RU2336184C1 - Thermoelectric conditioner - Google Patents

Thermoelectric conditioner Download PDF

Info

Publication number
RU2336184C1
RU2336184C1 RU2007117272/11A RU2007117272A RU2336184C1 RU 2336184 C1 RU2336184 C1 RU 2336184C1 RU 2007117272/11 A RU2007117272/11 A RU 2007117272/11A RU 2007117272 A RU2007117272 A RU 2007117272A RU 2336184 C1 RU2336184 C1 RU 2336184C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
circuit
booster
amplifier
Prior art date
Application number
RU2007117272/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Владимирович Гармаш (RU)
Юрий Владимирович Гармаш
Ирина Ивановна Пономарева (RU)
Ирина Ивановна Пономарева
Original Assignee
РЯЗАНСКИЙ ВОЕННЫЙ АВТОМОБИЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ им. генерала армии В.П. Дубынина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by РЯЗАНСКИЙ ВОЕННЫЙ АВТОМОБИЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ им. генерала армии В.П. Дубынина filed Critical РЯЗАНСКИЙ ВОЕННЫЙ АВТОМОБИЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ им. генерала армии В.П. Дубынина
Priority to RU2007117272/11A priority Critical patent/RU2336184C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2336184C1 publication Critical patent/RU2336184C1/en

Links

Landscapes

  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

FIELD: transportation; heating.
SUBSTANCE: thermoelectric conditioner is outfitted by stabiliser (16), heat sensor (2) of saloon, heat sensor (1) of ventilating flue, setting mechanism (3) of saloon temperature, the first and the second difference booster (4, 5), switching circuit (19) of current polarity, two circuits (21, 22) of module separation, logic (6), booster (8), bipolar emitter replicator (9), the second diode (11) and condenser (12). Inverting input of the first difference booster (4) is connected to heat sensor (1) of ventilating flue, its noninverting input - to heat sensor (2) of saloon, and output through the first circuit (21) of module separation - with the first input of logic (6). Heat sensor (2) of saloon is connected to inverting input of the second difference booster (5), noninverting input of which is setting mechanism (3) of saloon temperature, and its output through the second circuit (22) of module separation - with the second output of logic (6). Logic output (6) is connected to input of circuit of (7) pulse-width modulating, output of which is connected to booster input (8). Booster output (8) is connected to input of bipolar emitter replicator (9), and its output-to power key lock (10). Power key source (10) is connected to cathode of diode (13), the first output of condenser (12) and the first output of electric fan (15). The second condenser output (12) is connected to booster power lead (8), bipolar emitter replicator (9) and cathode of the second of diode (11), anode of which is connected to source of power key (10), stabiliser input (16) and to positive power bus. Third outputs of bipolar emitter replicator (9), booster (8), electric fan (15) and stabiliser (16) are connected to negative power bus. Stabiliser output (16) is connected to circuit of (7) pulse-width modulating, difference boosters (4, 5), sensors (1, 2) and setting mechanism (3) of saloon temperature. Output of the second difference booster (5) is connected to input of switching circuit of (19) current polarity, output of which is connected to thermoelectric cell (20).
EFFECT: ride comfort rising in the inside of a car.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к системе кондиционирования салона автомобиля.The invention relates to the field of transport engineering, in particular to an air conditioning system for a passenger compartment.

Известны системы [1, 2, 3], содержащие три ведущих теплообменника, систему запорных аппаратов и трубопроводов. Недостатком подобных устройств является дискретность регулировки скорости вращения вентилятора и низкий коэффициент полезного действия системы, обусловленный падением напряжения на гасящих сопротивлениях, а также невозможность получения температур салона, более низких, чем температура окружающей среды.Known systems [1, 2, 3] containing three leading heat exchangers, a system of shut-off apparatuses and pipelines. The disadvantage of such devices is the discrete adjustment of the fan speed and the low efficiency of the system, due to the voltage drop on the damping resistances, as well as the inability to obtain interior temperatures lower than the ambient temperature.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является термоэлектрический кондиционер [4], включающий в себя блок термоэлектрических батарей с каналом для протока жидкого теплоносителя, расположенным со стороны горячих теплопереходов термоэлектрических батарей, циркуляционный насос и радиатор сброса тепла, соединенные последовательно трубопроводами в горячий замкнутый контур, вентиляторы, систему регулирования и управления, систему электропитания и вентиляционный воздуховод, сообщающий охлаждаемый объем с внешней средой, снабженный радиатором приема тепла, дополнительным циркуляционным насосом, а блок термоэлектрических батарей - каналами для протока жидкого теплоносителя, расположенными со стороны холодных теплопереходов термоэлектрических батарей, соединенными последовательно в холодный замкнутый контур, и вентилятором, установленным на радиаторе приема тепла, при этом оба контура циркуляции жидкого теплоносителя снабжены системами газоотделения, каждая из которых включает в себя расширительный бачок с трубопроводом подвода жидкого теплоносителя в контур и трубопроводом отвода газов из контура.Closest to the proposed device is a thermoelectric air conditioner [4], which includes a block of thermoelectric batteries with a channel for the flow of liquid coolant located on the side of the hot heat transfer of thermoelectric batteries, a circulation pump and a heat sink, connected in series by pipelines to a hot closed loop, fans, regulation and control system, power supply system and ventilation duct communicating the cooled volume with the external environment, equipped a heat sink, an additional circulation pump, and a block of thermoelectric batteries — channels for the flow of liquid heat carrier, located on the side of the cold heat junctions of thermoelectric batteries, connected in series to a cold closed circuit, and a fan installed on the heat sink, with both circuits of the liquid coolant equipped with gas separation systems, each of which includes an expansion tank with a pipeline for supplying liquid coolant to the circuit and removing gases from the conduit circuit.

