[發(fā)明專利]一種利用汽車廢熱驅(qū)動(dòng)的吸附及壓縮混合制冷空調(diào)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410136176.X
• 申請(qǐng)日: 2014-04-04
• 公開（公告）號(hào): CN103884128A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張志偉;李敬泉;呂婉豆;張鈺;施耀明;羅倩妮;張燁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京師范大學(xué)
• 主分類號(hào): F25B25/02
• 分類號(hào): F25B25/02;F25B27/02
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 李媛媛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)，尤其是一種利用發(fā)動(dòng)機(jī)和尾氣廢熱來驅(qū)動(dòng)的汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)，屬于制冷空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

現(xiàn)在的汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)基本采用的是傳統(tǒng)的蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)，壓縮機(jī)由汽車發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，低壓氣態(tài)制冷劑由壓縮機(jī)壓縮后進(jìn)入冷凝器中冷凝成高壓液態(tài)制冷劑，再經(jīng)過節(jié)流閥節(jié)流后進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)，從而完成一個(gè)循環(huán)，這種制冷系統(tǒng)的動(dòng)力完全來自發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械功，發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械功是燃料燃燒經(jīng)過膨脹做功而獲得的，通常這種轉(zhuǎn)化工程的效率是非常低的。發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水溫度一般為90℃～100℃，發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度通常是很高的，汽油機(jī)的排氣溫度一般為400℃～550℃，柴油機(jī)的排氣溫度一般為300℃～400℃，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于環(huán)境空氣溫度。從目前汽車所用發(fā)動(dòng)機(jī)的熱平衡看，用于動(dòng)力輸出功率一般只占燃油燃燒總熱量的30%～45%(柴油機(jī))或20%～30%(汽油機(jī))，以廢熱形式排出車外的能量占燃燒總能量的55%～70%(柴油機(jī))或70%～80%(汽油機(jī))，主要包括循環(huán)冷卻水帶走的熱量和尾氣帶走的熱量。因此，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中大量的余熱被白白浪費(fèi)掉，回收汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的有用能對(duì)于能源日漸緊張的當(dāng)今社會(huì)來說意義重大，而現(xiàn)有的汽車空調(diào)系統(tǒng)是沒法對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的余熱進(jìn)行回收的。

已有技術(shù)中，為了實(shí)現(xiàn)汽車空調(diào)的節(jié)能，公開號(hào)為CN1482017的兩極金屬氫化物汽車空調(diào)發(fā)明專利，采用金屬氫化物的吸附作用對(duì)氫氣進(jìn)行間歇的吸附和解吸，從而實(shí)現(xiàn)制冷效果，其中解吸所需的動(dòng)力就來自于汽車尾氣。將汽車尾氣的熱量轉(zhuǎn)化為汽車空調(diào)所需的冷量，從而實(shí)現(xiàn)了汽車尾氣中有用能的回收。該專利自述為“兩極金屬氫化物汽車空調(diào)是通過金屬氫化物與氫氣之間可逆反應(yīng)的熱效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)制冷，利用汽車尾氣中的廢熱作為高溫?zé)嵩矗饨绱髿猸h(huán)境作為中溫?zé)嵩磥眚?qū)動(dòng)金屬氫化物制冷循環(huán)，采用兩對(duì)金屬氫化物反應(yīng)器交替制冷來實(shí)現(xiàn)汽車室內(nèi)空氣溫度的連續(xù)調(diào)節(jié)。該空調(diào)系統(tǒng)主要包括金屬氫化物高、低溫反應(yīng)器、散熱器、電磁閥、水泵、風(fēng)機(jī)等。高、低溫反應(yīng)器中布置有內(nèi)填金屬氫化物的細(xì)管，在管中心設(shè)有透氫薄膜，每只反應(yīng)器均有收集氫氣的總管。該發(fā)明的空調(diào)無腐蝕、無磨損，運(yùn)動(dòng)部件少，耐行車過程中的震動(dòng)沖擊，采用氫氣作為能量載體。屬于天然工質(zhì)，不存在對(duì)大氣臭氧層的破壞作用，為環(huán)保型空調(diào)”。

上述發(fā)明的汽車空調(diào)制冷過程是間歇的，必須采用兩套裝置才能實(shí)現(xiàn)連續(xù)制冷，而且效率也是較低的。光靠回收尾氣的熱量產(chǎn)生的制冷量不足以滿足汽車空調(diào)用，該發(fā)明無法與傳統(tǒng)的蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行，若采用蒸汽壓縮式制冷進(jìn)行補(bǔ)充，裝置過于復(fù)雜，而且體積龐大，且金屬氫化物價(jià)格非常昂貴，在汽車上實(shí)現(xiàn)是不現(xiàn)實(shí)的。

公開號(hào)為CN1776327的壓縮機(jī)和尾氣余熱混合驅(qū)動(dòng)的汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的發(fā)明專利對(duì)上述發(fā)明進(jìn)行了改進(jìn)，利用余熱驅(qū)動(dòng)的噴射式制冷，由壓縮機(jī)壓縮制冷劑制冷來進(jìn)行補(bǔ)充，達(dá)到制冷效果。但是該發(fā)明的汽車空調(diào)采用的噴射式制冷過程產(chǎn)生的噪音大，制冷性能系數(shù)低，同時(shí)該汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)不能滿足停車時(shí)，汽車對(duì)空調(diào)的需要。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種利用汽車廢熱驅(qū)動(dòng)的吸附及壓縮混合制冷空調(diào)系統(tǒng)。汽車在行駛過程中使用空調(diào)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)余熱驅(qū)動(dòng)的吸附式制冷始終運(yùn)行，不足的冷量由壓縮機(jī)壓縮制冷劑制冷來進(jìn)行補(bǔ)充，這兩種制冷方法共用一套冷凝器、蒸發(fā)器和節(jié)流閥，同時(shí)，汽車在行駛過程中利用尾氣溫差發(fā)電，將電能儲(chǔ)存在蓄電池中；汽車在停車狀態(tài)下使用空調(diào)時(shí)，蓄電池驅(qū)動(dòng)壓縮式制冷，提前對(duì)汽車內(nèi)空氣進(jìn)行處理。

本發(fā)明的裝置是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：