DESCRIZIONEDESCRIPTION
Campo tecnicoTechnical field
La presente invenzione si riferisce a un veicolo plug-in comprendente una spina elettrica connettibile ad un?alimentazione elettrica esterna ed almeno un modulo di riscaldamento e deumidificazione aria.The present invention relates to a plug-in vehicle comprising an electric plug connectable to an external electric power supply and at least one air heating and dehumidification module.
In generale, la presente invenzione trova applicazione nei sistemi di condizionamento aria, in particolare per riscaldamento e deumidificazione, in un veicolo del tipo plug-in, sia esso elettrico o ibrido.In general, the present invention finds application in air conditioning systems, in particular for heating and dehumidification, in a plug-in vehicle, whether electric or hybrid.
Arte notaKnown art
I veicoli elettrici (EV) avranno un ruolo importante nei prossimi anni per ridurre le emissioni di CO2 ed ? possibile che a breve termine sostituiscano quelli alimentati da motori a combustione interna.Electric vehicles (EVs) will play an important role in reducing CO2 emissions in the coming years and may soon replace those powered by internal combustion engines.
Uno degli aspetti critici che attualmente limita la diffusione dei veicoli elettrici ? la loro scarsa autonomia: secondo recenti studi, fino al 50% dell?energia della batteria viene utilizzata dal sistema di condizionamento d?aria (A/C) per controllare le condizioni termoigrometriche dell?abitacolo.One of the critical aspects that currently limits the spread of electric vehicles is their poor autonomy: according to recent studies, up to 50% of the battery's energy is used by the air conditioning (A/C) system to control the thermo-hygrometric conditions of the passenger compartment.
Ad oggi, tipicamente, il riscaldamento dell?abitacolo ? effettuato con resistenze elettriche e con l?uso di una pompa di calore. Quando ? necessario deumidificare l?aria ? attivata una macchina frigorifera oppure ? incrementata la portata di aria esterna immessa nell?abitacolo. In tutti questi casi, ? utilizzata energia elettrica immagazzinata nelle batterie con una conseguente riduzione di autonomia del veicolo.Today, typically, the passenger compartment is heated with electrical resistances and with the use of a heat pump. When it is necessary to dehumidify the air, a refrigeration machine is activated or the flow of external air introduced into the passenger compartment is increased. In all these cases, electrical energy stored in the batteries is used, with a consequent reduction in the vehicle's autonomy.
Il documento US9463683 (B2) si riferisce a un impianto antiappannamento e climatizzazione per veicoli elettrici, in cui il vapore emesso dai passeggeri viene assorbito da un essiccante che, inoltre, riscalda l?aria rilasciando il calore di assorbimento. Quest?aria, ricircolata internamente al veicolo, viene inviata su un finestrino anteriore e su altre aree in modo da favorire lo sbrinamento e contribuire al riscaldamento dell?abitacolo del veicolo. Il sistema ? basato su sostanze con capacit? di assorbimento del vapore prevalentemente a elevata umidit? relativa.US9463683 (B2) refers to an electric vehicle defogging and climate control system in which vapor emitted by passengers is absorbed by a desiccant, which also heats the air and releases the heat of absorption. This air, recirculated inside the vehicle, is directed to a front window and other areas to aid in defrosting and help warm the passenger compartment of the vehicle. The system is based on vapor-absorbing substances predominantly at high relative humidity.
Il documento US9592796 (B2) si riferisce a un dispositivo HVAC di deumidificazione per veicoli e a un elemento di deumidificazione flessibile. In tale dispositivo, per evitare la riduzione di autonomia del veicolo alimentato da batterie dovuta all?utilizzo di energia elettrica per l?anti-appannamento dei vetri e il riscaldamento dell?interno dell?abitacolo, l?aria interna del veicolo ? fatta transitare attraverso mezzi di scambio termico per lo scambio di calore tra l?aria interna del veicolo e l?aria esterna. In particolare, l?aria interna del veicolo ? raffreddata attraverso quella esterna prima di attraversare le sostanze assorbenti, per aumentare l?umidit? relativa e favorire il processo di deumidificazione; l?elemento deumidificatore pu? quindi assorbire il vapore di aria avente un?umidit? relativa relativamente alta. Infatti, il sistema utilizza sostanze con capacit? di assorbimento prevalentemente in presenza di elevata umidit? relativa.Document US9592796 (B2) refers to a vehicle HVAC dehumidification device and a flexible dehumidification element. In this device, to avoid the reduction of autonomy of the battery-powered vehicle due to the use of electrical energy for defogging the windows and heating the interior of the passenger compartment, the internal air of the vehicle is passed through heat exchange means for the exchange of heat between the internal air of the vehicle and the outside air. In particular, the internal air of the vehicle is cooled by the outside air before passing through the absorbent substances, to increase the relative humidity and promote the dehumidification process; the dehumidifying element can therefore absorb the vapor of air having a relatively high relative humidity. In fact, the system uses substances with absorption capacity mainly in the presence of high relative humidity.
Il documento US10957923 (B2) si riferisce a un sistema per veicoli alimentati con celle a combustibile a idrogeno, in cui si inibisce la formazione di ghiaccio sulle superfici stradali a basse temperature a causa dell?acqua di scarico, trattando tale acqua prima dello scarico con una sostanza antighiaccio o antigelo per abbassare il punto di congelamento dell?acqua.US10957923 (B2) refers to a system for hydrogen fuel cell powered vehicles, in which ice formation on road surfaces at low temperatures due to waste water is inhibited by treating such water prior to discharge with an anti-icing or antifreeze substance to lower the freezing point of the water.
Inoltre, sono noti generici sistemi ad assorbimento a ciclo aperto per la deumidificazione, raffrescamento e purificazione dell?aria, per esempio dai documenti US9388994 (B2), US11110386 (B2), US9040184 (B2), US2009/0277195 (A1).Furthermore, generic open-loop absorption systems for dehumidification, cooling and air purification are known, for example from documents US9388994 (B2), US11110386 (B2), US9040184 (B2), US2009/0277195 (A1).
Inoltre, per il condizionamento di abitacoli di veicoli elettrici sono note le tecniche descritte da: Dazhang Yang, Yilin Huo, Qing Zhang, Jing Xie, Zhikang Yang, Recent advances on air heating system of cabin for pure electric vehicles: A review, Heliyon, Volume 8, Issue 10, 2022.Furthermore, the techniques described by Dazhang Yang, Yilin Huo, Qing Zhang, Jing Xie, Zhikang Yang, Recent advances on air heating system of cabin for pure electric vehicles: A review, Heliyon, Volume 8, Issue 10, 2022 are known for air conditioning of cabins of electric vehicles.
Infine, per l?accumulo termico in veicoli elettrici sono note le tecniche descritte da:Finally, for thermal accumulation in electric vehicles the techniques described by are known:
Thermal energy storage for electric vehicles at low temperatures: Concepts, systems, devices and materials, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 160, 2022.Thermal energy storage for electric vehicles at low temperatures: Concepts, systems, devices and materials, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 160, 2022.
In generale, rimane necessario migliorare il sistema A/C dei veicoli elettrici e/o ibridi, specie per innalzare l?efficienza energetica ed aumentarne l?autonomia.In general, it remains necessary to improve the A/C system of electric and/or hybrid vehicles, especially to increase energy efficiency and increase their autonomy.
Sintesi dell?invenzioneSummary of the invention
Scopo della presente invenzione ? quello di ovviare a inconvenienti della tecnica nota.The purpose of the present invention is to overcome the drawbacks of the prior art.
Ulteriore scopo particolare della presente invenzione ? quello di migliorare il sistema A/C dei veicoli elettrici e/o ibridi, siano essi autovetture, bus, veicoli commerciali, microvetture, imbarcazioni, velivoli e altri ancora.Another specific purpose of the present invention is to improve the A/C system of electric and/or hybrid vehicles, be they cars, buses, commercial vehicles, microcars, boats, aircraft and others.