Недостатками известной системы являются независимость скорости воздушного потока кондиционера от температур салона и вентиляционного воздуховода, а также отсутствие автоматического регулирования заданной температуры салона.The disadvantages of the known system are the independence of the air flow rate of the air conditioner from the interior and ventilation duct temperatures, as well as the lack of automatic control of the set interior temperature.

Техническая задача направлена на создание автоматического регулирования заданной температуры салона при плавной регулировке скорости вращения вентилятора отопителя при высоком коэффициенте полезного действия.The technical problem is aimed at creating automatic control of the set cabin temperature with smooth adjustment of the heater fan rotation speed at high efficiency.

Технический результат достигается тем, что в кондиционер, включающий в себя блок термоэлектрических батарей с каналом для протока жидкого теплоносителя, расположенным со стороны горячих теплопереходов термоэлектрических батарей, циркуляционный насос и радиатор сброса тепла, соединенные последовательно трубопроводами в горячий замкнутый контур, вентиляторы, систему регулирования и управления горячего контура, систему электропитания и вентиляционный воздуховод, сообщающий охлаждаемый объем с внешней средой, снабженый радиатором приема тепла, дополнительным циркуляционным насосом, а блок термоэлектрических батарей - каналами для протока жидкого теплоносителя, расположенными со стороны холодных теплопереходов термоэлектрических батарей, соединенными последовательно в холодный замкнутый контур, и вентилятором, установленным на радиаторе приема тепла, при этом оба контура циркуляции жидкого теплоносителя снабжены системами газоотделения, каждая из которых включает в себя расширительный бачок с трубопроводом подвода жидкого теплоносителя в контур и трубопроводом отвода газов из контура, дополнительно введены стабилизатор, датчик температуры салона, датчик температуры вентиляционного воздуховода, задатчик температуры салона, первый и второй разностные усилители, схема переключения полярности тока, две схемы выделения модуля, логическая схема, усилитель, биполярный эмиттерный повторитель, второй диод и конденсатор, причем инвертирующий вход первого разностного усилителя соединен с датчиком температуры вентиляционного воздуховода, его неинвертирующий вход - с датчиком температуры салона, а выход через первую схему выделения модуля - с первым входом логической схемы, датчик температуры салона соединен с инвертирующим входом второго разностного усилителя, неинвертирующий вход которого связан с задатчиком температуры салона, а его выход через вторую схему выделения модуля - со вторым входом логической схемы, выход которой соединен с входом схемы широтно-импульсной модуляции, выход которой связан с входом усилителя, выход усилителя соединен с входом биполярного эмиттерного повторителя, а его выход - с затвором силового ключа, исток силового ключа соединен с катодом диода, первым выводом конденсатора и первым выводом электрического вентилятора холодного контура, второй вывод конденсатора соединен с выводами питания усилителя, биполярного эмиттерного повторителя и катодом диода, анод которого соединен с истоком силового ключа, входом стабилизатора и с плюсовой шиной питания, третьи выводы биполярного эмиттерного повторителя, усилителя, электрического вентилятора холодного контура и стабилизатора соединены с минусовой шиной питания, выход стабилизатора подключен к схемам широтно-импульсной модуляции, разностных усилителей, датчиков и задатчика температуры салона, выход второго разностного усилителя соединен со входом схемы переключения полярности тока, выход которой связан с термоэлектрическим элементом.The technical result is achieved by the fact that in the air conditioner, which includes a block of thermoelectric batteries with a channel for the flow of liquid coolant, located on the side of the hot heat transfer of thermoelectric batteries, a circulation pump and a heat sink, connected in series by pipelines to a hot closed circuit, fans, regulation system and hot loop control, power supply system and ventilation duct communicating the cooled volume with the external environment, equipped with a radiator heat, an additional circulation pump, and the thermoelectric battery block - channels for the flow of liquid heat carrier, located on the side of the cold heat transfer thermoelectric batteries, connected in series to a cold closed circuit, and a fan mounted on a heat sink, with both circuits of the heat transfer fluid gas separation systems, each of which includes an expansion tank with a pipeline for supplying liquid coolant to the circuit and pipeline m of exhaust gases from the circuit, an additional stabilizer, an interior temperature sensor, a temperature sensor for the ventilation duct, an interior temperature sensor, the first and second differential amplifiers, a current polarity switching circuit, two module isolation circuits, a logic circuit, an amplifier, a bipolar emitter follower, a second diode and a capacitor, and the inverting input of the first differential amplifier is connected to the temperature sensor of the ventilation duct, its non-inverting input is connected to the interior temperature sensor, and in the output through the first module isolation circuit is with the first input of the logic circuit, the cabin temperature sensor is connected to the inverting input of the second differential amplifier, the non-inverting input of which is connected to the cabin temperature adjuster, and its output through the second module allocation circuit is connected to the second input of the logic circuit, the output of which connected to the input of the pulse width modulation circuit, the output of which is connected to the input of the amplifier, the output of the amplifier is connected to the input of the bipolar emitter follower, and its output to the gate of the power switch, and the drain of the power switch is connected to the cathode of the diode, the first terminal of the capacitor and the first terminal of the electric fan of the cold circuit, the second terminal of the capacitor is connected to the terminals of the power amplifier, a bipolar emitter follower and the cathode of the diode, the anode of which is connected to the source of the power switch, the input of the stabilizer and with a positive power bus , the third conclusions of the bipolar emitter follower, amplifier, electric fan of the cold circuit and stabilizer are connected to the negative power bus, the output of the stabilizer under for prison schemes to pulse width modulation, differential amplifier sensors, and the setpoint passenger compartment temperature, the output of the second differential amplifier is connected to the input of current polarity switching circuit, whose output is connected to the thermoelectric element.

