使用用于新鲜空气供给和气候控制的热回收通风机的空调系统的制作方法
使用用于新鲜空气供给和气候控制的热回收通风机的空调系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明大体上涉及一种空调系统，更特别地涉及在机动车辆中使用的空调系统。
【背景技术】
[0002]近年来已存在以使机动车辆的所有方面更有效的各种发展。这种效率上的增加减少了成本且对环境有积极的影响。诸如被严重依赖以处理商品和原材料用的当今运输需求的牵引式挂车(tractor-trailer)的大车辆并非例外。的确，针对这些类型的车辆已存许多显著的进步以使其更有效。然而，随着燃料成本持续增加，存在持续的努力以补偿通过使用依赖的、低成本的牵引式挂车型车辆而导致增大的操作成本。
[0003]上述牵引式挂车车辆的从成本降低角度出发已受到大量关注的一方面是内部使用的暖通空调(HVAC)系统。作为一示例，已存在如下的日渐增长的使用:使用发动机操作和电操作构造两者以提供加热/冷却的牵引式挂车中的HVAC系统。该系统有利地提供当发动机运行时、在驾驶员操作车辆的状态下的HVAC服务以及提供当发动机不运行时、在驾驶员在车辆中休息的状态下的HVAC服务。作为另一示例，已存在如下的日渐增长的期望:通过改善空调循环内的各种部件的热性能和动力消耗，而使各部件更有效。
[0004]尽管当今的HVAC系统已极大地改善了驾驶员的舒适性以及车辆灵活度，但是仍存在以使该系统更有效的持续需求。这里所述的实施方式提供对上述HVAC系统的各种改善。这些优势和其他优势根据这里提供的描述是显而易见的。
【发明内容】
[0005]—种增加HVAC系统的效率的方法是作为到HVAC系统的输入提供将减少承载于HVAC系统的热载荷的具有入口温度和相对湿度的空气。相似地，为了使使用者的舒适性和安全性最大化，能够控制多少新鲜空气以及多少再循环空气(例如来自被调节空间的不新鲜空气)被引入被调节空间是有益的。然而，用于被调节空间的特定目标条件是高度可变的且依赖于诸如使用者的喜好、太阳能载荷、当日时间等许多因素。相似地，在任意给定时间的环境条件(例如当前内部温度/湿度、当前外部温度/湿度)是极度可变的。
[0006]因而，提供能够实时改变至车辆HVAC系统可能经历的正在变化的目标需求和环境条件的动态热量和/或能量回收通风系统以及方法是有益的。
[0007]根据一些实施方式，提供了一种车辆通风模块。所述车辆通风模块包括回流空气管道，所述回流空气管道具有回流空气入口和位于所述回流空气入口的下游的回流空气出口 ；新鲜空气管道，所述新鲜空气管道具有新鲜空气入口和位于所述新鲜空气入口的下游的新鲜空气出口；热交换器，所述热交换器被热耦合到所述回流空气管道和所述新鲜空气管，其中，所述热交换器位于所述回流空气出口和所述新鲜空气出口的上游且位于所述回流空气入口和所述新鲜空气入口的下游。所述通风模块还包括:第一门，所述第一门在所述热交换器的上游使所述回流空气管道和所述新鲜空气管道接合；以及第二门，所述第二门在所述热交换器的下游使所述回流空气管道和所述新鲜空气管道接合。所述第一门和所述第二门能够被操作以选择性地打开和关闭，从而允许空气通过所述新鲜空气管道和所述回流空气管道之间。
【附图说明】
[0008]在附图的图中，借助于示例但并不意图限制地例示这里公开的实施方式。纵观附图，相同的附图标记指代对应的部分。在附图中:
[0009]图1是根据本发明的教示的使用用于新鲜空气供给和气候控制的热回收通风机的车辆通风模块的实施方式的示意图；
[0010]图2A是车辆通风模块处于第一操作模式的实施方式的示意图；
[0011]图2B是图2A的车辆通风模块被示出处于第二操作模式的示意图；
[0012]图2C是图2A和图2B的车辆通风模块被示出处于第三操作模式的示意图；
[0013]图3是用于调节提供至车辆的内部舱的空气的方法的流程图；
[0014]图4是根据本发明的教示的使用用于新鲜空气供给和气候控制的热回收通风机的空调系统的另一实施方式的示意图；以及
[0015]图5是根据本发明的教示的使用用于新鲜空气供给和气候控制的热回收通风机的空调系统的另一实施方式的示意图。
【具体实施方式】
[0016]图1是诸如在道路上使用的商用货车的车辆1的实施方式的示意图，该车辆100具有利用用于供给新鲜空气的热回收通风机的通风模块。尽管附图和说明着重于在道路上使用的商用货车，但是本领域技术人员将认识到这里所述的系统和方法等同地适用于其他类型的车辆。
[0017]在一些实施方式中，车辆包括驾驶室108。车辆驾驶员可以在驾驶室108内操作车辆。一些实施方式还包括卧铺区域104，该卧铺区域104包含一个或多个床铺110，车辆驾驶员112或乘客可以在该一个或多个床铺110上睡觉或休息。在一些实施方式中，卧铺区域104通过可伸缩的帘或门与驾驶室108分离开，该可伸缩的帘或门可以使驾驶室108与卧铺区域104热分离。在一些实施方式中，卧铺区域104可以位于在背端壁114和与该背端壁114大体上垂直地延伸的一对侧壁118之间的车辆驾驶室的外壳内。床铺110典型地以一边与背端壁114相邻、两其他边或端部与侧壁118相邻的方式沿着卧铺区域104的背端壁114设置。因而，床铺110的三个边典型地被卧铺区域104的壳环绕或围绕。这留出床铺110的开口边，人员可以沿着开口边的前侧移动进入床铺110和移动离开床铺110。床铺110典型地在卧铺区域104的地板上方提升几英尺。
[0018]在一些实施方式中，利用初级通风模块106(例如加热器和/或空调)控制驾驶室108的热环境。在一些实施方式中，该通风模块106是传统的带驱动的空调系统，该带驱动的空调系统耦合到车辆的发动机109，以当发动机109运行时操作初级通风模块106。
[0019]在一些实施方式中，车辆100包括辅助通风模块102(例如加热器和/或空调)，以控制卧铺区域104的热环境。然而，应当理解的是，辅助通风模块102可以在初级通风模块106的辅助情况下或在没有初级通风模块106的辅助情况下、加热或冷却车辆的驾驶室108或其他区域。
[0020]辅助通风模块102包括空气出口116，该空气出口 116将被热调节的空气传送到卧铺区域104，如所示的诸如床铺110的上方。在卧铺区域104包括多于一个的双层床铺的情况下，对于各床铺中的每个床铺可以设置两个出口。在图示的实施方式中，出口 116沿着背端壁114设置。在其他配置中，出口116可以通过车顶、朝向背端壁114和侧壁118之间的角部中的一个或两个设置;可以沿着侧壁118设置;或可以设置在被热调节的空气能够排出到卧铺区域104所在的任何其他适当位置。辅助通风模块102可以沿着车顶、在驾驶室上方、沿着背端壁114、在床铺110下方或在任何其他适当位置安装。
[0021]在一些实施方式中，辅助通风模块102包括新鲜空气管道，该新鲜空气管道具有用于从驾驶室和卧铺区域的外侧接收新鲜空气126的空气入口 128以及用于排出通过新鲜空气入口 128接收的空气124的新鲜空气出口 130。在一些实施方式中，新鲜空气入口 128是在车辆向前行驶时用以将新鲜空气指引到新鲜空气管道中的进风口。在一些实施方式中，辅助通风模块102还包括回流管道120，该回流管道120具有回流空气入口 134和回流空气出口136。
[0022]在使用中，被热调节的空气经由供给管道132和供给管道出口116被供给到车辆100的内部。车辆内的空气如箭头135所示地循环，且之后被引到回流空气入口 134，沿着回流管道120流动至回流空气出口 136，在回流空气出口 136处被辅助通风模块102接收以被再调节或被排出。