Ulteriore scopo particolare della presente invenzione ? quello di aumentare l?autonomia di veicoli elettrici e/o ibridi.A further specific aim of the present invention is to increase the autonomy of electric and/or hybrid vehicles.
Ulteriore scopo particolare della presente invenzione ? quello di aumentare l?efficienza del sistema di riscaldamento di un veicolo.A further specific aim of the present invention is to increase the efficiency of the heating system of a vehicle.
Ulteriore scopo particolare della presente invenzione ? quello di aumentare l?efficienza del sistema A/C di un veicolo.A further specific purpose of the present invention is to increase the efficiency of the A/C system of a vehicle.
Ulteriore scopo particolare della presente invenzione ? quello di garantire la deumidificazione dell?aria in un veicolo.A further specific aim of the present invention is to ensure the dehumidification of the air in a vehicle.
Questi e altri scopi sono raggiunti da un veicolo elettrico e/o ibrido plug-in comprendente almeno un modulo di riscaldamento e deumidificazione aria secondo le caratteristiche delle allegate rivendicazioni, che formano parte integrante della presente descrizione.These and other purposes are achieved by an electric and/or plug-in hybrid vehicle comprising at least one air heating and dehumidification module according to the characteristics of the attached claims, which form an integral part of this description.
Un?idea alla base della presente invenzione ? di prevedere un veicolo plug-in comprendente una spina elettrica connettibile ad un?alimentazione elettrica esterna, ed almeno un modulo di riscaldamento e deumidificazione aria.An idea underlying the present invention is to provide a plug-in vehicle comprising an electrical plug connectable to an external electrical supply, and at least one air heating and dehumidification module.
L?almeno un modulo di riscaldamento e deumidificazione aria comprende un condotto di ingresso d?aria configurato per miscelare una prima portata d?aria prelevata dall?esterno del veicolo e una seconda portata d?aria prelevata da un abitacolo del veicolo.The at least one air heating and dehumidifying module includes an air inlet duct configured to mix a first flow of air taken from outside the vehicle and a second flow of air taken from a passenger compartment of the vehicle.
L?almeno un modulo di riscaldamento e deumidificazione aria comprende un condotto di uscita d?aria trattata configurato per immettere nell?abitacolo.The at least one air heating and dehumidifying module includes a treated air outlet duct configured to enter the passenger compartment.
L?almeno un modulo di riscaldamento e deumidificazione aria comprende un condotto di uscita d?aria esausta configurato per immettere in un ambiente esterno, in alternativa al condotto di uscita d?aria trattata.The at least one air heating and dehumidification module includes an exhaust air outlet duct configured to discharge into an external environment, as an alternative to the treated air outlet duct.
L?almeno un modulo di riscaldamento e deumidificazione aria comprende un reattore che comprende sostanze assorbenti, il reattore essendo interposto tra il condotto di ingresso d?aria e il condotto di uscita d?aria trattata o il condotto di uscita d?aria esausta.The at least one air heating and dehumidification module comprises a reactor comprising absorbent substances, the reactor being interposed between the air inlet duct and the treated air outlet duct or the exhaust air outlet duct.
L?almeno un modulo di riscaldamento e deumidificazione aria comprende una sezione di riscaldamento a monte del reattore o integrata nel reattore, la sezione di riscaldamento essendo selettivamente attivabile mediante alimentazione tramite la spina elettrica, per riscaldare una corrente d?aria da circolare nel reattore.The at least one air heating and dehumidification module comprises a heating section upstream of the reactor or integrated into the reactor, the heating section being selectively switchable by power supply via the electrical plug, to heat an air flow to be circulated in the reactor.
Vantaggiosamente, il veicolo plug-in incorpora un sistema composto da uno o pi? moduli che consente di immagazzinare energia per un periodo indefinito e di riscaldare e deumidificare l?aria su richiesta, evitando, per esempio, l?appannamento dei finestrini dell?abitacolo.Advantageously, the plug-in vehicle incorporates a system composed of one or more modules that allows it to store energy for an indefinite period and to heat and dehumidify the air on demand, preventing, for example, the windows of the passenger compartment from fogging up.
Il modulo comprende sostanze assorbenti e una sezione di riscaldamento, che sono opportunamente attraversate da una portata di aria.The module includes absorbents and a heating section, which are conveniently passed through by an air flow.
L?utilizzo del sistema si compone di due fasi, quella di scarica e quella di rigenerazione, per cui il modulo ? configurato.The use of the system consists of two phases, the discharge phase and the regeneration phase, for which the module is configured.
Vantaggiosamente, durante la fase di scarica, che avviene preferibilmente quando si utilizza il veicolo, una corrente di aria umida ? fatta fluire attraverso il reattore, deumidificandosi e contemporaneamente riscaldandosi, per effetto del rilascio del calore di assorbimento. La risultante corrente di aria secca e calda ? convogliata prima verso il sistema di climatizzazione del veicolo, ove pu? essere ulteriormente trattata, e quindi nell?abitacolo. In questa fase la sezione di riscaldamento ? spenta.Advantageously, during the discharge phase, which preferably occurs when the vehicle is in use, a stream of humid air is passed through the reactor, dehumidifying and simultaneously warming up as the absorption heat is released. The resulting stream of dry, warm air is first directed to the vehicle's air conditioning system, where it can be further treated, and then into the passenger compartment. During this phase, the heating section is switched off.
Nella fase di rigenerazione, che avviene preferibilmente durante la ricarica delle batterie, quando la spina elettrica di ricarica ? connessa a un?alimentazione esterna, l?aria ? prima riscaldata in una sezione di riscaldamento e successivamente fatta fluire attraverso il reattore, dove si umidifica, rimuovendo l?acqua depositata sulle o nelle sostanze assorbenti. Successivamente l?aria viene espulsa all?esterno. In questa fase la sezione di riscaldamento ? accesa.In the regeneration phase, which preferably occurs during battery charging, when the charging plug is connected to an external power supply, the air is first heated in a heating section and then flowed through the reactor, where it is humidified, removing water deposited on or in the absorbents. The air is then expelled outside. In this phase the heating section is turned on.
Vantaggiosamente, la presente invenzione consente di immagazzinare energia per un periodo indefinito e di riscaldare l?abitacolo del veicolo ed evitare inoltre l?appannamento dei vetri, riducendo in modo drastico l?uso delle batterie per far funzionare l?impianto di aria condizionata durante i periodi freddi, specie nel caso di un veicolo elettrico (EV).Advantageously, the present invention allows to store energy for an indefinite period and to heat the passenger compartment of the vehicle and also to avoid fogging of the windows, drastically reducing the use of batteries to operate the air conditioning system during cold periods, especially in the case of an electric vehicle (EV).
Vantaggiosamente, la presente invenzione consente di aumentare l?autonomia elettrica del veicolo.Advantageously, the present invention allows to increase the electric autonomy of the vehicle.
Vantaggiosamente, la presente invenzione consente di aumentare l?efficienza del sistema di riscaldamento dell?abitacolo del veicolo.Advantageously, the present invention allows to increase the efficiency of the heating system of the vehicle passenger compartment.
Vantaggiosamente, la presente invenzione consente l?accumulo di energia termica per un periodo indefinito.Advantageously, the present invention allows the storage of thermal energy for an indefinite period.
Vantaggiosamente, la presente invenzione consente di garantire un?efficace deumidificazione dell?aria prevenendo la formazione di condensa sui vetri dell?abitacolo del veicolo.Advantageously, the present invention allows to ensure effective dehumidification of the air by preventing the formation of condensation on the windows of the vehicle passenger compartment.
Vantaggiosamente, la presente invenzione consente di garantire la qualit? dell?aria nell?abitacolo con l?immissione di un?opportuna portata di aria esterna.Advantageously, the present invention allows to ensure the quality of the air in the passenger compartment by introducing an appropriate flow of external air.