Отличительными от прототипа признаками является то, что в кондиционер дополнительно введены стабилизатор, датчик температуры салона, датчик температуры вентиляционного воздуховода, задатчик температуры салона, первый и второй разностные усилители, схема переключения полярности тока, две схемы выделения модуля, логическая схема, усилитель, биполярный эмиттерный повторитель, второй диод и конденсатор, а также наличие новых связей между вновь введенными и ранее применявшимися узлами системы.Distinctive features of the prototype are that the stabilizer, a cabin temperature sensor, a temperature sensor for the ventilation duct, a cabin temperature sensor, first and second difference amplifiers, a current polarity switching circuit, two module isolation circuits, a logic circuit, an amplifier, and a bipolar emitter are additionally introduced into the air conditioner a repeater, a second diode and a capacitor, as well as the presence of new connections between newly introduced and previously used nodes of the system.

Сопоставительный анализ характеристик заявляемой системы и имеющихся технических решений показывает, что заявляемая система обладает рядом существенных преимуществ: возможностью установки желаемой температуры салона при широком диапазоне температур окружающей среды, плавной автоматической регулировкой скорости вращения вентилятора в зависимости от температурных условий в салоне, при высоком коэффициенте полезного действия.A comparative analysis of the characteristics of the claimed system and available technical solutions shows that the claimed system has a number of significant advantages: the ability to set the desired cabin temperature at a wide range of ambient temperatures, smooth automatic adjustment of the fan speed depending on the temperature conditions in the cabin, with a high efficiency .

На чертеже представлена функциональная электрическая схема предлагаемого устройства.The drawing shows a functional electrical diagram of the proposed device.

