CN2721436Y - 利用汽车尾气的蓄能式空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种利用汽车尾气的蓄能式空调系统，该空调包括两组金属氢化物反应器，第一组包括高温反应器和低温反应器，两者之间通过导管和氢气流量调节阀连通，第二组包括高温反应器和低温反应器，两者之间通过导管和氢气流量调节阀连通；汽车尾气通过供给通道和电磁三通阀分别与高温反应器I侧进出口连通，汽车尾气的最终排出通道通过电磁三通阀分别和高温反应器II侧的进出口连通。本实用新型是利用汽车尾气的热量作为驱动力来驱动低氢气平衡压力的高温反应器，使得该反应器发生吸热放氢反应，把氢气输送到高氢气平衡压力的低温反应器，在低温反应器内发生吸热放氢反应，利用低温反应器的吸热放氢特性来实现空调制冷功能。

Description

利用汽车尾气的蓄能式空调系统

技术领域

本实用新型涉及一种空调系统，尤其涉及一种利用汽车尾气的热量作为驱动力的蓄能式空调系统，属于余热利用、节能、环保与制冷空调技术领域。

背景技术

通常，燃料通过在发动机中燃烧将热能转换成机械能来驱动汽车，提供汽车的动力。在燃料燃烧的总热量中，仅有25-40％的热量转变为有效功，其余60-75％的热量都以其它形式的能量损失掉，其中废气带走的热量最大，约占总热量的25-50％，因此回收这部分热量对节省燃料、并同时减小尾气污染有很大的现实意义。另一方面，由于汽车空调的广泛使用，明显地增大了汽车燃料的消耗和汽车尾气的排量，造成了更大的环境污染。如果能够利用汽车尾气的热量实现制冷空调功能，将节约大量的能源，减少汽车尾气的排放量，保护环境。在利用汽车尾气的热量实现制冷空调方面，主要是采用吸收式制冷，《中国发明专利公报》公开了一种专利号为：98113317.7，名称为：“以汽车尾气热量为能源的空调机”的发明专利，该技术方案采用溴化锂或溴化钠溶液作为工质，但是溴化锂溶液具有腐蚀性，而且体积庞大，在汽车上不容易实施。《中国发明专利公报》公开了一种专利号为：03129517.7，名称为：“两级金属氢化物汽车空调”的发明专利，该系统利用了金属氢化物的吸热放氢和吸氢放热特性实现制冷空调效果，但是该技术方案中的两个高温反应器内需要走氢气、空气和水三种工质，在反应器的设计上存在很大的难度，不容易实现；另外，该技术方案采用了水气换热器来把汽车尾气的热量传递到循环水中，加大了系统的复杂性和不可靠性。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种同时把蓄冷技术和汽车空调技术结合，在汽车不行驶的时候也能够提供空调功能的利用汽车尾气的蓄能式空调系统。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案在于提供了一种利用汽车尾气的蓄能式空调系统，该空调包括两组金属氢化反应器，第一组包括高温反应器1和低温反应器3，两者之间通过导管和氢气流量调节阀5连通，第二组包括高温反应器2和低温反应器4，两者之间通过导管和氢气流量调节阀6连通；汽车尾气通过供给通道15和电磁三通阀7分别和高温反应器1及2的I侧进出口连通，汽车尾气的最终排出通道17通过电磁三通阀9分别和高温反应器1、2的II侧的进出口连通；该空调还包括一个蓄冷槽28，蓄冷槽28的供水管27依次串接水泵26，风机盘管25和电磁三通阀12后分别与低温反应器3、4的I侧进出口连通，蓄冷槽28的回水管32通过电磁三通阀13分别与低温反应器3、4的II侧的进出口连通；该空调还包括一套由风机19作为气源的空气散热管路，风机19的出口分为两个支路，其中一个支路通过电磁三通阀10分别与高温反应器1、2的II侧的进出口相连通，对应的空气排出管16通过电磁三通阀8分别与高温反应器1、2的I侧进出口相连通，第二支路由一空气水换热器22和一套在低温反应器3、4之间进行切换的换热管路，换热管路由上述空气水换热器22和水泵23构成干路，水泵23的出口经电磁三通阀14分别与低温反应器3、4的II侧的进出口相连，空气水换热器22的入水口通过电磁三通阀11分别与低温反应器3、4的I侧进出口相连。

