CN2261953Y - 溴化锂吸收式汽车空调机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及制冷空调领域，具体是指利用溴化锂工质的汽车空调机。它主要由发生—冷凝器(2)、热交换器(11)、蒸发—吸收器(25)、溶液泵(29)、引射器(31)、贮气室(34)、散热器(14)、贮水箱(16)等使用管件连接组成。其优点是不消耗发动机功率，能减小排气阻力和噪声，成本低，价格便宜，维护费用低，对环境无污染，适用于各种货车、工程机械、各种轿车、大、中、小客车及各种专用车辆等。

Description

溴化锂吸收式汽车空调机

本实用新型涉及制冷空调领域，具体是指利用溴化锂工质的汽车空调机。

目前使用的汽车空调制冷是采用蒸汽压缩式制冷。其原理是将制冷工质氟利昂R-12的低压蒸汽经压缩机压缩后变成高温高压蒸汽送入冷凝器中，在此高压下散热冷凝变成液态，经膨胀阀节流后，进入蒸发器中，由于压力降低，部分制冷剂吸热蒸发，使液态制冷剂降温变成低温低压液态制冷剂，并继续吸收蒸发器外的介质的热量而不断蒸发变成低温低压气体，被压缩机吸入压缩重新循环，蒸发器外的介质由于热量被制冷剂带走而温度降低，从而达到制冷的目的。其缺点是制冷压缩机要消耗较大的轴功率，系统工作压力高，有爆炸危险，且易泄漏氟里昂，其价格昂贵，维护费用高。

本实用新型的目的是提供一种利用汽车发动机尾气余热，采用溴化锂工质制冷，节能、安全、对环境无污染、能降低运行和维护费用的汽车空调机。

本实用新型的设计方案是，它主要由发生-冷凝器、热交换器、蒸发-吸收器、溶液泵、引射器、贮气室、散热器、贮水箱等使用管件连接组成。发生-冷凝器通过高温浓溶液管和高温稀溶液管与热交换器连接，通过冷剂水管与蒸发-吸收器连接，通过冷凝器出水管与散热器连接，通过冷凝器进水管与蒸发-吸收器连接；热交换器通过低温稀溶液管与贮气室连接，通过低温浓溶液管与蒸发-吸收器连接；散热器的冷却水泵通过冷却水管与蒸发-吸收器连接，通过进水管与贮气箱连接；贮水箱通过凝结水疏导管与蒸发-吸收器集水槽连接，注水口与水源连接；贮气室通过引射器出液管与引射器连接，通过排气阀通大气；引射器通过溶液泵出液管与溶液泵连接，通过抽气管与蒸发-吸收器连接，溶液泵通过溶液泵进液管与蒸发-吸收器连接。

下面结合附图对本实用新型加以详细说明：

图1为本实用新型结构示意图；

图2为发生-冷凝器主视图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为图2的B-B剖视图；

图5为图4的I处局部放大图；

图6为图4的C-C处局部剖视图；

图7为图4的D-D处局部剖视图；

图8为图4的E向局部视图；

图9为图1蒸发-吸收器的正面透视图；

图10为图9的F-F剖视图；

图11为图9的G-G剖视图；

图12为图11的H-H剖面图；

图13为图1蒸发-吸收器的侧视图；

图14为图13的II处局部放大图；

图15为图1贮气室剖面图；

图16为图1散热器的透视图；

图17为图10的III处局部放大图。

上述图中，1-冷剂水管，2-发生-冷凝器，3、4、5-高温浓溶液管，6-高温稀溶液管，7、8-冷剂水管，9-冷凝器进水管，10-冷凝器出水管，11-热交换器，12-低温浓溶液管，13-低温稀溶液管，14-散热器，15-冷却水泵，16-贮水箱，17-进水管，18-冷却水管，19-蒸发-吸收器集水槽，20-凝结水疏导管，21、22、23、24-吸收器出液管，25-蒸发-吸收器，26-抽气管，27-注水口，28-溶液泵进液管，29-溶液泵，30-溶液泵出液管，31-引射器，32-引射器出液管，33-排气阀，34-贮气室，35-冷剂水出口，36、37-高温浓溶液出口，38-冷凝器冷却水出口，39-冷凝器冷却水进口，40-高温稀溶液进口，41-冷剂水出口，42、43-高温浓溶液溢流槽，44-冷凝器挡水板，45、46-挡水板支架，47-冷凝器集水槽，48-冷凝器水管，49-冷凝器肋片组，50-隔板，51-波纹板，52-低温浓溶液进口，53、吸收器冷却水进口，54、55-低温稀溶液出口，56-冷剂水进口，57-浓溶液喷淋管，58-冷剂水喷淋管，59-抽气口，60-蒸发器空气侧肋片组，61、62-低温稀溶液出口，63-吸收器冷却水出口，64-蒸发器冷剂水侧肋片组，65-吸收器肋片组，66-管带式冷却水管，67-进液口，68-出液口，69-空气滤清器，70-冷却水喷淋管，71-回水口，72-散热体，73-抽气扇，74-水过滤器，75-进水口，76-传热板。

