CN102261762A - 一种利用汽车发动机排气废热和发动机冷却液为热动力源的吸收式车载空调系统 - Google Patents

Abstract

一种利用汽车发动机排气废热和发动机冷却液为热动力源的吸收式车载空调系统属于空调系统领域。目前的公交巴士、大型旅游客车车载空调系统一般油耗和尾气排放都很大，能源浪费及环境污染非常严重。本发明以水作为制冷剂，溴化锂溶液作为吸收剂，无毒、无味、对人体无害，对大气臭氧层无破坏作用。利用发动机尾气废热和发动机冷却液热量作为车载空调系统的动力源使用，减少了燃油消耗，降低了公交巴士或大型旅游巴士的运行成本，并有效减少了汽车尾气的排放量，真正实现了节能环保的理念。

Description

一种利用汽车发动机排气废热和发动机冷却液为热动力源的吸收式车载空调系统

技术领域

本发明涉及一种空调系统，具体地说是一种利用汽车发动机排气废热和发动机冷却液为热动力源的吸收式车载空调系统。

背景技术

我国能源利用率较低，对中低温烟气废热回收不够重视，特别是在内燃机废热回收工作上基本是空白，因此回收并利用这部分废热来驱动车载空调系统，是一种前景十分广阔的节能途径，也是现在世界各国都在研究的课题。目前的公交巴士、大型旅游客车车载空调系统一般油耗和尾气排放都很大，能源浪费及环境污染非常严重。

发明内容

本发明的目的，就是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种利用汽车发动机排气废热和发动机冷却液为热动力源的吸收式车载空调系统。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种利用汽车发动机排气废热和发动机冷却液为热动力源的吸收式车载空调系统，包括溴化锂吸收式制冷系统、冷冻水循环系统、发动机余热利用系统和自动抽气装置;

所述溴化锂吸收式制冷系统由溴化锂溶液循环系统和冷剂水循环系统组成；

所述溴化锂溶液循环系统由吸收器、稀溶液泵、汽车发动机尾气热交换器、发生器、低温溶液热交换器、高温溶液热交换器、引射器组成，发生器由发动机冷却液发生器和发动机排气废热发生器组成；

所述冷剂水循环系统由蒸发器、冷冻水循环泵、U形节流器、冷凝器、冷剂水冷却器、发生器组成；

所述冷冻水循环系统由蒸发器、空调风机盘管和冷冻水循环泵组成；

所述发动机余热利用系统由汽车发动机、汽车发动机自带冷却液循环泵、汽车发动机尾气热交换器、高温蒸汽风机、发生器组成；

所述溴化锂溶液循环系统：吸收器连接稀溶液泵一端，稀溶液泵另一端分别与低温溶液热交换器和高温溶液热交换器相连，高温溶液热交换器与汽车发动机尾气热交换器组成闭合回路I，低温溶液热交换器依此连接发生器和浓溶液泵后回接到低温溶液热交换器组成闭合回路II，闭合回路I和闭合回路II经过引射器连接回到吸收器；

所述冷剂水循环系统：发动机排气废热发生器连接冷剂水冷却器一端，发生器连接冷凝器一端，冷剂水冷却器另一端和冷凝器另一端均连接U形节流器一端，U形节流器另一端连接蒸发器，冷剂水泵与蒸发器连接组成内循环；

所述冷冻水循环系统：蒸发器、空调风机盘管和冷冻水循环泵串联成一封闭循环；

所述发动机余热利用系统：汽车发动机自带冷却液循环泵与发生器相连，汽车发动机尾气热交换器通过高温蒸汽风机与发生器中的发动机排气废热发生器相连；

自动抽气装置与蒸发器的管外空间相连。

作为优选，所述蒸发器和吸收器设置在一密闭容器内。

本发明由于采用了以上技术方案，使其与现有技术相比，具有以下优点和特点：

1、以水作为制冷剂，溴化锂溶液作为吸收剂，无毒、无味、对人体无害，对大气臭氧层无破坏作用，非常环保。

2、本发明利用双效溴化锂吸收式制冷循环过程，即利用发动机排气废热的高压发生器产生的高温冷剂水蒸汽再次用来加热低压发生器，使低压发生器中的溴化锂溶液进一步产生冷剂水蒸汽，这样不仅有效地利用了冷剂水蒸汽的汽化潜热，同时减少了冷剂水冷却器的热负荷，使得本发明空调系统的能效得到进一步提高。

