專利名稱：汽車用太陽能和發(fā)動機(jī)余熱雙能制冷空調(diào)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種車用空調(diào)，尤其是涉及一種綜合利用太陽能和汽車發(fā) 動機(jī)余熱的制冷空調(diào)裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車與人民生活聯(lián)系越來越緊密，由此對 石油能源的需求也日益增大，對生態(tài)環(huán)境的影響也越來越大。比如在夏天，啟
動空調(diào)時要多消耗20%以上的燃油，隨著氣溫升高，.不少有車族都感覺到，在空 調(diào)上的汽油費(fèi)直線增加；汽車大量的尾氣排放，導(dǎo)致了城市中的熱島效應(yīng)；由 于城市變熱，將需要消耗更多的能源進(jìn)行建筑物室內(nèi)制冷。
當(dāng)開動一輛汽車時，發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的熱量足以摧毀汽車本身，如出現(xiàn)過熱危 害性比較大，將影響原有的性能會造成發(fā)動機(jī)功率下降，加速無力，油耗增加， 不正常燃燒等問題；并對活塞及汽缸造成損害。為防止發(fā)動機(jī)過熱，汽車上安 裝了一套冷卻系統(tǒng)， 一般采用內(nèi)外結(jié)合的冷卻辦法其一是利用行駛中的風(fēng)力， 從外部將引擎冷卻；其二是利用液體，從內(nèi)部冷卻，如水冷為散熱水箱，而在 酷夏散熱水箱也會過熱沸騰造成破壞。汽車發(fā)動機(jī)的實(shí)用效率一般為35% 40 %，燃料發(fā)熱量的25%左右被冷卻水帶走，35% 45%被尾氣帶走，這些余熱 散發(fā)到空氣中后便白白浪費(fèi)了很多熱量。汽車發(fā)動機(jī)排氣壓力大，溫度高，最 高可以達(dá)到60(TC 70(TC,怠速時400"C;汽車發(fā)動機(jī)散熱水箱&E常工作時的 溫度在9(TC以上，因此它們都是具有較高品位的熱能，J^有開發(fā)利用價值。
另外，每當(dāng)夏日到來，戶外便成為一個熱爐，烈日將汽車外殼照得、滾旨 其在停車時不制冷使車內(nèi)溫度迅速升高，高溫天氣如果沒有制冷，車內(nèi)溫;^^ 達(dá)6(TC以上，目前一般采用遮擋的方式將陽光熱量擋在車外，對于太陽t&來凝 是很大的浪費(fèi)。
目前已有一些將發(fā)動機(jī)余熱用于制冷的研究，比如中國專利CN201065058Y 的《機(jī)動車發(fā)動機(jī)余熱利用裝置》、CN2763755Y的《一種溴化鋰吸收式雙效汽 車余熱制冷機(jī)》、CN2800180Y的《車載余熱制冷機(jī)》等等，但是單單利用余熱 如果在烈日下可能還是不能滿足需要，如果能將這些發(fā)動機(jī)余熱和太陽能主動 收集綜合利用，尤其是將廢熱源用于車內(nèi)制冷，將產(chǎn)生事半功倍的效果。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是要解決上述汽車發(fā)動機(jī)余熱浪費(fèi)問題，提供一神綜合利用太陽能和發(fā)動機(jī)余熱兩種能源進(jìn)行車內(nèi)制冷的空調(diào)裝置，并采用雙效溴化 鋰制冷機(jī)組，具有經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、無環(huán)境污染、合理利用廢熱、保護(hù)發(fā)動機(jī)防止 過熱等特點(diǎn)。
