CN204165268U - 一种汽车余热吸附制冷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车余热吸附制冷装置，包括设有封闭内腔的吸附器箱体、装在吸附器箱体上且位于封闭内腔底部的蒸发器、装在吸附器箱体上且位于所述蒸发器上方的吸附床和冷凝器，吸附床的表面涂有吸附剂层，蒸发器、吸附床和冷凝器在封闭内腔内均形成供水流通过的管道，蒸发器、吸附床和冷凝器的管道均设有由吸附器箱体引出的进水口和出水口。本实用新型采用一体式结构设计方法，即冷凝器、蒸发器和吸附床位于同一个吸附器箱体内，相互直接不需要管道进行连接，减少了泄露的可能，并且结构紧凑，体积较小，系统没有活动部件，不用增加真空阀，系统的吸脱附切换只需开关外部的冷热水阀门即可，减小了加工成本，并且增加了系统的安全可靠性。

Description

一种汽车余热吸附制冷装置

技术领域

本实用新型用于车载空调领域，特别是涉及一种汽车余热吸附制冷装置。

背景技术

汽车发动机的热效率一般只有30%～40%，约30%的热量以高温烟气的形式排入大气，烟气的温度高达400℃以上。若能有效的利用这部分热量为汽车制冷，一方面可以提高发动机的热效率，减少汽油消耗，另一方面汽车可以不用再安装使用氟利昂的空调压缩机，减少环境污染。简单估算一下可知，以输出功率30kW 的汽车为例，排出烟气的功率接近30kW，制冷系统的COP按0.3算，则制冷功率为9kW，完全能够满足汽车的制冷需求。我国是汽车生产和使用大国，目前汽车保有量已达2亿辆左右，汽车油耗巨大，尾气污染严重，若能有效的利用汽车尾气余热，不仅可以节省十分可观的汽油量，而且可以减少尾气排放。对于车载空调压缩机，在其工作时，消耗了10%左右的发动机功率，若采用发动机排烟余热作为驱动热源的吸附/吸收式制冷机来制冷，车载空调压缩机可以不用再安装，节省下来的能量可用来增加机车动力。因此，利用发动机余热来驱动制冷系统可以将空调压缩机功耗过大和烟气带走的热量难以利用两大难题有机的结合在一起同时予以解决。

从环保的角度看，车载空调所用的制冷剂为氟利昂制冷剂，容易泄漏，污染环境。随着全球环境的恶化，作为产生臭氧层破坏及温室效应的氟里昂制冷剂的替代问题，备受世人关注。采用汽车尾气驱动的吸收制冷方式可以不采用氟利昂类工质，减少了对臭氧层的破坏。

固体吸附式制冷是利用某些固体物质在一定温度、压力下吸附某种气体或水蒸气，而另一种温度、压力下又能把它释放出来的特性，通过吸附和解吸过程而产生的压力变化，从而起到压缩机的作用。对于汽车余热的利用，采用吸附式制冷系统具有显著的效果。

吸附式制冷可以利用较低温度的工业废热、太阳能等作为驱动热源，在能量回收及节能方面能发挥重要作用，同时采用非氟氯烃类物质作为制冷剂，适合当前环保要求。固体吸附式制冷还具有结构简单、无运动部件、无噪音、抗震性好及几乎不受地点限制等一系列优点，具有广泛的应用前景和价值。

目前国内外关于汽车余热吸附空调的研究还处于理论和实验研究阶段为主，采用的结构以分体式，即冷凝器、蒸发器和吸附床分开在不同的箱体内为主，这种设计的缺点是各部件之间需要用管道进行连接，连接处容易产生泄露，且结构不够紧凑，体积庞大。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种结构紧凑，体积较小，系统没有活动部件，不用增加真空阀，系统的吸脱附切换只需开关外部的冷热水阀门即可，减小了加工成本，并且增加系统安全可靠性的。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种汽车余热吸附制冷装置，包括设有封闭内腔的吸附器箱体、装在所述吸附器箱体上且位于所述封闭内腔底部的蒸发器、装在所述吸附器箱体上且位于所述蒸发器上方的吸附床和冷凝器，所述吸附床的表面涂有吸附剂层，所述蒸发器、吸附床和冷凝器在封闭内腔内均形成供水流通过的管道，所述蒸发器、吸附床和冷凝器的管道均设有由所述吸附器箱体引出的进水口和出水口。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，所述蒸发器的管道分为多层，各层均呈二位螺旋线状。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，所述封闭内腔中在蒸发器的上方由上至下依次设有多个吸附床，各吸附床的管路表面均涂有沸石吸附剂层。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，所述吸附床为翅片管式换热器。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，所述冷凝器在蒸发器的上方环绕吸附床设置多个，各所述冷凝器的管路均呈三维螺旋线状。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，所述吸附器箱体为截面呈八边形的不锈钢板箱，所述冷凝器、蒸发器和吸附床的进水口和出水口与吸附器箱体之间是通过焊接进行连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型采用一体式结构设计方法，即冷凝器、蒸发器和吸附床位于同一个吸附器箱体内，相互直接不需要管道进行连接，减少了泄露的可能，并且结构紧凑，体积较小，系统没有活动部件，不用增加真空阀，系统的吸脱附切换只需开关外部的冷热水阀门即可，减小了加工成本，并且增加了系统的安全可靠性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型实施例结构主视图；