[0023]图2A是包含被示出处于第一操作模式250a的车辆通风模块103的系统200的实施方式的示意图。(该车辆通风模块103是图1所 示的车辆通风模块102的示例性实施方式)。系统200包括诸如蒸汽压缩制冷循环(vapor-compress1n refrigerant loop)等的任何适当的暖通空调(HVAC)系统226，其具有压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、制冷剂管路、接头、冷凝器盘管、阀或基于HVAC系统的车辆用的其他部件。HVAC系统226可以提供加热的空气、冷却的空气或两者，且还可以包括多个空调回路或循环。例如，HVAC系统226可以包括利用带驱动的初级回路、发动机操作的压缩机以及利用不依赖于用于其操作的发动机的电驱动的压缩机的次级回路。可以利用上述回路的任一者或两者，以提供系统200中的温度受控的空气。
[0024]系统200还包括定位在HVAC系统226的上游的车辆通风模块103。如以下将更详细地所述，车辆通风模块103负责用于预处理被供给到HVAC系统226的空气，该空气最终将被传送到车辆的客舱(或其他内部舱)。
[0025]如以下将说明的，车辆通风模块103利用热量回收和能量回收通风机以在维持和改善气候控制(climate control)的状态下向车辆的内部提供新鲜空气。车辆通风模块103还能够在车辆的内部和车辆的外部之间传递热量和湿气以向车辆的内部提供更有效的冷却和/或加热。当处于冷却模式时通过使用可利用的最低入口温度或利用热量回收以使加热效率最大化，上述功能可以用于多季节的舒适性和高效率益处。
[0026]本领域技术人员将认识到:当HVAC系统226使用电驱动的压缩机而运行时，车辆通风模块103有利地减少HVAC系统226上热载荷，最终减少了使HVAC系统226运行所必需的电力。
[0027]系统200还包括控制器222，该控制器222与位于车辆的内部内的至少一个传感器220以及位于车辆的外部的至少一个传感器224连通。传感器220、224负责用于将基于气候的信息传递至控制器222。为此，这些传感器220、224可以是温度传感器、自动调温器、湿度传感器(例如湿度计、悬挂式湿度计等)、空气速度传感器、用于监视诸如NOx和⑶等污染物水平的空气质量传感器。
[0028]在一些实施方式中，控制器222还与HVAC系统226以及车辆通风模块103连通，且还能够被操作以控制其各自的功能。在一些实施方式中，控制器222将控制信号发送至HVAC系统226以发起其操作，更特别地发起其中的发动机的操作和/或被电操作的回路。在一些实施方式中，如下所述，控制器222将控制信号发送至车辆通风模块103以控制新鲜空气从车辆通风模块103输入到车辆的内部的量。
[0029]在内部传感器222包括空气质量传感器且该传感器检测车辆的内部的污染物(例如N0X和/或C0)的不可接受量的实施方式中，控制器222发送如下控制信号:该控制信号允许通过车辆通风模块103或通过打开车辆的门、窗或者通风口而使新鲜空气进入车辆，以便使内部的空气与新鲜的外部空气交换。在内部传感器222包括空气质量传感器且该传感器检测内部的污染物的不可接受量的另一实施方式中，控制器222还可以开启例如空气离子发生器的内部空气净化装置(未示出)，其去除各种形式的病毒、细菌、宠物毛肩、霉菌、霉等。
[0030]在内部传感器222判断出内部空气的温度比外部空气的温度(如由外部传感器224测量的温度)暖且期望的内部温度将被降低的一些实施方式中，使用相同的功能以使较暖的内部空气与较冷的外部空气交换。
[0031]车辆通风模块103包括回流空气管道120，该回流空气管道120包括回流空气入口134和位于回流空气入口 134下游的回流空气出口 136。该回流空气出口 136热(且典型地流体地)耦合到HVAC系统226。车辆通风模块103还包括新鲜空气管道214，该新鲜空气管道214具有新鲜空气入口 128和在该新鲜空气入口 128下游的新鲜空气出口 130。图1示出了该管道、入口和出口的布置和类型的示例。
[0032]车辆通风模块103还包括热交换器208，该热交换器208被热耦合到回流空气管道120和新鲜空气管道214。热交换器208布置在回流空气出口 136和新鲜空气出口 130的上游且布置在回流空气入口 134和新鲜空气入口 128的下游。换言之，热交换器208使入口 134、128与136、130分离。尽管也可以利用其他类型的热交换器，但是热交换器208可以是空气-对-空气热交换器，作为一不例。
[0033]热交换器208允许在回流空气管道120和新鲜空气管道214之间传递热量，而不需要在管道中的空气接触(尽管如下所示，各管道中的空气在特定模式中混合)。在一些实施方式中，热交换器208是具有高导热性的金属散热器。
[0034]车辆通风模块103还包括在热交换器208上游使回流空气管道120和新鲜空气管道214接合的第一门212。除另有说明，这些门已知为可控的通风口或挡板(dampener)。最终，车辆通风模块103包括在热交换器208下游使回流空气管道120和新鲜空气管道214接合的第二门206。第一门212和第二门206能够被操作以选择性地打开和关闭，以允许空气在新鲜空气管道214和回流空气管道120之间通过。这些门212、206通过从控制器222发送的信号被可选择性地控制(例如被打开和被关闭)。在一些实施方式中，各门能够被打开增量值以允许新鲜空气或多或少进入回流管道120，使回流空气或多或少进入新鲜管道214。通过控制该门，通风模块允许用于回收正常通过新鲜空气出口 130损失的能量的百分比，从而允许HVAC系统226处理用于加热新鲜空气或冷却新鲜空气所需的增加的热载荷，而无需显著增加HVAC系统226的热容量。
[0035]在一些实施方式中，设置可选的附加门，诸如在回流空气入口134处的第三门210。关闭该门防止回流空气再循环到车辆的内部。尽管未示出，当关闭门210时，回流空气被路由或排出到车辆的外部，而不是通过通风模块103。还可以在其他入口 128和出口 136、130处设置其他门。例如，第四门(未示出)位于新鲜空气入口 128处。第四门还通过从控制器222发送的信号被可选择地控制(例如被打开和被关闭)，从而控制新鲜空气被引入系统的量。在一些实施方式中，第四门可以被打开增量值，以允许新鲜空气或多或少进入新鲜空气管道214。在一些实施方式中，新鲜空气的被引入新鲜空气管道214的量(如被第四门调节的量)基于任何适当的考虑(例如内部或外部空气质量水平、内部或外部温度、内部或外部湿度水平等)由控制器222确定。
[0036]此外，在一些实施方式中，一个或多个风扇可以设置在入口和出口 134、128、204、130、133和136以助于空气移动通过入口、出口或管道。在其他实施方式中，气道(或文丘里管)连接到出口 136、130中的一个或多个，以助于将空气吸引通过回流管道120和/或新鲜空气管道202。
[0037]图2B是图2A的车辆通风模块103被示出处于第二操作模式250b的示意图，而图2C是图2A和图2B的车辆通风模块103被示出处于第三操作模式250c的示意图。以下参照图3论述第一操作模式至第三操作模式。
[0038]图3是用于调节提供到车辆的内部舱的空气的方法的流程图300。最初，对于车辆设置了诸如图1、图2A至2C、图4至5的通风模块102、103、105和/或107等的通风模块(302)。在第一操作模式中，控制器(诸如图2A的控制器222)判定:(i)向HVAC系统提供处于高温的空气和/或向HVAC系统提供新鲜的空气是有益的；以及(ii)回流空气比外部空气冷和/或具有比外部空气低的相对湿度(304)。控制器随后关闭第一门212(图2A)(或确保第一门212已关闭)，且打开第二门206(图2A)(或确保第二门206已打开)(306)，如图2六所示。例如，如图2A所示，当回流空气处于华氏75度以及50%相对湿度且外部的新鲜空气的温度处于华氏94度以及70%相对湿 度时，第一门212关闭且第二门206打开。通过在这些条件下关闭第一门212且打开第二门206，新鲜空气管道214中的新鲜空气经过已被低温回流空气冷却的热交换器208，由此将其热量的一部分传递至热交换器208。回流空气管道120中的回流空气也经过热交换器208，由此将回流空气的温度提升到华氏85度且具有35%相对湿度。通过经过热交换器208而使温度已从华氏95度和70%相对湿度下降至华氏85度和92%相对湿度的经调节的新鲜空气与经过第二门206而被调节的回流空气混合。最终，处于华氏85度和46.4 %相对湿度的新鲜空气和回流空气的经调节的混合物被发送至HVAC系统，该HVAC系统在空气被发送至车辆的内部之前可以需要或可以不需要进一步升高或降低空气的温度。