一種汽車用太陽能和發(fā)動機(jī)余熱雙能制冷空調(diào)，它包括吸收器、溶液泵、 低溫?zé)峤粨Q器、高溫?zé)峤粨Q器、高壓發(fā)生器、低壓發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、 冷劑泵和風(fēng)冷散熱器，其特征是它還包括與蒸發(fā)器內(nèi)換熱盤管連接的車內(nèi)換 熱器、通過傳熱管與高壓發(fā)生器連接并換熱的熱能儲能器、以及在傳熱管上設(shè) 置的熱泵，從裝設(shè)于汽車頂部的太陽能集熱器收集的太陽能和從發(fā)動機(jī)排氣管、 發(fā)動機(jī)散熱水箱收集的發(fā)動機(jī)余熱能這兩種熱能通過管路將熱量輸入熱能儲能 器內(nèi)。
上述太陽能集熱器采用熱管式真空管集熱器，其進(jìn)出水管與熱能儲能器連 通，進(jìn)水管上裝有一個循環(huán)泵，這便可以實(shí)現(xiàn)太陽能集熱器與熱能儲能器之間 的循環(huán)熱交換。
上述發(fā)動機(jī)排氣管外包有一個換熱水套，換熱水套的進(jìn)出水管與熱能儲能 器內(nèi)的換熱盤管連通，其出水管上裝有一個換熱泵，這便可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)排氣 管與熱能儲能器之間的熱交換。
上述發(fā)動機(jī)散熱水箱內(nèi)有換熱盤管與熱能儲能器內(nèi)的換熱盤管通過一個循 環(huán)泵連通，這便可以實(shí)現(xiàn)散熱水箱與熱能儲能器之間的熱交換。
該雙能制冷空調(diào)的工作過程如下
在行車時，發(fā)動機(jī)工作產(chǎn)生高溫汽車尾氣，散熱水箱溫度隨之升高，發(fā)動 機(jī)排氣管內(nèi)高溫氣體熱量通過換熱水套、出水管、換熱泵、換熱盤管傳遞到熱 能儲能器內(nèi)，使熱能儲能器內(nèi)的熱媒液溫度升高，進(jìn)而使傳熱管內(nèi)傳熱工質(zhì)溫 度升高，通過熱泵作用，使傳熱工質(zhì)溫度進(jìn)一步升高，以得到更高的溫度來加 熱高壓發(fā)生器內(nèi)制冷劑進(jìn)行制冷。
在有陽光照射時，太陽能集熱器收集的太陽能通過進(jìn)出水管、循環(huán)泵將熱 能儲能器內(nèi)的熱媒液循環(huán)加熱使其溫度升高，進(jìn)而使傳熱管內(nèi)傳熱工質(zhì)溫度升 高，通過熱泵作用，使傳熱工質(zhì)溫度進(jìn)一步升高，以得到更高的溫度來加熱高 壓發(fā)生器內(nèi)制冷劑進(jìn)行制冷。
'本汽車空調(diào)的制冷部分是利用水作制冷劑，利用溴化鋰溶液作吸收劑進(jìn)行 制冷的，制得的冷氣通過車內(nèi)換熱器進(jìn)入車廂內(nèi)。
本實(shí)用新型的有益效果是1)在行車時太陽能和發(fā)動機(jī)余熱能共同實(shí)現(xiàn)制 冷或取暖，保證制冷系統(tǒng)所需的能量，并有效節(jié)省汽油能源，不另外耗油實(shí)現(xiàn) 空調(diào)零費(fèi)用；2)收集發(fā)動機(jī)余熱可充分利用汽車發(fā)動機(jī)尾氣和散熱水箱的熱量， 這樣既可實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)和散熱水箱的冷卻避免發(fā)動機(jī)和散熱水箱過熱，又可降低 汽車尾氣溫度，減少尾氣排放，減少熱污染，減少城市的熱島效應(yīng)；3)收集太陽能進(jìn)行制冷，符合有太陽時更需要制冷的需求，并在停車時可不需要另外耗 油進(jìn)行太陽能制冷防止車內(nèi)溫度過高；4)熱泵的利用，可以提高余熱能和太陽 能的溫度，起到提高空調(diào)工作效率的作用；5)采用雙效溴化鋰制冷機(jī)組，既可 以制^^又滿足冬天取暖，且沒有氟利昂制冷時的環(huán)境污染。