Vantaggiosamente, la presente invenzione consente di aumentare l?efficienza del sistema A/C durante il funzionamento estivo.Advantageously, the present invention allows to increase the efficiency of the A/C system during summer operation.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata fatta qui di seguito, di forme di realizzazione preferite, non limitative, della presente invenzione, e dalle rivendicazioni dipendenti che delineano forme di realizzazione preferite e particolarmente vantaggiose dell?invenzione.Further features and advantages will become more apparent from the detailed description given below of preferred, non-limiting embodiments of the present invention, and from the dependent claims which outline preferred and particularly advantageous embodiments of the invention.
Breve descrizione dei disegniBrief description of the drawings
L?invenzione ? illustrata con riferimento alle seguenti figure, fornite a titolo esemplificativo e non limitativo, in cui:The invention is illustrated with reference to the following figures, provided by way of example and not of limitation, in which:
- La Figura 1 esemplifica un veicolo plug-in comprendente una spina elettrica ed almeno un modulo di riscaldamento e deumidificazione aria.- Figure 1 exemplifies a plug-in vehicle comprising an electrical plug and at least one heating and air dehumidification module.
- La Figura 2A esemplifica il veicolo plug-in di Figura 1 in una fase di scarica mentre la Figura 2B esemplifica lo stesso veicolo plugin in una fase di rigenerazione.- Figure 2A exemplifies the plug-in vehicle of Figure 1 in a discharge phase while Figure 2B exemplifies the same plug-in vehicle in a regeneration phase.
- La Figura 3A esemplifica un modulo di riscaldamento e deumidificazione aria, la Figura 3B in una fase di scarica e la Figura 3C in una fase di rigenerazione.- Figure 3A exemplifies an air heating and dehumidification module, Figure 3B in a discharge phase and Figure 3C in a regeneration phase.
- La Figura 4A esemplifica un doppio modulo di riscaldamento e deumidificazione aria in una fase di scarica e la Figura 4B in una fase di rigenerazione.- Figure 4A exemplifies a double air heating and dehumidification module in a discharge phase and Figure 4B in a regeneration phase.
- La Figura 5A esemplifica una variante di modulo di riscaldamento e deumidificazione aria in una fase di scarica e la Figura 5B in una fase di rigenerazione.- Figure 5A exemplifies a variant of an air heating and dehumidification module in a discharge phase and Figure 5B in a regeneration phase.
- La Figura 6A esemplifica una variante di modulo di riscaldamento e deumidificazione aria in una fase di scarica e la Figura 6B in una fase di rigenerazione.- Figure 6A exemplifies a variant of an air heating and dehumidification module in a discharge phase and Figure 6B in a regeneration phase.
- La Figura 7A esemplifica una variante di modulo di riscaldamento e deumidificazione aria in una fase di scarica e la Figura 7B in una fase di rigenerazione.- Figure 7A exemplifies a variant of an air heating and dehumidification module in a discharge phase and Figure 7B in a regeneration phase.
- La Figura 8A esemplifica una variante di doppio modulo di riscaldamento e deumidificazione aria in una fase di scarica e la Figura 8B in una fase di rigenerazione.- Figure 8A exemplifies a variant of a double air heating and dehumidification module in a discharge phase and Figure 8B in a regeneration phase.
- La Figura 9 esemplifica un dispositivo di accumulo e scarico acqua associabile al veicolo plug-in.- Figure 9 exemplifies a water storage and drainage device that can be associated with the plug-in vehicle.
Nelle differenti figure, elementi analoghi saranno identificati da numeri di riferimento analoghi. Ove pi? elementi siano presenti in un?unica figura, solo uno o alcuni potranno essere identificati da un riferimento, intendendo che gli altri siano ricompresi per analogia.In the different figures, similar elements will be identified by similar reference numbers. Where several elements are present in a single figure, only one or some may be identified by a reference, meaning that the others are included by analogy.
Descrizione di dettaglioDetail description
La presente invenzione ha la funzione di accumulare energia per riscaldare e deumidificare l?aria utilizzata per la climatizzazione dell?abitacolo in veicoli plug-in, siano essi elettrici (EV) e ibridi (PHEV).The present invention has the function of accumulating energy to heat and dehumidify the air used for air conditioning the passenger compartment of plug-in vehicles, whether electric (EV) or hybrid (PHEV).
Come sar? descritto ulteriormente, il sistema ? di tipo modulare e si integra con i dispositivi di climatizzazione convenzionali presenti sui veicoli.As will be described further, the system is modular and integrates with conventional air conditioning devices present in vehicles.
La Figura 1 esemplifica un veicolo plug-in 1. Il veicolo plug-in 1 comprende una spina elettrica 2 che pu? essere connessa ad un?alimentazione elettrica esterna.Figure 1 exemplifies a plug-in vehicle 1. The plug-in vehicle 1 includes an electrical plug 2 that can be connected to an external electrical supply.
Il veicolo plug-in 1 comprende almeno un modulo di riscaldamento e deumidificazione aria 10, che comprende un condotto di ingresso d?aria configurato per miscelare una prima portata d?aria prelevata dall?esterno del veicolo 1 e una seconda portata d?aria prelevata da un abitacolo 120 del veicolo.The plug-in vehicle 1 comprises at least one air heating and dehumidification module 10, which comprises an air inlet duct configured to mix a first air flow taken from outside the vehicle 1 and a second air flow taken from a passenger compartment 120 of the vehicle.
L?almeno un modulo di riscaldamento e deumidificazione aria 10 comprende un condotto di uscita d?aria trattata, configurato per immettere aria nell?abitacolo 120, preferibilmente attraversando il sistema di climatizzazione 110 del veicolo plug-in 1.The at least one air heating and dehumidifying module 10 comprises a treated air outlet duct, configured to introduce air into the passenger compartment 120, preferably passing through the air conditioning system 110 of the plug-in vehicle 1.
L?almeno un modulo di riscaldamento e deumidificazione aria 10 comprende un condotto di uscita d?aria esausta configurato per immettere la stessa nell?ambiente esterno.The at least one air heating and dehumidification module 10 comprises an exhaust air outlet duct configured to discharge the same into the external environment.
Il condotto di uscita d?aria esausta, come sar? ulteriormente descritto, ? utilizzato in alternativa al condotto di uscita d?aria trattata, nel senso che l?aria in uscita dall?almeno un modulo di riscaldamento e deumidificazione aria 10 ? inviata, in alterativa, all?abitacolo 120 oppure all?ambiente esterno, rispettivamente mediante il condotto di uscita d?aria trattata o il condotto di uscita d?aria esausta.The exhaust air outlet duct, as will be further described, is used as an alternative to the treated air outlet duct, in the sense that the air exiting from the at least one air heating and dehumidification module 10 is sent, alternatively, to the passenger compartment 120 or to the outside environment, respectively via the treated air outlet duct or the exhaust air outlet duct.
Preferibilmente, il condotto di uscita d?aria esausta pu? comprendere un secondo sistema di riscaldamento, configurato per prevenire formazione di ghiaccio quando aria umida viene espulsa nell?ambiente esterno.Preferably, the exhaust air outlet duct may include a second heating system, configured to prevent ice formation when moist air is expelled to the outside environment.
Come sar? ulteriormente descritto, l?almeno un modulo di riscaldamento e deumidificazione aria 10 comprende un reattore con sostanze assorbenti e una sezione di riscaldamento attivabile mediante alimentazione elettrica tramite la spina elettrica 2.As will be further described, the at least one air heating and dehumidification module 10 comprises a reactor with absorbent substances and a heating section that can be activated by electrical power supply via the electrical plug 2.
Per ?sostanze assorbenti? si intende qui materiali in grado di assorbire o adsorbire vapore d?acqua o umidit?.By ?absorbent substances? we mean here materials capable of absorbing or adsorbing water vapour or humidity.
