CN108909404A - 一种新能源汽车太阳能空调制冷装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车太阳能空调制冷装置，包括太阳能集热器，所述太阳能集热器的右侧连接有吸收式制冷机，所述太阳能集热器的上端连接有储存多余热量的多级蓄热装置，所述吸收式制冷机的上端连接有备用的辅助热源，所述吸收式制冷机的右端连接有相变蓄冷器，所述相变蓄冷器的下端连接有换热室，所述换热室的右侧连接有进风组件，所述换热室的右端连接有汽车内舱，所述汽车内舱内设置有制冷空调扇本发明通过太阳能集热器多级蓄热装置和辅助热源配合驱动吸收式制冷机，无论是何种情况都能保证制冷空调的正常使用，不仅从两方面存储太阳的能量，而且通过辅助热源减少了系能源汽车中制冷空调对太阳能存储量的过分依赖。

Description

一种新能源汽车太阳能空调制冷装置
技术领域
本发明涉及太阳能空调制冷技术领域，具体为一种新能源汽车太阳能空调制冷装置。
背景技术
常用的太阳能热驱动空调制冷技术，主要有吸附式、吸收式、除湿空调和喷射式制冷四大类。从目前国内外报道的太阳能制冷技术应用情况来看，太阳能吸收式空调占60％，除湿空调约占28％，吸附式空调占12％。我国的太阳能空调应用示范项目中，太阳能吸收式空调占45％，除湿空调约占40％，吸附式空调占15％。太阳能吸收式制冷技术及应用用太阳能集热器收集太阳能来驱动吸收式制冷系统，是我国一些示范工程应用最多的太阳能空调方式。根据制冷工质的不同，太阳能吸收式制冷机主要有氨吸收式(NH3－H20)制冷机和溴化锂吸收式(LiBr－H20)制冷机溴化锂吸收式制冷机是以LiBr作为吸收剂，H20作为制冷剂，利用溶液浓度变化来完成制冷循环，它可以夏季制冷、冬季制暖，并且一年四季提供生活热水。溴化锂－水吸收式太阳能空调集热器采用真空管或平板集热器，工质热源温度大于65℃，额定空调COP为0.4，系统规模大于100kW。溴化锂吸收式制冷机具有可以利用太阳能作为驱动热源，在运行中大量节约用电，整个机组运动部件少，结构简单运转安静，安全可靠并且维护管理方便，制冷量调节范围广等优点，因此得到了迅猛的发展，主要应用于大型中央空调系统。溴化锂－水吸收式空调由于产业基础好，技术也相对成熟。与传统单效吸收制冷机相比，驱动热源温度大幅降低(65℃以上)，因而与太阳能集热器能够更好地匹配工作。太阳能无泵溴化锂吸收式制冷机这种装置的主要特点是不使用机械泵，而是依靠热虹吸的作用将液体输送至一定高度，溶液借液位差克服系统的阻力得以循环。因此这种制冷机也被称作为溶液自然循环式溴化锂吸收式制冷机，冷剂水一次流过蒸发器，所以省掉了冷剂水泵。由此可知，热虹吸泵的工作特性对制冷机的性能有决定性的影响，它是制冷机中的关键设备之一。这种无泵的小型机组，与带机械泵的机组相比，它结构简单、尺寸小，运转安静、噪音低，寿命长，无运转部件、运转平稳、安全可靠。由于以上特点，这种机组在国外发展较快，我国尚处于研制阶段。太阳能辅助热泵技术将热泵节能技术与太阳能供热水、供冷暖有机地结合起来，不仅弥补了太阳能单独工作时存在的不足，而且能够提供采暖、制冷及热水供应等多种功能，具有结构紧凑、形式多样、运行可靠、节能明显、寿命长等优点。由于可以采用多样化的、廉价的集热方式，太阳能辅助热泵系统中的集热器完全可以实现与建筑的一体化结合。现有的系能源汽车使用太阳能制冷空调还属于起步阶段，大多设计暂时难以实现。。
例如，申请号为201710615494.8的，名称为一种新能源汽车太阳能空调制冷装置的发明专利。
该发明光伏组件与车身顶盖相适配安装方式简单，安装方式简单，便于维护，利用太阳能采用直流变频控制技术，采用直流变频控制技术，空调能效比高，节约电能，采用CAN总线技术，电器连接更简单、可靠。
但是，现有的新能源汽车太阳能空调制冷装置仍然存在以下缺陷：