Электрическая схема холодного контура термоэлектрического кондиционера салона автомобиля содержит электродвигатель 15 электрического вентилятора, электрический предохранитель 14, схему широтно-импульсной модуляции 7, диод 13, силовой ключ 10, стабилизатор 16, датчик 2 температуры салона, датчик 1 температуры вентиляционного воздуховода, задатчик 3 температуры салона, первый 4 и второй 5 разностные усилители, схему 19 переключения полярности тока, термоэлектрический элемент 20, две схемы выделения модуля 21 и 22, логическую схему 6, усилитель 8, биполярный эмиттерный повторитель 9, второй диод 11 и конденсатор 12, причем инвертирующий вход первого разностного усилителя 4 соединен с датчиком 1 температуры вентиляционного воздуховода, его неинвертирующий вход - с датчиком 2 температуры салона, а выход через первую схему выделения модуля 21 - с первым входом логической схемы 6, датчик 2 температуры салона соединен с инвертирующим входом второго разностного усилителя 5, неинвертирующий вход которого связан с задатчиком 3 температуры салона, а его выход через вторую схему 22 выделения модуля - со вторым входом логической схемы 6, выход которой соединен с входом схемы широтно-импульсной модуляции 7, ее выход связан с входом усилителя 8, выход усилителя 8 соединен со входом биполярного эмиттерного повторителя 9, а его выход - с затвором силового ключа 10, исток силового ключа 10 соединен с катодом диода 13, первым выводом конденсатора 12 и первым выводом электродвигателя электрического вентилятора 15, второй вывод конденсатора 12 соединен с выводами питания усилителя 8, биполярного эмиттерного повторителя 9 и катодом второго диода 11, анод которого соединен с истоком силового ключа 10, входом стабилизатора 16 и через предохранитель 14 - с плюсовой шиной питания, анод диода 13, третьи выводы биполярного эмиттерного повторителя 9, усилителя 8, электрического вентилятора 15 и стабилизатора 16 соединены с минусовой шиной питания, выход стабилизатора 16 подключен в качестве источника для питания схемы широтно-импульсной модуляции 7, разностных усилителей 4 и 5, датчиков 1, 2 и задатчика 3 температуры, выход второго разностного усилителя 5 соединен со входом схемы 19 переключения полярности тока, выход которой связан с термоэлектрическим элементом 20.The electric circuit of the cold circuit of the thermoelectric air conditioner of the passenger compartment contains an electric motor 15 of an electric fan, an electric fuse 14, a pulse width modulation circuit 7, a diode 13, a power switch 10, a stabilizer 16, an interior temperature sensor 2, an air duct temperature sensor 1, an interior temperature sensor 3 , first 4 and second 5 difference amplifiers, current polarity switching circuit 19, thermoelectric element 20, two module allocation circuits 21 and 22, logic circuit 6, amplifier 8, beep an emitter follower 9, a second diode 11, and a capacitor 12, the inverting input of the first differential amplifier 4 being connected to the temperature sensor 1 of the ventilation duct, its non-inverting input to the sensor 2 of the interior temperature, and the output through the first allocation circuit of module 21 to the first logical input circuit 6, the interior temperature sensor 2 is connected to the inverting input of the second differential amplifier 5, the non-inverting input of which is connected to the interior temperature setter 3, and its output through the second module selection circuit 22 the second input of the logic circuit 6, the output of which is connected to the input of the pulse width modulation circuit 7, its output is connected to the input of the amplifier 8, the output of the amplifier 8 is connected to the input of the bipolar emitter follower 9, and its output is connected to the gate of the power switch 10, the source of the power switch 10 is connected to the cathode of the diode 13, the first terminal of the capacitor 12 and the first terminal of the electric fan motor 15, the second terminal of the capacitor 12 is connected to the power terminals of the amplifier 8, the bipolar emitter follower 9 and the cathode of the second diode 11, the anode is the cat It is connected to the source of the power switch 10, the input of the stabilizer 16 and through the fuse 14 to the positive power bus, the anode of the diode 13, the third conclusions of the bipolar emitter follower 9, the amplifier 8, the electric fan 15 and the stabilizer 16 are connected to the negative power bus, the output of the stabilizer 16 connected as a source for powering the pulse width modulation circuit 7, differential amplifiers 4 and 5, sensors 1, 2 and temperature setter 3, the output of the second differential amplifier 5 is connected to the input of the current polarity switching circuit 19, the output of which is connected with the thermoelectric element 20.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В основе принципа его действия лежит сравнение температур вентиляционного воздуховода и салона, а также реальной и заданной температур салона. Это сравнение осуществляется разностными усилителями 4 и 5.The principle of its operation is based on a comparison of the temperatures of the ventilation duct and the passenger compartment, as well as the real and predetermined interior temperatures. This comparison is made by difference amplifiers 4 and 5.

После пуска ДВС в холодное время года и после длительной стоянки скорость воздушного потока должна быть низкой. По мере прогрева охлаждающей жидкости, циркулирующей по радиатору отопителя, скорость вращения вентилятора 15 должна возрастать пропорционально возрастающей разности температур вентиляционного воздуховода и салона, измеряемых датчиками 1 и 2. Затем, по мере приближения температуры воздуха в салоне к желаемой, установленной задатчиком 3 температуры салона, скорость вращения вентилятора 15 опять должна уменьшаться. Если установленная задатчиком 3 температура салона ниже температуры окружающей среды, то схема 19 переключения полярности тока меняет направление тока через термоэлектрический элемент 20, переводя кондиционер в режим охлаждения воздуха в салоне.After starting the engine in the cold season and after prolonged parking, the air flow rate should be low. As the coolant circulating through the heater radiator warms up, the rotation speed of the fan 15 should increase in proportion to the increasing temperature difference between the ventilation duct and the cabin, measured by sensors 1 and 2. Then, as the air temperature in the cabin approaches the desired cabin temperature set by the control unit 3, the rotation speed of the fan 15 should again decrease. If the interior temperature set by the knob 3 is lower than the ambient temperature, then the current polarity switching circuit 19 changes the direction of the current through the thermoelectric element 20, putting the air conditioner in the air cooling mode in the cabin.

