專利名稱：余熱驅(qū)動(dòng)的純水工質(zhì)的車載制冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
余熱驅(qū)動(dòng)的純水工質(zhì)的車載制冷裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)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(qū)動(dòng)且利用 純水作為工質(zhì)的車載制冷裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的制冷裝置通常分為熱能驅(qū)動(dòng)的真空蒸發(fā)式制冷裝置和機(jī)械能驅(qū)動(dòng) 的高壓蒸發(fā)式制冷裝置(如氟利昂壓縮式制冷裝置)。其中，真空蒸發(fā)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(shù)低，目前應(yīng)用較少，尤其不適合對(duì)附屬設(shè)備體積、形狀和重量有較嚴(yán)格限制的車輛上 使用。吸收式制冷裝置主要包括蒸發(fā)器、吸收器、發(fā)生器和冷凝器，其中吸收器是一個(gè)重要 部件。吸收器主要是利用一種對(duì)水蒸汽具有強(qiáng)烈吸收作用的鹽(如溴化鋰)或氨水吸收來 自蒸發(fā)器的水蒸汽，其主要作用是通過對(duì)水蒸汽的強(qiáng)烈吸收作用及時(shí)將蒸發(fā)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(shí)間內(nèi)迅速在蒸發(fā)器中產(chǎn)生低于冷 凝器壓力的壓力場(chǎng)，使來自冷凝器的冷凝水通過節(jié)流器后在蒸發(fā)器中迅速蒸發(fā)，從而吸收 周圍的熱量，達(dá)到制冷的目的；吸收器的另一個(gè)作用是，通過鹽(或氨水)對(duì)水蒸汽的吸收 作用，將水蒸汽轉(zhuǎn)化為液態(tài)水，從而減小水蒸汽占用的空間，便于利用液體泵輸送到發(fā)生器 中。在現(xiàn)有技術(shù)中，吸收式制冷裝置的發(fā)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(jī)類似，都是用來提高進(jìn)入冷凝器內(nèi)工質(zhì)的壓力和溫度，使其溫度高于大 氣環(huán)境溫度，壓力達(dá)到冷凝壓力，便于利用與大氣環(huán)境的溫度差使水蒸汽冷凝成液態(tài)水。對(duì)現(xiàn)有的制冷裝置而言，如果沒有發(fā)生器(熱能驅(qū)動(dòng)的制冷裝置)或壓縮機(jī)(機(jī) 械能驅(qū)動(dòng)的制冷裝置)提高工質(zhì)的溫度和壓力，而使蒸發(fā)器中的水蒸汽直接進(jìn)入冷凝器， 則會(huì)因該水蒸汽溫度低于外界環(huán)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(huán)境的熱量，冷凝器也就失去了作用。另外一方 面，如果沒有發(fā)生器(熱能驅(qū)動(dòng)的制冷裝置)或壓縮機(jī)(壓縮式制冷裝置)使工質(zhì)的壓力 提高，那么冷凝器和蒸發(fā)器的之間就不會(huì)形成壓力差，沒有該壓力差，冷凝器中的工質(zhì)就不 可能通過連接設(shè)置在冷凝器和蒸發(fā)器之間的節(jié)流器進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)(因?yàn)楣べ|(zhì)在節(jié) 流器中的壓降與蒸發(fā)器中的壓力之和等于冷凝器中的壓力)。工質(zhì)沒有蒸發(fā)，不會(huì)通過相變 換熱，就不可能吸收待制冷環(huán)境的熱量。因此在真空蒸發(fā)制冷(熱能驅(qū)動(dòng)的吸收式制冷裝 置)和高壓蒸發(fā)制冷(機(jī)械能驅(qū)動(dòng)的壓縮式制冷裝置)中，不論采用什么工質(zhì)，能量驅(qū)動(dòng)部 件都是必不可少的?，F(xiàn)有技術(shù)中還提出一種利用低壓蒸發(fā)并采用純水作為工質(zhì)的制冷裝置，主要是利 用水在常壓下蒸發(fā)吸熱的特點(diǎn)，吸收環(huán)境熱量，達(dá)到冷卻環(huán)境的目的。