现有的新能源汽车太阳能空调制冷装置需要一套电力管理系统配合太阳能电池板产生的直流电制冷，整个装置需要超级电容以及蓄电池配合，电力管理系统的设置难度大，成本高，而且太阳能的转换效率低，实现困难。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种新能源汽车太阳能空调制冷装置，能有效的解决背景技术提出的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种新能源汽车太阳能空调制冷装置，包括太阳能集热器，所述太阳能集热器的右侧连接有吸收式制冷机，所述太阳能集热器的上端连接有储存多余热量的多级蓄热装置，所述吸收式制冷机的上端连接有备用的辅助热源，所述吸收式制冷机的右端连接有相变蓄冷器，所述相变蓄冷器的下端连接有换热室，所述换热室的右侧连接有进风组件，所述换热室的右端连接有汽车内舱，所述汽车内舱内设置有制冷空调扇。
进一步地，所述太阳能集热器包括换热器，所述换热器上设置有连接在太阳能集热器与吸收式制冷机之间的集热循环管。
进一步地，所述多级蓄热装置与所述集热循环管之间连接有蓄热循环管。
进一步地，所述多级蓄热装置包括运行水箱，所述运行水箱的下端连接有蓄热导入管，所述蓄热导入管的上端连接有若干蓄热箱，若干所述蓄热箱的上端共同连接有蓄热引出管。
进一步地，所述蓄热箱的箱壁处设置有一层保温层。
进一步地，所述吸收式制冷机与所述相变蓄冷器之间连接有初级蓄冷流管，所述吸收式制冷机与所述换热室的入口之间连接有应用冷管，所述换热室的出口处与吸收式制冷机之间连接有回流管。
进一步地，所述相变蓄冷器的下端连接有冷流导出管，所述冷流导出管与所述应用冷管共同连接在换热室的输入端。
进一步地，所述换热室包括气流换热舱，所述气流换热舱内设置有多级换热管，所述气流换热舱的出口与所述制冷空调扇之间连接有冷气管。
进一步地，所述进风组件包括鼓风机，所述鼓风机的右端连接有外界气体导入管，所述外界气体导入管上设置有干燥室，所述外界气体导入管的右端设置有控制阀，所述汽车内舱与所述鼓风机之间连接有气流循环管。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过太阳能集热器多级蓄热装置和辅助热源配合驱动吸收式制冷机，无论是何种情况都能保证制冷空调的正常使用，不仅从两方面存储太阳的能量，而且通过辅助热源减少了系能源汽车中制冷空调对太阳能存储量的过分依赖。吸收式制冷机直接制冷将制得的冷液运往换热室，使得空气进行热交换，或利用相变蓄冷器的内材料相变将冷量放出至换热室，两种制冷渠道相辅相成避免单一渠道出现问题时，另一渠道能够正常供应制冷空调的使用，而且部经历太阳能转化电能的损失，提高太阳能转化效率。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明的多级蓄热装置的结构图。
图中标号：
1-太阳能集热器；2-吸收式制冷机；3-多级蓄热装置；4-辅助热源；5-相变蓄冷器；6-换热室；7-制冷空调扇；8-汽车内舱；9-进风组件；
101-换热器；102-集热循环管；
201-初级蓄冷流管；202-回流管；203-应用冷管；
301-蓄热循环管；302-运行水箱；303-蓄热引出管；304-蓄热箱；305-蓄热导入管；306-保温层；
501-冷流导出管；
601-多级换热管；602-气流换热舱；603-冷气管；
901-鼓风机；902-干燥室；903-外界气体导入管；904-控制阀；905-气流循环管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1所示，本发明提供了一种新能源汽车太阳能空调制冷装置包括太阳能集热器1，太阳能集热器1的右侧连接有吸收式制冷机2，太阳能集热器1的上端连接有储存多余热量的多级蓄热装置3，吸收式制冷机2的上端连接有备用的辅助热源4，吸收式制冷机2的右端连接有相变蓄冷器5，相变蓄冷器5的下端连接有换热室6，换热室6的右侧连接有进风组件9，换热室6的右端连接有汽车内舱8，汽车内舱8内设置有制冷空调扇7。
