本發(fā)明涉及汽車整車熱力技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于溴冷機的車內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)和中冷器冷卻系統(tǒng)耦合結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

渦輪增壓技術(shù)是廣泛應(yīng)用于汽油機、柴油機乃至燃氣輪機的提升動力輸出的技術(shù)方案，該方案利用發(fā)動機尾氣所擁有的靜壓頭，推動渦輪增壓器壓縮空氣，使更多的空氣被壓入發(fā)動機內(nèi)，達到在排量不變的情況下提升動力的目的。中冷器是冷卻等熵壓縮后空氣的裝置，冷卻后的空氣具有較小的比容，可以進一步提升進入發(fā)動機空氣的質(zhì)量流量；此外，當(dāng)進氣溫度根據(jù)工況進行了適應(yīng)性調(diào)整后，發(fā)動機的燃燒效率和污染物的排放量均可以控制在在理想的條件下。溴化鋰吸收式制冷機可以在外界高溫?zé)嵩吹耐苿酉拢a(chǎn)低溫的冷媒水，起到制冷的作用，該制冷機對外界熱源的質(zhì)量要求不高，因此是一種對外界廢熱進行回收利用的理想方法。目前，汽車尾氣多為簡單處理后即排放到空氣中，其中的大量廢熱沒有被有效利用，由此，帶來環(huán)境污染和高能耗等問題，因此，使用溴化鋰制冷機對汽車廢氣進行有效利用，進而提升汽車動力和發(fā)動機效率，是一個亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種基于溴冷機的車內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)和中冷器冷卻系統(tǒng)耦合結(jié)構(gòu)。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種基于溴冷機的車內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)和中冷器冷卻系統(tǒng)耦合結(jié)構(gòu)，包括溴化鋰制冷系統(tǒng)和空氣冷卻系統(tǒng)，溴化鋰制冷系統(tǒng)上設(shè)置高溫冷媒水進水管和低溫冷媒水出水管，低溫冷媒水出水管連接空氣冷卻系統(tǒng)以及車內(nèi)空調(diào)的叉排管束，低溫冷媒水在叉排管束內(nèi)部循環(huán)后，通過設(shè)置在叉排管束上的出水管流出，該出水管與高溫冷媒水進水管連通；空氣冷卻系統(tǒng)連接汽車的渦輪增壓器，經(jīng)空氣冷卻系統(tǒng)冷卻后的空氣進入發(fā)動機。

其中，空氣冷卻系統(tǒng)包括一級冷卻系統(tǒng)和二級冷卻系統(tǒng)，一級冷卻系統(tǒng)連接渦輪增壓器，并通過管路將冷卻后的空氣輸送至二級冷卻系統(tǒng)；二級冷卻系統(tǒng)連接低溫冷媒水出水管，使用低溫冷媒水作為冷卻介質(zhì)將空氣冷卻后，送至發(fā)動機；二級冷卻系統(tǒng)還設(shè)置冷媒水出水口，冷媒水出水口通過管路與高溫冷媒水進水管連通。

其中，溴化鋰制冷系統(tǒng)與發(fā)動機的高溫尾氣管連接，使用高溫尾氣作為熱源，降溫后的尾氣通過排氣口排出。

其中，一級冷卻系統(tǒng)和二級冷卻系統(tǒng)均為中冷器。

有益效果：本發(fā)明的一種基于溴冷機的車內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)和中冷器冷卻系統(tǒng)耦合結(jié)構(gòu)，具有以下有益效果：

1、回收汽車尾氣的廢熱用于溴化鋰制冷系統(tǒng)產(chǎn)生低溫冷媒水，低溫冷媒水進一步用于車內(nèi)空調(diào)的制冷，減少了發(fā)動機原本用于空調(diào)系統(tǒng)壓縮機的出力，達到節(jié)能減排目的；

2、回收汽車尾氣的廢熱，用于強化中冷器對空氣的冷卻，使發(fā)動機在最合理工況下運行，提升汽車動力和發(fā)動機效率，減少因燃燒溫度過高而產(chǎn)生氮氧化物，達到節(jié)能減排目的。

3、避免發(fā)動機在過高進氣溫度下工作，減少爆燃的可能性，提高安全性和發(fā)動機壽命及工作效率。

4、提高中冷器的傳熱效果，緩解汽車因渦輪增壓產(chǎn)生的動力遲滯現(xiàn)象。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-溴化鋰制冷系統(tǒng)，2-叉排管束，3-風(fēng)機，4-一級冷卻系統(tǒng)，5-二級冷卻系統(tǒng)，6-發(fā)動機，7-高溫尾氣管，8-低溫冷媒水出水管，9-高溫冷媒水進水管；10-渦輪增壓器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。