圖1為本實(shí)用新型汽車用太陽能和發(fā)動機(jī)余熱雙能制冷空調(diào)的系統(tǒng)原理圖； 圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡圖。
對各幅附圖中的標(biāo)號說明如下l一太陽能集熱器；la—循環(huán)泵；2 —熱泵； 3 —熱能儲能器；3a—傳熱管；3b —第一換熱盤管；3c —第二換熱盤管；4一換熱 水套；5 —發(fā)動機(jī)排氣管；6 —換熱泵；7—散熱水箱；7a—循環(huán)泵；8 —低溫?zé)?交換器；9一高溫?zé)峤粨Q器；10 —高壓發(fā)生器；ll一低壓發(fā)生器，12 —吸收器，
13 —溶液泵，14一冷劑泵，15 —蒸發(fā)器，15a、 15b—切換閥，16—冷凝器，17 一風(fēng)冷散熱器，18—車內(nèi)換熱器。
具體實(shí)施方式
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下面根據(jù)附圖對本汽車用太陽能和發(fā)動機(jī)余熱雙能制冷空調(diào)的具體內(nèi)容做 詳細(xì)介紹。
如圖1和2所示，本汽車空調(diào)包括吸收器12、溶液泵13、低溫?zé)峤粨Q器8、 高溫?zé)峤粨Q器9、高壓發(fā)生器IO、低壓發(fā)生器ll、冷凝器16、風(fēng)冷散熱器17、 蒸發(fā)器15和冷劑泵14,這是空調(diào)的制冷部分，它是利用水作制冷劑，利用溴化 鋰溶液作吸收劑進(jìn)行制冷的。吸收器12、蒸發(fā)器15和冷凝器16 (在圖2中在 它們的外圍加有一個大圓)裝在一個真空腔體內(nèi)，以維持低壓保證溴化鋰制冷 過程的順利進(jìn)行。
本汽車空調(diào)還包括熱能儲能器3和熱泵2，還有兩端分別進(jìn)入熱能儲能器3 和高壓發(fā)生器10內(nèi)的傳熱管3a，它實(shí)現(xiàn)兩者連接并換熱，熱泵2設(shè)置在兩者之 間的傳熱管3a上，以將輸送熱量的溫度提高，進(jìn)一步提高空調(diào)制冷效率。這是 空調(diào)的熱源部分，它使用兩種輸入熱能裝設(shè)于汽車頂部的太陽能集熱器1收 集的太陽能和從發(fā)動機(jī)排氣管5、發(fā)動機(jī)散熱水箱7收集的發(fā)動機(jī)余熱能，這兩
種熱能通過管路將熱量輸入熱能儲能器3內(nèi)。
本汽車空調(diào)還包括車內(nèi)換熱器18，車內(nèi)換熱器18包括換熱盤管和風(fēng)扇，蒸 發(fā)器15內(nèi)換熱盤管與車內(nèi)換熱器18的換熱盤管連接，以將蒸發(fā)器15產(chǎn)生的冷 氣吹入車廂內(nèi)。
如圖2所示，太陽能集熱器1采用熱管式真空管集熱器，其進(jìn)出水管與熱 能儲能器3連通，其進(jìn)水管上裝有一個循環(huán)泵la。在發(fā)動機(jī)排氣管5外包有一個換熱水套4，換熱水套4的進(jìn)出水管與熱能儲 能器3內(nèi)的第一換熱盤管3b連通，換熱水套4的出水管上裝有一個換熱泵6。
在發(fā)動機(jī)散熱水箱7內(nèi)有換熱盤管與熱能儲能器3內(nèi)的第二換熱盤管3c通 過一個循環(huán)泵7a連通。