In particolare, il veicolo plug-in comprende almeno una batteria elettrica di trazione (non rappresentata), e la spina elettrica 2 oltre ad alimentare la sezione di riscaldamento ? ulteriormente configurata per ricaricare l?almeno una batteria di trazione.In particular, the plug-in vehicle comprises at least one electric traction battery (not shown), and the electric plug 2, in addition to powering the heating section, is further configured to recharge the at least one traction battery.
La Figura 2A esemplifica il veicolo plug-in 1 in una fase di scarica, in cui una corrente d?aria INA nel condotto di ingresso attraversa l?almeno un modulo di riscaldamento e deumidificazione aria 10, ed in cui la corrente d?aria SA ? poi inviata al condotto di uscita d?aria trattata che immette nell?abitacolo 120.Figure 2A exemplifies the plug-in vehicle 1 in a discharge phase, in which an air flow INA in the inlet duct passes through the at least one air heating and dehumidification module 10, and in which the air flow SA is then sent to the treated air outlet duct which enters the passenger compartment 120.
La spina elettrica 2 non ? rappresentata perch? questa fase di scarica avviene tipicamente durante la guida del veicolo 1, in cui esso non ? in ricarica e la spina elettrica ? stivata in un alloggiamento.The electrical plug 2 is not shown because this discharge phase typically occurs while driving the vehicle 1, in which it is not charging and the electrical plug is stowed in a housing.
In particolare, il veicolo plug-in 1 ? configurato per eseguire una miscelazione della prima portata d?aria OA prelevata dall?esterno del veicolo 1 e la seconda portata d?aria RA prelevata dall?abitacolo 120 del veicolo 1.In particular, the plug-in vehicle 1 is configured to perform a mixing of the first air flow OA taken from outside the vehicle 1 and the second air flow RA taken from the passenger compartment 120 of the vehicle 1.
La Figura 2B esemplifica lo stesso veicolo plug-in 1 in una fase di rigenerazione, in cui una corrente d?aria INA proveniente dall?esterno (quindi, esclusivamente la portata d?aria OA) fluisce nel condotto di ingresso e attraversa l?almeno un modulo di riscaldamento e deumidificazione aria 10 ed ? poi inviata come corrente d?aria EA al condotto di uscita d?aria esausta che immette nell?ambiente esterno.Figure 2B exemplifies the same plug-in vehicle 1 in a regeneration phase, in which an air flow INA coming from the outside (therefore, exclusively the air flow rate OA) flows into the inlet duct and passes through the at least one air heating and dehumidification module 10 and is then sent as air flow EA to the exhaust air outlet duct which leads into the external environment.
La Figura 3A esemplifica in maggior dettaglio un modulo di riscaldamento e deumidificazione aria 10.Figure 3A exemplifies in more detail an air heating and dehumidification module 10.
Il modulo 10 comprende un reattore 60 che comprende sostanze assorbenti. Il reattore ? interposto tra il condotto di ingresso d?aria 20 e i condotto di uscita d?aria trattata 30 e il condotto di uscita d?aria esausta 40, questi ultimi due costituendo percorsi alternativi in uscita come descritto.Module 10 comprises a reactor 60 which comprises absorbents. The reactor is interposed between the air inlet duct 20 and the treated air outlet duct 30 and the exhaust air outlet duct 40, the latter two constituting alternative outlet paths as described.
Il modulo 10 comprende una sezione di riscaldamento 50 a monte del reattore 60; in una variante, la sezione di riscaldamento potrebbe essere integrata nel reattore 60.Module 10 includes a heating section 50 upstream of reactor 60; in one variant, the heating section could be integrated into reactor 60.
La sezione di riscaldamento 50 ? selettivamente attivabile mediante alimentazione elettrica tramite la spina elettrica 2, per riscaldare una corrente d?aria da circolare nel reattore 60.The heating section 50 can be selectively activated by power supply via the electrical plug 2, to heat a flow of air to be circulated in the reactor 60.
Ricordando che possono essere previsti uno o pi? moduli 10, ci si concentra su un unico modulo, per il momento.Remembering that one or more 10 modules may be foreseen, we will focus on a single module for the moment.
Il veicolo 1 comprende un condotto di ingresso dell?aria INA 20, un condotto di uscita dell?aria trattata SA 30 e un condotto di uscita dell?aria esausta EA 40, espulsa durante la fase di rigenerazione.Vehicle 1 comprises an air inlet duct INA 20, an outlet duct for treated air SA 30 and an outlet duct for exhaust air EA 40, expelled during the regeneration phase.
Durante la fase di scarica, descritta in seguito, la portata di aria entrante INA ? costituita dalla miscelazione di una portata di aria prelevata dall?esterno OA e di quella ricircolata dall?abitacolo RA. Ci? consente di assorbire sia il vapore presente nella portata di aria esterna, necessaria per il controllo della qualit? dell?aria, sia il vapore generato all?interno dell?abitacolo 120, per esempio dovuto alla presenza di occupanti del veicolo. La portata di aria esterna garantisce, inoltre, il ricambio dell?aria nell?abitacolo, consentendo la diluizione dei contaminanti prodotti dagli occupanti, e di mantenere in sovrapressione l?abitacolo, evitando rientrate incontrollate di aria esterna. Durante la fase di rigenerazione, descritta in seguito, la portata di aria entrante INA ? invece costituita esclusivamente da aria esterna.During the discharge phase, described below, the incoming air flow INA is made up of a mixture of air taken from outside OA and air recirculated from the passenger compartment RA. This allows for the absorption of both the vapour present in the external air flow, necessary for controlling air quality, and the vapour generated inside the passenger compartment 120, for example due to the presence of vehicle occupants. The external air flow also ensures the exchange of air in the passenger compartment, allowing the dilution of contaminants produced by the occupants, and to keep the passenger compartment under overpressure, avoiding uncontrolled re-entry of external air. During the regeneration phase, described below, the incoming air flow INA is instead made up exclusively of external air.
Come gi? descritto, il modulo 10 comprende i seguenti componenti interni: una sezione di riscaldamento 50 e un reattore 60, comprendente sostanze assorbenti.As already described, module 10 comprises the following internal components: a heating section 50 and a reactor 60, comprising absorbents.
Preferibilmente, il modulo 10 ? isolato termicamente verso l?esterno. In aggiunta il modulo 10 pu? comprendere (non rappresentati) opportune sezioni di filtrazione dell?aria, a monte e a valle del sistema, serrande di regolazione/intercettazione della portata di aria in ingresso e uscita e uno o pi? ventilatori, come da comune pratica ingegneristica.Preferably, module 10 is thermally insulated towards the outside. In addition, module 10 may include (not shown) appropriate air filtration sections, upstream and downstream of the system, dampers for regulating/intercepting the incoming and outgoing air flow and one or more fans, as per common engineering practice.
La sezione di riscaldamento 50 pu? comprendere una resistenza elettrica, oppure essere alimentata tramite un fluido termovettore o da condensazione di un gas caldo proveniente dal condensatore della pompa di calore. In ogni caso, la sezione di riscaldamento ?, direttamente o indirettamente, alimentata dalla spina elettrica 2.The heating section 50 may comprise an electrical resistance, or be powered by a heat transfer fluid or by condensation of a hot gas coming from the heat pump condenser. In any case, the heating section is, directly or indirectly, powered by the electrical plug 2.
La sezione di riscaldamento 50 pu? essere posta a monte del reattore 60 o essere integrata all?interno dello stesso. In questo secondo caso, a parit? di temperatura della superficie riscaldante, ? possibile ottenere una rigenerazione maggiore del materiale.The heating section 50 can be placed upstream of the reactor 60 or integrated within it. In this second case, at the same temperature of the heating surface, it is possible to obtain a greater regeneration of the material.
