CN107150586A - 基于溴冷机的车内空调系统和中冷器冷却系统耦合结构 - Google Patents

基于溴冷机的车内空调系统和中冷器冷却系统耦合结构 Download PDF

Info

Publication number
CN107150586A
CN107150586A CN201710264697.7A CN201710264697A CN107150586A CN 107150586 A CN107150586 A CN 107150586A CN 201710264697 A CN201710264697 A CN 201710264697A CN 107150586 A CN107150586 A CN 107150586A
Authority
CN
China
Prior art keywords
air
cooling
cooling system
temperature refrigerant
refrigerant water
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
CN201710264697.7A
Other languages
English (en)
Inventor
冯嘉伟
周宇昕
邢天阳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southeast University
Original Assignee
Southeast University
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 Southeast University filed Critical Southeast University
Priority to CN201710264697.7A priority Critical patent/CN107150586A/zh
Publication of CN107150586A publication Critical patent/CN107150586A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/06—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with air cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit

Abstract

本发明公开了一种基于溴冷机的车内空调系统和中冷器冷却系统耦合结构，包括溴化锂制冷系统和空气冷却系统，溴化锂制冷系统上设置高温冷媒水进水管和低温冷媒水出水管，低温冷媒水出水管连接空气冷却系统以及车内空调的叉排管束，低温冷媒水在叉排管束内部循环，通过设置在叉排管束上的出水管流出，该出水管与高温冷媒水进水管连通；空气冷却系统连接涡轮增压器，经空气冷却系统冷却后的空气进入发动机。本发明回收汽车尾气的废热，用于车内空调的制冷，减少了发动机原本用于空调系统压缩机的出力，达到节能减排目的；强化中冷器对空气的冷却，使发动机在最合理工况下运行，减少因燃烧温度过高而产生氮氧化物，防止爆燃，提升发动机的使用寿命。

