 контура отопителя, хладагент может циркулировать через контур 106 отопителя и может накапливаться в радиаторе 137 отопителя. Вентилятор 138 отопителя может рассеивать тепло с радиатора 137 отопителя посредством вдувания воздуха в пассажирское отделение транспортного средства.
W
W
W
MIN
На этапе 450, способ 400 может включать в себя предоставление уровню L воды возможности достигать минимального порогового уровня L . Со ссылкой на примерную систему, изображенную на фиг. 2, L может определяться посредством повторных измерений датчиком 114 уровня воды. Таким образом, максимальное количество воды в контейнере 108 для текучей среды может адсорбироваться адсорбером 107.
На этапе 455, способ 400 может включать в себя закрывание клапанов контуров обмена и адсорбции, и выключение насоса контура обмена. Со ссылкой на примерную систему, изображенную на фиг. 2, это включает в себя клапан 120 контура обмена, клапан 109 адсорбции и насос 118 контура обмена. Таким образом, адсорбер 107 отсоединяется от контейнера 108 для текучей среды, и текучая среда больше не циркулирует через контур 103 теплообмена хладагента/адсорбера, отсоединяя адсорбер 107 от охлаждающего контура 102.
На этапе 460, способ 400 может включать в себя переключение адсорбера 107 в режим десорбции, тем самым, текучая среда десорбируется из адсорбента, и потенциал адсорбента восстанавливается. Этот процесс обсужден подробнее ниже и со ссылкой на фиг. 5. Вслед за десорбцией, способ 400 может заканчиваться.
Система по фиг. 2 и способ по фиг. 4 могут задействовать одну или более систем для терморегулирования. В одном из примеров, система терморегулирования для транспортного средства содержит: адсорбционное устройство аккумулирования тепла, содержащее первый контейнер, включающий в себя адсорбент, присоединенный через первый клапан ко второму контейнеру, включающего в себя адсорбат, первый теплообменник, присоединенный к первому контейнеру и дополнительно присоединенный к первому охлаждающему контуру, содержащему первый хладагент, второй теплообменник, присоединенный к первому охлаждающему контуру и дополнительно присоединенный ко второму охлаждающему контуру, содержащему второй хладагент, и первый целевой объект обогрева, присоединенный ко второму охлаждающему контуру. Система дополнительно может содержать третий теплообменник, присоединенный к первому контейнеру и дополнительно присоединенный к третьему охлаждающему контуру, содержащему третий хладагент, и четвертый теплообменник, присоединенный к третьему охлаждающему контуру и дополнительно присоединенный к источнику потерянного тепла. Второй трубопровод может быть присоединен ко второму целевому объекту обогрева и дополнительно присоединен к третьему контейнеру, содержащему второй хладагент. Система дополнительно может содержать четвертый охлаждающий контур, содержащий второй хладагент и присоединенный ко второму охлаждающему контуру через второй клапан, и третий целевой объект обогрева, присоединенный к четвертому охлаждающему контуру. Система дополнительно может содержать контроллер, выполненный с командами, хранимыми в памяти, для: в ответ на запрос на обогрев первого целевого объекта обогрева, открывания первого клапана, осуществления циркуляции первого хладагента через первый охлаждающий контур и осуществления циркуляции второго хладагента через второй охлаждающий контур. Контроллер дополнительно может быть выполнен с командами, хранимыми в памяти, для: в ответ на запрос на обогрев третьего целевого объекта обогрева, открывания второго клапана, осуществления циркуляции второго хладагента через четвертый охлаждающий контур, ввода в действие первого вентилятора, присоединенного к третьему целевому объекту обогрева. Контроллер дополнительно может быть выполнен с командами, хранимыми в памяти, для: в ответ на уровень адсорбата во втором контейнере, находящийся ниже первого порогового значения, прекращения циркуляции первого хладагента через первый охлаждающий контур, открывания первого клапана, осуществления циркуляции третьего хладагента через третий охлаждающий контур, ввода в действие второго вентилятора, присоединенного ко второму контейнеру, предоставления уровню адсорбата во втором контейнере возможности достигать второго порогового значения, более высокого, чем первое пороговое значение, закрывания первого клапана, вывода из работы второго вентилятора и прекращения циркуляции третьего хладагента через третий охлаждающий контур. Первым целевым объектом обогрева может быть охлаждающая рубашка двигателя транспортного средства. В некоторых вариантах осуществления, первый целевой объект обогрева может быть охлаждающей рубашкой двигателя транспортного средства, второй целевой объект обогрева может быть радиатором, а третий целевой объект обогрева может быть радиатором отопителя, используемым для обогрева пассажирского салона транспортного средства. В некоторых вариантах осуществления, первый целевой объект обогрева может быть радиатором отопителя, используемым для обогрева пассажирского салона транспортного средства. Адсорбент может быть цеолитом, а адсорбат может быть водным раствором. Источник потерянного тепла может быть выпускным каналом, присоединенным к двигателю транспортного средства, а третий хладагент может быть высокотемпературной теплообменной текучей средой.