После пуска ДВС из отопителя поступает холодный воздух, температура которого много ниже установленной задатчиком 3. На выходе второго разностного усилителя 5 при этом устанавливается высокий уровень напряжения, переводящий кондиционер в режим нагрева воздуха. Диод VD логической схемы 6 находится в закрытом состоянии и второй разностный усилитель 5 не влияет на работу схемы широтно-импульсной модуляции 7 (компаратор 18 и генератор пилообразного напряжения 17). При близких температурах воздуха в салоне и воздуха, поступающего из радиатора, выходное напряжение первого разностного усилителя 4 близко к нулю. Оно сравнивается компаратором 18 с напряжением, которое вырабатывает генератор пилообразного напряжения 17. На выходе схемы широтно-импульсной модуляции (ШИМ) 7 и формируется сигнал, имеющий в данном случае близкий к нулю коэффициент заполнения. Скорость вращения вентилятора при этом минимальна.After starting the internal combustion engine, cold air enters the heater, the temperature of which is much lower than that set by the control unit 3. At the output of the second differential amplifier 5, a high voltage level is set, which puts the air conditioner in air heating mode. The diode VD of the logic circuit 6 is in the closed state and the second difference amplifier 5 does not affect the operation of the pulse width modulation circuit 7 (comparator 18 and sawtooth voltage generator 17). At close temperatures of the air in the cabin and the air coming from the radiator, the output voltage of the first differential amplifier 4 is close to zero. It is compared by the comparator 18 with the voltage that the sawtooth voltage generator 17 generates. At the output of the pulse width modulation (PWM) circuit 7, a signal is generated that in this case has a duty cycle close to zero. The fan speed is minimal.

По мере прогрева охлаждающей жидкости, циркулирующей по радиатору вентиляционного воздуховода, температура поступающего в салон воздуха возрастает, и напряжение на выходе разностного усилителя 4 повышается, что приводит к увеличению коэффициента заполнения ШИМ-сигнала на выходе схемы широтно-импульсной модуляции 7. При этом скорость вращения вентилятора растет. По мере увеличения разности температур воздуха вентиляционного воздуховода и салона скорость воздушного потока увеличивается.As the coolant warms up, circulating through the radiator of the ventilation duct, the temperature of the air entering the passenger compartment increases, and the voltage at the output of the differential amplifier 4 increases, which leads to an increase in the duty cycle of the PWM signal at the output of the pulse-width modulation circuit 7. In this case, the rotation speed fan is growing. As the air temperature difference between the ventilation duct and the interior increases, the air flow rate increases.

При прогреве салона разность между реальной температурой салона и установленной задатчиком 3 уменьшается и напряжение на выходе второго разностного усилителя 5 начинает уменьшаться. По мере сближения реальной и установленной температур салона диод VD логической схемы 6 открывается и напряжение на входе схемы широтно-импульсной модуляции 7 определяется уже выходным напряжением второго разностного усилителя 5. Сигнал на выходе схемы 22 выделения модуля начинает уменьшаться. Это приводит к уменьшению коэффициента заполнения ШИМ-сигнала и уменьшению среднего напряжения на электродвигателе 15 вентилятора. Поэтому скорость вращения вентилятора уменьшается по мере сближения реальной и установленной температур салона. Частота генерации при этом не изменяется.When warming up the cabin, the difference between the real temperature of the cabin and the setpoint set 3 decreases and the voltage at the output of the second difference amplifier 5 begins to decrease. As the real and set interior temperatures come closer, the diode VD of the logic circuit 6 opens and the voltage at the input of the pulse width modulation circuit 7 is already determined by the output voltage of the second difference amplifier 5. The signal at the output of the module selection circuit 22 starts to decrease. This leads to a decrease in the duty cycle of the PWM signal and a decrease in the average voltage on the fan motor 15. Therefore, the fan speed decreases as the actual and set interior temperatures approach. The generation frequency does not change.

