CN2668430Y - 发动机余热制冷装置 - Google Patents

Abstract

本装置是利用发动机[内燃机]余热制冷装置。发动机在工作时产生的热能，通过螺旋管对本装置贮液器送往发生器中的氨水溶液加温。使其产生氨、水蒸气。经由分镏、精镏后，得到较高纯度的氨蒸气和水滴。水滴经回水管回流到贮液器，氨蒸气经螺旋冷凝管冷凝为液态后进入贮氨瓶。经氨液泵、电控阀送往蒸发器。并在蒸发气口与分体交换器提供的氢气混合，液氨在氢气中迅速扩散，在此过程中蒸发器吸收大量热量，达到制冷目的。由于氨在氢气中不断加浓，其质量增大，在重力作用下，经回流管流入分体交换器。氨、氢得到分解后参入到各自的新的循环。

Description

发动机余热制冷装置

一、技术领域

本技术方案属于热能工程学及其应用领域。

二、背景技术

目前，汽车空调制冷大多采用压缩式制冷方式。综合起来存在如下问题：

1、由于目前大部分汽车仍然使用氟利昂作为媒体介质，而氟利昂对于臭氧层的破坏和大气层的污染是极为严重的，因此，是环境保护的一大公害。

2、由于汽车空调压缩机的工作循环主要依靠汽车发动机增加负荷来实现，因此，不但消耗汽车的功率，也消耗燃油，降低了汽车的效率，增加了使用费用。

3、增加了汽车二氧化碳等有害尾气的排放，降低了空气质量，污染了环境，消耗了有限的资源，并正在形成恶性循环。

4、压缩式空调机结构复杂，故障甚多，维修困难，价格昂贵。

综上所述，从环保及经济要求来看，汽车的这种制冷方式终将被淘汰。

本实用新型发明从保护环境的角度出发，采用三元溶液(水、氨、氢)为循环工质，运用吸收——扩散制冷的方式，为汽车制冷领域填补了一项空白。

本实用新型装置投入使用后，将使得汽车在炎热的夏天在完全不依靠空调压缩机的前提下取得车内良好的制冷效果，同时，由于本装置是利用汽车余热促进三元溶液的循环工作，从而节约了大量的燃油消耗(燃油消耗等同于汽车在不开空调状况下的正常消耗值)。

三、发明内容

发动机余热制冷装置采用三元溶液(水、氨、氢)为循环工质，运用吸收——扩散制冷的方式工作(循环理论参见西安交通大学出版社《制冷原理及设备》P.121)。

装置循环工作原理：从贮藏器出来的氨浓溶液。经热交换器，被汽车发动机所提供的热能加热，一部分氨气从溶液中排出来蒸发(其中有部分水蒸发)；经分馏器及精馏器中水分凝聚成滴，经下部回水管回流到贮液器中；而纯度较高的氨气通过螺旋管被发动机工作中所吸入的空气冷却，使氨气变成液态氨，经贮氨瓶被管道泵送入蒸发器入口与氢气相遇。由于氢气分压高，氨液分压低，因而氨分子在氢气中扩散，在扩散过程中通过蒸发器吸收车内热量，达到制冷的目的。随着氨气的不断蒸发与扩散，混合气中的氨气分压缓缓上升，由于含氨较多，混合密度较大，在重力作用下经下部分体交换器进入贮液器，混合气体中的氨溶于贮液器的液体中加浓贮液器中的氨水溶液；而氢气因不溶于氨、水溶液，通过贮液器上部气体交换器，回复到蒸发器进口处而进行不断的循环，达到发动机余热制冷的目的。

三、附图说明

由发动机(1)工作时产生的热能，被送往散热器(2)强制消耗。本装置，在发动机将热能送往散热器的管道中加设旁通螺旋管(5)将发动机散热水热能来提高由贮液器(4)送往发生器(6)中氨水溶液温度，使其产生氨、水蒸气，经由分馏器(7)、精馏器(8)分馏、精馏后，得到浓度较高的氨蒸气和水滴。水滴经下部回水管回流到贮液器。氨蒸气经由螺旋管(10)时，因在导风管(9)中得到冷却使其液化，进入贮氨瓶，经氨液泵(12)电控阀(13)送往蒸发器(14)，此时在蒸发气口迂到被分体交换器(3)提供的氢气，液氨在氢气中迅速扩散，在扩散过程中经蒸发器吸收车内大量的热量达到制冷的目的。由于氨在氢气中不断加浓。其混合气质量增大，在重力作用下，经回流管流入分体交换器，氨经分体交换器，溶于贮液器中的溶液，加浓了贮液器内液体的含氨浓度。因氢不溶于氨和水，经分体交换器回流到蒸发器，而得到不断的循环。

四、具体实施方式：

一、本装置因在利用三元介质中，氨对有色金属有腐蚀作用，所以其所有结构，除过别管道可采用橡胶或其他材料外，认应用不锈钢作基础材料。

二、本装置中，分馏器、精馏器内芯为200目的不锈钢丝網及200目的棉纤维钢網缠绕而成。

三、本装器中氨液泵型号为B-12微型泵。

四、本装置需根据各型车辆的需要生产系列配置套产品。

Claims (1)

1、发动机余热制冷装置，由贮液罐、发生器、分镏器、精镏器、氨蒸气冷凝管、输液泵、控制阀及蒸发器组成，

其特征是：

a)贮液罐：为不锈钢园立柱型，上设液面表并设有由蒸发器输入的进气管直接伸入贮液罐底部，使进入的氨氢混合气体在这里得到分解，在贮液罐上部设有氢气排出口，取到分体器的作用，

b)发生器：为不锈钢圆桶型，里面盘绕着连接发动机冷却系统的薄壁不锈钢螺旋管，使其能利用发动机的冷却水对由贮液罐输入的氨、水混合液进行有效的加热，产生氨、水蒸气，经上部设置的排气管输入到分镏器，

c)分镏器、精镏器：为两个相同结构的不锈钢圆盒串连而成，内有不锈钢丝网及棉质纤维网相互叠绕而成圆柱形的内芯，由发生器产生的氨、水蒸气经下部进气口进入，其中水蒸气在这里被棉质纤维吸附，形成水滴经回水管流入发生器，含有较少水蒸气的氨、水蒸气经连接管进入精镏器，经精镏后得到纯度较高的氨蒸气，

d)氨蒸气冷凝管，由薄壁不锈钢管绕成螺旋型设置在保温、隔热的导风管内，发动机工作时经导风管抽吸车内冷气对其螺旋管内的氨蒸气进行冷却使其液化后进入贮氨瓶。

e)贮氨瓶：为不锈钢园柱形，设置有进液管和出液管，

f)输液泵：为抗腐蚀泵，它与电控阀同时工作，工作时它将贮氨瓶内的氨液经由电控阀输送到蒸发器，

g)电控阀：为抗腐蚀材料构成，它起着整个系统的启闭作用，当它关闭时输液泵同时关闭使氨液贮存在贮液罐内，使在开启时有足够的氨液很快地送入到蒸发器，

h)蒸发器：由不锈钢薄壁扁管及散热片构成(形状与发动机冷却水厢相似)，上部设置有氨液和氢气进入口，下部设置有氨氢混合气连接到贮液罐的排出口。

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