該雙能制冷空調(diào)的工作過程如下發(fā)動機(jī)工作時產(chǎn)生高溫汽車尾氣，散熱 水箱7溫度隨之升高，發(fā)動機(jī)排氣管5內(nèi)高溫氣體加熱換熱水套4內(nèi)傳熱工質(zhì)， 其熱量再由換熱水套4出水管、換熱泵6、第一換熱盤管3b傳遞到熱能儲能器 3內(nèi)使熱媒液溫度升高；散熱水箱7的熱量由循環(huán)泵7a、第二換熱盤管3c傳遞 到熱能儲能器3內(nèi)；在有陽光照射時，太陽能集熱器1收集的太陽能通過進(jìn)出 水管、循環(huán)泵la將熱能儲能器3內(nèi)的熱媒液循環(huán)加熱。熱能儲能器3內(nèi)熱媒液 溫度升高后將加熱傳熱管3a內(nèi)傳熱工質(zhì)，通過熱泵2作用，使傳熱工質(zhì)溫度進(jìn) 一步升高，得到更高的溫度來加熱高壓發(fā)生器10內(nèi)制冷劑進(jìn)行制冷.。
制冷時，從吸收器12出來的一部分溴化鋰稀溶液，由溶液泵13輸送，經(jīng) 低溫?zé)峤粨Q器8后，分成兩路， 一路直接進(jìn)入低壓發(fā)生器ll，另一路經(jīng)高溫?zé)?交換器9升溫后，進(jìn)入高壓發(fā)生器IO，后一路溴化鋰稀溶液由來自熱能儲能器 3的熱能進(jìn)行加熱，使之沸騰，發(fā)生冷劑蒸汽，同時，溶液的溫度和濃度升高， 然后經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器9溫度降低后，進(jìn)入低壓發(fā)生器11通過閃蒸；直接進(jìn)入低 壓發(fā)生器11的那一路溴化鋰稀溶液也被低壓發(fā)生器11管內(nèi)的來自高壓發(fā)生器 10的冷劑蒸汽加熱而沸騰，產(chǎn)生冷劑蒸汽，溶液被濃縮，兩部分濃溶液在低壓 發(fā)生器11液槽中混合。
高壓發(fā)生器10中產(chǎn)生的冷劑蒸汽，加熱低壓發(fā)生器11溶液后，凝結(jié)成冷 劑水，經(jīng)調(diào)節(jié)閥節(jié)流后進(jìn)入冷凝器16，與低壓發(fā)生器11中產(chǎn)生的冷劑蒸汽一起， 被在冷凝管內(nèi)流動的冷卻水冷卻，冷凝，成為與冷凝壓力相應(yīng)的冷劑水。
冷凝器16中的冷劑水經(jīng)節(jié)流后，進(jìn)入蒸發(fā)器15，由蒸發(fā)器15的冷劑泵14 輸送噴淋在蒸發(fā)器15管束上，由于蒸發(fā)器15內(nèi)壓力很低，冷劑水便吸收在蒸 發(fā)器管15內(nèi)流動的溫度較高的冷水的熱量而蒸發(fā)，成為冷劑蒸汽，使冷水的溫 度降低，即制冷。制得的冷氣通過車內(nèi)換熱器18進(jìn)入車廂內(nèi)。
由低壓發(fā)生器ll出來的濃溶液，經(jīng)過低溫?zé)峤粨Q器8降低溫度后，與來自 吸收器12的溶液泵13輸送的另一路稀溶液相混合后進(jìn)入吸收器12，吸收來自 蒸發(fā)器15的冷劑蒸汽成為稀溶液，吸收過程中的凝結(jié)潛熱和溶解熱被吸收器12 傳熱管內(nèi)的冷卻水帶走，這樣，噴淋溶液不斷地取走蒸發(fā)器15中冷劑蒸發(fā)出來 的水蒸汽，維持蒸發(fā)器15中很低的壓力，保證了蒸發(fā)器15中蒸發(fā)出來的冷劑 水蒸汽不斷地流向吸收器12，由于吸收蒸發(fā)器15中冷劑蒸汽而變稀的溴化鋰溶 液，再分別送往高、低壓發(fā)生器沸騰濃縮，這樣便完成了一個制冷循環(huán)。
如圖1，當(dāng)關(guān)閉冷劑泵14、打開切換閥15a、 15b后，空調(diào)將進(jìn)入采暖循環(huán)。