本发明的具体工作原理是，太阳能集热器1会收集太阳的热量，收集的热量会驱动吸收式制冷机2做工，吸收式制冷机2将吸收的热量转化成冷量，太阳能集热器1收集的热量过多时亦可以存储在多级蓄热装置3中，吸收式制冷机2转化的冷量一部份可以直接通过换热室6的换热使用掉，多余的冷凉将利用相变蓄冷器5进行储蓄，换热室6不仅处理进风组件9从外界吸收的新鲜气体，而且还包括汽车内舱8内的气体，避免冷量的散失。
本发明的制冷过程是，太阳能集热器1驱动吸收式制冷机2制冷，如果此时无需使用制冷空调，此时需要将太阳能集热器1的热量存储在多级蓄热装置3中，已经制得的冷量通过相变蓄冷器5中材料的相变储存在冷液之中。如果需要制冷时，首先使用相变蓄冷器5中存储的冷量，当相变蓄冷器5内存储不足需要从太阳能集热器1直接驱动吸收式制冷机2制冷，如果此时处于太阳能较弱的时候，需要调用多级蓄热装置3中的热量驱动吸收式制冷机2，如果此时多级蓄热装置3中的热量也不足，只能调用辅助热源4驱动吸收式制冷机2。总之无论是何种情况都能保证制冷空调的正常使用，不仅从两方面存储太阳的能量，而且通过辅助热源4减少了系能源汽车中制冷空调对太阳能存储量的过分依赖。制冷渠道有两个一个是吸收式制冷机2直接制冷将制得的冷液运往换热室6，使得空气进行热交换，第二是利用相变蓄冷器5的内材料相变将冷量放出至换热室6，两种制冷渠道相辅相成避免单一渠道出现问题时，另一渠道能够正常供应制冷空调的使用。最后热交换后的冷液再次回流到吸收式制冷机2中，等待再次制冷，存储或者应用。
如图1所示，本发明中太阳能集热器1包括换热器101，换热器101上设置有连接在太阳能集热器1与吸收式制冷机2之间的集热循环管102。
集热循环管102用以在吸收式制冷机2和太阳能集热器1之间的能量交换。
如图1所示，本发明中多级蓄热装置3与集热循环管102之间连接有蓄热循环管301。
同时为了使得多级蓄热装置3存储太阳能集热器1的热量和辅助驱动吸收式制冷机2时，需要用到蓄热循环管301帮助其内的液体流动。
如图1所示，本发明中吸收式制冷机2与相变蓄冷器5之间连接有初级蓄冷流管201，吸收式制冷机2与换热室6的入口之间连接有应用冷管203，换热室6的出口处与吸收式制冷机2之间连接有回流管202。
初级蓄冷流管201用以导出吸收式制冷机2内的冷液传递到相变蓄冷器5中存储，回流管202是吸收换热后的冷液，应用冷管203是直接应用子啊空调制冷中的热交换的管道。
如图1所示，本发明中相变蓄冷器5的下端连接有冷流导出管501，冷流导出管501与应用冷管203共同连接在换热室6的输入端。
如图1所示，本发明中换热室6包括气流换热舱602，气流换热舱602内设置有多级换热管601，气流换热舱602的出口与制冷空调扇7之间连接有冷气管603。
气流换热舱602用以制冷热交换的气体，多级换热管601内存储制冷也，而且多级换热管601的设置及增大与气体接触面积，提高制冷效率。冷气管603直接作用在制冷空调扇7中，向汽车内舱8内输送冷气。
如图1所示，本发明中进风组件9包括鼓风机901，鼓风机901的右端连接有外界气体导入管903，外界气体导入管903上设置有干燥室902，外界气体导入管903的右端设置有控制阀904，汽车内舱8与鼓风机901之间连接有气流循环管905。
鼓风机901提供负压，使得汽车内舱8内或外界的气体流到换热室6中制冷。
如图2所示，本发明中多级蓄热装置3包括运行水箱302，运行水箱302的下端连接有蓄热导入管305，蓄热导入管305的上端连接有若干蓄热箱304，若干蓄热箱304的上端共同连接有蓄热引出管303。
多级蓄热装置3中的若干蓄热箱304帮助太阳能集热器1储存多余的热量，需要使用时需要经过运行水箱302调用蓄热箱304内的热量。