图2是本实用新型实施例结构侧视图；

图3是本实用新型实施例结构俯视图。

具体实施方式

参照图1至图3，本实用新型提供了一种汽车余热吸附制冷装置，包括设有封闭内腔11的吸附器箱体1、装在所述吸附器箱体1上且位于所述封闭内腔11底部的蒸发器2、装在所述吸附器箱体1上且位于所述蒸发器2上方的吸附床3和冷凝器4，所述吸附床3的表面涂有吸附剂层，所述蒸发器2、吸附床3和冷凝器4在封闭内腔11内均形成供水流通过的管道，所述蒸发器2、吸附床3和冷凝器4的管道均设有由所述吸附器箱体1引出的进水口和出水口。

其中，所述吸附器箱体1为截面呈八边形的不锈钢板箱，吸附器箱体1的横截面为八边形，这一结构比圆形更紧凑，空间面积利用效率更大。吸附器箱体采用5mm厚的304不锈钢板加工而成，承压能力强，不易变形，密封性能好，冷凝器4、蒸发器2和吸附床3的进水口和出水口与吸附器箱体1之间是通过焊接进行连接，这样能有效减少泄露的可能，并增强整个结构的强度。所述蒸发器2的管道分为多层，各层均呈二位螺旋线状；所述封闭内腔11中在蒸发器2的上方由上至下依次设有多个吸附床3，各吸附床3的管路表面均涂有沸石吸附剂层，所述吸附床3为翅片管式换热器，沸石吸附剂层能有效地降低吸附剂和翅片管式换热器之间的接触热阻，当吸附床3的温度降低时，吸附剂能吸附周围环境中的水蒸气，而当吸附床3温度升高时，吸附剂又能把已吸附的水蒸气重新解吸到周围环境中去，因此，只要往吸附床3的管道中间断地通入冷却水和热水就能实现吸附剂对周围水蒸气的吸附和解吸；所述冷凝器4在蒸发器2的上方环绕吸附床3设置多个，各所述冷凝器4的管路均呈三维螺旋线状，材料为304不锈钢管，管径10mm，管内走冷却水，其作用是把吸附床3解吸出来的水蒸气冷凝成液体，滴落到吸附器箱体1的底部，采用螺旋形结构的冷凝器4能有效地利用吸附器箱体1的空间，换热面积大，冷却水由下往上流，避免冷凝器4内有空气残留，增强冷凝效果。

本汽车余热吸附制冷装置的工作原理为：自来水和汽车所排出来的尾气在烟气换热器进行换热，制备热水，热水进入吸附床3，使得吸附床3的温度升高，达到一定温度后吸附床3中吸附剂所吸附的水就会脱附出来，形成水蒸气。

冷凝器4管道内走的是从冷却塔中出来的冷却水，温度比室外温度低2-3℃，进入冷凝器4后与封闭内腔11中的水蒸气进行换热，水蒸气被冷凝成液体，积聚在封闭内腔11的底部。

蒸发器2泡在封闭内腔11底部的水里，当进入吸附床3的水由热水切换成冷却水后，吸附床3的温度降下来，然后吸附周围的水蒸气，使得吸附器箱体1内部的压力降低，从而使得封闭内腔11底部的液态水蒸发，由于蒸发是一个吸热的过程，因此能带走蒸发器2管道内流动的冷冻水的热量，达到制冷的目的。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (6)

1.一种汽车余热吸附制冷装置，其特征在于：包括设有封闭内腔的吸附器箱体、装在所述吸附器箱体上且位于所述封闭内腔底部的蒸发器、装在所述吸附器箱体上且位于所述蒸发器上方的吸附床和冷凝器，所述吸附床的表面涂有吸附剂层，所述蒸发器、吸附床和冷凝器在封闭内腔内均形成供水流通过的管道，所述蒸发器、吸附床和冷凝器的管道均设有由所述吸附器箱体引出的进水口和出水口。

2.根据权利要求1所述的汽车余热吸附制冷装置，其特征在于：所述蒸发器的管道分为多层，各层均呈二位螺旋线状。

3.根据权利要求1所述的汽车余热吸附制冷装置，其特征在于：所述封闭内腔中在蒸发器的上方由上至下依次设有多个吸附床，各吸附床的管路表面均涂有沸石吸附剂层。

4.根据权利要求3所述的汽车余热吸附制冷装置，其特征在于：所述吸附床为翅片管式换热器。

5.根据权利要求1所述的汽车余热吸附制冷装置，其特征在于：所述冷凝器在蒸发器的上方环绕吸附床设置多个，各所述冷凝器的管路均呈三维螺旋线状。

6.根据权利要求1所述的汽车余热吸附制冷装置，其特征在于：所述吸附器箱体为截面呈八边形的不锈钢板箱，所述冷凝器、蒸发器和吸附床的进水口和出水口与吸附器箱体之间是通过焊接进行连接。