[0039]在第二操作模式中，控制器(诸如图2A的控制器222)判定:⑴向HVAC系统提供新鲜的空气和/或向HVAC系统提供具有较低的温度和/或相对湿度的空气是有益的；以及(ii)回流空气比外部空气暖和/或具有比外部空气高的相对湿度(308)。控制器随后关闭第二门206(图2B)(或确保第二门206已关闭)，且打开第一门212(图2B)(或确保第一门212已打开)(310)，如图2B、图3所示。例如，如图2B所示，进入回流空气管道的回流空气处于华氏70度和50 %相对湿度。被引入新鲜空气管道214的新鲜空气126处于华氏40度和40 %相对湿度。新鲜空气经过由打开的第一门212提供的开口且与回流空气混合以将回流空气调节到华氏60度和45%相对湿度。回流管道中的被局部经调节的回流空气和新鲜空气管道中的一些新鲜空气两者经过热交换器208。这使回流空气的温度和/或相对湿度从华氏60度和45%相对湿度下降到华氏50度和32 %相对湿度。该经调节的较冷的空气随后传送至HVAC系统，该HVAC系统在空气被发送至车辆的内部之前可以需要或可以不需要进一步升高或降低空气的温度。已经过热交换器的经调节的新鲜空气此刻处于华氏50度和30%相对湿度，且被排出到车辆的外部。
[0040]在第三操作模式中，控制器(诸如图2A的控制器222)判定出系统需要将高百分比(例如80%至100%)的新鲜空气引入到车室内部中(312)。控制器随后关闭(或局部关闭)第三门210(图2C)(或确保第三门210已关闭或局部关闭)，且打开第一门212和/或第二门206(或确保第一门212和二门206已打开)，如图2C所示。通过关闭或打开第三门210，控制器能够控制回流空气再循环的量。
[0041 ]在一些实施方式中，门包括适当的密封，或可选地包括阀、可变空气流量装置或气流调节器(damper)。本领域技术人员将认识到在这方面各种构造是可行的。此外，可以包括附加的门或流动路径部件(flow routing component)。
[0042]此刻转到图4，图示了另一车辆通风模块105。(车辆通风模块105是图1所示的车辆通风模块102的示例性实施方式)。在该实施方式中，省略了被包括在图2A至图2C中的门212、206。车辆通风模块105的其他部件与如上关于车辆通风模块102所述的部件大致相同，这些部件的细节在此没有被再次说明。此外，为了便于参考，对于通风模块102和通风模块105之间共同的部件使用相同的附图标记。
[0043]在通风模块105中，包括但不限于风扇、气流调节器、阀等的流动指向元件被用于将经过回流空气入口 134的回流空气全部吸引通过热交换器208以及吸引出新鲜空气出口130。将回流空气吸引通过热交换器208将导致回流空气的热量的一部分被传递至热交换器208 ο包括但不限于风扇、气流调节器、阀等的附加流动指向元件还定位成使通过新鲜空气入口 128接收的所有新鲜空气路由通过热交换器208且从离开新鲜空气出口 136。利用该操作，将通过热交换器208从回流空气提取热量，且该热量将被传递至新鲜空气，导致被预加热的将被发送至HVAC系统226的新鲜空气。
[0044]具体地，如图4所示，如果进入回流空气管道120的回流空气处于华氏80度和50%相对湿度且进入新鲜空气管道202的新鲜空气处于华氏40度和30%相对湿度，则热交换器208运行以将进入的新鲜空气的温度增大到华氏60度和40%相对湿度，因而减少承载于HVAC系统226的热载荷，而无需将任何回流空气再次引入HVAC系统226。
[0045]此刻转到图5，图示了另一车辆通风模块107。(车辆通风模块107是图1所示的车辆通风模块102的示例性实施方式)。在实施方式中，省略了被包括在图2Α至图2C中的门212、206。车辆通风模块107的其他部件与如上关于车辆通风模块102所述的部件大致相同，这些部件的细节在此没有被再次说明。此外，为了便于参考，对于通风模块102和通风模块107之间共同的部件使用相同的附图标记。
[0046]在该实施方式中，并没有利用新鲜空气作为供给空气(即在通风模块107中没有新鲜空气被引入到回流空气流中)。而是，利用新鲜空气来从热交换器208移除热量，随后新鲜空气通过新鲜空气出口 130排出。该操作允许通过回流空气入口 134的回流空气在其经过热交换器208时经受热传递，最终降低了其温度。该降低了温度的空气随后路由通过回流空气出口 136至HVAC系统226。该“预冷却”的空气对HVAC系统226上施加低热载荷。
[0047]例如，如图5所示，如果进入回流空气管道120的回流空气处于华氏80度和50%相对湿度且进入新鲜空气管道202的新鲜空气处于华氏70度和90%相对湿度，则热交换器208运行以将再循环的回流空气的温度降低到华氏75度和50%相对湿度，因而减少承载于HVAC系统226的热载荷，而无需将任何新鲜空气引入HVAC系统226。
[0048]图4至图5示出不包括被示出在图2A至图2C的通风模块103中的门212、206的通风模块105、107。然而，在一些实施方式中，通风模块105、107包括门212、206。事实上，在一些实施方式中，通风模块105、107表示通风模块103的门212、206两者关闭的附加操作模式。更特别地，在一些实施方式中，图4和图5中所示的操作模式通过如下方式实现:使用图2A至图2C中所示的通风模块103、关闭门212、206，操控通风模块103和/或热交换器208的一个或多个流动指向元件(例如风扇、气流调节器、阀等)，从而实现回流空气和新鲜空气所需的流动特征。
[0049]本领域技术人员将认识到:上述(多个)系统可以被提供为包括HVAC系统226和通风模块102的独立的组合系统。可选地，通风模块102可以提供为被添加于现有的HVAC系统226的部件。此外，所有图示的温度和湿度值仅是示例性目的，并不是必须表示实际温度或湿度值，也不是必须准确反映上述系统或系统的任何部件的热性能。
[0050]包括出版物、专利申请和这里引用的专利的所有参考文献通过引用的方式合并再次，以达到就如同每一份参考文献被单独和独立地指明通过引用的方式合并在此且它们的全部内容在这里被阐明的程度。
[0051]在前述论述中，对于这里作为单个实例所述的部件、操作或结构，可选地提供多个实例。最终，各种部件、操作和数据存储之间的边界在某种程度上是任意的，特定操作在特定示例性构造的描述中被说明。其他功能的分配是能预想的且可选地落在(多个)实施方式的范围内。通常，在示例构造中表示为单独的部件的结构和功能可选地实施为组合的结构和部件。相似地，表示为单个部件的结构和功能可选地实施为独立的部件。这些和其他变化、变型、附加以及改进落在(多个)实施方式的范围内。
[0052]还将理解的是，尽管术语“第一”、“第二”在一些情况下在这里用于描述各种元件，但是这些元件应当不被这些术语限制。这些术语仅是用于区分一个元件与另一个元件。例如，第一触点可以被叫作第二触点，相似地，第二触点可以被叫作第一触点，这尽管改变了说明书的意思，但是只要“第一触点”的所 有出现被一致地重命名且第二触点的所有出现被一致地重命名即可。第一触点和第二触点两者均是触点，但是它们不是同一触点。
