[實用新型]余熱驅動的純水工質的車載制冷裝置

無效

• 申請號: 201020269957.3
• 申請日: 2010-07-23
• 公開（公告）號: CN201849286U
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發明（設計）人: 黃虹賓
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: B60H1/32
• 分類號: B60H1/32;F25B1/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 周正雄;朱曉江

【技術領域】

本實用新型涉及一種車載制冷裝置，更具體地說，涉及一種利用余熱驅動且利用純水作為工質的車載制冷裝置。

【背景技術】

現有技術中的制冷裝置通常分為熱能驅動的真空蒸發式制冷裝置和機械能驅動的高壓蒸發式制冷裝置(如氟利昂壓縮式制冷裝置)。其中，真空蒸發式制冷裝置在形式上又分為：吸收式制冷裝置和吸附式制冷裝置。吸附式制冷裝置由于體積和重量過大、制冷系數低，目前應用較少，尤其不適合對附屬設備體積、形狀和重量有較嚴格限制的車輛上使用。吸收式制冷裝置主要包括蒸發器、吸收器、發生器和冷凝器，其中吸收器是一個重要部件。吸收器主要是利用一種對水蒸汽具有強烈吸收作用的鹽(如溴化鋰)或氨水吸收來自蒸發器的水蒸汽，其主要作用是通過對水蒸汽的強烈吸收作用及時將蒸發器中的水蒸汽吸走(水的體積是相同重量水蒸汽的1700倍)，在極短時間內迅速在蒸發器中產生低于冷凝器壓力的壓力場，使來自冷凝器的冷凝水通過節流器后在蒸發器中迅速蒸發，從而吸收周圍的熱量，達到制冷的目的；吸收器的另一個作用是，通過鹽(或氨水)對水蒸汽的吸收作用，將水蒸汽轉化為液態水，從而減小水蒸汽占用的空間，便于利用液體泵輸送到發生器中。

在現有技術中，吸收式制冷裝置的發生器和吸收器共同起的作用和氟利昂壓縮式制冷裝置的壓縮機類似，都是用來提高進入冷凝器內工質的壓力和溫度，使其溫度高于大氣環境溫度，壓力達到冷凝壓力，便于利用與大氣環境的溫度差使水蒸汽冷凝成液態水。

對現有的制冷裝置而言，如果沒有發生器(熱能驅動的制冷裝置)或壓縮機(機械能驅動的制冷裝置)提高工質的溫度和壓力，而使蒸發器中的水蒸汽直接進入冷凝器，則會因該水蒸汽溫度低于外界環境溫度而使得水蒸汽在冷凝器中不能向大氣中散熱(相反，將吸收外界熱量)，也就不能帶走待制冷環境的熱量，冷凝器也就失去了作用。另外一方面，如果沒有發生器(熱能驅動的制冷裝置)或壓縮機(壓縮式制冷裝置)使工質的壓力提高，那么冷凝器和蒸發器的之間就不會形成壓力差，沒有該壓力差，冷凝器中的工質就不可能通過連接設置在冷凝器和蒸發器之間的節流器進入蒸發器進行蒸發(因為工質在節流器中的壓降與蒸發器中的壓力之和等于冷凝器中的壓力)。工質沒有蒸發，不會通過相變換熱，就不可能吸收待制冷環境的熱量。因此在真空蒸發制冷(熱能驅動的吸收式制冷裝置)和高壓蒸發制冷(機械能驅動的壓縮式制冷裝置)中，不論采用什么工質，能量驅動部件都是必不可少的。

現有技術中還提出一種利用低壓蒸發并采用純水作為工質的制冷裝置，主要是利用水在常壓下蒸發吸熱的特點，吸收環境熱量，達到冷卻環境的目的。這類制冷裝置的主要特點有：

(1)這類制冷裝置不需要能量(機械能或熱能)進行制冷驅動，主要依靠流體強制或自然對流以及與金屬的熱傳導來交換熱量，達到制冷目的。其所使用的泵類設備只起到加強流體的對流進而進行換熱的目的。

(2)這類制冷裝置不需要冷凝器，正如前面所述，由于吸收環境中熱量蒸發成的水蒸汽溫度低于大氣溫度，冷凝器不起作用。

(3)正是由于冷凝器不需要或不起作用，這類制冷裝置蒸發出的水蒸汽不得不直接排到大氣中。這在水資源豐富地區是可行的，但在缺水地區和城市地區可行性較小；

(4)這類制冷裝置的基本原理與空調扇相同，其不同之處在于蒸發壓力不同，這類制冷裝置將蒸發器中的壓力降低了，以期提高水的蒸發能力。其與空調扇在結構上的區別是：空調扇中水的蒸發過程是在待制冷環境中進行的，而這類制冷裝置的蒸發過程是在一個封閉的容器內進行；

(5)這類制冷裝置由于沒有驅動部件(如熱能驅動的制冷裝置中的發生器和機械能驅動的制冷裝置的壓縮機)，其制冷能力較低。為達到所需的制冷量，就需要增大設備體積和重量。因此這類制冷裝置適合于制冷量小的環境制冷之用，不適用于車載。

吸收式制冷裝置理論上可以應用到車輛上，利用車輛發動機冷卻系統和排氣系統余熱做動力來驅動其工作。但吸收式制冷裝置應用在車載環境中本身有3個缺陷：

(1)用做吸收劑的鹽(如溴化鋰)雖然對環境和人體沒有任何破壞作用，但其對金屬有強烈的腐蝕作用，尤其是對碳鋼、銅和鋁合金。雖然通過加入緩蝕劑等添加劑能夠延緩其腐蝕速度，但腐蝕過程中還會產生諸如氫氣等不凝性氣體，破壞整個制冷系統的真空環境，需要及時抽出；并且吸收劑還會造成各個系統零部件壁厚變薄，使得系統使用壽命變短。