在风机盘管25后的供水管上设连有由水开关电磁阀31，回水管30及散流器29构成的回水管路，回水管路的散流器29置于蓄冷槽28内。

所述的风机19出口上的两个支路上串装有空气流量调节阀20、21。

本实用新型是利用汽车尾气的热量作为驱动力来驱动低氢气平衡压力的高温反应器，使得该反应器发生吸热放氢反应，把氢气输送到高氢气平衡压力的低温反应器，在低温反应器内发生吸热放氢反应，利用低温反应器的吸热放氢特性来实现空调制冷功能；本实用新型同时把蓄冷技术和汽车空调技术结合，在汽车不行驶的时候也能够提供空调功能；在风机盘管侧设置一具有蓄冷功能的蓄冷槽，利用因水温度、密度不同的自然分层把车辆行驶时制取的多余冷量以冷冻水的形式储存起来，供车辆不行驶时使用，充分利用了尾气的能量，通过在蓄冷槽内设置的散流器，可以很好地实现水根据温度的分层，从而简化了系统。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的利用汽车尾气废热驱动的空调系统包括两组金属氢化反应器，第一组包括高温反应器1和低温反应器3，两者之间通过导管和氢气流量调节阀5连通，第二组包括高温反应器2和低温反应器4，两者之间通过导管和氢气流量调节阀6连通；汽车尾气通过供给通道15和电磁三通阀7分别和高温反应器1及2的I侧进出口连通，汽车尾气的最终排出通道17通过电磁三通阀9分别和高温反应器1、2的II侧的进出口连通；该空调还包括一个蓄冷槽28，蓄冷槽28的供水管27依次串接水泵26，风机盘管25和电磁三通阀12后分别与低温反应器3、4的I侧进出口连通，蓄冷槽28的回水管32通过电磁三通阀13分别与低温反应器3、4的II侧的进出口连通；该空调还包括一套由风机19作为气源的空气散热管路，风机19的出口分为两个支路，其中一个支路通过电磁三通阀10分别与高温反应器1、2的II侧的进出口相连通，对应的空气排出管16通过电磁三通阀8分别与高温反应器1、2的I侧进出口相连通，第二支路由一空气水换热器22和一套在低温反应器3、4之间进行切换的换热管路，换热管路由上述空气水换热器22和水泵23构成干路，水泵23的出口经电磁三通阀14分别与低温反应器3、4的II侧的进出口相连，空气水换热器22的入水口通过电磁三通阀11分别与低温反应器3、4的I侧进出口相连。

在风机盘管25后的供水管上设连有由水开关电磁阀31，回水管30及散流器29构成的回水管路，回水管路的散流器29置于蓄冷槽28内。风机19出口上的两个支路上串装有空气流量调节阀20、21。

本实用新型中用到低温反应器3、4的氢气平衡压力大于高温反应器1、2的氢气平衡压力，风机19采用离心风机，反应器采用翅片管式换热器的机构形式，其中空气和汽车尾气走传热管的内部；而在翅片之间填充金属氢化物，氢气走传热管的外部翅片侧。

下面结合附图说明本实用新型的工作原理，本实用新型主要由以下四个循环构成：

第一个循环：汽车发动机提供的高温尾气通过尾气供给通道15从三通电磁阀7的A口进、B口出，进入到高温反应器1，在反应器1内发生吸热放氢反应，放出的氢气通过氢气流量调节阀5上的连接管进入到反应器3。反应器1出来的尾气通过三通电磁阀9的C口进入到A口，并从尾气排出通道17排放到大气中。与此同时，反应器3发生吸氢放热反应，放出的热量被水泵23输送的水吸收，水泵23输送的水进入到三通电磁阀14的A口并从C口流出进入到反应器3中，吸收热量后的空气从三通电磁阀11的B口进入到A口，并从A口流到空气水换热器22中，风机19提供的一部分空气通过空气流量调节阀21后进入空气水换热器22，升温后的空气从管道18排入到大气中。

第二个循环：汽车发动机提供的高温尾气通过尾气供给通道15从三通电磁阀7的A口进、C口出进入到高温反应器2，在反应器2内发生吸热放氢反应，放出的氢气通过氢气流量调节阀6上的连接管进入到反应器4。反应器2出来的尾气通过三通电磁阀9的B口进入到A口，并从尾气排出通道17排放到大气中。与此同时，反应器4发生吸氢放热反应，放出的热量被水泵23输送的水吸收，水泵23输送的水进入到三通电磁阀14的A口并从B口流出进入到反应器4中，吸收热量后的水从三通电磁阀18的C口进入到A口，并从A口流到空气水换热器22，被风机19提供的空气冷却。

