CN110329038A - 一种扩散吸收式行驻车空调装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扩散吸收式行驻车空调装置，包括储液器；储液器的浓氨水溶液出口与发生器的浓氨水溶液入口相连通；发生器的稀氨水溶液出口，与吸收器的稀氨水溶液入口相连通；发生器的氨气出口，与气液分离器的氨气入口相连通；气液分离器的氨气出口与冷凝器的制冷剂入口相连通；冷凝器的制冷剂出口，与蒸发器的制冷剂入口相连通；蒸发器的制冷剂出口，与吸收器的氨气入口相连通；吸收器的浓氨水溶液出口与储液器的浓氨水溶液进口相连通；发动机余热溶液热交换器与发生器相连通。本发明公开的扩散吸收式行驻车空调装置，通过制冷，可以有效减缓车内温度升高速度，并且利用发动机余热，有效解决汽车余热浪费的问题。

Description

一种扩散吸收式行驻车空调装置

技术领域

本发明涉及车用空调技术领域，特别是涉及一种扩散吸收式行驻车空调装置。

背景技术

随着人们生活水平的提高，私家车的数量剧增，加上城市用地紧张，很多汽车只能露天停放，但汽车高温暴晒存在很多危害。

在停车时，汽车相当于一个温室，阳光从车玻璃透射进车内，热量却无法发散出去，车内温度会越来越高，容易在几十分钟内便会上升到50℃以上。汽车经过长时间的暴晒，不仅会使塑料或皮制品的汽车内饰老化变形，还会损害其使用寿命，并且产生甲醛等有害物体，如果不经过通风而直接打开空调进入车内，会对人体造成很大危害。

此外，汽车燃料所产生的能量只有三分之一左右被有效利用，其余则通过发动机的冷却水散热和高温尾气排热而损失掉了，有效的利用发动机余热，可以提高能源利用率，既节能又环保。

目前，主要通过使用太阳挡、车顶遮阳板、太阳膜等被动的方式来解决汽车高温暴晒的问题，但上述方法存在占用汽车空间、拆卸不便的缺点；而对于汽车发动机余热的回收再利用的研究也很单一，仅停留在利用吸收式制冷系统来回收利用，并没有进一步深化。

因此，目前迫切需要开发出一种技术，既可以有效降低夏季停车暴晒时车内温度的上升速度，又可以有效的回收利用发动机余热。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的技术问题，提供一种扩散吸收式行驻车空调装置。