[0053]这里使用的技术仅用于描述特定实施方式的目的且不意图限制权利要求。如在实施方式的描述中以及所附权利要求中所使用的，单数形式“一”和“该”意图也包括复数形式，除非上下文清楚地表示。还将理解的是，如这里使用的术语“和/或”指和包含任何以及所有相关联的列出的项目的一个或多个的可行组合。将进一步理解的是，当在该说明书中使用的术语“包括”和/或“包含”列举了特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是并没有排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其的组的存在或添加。
[0054]如这里使用的，术语“如果”可选地被解释为“当…时”或“在…时”或“响应以确定”或“根据确定”或“响应以检测”:根据上下文，之前陈述的条件为真实的。相似地，短语“如果确定的是(之前陈述的条件为真实的)”或“如果(之前陈述的条件为真实的)”或“当(之前陈述的条件为真实的)时”可选地解释为或“在确定时”或“响应以确定”或“根据确定”或“在检测时”或“响应以检测”:根据上下文，之前陈述的条件为真实的。
[0055]前述说明被包括在具体例示实施方式的示例系统、方法、技术、指令序列以及计算机程序产品中。为了解释的目的，阐明各种特定细节，从而提供发明的主题事项的各种实施方式的理解。然而，对于本领域技术人员将明显的是，在没有这些具体细节的情况下，发明的主题事项的实施方式可选地是熟练的。通常，熟知的指令序列、协议、结构和技术不必须被详细示出。
[0056]已参照【具体实施方式】描述了用于解释目的的前述描述。然而，例示的以上论述不意图为详尽的或不意图将实施方式限制为所公开的准确形式。鉴于以上教示，许多变型和变化是可行的。选择和描述了该实施方式，从而最佳地解释原理和它们的实际应用，由此能够使本领域技术人员最佳地利用实施方式以及具有各种变型的各种实施方式，如适于预期的特定使用。
【主权项】
1.一种车辆通风模块，包括: 回流空气管道，所述回流空气管道具有回流空气入口和位于所述回流空气入口的下游的回流空气出口； 新鲜空气管道，所述新鲜空气管道具有新鲜空气入口和位于所述新鲜空气入口的下游的新鲜空气出口； 热交换器，所述热交换器被热耦合到所述回流空气管道和所述新鲜空气管，其中，所述热交换器位于所述回流空气出口和所述新鲜空气出口的上游且位于所述回流空气入口和所述新鲜空气入口的下游； 第一门，所述第一门在所述热交换器的上游使所述回流空气管道和所述新鲜空气管道接合；以及 第二门，所述第二门在所述热交换器的下游使所述回流空气管道和所述新鲜空气管道接合， 其中，所述第一门和所述第二门能够被操作以选择性地打开和关闭，从而允许空气在所述新鲜空气管道和所述回流空气管道之间通过。2.根据权利要求1所述的通风模块，其中在第一操作模式中: 所述第一门关闭且所述第二门打开，使得通过所述新鲜空气入口接收的新鲜空气在所述新鲜空气管道中被吸弓I通过所述热交换器； 所述新鲜空气的第一部分经由所述第二门被吸引到所述回流空气管道中。3.根据权利要求2所述的通风模块，其中在所述第一操作模式中，所述新鲜空气的第二部分被吸引通过所述新鲜空气出口。4.根据权利要求1至3中任一项所述的通风模块，其中在第二操作模式中: 所述第一门打开且所述第二门关闭，使得通过所述新鲜空气入口接收的新鲜空气的第一部分被吸引到所述回流空气管道中且在所述回流空气管道中被吸引通过所述热交换器； 通过所述新鲜空气入口接收的所述新鲜空气的第二部分在所述新鲜空气管道中被吸引通过所述热交换器;并且 通过所述新鲜空气入口接收的所述新鲜空气的所述第二部分被吸引通过所述新鲜空气出口。5.根据权利要求1至4中任一项所述的通风模块，还包括控制器，所述控制器被构造成操作如下: 在第一操作模式中关闭所述第一门且打开所述第二门，使得通过所述新鲜空气入口接收的新鲜空气在所述新鲜空气管道中被吸引通过所述热交换器，并且所述新鲜空气的第一部分经由所述第二门被吸引到所述回流空气管道中； 在第二操作模式中打开所述第一门且关闭所述第二门，使得通过所述新鲜空气入口接收的新鲜空气的第一部分被吸引到所述回流空气管道中且在所述回流空气管道中被吸引通过所述热交换器，并且通过所述新鲜空气入口接收的所述新鲜空气的第二部分在所述新鲜空气管道中被吸引通过所述热交换器，并且通过所述新鲜空气入口接收的所述新鲜空气的所述第二部分被吸引通过所述新鲜空气出口。6.根据权利要求5所述的通风模块，其中所述控制器被电耦合到HVAC系统并且被配置成控制所述HVAC系统，所述HVAC系统被流体地且热耦合到所述车辆通风模块。7.根据权利要求5至6中任一项所述的通风模块，其中所述控制器被电耦合至外部温度传感器和内部温度传感器，且被构造成测量由所述外部温度传感器和所述内部温度传感器所测量的温度。8.根据权利要求5至6中任一项所述的通风模块，其中所述控制器被电耦合到从如下群中选取的一个或多个传感器，所述群由温度传感器、湿度计、悬挂式湿度计、空气质量传感器以及空气速度传感器组成。9.根据权利要求1至8中任一项所述的通风模块，其中所述新鲜空气入口是被构造成当车辆向前移动时接收空气的进风口。10.根据权利要求1至9中任一项所述的通风模块，其中所述回流空气出口被流体地且热耦合到空调系统。11.根据权利要求1至9中任一项所述的通风模块，还包括第三门，所述第三门被耦合到所述回流空气入口，所述第三门被构造成选择性地打开和关闭，从而调节被供给到空调系统的回流空气量。12.根据权利要求4所述的通风模块，还包括第三门，所述第三门被耦合到所述回流空气入口，所述第三门被构造成选择性地打开和关闭，从而调节被供给到空调系统的回流空气量，其中在第三操作模式中，所述第三门关闭以限制回流空气流到所述回流空气管道中，使得实质上仅通过所述新鲜空气入口接收的新鲜空气被引入到所述回流空气管道中。13.根据权利要求12所述的通风模块，其中在第四操作模式中，所述第一门和所述第二门关闭，使得实质上没有新鲜空气被引入到所述回流空气管道中。14.根据权利要求1至13中任一项所述的通风模块，还包括新鲜空气风扇，所述新鲜空气风扇被耦合到所述新鲜空气管道用于将新鲜空气吸引通过所述新鲜空气管道。15.根据权利要求1至14中任一项所述的通风模块，还包括气道，所述气道被耦合到所述新鲜空气管道将新鲜空气吸引通过所述新鲜空气管道。16.根据权利要求1至12中任一项所述的通风模块，还包括第四门，所述第四门被耦合到所述新鲜空气入口，所述第三门被构造成选择性地打开和关闭，从而调节被供给到所述空调系统的新鲜空气量。17.—种通风模块，包括权利要求1至16中的任一项的部件且被构造成根据权利要求1至16的操作模式中的任一模式操作。
【专利摘要】车辆通风模块包括回流空气管道120、新鲜空气管道214、热交换器208以及第一门212和第二门206。回流空气管道具有回流空气入口134和位于该回流空气入口下游的回流空气出口136。新鲜空气管道具有新鲜空气入口128和位于新鲜空气入口下游的新鲜空气出口130。热交换器被热耦合到回流空气管道和新鲜空气管道，用于热量回收。第一门212在热交换器的上游使回流空气管道和新鲜空气管道接合。第二门206在热交换器的下游使回流空气管道和新鲜空气管道接合。第一门和第二门能够被操作以选择性地打开和关闭，从而允许空气在新鲜空气管道214和回流空气管道120之间通过。
【IPC分类】B60H1/03, F24F12/00
【公开号】CN105492227
【申请号】CN201480027117
【发明人】B·S·康内尔
【申请人】博格思众公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年3月13日
【公告号】EP2969613A1, US20140262132, WO2014160459A1