第三个循环：反应器4发生放氢吸热反应，释放的氢气通过氢气调节阀6的连接管路进入到反应器2，使得反应器2发生吸氢放热反应。水泵26通过供水管27从蓄冷槽28的底部抽出的冷冻水进入到风机盘管25，在风机盘管25内把冷量传递给车厢空调空间的空气后，水温升高，升温后的水通过开关电磁阀24进入到三通电磁阀12的A口，并从C口出，流入到反应器4，被反应器4冷却后的冷冻水通过三通电磁阀13的B口进、A口出，通过冷冻水回水管32回到蓄冷槽28的底部。风机19输送的一部分空气通过空气流量调节阀20输送到三通电磁阀11的A口，并从B口流出进入到反应器2，以吸收反应器2发生吸氢放热反应释放的热量，被加热的空气从三通电磁阀16的C口进、A口出流向空气排出管16排向大气。

第四个循环：反应器3发生放氢吸热反应，释放的氢气通过氢气流量调节阀5的连接管路进入到反应器1，使得反应器1发生吸氢放热反应。水泵26通过供水管27从蓄冷槽28的底部抽出的冷冻水进入到风机盘管25，在风机盘管25内把冷量传递给车厢空调空间的空气后，水温升高，升温后的水通过开关电磁阀24进入到三通电磁阀12的A口并从B口出流入到反应器3，被反应器3冷却后的冷冻水通过三通电磁阀13的C口进、A口出，通过冷冻水回水管32回到蓄冷槽28的底部，风机19输送的一部分空气通过空气流量调节阀20输送到三通电磁阀11的A口，并从C口流出进入到反应器1，以吸收反应器1发生吸氢放热反应释放的热量，被加热的空气从三通电磁阀16的B口进、A口出流向热空气排出管16排向大气。

以上四个循环，在进行第一个循环的同时发生第三个循环，在第二个循环进行的同时发生第四个循环，通过以上循环的交替可以连续向车厢提供冷量，并把多余的冷量以冷冻水的形式蓄存在蓄冷槽28中，在汽车行驶过程中，开关电磁阀24打开，水开关电磁阀31关闭，进行上面的四个循环。

在汽车停止时，为了提供车厢的空调，进行下面的第五个循环。汽车停止时，开关电磁阀24关闭，水开关电磁阀31打开，水泵26通过供水管27从蓄冷槽28的底部抽出的冷冻水进入到风机盘管25，在风机盘管25内把冷量传递给车厢空调空间的空气后水温度升高，升温后的水开关电磁阀31和回水管30进入到位于蓄冷槽28内部的散热器29中，在散热器29的作用下，水可以均匀地分布在蓄冷槽28的上部，保证蓄冷槽的水温分层，通过设置这样一个循环，可以节约汽车用于空调的燃料消耗，实现节能和环保的双重效果。

Claims (3)

1、一种利用汽车尾气的蓄能式空调系统，其特征在于：该空调包括两组金属氢化物反应器，第一组包括高温反应器(1)和低温反应器(3)，两者之间通过导管和氢气流量调节阀(5)连通，第二组包括高温反应器(2)和低温反应器(4)，两者之间通过导管和氢气流量调节阀(6)连通；汽车尾气通过供给通道(15)和电磁三通阀(7)分别与高温反应器(1、2)I侧进出口连通，汽车尾气的最终排出通道(17)通过电磁三通阀(9)分别和高温反应器(1、2)II侧的进出口连通；该空调还包括一个蓄冷槽(28)，蓄冷槽(28)的供水管(27)依次串接水泵(26)、风机盘管(25)和电磁三通阀(12)后分别与低温反应器(3、4)的I侧进出水口连通，蓄冷槽(28)的回水管(32)通过电磁三通阀(13)分别与低温反应器(3、4)II侧的进出水口连通；该空调还包括一套由风机(19)作为气源的空气散热管路，风机(19)的出口分为两个支路，其中一个支路通过电磁三通阀(10)分别与高温反应器(1、2)的II侧的进出口相连通，对应的空气排出管(16)通过电磁三通阀(8)分别与高温反应器(1、2)的I侧进出口相连通，第二支路由一空气水换热器(22)和一套在低温反应器(3、4)之间进行切换的换热管路，换热管路由上述空气水换热器(22)和水泵(23)构成干路，水泵(23)的出口经电磁三通阀(14)分别与低温反应器(3、4)II侧的进出水口相连，空气水换热器(22)的入水口通过电磁三通阀(11)分别与低温反应器(3、4)的I侧进出水口相连。

2、根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于：在风机盘管(25)后的供水管上设连有由水开关电磁阀(31)，回水管(30)及散流器(29)构成的回水管路，回水管路的散流器(29)置于蓄冷槽(28)内。

3、根据权利要求1-2中任一条所述的空调系统，其特征在于：所述的风机(19)出口上的两个支路上串装有空气流量调节阀(20、21)。