加热通风和空调系统

技术领域

本发明涉及一种加热通风和空调系统，特别是，本发明涉及一种用于车辆的加热通风和空调系统的噪音阻尼系统。

背景技术

用于车辆的加热通风和空调(HVAC)系统在下文中称为“系统”，用于调节通过多个通风口输送到车厢内部的空气的温度和流动。与其他元件一起，“系统”包括主壳体，主壳体又包括鼓风机壳体和扩散器部分。主壳体还接收蒸发器、加热器和导流装置，例如旋转挡板和导流板，以引导流体流过加热器和蒸发器中的至少一个，并最终将由蒸发器和加热器中的至少一个所处理的流体引导至通风口，用于向车厢内输送流体流温度的不同组合。“系统”可以进一步包括布置在鼓风机壳体的入口处的抽吸侧空气过滤器和布置在鼓风机壳体的出口处且在蒸发器上游的压力侧空气过滤器。鼓风机壳体接收鼓风机或风扇，并且在风扇和鼓风机壳体之间构造环形空气引导通道。扩散器部分将鼓风机壳体连接到蒸发器和布置在蒸发器上游的压力侧过滤器中的任一个。布置在鼓风机壳体中的风扇跨蒸发器和加热器产生压差，以促进流体流过其。

传统的“系统”，特别是“系统”的风扇或鼓风机，尤其在高冷却性能时会产生噪音。噪音被传递到主壳体，并且从主壳体传递到车厢。此外，当噪音通过鼓风机空气导管和主壳体传递到车厢内时，其声能会放大。结果，由风扇或鼓风机产生并到达车厢的噪音变得明显，并且对车厢内的乘客造成干扰和不便。到达车厢的噪音在100Hz到10kHz的频率范围内，在某些情况下，例如当车辆在发动机熄火状态下在交通信号灯处短时停车时，尤其是在电动车辆中，干扰尤其严重。很少有噪音阻尼系统，例如，德国专利文件DE 10 2015 214709公开了一种声阻尼室，该声阻尼室包括多个内部分隔壁和至少一个颈状开口部分，用于通过配置在扩散器上的一个或多个开口与扩散器连接。然而，这种常规的声阻尼系统需要调节内部隔离壁以调节声阻尼室的容积，并且还需要调节开口以仅在特定频率范围内抑制特定的、干扰性的声波，从而需要进行大量测试和调整工作。此外，这种需要内部分隔壁的常规阻尼系统涉及额外的设计和材料成本。另外，使用亥姆霍兹谐振器来阻尼噪音是已知的，但是，亥姆霍兹谐振器仅在较窄的特定频率范围内有效地操作，并且不能在较宽的频率范围内抑制声波。而且，这样的常规噪音阻尼系统展现出仅限于相对窄的频率范围的噪音抑制能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有噪音阻尼系统的空调系统，其消除了与常规噪音阻尼系统相关的缺点，常规噪音阻尼系统需要大量的测试和调整工作以抑制特定频率范围内的特定的、干扰性的声波。

本发明的另一个目的是提供一种具有噪音阻尼系统的空调系统，其能够在较宽的频率范围内抑制噪音。

本发明的又一个目的是提供一种结构简单，便于组装和使用的空调系统。

在本说明书中，一些元件或参数可以被编号，例如第一元件和第二元件。在这种情况下，除非另有说明，否则此编号仅用于区分和命名相似但不相同的元件。不应从这样的编号中推断出优先级的概念，因为可以在不背离本发明的情况下切换这些术语。另外，该编号并不意味着安装或使用本发明的元件的任何顺序。

根据本公开的实施例，公开了一种加热通风和空调(HVAC)系统，以下称为“系统”。“系统”包括主壳体。主壳体包括布置在其中的至少一个内部空气导管，该内部空气导管引导流经其中的至少一部分内部空气。内部空气导管包括气密且可透声的材料，该材料吸收和消散至少一部分噪音的声能，以至少部分地衰减噪音。

根据本发明的实施例，气密且可透声的材料是绒头织物(fleece)，换言之，内部空气导管包括由绒头织物制成的气密且可透声的材料。

替代地，气密且可透声的材料是玻璃棉，换句话说，内部空气导管包括由玻璃棉制成的气密且可透声的材料。

根据本发明的实施例，主壳体包括容纳鼓风机的鼓风机壳体，该鼓风机壳体还包括环形空气引导通道，所述第一吸声装置还包括整体形成在环形空气引导通道上的声音阻尼室，在该声音阻尼室和环形空气引导通道之间设置有盖，其中该盖具有气密且可透声的材料。