如图2所示，本发明中蓄热箱304的箱壁处设置有一层保温层306。
保温层306的设置大大减少了蓄热箱304内热量的散失。
本发明的优点在于利用太阳能集热器多级蓄热装置和辅助热源配合驱动吸收式制冷机，无论是何种情况都能保证制冷空调的正常使用，不仅从两方面存储太阳的能量，而且通过辅助热源减少了系能源汽车中制冷空调对太阳能存储量的过分依赖。吸收式制冷机直接制冷将制得的冷液运往换热室，使得空气进行热交换，或利用相变蓄冷器的内材料相变将冷量放出至换热室，两种制冷渠道相辅相成避免单一渠道出现问题时，另一渠道能够正常供应制冷空调的使用。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种新能源汽车太阳能空调制冷装置，其特征在于：包括太阳能集热器(1)，所述太阳能集热器(1)的右侧连接有吸收式制冷机(2)，所述太阳能集热器(1)的上端连接有储存多余热量的多级蓄热装置(3)，所述吸收式制冷机(2)的上端连接有备用的辅助热源(4)，所述吸收式制冷机(2)的右端连接有相变蓄冷器(5)，所述相变蓄冷器(5)的下端连接有换热室(6)，所述换热室(6)的右侧连接有进风组件(9)，所述换热室(6)的右端连接有汽车内舱(8)，所述汽车内舱(8)内设置有制冷空调扇(7)。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车太阳能空调制冷装置，其特征在于：所述太阳能集热器(1)包括换热器(101)，所述换热器(101)上设置有连接在太阳能集热器(1)与吸收式制冷机(2)之间的集热循环管(102)。
3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车太阳能空调制冷装置，其特征在于：所述多级蓄热装置(3)与所述集热循环管(102)之间连接有蓄热循环管(301)。
4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车太阳能空调制冷装置，其特征在于：所述多级蓄热装置(3)包括运行水箱(302)，所述运行水箱(302)的下端连接有蓄热导入管(305)，所述蓄热导入管(305)的上端连接有若干蓄热箱(304)，若干所述蓄热箱(304)的上端共同连接有蓄热引出管(303)。
5.根据权利要求4所述的一种新能源汽车太阳能空调制冷装置，其特征在于：所述蓄热箱(304)的箱壁处设置有一层保温层(306)。
6.根据权利要求1所述的一种新能源汽车太阳能空调制冷装置，其特征在于：所述吸收式制冷机(2)与所述相变蓄冷器(5)之间连接有初级蓄冷流管(201)，所述吸收式制冷机(2)与所述换热室(6)的入口之间连接有应用冷管(203)，所述换热室(6)的出口处与吸收式制冷机(2)之间连接有回流管(202)。
7.根据权利要求1所述的一种新能源汽车太阳能空调制冷装置，其特征在于：所述相变蓄冷器(5)的下端连接有冷流导出管(501)，所述冷流导出管(501)与所述应用冷管(203)共同连接在换热室(6)的输入端。
8.根据权利要求1所述的一种新能源汽车太阳能空调制冷装置，其特征在于：所述换热室(6)包括气流换热舱(602)，所述气流换热舱(602)内设置有多级换热管(601)，所述气流换热舱(602)的出口与所述制冷空调扇(7)之间连接有冷气管(603)。
9.根据权利要求1所述的一种新能源汽车太阳能空调制冷装置，其特征在于：所述进风组件(9)包括鼓风机(901)，所述鼓风机(901)的右端连接有外界气体导入管(903)，所述外界气体导入管(903)上设置有干燥室(902)，所述外界气体导入管(903)的右端设置有控制阀(904)，所述汽车内舱(8)与所述鼓风机(901)之间连接有气流循环管(905)。
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