權(quán)利要求1、汽車用太陽能和發(fā)動機(jī)余熱雙能制冷空調(diào)，它包括吸收器(12)、溶液泵(13)、低溫?zé)峤粨Q器(8)、高溫?zé)峤粨Q器(9)、高壓發(fā)生器(10)、低壓發(fā)生器(11)、冷凝器(16)、風(fēng)冷散熱器(17)、蒸發(fā)器(15)和冷劑泵(14)，其特征在于它還包括與蒸發(fā)器(15)內(nèi)換熱盤管連接的車內(nèi)換熱器(18)、通過傳熱管(3a)與高壓發(fā)生器(10)連接并換熱的熱能儲能器(3)、以及在所述傳熱管(3a)上設(shè)置的熱泵(2)，從裝設(shè)于汽車頂部的太陽能集熱器(1)收集的太陽能和從發(fā)動機(jī)排氣管(5)、發(fā)動機(jī)散熱水箱(7)收集的發(fā)動機(jī)余熱能這兩種熱能通過管路將熱量輸入所述熱能儲能器(3)內(nèi)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的汽車用太陽能和發(fā)動機(jī)余熱雙能制冷空調(diào)，其特 征是所述太陽能集熱器(1)為熱管式真空管集熱器，其進(jìn)出水管與熱能儲能 器(3)連通，其進(jìn)水管上裝有一個循環(huán)泵(la)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車用太陽能和發(fā)動機(jī)余熱雙能制冷空調(diào)，其特 征是所述發(fā)動機(jī)排氣管(5)外包有一個換熱水套(4),換熱水套(4)的進(jìn) 出水管與所述熱能儲能器(3)內(nèi)第一換熱盤詧(3b)連通，換熱水套(4)的 出水管上裝有一個換熱泵(6)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的汽車用太陽能和發(fā)動機(jī)余熱雙能制冷空調(diào)，其特 征是所述發(fā)動機(jī)散熱水箱(7)內(nèi)有換熱盤管與所述熱能儲能器(3)內(nèi)第二 換熱盤管(3c)通過一個循環(huán)泵(7a)連通。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車用太陽能和發(fā)動機(jī)余熱雙能制冷空調(diào)，其特 征是以水作制冷劑，以溴化鋰溶液作吸收劑。
專利摘要一種汽車用太陽能和發(fā)動機(jī)余熱雙能制冷空調(diào)。尤其是一種綜合利用太陽能和汽車發(fā)動機(jī)余熱的空調(diào)裝置。它包括吸收器、溶液泵、低溫?zé)峤粨Q器、高溫?zé)峤粨Q器、高壓發(fā)生器、低壓發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、冷劑泵和風(fēng)冷散熱器，其特征是它還包括與蒸發(fā)器內(nèi)換熱盤管連接的車內(nèi)換熱器、通過傳熱管與高壓發(fā)生器連接并換熱的熱能儲能器、以及在傳熱管上設(shè)置的熱泵，從設(shè)于汽車頂部的太陽能集熱器收集的太陽能和從發(fā)動機(jī)排氣管、發(fā)動機(jī)散熱水箱收集的發(fā)動機(jī)余熱能這兩種熱能通過管路將熱量輸入熱能儲能器內(nèi)。其制冷部分利用水作制冷劑，利用溴化鋰溶液作吸收劑進(jìn)行制冷。本實(shí)用新型合理利用太陽能和發(fā)動機(jī)余熱能于汽車空調(diào)，具有經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、無環(huán)境污染等特點(diǎn)。
文檔編號F24J2/32GK201363960SQ20092011538
公開日2009年12月16日 申請日期2009年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月16日
發(fā)明者李同強(qiáng) 申請人:浙江工商大學(xué)