СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА
AIR CONDITIONING SYSTEM

Область техники
Изобретение относится к системам кондиционирования воздуха для автомобиля и других транспортных средств, в том числе специального назначения, и может быть использовано для обеспечения качественного воздуха для дыхания в условиях неблагоприятного состава наружной атмосферы.
Уровень техники
Известны системы кондиционирования воздуха, например, для автомобиля, в которых обеспечивается подогрев либо охлаждение воздуха, подаваемого в кабину (например, патенты РФ №2327580, №2360803, №2472642). Недостатком этих систем является то, что они могут обеспечить только желаемый температурный режим в салоне, нагревая или охлаждая наружный воздух, и не в состоянии обеспечить его качество, например, в условиях загрязнения внешней среды будут подавать этот воздух в салон. При блокировке подачи внешнего воздуха в условиях загрязнения содержание кислорода внутри салона будет падать, а содержание диоксида углерода нарастать, что приведет к ухудшению самочувствия водителя и пассажиров, а при увеличении времени блокировки и к более тяжелым последствиям. К тому же простое блокирование подачи внешнего воздуха не может предотвратить попадание загрязненного воздуха в салон через неплотности салона.
В патенте РФ №2466879 (оп. 20.11.2012 бюллетень «Изобретения. Полезные модели» №32), принятом за прототип, предложена система кондиционирования воздуха для автомобиля с пассажирским салоном и двигательным отсеком, состоящая из первого контура циркуляции с теплообменником для теплообмена между наружным воздухом и первым теплоносителем, второго контура циркуляции с теплообменником для теплообмена между воздухом пассажирского салона и вторым теплоносителем, первого и второго вентиляторов, связанных с каждым из указанных теплообменников для обеспечения циркуляции воздуха через соответствующий теплообменник, и блока агрегатов системы кондиционирования с компрессором. Система кондиционирования воздуха соединена со средствами для управления параметрами воздуха в пассажирском салоне. Это устройство также обладает указанными выше недостатками.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом заявленного изобретения является улучшение качества воздуха в пассажирском салоне за счет поддержания нормального или повышенного содержания кислорода и исключения попадания в салон загрязненного внешнего воздуха при блокировке подачи внешнего воздуха, при этом в условиях подачи внешнего воздуха возможно поддержание повышенного содержания кислорода, что улучшает самочувствие пассажиров и реакции водителя.
Технический результат достигается тем, что предложена система кондиционирования воздуха для автомобиля с пассажирским салоном и двигательным отсеком, содержащая первый контур циркуляции с теплообменником для теплообмена между наружным воздухом и первым теплоносителем, второй контур циркуляции с теплообменником для теплообмена между воздухом пассажирского салона и вторым теплоносителем, первый и второй вентиляторы, связанные с каждым из указанных теплообменников для обеспечения циркуляции воздуха через соответствующий теплообменник, и блок агрегатов системы кондиционирования с компрессором, при этом система дополнительно содержит твердоэлектролитный кислородный насос, установленный в двигательном отсеке, с подсоединенным к нему насосом подачи воздуха и трубкой подачи кислорода в пассажирский салон и датчик кислорода, установленный в пассажирском салоне и соединенный с блоком управления системой кондиционирования.
Признаки и сущность заявленного изобретения поясняются в последующем детальном описании, иллюстрируемом чертежом, где показано следующее.
На чертеже приведена схема заявленной системы кондиционирования воздуха, где:
1 - пассажирский салон,
2 - двигательный отсек,
3 - двигатель,
4 - блок агрегатов системы кондиционирования,
5 - блок управления системой кондиционирования,
6 - компрессор системы кондиционирования,
7 - привод компрессора,
8 - контур хладагента,
9 - контур первого теплоносителя,
10 - радиатор первого контура,
11 - вентилятор радиатора,
12 - циркуляционный насос первого теплоносителя,
13 - контур второго теплоносителя,
14 - теплообменник второго теплоносителя,
15 - вентилятор теплообменника,
16 - циркуляционный насос второго теплоносителя,
17 - кислородный насос,
18 - насос подачи воздуха,
19 - трубка подачи кислорода в пассажирский салон,
20 - сброс воздуха,
21 - датчик кислорода.