为此，本发明提供了一种扩散吸收式行驻车空调装置，包括储液器，预先注满有浓氨水溶液；

储液器的浓氨水溶液出口，与发生器的浓氨水溶液入口相连通；

发生器的稀氨水溶液出口，与吸收器的稀氨水溶液入口相连通；

发生器的氨气出口，与气液分离器的氨气入口相连通；

气液分离器的氨气出口，与冷凝器的制冷剂入口相连通；

冷凝器的制冷剂出口，与蒸发器的制冷剂入口相连通；

蒸发器的制冷剂出口，与吸收器的氨气入口相连通；

吸收器的浓氨水溶液出口，与储液器的浓氨水溶液进口相连通；

太阳能溶液热交换器与发生器相连通；

发动机余热溶液热交换器与发生器相连通。

其中，储液器上开有氢气灌气口。

其中，太阳能溶液热交换器的溶液出口，与发生器的第二溶液进口之间的连接管道上，安装有第二溶液泵及第二截止阀；

发生器的第二溶液出口，与太阳能溶液热交换器的溶液进口，通过中空的管道相连通；

发生器的第二溶液进口和第二溶液出口，与发生器内部设置的第二换热管的两端相连通；

第二换热管，位于发生器内部存储的浓氨水溶液里面。

其中，发动机余热溶液热交换器的溶液出口，与第一溶液泵的一端相连通；

第一溶液泵的另一端，分别与发生器的第一溶液进口和蒸发器的溶液进口相连通；

发生器的第一溶液出口，通过中空的连接管道，与发动机余热溶液热交换器的溶液进口相连通；

发生器的第一溶液进口和第一溶液出口，与发生器内部设置的第一换热管的两端相连通；

第一换热管，位于发生器内部存储的氨水溶液里面。

其中，第一溶液泵与发生器的第一溶液进口之间的连接管道上，安装有第一截止阀；

第一溶液泵与蒸发器的溶液进口之间的连接管道上，安装有第三截止阀。

其中，蒸发器包括一根制冷剂换热管和一根溶液换热管；

其中，制冷剂换热管的两端，分别与蒸发器的制冷剂入口和制冷剂出口相连通；

溶液换热管的两端，分别与蒸发器的溶液进口和溶液出口相连通；

蒸发器的溶液出口，通过中空的连接管道，与发动机余热溶液热交换器的溶液进口相连通。

其中，太阳能溶液热交换器以及冷凝器布置于汽车的顶部，并且冷凝器与水平面之间具有预设的倾斜角度；

蒸发器的位置，低于冷凝器的位置；

吸收器、储液器、发生器以及发动机余热热交换器，设置于汽车的后备箱处。

其中，冷凝器不设置于车内空间中，其与车外空间相连通。

其中，蒸发器位于车内空间，或者蒸发器所在空间与车内空间相连通。

由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种扩散吸收式行驻车空调装置，其通过制冷，可以有效减缓车内温度升高速度，并且利用发动机余热，有效的解决汽车余热浪费的问题，降低了常规能源的使用，有利于推广应用，具有重大的生产实践意义。

此外，本发明提供的扩散吸收式行驻车空调装置，还可以在夏季是，利用太阳能作为装置的驱动源，从而实现节能的效果。

附图说明

图1为本发明提供的一种扩散吸收式行驻车空调装置的连接结构示意图；

图2为本发明提供的一种扩散吸收式行驻车空调装置，安装到汽车上时的位置结构示意图；

图中：1为发动机余热溶液热交换器，2为太阳能余热溶液热交换器，3为发生器，4为气液分离器，5为冷凝器；

6为蒸发器，7为吸收器，8为储液器，9为供冷供热末端，10为第一溶液泵、11为第二溶液泵；

12第一截止阀、13第二截止阀、14为第三截止阀。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参见图1、图2，本发明提供了一种扩散吸收式行驻车空调装置，包括储液器8，预先注满有浓度为33％浓氨水溶液；其中需要说明的是，溶液浓度主要决定于环境温度，一般情况30～35％为宜，北方可略高于35％。稀浓溶液浓度范围在16～25％之间。

储液器8的浓氨水溶液出口，与发生器3的浓氨水溶液入口相连通；

发生器3的稀氨水溶液出口，与吸收器7的稀氨水溶液入口相连通；

发生器3的氨气出口，与气液分离器4的氨气入口相连通；

气液分离器4的氨气出口，与冷凝器5的制冷剂入口相连通；

冷凝器5的制冷剂出口，与蒸发器6的制冷剂入口相连通。在此，需要说明的是，制冷剂液氨在蒸发器6的入口处与蒸发器6内的氢气相遇。

需要说明的是，其中氢气是预先充入储液器8的(储液器8上开有氢气灌气口，可以通过外部的氢气瓶补充氢气)，氢气从储液器8出来，进入吸收器7，由吸收器7下部向上流动，与自上而下的稀溶液接触，氨气不断的被稀溶液吸收，氢气因不溶解于水，且密度小，因而从吸收器7上部上升，进入蒸发器6。

蒸发器6的制冷剂出口，与吸收器7的氨气入口相连通；

吸收器7的浓氨水溶液出口(即底部的出口)，与储液器8的浓氨水溶液进口相连通。需要说明的是，蒸发器6的制冷剂出口流出的氨气，在吸收器7内被稀氨水溶液吸收，形成浓氨水溶液，进入储液器8，循环重新开始；