【技术领域】
[0001]本发明大体上涉及一种空调系统，更特别地涉及在机动车辆中使用的空调系统。
【背景技术】
[0002]近年来已存在以使机动车辆的所有方面更有效的各种发展。这种效率上的增加减少了成本且对环境有积极的影响。诸如被严重依赖以处理商品和原材料用的当今运输需求的牵引式挂车(tractor-trailer)的大车辆并非例外。的确，针对这些类型的车辆已存许多显著的进步以使其更有效。然而，随着燃料成本持续增加，存在持续的努力以补偿通过使用依赖的、低成本的牵引式挂车型车辆而导致增大的操作成本。
[0003]上述牵引式挂车车辆的从成本降低角度出发已受到大量关注的一方面是内部使用的暖通空调(HVAC)系统。作为一示例，已存在如下的日渐增长的使用:使用发动机操作和电操作构造两者以提供加热/冷却的牵引式挂车中的HVAC系统。该系统有利地提供当发动机运行时、在驾驶员操作车辆的状态下的HVAC服务以及提供当发动机不运行时、在驾驶员在车辆中休息的状态下的HVAC服务。作为另一示例，已存在如下的日渐增长的期望:通过改善空调循环内的各种部件的热性能和动力消耗，而使各部件更有效。
[0004]尽管当今的HVAC系统已极大地改善了驾驶员的舒适性以及车辆灵活度，但是仍存在以使该系统更有效的持续需求。这里所述的实施方式提供对上述HVAC系统的各种改善。这些优势和其他优势根据这里提供的描述是显而易见的。
【发明内容】
[0005]—种增加HVAC系统的效率的方法是作为到HVAC系统的输入提供将减少承载于HVAC系统的热载荷的具有入口温度和相对湿度的空气。相似地，为了使使用者的舒适性和安全性最大化，能够控制多少新鲜空气以及多少再循环空气(例如来自被调节空间的不新鲜空气)被引入被调节空间是有益的。然而，用于被调节空间的特定目标条件是高度可变的且依赖于诸如使用者的喜好、太阳能载荷、当日时间等许多因素。相似地，在任意给定时间的环境条件(例如当前内部温度/湿度、当前外部温度/湿度)是极度可变的。
[0006]因而，提供能够实时改变至车辆HVAC系统可能经历的正在变化的目标需求和环境条件的动态热量和/或能量回收通风系统以及方法是有益的。
[0007]根据一些实施方式，提供了一种车辆通风模块。所述车辆通风模块包括回流空气管道，所述回流空气管道具有回流空气入口和位于所述回流空气入口的下游的回流空气出口 ；新鲜空气管道，所述新鲜空气管道具有新鲜空气入口和位于所述新鲜空气入口的下游的新鲜空气出口；热交换器，所述热交换器被热耦合到所述回流空气管道和所述新鲜空气管，其中，所述热交换器位于所述回流空气出口和所述新鲜空气出口的上游且位于所述回流空气入口和所述新鲜空气入口的下游。所述通风模块还包括:第一门，所述第一门在所述热交换器的上游使所述回流空气管道和所述新鲜空气管道接合；以及第二门，所述第二门在所述热交换器的下游使所述回流空气管道和所述新鲜空气管道接合。所述第一门和所述第二门能够被操作以选择性地打开和关闭，从而允许空气通过所述新鲜空气管道和所述回流空气管道之间。
【附图说明】
[0008]在附图的图中，借助于示例但并不意图限制地例示这里公开的实施方式。纵观附图，相同的附图标记指代对应的部分。在附图中:
[0009]图1是根据本发明的教示的使用用于新鲜空气供给和气候控制的热回收通风机的车辆通风模块的实施方式的示意图；
[0010]图2A是车辆通风模块处于第一操作模式的实施方式的示意图；
[0011]图2B是图2A的车辆通风模块被示出处于第二操作模式的示意图；
[0012]图2C是图2A和图2B的车辆通风模块被示出处于第三操作模式的示意图；
[0013]图3是用于调节提供至车辆的内部舱的空气的方法的流程图；
[0014]图4是根据本发明的教示的使用用于新鲜空气供给和气候控制的热回收通风机的空调系统的另一实施方式的示意图；以及
[0015]图5是根据本发明的教示的使用用于新鲜空气供给和气候控制的热回收通风机的空调系统的另一实施方式的示意图。
【具体实施方式】
[0016]图1是诸如在道路上使用的商用货车的车辆1的实施方式的示意图，该车辆100具有利用用于供给新鲜空气的热回收通风机的通风模块。尽管附图和说明着重于在道路上使用的商用货车，但是本领域技术人员将认识到这里所述的系统和方法等同地适用于其他类型的车辆。
[0017]在一些实施方式中，车辆包括驾驶室108。车辆驾驶员可以在驾驶室108内操作车辆。一些实施方式还包括卧铺区域104，该卧铺区域104包含一个或多个床铺110，车辆驾驶员112或乘客可以在该一个或多个床铺110上睡觉或休息。在一些实施方式中，卧铺区域104通过可伸缩的帘或门与驾驶室108分离开，该可伸缩的帘或门可以使驾驶室108与卧铺区域104热分离。在一些实施方式中，卧铺区域104可以位于在背端壁114和与该背端壁114大体上垂直地延伸的一对侧壁118之间的车辆驾驶室的外壳内。床铺110典型地以一边与背端壁114相邻、两其他边或端部与侧壁118相邻的方式沿着卧铺区域104的背端壁114设置。因而，床铺110的三个边典型地被卧铺区域104的壳环绕或围绕。这留出床铺110的开口边，人员可以沿着开口边的前侧移动进入床铺110和移动离开床铺110。床铺110典型地在卧铺区域104的地板上方提升几英尺。
[0018]在一些实施方式中，利用初级通风模块106(例如加热器和/或空调)控制驾驶室108的热环境。在一些实施方式中，该通风模块106是传统的带驱动的空调系统，该带驱动的空调系统耦合到车辆的发动机109，以当发动机109运行时操作初级通风模块106。
[0019]在一些实施方式中，车辆100包括辅助通风模块102(例如加热器和/或空调)，以控制卧铺区域104的热环境。然而，应当理解的是，辅助通风模块102可以在初级通风模块106的辅助情况下或在没有初级通风模块106的辅助情况下、加热或冷却车辆的驾驶室108或其他区域。
[0020]辅助通风模块102包括空气出口116，该空气出口 116将被热调节的空气传送到卧铺区域104，如所示的诸如床铺110的上方。在卧铺区域104包括多于一个的双层床铺的情况下，对于各床铺中的每个床铺可以设置两个出口。在图示的实施方式中，出口 116沿着背端壁114设置。在其他配置中，出口116可以通过车顶、朝向背端壁114和侧壁118之间的角部中的一个或两个设置;可以沿着侧壁118设置;或可以设置在被热调节的空气能够排出到卧铺区域104所在的任何其他适当位置。辅助通风模块102可以沿着车顶、在驾驶室上方、沿着背端壁114、在床铺110下方或在任何其他适当位置安装。
[0021]在一些实施方式中，辅助通风模块102包括新鲜空气管道，该新鲜空气管道具有用于从驾驶室和卧铺区域的外侧接收新鲜空气126的空气入口 128以及用于排出通过新鲜空气入口 128接收的空气124的新鲜空气出口 130。在一些实施方式中，新鲜空气入口 128是在车辆向前行驶时用以将新鲜空气指引到新鲜空气管道中的进风口。在一些实施方式中，辅助通风模块102还包括回流管道120，该回流管道120具有回流空气入口 134和回流空气出口136。
[0022]在使用中，被热调节的空气经由供给管道132和供给管道出口116被供给到车辆100的内部。车辆内的空气如箭头135所示地循环，且之后被引到回流空气入口 134，沿着回流管道120流动至回流空气出口 136，在回流空气出口 136处被辅助通风模块102接收以被再调节或被排出。