Осуществление изобретения
Система кондиционирования воздуха для автомобиля, в котором имеется пассажирский салон 1 и двигательный отсек 2 с двигателем 3, содержит первый контур циркуляции 9 с радиатором 10 для теплообмена между наружным воздухом и первым теплоносителем и циркуляционными насосами 12, второй контур циркуляции 13 с теплообменником 14 для теплообмена между воздухом пассажирского салона и вторым теплоносителем и циркуляционным насосом 16, первый 11 и второй 15 вентиляторы, связанные с радиатором 10 и теплообменником 14 для обеспечения циркуляции воздуха через радиатор и теплообменник, и блок агрегатов системы кондиционирования 4 с блоком управления 5, компрессором 6 с валом привода 7 от двигателя 3 и контуром хладагента 8, причем система кондиционирования дополнительно содержит твердоэлектролитный кислородный насос 17, установленный в двигательном отсеке 2, с подсоединенными к нему насосом подачи воздуха 18, трубкой подачи кислорода 19 в пассажирский салон 1, отводом воздуха 20, и датчик кислорода 21, установленный в пассажирском салоне 1 и соединенный с блоком управления системой кондиционирования 5.
Заявленная система кондиционирования воздуха работает следующим образом.
Тепло, выделяющееся при работе двигателя 3 в двигательном отсеке 2, снимается первым теплоносителем, циркулирующим в контуре 9 с помощью насосов 12. Излишки тепла сбрасываются в радиаторе 10 при его обдуве вентилятором 11. При необходимости подогрева воздуха в пассажирском салоне 1 часть тепла из контура 9 передается в блоке 4 второму теплоносителю, циркулирующему в контуре 13 с помощью насоса 16. Воздух в пассажирском салоне 1 нагревается в теплообменнике 14 при продувке вентилятором 15. Вентилятор 15 может продувать через теплообменник 14 как воздух пассажирского салона 1, так и наружный воздух в зависимости от внешних условий. При необходимости охлаждения воздуха в пассажирском салоне 1 включается контур хладагента 8 с компрессором 6, приводимым в работу приводом 7 от двигателя 3, и в блоке 4 производится охлаждение второго теплоносителя и далее охлаждение воздуха пассажирского салона 1. При неблагоприятных внешних условиях, например, при загазованности или других загрязнениях внешнего воздуха, подача его в салон 1 перекрывается вручную или автоматически заслонкой (не показана) и включается кислородный насос 17, продуваемый воздухом с помощью насоса 18. Выделяемый кислородным насосом 17 кислород по трубке 19 подается в салон 1, обеспечивая, с одной стороны, поддержание уровня кислорода для дыхания водителя и пассажиров, а с другой стороны, за счет наддува препятствуя попаданию в салон 1 внешнего загрязненного воздуха. Кислородный насос 17 может работать также при подаче в салон 1 внешнего воздуха, обогащая его кислородом. Управление всей системой кондиционирования осуществляет блок управления 5 с помощью датчиков температуры, обеспечивая заданные температуры двигателя и воздуха пассажирского салона и заданное значение парциального давления кислорода в салоне, устанавливая необходимый режим работы кислородного насоса 17 с помощью датчика кислорода 21. Таким образом, заявленная система кондиционирования обеспечивает улучшение качества воздуха в пассажирском салоне за счет поддержания нормального или повышенного содержания кислорода и исключения попадания в салон загрязненного внешнего воздуха при блокировке подачи внешнего воздуха. В условиях подачи внешнего воздуха возможно поддержание повышенного содержания кислорода, что улучшает самочувствие пассажиров и реакции водителя. Использование твердоэлектролитного кислородного насоса полностью исключает попадание через него любых загрязнителей из внешней среды.
Как показывают расчеты, работа кислородного насоса может обеспечить автономность жизнедеятельности водителя и пассажиров при отключении подачи внешнего загрязненного воздуха до 2-3 часов при допустимом содержании в воздухе пассажирского салона диоксида углерода.