太阳能溶液热交换器2与发生器3相连通，从而太阳能溶液热交换器2流出的高温水溶液在发生器3内，与发生器3内的浓氨水溶液进行热交换；

发动机余热溶液热交换器1与发生器3相连通，从而发动机余热溶液热交换器1流出的高温水溶液在发生器3内，与发生器3内的浓氨水溶液进行热交换。

在本发明中，具体实现上，太阳能溶液热交换器2的溶液出口，与发生器3的第二溶液进口之间的连接管道上，安装有第二溶液泵11及第二截止阀13；

发生器3的第二溶液出口，与太阳能溶液热交换器2的溶液进口，通过中空的管道相连通；

发生器3的第二溶液进口和第二溶液出口，与发生器3内部设置的第二换热管的两端相连通；

第二换热管，位于(即浸入到)发生器3内部存储的氨水溶液里面。

需要说明的是，第二换热管，可以为中空的、弯曲的换热盘管。

需要说明的是，太阳能溶液热交换器2流出的高温水溶液，通过第二换热管，实现在发生器3内，与发生器3内的浓氨水溶液进行热交换。

在本发明中，具体实现上，发动机余热溶液热交换器1的溶液出口，与第一溶液泵10的一端相连通；

第一溶液泵10的另一端，分别与发生器3的第一溶液进口和蒸发器6的溶液进口相连通；

也就是说，第一溶液泵10输出的溶液，分成两路，一路与发生器3相连通，用于夏季制冷，另一路与蒸发器6相连通，用于冬季制热。

发生器3的第一溶液出口，通过中空的连接管道，与发动机余热溶液热交换器1的溶液进口相连通；

发生器3的第一溶液进口和第一溶液出口，与发生器3内部设置的第一换热管的两端相连通；

第一换热管，位于(即浸入到)发生器3内部存储的氨水溶液里面。

需要说明的是，第一换热管，可以为中空的、弯曲的换热盘管。

需要说明的是，发动机余热溶液热交换器1流出的高温水溶液，通过第一换热管，实现在发生器3内，与发生器3内的浓氨水溶液进行热交换。

具体实现上，第一溶液泵10与发生器3的第一溶液进口之间的连接管道上，安装有第一截止阀12；

第一溶液泵10与蒸发器6的溶液进口之间的连接管道上，安装有第三截止阀14。

在本发明中，具体实现上，蒸发器6包括一根制冷剂换热管和一根溶液换热管，均可以是弯曲的换热盘管；

其中，制冷剂换热管的两端，分别与蒸发器6的制冷剂入口和制冷剂出口相连通；

溶液换热管的两端，分别与蒸发器6的溶液进口和溶液出口相连通；

蒸发器6的溶液出口，通过中空的连接管道，与发动机余热溶液热交换器1的溶液进口相连通。

在本发明中，具体实现上，气液分离器4优选为高效气液分离器。

在本发明中，具体实现上，蒸发器6所在空间，与供冷供热末端9相连通，由供冷供热末端9的风口向车内吹入冷气或热气来实现供冷和供热。其中，供冷供热末端可以是风机盘管等设备。