Description

基于溴冷机的车内空调系统和中冷器冷却系统耦合结构
技术领域
本发明涉及汽车整车热力技术领域，具体是一种基于溴冷机的车内空调系统和中冷器冷却系统耦合结构。
背景技术
涡轮增压技术是广泛应用于汽油机、柴油机乃至燃气轮机的提升动力输出的技术方案，该方案利用发动机尾气所拥有的静压头，推动涡轮增压器压缩空气，使更多的空气被压入发动机内，达到在排量不变的情况下提升动力的目的。中冷器是冷却等熵压缩后空气的装置，冷却后的空气具有较小的比容，可以进一步提升进入发动机空气的质量流量；此外，当进气温度根据工况进行了适应性调整后，发动机的燃烧效率和污染物的排放量均可以控制在在理想的条件下。溴化锂吸收式制冷机可以在外界高温热源的推动下，生产低温的冷媒水，起到制冷的作用，该制冷机对外界热源的质量要求不高，因此是一种对外界废热进行回收利用的理想方法。目前，汽车尾气多为简单处理后即排放到空气中，其中的大量废热没有被有效利用，由此，带来环境污染和高能耗等问题，因此，使用溴化锂制冷机对汽车废气进行有效利用，进而提升汽车动力和发动机效率，是一个亟待解决的问题。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于溴冷机的车内空调系统和中冷器冷却系统耦合结构。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种基于溴冷机的车内空调系统和中冷器冷却系统耦合结构，包括溴化锂制冷系统和空气冷却系统，溴化锂制冷系统上设置高温冷媒水进水管和低温冷媒水出水管，低温冷媒水出水管连接空气冷却系统以及车内空调的叉排管束，低温冷媒水在叉排管束内部循环后，通过设置在叉排管束上的出水管流出，该出水管与高温冷媒水进水管连通；空气冷却系统连接汽车的涡轮增压器，经空气冷却系统冷却后的空气进入发动机。
其中，空气冷却系统包括一级冷却系统和二级冷却系统，一级冷却系统连接涡轮增压器，并通过管路将冷却后的空气输送至二级冷却系统；二级冷却系统连接低温冷媒水出水管，使用低温冷媒水作为冷却介质将空气冷却后，送至发动机；二级冷却系统还设置冷媒水出水口，冷媒水出水口通过管路与高温冷媒水进水管连通。
其中，溴化锂制冷系统与发动机的高温尾气管连接，使用高温尾气作为热源，降温后的尾气通过排气口排出。
其中，一级冷却系统和二级冷却系统均为中冷器。
有益效果：本发明的一种基于溴冷机的车内空调系统和中冷器冷却系统耦合结构，具有以下有益效果：
1、回收汽车尾气的废热用于溴化锂制冷系统产生低温冷媒水，低温冷媒水进一步用于车内空调的制冷，减少了发动机原本用于空调系统压缩机的出力，达到节能减排目的；
2、回收汽车尾气的废热，用于强化中冷器对空气的冷却，使发动机在最合理工况下运行，提升汽车动力和发动机效率，减少因燃烧温度过高而产生氮氧化物，达到节能减排目的。
3、避免发动机在过高进气温度下工作，减少爆燃的可能性，提高安全性和发动机寿命及工作效率。
4、提高中冷器的传热效果，缓解汽车因涡轮增压产生的动力迟滞现象。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图中，1-溴化锂制冷系统，2-叉排管束，3-风机，4-一级冷却系统，5-二级冷却系统，6-发动机，7-高温尾气管，8-低温冷媒水出水管，9-高温冷媒水进水管；10-涡轮增压器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示的一种基于溴冷机的车内空调系统和中冷器冷却系统耦合结构，包括溴化锂制冷系统1和空气冷却系统，溴化锂制冷系统1上设置高温冷媒水进水管9和低温冷媒水出水管7，低温冷媒水出水管7连接空气冷却系统以及车内空调的叉排管束2，低温冷媒水在叉排管束2内部循环后，通过设置在叉排管束2上的出水管流出，该出水管与高温冷媒水进水管9连通；空气冷却系统连接涡轮增压器10，涡轮增压器10输出的高温空气经空气冷却系统冷却后的空气进入发动机6。空气冷却系统包括一级冷却系统4和二级冷却系统5，一级冷却系统4为中冷器，二级冷却系统5为水冷系统，一级冷却系统4连接涡轮增压器10，并通过管路将冷却后的空气输送至二级冷却系统5；二级冷却系统5连接低温冷媒水出水管7，使用低温冷媒水作为冷却介质将空气冷却后，送至发动机6；二级冷却系统5还设置冷媒水出水口，冷媒水出水口通过管路与高温冷媒水进水管9连通。溴化锂制冷系统1与高温尾气管7连接，使用高温尾气作为热源，降温后的尾气通过排气口排出。
下面以一具体实例解释本发明的技术方案。
以HOWO重卡作为设计研究对象，选定的设计工况为环境温度40摄氏度，运行速度为80km/h。在该选定的工况下，重卡发动机的运行参数为尾气流量97.89g/s,尾气温度400摄氏度，温度下降到100摄氏度时，通过查询厂家数据和对烟气内各组分的焓降进行分析能够回收利用的废热量在30.65kw左右。
