[發明專利]一種汽車余熱驅動的固體吸附空調系統

有效

• 申請號: 201410149630.5
• 申請日: 2014-04-14
• 公開（公告）號: CN103940143A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 黃婷婷;郭燕雯;張志偉;張凡;焦睿;施耀明;羅倩妮
• 申請（專利權）人: 南京師范大學
• 主分類號: F25B27/02
• 分類號: F25B27/02
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 李媛媛

技術領域

本發明涉及一種汽車余熱驅動的固體吸附空調系統，屬于汽車空調技術領域。

背景技術

傳統汽車空調多采用壓縮制冷的方式，以發動機帶動壓縮機工作從而驅動壓縮式空調運轉。據研究，消耗在驅動汽車制冷壓縮機的功率大約為汽車發動機額定輸出功率的8%～12%，導致汽車行駛平均油耗增加16%～20%。此外，汽車發動機消耗的燃料中至多僅有1/3左右的能量被轉化為驅動汽車行駛的動力，另外2/3左右的能量以廢熱的形式排放到環境中。

利用汽車廢熱驅動制冷系統為汽車提供所需的冷量，不僅可減少驅動制冷壓縮機所消耗的能量，提高汽車的動力，還可降低尾氣排放溫度，提高能源利用效率，同時可以減少汽車發動機有害氣體的排放，緩解對環境的污染。

現有的汽車余熱驅動制冷空調系統多采用尾氣加熱工質（通常為水），再以工質作為熱源驅動吸收式空調系統，實現尾氣余熱的再利用，降低發動機能耗。但是這種系統結構復雜，而且存在吸收劑易泄露，發動機尾氣排放不穩定導致的負荷不滿足需求，以及在停車時汽車空調無法運行，不能解決夏季車內高溫困擾的缺陷。

相變蓄熱技術已經廣泛運用各個領域，相變儲能材料能在一定的溫度范圍內，利用材料本身相態或結構變化，向環境自動吸收或釋放潛熱，達到儲存能量的目的。在建筑節能領域，通常在建筑圍護結構中加入相變儲能材料使室外溫度和熱流波動的影響被削弱，把室內溫度控制在舒適的范圍內，達到降低建筑空調能耗的目的。相變儲能材料是繼納米材料后，又一次材料界的革命，該技術對緩解能源緊張有著重要的應用價值。

發明內容

為提高汽車余熱利用率，降低發動機能耗，延長發動機使用壽命，減少高溫尾氣的排放，保護環境，同時為了解決夏季汽車在室外停車時，車內溫度升高帶來的熱舒適性不佳和空調啟動能耗增加的難題。本發明提出了一種汽車余熱驅動的固體吸附空調系統，利用固體吸附式制冷與相變蓄熱相結合的技術手段，充分利用發動機余熱制冷，提高能源利用率，達到節能減排、降低能耗的效果。

本發明采用的技術方案為：

一種汽車余熱驅動的固體吸附空調系統，包括熱源循環制備系統、連續回質型固體吸附制冷空調系統、相變蓄熱換熱系統以及循環水冷卻系統，所述熱源循環制備系統包括管殼式換熱器、三通閥a及換向器a，換向器a由四個電磁閥組成；所述連續回質型固體吸附制冷系統包括吸附床a、吸附床b、冷凝器、節流閥、蒸發器、換向器b及傳質管道，其中，吸附床a、冷凝器、節流閥、蒸發器、吸附床b及傳質管道依次連接，換向器b的兩端分別連接吸附床a和吸附床b，換向器b的另外兩端分別連接蒸發器和冷凝器；所述相變蓄熱換熱系統包括依次連接的冷卻水箱a、汽車發動機、循環水泵a及相變蓄熱換熱裝置；所述循環水冷卻系統包括依次連接的冷卻水箱b、循環水泵b、分水器a、分水器b、三通閥b及散熱器，三通閥b的另外兩端分別連接所述吸附床a和吸附床b，分水器a連接到相變蓄熱換熱裝置，分水器b連接到所述管殼式換熱器；所述熱源循環制備系統中的三通閥a分別連接所述吸附床a和吸附床b，換向器a的兩端分別連接吸附床a和吸附床b，換向器a的另外兩端分別連接管殼式換熱器和循環水冷卻系統中的散熱器。

所述連續回質型固體吸附制冷系統采用甲醇和活性炭組成的工質對。

所述相變蓄熱換熱裝置內包括多排平行設置的蛇形盤管、導熱介質和相變蓄熱材料，相變蓄熱材料摻雜在導熱介質中。