对于本发明，用高效气液分离器，代替了常规扩散吸收式系统里垂直的精馏器。

需要说明的是，对于本发明，整个行驻车空调装置内的压力平衡，系统中工质的运动，可以依靠密度的差异、位置的高低、管路的倾斜及分压力的不同，而流动扩散。

具体实现上，参见图2所示，太阳能溶液热交换器2以及冷凝器5布置于汽车的顶部，并且冷凝器5与水平面之间具有预设的倾斜角度(例如60°)；

蒸发器6的位置，低于冷凝器5的位置；

吸收器7、储液器8、发生器3以及发动机余热热交换器1，设置于汽车的后备箱处。

具体实现上，冷凝器5不设置于车内空间中，其与车外空间相连通。

具体实现上，蒸发器位于车内空间，或者蒸发器所在空间(例如密封的腔室)与车内空间相连通(通过通气管或者通气口)。

具体实现上，参见图2所示，太阳能余热溶液热交换器2，可以为现有的太阳能集热板，能够利用太阳能，对其中循环管道中的溶液进行加热。

在本发明中，具体实现上，氨为制冷剂，氨水溶液为吸收剂，氢气为平衡气体(即蒸发器6中的扩散剂)。

在本发明中，发动机余热溶液热交换器1及太阳能余热溶液热交换器2，是分别用于将发动机余热及太阳能的热量，传递给与其进行换热的水溶液。

氨水在发生器3中，被从发动机余热溶液热交换器1及太阳能余热溶液热交换器2出来的高温水溶液加热，生成氨气。

吸收器7，是氨水稀溶液吸收氨气的装置。

储液器8，是用于储存氨水溶液的装置。

蒸发器6，是氨水溶液吸热汽化的装置。

冷凝器5，是按整齐冷却并冷凝成氨水溶液的装置。

在本发明中，具体实现上，太阳能余热溶液热交换器2，可以选择浙江科诚暖通设备有限公司的太阳能容积式热交换器。

具体实现上，发动机余热溶液热交换器1，可以选用佛山市世纪龙科技有限公司生产的套管式换热器。

需要说明的是，发动机余热的回收，主要是从发动机排出的废气中回收，这部分废气的热量占燃料燃烧总热量的25％以上。从发动机排出的废气温度大概在400℃左右，排放废气大概带走5000瓦热量，废气余热回收利用，较多的是采用套管换热器。将废气通入套管换热器的内管后再排放，管外环形间隙为水，利用废气的热量提高水温，得到的高温水再进入发生器3，与浓氨水溶液进行热量交换。发动机余热溶液热交换器1(如套管换热器)具体的安装位置，要在汽车尾气排气管处附近(例如可以为将排气管的出口端，通过一条连接的分支管道，与套管换热器的内管相连，例如一分口从而使得汽车排放的一部分废气导入内管中，能够与套管换热器的外管里存储的水溶液进行换热，水溶液可以获取废气传递过来的热量，实现加热效果)，在此需要说明的是，汽车排气管能够正常排气，只是在其上连接一条分支管道(同时保留原有的排气管道，即一分二管道结构)，来导出部分的废气，并不影响汽车通过汽车排气管，正常向车外环境排气(即排出废气)。

具体实现上，蒸发器6可以选用杭州萧山万宝汽车空调器件厂生产的管带式蒸发器，这种蒸发器结构紧凑，换热效率高。

具体实现上，冷凝器5可以选用杭州萧山万宝汽车空调器件厂生产的管带式冷凝器，这种冷凝器传热效率较高。

具体实现上，发生器3的结构为三套管式。

具体实现上，储液器8可以选用浙江三花股份有限公司生产的储液器。

需要说明的是，对于不同的车型，需要的相应的制冷量，需要根据具体车型的需求，来进行相应的计算和调整。

在本发明中，具体实现上，可以通过控制不同截止阀的开关，可以实现在夏季行车时，利用发动机余热以及太阳能作为该装置的驱动源；在夏季驻车时，利用太阳能作为该装置的驱动源；在冬季行车时，直接利用发动机的高温冷却水为汽车提供热量。

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面详细介绍本发明的具体工作过程，该系统包括三种工作模式：夏季行车制冷工作模式、夏季驻车制冷工作模式、冬季行车供暖工作模式。

一、夏季行车制冷工作模式。

首先，将第三截止阀14关闭，打开发生器前的第一截止阀12、第二截止阀13，从储液器8出来的浓氨水溶液，在发生器3中通过第一换热管，与来自发动机余热溶液热交换器1的高温水溶液进行热交换，以及通过第二换热管，太阳能溶液热交换器的高温水溶液发生热交换，发生器3内的浓氨水溶液温度升高，氨蒸汽从浓氨水溶液中排出，使得氨水溶液变稀。从发生器3出来的氨蒸汽，流经气液分离器4进行气液分离，得到浓度较高的氨蒸汽，氨蒸汽进入冷凝器5中，在外部空气的冷却下，凝结为液体氨，然后依靠冷凝器5本身的倾斜度进入蒸发器6中，在蒸发器6的入口与氢气相遇，由于氢气分压力高，氨气分压力低，液氨分子迅速向氢气中扩散。在液氨蒸发扩散过程中，由于蒸发器6与车内空间相连通，从而蒸发器可以从车厢内部吸取热量，达到制冷的目的。

二、夏季驻车制冷工作模式。

首先，将第三截止阀14、第一截止阀12关闭，打开发生器3前的第二截止阀13，从储液器8出来的浓氨水溶液，在发生器3中与来自太阳能溶液热交换器2的溶液发生热交换，浓氨水溶液的温度升高，氨蒸汽从浓氨水溶液中排出，氨水溶液变稀。从发生器3出来的氨蒸汽，流经气液分离器4，经过气液分离，得到浓度较高的氨蒸汽，氨蒸汽进入冷凝器5中，在外部空气的冷却下，凝结为液体，依靠冷凝器5本身的倾斜度进入蒸发器6，在蒸发器6的入口与氢气相遇，由于氢气分压力高，氨气分压力低，液氨分子迅速向氢气中扩散。在液氨蒸发扩散过程中，由于蒸发器6与车内空间相连通，从而蒸发器可以从车厢内部吸取热量，达到制冷的目的。

三、冬季行车供暖工作模式。

首先，将发生器前的截止阀第一12、第二截止阀13关闭，打开第三截止阀14，来自发动机余热溶液热交换器1的溶液，直接流经蒸发器6，由于蒸发器6与车内空间相连通，从而蒸发器6与车厢内部的空气发生热交换，加热车厢内空气，最终达到制热的目的。