可替代地，声音阻尼室可移除地安装在环形空气引导通道上。

通常，所述至少一个内部空气导管降低300Hz至2kHz的频率范围内的噪音。

根据一个实施例，该系统包括蒸发器、加热器和用于引导至少通过蒸发器的流体流的气流引导装置，鼓风机壳体包括鼓风机以及在鼓风机和鼓风机壳体之间的环形空气引导通道，扩散器部分将鼓风机壳体连接到蒸发器。

通常，所述至少一个内部空气导管布置在扩散器部分中。

具体地，主壳体包括呈用作亥姆霍兹共鸣器的一个或多个腔形式的第二吸声装置。

根据一个实施例，主壳体进一步包括呈障碍物形式的第三吸声装置，其由具有微穿孔的梁和由气密且可透声材料形成的壁中的任一者构成。

附图说明

本发明的其他特征，细节和优点可以从下面的发明描述中得出。当结合附图考虑以下详细描述时，通过参考以下详细描述，将容易获得对本发明及其许多附带优点的更完整的理解，且将本发明及其许多附带优点将被更好地理解，在附图中：

图1示出了根据本发明实施例的配置有噪音阻尼系统的加热通风和空调(HVAC)系统的示意图。

图2a示出了描绘图1的加热通风和空调(HVAC)系统的另一视图的示意图。

图2b示出了描绘了图1和图2a的加热通风和空调(HVAC)系统的鼓风机壳体的环形空气引导通道与声音阻尼室之间的连接的放大图的示意图；和

图3a-图3c示出了描绘以不同的频率水平到达配置有加热通风和空气调节(HVAC)系统(具有和不具有本发明的阻尼系统)的车厢的噪音之间的比较的图形表。

具体实施方式

必须注意的是，附图以足够详细的方式来公开本发明以实现本发明，如果需要，这些附图有助于更好地定义本发明。然而，本发明不应限于说明书中公开的实施例。

根据本公开的实施例，公开了一种加热通风和空调(HVAC)系统，以下称为“系统”。尽管本公开的加热、通风和空调系统用于车辆的车厢空气调节，但是，该加热、通风和空调系统也可用于其他应用，并且不仅仅限于车厢空气调节。

图1示出了描绘加热通风和空调(HVAC)系统10(以下称为系统10)的细节的示意图。系统10包括主壳体2，该主壳体又包括鼓风机壳体4和扩散器部分6。主壳体2接收蒸发器8，加热器和导流装置(未在图中示出)。鼓风机壳体4接收鼓风机或风扇5，并且在风扇/鼓风机5与鼓风机壳体4之间构造环形空气引导通道7。扩散器部分6将鼓风机壳体4连接到蒸发器8和布置在蒸发器8上游的压力侧过滤器9中的任一个。根据本发明的另一个实施例，系统10还包括设置在鼓风机壳体4的空气入口上游的抽吸侧空气过滤器19。抽吸侧空气过滤器19捕获颗粒物并防止不希望的颗粒物进入鼓风机壳体4。主壳体2包括第一吸声装置，该第一吸声装置以至少一个内部空气导管3的形式布置在其中。内部空气导管3引导至少一部分流过其的流体。而且，内部空气导管3包括气密且可透声的材料，其吸收和消散至少一部分噪音的声能，以至少部分地衰减噪音。在一个实施例中，主壳体2的扩散器部分6包括布置在其中的至少一个内部空气导管3。第一吸声装置还包括：声音阻尼室12，该声音阻尼室12在环形空气引导通道7的至少一部分上整体地形成，并且盖14设置在该声音阻尼室12和环形空气引导通道7之间，其中盖14具有气密且可透声的材料。根据本发明的实施例，内部空气导管3的尺寸小于扩散器部分6的宽度和高度，以便于将内部空气导管3容纳在扩散器部分6内。由容纳在鼓风机壳体4内部的鼓风机/风扇5产生的气流经由具有第一横截面的空气入口侧3a进入容纳在扩散器部分6中的至少一个内部空气导管3，并通过布置在蒸发器8的上游或压力侧过滤器9的上游的具有第二横截面的空气出口侧3b离开所述至少一个内部空气导管3。根据一个实施例，如图2a中的箭头“A”所示，扩散器部分6可具有在空气流动方向上的第一扩大且随后减小的横截面，从而造成平均声压级，这是由于声音在通过扩散器部分6的过程中发生反射所致。因此，声压峰值主要在低频范围内的减小。