這類制冷裝置的主要 特點(diǎn)有(1)這類制冷裝置不需要能量(機(jī)械能或熱能)進(jìn)行制冷驅(qū)動(dòng)，主要依靠流體強(qiáng)制 或自然對(duì)流以及與金屬的熱傳導(dǎo)來交換熱量，達(dá)到制冷目的。其所使用的泵類設(shè)備只起到加強(qiáng)流體的對(duì)流進(jìn)而進(jìn)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(huán)境中熱量蒸發(fā)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(fā)出的水蒸汽不得不直 接排到大氣中。這在水資源豐富地區(qū)是可行的，但在缺水地區(qū)和城市地區(qū)可行性較??；(4)這類制冷裝置的基本原理與空調(diào)扇相同，其不同之處在于蒸發(fā)壓力不同，這類 制冷裝置將蒸發(fā)器中的壓力降低了，以期提高水的蒸發(fā)能力。其與空調(diào)扇在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別 是空調(diào)扇中水的蒸發(fā)過程是在待制冷環(huán)境中進(jìn)行的，而這類制冷裝置的蒸發(fā)過程是在一 個(gè)封閉的容器內(nèi)進(jìn)行；(5)這類制冷裝置由于沒有驅(qū)動(dòng)部件(如熱能驅(qū)動(dòng)的制冷裝置中的發(fā)生器和機(jī)械 能驅(qū)動(dòng)的制冷裝置的壓縮機(jī))，其制冷能力較低。為達(dá)到所需的制冷量，就需要增大設(shè)備體 積和重量。因此這類制冷裝置適合于制冷量小的環(huán)境制冷之用，不適用于車載。吸收式制冷裝置理論上可以應(yīng)用到車輛上，利用車輛發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)和排氣系統(tǒng) 余熱做動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)其工作。但吸收式制冷裝置應(yīng)用在車載環(huán)境中本身有3個(gè)缺陷(1)用做吸收劑的鹽(如溴化鋰)雖然對(duì)環(huán)境和人體沒有任何破壞作用，但其對(duì) 金屬有強(qiáng)烈的腐蝕作用，尤其是對(duì)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(huì)產(chǎn)生諸如氫氣等不凝性氣體，破壞整個(gè)制冷系統(tǒng)的真空 環(huán)境，需要及時(shí)抽出；并且吸收劑還會(huì)造成各個(gè)系統(tǒng)零部件壁厚變薄，使得系統(tǒng)使用壽命變 短。(2)吸收式制冷系統(tǒng)雖然可以較為有效地利用余熱制冷，但由于余熱本身屬于低 品位能量，為了達(dá)到所需的制冷量，不得不增加各部件的換熱面積，這相當(dāng)于增加了系統(tǒng)重 量。因而，盡管國(guó)內(nèi)外眾多技術(shù)人員對(duì)此作了大量的努力，目前還沒有吸收式余熱制冷裝置 應(yīng)用在車輛上的實(shí)例。(3)根據(jù)制冷裝置的熱平衡原理，制冷裝置裝置向外界釋放的總熱量等于外界對(duì) 其總的加熱量。由于吸收器向大氣環(huán)境中釋放的熱量比冷凝器釋放的熱量還要大，吸收器 釋放的熱量主要來源于發(fā)生器從外界(熱源)吸收的熱量。這不但需要吸收器有足夠的換 熱面積，還需要吸收器的換熱面積足夠大，加之熱能做功的能力低于機(jī)械能，從而使裝置的 體積和重量均大于壓縮式制冷裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有吸收式制冷技術(shù)中制冷裝置的存在 工質(zhì)容易腐蝕金屬構(gòu)件、設(shè)備體積大且重量重而不適用于車載的缺陷，提供一種余熱驅(qū)動(dòng) 的純水工質(zhì)的車載制冷裝置，其體積更小、重量更輕、對(duì)設(shè)備沒有腐蝕，從而更適用于車載。