CN101435640B - 利用发动机排烟余热的车载式溴化锂制冷空调机 - Google Patents

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Abstract

本发明的利用发动机排烟余热的车载式溴化锂制冷空调机，包括溴化锂溶液、发生器、稀液槽、泵、换热器和冷风机，其特征在于还包括至少一根空气冷凝管和至少一根插入式吸收蒸发套管，所述空气冷凝管为设有外翅片的冷凝管；插入式吸收蒸发套管包括蒸发管、吸收管、冷剂水槽、内翅片和外翅片，其中的蒸发管插装在吸收管内的顶部，冷剂水槽的上开口紧贴在蒸发管的底部，内翅片分布在吸收管内的中下部，外翅片分布的吸收管的外壁上；冷凝管和插入式吸收蒸发套管是上下叠置安装于车顶上，主要利用行进中的迎面风进行冷却，使用发动机排烟余热即可制冷。具有体积小，重量轻和节能减排效果好等优点，可代替压缩式制冷机作车载式空调机使用。

Description

利用发动机排烟余热的车载式溴化锂制冷空调机
技术领域
本发明涉及一种车载式空调机，特别是一种车载式溴化锂制冷空调机，属于空调领域。
背景技术
现有的车载式空调机全部采用压缩式制冷机组，技术已经非常成熟，但由于压缩制冷机必须消耗主机功率，为此在夏天开用空调时将多消耗10～15％的燃油。
而溴化锂制冷机只要有80度以上的热源就可以推动制冷循环，技术同样成熟。发动机的排烟温度都在300度以上，而且烟气量十分富裕，但至今却无一个车上用烟气热气源驱动溴化锂制冷机以供空调的产品，其主要原因是在于溴化锂制冷机是一个大管壳式结构，比较笨重，而且为了提高传热性能都是用水冷却，所以都备有一个水冷塔，而在车上装一个水冷塔显然不可能，既没有地方安装，也没有补充水源。所以，不可能将现有的溴化锂制冷机装到汽车上使用。
传统溴化锂循环的基本原理和工作过程如图1所示，图1中的1是发生器，2是冷凝器，3是蒸发器，4是吸收器，5是热交换器，6是泵，7是冷却塔，8是泵，9是冷风机。溴化锂溶液装在发生器1中，热源向其提供热量Q，将发生器下部的溴化锂溶液中的部分水蒸发成水蒸汽，同时溴化锂溶液被浓缩成浓溶液(浓度从约58％提高到60％)，水蒸汽上升进入冷凝器2被冷凝管道中的水冷凝为冷剂水，冷剂水通过节流管降压进入蒸发器3喷到蒸发管上吸收蒸发管中的水的热量而使之成为冷媒水，该冷媒水送至冷风机9即可取得制冷效果，进入蒸发器3中的冷剂水被蒸发为低压水蒸汽；从发生器1底部出来的百度左右的浓溶液经热交换器5初步降温后用喷头喷射到吸收器4内的传热管上，与传热管内的冷却水进行热交换而成较低温度的浓吸收液，该浓吸收液吸收低压水蒸汽而被稀释回到浓度为58％的较稀的溴化锂溶液贮存的吸收器4的下部，用泵6将吸收器4下部的溴化锂溶液经热交换器5初步升温后循环输出到发生器1被热源加热蒸发；吸收器4中的传热管内的冷却水吸热升温后与冷凝器2被升温后的冷却水一起被送到冷却塔7喷出，与空气传热冷却后再被泵8送回。在这种结构中必然是笨重的管壳结构，而且必须有冷却塔。车载显然不可能实现。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有的溴化锂制冷机体积太大而不适合车载使用的不足之处，设计一种能取消冷却塔、取消冷凝器大外壳、取消蒸发器和吸收器大外壳，适合安装在车辆上使用的利用发动机排烟余热的车载式溴化锂制冷空调机。
本发明的利用发动机排烟余热的车载式溴化锂制冷空调机，包括溴化锂溶液、发生器、稀液槽、泵、换热器和冷风机，其特征在于还包括至少一根空气冷凝管和至少一根插入式吸收蒸发套管，所述空气冷凝管为设有外翅片的冷凝管；插入式吸收蒸发套管包括蒸发管、吸收管、冷剂水槽、内翅片和外翅片，其中的蒸发管插装在吸收管内的顶部，冷剂水槽的上开口紧贴在蒸发管的底部，内翅片分布在吸收管内的中下部，外翅片分布的吸收管的外壁上；所述空气冷凝管和插入式吸收蒸发套管装在车顶上，溴化锂溶液装在发生器的中下部；所述发生器中的烟气管串接在发动机的排烟管上，发生器的水蒸汽出口与冷凝管的高位端连接，冷凝管的低位端经节流管与插入式吸收蒸发套管中的冷剂水槽的高位端连接，装在冷剂水槽的上开口处的蒸发管与设在车内的散冷器相连接，内翅片的高位端经换热器与发生器的浓溶液出液口连接，插入式吸收蒸发套管的低位端与稀液槽的进液口连接，稀液槽的出液口经泵和换热器与发生器的稀溶液进液口连接。
