專利名稱：環(huán)保型綜合利用太陽能和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)余熱的制冷空調(diào)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種車用空調(diào)，尤其是涉及一種綜合利用太陽能和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)余熱的制冷空調(diào)裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)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(duì)石油能源的需求也日益增大，對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響也越來越大。比如在夏天，啟動(dòng)空調(diào)時(shí)要多消耗 20aYo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(dòng)一輛汽車時(shí)，發(fā)動(dòng)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(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，加速無力，油耗增加，不正常燃燒等問題； 并對(duì)活塞及汽缸造成損害。為防止發(fā)動(dòng)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(huì)過熱沸騰造成破壞。汽車發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)排氣壓力大，溫度高，最高可以達(dá)到 600°C 700°C，怠速時(shí)400°C ；汽車發(fā)動(dòng)機(jī)散熱水箱在正常工作時(shí)的溫度在90°C以上，因此它們都是具有較高品位的熱能，具有開發(fā)利用價(jià)值。另外，每當(dāng)夏曰到來，戶外便成為一個(gè)熱爐，烈日將汽車外殼照得滾燙尤其在停車時(shí)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)溫度可達(dá)60°C以上，目前一般采用遮擋的方式將陽光熱量擋在車外，對(duì)于太陽能來說是很大的浪費(fèi)。目前已有一些將發(fā)動(dòng)機(jī)余熱用于制冷的研究，比如中國(guó)專利CN201065058Y的《機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)余熱和太陽能主動(dòng)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
本發(fā)明的目的是要解決上述汽車發(fā)動(dòng)機(jī)余熱浪費(fèi)問題，提供一種綜合利用太陽能和發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)防止過熱等特點(diǎn)。—種環(huán)保型綜合利用太陽能和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)余熱的制冷空調(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(chǔ)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(dòng)機(jī)排氣管、發(fā)動(dòng)機(jī)散熱水箱收集的發(fā)動(dòng)機(jī)余熱能這兩種熱能通過管路將熱量輸入熱能儲(chǔ)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(chǔ)能器連通，進(jìn)水管上裝有一個(gè)循環(huán)泵，這便可以實(shí)現(xiàn)太陽能集熱器與熱能儲(chǔ)能器之間的循環(huán)熱交換。上述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管外包有一個(gè)換熱水套，換熱水套的進(jìn)出水管與熱能儲(chǔ)能器內(nèi)的換熱盤管連通，其出水管上裝有一個(gè)換熱泵，這便可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管與熱能儲(chǔ)能器之間的熱交換。上述發(fā)動(dòng)機(jī)散熱水箱內(nèi)有換熱盤管與熱能儲(chǔ)能器內(nèi)的換熱盤管通過一個(gè)循環(huán)泵連通，這便可以實(shí)現(xiàn)散熱水箱與熱能儲(chǔ)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(shí)，發(fā)動(dòng)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(dòng)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(chǔ)能器內(nèi)，使熱能儲(chǔ)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(shí)，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(chǔ)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)。本發(fā)明的有益效果是1)在行車時(shí)太陽能和發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)余熱可充分利用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣和散熱水箱的熱量，這樣既可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和散熱水箱的冷卻避免發(fā)動(dòng)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)收集太陽進(jìn)行制冷，符合有太陽時(shí)更需要制冷的需求，并在停車時(shí)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，既可以制冷又滿足冬天取暖，且沒有氟利昂制冷時(shí)的環(huán)境污染。