溴化锂制冷系统1置于车上，采用发送机6的涡轮增压器出口的高温尾气作为热源。HOWO重卡在所选定的工况下，高温冷媒水进水管9入水口处温度28摄氏度，低温冷媒水出水管8的出口温度5摄氏度，溴化锂制冷系统1的冷却水进口温度32摄氏度。在留出一定的传热端差后，设置溴化锂制冷系统1中的高压低压两缸内压力分别为9.6×10-3Mpa和7.57×10-4Mpa，在此条件下，可以通过溴化锂制冷系统1制得的冷媒水流量在318.3g/s左右。
车内空调系统使用溴化锂制冷系统1制得的冷媒水作为冷源，降低车内的温度。在空调出风口前，布置叉排管束2，叉排管束2管束内用循环泵循环溴化锂制冷系统1制得的部分冷媒水，此外，像普通的压缩制冷型空调一样，该系统也有车内的空气循环系统，通过风机3制造压力差，吸入车内的热空气横略叉排管束2，与叉排管束2内冷媒水进行强制对流换热，起到降低车内空气温度的作用。
通过对HOWO重卡在给定工况下的所需制冷量进行了估算，在车内空气温度设置为25摄氏度，湿度为50％，换气量在60立方米每秒时，所需的热负荷在4kw左右。设计冷媒水流入叉排管束2时为5摄氏度，流出时为20摄氏度，有百分之二十左右的热损失所需的冷媒水流量在80g/s左右。
空气冷却系统采用分段式中冷设计，就目前市场上的中冷器冷却方式而言，水冷式中冷器是冷却效果最好的一种，但水冷式中冷器的冷却水需要与环境进行换热，材料成本比较高。
在上述该设计工况下，45度为空气进入发动机6的最佳温度，在该温度下，燃烧效率和污染物排放都可以控制的比较好，但此时环境温度比较高，在冷却水无法被环境良好冷却，因此空气也无法被冷却到合适温度。即使采用高循环倍率方式运行，动力输出的滞后也非常明显。本发明采用双级冷却的设计，一级冷却系统4为中冷器，将发动机6的涡轮增压器10出口约700摄氏度的高温空气冷却到300摄氏度，此时由于压缩空气的温度和环境温度差距很大，空气冷却效果比较好，不需要额外添加循环管路和泵，经济性较强。
二级冷却系统5采用来自溴化锂制冷系统1的冷媒水进行水冷，即使采用顺流换热节约材料的设计，传热端差仍可以达到25度左右，且水冷换热系数高，冷却效果好，对涡轮的迟滞、燃烧效率、污染物的排放、变工况运行的改良作用明显。二级冷却系统5压缩空气从300摄氏度冷却到45摄氏度，所需的冷媒水流量在45g/s左右。
通过以上方案的分析可见，溴化锂制冷系统1在给定工况条件下可以通过汽车高温尾气制得的冷媒水流量远远大于空调系统和一级冷却系统4、二级冷却系统5所需要的冷却水流量，该方案是切实可行的，并且有很大的裕量，该裕量可以给在其他工况下运行，或者加大传热端差、节约材料方面提供物质基础。有较大的实用性和发展空间。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于溴冷机的车内空调系统和中冷器冷却系统耦合结构，其特征在于：包括溴化锂制冷系统和空气冷却系统，溴化锂制冷系统上设置高温冷媒水进水管和低温冷媒水出水管，低温冷媒水出水管连接空气冷却系统以及车内空调的叉排管束，低温冷媒水在叉排管束内部循环后，通过设置在叉排管束上的出水管流出，该出水管与高温冷媒水进水管连通；空气冷却系统连接汽车的涡轮增压器，经空气冷却系统冷却后的空气进入发动机。
2.根据权利要求1所述的基于溴冷机的车内空调系统和中冷器冷却系统耦合结构，其特征在于：其中，空气冷却系统包括一级冷却系统和二级冷却系统，一级冷却系统连接涡轮增压器，并通过管路将冷却后的空气输送至二级冷却系统；二级冷却系统连接低温冷媒水出水管，使用低温冷媒水作为冷却介质将空气冷却后，送至发动机；二级冷却系统还设置冷媒水出水口，冷媒水出水口通过管路与高温冷媒水进水管连通。
3.根据权利要求2所述的基于溴冷机的车内空调系统和中冷器冷却系统耦合结构，其特征在于：其中，溴化锂制冷系统与发动机的高温尾气管连接，使用高温尾气作为热源，降温后的尾气通过排气口排出。
4.根据权利要求2所述的基于溴冷机的车内空调系统和中冷器冷却系统耦合结构，其特征在于：其中，一级冷却系统和二级冷却系统均为中冷器。
CN201710264697.7A 2017-04-21 2017-04-21 基于溴冷机的车内空调系统和中冷器冷却系统耦合结构 Pending CN107150586A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710264697.7A CN107150586A (zh) 2017-04-21 2017-04-21 基于溴冷机的车内空调系统和中冷器冷却系统耦合结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710264697.7A CN107150586A (zh) 2017-04-21 2017-04-21 基于溴冷机的车内空调系统和中冷器冷却系统耦合结构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107150586A true CN107150586A (zh) 2017-09-12