Техническим результатом этой системы является не требующая много места система терморегулирования, предоставляющая возможность, чтобы химический потенциал накапливался и освобождался при запуске двигателя, или в любой момент при работе двигателя, где требуется или запрошен дополнительный нагрев. Химический потенциал может восстанавливаться с использованием потерянного тепла, такого как выхлопные газы двигателя. Таким образом, тепловая энергия сохраняется и не ухудшается со временем. Кроме того, водный адсорбат может использоваться вместе с кристаллическим адсорбентом в противоположность коррозионному или огнеопасному материалу с фазовым переходом. Тепловая энергия дополнительно может использоваться для обогрева пассажирского отделения транспортного средства, не прикладывая нагрузку к двигателю транспортного средства.
Фиг. 5 показывает примерный способ 500 работы двигателя 10 внутреннего сгорания, как изображенный на фиг. 1 и фиг. 2. Способ 500 может быть выполнен в виде машинных команд, хранимых системой управления и реализуемых контроллером, например, контроллером 12, как показанный на фиг. 1 и 2. Фиг. 5 будет описана со ссылкой на компоненты и признаки примерных двигателей, детализированных на фиг. 1 и 2, но следует принимать во внимание, что способ 500 или другие эквивалентные способы могут выполняться в отношении множества конфигураций двигателя, не выходя из объема этого раскрытия. Способ 500 может выполняться в виде подпрограммы способа 300, способа 400 или другого способа, требующего восстановления прежнего состояния химического потенциала благодаря процессу десорбции. Способ 500 также может выполняться в виде автономной процедуры, например, при выключении зажигания.
Способ 500 может начинаться на этапе 510 и может включать в себя закрывание клапана теплообмена и выключение насоса теплообмена. Со ссылкой на примерную систему, показанную на фиг. 2, это повлекло бы за собой закрывание клапана 117 и выключение насоса 118, но может привлекать любое средство предотвращения циркуляции хладагента через контур теплообмена хладагента/адсорбера. Таким образом, контур теплообмена хладагента/адсорбера отсоединяется от адсорбера и контура хладагента. Хладагент может продолжать подвергаться циркуляции через охлаждающий контур, но скорость работы насоса 133 может повышаться или понижаться на основании условий работы двигателя.
На этапе 520, способ 500 может включать в себя открывание клапанов адсорбции и регенерации тепла, и включение насоса регенерации тепла и вентилятора адсорбции. Со ссылкой на примерную систему, изображенную на фиг. 2, это включает в себя открывание клапанов 109 и 120, и включение насоса 121 и вентилятора 115. Насос регенерации тепла может быть насосом переменной скорости. В таких примерах, скорость работы насоса может определяться контроллером 12 в зависимости от условий работы двигателя, таких как температура выхлопных газов, температура адсорбента и уровень контейнера для текучей среды, среди других условий. Контур 104 регенерации тепла может включать в себя высокотемпературную текучую среду переноса тепла, которая должна подвергаться циркуляции насосом 121. Посредством циркуляции высокотемпературной текучей среды переноса тепла через контур 104 регенерации тепла, тепловая энергия из выхлопных газов в выпускном канале 48 может переноситься в адсорбент в адсорбере 107 через теплообменники 119 и 111. Посредством повышения температуры адсорбента, вода может десорбироваться из адсорбента, проходить через клапан 109 и конденсироваться внутри контейнера 108 для текучей среды. Вентилятор 115 может действовать для охлаждения контейнера 108 для текучей среды, таким образом, ускоряя скорость конденсации. Электронный дроссельный клапана 109 может открываться с относительной продолжительностью времени включения 100% или открываться с более низкой относительной продолжительностью времени включения, например, 50%. Относительная продолжительность времени включения, используемая для десорбции, может быть отличной от относительной продолжительности времени включения, используемой для адсорбции.