В случае, когда температура окружающей среды выше установленной задатчиком 3, схема 19 переключения полярности тока меняет направление тока через термоэлектрический элемент, переводя кондиционер в режим охлаждения воздуха в салоне. При охлаждении салона разность между реальной температурой салона и установленной задатчиком 3 уменьшается и напряжение на выходе второго разностного усилителя 5 начинает уменьшаться по модулю. Уменьшается и сигнал на выходе схемы 22 выделения модуля.In the case when the ambient temperature is higher than that set by the setter 3, the current polarity switching circuit 19 changes the direction of the current through the thermoelectric element, setting the air conditioner in the air cooling mode in the passenger compartment. When cooling the passenger compartment, the difference between the actual passenger compartment temperature and the setpoint 3 decreases and the voltage at the output of the second differential amplifier 5 begins to decrease modulo. The signal at the output of the module isolation circuit 22 also decreases.

Выход схемы 7 широтно-импульсной модуляции соединен с входом усилителя 8, выход усилителя 8 соединен со входом биполярного эмиттерного повторителя 9, а его выход - с затвором силового ключа 10, который под действием ШИМ-сигнала периодически открывается. При этом плюсовой вывод электродвигателя 15 вентилятора кратковременно соединяется с плюсовой шиной питания. При закрытом силовом ключе 10 цепь питания электродвигателя 15 вентилятора размыкается. Диод 13 необходим для защиты силового ключа 10 от ЭДС самоиндукции, возникающей в обмотке электродвигателя 15 вентилятора, при его коммутации. При закрытом ключе 10 конденсатор 12 через диод 11 заряжается до напряжения аккумуляторной батареи и при открытом ключе 10 за счет напряжения на конденсаторе 12 потенциал затвора транзистора ключа 10 приобретает величину, превышающую потенциал положительной шины питания практически на напряжение бортовой сети. Это напряжение и позволяет удерживать ключ 10 в открытом состоянии во время действия импульса ШИМ. Подобное построение схемы позволяет применить МОП-транзистор с каналом n-типа, который обладает существенно более низкой стоимостью и сопротивлением канала, чем транзисторы с каналом р-типа. Среднее значение постоянного напряжения на электродвигателе 15 вентилятора может быть определено из соотношения:The output of the pulse width modulation circuit 7 is connected to the input of the amplifier 8, the output of the amplifier 8 is connected to the input of the bipolar emitter follower 9, and its output is connected to the gate of the power switch 10, which is periodically opened by the PWM signal. In this case, the positive terminal of the fan motor 15 is briefly connected to the positive power bus. When the power key 10 is closed, the power circuit of the fan motor 15 is opened. The diode 13 is necessary to protect the power switch 10 from the self-induction EMF that occurs in the winding of the fan motor 15 when it is switched. When the switch 10 is closed, the capacitor 12 is charged through the diode 11 to the battery voltage and when the switch 10 is open, due to the voltage across the capacitor 12, the gate potential of the transistor of the switch 10 acquires a value that exceeds the potential of the positive power bus by almost the voltage of the onboard network. This voltage allows you to keep the key 10 in the open state during the pulse of the PWM. Such a construction of the circuit allows the use of a MOS transistor with an n-type channel, which has a significantly lower cost and channel resistance than transistors with a p-type channel. The average value of the constant voltage on the fan motor 15 can be determined from the ratio:

Figure 00000002
Figure 00000002

где U - среднее напряжение на электродвигателе 15 вентилятора, UБАТ - напряжение бортовой сети автомобиля, τ - длительность импульса ШИМ, f - частота генерации схемы 7 широтно-импульсной модуляции.where U is the average voltage on the fan motor 15, U BAP is the vehicle electrical system voltage, τ is the PWM pulse duration, f is the generation frequency of the pulse-width modulation circuit 7.

Как следует из формулы (1), среднее напряжение на электродвигателе 15 вентилятора плавно изменяется при регулировке коэффициента заполнения τf импульсной последовательности, поступающей от схемы 7 широтно-импульсной модуляции. Такая регулировка и осуществляется описанным выше образом. В результате скорость вращения электродвигателя 15 вентилятора изменяется плавно, поскольку скорость вращения электродвигателя постоянного тока и питающее его напряжение связаны зависимостью [5]:As follows from formula (1), the average voltage on the fan motor 15 changes smoothly when adjusting the duty cycle τf of the pulse sequence coming from the pulse-width modulation circuit 7. Such adjustment is carried out as described above. As a result, the rotation speed of the fan motor 15 changes smoothly, since the rotation speed of the DC motor and the voltage supplying it are related by the dependence [5]:

Figure 00000003
Figure 00000003

где U - напряжение питания электродвигателя, I - ток, потребляемый электродвигателем, R - активное сопротивление обмотки, С - конструктивная постоянная электродвигателя постоянного тока, Ф - магнитный поток.where U is the voltage of the electric motor, I is the current consumed by the electric motor, R is the active resistance of the winding, C is the design constant of the DC motor, and F is the magnetic flux.