实施例：

本实用新型以中型客车的空调机为例。参见图1，它主要由发生-冷凝器(2)，热交换器(11)，蒸发-吸收器(25)，溶液泵(29)，散热器(14)，引射器(31)，贮气室(34)，贮水箱(16)等使用各种管件连接组成。其中发生-冷凝器(2)横向安装在发动机后面，蒸发-吸收器(25)安装在车内后部顶上，引射器(31)、贮气室(34)安装在背箱内，散热器(14)、热交换器(11)安装在车下两侧裙部，各种管件沿大梁空隙及背箱布置。其连接关系是：

发生-冷凝器(2)的高温浓溶液出口(36、37)通过高温浓溶液管(3、4、5)以及高温稀溶液进口(40)通过高温稀溶液管(6)分别与热交换器(11)-侧的上、下两管口连接，冷剂水出口(35、41)通过冷剂水管(1、7、8)与蒸发-吸收器(55)连接，冷凝器冷却水出口(38)通过冷凝器出水管(10)与散热器(14)的回水口(71)连接，冷凝器冷却水进口(39)通过冷凝器进水管(9)与蒸发-吸收器(25)的吸收器冷却水出口(53)连接；

热交换器(11)低温稀溶液进口通过低温稀溶液管(13)与贮气室(34)出液口(68)连接，低温浓溶液出口通过低温浓溶液管(12)与蒸发-吸收器(25)低温浓溶液进口(52)连接；

散热器(14)的冷却水泵(15)出口通过冷却水管(18)与吸收器冷却水进口(53)连接，其进水口(75)通过进水管(17)与贮水箱(16)连接；

贮水箱(16)回水口(71)通过凝结水疏导管(20)与蒸发-吸收器集水槽(19)连接，注水口(27)与水源连接；

贮气室(34)通过引射器出液管(32)与引射器(31)连接，通过排气阀(33)通大气；

引射器(31)出液口通过溶液泵出液管(30)与溶液泵(29)连接，通过抽气管(26)与蒸发-吸收器(25)的抽气口(59)连接，溶液泵(29)通过溶液泵进液管(28)与蒸发-吸收器(25)低温稀溶液出口(54、55、61、62)连接。

参见图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8，其中，发生-冷凝器(2)由传统的圆筒形改为方形，管族式换热方式，改为板翅式和管片式结构，下部是发生器，为板翅式结构，上部是冷凝器，为管片式结构。所谓板翅式结构，见图3和图4，即隔板(50)之间夹着波纹板(51)，而相邻波纹板(51)的波纹相互垂直，方向相同的一组波纹板(51)与隔板(50)形成的空间即为一个通道，两种温度不同的流体沿着各自的通道通过，在此过程中通过隔板(50)壁交换热量。在本发生器中，溶液通道垂直向上，高温尾气通道为水平方向。参见图8，管片式是在管外套着肋片(49)，在冷凝器中，管内为冷却水，管外为冷剂水蒸汽，它们通过管壁和肋片(49)交换热量。与管族式结构相比，这两种结构的特点是体积小，重量轻，传热面积大。