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種余熱驅(qū)動(dòng)的純水工質(zhì) 的車載制冷裝置，包括依次密閉連通在一起的發(fā)生器、冷凝器、節(jié)流器、蒸發(fā)器和低壓風(fēng)機(jī)， 各部件之間流動(dòng)的工質(zhì)為純水，所述發(fā)生器通過外部熱源的熱量對(duì)來自低壓風(fēng)機(jī)的水蒸汽 加熱，所述冷凝器將來自發(fā)生器的水蒸汽冷凝成液態(tài)冷凝水，所述節(jié)流器將冷凝水節(jié)流降 壓后噴入蒸發(fā)器中，所述蒸發(fā)器將冷凝水與待制冷環(huán)境中的空氣進(jìn)行熱交換后蒸發(fā)為低溫 低壓的水蒸汽，所述低壓風(fēng)機(jī)將水蒸汽加壓后送入發(fā)生器。[0017]在本實(shí)用新型所述的余熱驅(qū)動(dòng)的純水工質(zhì)的車載制冷裝置中，所述發(fā)生器包括工 質(zhì)支路和熱源支路，所述熱源支路的入口與所述外部熱源產(chǎn)生的加熱劑的出口連通而熱源 支路的出口與外部熱源的加熱劑入口連通；所述工質(zhì)支路的入口與所述低壓風(fēng)機(jī)的出口連 通，所述工質(zhì)支路的出口與所述冷凝器的入口連通。在本實(shí)用新型所述的余熱驅(qū)動(dòng)的純水工質(zhì)的車載制冷裝置中，所述加熱劑為車輛 發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液出口與所述熱源支路的入口連通，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的冷 卻液入口與所述發(fā)生器熱源支路的出口連通。在本實(shí)用新型所述的余熱驅(qū)動(dòng)的純水工質(zhì)的車載制冷裝置中，還包括設(shè)置在車輛 發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液出口和熱源支路入口之間的換熱器，所述換熱器上設(shè)有利用發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣進(jìn) 一步提高冷卻液溫度的尾氣支路。在本實(shí)用新型所述的余熱驅(qū)動(dòng)的純水工質(zhì)的車載制冷裝置中，所述加熱劑是由電 加熱器或燃油燃燒加熱的液體。在本實(shí)用新型所述的余熱驅(qū)動(dòng)的純水工質(zhì)的車載制冷裝置中，所述發(fā)生器和冷凝 器之間的連通通道中還設(shè)有增壓風(fēng)機(jī)。在本實(shí)用新型所述的余熱驅(qū)動(dòng)的純水工質(zhì)的車載制冷裝置中，所述低壓風(fēng)機(jī)和/ 或增壓風(fēng)機(jī)為軸流風(fēng)機(jī)、橫流風(fēng)機(jī)、離心風(fēng)機(jī)或斜流風(fēng)機(jī)。在本實(shí)用新型所述的余熱驅(qū)動(dòng)的純水工質(zhì)的車載制冷裝置中，所述冷凝器中還設(shè) 有不凝性氣體抽取裝置，包括檢測(cè)冷凝器中壓力的壓力傳感器、從冷凝器中抽氣排至外界 的真空泵、控制真空泵啟閉的電磁閥，所述電磁閥根據(jù)壓力傳感器檢測(cè)的壓力是否超過預(yù) 設(shè)壓力來控制真空泵是否抽氣。實(shí)施本實(shí)用新型的余熱驅(qū)動(dòng)的純水工質(zhì)的車載制冷裝置，通過設(shè)置依次密閉連通 在一起的發(fā)生器、冷凝器、節(jié)流器、蒸發(fā)器和低壓風(fēng)機(jī)，并在各部件之間設(shè)置純水為流動(dòng)的 工質(zhì)，利用發(fā)生器通過外部熱源的熱量對(duì)水蒸汽進(jìn)行加熱驅(qū)動(dòng)，利用低壓風(fēng)機(jī)對(duì)水蒸汽進(jìn) 行加壓，以便在冷凝器中將水蒸汽冷凝成冷凝水，實(shí)現(xiàn)相變，向外界散熱；通過節(jié)流器將冷 凝水節(jié)流降壓后噴向由低壓風(fēng)機(jī)形成低壓的蒸發(fā)器中，使得工質(zhì)再次相變，即冷凝水降壓 后形成水蒸氣，吸收待制冷環(huán)境中的熱量，依次循環(huán)，實(shí)現(xiàn)了以純水為工質(zhì)對(duì)車輛的待制冷 環(huán)境進(jìn)行制冷。