Источники информацииInformation sources

1. Патент RU №2161567, МПК В60Н 1/03.1. Patent RU No. 2161567, IPC B60H 1/03.

2. Патент RU №2064135, МПК В60Н 1/03.2. Patent RU No. 2064135, IPC B60H 1/03.

3. Техническое описание автомобиля ВАЗ 2108.3. Technical description of the car VAZ 2108.

4. Патент RU №2129492, В60Н 1/03.4. Patent RU No. 2129492, B60H 1/03.

5. Общая электротехника. Под ред. А.Т.Блажкина. Л.: Энергоатомиздат, 1986, - 591 с.5. General electrical engineering. Ed. A.T. Blazhkin. L .: Energoatomizdat, 1986, - 591 p.

Claims (1)

Термоэлектрический кондиционер, включающий в себя блок термоэлектрических батарей с каналом для протока жидкого теплоносителя, расположенным со стороны горячих теплопереходов термоэлектрических батарей, циркуляционный насос и радиатор сброса тепла, соединенные последовательно трубопроводами в горячий замкнутый контур, вентиляторы, систему регулирования и управления горячего замкнутого контура, систему электропитания и вентиляционный воздуховод, сообщающий охлаждаемый объем с внешней средой, снабженный радиатором приема тепла, дополнительным циркуляционным насосом, а блок термоэлектрических батарей - каналами для протока жидкого теплоносителя, расположенными со стороны холодных теплопереходов термоэлектрических батарей, соединенными последовательно в холодный замкнутый контур, и вентилятором, установленным на радиаторе приема тепла, при этом оба контура циркуляции жидкого теплоносителя снабжены системами газоотделения, каждая из которых включает в себя расширительный бачок с трубопроводом подвода жидкого теплоносителя в контур и трубопроводом отвода газов из контура, отличающийся тем, что в него дополнительно введены стабилизатор, датчик температуры салона, датчик температуры вентиляционного воздуховода, задатчик температуры салона, первый и второй разностные усилители, схема переключения полярности тока, две схемы выделения модуля, логическая схема, усилитель, биполярный эмиттерный повторитель, второй диод и конденсатор, причем инвертирующий вход первого разностного усилителя соединен с датчиком температуры вентиляционного воздуховода, его неинвертирующий вход - с датчиком температуры салона, а выход через первую схему выделения модуля - с первым входом логической схемы, датчик температуры салона соединен с инвертирующим входом второго разностного усилителя, неинвертирующий вход которого связан с задатчиком температуры салона, а его выход через вторую схему выделения модуля - со вторым входом логической схемы, выход которой соединен с входом схемы широтно-импульсной модуляции, выход которой связан с входом усилителя, выход усилителя соединен с входом биполярного эмиттерного повторителя, а его выход - с затвором силового ключа, исток силового ключа соединен с катодом диода, первым выводом конденсатора и первым выводом электрического вентилятора холодного замкнутого контура, второй вывод конденсатора соединен с выводами питания усилителя, биполярного эмиттерного повторителя и катодом второго диода, анод которого соединен с истоком силового ключа, входом стабилизатора и с плюсовой шиной питания, третьи выводы биполярного эмиттерного повторителя, усилителя, электрического вентилятора холодного замкнутого контура и стабилизатора соединены с минусовой шиной питания, выход стабилизатора подключен к схемам широтно-импульсной модуляции, разностных усилителей, датчиков и задатчика температуры салона, выход второго разностного усилителя соединен со входом схемы переключения полярности тока, выход которой связан с термоэлектрическим элементом.Thermoelectric air conditioner, which includes a block of thermoelectric batteries with a channel for the flow of liquid coolant located on the side of the hot heat junctions of thermoelectric batteries, a circulation pump and a heat sink, connected in series by pipelines to a hot closed circuit, fans, a control system and control of a hot closed loop, system power supply and ventilation duct communicating the cooled volume with the external environment, equipped with a heat sink, d a full circulation pump, and the thermoelectric battery block - channels for the flow of liquid coolant, located on the side of the cold heat junctions of thermoelectric batteries, connected in series to a cold closed circuit, and a fan installed on the heat sink, while both circuits of the coolant are equipped with gas separation systems, each of which includes an expansion tank with a pipeline for supplying liquid coolant to the circuit and a gas discharge pipeline s of the circuit, characterized in that it additionally includes a stabilizer, a cabin temperature sensor, a temperature sensor for the ventilation duct, a cabin temperature sensor, first and second difference amplifiers, a current polarity switching circuit, two module isolation circuits, a logic circuit, an amplifier, a bipolar emitter a repeater, a second diode and a capacitor, wherein the inverting input of the first differential amplifier is connected to a temperature sensor of the ventilation duct, its non-inverting input to the temperature sensor interior tours, and the output through the first module isolation circuitry - with the first input of the logic circuit, the interior temperature sensor is connected to the inverting input of the second differential amplifier, the non-inverting input of which is connected to the interior temperature setter, and its output through the second module allocation circuitry is with the second logical input circuit, the output of which is connected to the input of the pulse width modulation circuit, the output of which is connected to the input of the amplifier, the output of the amplifier is connected to the input of the bipolar emitter follower, and its output is connected to the gate with sludge switch, the source of the power switch is connected to the cathode of the diode, the first terminal of the capacitor and the first terminal of the electric fan of the cold closed circuit, the second terminal of the capacitor is connected to the terminals of the power amplifier, a bipolar emitter follower and the cathode of the second diode, the anode of which is connected to the source of the power switch, the input of the stabilizer and with a positive power bus, the third terminals of the bipolar emitter follower, amplifier, cold closed circuit electric fan and stabilizer are connected to Usova bus power stabilizer circuits connected to the output of pulse width modulation, differential amplifier sensors, and the setpoint passenger compartment temperature and the second differential amplifier output is connected to the input of current polarity switching circuit, whose output is connected to the thermoelectric element.
RU2007117272/11A 2007-05-08 2007-05-08 Thermoelectric conditioner RU2336184C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007117272/11A RU2336184C1 (en) 2007-05-08 2007-05-08 Thermoelectric conditioner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007117272/11A RU2336184C1 (en) 2007-05-08 2007-05-08 Thermoelectric conditioner