В некоторых вариантах осуществления, тепло может переноситься в адсорбер благодаря другому средству, такому как посредством контура теплообмена хладагента/адсорбера, в противоположность контуру регенерации тепла. Это может помогать десорбции или может быть механизм для рассеяния дополнительного тепла двигателя, если радиатор окажется неработоспособным или достигнет порогового значения максимальной температуры. Такой способ может быть на своем месте в виде способа дублирования в случае неисправности одного или более компонентов в контуре регенерации тепла.
W
W
W
W
W
MAX
MAX
На этапе 530, способ 500 может включать в себя предоставление уровню воды (L) в контейнере 108 для текучей среды возможности достигать заданного порогового максимального уровня (L ). Со ссылкой на примерную систему, изображенную на фиг. 2, L может определяться посредством повторных измерений датчиком 114 уровня воды. Когда L достигает L , способ 500 может переходить на этап 540.
На этапе 540, способ 500 может включать в себя закрывание клапанов адсорбции и регенерации тепла, и выключение насоса регенерации тепла и вентилятора адсорбции. Со ссылкой на примерную систему, изображенную на фиг. 2, это включает в себя закрывание клапанов 109 и 120, и выключение насоса 121 и вентилятора 115. Таким образом, десорбированная вода улавливается в контейнере 108 для текучей среды, а химический потенциал адсорбционного аккумулирующего устройства восстанавливается. Способ 500 затем может заканчиваться.
Системы и способы, описанные выше, могут задействовать одну или более систем. В одном из вариантов осуществления, система прогрева для двигателя транспортного средства содержит: адсорбционное устройство аккумулирования тепла, содержащее адсорбер, содержащий адсорбент, присоединенный через клапан к баку для текучей среды, содержащему адсорбат, первый трубопровод, содержащий первый хладагент, первый трубопровод, присоединенный к первому теплообменнику, расположенному внутри адсорбера, и второму теплообменнику, расположенному снаружи адсорбера, второй трубопровод, содержащий второй хладагент, второй трубопровод присоединен ко второму теплообменнику и дополнительно присоединен к охлаждающей рубашке двигателя транспортного средства, и контроллер, выполненный с командами, хранимыми в памяти, для: в ответ на событие холодного запуска, открывания первого клапана, осуществления циркуляции первой текучей среды через первый охлаждающий контур и осуществления циркуляции второго хладагента через второй охлаждающий контур.
Техническим результатом реализации этой системы является процедура холодного запуска, предоставляющая двигателю возможность быстро достигать рабочей температуры, тем самым, уменьшая выбросы и износ двигателя, и повышая экономию топлива. Адсорбционное устройство аккумулирования тепла также может быть реализовано в электрических транспортных средствах, которые не используют двигатель внутреннего сгорания. Таким образом, пассажирское отделение электрического транспортного средства может отапливаться, не истощая аккумуляторную батарею транспортного средства, тем самым, увеличивая дальность вождения транспортного средства.
Следует отметить, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящего описания, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящего описания, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции и/или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящего описания, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий, операций и/или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия, операции и/или функции могут графически представлять управляющую программу, которая должна быть запрограммирована в постоянную память машиночитаемого запоминающего носителя в системе управления двигателем.
Следует принимать во внимание, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящего описания, являются примерными по природе, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и не очевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящего описания.
Последующая формула полезной модели подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в виде новейших и неочевидных. Эти пункты формулы полезной модели могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы полезной модели включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой полезной модели посредством изменения настоящей формулы полезной модели или представления новой формулы полезной модели в этой или родственной заявке. Такая формула полезной модели, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле полезной модели, также рассматривается в виде включенной в предмет полезной модели настоящего раскрытия.