在該車載制冷裝置中，具有以下有益效果(1)整個(gè)循環(huán)過程中，通過用純水代替熱能驅(qū)動(dòng)的吸收式空調(diào)中的水+溴化鋰工 質(zhì)，解決吸收式空調(diào)中吸收劑鹽對(duì)金屬構(gòu)件的腐蝕問題；(2)由于使用純水做工質(zhì)，通過調(diào)整各循環(huán)段的壓力使得工質(zhì)完成兩次相變，沒有 使用到吸收劑，因而不需要吸收器這個(gè)體積和重量均較大的且是吸收式空調(diào)中的一個(gè)主要 部件，同時(shí)也就不需要對(duì)吸收器進(jìn)行冷卻的冷卻系統(tǒng)；由于不需要吸收器將來自蒸發(fā)器的 水蒸汽轉(zhuǎn)化成液態(tài)水，整個(gè)裝置向外界釋放的熱量減少了近一半，這就相當(dāng)于減小了發(fā)生 器一半的體積和重量，解決了現(xiàn)有技術(shù)在設(shè)計(jì)車載制冷裝置中所遇到的體積和重量較大這 一久而未決的問題。下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
圖1所示為本實(shí)用新型所述余熱驅(qū)動(dòng)的純水工質(zhì)的車載制冷裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式如圖1所示，在本實(shí)用新型所述余熱驅(qū)動(dòng)的純水工質(zhì)的車載制冷裝置的優(yōu)選實(shí)施 例中，包括發(fā)生器10、冷凝器20、節(jié)流器30、蒸發(fā)器40和低壓風(fēng)機(jī)50。各個(gè)部件之間通過 連通管形成一個(gè)密閉的循環(huán)裝置。其中，發(fā)生器10用來吸收熱源的熱能對(duì)來自蒸發(fā)器40 的水蒸汽加熱，冷凝器20將來自發(fā)生器10的水蒸汽增壓后冷凝成液態(tài)水，冷凝器20的冷 凝水通過節(jié)流器30進(jìn)入蒸發(fā)器40中吸收待制冷環(huán)境中的熱量蒸發(fā)為低溫低壓的水蒸汽， 低壓風(fēng)機(jī)50將蒸發(fā)器40中低溫低壓的水蒸汽吹入發(fā)生器10，形成一個(gè)循環(huán)。在本實(shí)用新型所述余熱驅(qū)動(dòng)的純水工質(zhì)的車載制冷裝置中，發(fā)生器10包括進(jìn)行 熱交換的工質(zhì)支路11和熱源支路12。其中熱源支路流動(dòng)的是加熱劑，工質(zhì)支路中流動(dòng)的是 水蒸汽。加熱劑是利用發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的高溫尾氣和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液作為熱源形成的高溫液體。 具體地，如圖1所示，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的高溫尾氣和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液通過一個(gè)換熱器13進(jìn)行熱交 換后獲得更高溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液，該發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液即為本實(shí)用新型中的加熱劑，而換熱 后的低溫尾氣通過消聲器14直接排至外界。將加熱劑從加熱劑入口輸入到發(fā)生器10的熱 源支路，與工質(zhì)支路中的純水進(jìn)行熱交換后由加熱劑出口排出后形成低溫(相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī) 流出的冷卻液的溫度)的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液，再回流至發(fā)動(dòng)機(jī)中對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行冷卻。而來自蒸發(fā)器40的低溫低壓的水蒸汽經(jīng)過低壓風(fēng)機(jī)50加壓后形成中壓低溫(相 對(duì)于蒸發(fā)器40內(nèi)水蒸汽的溫度壓力)的水蒸汽，中壓低溫的水蒸汽經(jīng)工質(zhì)入口進(jìn)入發(fā)生器 10內(nèi)，經(jīng)過加熱劑的加熱后形成高溫水蒸汽。同時(shí)由于水蒸汽溫度升高使得水蒸汽的體積 進(jìn)一步膨脹，從而進(jìn)一步提高了密閉空間內(nèi)的壓力，使得輸送至冷凝器內(nèi)的水蒸汽變?yōu)楦?