大中型客車發(fā)動機(jī)余熱驅(qū)動的制冷空調(diào)的開發(fā)
提出了一種新型大中型汽車發(fā)動機(jī)余熱驅(qū)動的溴化鋰吸收式制冷裝置,該裝置中,冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、發(fā)生器分別獨(dú)立安裝在車廂底板下且位于同一平面內(nèi),利用特殊設(shè)計的連接管道連接形成密閉回路,合理利用車內(nèi)有限空間,解決了現(xiàn)有余熱驅(qū)動吸收式制冷設(shè)備因體積與重量過大而無法應(yīng)用于車輛上的問題。利用傳熱學(xué)、流體力學(xué)、彈性力學(xué)等理論對其進(jìn)行了設(shè)計計算,并進(jìn)行了臺架試驗,結(jié)果表明,該裝置應(yīng)用在現(xiàn)有大中型客車上是可行的。
關(guān)鍵詞：余熱;溴化鋰;汽車空調(diào);吸收式制冷;設(shè)計計算
Abstract: A new LiBr absorption refrigerating device driven by exhaust heat from automotive engine in large and medium-sized bus was presented.The condenser,evaporator,absorber,and generator are separately installed underneath the platform floor and they are in the same plane.To form them into a close circle,specialized interconnecting pipes are needed.Such design can make the best of the limited space in the bus,and solve the problem that the current absorbent refrigerating device driven by waste heat isn't available in the vehicle for it is overlarge and overweight.The design calculations based on heat transfer theory,hydromechanics,elasticity etc,combined with the experiments on platform show that the device is available in current large and medium-sized bus.
Keywords: exhaust heat;LiBr;car air-conditioning;absorption refrigeration;design and calculate
空調(diào)的制冷方式有蒸汽壓縮式、吸收式、吸附式、蒸汽噴射式、空氣壓縮式等多種形式［1］。目前，大中型客車空調(diào)全部為蒸汽壓縮式空調(diào)，這種空調(diào)一般要消耗8%～12% 的汽車發(fā)動機(jī)動力［2］。隨著能源的日益緊缺，節(jié)能環(huán)保已成為國際共識。利用發(fā)動機(jī)余熱驅(qū)動制冷系統(tǒng)，是一個理想的降低汽車油耗的節(jié)能方案，因而世界各國都在積極研究這種新技術(shù)。熱能驅(qū)動的制冷方式通常有兩種: 吸收式和吸附式。這兩種制冷設(shè)備的體積和重量均比目前廣泛應(yīng)用于汽車空調(diào)上的壓縮式制冷設(shè)備大，其中吸附式制冷設(shè)備又比吸收式的制冷設(shè)備大得多。如果利用發(fā)動機(jī)余熱作為驅(qū)動力給車輛提供冷能，從體積和重量的角度來看，采用吸收式制冷技術(shù)比較有優(yōu)勢［3］。M．Mostafavi 和B． Agnew 對汽車發(fā)動機(jī)排氣余熱驅(qū)動的吸收式制冷系統(tǒng)做了理論研究［4］。通用汽車公司Munther Salim 認(rèn)為采用發(fā)動機(jī)缸套余熱比采用尾氣余熱驅(qū)動吸收式制冷系統(tǒng)更加具有優(yōu)勢［2］。肖尤明等將溴化鋰溶液直接充注在汽車發(fā)動機(jī)機(jī)體缸套中，并研究了該方案的可行性［5］。金蘇敏研究了柴油機(jī)廢氣驅(qū)動的溴化鋰制冷循環(huán)運(yùn)行特性［6］。由于汽車空調(diào)工作環(huán)境特殊，要求制冷量大，體積、重量和結(jié)構(gòu)形狀受到嚴(yán)格限制，因此發(fā)動機(jī)余熱驅(qū)動制冷設(shè)備在實際應(yīng)用上存在一定困難。
本文根據(jù)大中型客車車身結(jié)構(gòu)特點和溴化鋰吸收式制冷原理，提出一種新型的大中型車發(fā)動機(jī)余熱驅(qū)動的吸收式制冷裝置。該新型汽車發(fā)動機(jī)余熱驅(qū)動吸收式制冷裝置以溴化鋰水溶液為工質(zhì)，各換熱器獨(dú)立安裝于車廂底板下且位于同一平面內(nèi)，利用特殊設(shè)計的連接管道連接形成密閉回路，合理利用車上的有限空間，解決現(xiàn)有汽車發(fā)動機(jī)余熱驅(qū)動吸收式制冷設(shè)備因體積和重量過于龐大而無法應(yīng)用于車輛上的問題。
通過利用傳熱學(xué)、流體力學(xué)等理論對新型大中型汽車發(fā)動機(jī)余熱驅(qū)動的溴化鋰吸收式制冷裝置進(jìn)行數(shù)值計算，結(jié)果表明，利用該結(jié)構(gòu)取代現(xiàn)有大中型汽車空調(diào)是可行的。
新型大中型汽車發(fā)動機(jī)余熱驅(qū)動的溴化鋰吸收制冷裝置中，冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、發(fā)生器分別獨(dú)立安裝在車廂底板下且位于同一平面內(nèi)，利用特殊設(shè)計的連接管道連接形成密閉回路，有效利用車內(nèi)有限空間，解決了現(xiàn)有汽車發(fā)動機(jī)余熱驅(qū)動吸收式制冷設(shè)備因體積過于龐大而無法應(yīng)用于車輛上的問題。有效的提高了能源的使用率，節(jié)省了能源。
新型制冷空調(diào)在車體上增設(shè)燃油液體加熱器，可以使汽車在任意工況下都滿足制冷量要求。
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