3、本发明的最大的优点是把发动机尾气废热和发动机冷却液热量作为车载空调系统的动力源使用，减少了公交巴士或大型旅游巴士的燃油消耗，大大降低了公交巴士或大型旅游巴士的运行成本，并有效减少了汽车尾气的排放量，真正实现了节能环保的理念。

4、本发明结构简单、制造方便。除六个循环水泵和自动抽气装置外，基本上都是热交换器和管道，没有运动部件，振动噪音小，运转平稳。

5、同时利用汽车发动机排气废热和发动机冷却液的溴化锂吸收式制冷系统，此方案既可用于汽车空调制冷，又可用于汽车空调供热，在该空调系统中, 空调风机盘管既用于制冷又用于加热, 省去了现有汽车空调采暖系统中的暖风用热交换器。

6、本系统考虑到汽车本身的结构特点, 用风冷式冷却器代替了传统吸收式空调系统中冷凝器的水冷却循环系统，吸收器的冷却水也采用了封闭式风冷水循环，并与冷剂水冷却器一起安装在公交巴士或大型旅游巴士的车顶，使得车载溴化锂吸收式空调系统结构比较简单、紧凑，同时也为车载空调系统的工程实践创造了有利条件。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的结构示意图；

图中标记如下：1-蒸发器，2-吸收器，3-发动机冷却液发生器，4-发动机排气废热发生器，5-汽车发动机尾气热交换器，6-高温蒸汽风机，7-冷凝器，8-冷剂水冷却器，9-吸收器循环冷却水冷却器，10-低温溶液热交换器，11-高温溶液热交换器，12-引射器，13-U形节流器，14-冷剂水泵，15-稀溶液泵，16-浓溶液泵，17-自动抽气装置，18-吸收器循环冷却水泵，19-吸收器循环冷却水系统补水阀，20-冷冻水循环泵，21-空调风机盘管，22-汽车发动机自带冷却液循环泵，23-汽车发动机, 24-电磁阀A, 25-电磁阀B, 26-电磁阀C, 27-电磁阀D。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明目的是提供一种利用汽车发动机排气废热和发动机冷却液为热动力源的溴化锂吸收式车载空调系统。是将发动机的冷却系统稍作改造, 同时利用汽车发动机排气废热和发动机冷却液的热量作为车载溴化锂吸收式空调系统的动力源的冷暖空调系统，也是一种双效溴化锂吸收式制冷空调系统。

将冷却液系统箱稍改造，增加四个电磁阀, 而在汽车排气出口处安装一个热管热交换器。车载空调系统各容器通过管道相互连接，具体见图1所示。

本发明冬夏冷暖切换方便简单，夏天制冷使用时，电磁阀A 24和电磁阀B 25开启，同时关闭电磁阀C 26和电磁阀D 27；冬天供热时仅需关闭电磁阀A 24 和电磁阀B 25，同时开启电磁阀C 26和电磁阀D 27，并且溴化锂吸收式系统不需要运行，利用汽车发动机23的冷却液就可以满足车箱内供暖需要。

1、夏天制冷时，电磁阀A 24和电磁阀B 25开启，电磁阀C 26和电磁阀D 27关闭。

2、吸收器2与吸收器循环冷却水冷却器9通过吸收器循环泵18组成一个封闭循环系统。水蒸汽在吸收器被吸收时，会解释放出凝结潜热，该热量被吸收器管道内的循环水吸收，并通过吸收器循环泵18的作用，在吸收器循环冷却水冷却器9内被空气带走。该封闭系统通过吸收器循环冷却水系统的补水阀19进行排空或补水。

3、蒸发器1与空调风机盘管21组成一封闭循环。冷剂水在蒸发器1内相变蒸发成水蒸汽时，会吸收大量的蒸发潜热，使得蒸发器管内循环水温度下降成为冷冻水。在冷冻水循环泵20的作用下，冷冻水在空调风机盘管内吸收车内空气热量，达到空调的目的。

