汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)余熱吸收式制冷研究

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【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人類(lèi)社會(huì)對(duì)于舒適度的要求也越來(lái)越高，根據(jù)現(xiàn)有的汽車(chē)用空調(diào)制冷系統(tǒng)的形式，為了減少汽車(chē)的油耗以及提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，結(jié)合汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的多余熱量，提出了一種利用發(fā)動(dòng)機(jī)余熱的吸收式制冷系統(tǒng)，結(jié)合單效溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組的性能，提出了一種由發(fā)動(dòng)機(jī)，水箱，溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)，溫差發(fā)電模塊等組成的一種利用汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)余熱來(lái)作為熱源進(jìn)行吸收式制冷及溫差發(fā)電的循環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)利用溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)來(lái)替代傳統(tǒng)的汽車(chē)制冷空調(diào)系統(tǒng)，因此不僅能夠有效利用發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水的余熱，而且還能節(jié)省油耗，提高汽車(chē)的動(dòng)力，為汽車(chē)的蓄電池充電，實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

【關(guān)鍵詞】吸收式制冷；余熱利用；溫差發(fā)電

1總論

余熱回收利用是提高經(jīng)濟(jì)性、節(jié)約燃料的一條重要途徑。在汽油燃燒后，約有30%的能量被轉(zhuǎn)化作為動(dòng)力，而有約70%的能量因?yàn)樯釗p失而失去，如果能夠?qū)⑦@70%的能量給利用回收起來(lái)，不僅能夠極大的提高石油的能量轉(zhuǎn)化效率，而且還能夠減輕環(huán)境的污染。從中國(guó)的國(guó)情出發(fā)，解決能源約束矛盾，一方面要開(kāi)源，加大能源的采探力度，并充分利用國(guó)外的資源。而另一方面，則要全面節(jié)約優(yōu)先的原則，大力解決能源，提高能用利用的效率。但世界能源總有枯竭的一天，因此提高能源的利用率是解決能源短缺問(wèn)題的關(guān)鍵手段。雖然我國(guó)的能源儲(chǔ)量十分巨大，但是由于技術(shù)發(fā)展的不成熟，導(dǎo)致了能源的利用率較低，較低的能源利用率就意味著會(huì)產(chǎn)生巨大的余熱，如果能將這部分低品位熱源集中的利用起來(lái)，那么汽車(chē)的能源利用率則會(huì)呈現(xiàn)明顯的增長(zhǎng)，從根本上減少能源的消耗。

2吸收式制冷的理論

系統(tǒng)中使用制冷劑和吸收劑作為工作流體，稱(chēng)為吸收式制冷的工質(zhì)對(duì)。吸收劑對(duì)制冷劑蒸汽具有很強(qiáng)的吸收作用，制冷劑蒸汽在蒸發(fā)器中被噴淋下來(lái)，在噴淋下來(lái)的過(guò)程中發(fā)生氣化現(xiàn)象，通過(guò)換熱器與外界進(jìn)行熱量的交換，吸收外界的熱量，由于蒸發(fā)器與吸收器所連通，制冷劑蒸汽會(huì)自發(fā)的向吸收器方向流動(dòng)，在吸收器中的吸收劑具有吸收制冷劑蒸汽的能力，因此會(huì)不斷的吸收吸收器上部制冷劑蒸汽，使得吸收器上部空間制冷劑蒸汽減少，導(dǎo)致制冷劑蒸汽所占分壓降低，由于蒸發(fā)器與吸收器相連通，因此蒸發(fā)器上部空間制冷劑蒸汽所占分壓同樣降低，因此使得蒸發(fā)器形成負(fù)壓，制冷劑溶液會(huì)源源不斷的蒸發(fā)，形成制冷劑蒸汽被吸收器吸收。吸收器中吸收了制冷劑蒸汽的濃溶液由于吸收了制冷劑蒸汽，因此形成了稀溶液，同時(shí)放出大量的熱量，因而需要通過(guò)空氣冷卻裝置或者水冷卻裝置將其熱量帶走，避免溶液溫度的提高造成溶液吸收能力的下降，吸收器中的稀溶液被泵提供壓力后通過(guò)溶液熱交換器進(jìn)入到發(fā)生器中，對(duì)發(fā)生器的溶液進(jìn)行加熱，稀溶液被加熱后其中的制冷劑揮發(fā)出來(lái)后形成制冷劑蒸汽進(jìn)入到冷凝器被冷凝，然后回到了蒸發(fā)器中。而發(fā)生器中的濃溶液則又通過(guò)溶液熱交換器進(jìn)入到吸收器中重新吸收制冷劑蒸汽。如果將吸收式制冷系統(tǒng)與壓縮式制冷系統(tǒng)進(jìn)行比較，那么溶液回路就相當(dāng)于壓縮式制冷系統(tǒng)的壓縮機(jī)，用以提高氣體的能量。

3吸收式制冷的特點(diǎn)

吸收式制冷由于其獨(dú)特額運(yùn)行方式，其具有一些壓縮式制冷系統(tǒng)所不具有的優(yōu)點(diǎn)：1）耗電較少，僅僅需要為泵提供一定的能量即能夠推動(dòng)系統(tǒng)的循環(huán)；2）對(duì)熱源的要求較低，可以利用一些無(wú)法進(jìn)行其他用途的低品位熱量來(lái)作為熱；因此其適應(yīng)性強(qiáng)，適用范圍廣，節(jié)能效果極強(qiáng)，運(yùn)行費(fèi)用大大降低；3）基本上無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，因此運(yùn)行平穩(wěn)，噪聲小；4）對(duì)環(huán)境的污染小，吸收式制冷所采用的工質(zhì)對(duì)對(duì)于環(huán)境無(wú)污染，可以放心的使用。盡管吸收式制冷有著如此多的優(yōu)點(diǎn)，但是同時(shí)其也具有一定的局限性，制冷效率較低，需要的冷卻水量較大，以及占地面積較大等一系列問(wèn)題還影響著吸收式制冷無(wú)法完全替代壓縮式制冷，因此對(duì)于吸收式制冷需要以辯證的眼光來(lái)看待與使用。通過(guò)對(duì)現(xiàn)在各種汽車(chē)的制冷空調(diào)系統(tǒng)予以分析，對(duì)運(yùn)用吸收式制冷系統(tǒng)安裝在汽車(chē)上的可行性進(jìn)行分析與調(diào)研。本設(shè)備研究了一種將一部分汽車(chē)余熱與作為吸收式制冷系統(tǒng)的熱源進(jìn)行制冷，同時(shí)將另一部分作為溫差發(fā)電的熱端進(jìn)行發(fā)電。對(duì)其中的發(fā)生器，吸收器等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)計(jì)算。同時(shí)還對(duì)其中的各個(gè)部位進(jìn)行了熱計(jì)算，設(shè)計(jì)計(jì)算，使得吸收式制冷空調(diào)的結(jié)構(gòu)，噪聲以及制冷量都能夠滿(mǎn)足汽車(chē)舒適度的要求。

參考文獻(xiàn)

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作者：王偉哲單位：山東科技大學(xué)