由鼓风机/风扇5产生的噪音首先在形成于环形空气引导通道7的至少一部分上的声音阻尼室12中被阻尼，然后在被布置在扩散器部分6中的至少一个内部空气导管3中进一步被阻尼。根据本发明的实施例，声音阻尼室12呈腔的形式，该腔从构成环形空气引导通道7的壁向内延伸，并且由盖14覆盖，该盖14设置在声音阻尼室12与环形空气引导通道7之间并将该两者分隔。根据本发明的实施例，声音阻尼室12呈腔的形式，该腔从构成环形空气引导通道7的壁向外延伸，并且由盖14覆盖，该盖14设置在声音阻尼室12与环形空气引导通道7之间并将该两者分隔。声音阻尼室12和环形空气引导通道7可以彼此流体连通。根据本发明的实施例，声音阻尼室12整体地形成在环形空气引导通道7上，并且盖14设置在声音阻尼室12与环形空气引导通道7之间。可替代地，声音阻尼室12可移除地安装在环形空气引导通道7上，并且盖14设置在声音阻尼室与环形空气引导通道7之间。覆盖声音阻尼室12的盖14是气密且透声的材料，其吸收和消散至少一部分声能以至少部分地衰减噪音。根据本发明的一个实施例，所述气密且可透声的材料是绒头织物。绒头织物也可以包括具有聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和/或其他合成纤维的绝缘合成织物。例如，合成纤维可以是玻璃棉或岩棉。根据本发明的又一个实施例，所述气密且可透声的材料是玻璃棉。声音阻尼室12的性能通过减小进入内部空气导管3的噪音的峰值水平和进入声压而增强了扩散器部分6的性能，并且还提高了至少一个内部空气导管3的阻尼功能和噪音阻尼效率。具体地，声音阻尼室12与具有气密且可透声材料的盖14结合，降低了布置在扩散器部分6内的内部空气导管3的空气入口侧3a处的声压和峰值水平。更具体地，具有由气密且可透声材料制成的盖14和内部空气导管3的声音阻尼室12通过经由反射和吸收实现的噪音声能消散确保了抑制、至少限制朝向车厢的噪音传播。

内部空气导管3也是由气密且噪音且可透声材料制成，其吸收和消散至少一部分声能并将另一部分声能转换成热能，以便在较高的频率水平上有效地阻尼并至少部分地衰减噪音。吸声、噪音的声能消散与多次反射相结合，在很宽的频率范围内抑制了声压峰值。布置在扩散器部分6中的具有气密且可透声材料的内部空气导管3和设置在声音阻尼室12与环形空气引导通道7之间的具有气密且可透声材料的盖14的这种构造利用了声音反射和吸收，以实现对噪音的声能的有效阻尼，从而实现噪音的衰减并大大减少了噪音向车厢的传递。而且，布置在扩散器部分6中的具有气密且可透声材料的内部空气导管3和设置在声音阻尼室12与环形空气引导通道7之间的具有气密且可透声材料的盖14的这种构造能够在较宽的频率范围内抑制声波。系统10还包括附加的吸声装置，以有效地衰减从风扇或鼓风机5发出的噪音并实质上减少噪音到车厢中的传递，例如，主壳体2包括呈用作亥姆霍兹谐振器的一个或多个腔的形式的第二吸声装置。另外，主壳体2包括呈障碍物形式的第三吸声装置，其由具有微穿孔的梁和由气密且可透声材料形成的壁中的任一者构成。

图3a-图3c示出了描绘以不同的频率水平到达配置有加热通风和空气调节(HVAC)系统(具有和不具有本发明的阻尼系统)的车厢的噪音之间的比较的图形表。具体地，在图3a至图3c中由“C1”表示的曲线1描绘了到达配置有带有本发明的阻尼系统的加热通风和空调(HVAC)的车厢的处于不同频率水平的噪音，并且由“C2”表示的曲线2描绘了到达配置有不带有本发明的阻尼系统的加热通风和空调(HVAC)的车厢的处于不同频率水平的噪音。从曲线“C1”和“C2”可以看出，在最大频率下，尤其是在较高频率下，具体在350Hz以上，到达具有带阻尼系统的HVAC的车厢的对应噪音水平要比到达具有不带阻尼系统的HVAC车厢的噪声水平低。

本领域技术人员可以对上述“系统”进行一些修改和改进，只要它包括主壳体即可。主壳体包括至少一个内部空气导管形式的第一吸声装置，该至少一个内部空气导管设置在主壳体中，用于引导至少一部分流过其的流体。内部空气导管包括气密且可透声的材料，该材料吸收和消散至少一部分噪音的声能，以至少部分地衰减噪音。

无论如何，由于可能存在其他实施例，因此本发明不能也不应该限于本文中具体描述的实施例。本发明应扩展到任何等同的手段和手段的任何技术操作的组合。