蒸发-吸收器(25)也由传统的圆筒形、管族式传热方式，改为长方形结构，其上部是蒸发器，为板片式结构，下部是吸收器，为管带肋片式结构。参见图9、图10、图17，所谓板片式，是在相临两块传热板(76)之间焊有蒸发器空气侧肋片组(60)或蒸发器冷剂水侧肋片组(64)，板的两边为两个空间，相邻两组肋片(60、64)分别处于这两个空间，其方向相互垂直，方向相同的肋片组(60或64)在一个空间内，两组肋片(60或64)各形成一个通道，两种介质沿各自通道通过时，通过肋片(60或64)和传热板(76)交换热量。冷剂水在垂直通道内蒸发，可使蒸发器能直接冷却空气，既简化了系统的结构，又提高了系统制冷效率。参见图11、图12，所谓管带肋片式，是管带式水管的两边焊有吸收器肋片组(65)，冷却水在管带内流动，通过管带的外表面和肋片与外部的介质交换热量。其特点也是重量轻，传热面积大，传热效率高。吸收器底部开有许多槽，且在两边靠近四角处设有四个出液口(54、55、61、62)，以利于低温稀溶液的及时排出，以达到防振抗振的效果。

参见图16，散热器(14)的结构是冷却塔的一种变形，其结构由圆瓶形改为适合于汽车的方形，并在进风口处增加了空气滤清器(69)，在散热体(72)的下方增加了一个水过滤器(74)，冷却水经回水口(71)进入冷却水喷淋管(70)后直接喷淋在散热体(72)上，抽气扇(73)水平向外抽气，带走冷却水蒸气，冷却水因部分水蒸发散热而降温，底部的冷却水泵(15)将降温后的冷却水送进冷却水管(18)继续循环使用。其进水口(75)处不断有水流进，以补充因蒸发而不断减少的冷却水。

其具体工作过程如下：

从发生-冷凝器(2)底部高温稀溶液进口(40)进入发生器后的稀溶液，继续沿隔板(50)和波纹板(51)之间的溶液通道上升，与水平流动的高温尾气隔着隔板(50)交叉流动，由于发动机排气温度较高(汽油车通常在500℃以上，柴油车也在400℃以上)，通过隔板(50)的传热，溶液的温度逐渐升高到130℃以上，并且溶液中的部分水因吸热蒸发而形成冷剂水蒸汽泡，汽泡夹带着溶液上升到发生器顶部后，溶液溢出，经两边高温浓溶液溢流槽(42、43)流入高温浓溶液管(36、37)；汽泡破裂后蒸气带着液滴继续上升，通过档水板(44)时，分离出其所携带的溶液液滴，继续上升到冷凝器，被内部流着冷却水的水管(18)及其肋片(49)冷却后，凝结成冷剂水，聚集在冷凝器集水槽(47)中，再通过两端的冷剂水出口(35、41)，流进冷剂水管(48)。发生-冷凝器(2)的工作压力在290mmHg以上。由于发生-冷凝器(2)是横向安装在汽车上，两边对称设有出液口(68)，同时，由于气泡的体积为溶液的400多倍，因此液面不高，又有隔板(50)将发生器分隔成数个小空间，所以制动、起步加速、上坡、下坡及振动等工况对其影响较小，可以忽略不计。

蒸发-吸收器(25)的工作压力为4-6mmHg，因此发生-冷凝器(2)和蒸发-吸收器(25)之间就存在285mmHg左右的压差，在此压差的作用下，冷剂水和浓溶液能克服高度差，流向蒸发-吸收器(25)。从发生-冷凝器(2)出来的冷剂水经冷剂水管(7、8)和蒸发器冷剂水口(35、41)流入蒸发器，经冷剂水喷淋管(57、58)喷淋在传热板(76)及肋片(49)上，而与之隔板(50)交叉流过的空气被降温变成“冷气”。吸热蒸发后的冷剂水蒸汽下行进入吸收器，而高温浓溶液经高温浓溶液管(3、4、5)进入热交换器(11)，在这里与低温稀溶液进行热交换，降温变成低温浓溶液，经低温浓溶液管(12)和吸收器低温浓溶液进口(52)流进吸收器，经浓溶液喷淋管(57)喷淋于管带肋片(49)上，吸收来自蒸发器的冷剂水蒸气，吸收过程中所放出的热量，通过管带肋片(49)被管带内的冷却水带走，溶液变成低温稀溶液，从吸收器底部四角的低温稀溶液出口(54、55、61、62)流出吸收器。通过冷却水的温度及浓溶液的浓度的控制来保证吸收器及蒸发器的压力在4-6mmHg范围内，使冷剂水能在0℃-5℃的范围内蒸发，则出风口温度约在8-12℃。