为了提高冷剂水的蒸发速度，所述吸收管内的蒸发管选用外轧螺纹管。为了提高风冷效果，所述空气冷凝管和插入式吸收蒸发套管是上下叠置安装在车顶上，一端较高为高位端，另一端为低位端。为了进一步提高风冷效果，可在插入式吸收蒸发套管和空气冷凝管的上方设有防护板，防护板上可装适量的轴流风扇。
本发明的利用发动机排烟余热的车载式溴化锂制冷空调机，由于冷凝管19和插入式吸收蒸发套管是上下叠置于车顶上，利用行进中的迎面风和轴流风机产生向上的风进行冷却。在取消了溴化锂制冷空调机常用的冷却塔、冷凝器大外壳、蒸发器和吸收器大外壳的情况也能正常工作，具有体积小，重量轻和节能减排效果好等优点，使用发动机排烟余热即可制冷，可代替压缩式制冷机作车载式空调机使用。
附图说明
附图1是现有的溴化锂制冷空调机的结构示意图；
附图2是本发明的车载式溴化锂制冷空调机的一种结构示意图；
附图3是本发明中的插入式吸收蒸发套管的一种结构示意图。
具体实施方式
附图2-3是本发明的具体实施例中的一种结构示意图，图中的11是溴化锂溶液，12是发生器，13是发生器中的烟气管，14是换热器，15是发生器的稀溶液进液口，16是发生器的浓溶液出液口，17是发生器的水蒸汽出口，18是轴流风扇，19是冷凝管，20是外翅片，21是蒸发管，22是冷剂水槽，23是吸收管，24是内翅片，25是外翅片，26是插入式吸收蒸发套管的低位端，27是稀液槽，28是泵，29是散冷器。
本发明的主要结构如图2-3所示，主要由溴化锂溶液11、发生器12、稀液槽26、泵27、换热器14、冷风机29、至少一根空气冷凝管和至少一根插入式吸收蒸发套管组成，所述空气冷凝管为设有外翅片20的冷凝管19；插入式吸收蒸发套管包括蒸发管21、吸收管23、冷剂水槽22、内翅片24和外翅片25，其中的蒸发管21插装在吸收管23内的顶部，冷剂水槽22的上开口紧贴在蒸发管21的底部，内翅片24分布在吸收管23内的中下部，外翅片25分布的吸收管23的外壁上；所述空气冷凝管和插入式吸收蒸发套管装在车顶上，溴化锂溶液11装入在发生器12的中下部；所述发生器中的烟气管13串接在发动机的排烟管上，发生器的水蒸汽出口17与冷凝管19的高位端连接，冷凝管1 9的低位端经节流管与插入式吸收蒸发套管中的冷剂水槽22的高位端连接，装在冷剂水槽22的上开口处的蒸发管21与设在车内的散冷器29相连接，内翅片24的高位端经换热器14与发生器的浓溶液出液口16连接，插入式吸收蒸发套管的低位端26与稀液槽27的进液口连接，稀液槽27的出液口经泵28和换热器14与发生器的稀溶液进液口15连接。
为了提高冷剂水的蒸发速度，所述吸收管23内的蒸发管21选用外轧螺纹管。为了提高风冷效果，所述空气冷凝管和插入式吸收蒸发套管是上下叠置安装在车顶上，一端较高为高位端，另一端为低位端。为了进一步提高风冷效果，可在插入式吸收蒸发套管和空气冷凝管的上方设有防护板，防护板上可装适量的轴流风扇18。
工作时，将汽车发动机排出的烟气与发生器12中的烟气管13连通，利用发动机排烟余热对其中的溴化锂溶液11加热，从发生器中产生的水蒸汽进入斜卧于车顶上的冷凝管19被迎面风冷凝成为冷剂水，冷剂水通过节流管进入同样斜卧于车顶上插入式吸收蒸发套管内部的冷剂水槽22，而冷剂水槽22的上开口是紧贴在蒸发管21的底部，蒸发管21是外轧螺纹管，从而在蒸发管21的外壁上形成升膜蒸发，对蒸发管21内的水取得制冷效果，将蒸发管21与散冷器29连接即可制冷。蒸发管21表面所产生的蒸汽被包在它周围的吸收管中的内翅片24上流动的浓溶液吸收并将其热量直接传导到外翅片25而散入大气之中。由于冷凝管和插入式吸收蒸发套管是上下叠置安装于车顶上，利用行进中的迎面风及的轴流风机产生的向上的风进行冷却。从各吸收管23的低位端流出来的稀液进入稀液槽27被泵28输送经换热器14升温后从发生器的稀溶液进液口15进入发生器12中，使溴化锂溶液完成循环制冷。图上只显示了一对冷凝管及插入式吸收蒸发套管组，经实验检测表明，每对管组(翅片外径约80mm，长1700～2000mm)可提供1000瓦左右的冷量。有20组左右的管组即可提供一台大巴士所需冷量。具有体积小，重量轻和节能减排效果好等优点，使用发动机排烟余热即可制冷，可代替压缩式制冷机作车载式空调机使用。