Il reattore 60 comprende preferibilmente sostanze in grado di assorbire il vapore d?acqua o umidit?, quali, a titolo puramente esemplificativo, zeolite, ALPO/SAPO, gel di silice, composti Metal? Organic Framework (MOF), sali igroscopici, etc., nella forma di grani impaccati, di strutture monolitiche e/o di fogli opportunamente corrugati, e di eventuali materiali di supporto.Reactor 60 preferably comprises substances capable of absorbing water vapor or humidity, such as, by way of example, zeolite, ALPO/SAPO, silica gel, Metal-Organic Framework (MOF) compounds, hygroscopic salts, etc., in the form of packed grains, monolithic structures and/or suitably corrugated sheets, and any support materials.
Fra i diversi materiali sono di particolare interesse quelli caratterizzati da un elevato calore di assorbimento, cio? sostanze assorbenti di vapore d?acqua o umidit? con valori del calore di assorbimento superiore a 2400 kJ/kg, preferibilmente superiore a 3000 kJ/kg. Esempi sono: la zeolite 13X, zeolite Y, zeolite SAPO-34 o Sali igroscopici, che consentono di aumentare in modo significativo la temperatura dell?aria rispetto a quelli a basso calore di assorbimento, come gel di silice e polimeri.Of particular interest among the various materials are those characterized by a high heat of absorption, i.e. substances that absorb water vapor or humidity with heat of absorption values greater than 2400 kJ/kg, preferably greater than 3000 kJ/kg. Examples are: zeolite 13X, zeolite Y, zeolite SAPO-34 or hygroscopic salts, which allow the air temperature to be significantly increased compared to those with low heat of absorption, such as silica gel and polymers.
I condotti di ingresso 20 e uscita 30 e 40 dell?aria sono realizzati in modo da convogliare opportunamente l?aria fra il modulo 10 e gli altri componenti del sistema di climatizzazione del veicolo e/o l?ambiente esterno.The air inlet ducts 20 and outlet ducts 30 and 40 are designed to appropriately convey the air between the module 10 and the other components of the vehicle's air conditioning system and/or the external environment.
Il condotto di espulsione dell?aria esausta EA 40 pu? includere un sistema di riscaldamento addizionale per prevenire, in particolari condizioni climatiche di bassa temperatura, la formazione di brina o di condensa, oltre ad un sistema per la raccolta della condensa.The EA 40 exhaust air exhaust duct can include an additional heating system to prevent, in particular low temperature climatic conditions, the formation of frost or condensation, as well as a condensation collection system.
Il sistema sfrutta il principio fisico dell?assorbimento per riscaldare e deumidificare una corrente di aria.The system uses the physical principle of absorption to heat and dehumidify a flow of air.
La Figura 3B esemplifica il funzionamento del modulo 10 in una fase di scarica e, comparativamente, la Figura 3C esemplifica il funzionamento del modulo 10 in una fase di rigenerazione.Figure 3B exemplifies the operation of module 10 in a discharge phase and, comparatively, Figure 3C exemplifies the operation of module 10 in a regeneration phase.
Durante la fase di scarica, la corrente di aria umida INA ? fatta confluire nel reattore 60 attraverso cui si deumidifica e, per effetto del rilascio del calore di assorbimento, contemporaneamente si riscalda. La risultante corrente di aria SA ? preferibilmente convogliata dapprima verso il sistema di climatizzazione 110 del veicolo, ove pu? essere ulteriormente trattata. La risultante corrente di aria SA ? quindi immessa nell?abitacolo 120. Nella fase di scarica, la sezione di riscaldamento 50 ? spenta, cio? non attiva.During the discharge phase, the humid air flow INA is fed into the reactor 60, where it is dehumidified and, due to the release of the absorption heat, simultaneously heated. The resulting air flow SA is preferably first conveyed to the vehicle's air conditioning system 110, where it can be further processed. The resulting air flow SA is then fed into the passenger compartment 120. During the discharge phase, the heating section 50 is switched off, i.e. not active.
Nella fase di rigenerazione, l?aria immessa INA ? dapprima riscaldata nella sezione di riscaldamento 50 e successivamente fatta fluire attraverso il reattore 60, dove si umidifica, rimuovendo acqua dalla sostanza assorbente. Successivamente l?aria esausta EA ? espulsa all?esterno. In questa fase la sezione di riscaldamento 50 ? accesa, cio? attiva.In the regeneration phase, the supplied air INA is first heated in the heating section 50 and then passed through the reactor 60, where it is humidified, removing water from the absorbent. The exhausted air EA is then expelled outside. In this phase the heating section 50 is switched on, i.e. active.
La fase di scarica con riscaldamento e deumidificazione dell?abitacolo avviene tipicamente durante la guida del veicolo 1, mentre la rigenerazione delle sostanze assorbenti del reattore 60 durante la fase di ricarica delle batterie del veicolo 1, tramite la spina elettrica 2.The discharge phase with heating and dehumidification of the passenger compartment typically occurs while driving vehicle 1, while the regeneration of the absorbent substances of the reactor 60 occurs during the charging phase of the batteries of vehicle 1, via the electrical plug 2.
Durante la fase di scarica, la portata di aria entrante INA ? costituita dalla miscelazione di una portata di aria OA prelevata dall?esterno e di una portata d?aria RA ricircolata dall?abitacolo. In particolare, si possono distinguere due condizioni operative A e B.During the discharge phase, the incoming air flow INA is made up of a mixture of an air flow OA taken from outside and an air flow RA recirculated from the passenger compartment. In particular, two operating conditions A and B can be distinguished.
A) In caso di bassa temperatura dell?aria esterna, ad esempio inferiore a 10?C e/o bassa umidit? specifica, la portata di aria esterna OA ? quella minima atta a garantire il controllo della qualit? dell?aria, ad esempio mediante controllo della concentrazione della CO2 nell?abitacolo o mediante posizione prefissata della relativa serranda. Non ? opportuno aumentare eccessivamente la portata di aria esterna OA in quanto, a causa della limitata umidit? specifica, il riscaldamento durante il processo di assorbimento sarebbe limitato e, quindi, anche il rilascio del calore di assorbimento. La portata di aria immessa nell?abitacolo SA ? quindi regolata variando la corrente di ricircolo.A) In the case of low outside air temperature, for example below 10?C and/or low specific humidity, the outside air flow rate OA is the minimum required to ensure air quality control, for example by controlling the CO2 concentration in the passenger compartment or by setting the relevant damper at a predetermined position. It is not advisable to excessively increase the outside air flow rate OA since, due to the limited specific humidity, heating during the absorption process would be limited and, therefore, also the release of the absorption heat. The air flow rate introduced into the passenger compartment SA is therefore regulated by varying the recirculation current.
B) In caso di maggiore temperatura, ad esempio 10?C e oltre, e/o maggiore umidit? specifica dell?aria esterna, ad esempio oltre 6 g/kg, la temperatura dell?aria esterna a valle del reattore pu? raggiungere e superare i 30?C. Pertanto, la portata di aria esterna OA pu? essere aumentata rispetto a quanto richiesto per il solo controllo della qualit? dell?aria interna per aumentare la potenza termica rilasciata al netto, ovviamente, della potenza spesa per portare la portata di aria dalla temperatura esterna a quella presente nell?abitacolo 120.B) In case of higher temperatures, for example 10?C and above, and/or higher specific humidity of the external air, for example above 6 g/kg, the external air temperature downstream of the reactor can reach and exceed 30?C. Therefore, the external air flow rate OA can be increased with respect to that required for the sole control of the internal air quality to increase the thermal power released net, obviously, of the power used to bring the air flow rate from the external temperature to that present in the passenger compartment 120.
Come detto, la fase di scarica avviene tipicamente durante l?utilizzo del veicolo 1 mentre la fase di rigenerazione ? eseguita contestualmente alla carica delle batterie del veicolo o, comunque, a veicolo fermo tramite fonte di energia elettrica esterna.As mentioned, the discharge phase typically occurs during use of vehicle 1 while the regeneration phase is performed at the same time as charging the vehicle's batteries or, in any case, with the vehicle stationary using an external electrical energy source.