[0023]图2A是包含被示出处于第一操作模式250a的车辆通风模块103的系统200的实施方式的示意图。(该车辆通风模块103是图1所 示的车辆通风模块102的示例性实施方式)。系统200包括诸如蒸汽压缩制冷循环(vapor-compress1n refrigerant loop)等的任何适当的暖通空调(HVAC)系统226，其具有压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、制冷剂管路、接头、冷凝器盘管、阀或基于HVAC系统的车辆用的其他部件。HVAC系统226可以提供加热的空气、冷却的空气或两者，且还可以包括多个空调回路或循环。例如，HVAC系统226可以包括利用带驱动的初级回路、发动机操作的压缩机以及利用不依赖于用于其操作的发动机的电驱动的压缩机的次级回路。可以利用上述回路的任一者或两者，以提供系统200中的温度受控的空气。
[0024]系统200还包括定位在HVAC系统226的上游的车辆通风模块103。如以下将更详细地所述，车辆通风模块103负责用于预处理被供给到HVAC系统226的空气，该空气最终将被传送到车辆的客舱(或其他内部舱)。
[0025]如以下将说明的，车辆通风模块103利用热量回收和能量回收通风机以在维持和改善气候控制(climate control)的状态下向车辆的内部提供新鲜空气。车辆通风模块103还能够在车辆的内部和车辆的外部之间传递热量和湿气以向车辆的内部提供更有效的冷却和/或加热。当处于冷却模式时通过使用可利用的最低入口温度或利用热量回收以使加热效率最大化，上述功能可以用于多季节的舒适性和高效率益处。
[0026]本领域技术人员将认识到:当HVAC系统226使用电驱动的压缩机而运行时，车辆通风模块103有利地减少HVAC系统226上热载荷，最终减少了使HVAC系统226运行所必需的电力。
[0027]系统200还包括控制器222，该控制器222与位于车辆的内部内的至少一个传感器220以及位于车辆的外部的至少一个传感器224连通。传感器220、224负责用于将基于气候的信息传递至控制器222。为此，这些传感器220、224可以是温度传感器、自动调温器、湿度传感器(例如湿度计、悬挂式湿度计等)、空气速度传感器、用于监视诸如NOx和⑶等污染物水平的空气质量传感器。
[0028]在一些实施方式中，控制器222还与HVAC系统226以及车辆通风模块103连通，且还能够被操作以控制其各自的功能。在一些实施方式中，控制器222将控制信号发送至HVAC系统226以发起其操作，更特别地发起其中的发动机的操作和/或被电操作的回路。在一些实施方式中，如下所述，控制器222将控制信号发送至车辆通风模块103以控制新鲜空气从车辆通风模块103输入到车辆的内部的量。
[0029]在内部传感器222包括空气质量传感器且该传感器检测车辆的内部的污染物(例如N0X和/或C0)的不可接受量的实施方式中，控制器222发送如下控制信号:该控制信号允许通过车辆通风模块103或通过打开车辆的门、窗或者通风口而使新鲜空气进入车辆，以便使内部的空气与新鲜的外部空气交换。在内部传感器222包括空气质量传感器且该传感器检测内部的污染物的不可接受量的另一实施方式中，控制器222还可以开启例如空气离子发生器的内部空气净化装置(未示出)，其去除各种形式的病毒、细菌、宠物毛肩、霉菌、霉等。
[0030]在内部传感器222判断出内部空气的温度比外部空气的温度(如由外部传感器224测量的温度)暖且期望的内部温度将被降低的一些实施方式中，使用相同的功能以使较暖的内部空气与较冷的外部空气交换。
[0031]车辆通风模块103包括回流空气管道120，该回流空气管道120包括回流空气入口134和位于回流空气入口 134下游的回流空气出口 136。该回流空气出口 136热(且典型地流体地)耦合到HVAC系统226。车辆通风模块103还包括新鲜空气管道214，该新鲜空气管道214具有新鲜空气入口 128和在该新鲜空气入口 128下游的新鲜空气出口 130。图1示出了该管道、入口和出口的布置和类型的示例。
[0032]车辆通风模块103还包括热交换器208，该热交换器208被热耦合到回流空气管道120和新鲜空气管道214。热交换器208布置在回流空气出口 136和新鲜空气出口 130的上游且布置在回流空气入口 134和新鲜空气入口 128的下游。换言之，热交换器208使入口 134、128与136、130分离。尽管也可以利用其他类型的热交换器，但是热交换器208可以是空气-对-空气热交换器，作为一不例。
[0033]热交换器208允许在回流空气管道120和新鲜空气管道214之间传递热量，而不需要在管道中的空气接触(尽管如下所示，各管道中的空气在特定模式中混合)。在一些实施方式中，热交换器208是具有高导热性的金属散热器。
[0034]车辆通风模块103还包括在热交换器208上游使回流空气管道120和新鲜空气管道214接合的第一门212。除另有说明，这些门已知为可控的通风口或挡板(dampener)。最终，车辆通风模块103包括在热交换器208下游使回流空气管道120和新鲜空气管道214接合的第二门206。第一门212和第二门206能够被操作以选择性地打开和关闭，以允许空气在新鲜空气管道214和回流空气管道120之间通过。这些门212、206通过从控制器222发送的信号被可选择性地控制(例如被打开和被关闭)。在一些实施方式中，各门能够被打开增量值以允许新鲜空气或多或少进入回流管道120，使回流空气或多或少进入新鲜管道214。通过控制该门，通风模块允许用于回收正常通过新鲜空气出口 130损失的能量的百分比，从而允许HVAC系统226处理用于加热新鲜空气或冷却新鲜空气所需的增加的热载荷，而无需显著增加HVAC系统226的热容量。
[0035]在一些实施方式中，设置可选的附加门，诸如在回流空气入口134处的第三门210。关闭该门防止回流空气再循环到车辆的内部。尽管未示出，当关闭门210时，回流空气被路由或排出到车辆的外部，而不是通过通风模块103。还可以在其他入口 128和出口 136、130处设置其他门。例如，第四门(未示出)位于新鲜空气入口 128处。第四门还通过从控制器222发送的信号被可选择地控制(例如被打开和被关闭)，从而控制新鲜空气被引入系统的量。在一些实施方式中，第四门可以被打开增量值，以允许新鲜空气或多或少进入新鲜空气管道214。在一些实施方式中，新鲜空气的被引入新鲜空气管道214的量(如被第四门调节的量)基于任何适当的考虑(例如内部或外部空气质量水平、内部或外部温度、内部或外部湿度水平等)由控制器222确定。
[0036]此外，在一些实施方式中，一个或多个风扇可以设置在入口和出口 134、128、204、130、133和136以助于空气移动通过入口、出口或管道。在其他实施方式中，气道(或文丘里管)连接到出口 136、130中的一个或多个，以助于将空气吸引通过回流管道120和/或新鲜空气管道202。
[0037]图2B是图2A的车辆通风模块103被示出处于第二操作模式250b的示意图，而图2C是图2A和图2B的车辆通风模块103被示出处于第三操作模式250c的示意图。以下参照图3论述第一操作模式至第三操作模式。
[0038]图3是用于调节提供到车辆的内部舱的空气的方法的流程图300。最初，对于车辆设置了诸如图1、图2A至2C、图4至5的通风模块102、103、105和/或107等的通风模块(302)。在第一操作模式中，控制器(诸如图2A的控制器222)判定:(i)向HVAC系统提供处于高温的空气和/或向HVAC系统提供新鲜的空气是有益的；以及(ii)回流空气比外部空气冷和/或具有比外部空气低的相对湿度(304)。控制器随后关闭第一门212(图2A)(或确保第一门212已关闭)，且打开第二门206(图2A)(或确保第二门206已打开)(306)，如图2六所示。例如，如图2A所示，当回流空气处于华氏75度以及50%相对湿度且外部的新鲜空气的温度处于华氏94度以及70%相对湿 度时，第一门212关闭且第二门206打开。通过在这些条件下关闭第一门212且打开第二门206，新鲜空气管道214中的新鲜空气经过已被低温回流空气冷却的热交换器208，由此将其热量的一部分传递至热交换器208。回流空气管道120中的回流空气也经过热交换器208，由此将回流空气的温度提升到华氏85度且具有35%相对湿度。通过经过热交换器208而使温度已从华氏95度和70%相对湿度下降至华氏85度和92%相对湿度的经调节的新鲜空气与经过第二门206而被调节的回流空气混合。最终，处于华氏85度和46.4 %相对湿度的新鲜空气和回流空气的经调节的混合物被发送至HVAC系统，该HVAC系统在空气被发送至车辆的内部之前可以需要或可以不需要进一步升高或降低空气的温度。