Claims (3)

1.一种利用发动机排烟余热的车载式溴化锂制冷空调机，包括溴化锂溶液、发生器、稀液槽、泵、换热器和冷风机，其特征在于还包括至少一根空气冷凝管和至少一根插入式吸收蒸发套管，所述空气冷凝管为设有外翅片的空气冷凝管；插入式吸收蒸发套管包括蒸发管、吸收管、冷剂水槽、内翅片和外翅片，其中的蒸发管插装在吸收管内的顶部，冷剂水槽的上开口紧贴在蒸发管的底部，内翅片分布在吸收管内的中下部，外翅片分布的吸收管的外壁上；所述空气冷凝管和插入式吸收蒸发套管上下叠置安装在车顶上，一端较高为高位端，另一端为低位端，溴化锂溶液装在发生器的中下部；所述发生器中的烟气管串接在发动机的排烟管上，发生器的水蒸汽出口与空气冷凝管的高位端连接，空气冷凝管的低位端经节流管与插入式吸收蒸发套管中的冷剂水槽的高位端连接，装在冷剂水槽的上开口处的蒸发管与设在车内的散冷器相连接，内翅片的高位端经换热器与发生器的浓溶液出液口连接，插入式吸收蒸发套管的低位端与稀液槽的进液口连接，稀液槽的出液口经泵和换热器与发生器的稀溶液进液口连接。
2.如权利要求1所述的利用发动机排烟余热的车载式溴化锂制冷空调机，其特征在于插装在吸收管内的蒸发管选用外轧螺纹管。
3.如权利要求1或2所述的利用发动机排烟余热的车载式溴化锂制冷空调机，其特征在于插入式吸收蒸发套管和空气冷凝管的上方设有防护板，防护板上可装适量的轴流风扇。
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