La corrente di aria calda e secca SA, eventualmente trattata anche dal sistema esistente di climatizzazione A/C 110 del veicolo, viene immessa nell?abitacolo 120 per riscaldarlo e per prevenire o rimuovere la condensa/brina sulle superfici interne.The warm, dry air flow SA, possibly also treated by the vehicle's existing A/C climate control system 110, is introduced into the passenger compartment 120 to heat it and to prevent or remove condensation/frost on the interior surfaces.
La Figura 4A esemplifica un doppio modulo di riscaldamento e deumidificazione aria in una fase di scarica e la Figura 4B in una fase di rigenerazione.Figure 4A exemplifies a dual air heating and dehumidification module in a discharge phase and Figure 4B in a regeneration phase.
Infatti, il veicolo plug-in pu? comprendere una pluralit? di moduli di riscaldamento e deumidificazione aria 10, tra loro interconnessi.In fact, the plug-in vehicle can comprise a plurality of interconnected air heating and dehumidification modules 10.
Il sistema ? infatti da ritenersi modulare, quindi realizzabile mediante integrazione di due o pi? moduli 10, come nell?esempio del sistema 200 con due moduli 10.The system is in fact to be considered modular, therefore realisable by integrating two or more 10 modules, as in the example of system 200 with two 10 modules.
Il sistema 200 ? dotato di un condotto di ingresso 70 dell?aria INA, un condotto comune di uscita 80 dell?aria trattata SA da inviare all?abitacolo o al sistema di climatizzazione A/C esistente e un condotto comune di uscita 90 dell?aria esausta EA. Ciascun modulo di riferimento 10 pu? essere dotato di una propria sezione di riscaldamento 50, come rappresentato, oppure quest?ultima pu? essere comune a pi? moduli 10.The system 200 is equipped with an air inlet duct 70 INA, a common outlet duct 80 for treated air SA to be sent to the passenger compartment or to the existing A/C climate control system and a common outlet duct 90 for exhausted air EA. Each reference module 10 can be equipped with its own heating section 50, as shown, or the latter can be common to several modules 10.
I moduli 10 possono essere utilizzati singolarmente o contestualmente, sia nella fase di scarica che di rigenerazione.The 10 modules can be used individually or together, both in the discharge and regeneration phases.
A parit? di sostanza assorbente utilizzata, rispetto alla configurazione a modulo singolo, il sistema 200 consente la rigenerazione selettiva dei soli moduli 10 scarichi, con riduzione dell?energia e del tempo necessari; inoltre consente la riduzione di energia e tempo necessari alla rigenerazione delle sostanze assorbenti del reattore 60, potendo attivare il processo in modo selettivo per i soli moduli 10 scarichi; infine consente la riduzione del tempo di ?messa a regime? durante la fase di scarica in quanto viene riscaldato solo la sostanza assorbente del/i modulo/i 10 interessato/i.With the same amount of absorbent used, compared to the single module configuration, system 200 allows the selective regeneration of only the 10 discharged modules, with a reduction in the energy and time required; it also allows the reduction of energy and time required for the regeneration of the absorbent substances of reactor 60, being able to activate the process selectively for only the 10 discharged modules; finally, it allows the reduction of the "setting up" time during the discharge phase as only the absorbent substance of the 10 module(s) involved is heated.
La Figura 5A esemplifica una variante di modulo di riscaldamento e deumidificazione aria 10 in una fase di scarica e la Figura 5B in una fase di rigenerazione.Figure 5A exemplifies a variant of the air heating and dehumidification module 10 in a discharge phase and Figure 5B in a regeneration phase.
Il modulo 300 comprende ulteriormente uno scambiatore di calore 100 configurato per scambiare energia tra aria circolante nel condotto di uscita d?aria esausta 40 e aria INA circolante nel condotto di ingresso d?aria 20.Module 300 further includes a heat exchanger 100 configured to exchange energy between air circulating in the exhaust air outlet duct 40 and INA air circulating in the air inlet duct 20.
Preferibilmente, il modulo 300 comprende ulteriormente una sezione di bypass 108 configurata per espellere direttamente parte dell?aria INA circolante nel condotto di ingresso d?aria 20 a valle dello scambiatore di calore 100.Preferably, module 300 further includes a bypass section 108 configured to directly exhaust some of the circulating INA air into the air inlet duct 20 downstream of heat exchanger 100.
Preferibilmente, il modulo 100 comprende ulteriormente un postriscaldatore 105 configurato per riscaldare l?aria circolante nel condotto di uscita d?aria esausta 40 per l?espulsione nell?ambiente esterno al veicolo.Preferably, module 100 further comprises a post-heater 105 configured to heat air circulating in exhaust air outlet duct 40 for expulsion into the environment outside the vehicle.
Il sistema modificato 300 integra quindi uno scambiatore di calore 100 ad elevata efficienza, di tipo statico o rotativo, eventualmente un post riscaldatore 105, utilizzato durante la fase di rigenerazione della sostanza assorbente, ed eventualmente una sezione di by-pass 108. Il post riscaldatore 105 pu? essere posto all?esterno o all?interno dello scambiatore. La portata di aria esausta EA si raffredda nello scambiatore 100 con condensazione di parte del vapore presente e preriscalda quella in ingresso INA, prima di essere espulsa all?esterno. L?aria pu? essere riscaldata nel post riscaldatore 105 che pu? essere una resistenza elettrica o uno scambiatore rigenerativo che opera fra il flusso d?aria EA prima e dopo lo scambiatore 100, al fine di ridurre l?umidit? relativa. Parte della portata di aria esterna INA che entra nel sistema 300 durante la rigenerazione pu? essere espulsa a valle dello scambiatore 100, prima della sezione di riscaldamento 50, attraverso una sezione di bypass 108.The modified system 300 therefore integrates a high efficiency heat exchanger 100, of the static or rotary type, possibly a post heater 105, used during the regeneration phase of the absorbent substance, and possibly a by-pass section 108. The post heater 105 can be placed outside or inside the exchanger. The exhaust air flow EA cools in the exchanger 100 with condensation of part of the vapor present and preheats the incoming air INA, before being expelled outside. The air can be heated in the post heater 105 which can be an electric resistance or a regenerative exchanger that operates between the air flow EA before and after the exchanger 100, in order to reduce the relative humidity. Part of the external air flow INA that enters the system 300 during regeneration can be expelled downstream of the exchanger 100, before the heating section 50, through a bypass section 108.
La configurazione di sistema 300 consente la condensazione di parte del vapore presente nell?aria espulsa EA durante la rigenerazione, quindi minore immissione di vapore all?esterno. Tale aspetto ? vantaggioso in quanto la rigenerazione in ambienti poco aerati (per esempio un garage chiuso) rischierebbe di innalzare eccessivamente l?umidit? ambiente in breve tempo, con possibile condensazione sulle superfici del locale.The 300 system configuration allows the condensation of part of the vapour present in the expelled air EA during regeneration, therefore less vapour released outside. This aspect is advantageous since regeneration in poorly ventilated environments (for example a closed garage) would risk excessively increasing the humidity in the environment in a short time, with possible condensation on the surfaces of the room.
La configurazione di sistema 300 con la sezione di bypass 108 consente, durante la fase di rigenerazione, di avere una portata di aria esterna INA nel recuperatore maggiore di quella calda e umida EA uscente dal reattore con sostanze assorbenti, in modo da favorire la condensazione del vapore.The system configuration 300 with the bypass section 108 allows, during the regeneration phase, to have a flow rate of external air INA in the recuperator greater than the hot and humid air EA exiting the reactor with absorbent substances, so as to promote the condensation of the steam.