[0039]在第二操作模式中，控制器(诸如图2A的控制器222)判定:⑴向HVAC系统提供新鲜的空气和/或向HVAC系统提供具有较低的温度和/或相对湿度的空气是有益的；以及(ii)回流空气比外部空气暖和/或具有比外部空气高的相对湿度(308)。控制器随后关闭第二门206(图2B)(或确保第二门206已关闭)，且打开第一门212(图2B)(或确保第一门212已打开)(310)，如图2B、图3所示。例如，如图2B所示，进入回流空气管道的回流空气处于华氏70度和50 %相对湿度。被引入新鲜空气管道214的新鲜空气126处于华氏40度和40 %相对湿度。新鲜空气经过由打开的第一门212提供的开口且与回流空气混合以将回流空气调节到华氏60度和45%相对湿度。回流管道中的被局部经调节的回流空气和新鲜空气管道中的一些新鲜空气两者经过热交换器208。这使回流空气的温度和/或相对湿度从华氏60度和45%相对湿度下降到华氏50度和32 %相对湿度。该经调节的较冷的空气随后传送至HVAC系统，该HVAC系统在空气被发送至车辆的内部之前可以需要或可以不需要进一步升高或降低空气的温度。已经过热交换器的经调节的新鲜空气此刻处于华氏50度和30%相对湿度，且被排出到车辆的外部。
[0040]在第三操作模式中，控制器(诸如图2A的控制器222)判定出系统需要将高百分比(例如80%至100%)的新鲜空气引入到车室内部中(312)。控制器随后关闭(或局部关闭)第三门210(图2C)(或确保第三门210已关闭或局部关闭)，且打开第一门212和/或第二门206(或确保第一门212和二门206已打开)，如图2C所示。通过关闭或打开第三门210，控制器能够控制回流空气再循环的量。
[0041 ]在一些实施方式中，门包括适当的密封，或可选地包括阀、可变空气流量装置或气流调节器(damper)。本领域技术人员将认识到在这方面各种构造是可行的。此外，可以包括附加的门或流动路径部件(flow routing component)。
[0042]此刻转到图4，图示了另一车辆通风模块105。(车辆通风模块105是图1所示的车辆通风模块102的示例性实施方式)。在该实施方式中，省略了被包括在图2A至图2C中的门212、206。车辆通风模块105的其他部件与如上关于车辆通风模块102所述的部件大致相同，这些部件的细节在此没有被再次说明。此外，为了便于参考，对于通风模块102和通风模块105之间共同的部件使用相同的附图标记。
[0043]在通风模块105中，包括但不限于风扇、气流调节器、阀等的流动指向元件被用于将经过回流空气入口 134的回流空气全部吸引通过热交换器208以及吸引出新鲜空气出口130。将回流空气吸引通过热交换器208将导致回流空气的热量的一部分被传递至热交换器208 ο包括但不限于风扇、气流调节器、阀等的附加流动指向元件还定位成使通过新鲜空气入口 128接收的所有新鲜空气路由通过热交换器208且从离开新鲜空气出口 136。利用该操作，将通过热交换器208从回流空气提取热量，且该热量将被传递至新鲜空气，导致被预加热的将被发送至HVAC系统226的新鲜空气。
[0044]具体地，如图4所示，如果进入回流空气管道120的回流空气处于华氏80度和50%相对湿度且进入新鲜空气管道202的新鲜空气处于华氏40度和30%相对湿度，则热交换器208运行以将进入的新鲜空气的温度增大到华氏60度和40%相对湿度，因而减少承载于HVAC系统226的热载荷，而无需将任何回流空气再次引入HVAC系统226。
[0045]此刻转到图5，图示了另一车辆通风模块107。(车辆通风模块107是图1所示的车辆通风模块102的示例性实施方式)。在实施方式中，省略了被包括在图2Α至图2C中的门212、206。车辆通风模块107的其他部件与如上关于车辆通风模块102所述的部件大致相同，这些部件的细节在此没有被再次说明。此外，为了便于参考，对于通风模块102和通风模块107之间共同的部件使用相同的附图标记。
[0046]在该实施方式中，并没有利用新鲜空气作为供给空气(即在通风模块107中没有新鲜空气被引入到回流空气流中)。而是，利用新鲜空气来从热交换器208移除热量，随后新鲜空气通过新鲜空气出口 130排出。该操作允许通过回流空气入口 134的回流空气在其经过热交换器208时经受热传递，最终降低了其温度。该降低了温度的空气随后路由通过回流空气出口 136至HVAC系统226。该“预冷却”的空气对HVAC系统226上施加低热载荷。
[0047]例如，如图5所示，如果进入回流空气管道120的回流空气处于华氏80度和50%相对湿度且进入新鲜空气管道202的新鲜空气处于华氏70度和90%相对湿度，则热交换器208运行以将再循环的回流空气的温度降低到华氏75度和50%相对湿度，因而减少承载于HVAC系统226的热载荷，而无需将任何新鲜空气引入HVAC系统226。
[0048]图4至图5示出不包括被示出在图2A至图2C的通风模块103中的门212、206的通风模块105、107。然而，在一些实施方式中，通风模块105、107包括门212、206。事实上，在一些实施方式中，通风模块105、107表示通风模块103的门212、206两者关闭的附加操作模式。更特别地，在一些实施方式中，图4和图5中所示的操作模式通过如下方式实现:使用图2A至图2C中所示的通风模块103、关闭门212、206，操控通风模块103和/或热交换器208的一个或多个流动指向元件(例如风扇、气流调节器、阀等)，从而实现回流空气和新鲜空气所需的流动特征。
[0049]本领域技术人员将认识到:上述(多个)系统可以被提供为包括HVAC系统226和通风模块102的独立的组合系统。可选地，通风模块102可以提供为被添加于现有的HVAC系统226的部件。此外，所有图示的温度和湿度值仅是示例性目的，并不是必须表示实际温度或湿度值，也不是必须准确反映上述系统或系统的任何部件的热性能。
[0050]包括出版物、专利申请和这里引用的专利的所有参考文献通过引用的方式合并再次，以达到就如同每一份参考文献被单独和独立地指明通过引用的方式合并在此且它们的全部内容在这里被阐明的程度。
[0051]在前述论述中，对于这里作为单个实例所述的部件、操作或结构，可选地提供多个实例。最终，各种部件、操作和数据存储之间的边界在某种程度上是任意的，特定操作在特定示例性构造的描述中被说明。其他功能的分配是能预想的且可选地落在(多个)实施方式的范围内。通常，在示例构造中表示为单独的部件的结构和功能可选地实施为组合的结构和部件。相似地，表示为单个部件的结构和功能可选地实施为独立的部件。这些和其他变化、变型、附加以及改进落在(多个)实施方式的范围内。
[0052]还将理解的是，尽管术语“第一”、“第二”在一些情况下在这里用于描述各种元件，但是这些元件应当不被这些术语限制。这些术语仅是用于区分一个元件与另一个元件。例如，第一触点可以被叫作第二触点，相似地，第二触点可以被叫作第一触点，这尽管改变了说明书的意思，但是只要“第一触点”的所 有出现被一致地重命名且第二触点的所有出现被一致地重命名即可。第一触点和第二触点两者均是触点，但是它们不是同一触点。