溫高壓(相對(duì)于蒸發(fā)器40內(nèi)水蒸汽的溫度壓力)的水蒸汽。另外，對(duì)于發(fā)生器10的熱源也可采用“中國(guó)專利申請(qǐng)CN CN200810066724. 0，利用 高溫尾氣進(jìn)行制冷的控制系統(tǒng)及其控制方法”中所揭露的控制系統(tǒng)來提取發(fā)動(dòng)機(jī)高溫尾氣 和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液中的熱量作為發(fā)生器10的驅(qū)動(dòng)熱源，對(duì)發(fā)生器10中的水蒸汽進(jìn)行加熱。根 據(jù)需要也可在車體上配備其他熱源對(duì)發(fā)生器10中的水蒸汽進(jìn)行加熱，如輔助電加熱器或 燃油機(jī)等加熱設(shè)備。但這樣會(huì)增加整個(gè)制冷裝置的重量，并增加能源消耗。本優(yōu)選實(shí)施例 通過使用發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣和冷卻液作為熱源，避免了增加附加設(shè)備，同時(shí)又充分利用了發(fā)動(dòng)機(jī) 尾氣和冷卻液這種平時(shí)白白浪費(fèi)的低品熱源，即環(huán)保又節(jié)省了能源消耗。在本實(shí)用新型所述余熱驅(qū)動(dòng)的純水工質(zhì)的車載制冷裝置中，冷凝器20主要用來 將來自發(fā)生器10的高溫高壓的水蒸汽冷凝成液態(tài)水。在冷凝器20中，由于低壓風(fēng)機(jī)50的 持續(xù)作用，同時(shí)發(fā)生器10中壓力的持續(xù)增加，使得水蒸汽在冷凝器20中的壓力進(jìn)一步升 高。高溫水蒸汽在高壓作用下，工質(zhì)的沸點(diǎn)升高；冷凝器20可設(shè)有換熱風(fēng)扇，用于將車體外 部的環(huán)境空氣吹到冷凝器中的高溫水蒸汽管道上，將高溫水蒸汽中的熱量帶走，從而將高 溫水蒸汽冷凝成冷凝水。為了提高冷凝器20內(nèi)的冷凝速度，優(yōu)選在發(fā)生器10和冷凝器20 之間的蒸汽通道中增設(shè)一個(gè)增壓風(fēng)機(jī)(圖中未示出)，將發(fā)生器10內(nèi)的水蒸汽吹向冷凝器 20中，克服蒸汽流動(dòng)過程中的壓力損失，進(jìn)一步提高水蒸汽冷凝的速度。當(dāng)高溫水蒸汽在高壓狀態(tài)下冷凝為液態(tài)水時(shí)會(huì)釋放熱量，通過冷卻系統(tǒng)向車體外 界散熱。具體地，可通過附加的冷卻循環(huán)系統(tǒng)對(duì)冷凝器20進(jìn)行散熱。在本實(shí)施例中優(yōu)選采用風(fēng)冷的方式對(duì)冷凝器20進(jìn)行散熱處理，以便減少附加設(shè)備的安裝重量和安裝空間，更適 用于車載。由于冷凝器20和蒸發(fā)器40之間存在壓力差，當(dāng)冷凝水通過節(jié)流器30進(jìn)入蒸發(fā)器 40內(nèi)時(shí)，蒸發(fā)器40內(nèi)的壓力低于冷凝水的蒸發(fā)壓力，冷凝水吸收待制冷環(huán)境中的熱量蒸發(fā) 形成低溫低壓的水蒸汽，從而對(duì)待制冷環(huán)境的空氣進(jìn)行制冷，達(dá)到制冷的目的。冷凝水在吸 收熱量汽化為水蒸汽后，體積是同重量冷凝水的1700倍，低壓大流量的低壓風(fēng)機(jī)50能夠?qū)?蒸發(fā)器40內(nèi)的水蒸汽快速送入至發(fā)生器10，持續(xù)保持蒸發(fā)器40內(nèi)的低壓環(huán)境。在低壓風(fēng) 機(jī)50入口側(cè)，工質(zhì)壓力等于蒸發(fā)器40內(nèi)的壓力，出口壓力等于發(fā)生器10內(nèi)的壓力。由于 需要低壓風(fēng)機(jī)50提供的壓力較低，只有8X IO3Pa,因此其功耗極低。低壓風(fēng)機(jī)50可以是軸 流風(fēng)機(jī)，也可以是橫流風(fēng)機(jī)、離心風(fēng)機(jī)或斜流風(fēng)機(jī)等。在優(yōu)選實(shí)施例中，各部件之間的連接關(guān)系為發(fā)生器10工質(zhì)入口與低壓風(fēng)機(jī)50出 口相連通，發(fā)生器10工質(zhì)出口與冷凝器20入口相連通；發(fā)生器10熱驅(qū)動(dòng)入口與發(fā)動(dòng)機(jī)余 熱換熱器的加熱劑出口相連通，出口與發(fā)動(dòng)機(jī)余熱換熱器的加熱劑入口相連通。