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2336184C1 true RU2336184C1 (en) 2008-10-20

Family

ID=40041182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007117272/11A RU2336184C1 (en) 2007-05-08 2007-05-08 Thermoelectric conditioner

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2336184C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2472642C1 (en) * 2011-08-01 2013-01-20 Негосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Современный технический институт" Automotive cabin heating, ventilation and air conditioning system
RU172326U1 (en) * 2016-10-20 2017-07-04 Акционерное общество "РИФ" Thermoelectric air conditioner for vehicle
RU196661U1 (en) * 2018-11-30 2020-03-11 Общество с ограниченной ответственностью "Ликинский автобусный завод" (ООО "ЛиАЗ") POWER ELECTRIC VEHICLE COOLING COOLING DEVICE

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2472642C1 (en) * 2011-08-01 2013-01-20 Негосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Современный технический институт" Automotive cabin heating, ventilation and air conditioning system
RU172326U1 (en) * 2016-10-20 2017-07-04 Акционерное общество "РИФ" Thermoelectric air conditioner for vehicle
RU196661U1 (en) * 2018-11-30 2020-03-11 Общество с ограниченной ответственностью "Ликинский автобусный завод" (ООО "ЛиАЗ") POWER ELECTRIC VEHICLE COOLING COOLING DEVICE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101558611B1 (en) Integrated heat management system of clean car
US20190070951A1 (en) Motor vehicle with a cooling system
CN109980246B (en) Thermal management system of fuel cell vehicle
CN108973596B (en) Heating, ventilation and air conditioning system for a vehicle
KR101566735B1 (en) Method and system of heating cabin of hybrid electric vehicle
US11059351B2 (en) System and method for heating passenger cabin with combination of power electronics and electric machine waste heat
US8769977B2 (en) Heat exchanger arrangement
CN101837778B (en) Auxiliary heater pump control
EP1679480A1 (en) Thermoelectric generator
US20180281557A1 (en) Hvac system of electric vehicle
US20120014680A1 (en) Electrical heating device
KR20160069848A (en) System for cooling in electric vehicle and method thereof
CN101551175A (en) Vehicle hvac and battery thermal management
US20150032318A1 (en) Determination and display of expected range of vehicle having electric traction motor
KR102474341B1 (en) Heat pump system for a vehicle
US20180272877A1 (en) Electric Vehicle with Thermal Management System
FR3078386B1 (en) THERMAL SYSTEM OF A HYBRID OR ELECTRIC VEHICLE COMPRISING THREE LOOPS OF HEAT FLUID
JP2019508311A (en) Thermal management system for hybrid motor vehicles in particular
RU2336184C1 (en) Thermoelectric conditioner
US20100236769A1 (en) Heating system for a vehicle
JP2003175720A (en) On-vehicle air-conditioning system
CN219856876U (en) Battery thermal management device
KR101219402B1 (en) Waste heat management system for electric vehicle
RU2304525C2 (en) Car interior heating and ventilating system
RU2332313C1 (en) Passenger compartment heating and ventilation system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090509