[0053]这里使用的技术仅用于描述特定实施方式的目的且不意图限制权利要求。如在实施方式的描述中以及所附权利要求中所使用的，单数形式“一”和“该”意图也包括复数形式，除非上下文清楚地表示。还将理解的是，如这里使用的术语“和/或”指和包含任何以及所有相关联的列出的项目的一个或多个的可行组合。将进一步理解的是，当在该说明书中使用的术语“包括”和/或“包含”列举了特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是并没有排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其的组的存在或添加。
[0054]如这里使用的，术语“如果”可选地被解释为“当…时”或“在…时”或“响应以确定”或“根据确定”或“响应以检测”:根据上下文，之前陈述的条件为真实的。相似地，短语“如果确定的是(之前陈述的条件为真实的)”或“如果(之前陈述的条件为真实的)”或“当(之前陈述的条件为真实的)时”可选地解释为或“在确定时”或“响应以确定”或“根据确定”或“在检测时”或“响应以检测”:根据上下文，之前陈述的条件为真实的。
[0055]前述说明被包括在具体例示实施方式的示例系统、方法、技术、指令序列以及计算机程序产品中。为了解释的目的，阐明各种特定细节，从而提供发明的主题事项的各种实施方式的理解。然而，对于本领域技术人员将明显的是，在没有这些具体细节的情况下，发明的主题事项的实施方式可选地是熟练的。通常，熟知的指令序列、协议、结构和技术不必须被详细示出。
[0056]已参照【具体实施方式】描述了用于解释目的的前述描述。然而，例示的以上论述不意图为详尽的或不意图将实施方式限制为所公开的准确形式。鉴于以上教示，许多变型和变化是可行的。选择和描述了该实施方式，从而最佳地解释原理和它们的实际应用，由此能够使本领域技术人员最佳地利用实施方式以及具有各种变型的各种实施方式，如适于预期的特定使用。
【主权项】
1.一种车辆通风模块，包括: 回流空气管道，所述回流空气管道具有回流空气入口和位于所述回流空气入口的下游的回流空气出口； 新鲜空气管道，所述新鲜空气管道具有新鲜空气入口和位于所述新鲜空气入口的下游的新鲜空气出口； 热交换器，所述热交换器被热耦合到所述回流空气管道和所述新鲜空气管，其中，所述热交换器位于所述回流空气出口和所述新鲜空气出口的上游且位于所述回流空气入口和所述新鲜空气入口的下游； 第一门，所述第一门在所述热交换器的上游使所述回流空气管道和所述新鲜空气管道接合；以及 第二门，所述第二门在所述热交换器的下游使所述回流空气管道和所述新鲜空气管道接合， 其中，所述第一门和所述第二门能够被操作以选择性地打开和关闭，从而允许空气在所述新鲜空气管道和所述回流空气管道之间通过。2.根据权利要求1所述的通风模块，其中在第一操作模式中: 所述第一门关闭且所述第二门打开，使得通过所述新鲜空气入口接收的新鲜空气在所述新鲜空气管道中被吸弓I通过所述热交换器； 所述新鲜空气的第一部分经由所述第二门被吸引到所述回流空气管道中。3.根据权利要求2所述的通风模块，其中在所述第一操作模式中，所述新鲜空气的第二部分被吸引通过所述新鲜空气出口。4.根据权利要求1至3中任一项所述的通风模块，其中在第二操作模式中: 所述第一门打开且所述第二门关闭，使得通过所述新鲜空气入口接收的新鲜空气的第一部分被吸引到所述回流空气管道中且在所述回流空气管道中被吸引通过所述热交换器； 通过所述新鲜空气入口接收的所述新鲜空气的第二部分在所述新鲜空气管道中被吸引通过所述热交换器;并且 通过所述新鲜空气入口接收的所述新鲜空气的所述第二部分被吸引通过所述新鲜空气出口。5.根据权利要求1至4中任一项所述的通风模块，还包括控制器，所述控制器被构造成操作如下: 在第一操作模式中关闭所述第一门且打开所述第二门，使得通过所述新鲜空气入口接收的新鲜空气在所述新鲜空气管道中被吸引通过所述热交换器，并且所述新鲜空气的第一部分经由所述第二门被吸引到所述回流空气管道中； 在第二操作模式中打开所述第一门且关闭所述第二门，使得通过所述新鲜空气入口接收的新鲜空气的第一部分被吸引到所述回流空气管道中且在所述回流空气管道中被吸引通过所述热交换器，并且通过所述新鲜空气入口接收的所述新鲜空气的第二部分在所述新鲜空气管道中被吸引通过所述热交换器，并且通过所述新鲜空气入口接收的所述新鲜空气的所述第二部分被吸引通过所述新鲜空气出口。6.根据权利要求5所述的通风模块，其中所述控制器被电耦合到HVAC系统并且被配置成控制所述HVAC系统，所述HVAC系统被流体地且热耦合到所述车辆通风模块。7.根据权利要求5至6中任一项所述的通风模块，其中所述控制器被电耦合至外部温度传感器和内部温度传感器，且被构造成测量由所述外部温度传感器和所述内部温度传感器所测量的温度。8.根据权利要求5至6中任一项所述的通风模块，其中所述控制器被电耦合到从如下群中选取的一个或多个传感器，所述群由温度传感器、湿度计、悬挂式湿度计、空气质量传感器以及空气速度传感器组成。9.根据权利要求1至8中任一项所述的通风模块，其中所述新鲜空气入口是被构造成当车辆向前移动时接收空气的进风口。10.根据权利要求1至9中任一项所述的通风模块，其中所述回流空气出口被流体地且热耦合到空调系统。11.根据权利要求1至9中任一项所述的通风模块，还包括第三门，所述第三门被耦合到所述回流空气入口，所述第三门被构造成选择性地打开和关闭，从而调节被供给到空调系统的回流空气量。12.根据权利要求4所述的通风模块，还包括第三门，所述第三门被耦合到所述回流空气入口，所述第三门被构造成选择性地打开和关闭，从而调节被供给到空调系统的回流空气量，其中在第三操作模式中，所述第三门关闭以限制回流空气流到所述回流空气管道中，使得实质上仅通过所述新鲜空气入口接收的新鲜空气被引入到所述回流空气管道中。13.根据权利要求12所述的通风模块，其中在第四操作模式中，所述第一门和所述第二门关闭，使得实质上没有新鲜空气被引入到所述回流空气管道中。14.根据权利要求1至13中任一项所述的通风模块，还包括新鲜空气风扇，所述新鲜空气风扇被耦合到所述新鲜空气管道用于将新鲜空气吸引通过所述新鲜空气管道。15.根据权利要求1至14中任一项所述的通风模块，还包括气道，所述气道被耦合到所述新鲜空气管道将新鲜空气吸引通过所述新鲜空气管道。16.根据权利要求1至12中任一项所述的通风模块，还包括第四门，所述第四门被耦合到所述新鲜空气入口，所述第三门被构造成选择性地打开和关闭，从而调节被供给到所述空调系统的新鲜空气量。17.—种通风模块，包括权利要求1至16中的任一项的部件且被构造成根据权利要求1至16的操作模式中的任一模式操作。
【专利摘要】车辆通风模块包括回流空气管道120、新鲜空气管道214、热交换器208以及第一门212和第二门206。回流空气管道具有回流空气入口134和位于该回流空气入口下游的回流空气出口136。新鲜空气管道具有新鲜空气入口128和位于新鲜空气入口下游的新鲜空气出口130。热交换器被热耦合到回流空气管道和新鲜空气管道，用于热量回收。第一门212在热交换器的上游使回流空气管道和新鲜空气管道接合。第二门206在热交换器的下游使回流空气管道和新鲜空气管道接合。第一门和第二门能够被操作以选择性地打开和关闭，从而允许空气在新鲜空气管道214和回流空气管道120之间通过。
【IPC分类】B60H1/03, F24F12/00
【公开号】CN105492227
【申请号】CN201480027117
【发明人】B·S·康内尔
【申请人】博格思众公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年3月13日
【公告号】EP2969613A1, US20140262132, WO2014160459A1
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