冷凝器20 出口與節(jié)流器30入口相連通。節(jié)流器30出口與蒸發(fā)器40入口相連通。蒸發(fā)器40出口與 低壓風(fēng)機(jī)50入口相連通。各個(gè)部件中的工質(zhì)為純水，因而代替熱能驅(qū)動(dòng)的吸收式空調(diào)中的 水+溴化鋰工質(zhì)，解決吸收式空調(diào)中吸收劑鹽對(duì)金屬構(gòu)件的腐蝕問題。在本實(shí)用新型所述的余熱驅(qū)動(dòng)的純水工質(zhì)的車載制冷裝置中，低壓風(fēng)機(jī)50用來 提高水蒸汽的一部分壓力，而發(fā)生器10用來提高水蒸汽達(dá)到另一部壓力的同時(shí)提高蒸汽 溫度；低壓風(fēng)機(jī)50與發(fā)生器10的組合相當(dāng)于機(jī)械能制冷裝置中的壓縮機(jī)。而在壓縮式制 冷系統(tǒng)中，壓縮機(jī)既用來提高氣態(tài)工質(zhì)壓力，又用來提高氣態(tài)工質(zhì)的溫度。在本優(yōu)選實(shí)施例中，可對(duì)整個(gè)裝置的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行如下設(shè)計(jì)1、首先進(jìn)行設(shè)計(jì)參數(shù)的選取按照制冷空調(diào)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，取車體外部的環(huán)境空氣溫度(即大氣溫度)為、= 35°C，進(jìn)入蒸發(fā)器的空氣溫度(即待制冷環(huán)境中的空氣溫度)取極端溫度30°C。對(duì)于本裝 置所述的冷凝器而言，環(huán)境空氣通過換熱風(fēng)扇由冷凝器的空氣進(jìn)口進(jìn)入冷凝器內(nèi)部，與冷 凝器內(nèi)部換熱管內(nèi)的水蒸汽進(jìn)行熱交換，吸收水蒸汽的熱量后從空氣出口處排出，取空氣 出口處的環(huán)境空氣的溫度、=45°C。設(shè)定冷凝器中水蒸汽通道的壓力為9kPa，則在該壓 力下水的冷凝溫度為48°C ；即在這個(gè)壓力下，水蒸汽的溫度低于或等于48°C時(shí)，水蒸汽就變 成冷凝水。另外，由于本裝置優(yōu)選采用發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱進(jìn)行制冷，而廢熱的溫度相對(duì)較低，其 制冷能力也較低，故取蒸發(fā)器中的蒸發(fā)溫度為10°C，并假定大客車需要的制冷量，即蒸發(fā)器 的熱負(fù)荷Q0為36kw,。2、傳熱計(jì)算G = Q/(H，-H)(1)式(1)中，G為所需要的制冷劑的循環(huán)量；Q為熱負(fù)荷(釋放或吸收的熱量)；H為 冷凝水的焓；H’為水蒸汽的焓。查表可得，水在溫度為48°C時(shí)的焓，即冷凝器出口處冷凝水的焓H3 = 200. 43IkJ/ kg ；水蒸汽在溫度為10°C時(shí)的焓，即蒸發(fā)器出口處水蒸氣的焓H/ = 2514. 27kJ/kg。將蒸發(fā) 器的熱負(fù)荷％、冷凝器出口處冷凝水的焓值H3、蒸發(fā)器出口處水蒸氣的焓值H/代入式(1) 中即可得到所需要的制冷劑的循環(huán)量& = Q0/(H3' -H3) = 1. 556Xl(T2kg/s。
權(quán)利要求1.一種余熱驅(qū)動(dòng)的純水工質(zhì)的車載制冷裝置，其特征在于，包括依次密閉連通在一起 的發(fā)生器、冷凝器、節(jié)流器、蒸發(fā)器和低壓風(fēng)機(jī)，各部件之間流動(dòng)的工質(zhì)為純水，所述發(fā)生器 通過外部熱源的熱量對(duì)來自低壓風(fēng)機(jī)的水蒸汽加熱，所述冷凝器將來自發(fā)生器的水蒸汽冷 凝成液態(tài)冷凝水，所述節(jié)流器將冷凝水節(jié)流降壓后噴入蒸發(fā)器中，所述蒸發(fā)器將冷凝水與 待制冷環(huán)境中的空氣進(jìn)行熱交換后蒸發(fā)為低溫低壓的水蒸汽，所述低壓風(fēng)機(jī)將水蒸汽加壓 后送入發(fā)生器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述余熱驅(qū)動(dòng)的純水工質(zhì)的車載制冷裝置，其特征在于，所述發(fā)生 