Family

ID=59794139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710264697.7A Pending CN107150586A (zh) 2017-04-21 2017-04-21 基于溴冷机的车内空调系统和中冷器冷却系统耦合结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107150586A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112796904A (zh) * 2020-12-31 2021-05-14 上海庄生机电工程设备有限公司 一种柴油发电机热电联供装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1239042A (zh) * 1999-01-14 1999-12-22 刘甄 节油机动车溴化锂制冷供热机组
CN1292332A (zh) * 1999-10-10 2001-04-25 应翀 汽车用溴化锂吸收式制冷装置
CN1501039A (zh) * 2002-11-12 2004-06-02 肖尤明 一种内燃机余热吸收式制冷装置及其应用
CN101666261A (zh) * 2009-10-10 2010-03-10 奇瑞汽车股份有限公司 一种车用双级中冷系统
CN202547182U (zh) * 2012-05-15 2012-11-21 廖光辉 汽车、船舶尾气热能转换成其空调能量的装置
CN104100362A (zh) * 2014-01-06 2014-10-15 上海长辛实业有限公司 减少尾气污染物排放的发动机/发电机水循环系统
CN204984556U (zh) * 2015-05-25 2016-01-20 廖光辉 船舶尾气热能转换为空调工作能量的装置
JP2016125419A (ja) * 2014-12-27 2016-07-11 ヤンマー株式会社 ターボ吸気冷却システム及びエンジン

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1239042A (zh) * 1999-01-14 1999-12-22 刘甄 节油机动车溴化锂制冷供热机组
CN1292332A (zh) * 1999-10-10 2001-04-25 应翀 汽车用溴化锂吸收式制冷装置
CN1501039A (zh) * 2002-11-12 2004-06-02 肖尤明 一种内燃机余热吸收式制冷装置及其应用
CN101666261A (zh) * 2009-10-10 2010-03-10 奇瑞汽车股份有限公司 一种车用双级中冷系统
CN202547182U (zh) * 2012-05-15 2012-11-21 廖光辉 汽车、船舶尾气热能转换成其空调能量的装置
CN104100362A (zh) * 2014-01-06 2014-10-15 上海长辛实业有限公司 减少尾气污染物排放的发动机/发电机水循环系统
JP2016125419A (ja) * 2014-12-27 2016-07-11 ヤンマー株式会社 ターボ吸気冷却システム及びエンジン
CN204984556U (zh) * 2015-05-25 2016-01-20 廖光辉 船舶尾气热能转换为空调工作能量的装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112796904A (zh) * 2020-12-31 2021-05-14 上海庄生机电工程设备有限公司 一种柴油发电机热电联供装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105003328B (zh) 一种汽车尾气余热回收利用的冷电联产系统
CN104501445B (zh) 一种电动车废热利用变频热泵空调系统及其方法
CN205523827U (zh) 一种新型汽车尾气再利用装置
CN204593934U (zh) 一种电动车废热利用变频热泵空调系统
CN201340013Y (zh) 热泵机组伴热、采暖系统
CN1776327A (zh) 压缩机和尾气余热混合驱动的汽车空调制冷系统
CN110006188A (zh) 电动汽车电池热管理与空调热泵联合系统及控制方法
CN103437870A (zh) 一种压缩天然气发动机余热综合利用系统及方法
CN107323217A (zh) 一种余热驱动吸收式制冷辅助过冷的co2汽车空调
CN105119026A (zh) 一种电动汽车热泵空调与电池组热管理系统
CN108317766A (zh) 一种电动大巴的空调系统及电动大巴
CN103591733A (zh) 高效车用电动冷暖空气热交换系统
CN203626949U (zh) 一种发动机进气管路冷却系统
CN201539970U (zh) 水源热泵热水器
CN201021855Y (zh) 复叠耦合式高温热回收空调机组
CN201069224Y (zh) 热能喷射式汽车空调装置
CN102003830B (zh) 一种吸附式制冷机与压缩式空调联用系统
CN107150586A (zh) 基于溴冷机的车内空调系统和中冷器冷却系统耦合结构
CN111703274B (zh) 一种跨临界co2汽车热管理系统及其最佳充注量标定方法
CN207585141U (zh) 一种一体式能源塔热泵
CN201740313U (zh) 多功能水源热泵
CN204923241U (zh) 一种汽车空调
CN205292210U (zh) 一种纯电动汽车热泵空调系统
CN202789098U (zh) 重型柴油机新型复合热力循环联合运行装置
CN2455506Y (zh) 液化气汽车制冷装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170912

RJ01 Rejection of invention patent application after publication