基于以上技术方案可知，对于本发明提供的一种扩散吸收式行驻车空调装置，不仅能满足正常行车过程中的制冷、制热，还能满足非行车过程中的冷量提供，从而可以缓解夏季停车暴晒时，车厢内部温度急剧升高的问题。

综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种扩散吸收式行驻车空调装置，其可以有效减缓车内温度升高速度，并且利用发动机余热，有效的解决汽车余热浪费的问题，降低了常规能源的使用，有利于推广应用，具有重大的生产实践意义。

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 (10)

1.一种扩散吸收式行驻车空调装置，其特征在于，包括储液器(8)，预先注满有浓氨水溶液；

储液器(8)的浓氨水溶液出口，与发生器(3)的浓氨水溶液入口相连通；

发生器(3)的稀氨水溶液出口，与吸收器(7)的稀氨水溶液入口相连通；

发生器(3)的氨气出口，与气液分离器(4)的氨气入口相连通；

气液分离器(4)的氨气出口，与冷凝器(5)的制冷剂入口相连通；

冷凝器(5)的制冷剂出口，与蒸发器(6)的制冷剂入口相连通；

蒸发器(6)的制冷剂出口，与吸收器(7)的氨气入口相连通；

吸收器(7)的浓氨水溶液出口，与储液器(8)的浓氨水溶液进口相连通；

发动机余热溶液热交换器(1)与发生器(3)相连通。

2.如权利要求1所述的扩散吸收式行驻车空调装置，其特征在于，储液器(8)上开有氢气灌气口。

3.如权利要求1所述的扩散吸收式行驻车空调装置，其特征在于，太阳能溶液热交换器(2)与发生器(3)相连通。

4.如权利要求3所述的扩散吸收式行驻车空调装置，其特征在于，太阳能溶液热交换器(2)的溶液出口，与发生器(3)的第二溶液进口之间的连接管道上，安装有第二溶液泵(11)及第二截止阀(13)；

发生器(3)的第二溶液出口，与太阳能溶液热交换器(2)的溶液进口，通过中空的管道相连通；

发生器(3)的第二溶液进口和第二溶液出口，与发生器(3)内部设置的第二换热管的两端相连通；

第二换热管，位于发生器(3)内部存储的浓氨水溶液里面。

5.如权利要求3所述的扩散吸收式行驻车空调装置，其特征在于，发动机余热溶液热交换器(1)的溶液出口，与第一溶液泵(10)的一端相连通；

第一溶液泵(10)的另一端，分别与发生器(3)的第一溶液进口和蒸发器(6)的溶液进口相连通；

发生器(3)的第一溶液出口，通过中空的连接管道，与发动机余热溶液热交换器(1)的溶液进口相连通；

发生器(3)的第一溶液进口和第一溶液出口，与发生器(3)内部设置的第一换热管的两端相连通；

第一换热管，位于发生器(3)内部存储的氨水溶液里面。

6.如权利要求4所述的扩散吸收式行驻车空调装置，其特征在于，第一溶液泵(10)与发生器(3)的第一溶液进口之间的连接管道上，安装有第一截止阀(12)；

第一溶液泵(10)与蒸发器(6)的溶液进口之间的连接管道上，安装有第三截止阀(14)。

7.如权利要求1或3所述的扩散吸收式行驻车空调装置，其特征在于，蒸发器(6)包括一根制冷剂换热管和一根溶液换热管；

其中，制冷剂换热管的两端，分别与蒸发器(6)的制冷剂入口和制冷剂出口相连通；

溶液换热管的两端，分别与蒸发器(6)的溶液进口和溶液出口相连通；

蒸发器(6)的溶液出口，通过中空的连接管道，与发动机余热溶液热交换器(1)的溶液进口相连通。

8.如权利要求3至7中任一项所述的扩散吸收式行驻车空调装置，其特征在于，太阳能溶液热交换器(2)以及冷凝器(5)布置于汽车的顶部，并且冷凝器(5)与水平面之间具有预设的倾斜角度；

蒸发器(6)的位置，低于冷凝器(5)的位置；

吸收器(7)、储液器(8)、发生器(3)以及发动机余热热交换器(1)，设置于汽车的后备箱处。

9.如权利要求8所述的扩散吸收式行驻车空调装置，其特征在于，冷凝器(5)不设置于车内空间中，其与车外空间相连通。

10.如权利要求8所述的扩散吸收式行驻车空调装置，其特征在于，蒸发器位于车内空间，或者蒸发器所在空间与车内空间相连通。