器包括工質(zhì)支路和熱源支路，所述熱源支路的入口與所述外部熱源產(chǎn)生的加熱劑的出口連 通而熱源支路的出口與外部熱源的加熱劑入口連通；所述工質(zhì)支路的入口與所述低壓風(fēng)機(jī) 的出口連通，所述工質(zhì)支路的出口與所述冷凝器的入口連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述余熱驅(qū)動(dòng)的純水工質(zhì)的車載制冷裝置，其特征在于，所述加熱 劑為車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液出口與所述熱源支路的入口連通，所述發(fā) 動(dòng)機(jī)的冷卻液入口與所述發(fā)生器熱源支路的出口連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述余熱驅(qū)動(dòng)的純水工質(zhì)的車載制冷裝置，其特征在于，還包括設(shè) 置在車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液出口和熱源支路入口之間的換熱器，所述換熱器上設(shè)有利用發(fā)動(dòng) 機(jī)尾氣進(jìn)一步提高冷卻液溫度的尾氣支路。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述余熱驅(qū)動(dòng)的純水工質(zhì)的車載制冷裝置，其特征在于，所述加熱 劑是由電加熱器或燃油燃燒加熱的液體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述余熱驅(qū)動(dòng)的純水工質(zhì)的車載制冷裝置，其特征在于，所述發(fā)生 器和冷凝器之間的連通通道中還設(shè)有增壓風(fēng)機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述余熱驅(qū)動(dòng)的純水工質(zhì)的車載制冷裝置，其特征在 于，所述低壓風(fēng)機(jī)和/或增壓風(fēng)機(jī)為軸流風(fēng)機(jī)、橫流風(fēng)機(jī)、離心風(fēng)機(jī)或斜流風(fēng)機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述余熱驅(qū)動(dòng)的純水工質(zhì)的車載制冷裝置，其特征在 于，所述冷凝器中還設(shè)有不凝性氣體抽取裝置，包括檢測(cè)冷凝器中壓力的壓力傳感器、從冷 凝器中抽氣排至外界的真空泵、控制真空泵啟閉的電磁閥，所述電磁閥根據(jù)壓力傳感器檢 測(cè)的壓力是否超過預(yù)設(shè)壓力來控制真空泵是否抽氣。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種余熱驅(qū)動(dòng)的純水工質(zhì)的車載制冷裝置，包括依次連通在一起的發(fā)生器、冷凝器、節(jié)流器、蒸發(fā)器和低壓風(fēng)機(jī)，發(fā)生器通過外部熱源提供的熱能對(duì)來自低壓風(fēng)機(jī)的水蒸汽加熱，冷凝器將來自發(fā)生器的水蒸汽冷凝成冷凝水，節(jié)流器將冷凝水噴入蒸發(fā)器中，蒸發(fā)器將冷凝水與待制冷環(huán)境中的空氣進(jìn)行熱交換后蒸發(fā)為低溫低壓的水蒸汽，低壓風(fēng)機(jī)將水蒸汽加壓后送入發(fā)生器。利用發(fā)生器通過外部熱源對(duì)水蒸汽進(jìn)行加熱驅(qū)動(dòng)，利用低壓風(fēng)機(jī)對(duì)水蒸汽進(jìn)行加壓，代替了現(xiàn)有熱能制冷技術(shù)中體積大、重量重的吸收器；并且，發(fā)生器的體積也更小、重量也更輕，更適用于車載；通過以純水作為工質(zhì)，克服了現(xiàn)有技術(shù)中吸收劑對(duì)設(shè)備材料的腐蝕性問題。
文檔編號(hào)F25B1/00GK201849286SQ20102026995
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者黃虹賓 申請(qǐng)人:深圳大學(xué)