圖1為本發(fā)明環(huán)保型綜合利用太陽能和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)余熱的制冷空調(diào)裝置的系統(tǒng)原理圖；圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。對(duì)各幅附圖中的標(biāo)號(hào)說明如下1-太陽能集熱器；Ia-循環(huán)泵；2-熱泵；3-熱能儲(chǔ)能器；3a-傳熱管；3b-第一換熱盤管；3c-第二換熱盤管；4-換熱水套；5-發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管； 6-換熱泵；7-散熱水箱；7a-循環(huán)泵；8-低溫?zé)峤粨Q器；9-高溫?zé)峤粨Q器；10-高壓發(fā)生器； 11-低壓發(fā)生器，12 -吸收器，13 -溶液泵，14 -冷劑泵，15 -蒸發(fā)器，15a、15b_切換閥，16 -冷凝器，17 —風(fēng)冷散熱器，18 -車內(nèi)換熱器。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖對(duì)本環(huán)保型綜合利用太陽能和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)余熱的制冷空調(diào)裝置的具體內(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， 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(gè)大圓)裝在一個(gè)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(chǔ)能器3和熱泵2，還有兩端分別進(jìn)入熱能儲(chǔ)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)于汽車項(xiàng)部的太陽能集熱器1收集的太陽能和從發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管5、發(fā)動(dòng)機(jī)散熱水箱7收集的發(fā)動(dòng)機(jī)余熱能，這兩種熱能通過管路將熱量輸入熱能儲(chǔ)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(chǔ)能器 3連通，其進(jìn)水管上裝有一個(gè)循環(huán)泵la。在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管5外包有一個(gè)換熱水套4，換熱水套4的進(jìn)出水管與熱能儲(chǔ)能器3 內(nèi)的第一換熱盤管北連通，換熱水套4的出水管上裝有一個(gè)換熱泵6。在發(fā)動(dòng)機(jī)散熱水箱7內(nèi)有換熱盤管與熱能儲(chǔ)能器3內(nèi)的第二換熱盤管3c通過一個(gè)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(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生高溫汽車尾氣，散熱水箱7 溫度隨之升高，發(fā)動(dòng)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、第一換熱盤管北傳遞到熱能儲(chǔ)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(chǔ)能器3內(nèi)；在有陽光照射時(shí)，太陽能集熱器1收集的太陽能通過進(jìn)出水管、循環(huán)泵Ia將熱能儲(chǔ)能器3內(nèi)的熱媒液循環(huán)加熱。 熱能儲(chǔ)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(shí)，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11，另一路經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器9升溫后，進(jìn)入高壓發(fā)生器10，后一路溴化鋰稀溶液由來自熱能儲(chǔ)能器3的熱能進(jìn)行加熱，使之沸騰，發(fā)生冷劑蒸汽，同時(shí)，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1 1通過閃蒸；直接進(jìn)入低壓發(fā)生器1 1的那一路溴化鋰稀溶液也被低壓發(fā)生器1 1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1 1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1 1中產(chǎn)生的冷劑蒸汽一起，被在冷凝管內(nèi)流動(dòng)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(dòng)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1 1出來的濃溶液，經(jīng)過低溫?zé)峤粨Q器8降低溫度后，與來吸收器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(gè)制冷循環(huán)。如圖1，當(dāng)關(guān)閉冷劑泵14、打開切換閥1如、1恥后，空調(diào)將進(jìn)入采暖循環(huán)。
權(quán)利要求
1.環(huán)保型綜合利用太陽能和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)余熱的制冷空調(diào)裝置，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(1 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(chǔ)能器(3)、以及在所述傳熱管(3a)上設(shè)置的熱泵O)，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(dòng)機(jī)排氣管( 、發(fā)動(dòng)機(jī)散熱水箱(7)收集的發(fā)動(dòng)機(jī)余熱能這兩種熱能通過管路將熱量輸入所述熱能儲(chǔ)能器(3)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型綜合利用太陽能和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)余熱的制冷空調(diào)裝置， 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(chǔ)能器(3)連通，其進(jìn)水管上裝有一個(gè)循環(huán)泵，所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管( 外包有一個(gè)換熱水套G)，換熱水套(4)的進(jìn)出水管與所述熱能儲(chǔ)能器(3)內(nèi)第一換熱盤管(3b)連通，換熱水套(4)的出水管上裝有一個(gè)換熱泵(6)。
全文摘要
一種環(huán)保型綜合利用太陽能和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)余熱的制冷空調(diào)裝置。尤其是一種綜合利用太陽能和汽車發(fā)動(dòng)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(chǔ)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(dòng)機(jī)排氣管、發(fā)動(dòng)機(jī)散熱水箱收集的發(fā)動(dòng)機(jī)余熱能這兩種熱能通過管路將熱量輸入熱能儲(chǔ)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。本發(fā)明合理利用太陽能和發(fā)動(dòng)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(hào)F25B15/06GK102478322SQ20101055489
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
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