如圖1所示的一種基于溴冷機的車內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)和中冷器冷卻系統(tǒng)耦合結(jié)構(gòu)，包括溴化鋰制冷系統(tǒng)1和空氣冷卻系統(tǒng)，溴化鋰制冷系統(tǒng)1上設(shè)置高溫冷媒水進水管9和低溫冷媒水出水管7，低溫冷媒水出水管7連接空氣冷卻系統(tǒng)以及車內(nèi)空調(diào)的叉排管束2，低溫冷媒水在叉排管束2內(nèi)部循環(huán)后，通過設(shè)置在叉排管束2上的出水管流出，該出水管與高溫冷媒水進水管9連通；空氣冷卻系統(tǒng)連接渦輪增壓器10，渦輪增壓器10輸出的高溫空氣經(jīng)空氣冷卻系統(tǒng)冷卻后的空氣進入發(fā)動機6。空氣冷卻系統(tǒng)包括一級冷卻系統(tǒng)4和二級冷卻系統(tǒng)5，一級冷卻系統(tǒng)4為中冷器，二級冷卻系統(tǒng)5為水冷系統(tǒng)，一級冷卻系統(tǒng)4連接渦輪增壓器10，并通過管路將冷卻后的空氣輸送至二級冷卻系統(tǒng)5；二級冷卻系統(tǒng)5連接低溫冷媒水出水管7，使用低溫冷媒水作為冷卻介質(zhì)將空氣冷卻后，送至發(fā)動機6；二級冷卻系統(tǒng)5還設(shè)置冷媒水出水口，冷媒水出水口通過管路與高溫冷媒水進水管9連通。溴化鋰制冷系統(tǒng)1與高溫尾氣管7連接，使用高溫尾氣作為熱源，降溫后的尾氣通過排氣口排出。

下面以一具體實例解釋本發(fā)明的技術(shù)方案。

以howo重卡作為設(shè)計研究對象，選定的設(shè)計工況為環(huán)境溫度40攝氏度，運行速度為80km/h。在該選定的工況下，重卡發(fā)動機的運行參數(shù)為尾氣流量97.89g/s,尾氣溫度400攝氏度，溫度下降到100攝氏度時，通過查詢廠家數(shù)據(jù)和對煙氣內(nèi)各組分的焓降進行分析能夠回收利用的廢熱量在30.65kw左右。

溴化鋰制冷系統(tǒng)1置于車上，采用發(fā)送機6的渦輪增壓器出口的高溫尾氣作為熱源。howo重卡在所選定的工況下，高溫冷媒水進水管9入水口處溫度28攝氏度，低溫冷媒水出水管8的出口溫度5攝氏度，溴化鋰制冷系統(tǒng)1的冷卻水進口溫度32攝氏度。在留出一定的傳熱端差后，設(shè)置溴化鋰制冷系統(tǒng)1中的高壓低壓兩缸內(nèi)壓力分別為9.6×10^-3mpa和7.57×10^-4mpa，在此條件下，可以通過溴化鋰制冷系統(tǒng)1制得的冷媒水流量在318.3g/s左右。

車內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)使用溴化鋰制冷系統(tǒng)1制得的冷媒水作為冷源，降低車內(nèi)的溫度。在空調(diào)出風(fēng)口前，布置叉排管束2，叉排管束2管束內(nèi)用循環(huán)泵循環(huán)溴化鋰制冷系統(tǒng)1制得的部分冷媒水，此外，像普通的壓縮制冷型空調(diào)一樣，該系統(tǒng)也有車內(nèi)的空氣循環(huán)系統(tǒng)，通過風(fēng)機3制造壓力差，吸入車內(nèi)的熱空氣橫略叉排管束2，與叉排管束2內(nèi)冷媒水進行強制對流換熱，起到降低車內(nèi)空氣溫度的作用。

通過對howo重卡在給定工況下的所需制冷量進行了估算，在車內(nèi)空氣溫度設(shè)置為25攝氏度，濕度為50％，換氣量在60立方米每秒時，所需的熱負荷在4kw左右。設(shè)計冷媒水流入叉排管束2時為5攝氏度，流出時為20攝氏度，有百分之二十左右的熱損失所需的冷媒水流量在80g/s左右。

空氣冷卻系統(tǒng)采用分段式中冷設(shè)計，就目前市場上的中冷器冷卻方式而言，水冷式中冷器是冷卻效果最好的一種，但水冷式中冷器的冷卻水需要與環(huán)境進行換熱，材料成本比較高。

在上述該設(shè)計工況下，45度為空氣進入發(fā)動機6的最佳溫度，在該溫度下，燃燒效率和污染物排放都可以控制的比較好，但此時環(huán)境溫度比較高，在冷卻水無法被環(huán)境良好冷卻，因此空氣也無法被冷卻到合適溫度。即使采用高循環(huán)倍率方式運行，動力輸出的滯后也非常明顯。本發(fā)明采用雙級冷卻的設(shè)計，一級冷卻系統(tǒng)4為中冷器，將發(fā)動機6的渦輪增壓器10出口約700攝氏度的高溫空氣冷卻到300攝氏度，此時由于壓縮空氣的溫度和環(huán)境溫度差距很大，空氣冷卻效果比較好，不需要額外添加循環(huán)管路和泵，經(jīng)濟性較強。

二級冷卻系統(tǒng)5采用來自溴化鋰制冷系統(tǒng)1的冷媒水進行水冷，即使采用順流換熱節(jié)約材料的設(shè)計，傳熱端差仍可以達到25度左右，且水冷換熱系數(shù)高，冷卻效果好，對渦輪的遲滯、燃燒效率、污染物的排放、變工況運行的改良作用明顯。二級冷卻系統(tǒng)5壓縮空氣從300攝氏度冷卻到45攝氏度，所需的冷媒水流量在45g/s左右。

通過以上方案的分析可見，溴化鋰制冷系統(tǒng)1在給定工況條件下可以通過汽車高溫尾氣制得的冷媒水流量遠遠大于空調(diào)系統(tǒng)和一級冷卻系統(tǒng)4、二級冷卻系統(tǒng)5所需要的冷卻水流量，該方案是切實可行的，并且有很大的裕量，該裕量可以給在其他工況下運行，或者加大傳熱端差、節(jié)約材料方面提供物質(zhì)基礎(chǔ)。有較大的實用性和發(fā)展空間。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。