La configurazione di sistema 300 con il post riscaldatore 105 consente di incrementare la temperatura dell?aria esausta EA e ridurne l?umidit? relativa. Tale aspetto ? particolarmente vantaggioso in quanto, durante la rigenerazione a bassa temperatura esterna, per esempio un ambiente a temperatura minore di 0?C, il vapore potrebbe brinare nel condotto di scarico 40 o in prossimit? dello scarico stesso. Inoltre, il post riscaldatore 105, quando inserito all?interno dello scambiatore 100, previene la formazione di brina che potrebbe bloccare i canali di passaggio dell?aria.The system configuration 300 with the post heater 105 allows the temperature of the exhaust air EA to be increased and its relative humidity to be reduced. This aspect is particularly advantageous since, during regeneration at low external temperatures, for example an environment with a temperature lower than 0?C, the steam could frost in the exhaust duct 40 or in the vicinity of the exhaust itself. Furthermore, the post heater 105, when inserted inside the exchanger 100, prevents the formation of frost that could block the air passage channels.
Il sistema 300 consente quindi una diminuzione della potenza necessaria per riscaldare l?aria usata per la rigenerazione, con conseguente aumento dell?efficienza del sistema complessivo nel veicolo plug-in 1.The 300 system therefore allows a reduction in the power required to heat the air used for regeneration, resulting in an increase in the efficiency of the overall system in the plug-in vehicle 1.
La Figura 6A esemplifica una variante di modulo di riscaldamento e deumidificazione aria 10 in una fase di scarica e la Figura 6B in una fase di rigenerazione.Figure 6A exemplifies a variant of the air heating and dehumidification module 10 in a discharge phase and Figure 6B in a regeneration phase.
Il modulo 10 comprende un evaporatore 115 di un sistema di condizionamento aria del veicolo 1. Il condotto di uscita d?aria esausta 40 ? configurato per scambiare calore con l?evaporatore 115.Module 10 includes an evaporator 115 of an air conditioning system of vehicle 1. The exhaust air outlet duct 40 is configured to exchange heat with the evaporator 115.
Il modulo 10 comprende ulteriormente un condensatore 125 del sistema di condizionamento aria del veicolo 1. Il condotto di ingresso d?aria 20 ? configurato per riscaldare la prima portata d?aria INA scambiando calore con il condensatore 125.Module 10 further includes a condenser 125 of the vehicle air conditioning system 1. The air inlet duct 20 is configured to heat the first air flow INA by exchanging heat with the condenser 125.
Il sistema si pu? quindi integrare efficacemente con la macchina frigorifera/pompa di calore che ? parte del sistema di climatizzazione convenzionale del veicolo 1.The system can therefore be effectively integrated with the refrigeration/heat pump unit that is part of the vehicle's conventional air conditioning system 1.
In particolare, il modulo 10 pu? interagire efficacemente con l?evaporatore 115 e il condensatore 125, anche se quest?ultimo pu? eventualmente non essere presente nel sistema A/C del veicolo 1. La portata di aria esausta EA lambisce l?evaporatore 115 prima di essere espulsa dal sistema, cos? da condensare la maggior parte del vapore presente nel flusso.In particular, module 10 can interact effectively with evaporator 115 and condenser 125, even if the latter may not be present in the A/C system of vehicle 1. The exhaust air flow EA passes evaporator 115 before being expelled from the system, thus condensing most of the vapor present in the flow.
Come verr? descritto nel seguito, si pu? anche prevedere una vaschetta per la raccolta della condensa.As will be described below, a tray can also be provided to collect condensation.
La portata di aria esterna INA ? eventualmente preriscaldata lambendo il condensatore 125 della macchina frigorifera, se presente.The external air flow INA is possibly preheated by passing over the condenser 125 of the refrigeration machine, if present.
Questa configurazione consente vantaggiosamente l?immissione di condensa liquida nell?ambiente esterno al veicolo 1, anzich? aria a elevata umidit? relativa, durante la fase di rigenerazione. Pertanto, in caso di rigenerazione in un ambiente chiuso con limitata ventilazione, quale ad esempio un garage chiuso, si riduce o previene l?aumento di umidit? dell?aria esterna a valori indesiderati, che potrebbero causare la condensa sulle superfici del locale e quindi limitare la capacit? di rigenerazione delle sostanze assorbenti del reattore.This configuration advantageously allows the introduction of liquid condensate into the environment outside vehicle 1, rather than air with high relative humidity, during the regeneration phase. Therefore, in the case of regeneration in a closed environment with limited ventilation, such as a closed garage, the increase in humidity of the external air to undesirable values is reduced or prevented, which could cause condensation on the surfaces of the room and therefore limit the regeneration capacity of the absorbent substances of the reactor.
Questa configurazione consente vantaggiosamente, inoltre, la diminuzione della potenza necessaria per riscaldare l?aria in fase di rigenerazione, con conseguente risparmio di energia e aumento dell?efficienza del sistema.This configuration also advantageously allows for a reduction in the power required to heat the air during the regeneration phase, with consequent energy savings and increased system efficiency.
La Figura 7A esemplifica una variante di modulo di riscaldamento e deumidificazione aria 400 in una fase di scarica e la Figura 7B in una fase di rigenerazione.Figure 7A exemplifies a variant of the air heating and dehumidification module 400 in a discharge phase and Figure 7B in a regeneration phase.
Il modulo 400 comprende un secondo condotto di ingresso d?aria 130 e un secondo condotto di uscita d?aria esausta 140 che immette in un ambiente esterno, ed un ulteriore scambiatore di calore 150 interposto tra essi. L?ulteriore scambiatore di calore 150 ? configurato per scambiare energia con aria SA circolante nel condotto di uscita d?aria trattata 30.Module 400 comprises a second air inlet duct 130 and a second exhaust air outlet duct 140 that leads to an external environment, and a further heat exchanger 150 placed between them. The further heat exchanger 150 is configured to exchange energy with air SA circulating in the treated air outlet duct 30.
Il sistema 400 ? in particolare efficace in regime estivo, deumidificando l?aria con un aumento limitato della temperatura. Come detto, il modulo 400 ha un ulteriore condotto di ingresso 130 della portata di aria IOA?, un ulteriore condotto di uscita 140 dell?aria EA? ed un aggiuntivo scambiatore di calore 150. La presenza dello scambiatore 150 ? fondamentale per ridurre la temperatura dell?aria.The 400 system is particularly effective in summer, dehumidifying the air with a limited increase in temperature. As mentioned, the 400 module has an additional inlet duct 130 of the air flow rate IOA?, an additional outlet duct 140 of the air EA? and an additional heat exchanger 150. The presence of the exchanger 150 is essential to reduce the air temperature.
Il sistema 400, vantaggiosamente, consente la deumidificazione dell?aria immessa nell?abitacolo SA, favorendo la percezione di comfort da parte degli occupanti.The 400 system advantageously allows the dehumidification of the air introduced into the SA passenger compartment, favouring the perception of comfort by the occupants.
Il sistema 400, vantaggiosamente, consente inoltre l?aumento dell?efficienza del sistema A/C, dovendo la macchina frigorifera del sistema di climatizzazione del veicolo 1 fornire solo potenza sensibile per il raffrescamento dell?abitacolo, senza deumidificare l?aria.The 400 system also advantageously allows for an increase in the efficiency of the A/C system, as the refrigeration unit of the vehicle's climate control system 1 only has to provide sensible power for cooling the passenger compartment, without dehumidifying the air.
La Figura 8A esemplifica una variante 500 di doppio modulo di riscaldamento e deumidificazione aria 10 in una fase di scarica e la Figura 8B in una fase di rigenerazione.Figure 8A exemplifies a variant 500 of a dual air heating and dehumidifying module 10 in a discharge phase and Figure 8B in a regeneration phase.