4、空调系统运行时，溴化锂稀溶液经溶液泵15升压后，分二路。其中一路经低温溶液热交换器10，温度升高后，进入低压发生器，被发动机冷却液发生器3和发动机排气废热发生器4加热，产生冷剂水蒸汽进入冷凝器7，在冷凝器7中放出潜热后凝结成冷剂水，溴化锂的质量分数变高，由发生器排出，经浓溶液泵16升压后进入低温热交换器降温，并作为引射器12的高压流体引射由高温热交换器11过来的浓溶液，进入吸收器2，并均匀地喷淋在吸收器2管族外表面，吸收由蒸发器1产生的冷剂水蒸气，从而保持蒸发器1所需低压，使冷剂水能在低温、低压下不断蒸发而制取冷量。

5、另外一路稀溶液经高温溶液热交换器11加热后，进入汽车发动机尾气热交换器5，产生高温冷剂蒸汽被高温蒸汽风机6输送到发动机排气废热发生器4，在其中继续加热发生器内溴化锂溶液，产生冷剂水蒸气与先前产生的冷剂水蒸气一同进入冷凝器7，而高温冷剂蒸气本身在其中放出部分潜热后进入冷剂水冷却器8继续凝结放热成冷剂水。

6、冷剂水冷却器8凝结成的冷剂水与冷凝器7出来的冷剂水一起经U形节流器13节流后流入蒸发器1，由于压力的降低，部分冷剂水汽化，剩余的冷剂水积存于水盘中，被冷剂水泵14升压后，均匀地喷淋在蒸发器1管族的外表面，吸取管内冷水的热量而蒸发，使冷水得到冷却成冷冻水并在空调风机盘管21吸收车内空气热量，达到空调目的。

7、自动抽气装置17与蒸发器1的管族空间相连，以保证蒸发器内的冷剂水在真空状态下相变蒸发成水蒸气。

8、冬天供热时，电磁阀A 24和电磁阀B 25 关闭，电磁阀C 26和电磁阀D 27开启。此时，汽车发动机23的冷却液在汽车发动机自带冷却液循环泵22的作用下，使高温的发动机冷却液在空调风机盘管21内放出热量，达到制热目的。

最后应说明的是：以上所述仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种利用汽车发动机排气废热和发动机冷却液为热动力源的吸收式车载空调系统，包括溴化锂吸收式制冷系统、冷冻水循环系统、发动机余热利用系统和自动抽气装置;

所述溴化锂吸收式制冷系统由溴化锂溶液循环系统和冷剂水循环系统组成；

所述溴化锂溶液循环系统由吸收器、稀溶液泵、汽车发动机尾气热交换器、发生器、低温溶液热交换器、高温溶液热交换器、引射器组成，发生器由发动机冷却液发生器和发动机排气废热发生器组成；

所述冷剂水循环系统由蒸发器、冷冻水循环泵、U形节流器、冷凝器、冷剂水冷却器、发生器组成；

所述冷冻水循环系统由蒸发器、空调风机盘管和冷冻水循环泵组成；

所述发动机余热利用系统由汽车发动机、汽车发动机自带冷却液循环泵、汽车发动机尾气热交换器、高温蒸汽风机、发生器组成；

其特征在于：

所述溴化锂溶液循环系统：吸收器连接稀溶液泵一端，稀溶液泵另一端分别与低温溶液热交换器和高温溶液热交换器相连，高温溶液热交换器与汽车发动机尾气热交换器组成闭合回路I，低温溶液热交换器依此连接发生器和浓溶液泵后回接到低温溶液热交换器组成闭合回路II，闭合回路I和闭合回路II经过引射器连接回到吸收器；

所述冷剂水循环系统：发动机排气废热发生器连接冷剂水冷却器一端，发生器连接冷凝器一端，冷剂水冷却器另一端和冷凝器另一端均连接U形节流器一端，U形节流器另一端连接蒸发器，冷剂水泵与蒸发器连接组成内循环；

所述冷冻水循环系统：蒸发器、空调风机盘管和冷冻水循环泵串联成一封闭循环；

所述发动机余热利用系统：汽车发动机自带冷却液循环泵与发生器相连，汽车发动机尾气热交换器通过高温蒸汽风机与发生器中的发动机排气废热发生器相连；

自动抽气装置与蒸发器的管外空间相连。

2.根据权利要求1所述的一种利用汽车发动机排气废热和发动机冷却液为热动力源的吸收式车载空调系统，其特征在于：所述蒸发器和吸收器设置在一密闭容器内。