低温稀溶液从吸收器底部的四个出口(54、55、61、62)流出吸收器后，经吸收器出液管(21、22、22、24)和溶液泵进液管(28)被溶液泵(29)吸入加压，以7m/s以上的速度经溶液泵出液管(30)通过引射器(31)，由于高压液流通过引射器(31)时产生近似于真空的低压，此低压通过抽气管(26)可进一步抽掉吸收器内的冷剂水蒸汽和可能有的不凝性气体，或渗入系统中的空气等，使蒸发-吸收器(25)能稳定运行。抽出的冷剂水蒸气直接被溶液吸收，不凝性气体则夹在溶液中，溶液出引射器(31)后，经引射器出液管(32)流入贮气室(34)，如果抽出了不凝性气体，就会在此与溶液分离，停留在贮气室(34)的上方，经排气阀(33)排到空气中，溶液则从贮气室(34)下方的出液口(68)流出，经低温稀溶液管(13)流经热交换器(11)，在此与高温浓溶液进行热交换，使其温度升高，然后进入发生器。如此周而复始地不断循环，完成连续制冷的过程。

冷却水被冷却水泵(15)抽出后，经过冷却水管(18)进入吸出吸收器，通过冷凝器进水管(9)，进入冷凝器；在冷凝器中，通过管片吸收了冷剂水蒸气的热量后，又经冷凝器出水管(10)，回到散热器(14)中蒸发散热降温，温度降到30℃左右，又经冷却水泵(15)送到吸收器和冷凝器，循环使用。由于水是在不断蒸发减少，可通过贮水箱(16)不断补充。同时，通过蒸发器时的空气由于温度降低而析出的水，可通过蒸发-吸收器集水槽(19)和凝结水疏导管(20)流到贮水箱(16)，被系统利用，达到节约用水的目的。

溴化锂吸收式汽车空调机，与压缩式汽车空调机相比，有如下优越性：

1、不消耗发动机功率，不影响汽车的动力性，大约可节能5-10％。

2、由于降低了废气的温度，减小了其体积及流速，有助于减小排气阻力和噪声。

3、成本低，价格便宜，维护费用低。

4、对环境无污染。

本实用新型广泛适用于各种货车、工程机械、各种轿车、大、中、小客车及各种专用车辆等。其缺点是需要用水来散热，因此不适用于沙漠等缺水地区的车辆。

Claims (4)

1、一种溴化锂吸收式汽车空调机，其特征在于它主要由发生-冷凝器(2)、热交换器(11)、蒸发-吸收器(25)、溶液泵(29)、引射器(31)、贮气室(34)、散热器(14)、贮水箱(16)等使用管件连接组成，发生-冷凝器(2)通过高温浓溶液管(3、4、5)和高温稀溶液管(6)与热交换器(11)连接，通过冷剂水管(1、7、8)与蒸发-吸收器(25)连接，通过冷凝器出水管(10)与散热器(14)连接，通过冷凝器进水管(9)与蒸发-吸收器(25)连接；热交换器(11)通过低温稀溶液管(13)与贮气室(34)连接，通过低温浓溶液管(12)与蒸发-吸收器(25)连接；散热器(14)的冷却水泵(15)通过冷却水管(18)与蒸发-吸收器(25)连接，通过进水管(17)与贮气箱(16)连接；贮水箱(16)通过凝结水疏导管(20)与蒸发-吸收器集水槽(19)连接，注水口(27)与水源连接；贮气室(34)通过引射器出液管(32)与引射器(31)连接，通过排气阀(33)通大气；引射器(31)通过溶液泵出液管(30)与溶液泵(29)连接，通过抽气管(26))与蒸发-吸收器(25)连接，溶液泵(29)通过溶液泵进液管(28)与蒸发-吸收器(25)连接。

2、根据权利要求1所述的溴化锂吸收式汽车空调机，其特征在于发生-冷凝器(2)由传统的圆筒形改为方形，管族式换热方式，改为板翅式和管片式结构，下部是发生器，为板翅式结构，上部是冷凝器，为管片式结构。

3、根据权利要求1所述的溴化锂吸收式汽车空调机，其特征在于蒸发-吸收器(25)由传统的圆筒形、管族式传热方式，改为长方形结构，其上部是蒸发器，为板片式结构，下部是吸收器，为管带肋片式结构。

4、根据权利要求1所述的溴化锂吸收式汽车空调机，其特征在于散热器(14)的结构由圆瓶形改为适合于汽车的方形，并在进风口处增加了空气滤清器(69)，在散热体(72)的下方增加了一个水过滤器(74)。

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