Il sistema 500, oltre a comprendere due moduli 10, comprende un recuperatore di calore 160 configurato per scambiare calore tra aria circolante nel condotto di uscita d?aria trattata in un primo modulo 10A di riscaldamento e deumidificazione aria e aria circolante nel condotto di ingresso aria di un secondo modulo di riscaldamento e deumidificazione aria 10B.The system 500, in addition to comprising two modules 10, comprises a heat recovery unit 160 configured to exchange heat between air circulating in the air outlet duct treated in a first air heating and dehumidification module 10A and air circulating in the air inlet duct of a second air heating and dehumidification module 10B.
In altre parole, il sistema 500 ? composto da due moduli di riferimento 10A e 10B e un recuperatore di calore 160 aggiuntivo con scarica contemporanea dei due moduli 10A e 10B e rigenerazione contemporanea dei due moduli 10A e 10B.In other words, the 500 system is composed of two reference modules 10A and 10B and an additional heat recovery unit 160 with simultaneous discharge of the two modules 10A and 10B and simultaneous regeneration of the two modules 10A and 10B.
Il sistema 500 pu? essere realizzato mediante integrazione 500 di due o pi? moduli di riferimento 10 e di un recuperatore di calore aggiuntivo 160, come nell?esempio comunque non limitativo riportato in figura. Il sistema 500 ? dotato di due condotti di ingresso INA dell?aria 70 e 75, un condotto comune di uscita dell?aria trattata 80 per una portata d?aria SA inviata al sistema di climatizzazione e un condotto comune di uscita dell?aria esausta 90 che scarica la portata d?aria EA. Quando i moduli 10A e 10B sono in fase di scarica come in Figura 8A, l?aria calda EA uscente dal modulo 10A ? usata per preriscaldare l?aria INA che entra nel secondo modulo 10B. La configurazione 500 consente quindi l?aumento della temperatura di parte dell?aria SA convogliata verso il sistema di climatizzazione.The system 500 can be created by integrating 500 two or more reference modules 10 and an additional heat recovery unit 160, as in the non-limiting example shown in the figure. The system 500 is equipped with two air inlet ducts INA 70 and 75, a common treated air outlet duct 80 for an air flow rate SA sent to the air conditioning system and a common exhaust air outlet duct 90 that discharges the air flow rate EA. When the modules 10A and 10B are in the discharge phase as in Figure 8A, the hot air EA exiting the module 10A is used to preheat the air INA that enters the second module 10B. The configuration 500 therefore allows the temperature of part of the air SA conveyed to the air conditioning system to be increased.
La Figura 9 esemplifica un dispositivo di accumulo e scarico acqua 165 associabile al veicolo plug-in 1.Figure 9 exemplifies a water storage and discharge device 165 that can be associated with the plug-in vehicle 1.
Il dispositivo di accumulo e scarico acqua 165 pu? essere connesso al condotto di uscita d?aria esausta 40 prima di essere immessa nell?ambiente esterno al veicolo 1.The water accumulation and drainage device 165 can be connected to the exhaust air outlet duct 40 before being released into the environment external to the vehicle 1.
Il dispositivo di accumulo e scarico acqua 165 consente vantaggiosamente lo smaltimento dell?acqua prodotta durante il processo di rigenerazione.The water accumulation and drainage device 165 advantageously allows the disposal of the water produced during the regeneration process.
Il dispositivo 165 comprende un serbatoio di accumulo 170 dell?acqua condensata, eventualmente isolato termicamente, una sezione di ingresso 175 della corrente di aria espulsa EA-I e dell?eventuale acqua condensata in essa presente, proveniente dall?almeno un modulo 10, una sezione di uscita 180 verso l?ambiente esterno dell?aria espulsa EA-O, una sezione di uscita 185 dell?acqua condensata, una valvola/pompa 190 per lo scarico dell?acqua condensata.The device 165 comprises a storage tank 170 for the condensed water, possibly thermally insulated, an inlet section 175 for the expelled air flow EA-I and any condensed water present therein, coming from the at least one module 10, an outlet section 180 towards the external environment of the expelled air EA-O, an outlet section 185 for the condensed water, a valve/pump 190 for discharging the condensed water.
Il dispositivo 165 pu? preferibilmente includere uno o pi? dei seguenti componenti: un riscaldatore 195 posto sul tubo di estrazione dell?aria esausta, un riscaldatore 196 posto all?interno del serbatoio 170, una sezione di ingresso 197 di una soluzione o sostanza atta ad abbassare la temperatura di congelamento dell?acqua, come il sale da cucina o il cloruro di sodio, e una pompa dosatrice 198.Device 165 may preferably include one or more of the following components: a heater 195 located on the exhaust air extraction tube, a heater 196 located inside tank 170, an inlet section 197 for a solution or substance suitable for lowering the freezing temperature of water, such as table salt or sodium chloride, and a metering pump 198.
Durante la fase di rigenerazione l?acqua condensata ? accumulata nel dispositivo 165. Successivamente, quando il veicolo 1 ? utilizzato, l?acqua ? scaricata in strada o in uno spazio o apparato o contenitore opportuno esterno o convogliata in serbatoio per pulizia vetri e sensori ADAS mediante l?apertura/attivazione della valvola/pompa 190, che pu? avvenire con comando manuale o in modo automatico a veicolo 1 in marcia.During the regeneration phase, the condensed water is accumulated in the device 165. Subsequently, when the vehicle 1 is used, the water is discharged into the street or into a suitable external space or device or container or conveyed into a tank for cleaning the windows and ADAS sensors by opening/activating the valve/pump 190, which can occur with manual control or automatically with vehicle 1 in motion.
Se presente, il riscaldatore 195 posto sul tubo di estrazione dell?aria esausta consente di abbassare l?umidit? relativa ed evitare formazione di condensa o brina in prossimit? del veicolo 1.If present, the heater 195 located on the exhaust air extraction pipe allows the relative humidity to be lowered and prevents the formation of condensation or frost near the vehicle 1.
Se presente, il riscaldatore 196 posto all?interno del serbatoio 170 consente di evitare la formazione di ghiaccio all?interno del serbatoio.If present, the heater 196 located inside the tank 170 helps prevent the formation of ice inside the tank.
Se presenti, la sezione di ingresso 197 di soluzione antibrina e la relativa pompa dosatrice 198 consentono di abbassare il punto di congelamento dell?acqua e di disperdere la stessa in strada senza il rischio di formazione di ghiaccio, in caso di basse temperature dell?aria esterna e del suolo.If present, the anti-frost solution inlet section 197 and the related dosing pump 198 allow the freezing point of the water to be lowered and dispersed onto the road without the risk of ice forming, in the event of low external air and ground temperatures.
Considerando la descrizione qui riportata, il tecnico del ramo potr? congegnare ulteriori modifiche e varianti, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche.Considering the description given here, the technician in the field will be able to devise further modifications and variations, in order to satisfy contingent and specific needs.
Per esempio, le diverse configurazioni proposte possono essere opportunamente combinate fra loro.For example, the different configurations proposed can be appropriately combined with each other.
Inoltre, per esempio, lo scambiatore 100, 130 e 160 pu? essere costituito da un unico dispositivo fisico.Furthermore, for example, the exchanger 100, 130 and 160 can be made up of a single physical device.
Le forme di realizzazione qui descritte sono pertanto da intendersi esempi illustrativi e non limitativi dell?invenzione.The embodiments described here are therefore to be understood as illustrative and non-limiting examples of the invention.
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| IT102023000008715AIT202300008715A1 (en) | 2023-05-03 | 2023-05-03 | Plug-in vehicle with heating and air dehumidification module |
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| IT102023000008715AIT202300008715A1 (en) | 2023-05-03 | 2023-05-03 | Plug-in vehicle with heating and air dehumidification module |
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| IT202300008715A1true IT202300008715A1 (en) | 2024-11-03 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| Title |
|---|
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024227804A1 (en) | 2024-11-07 |
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