[发明专利]一种余热驱动的微型车载吸收式制冷装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种余热驱动的微型车载吸收式制冷装置，属于汽车制冷系统技术领域。

背景技术

我国汽车及其相关发动机、柴油机能耗占全国总能耗比重接近全国成品油的60％，目前汽车发动机中25％的能量是以冷却水散热的形式损失了，而与此同时约有7％的燃油是用在空调制冷，因此利用发动机的废热进行制冷既可以节省燃油，还能够利用废热，对我国汽车工业的发展有着重要意义。

目前，国内外对新型车用空调技术的研究，主要集中于喷射式制冷、吸附式制冷、吸收式制冷、半导体制冷、热声制冷等。在这些制冷技术中，用于车载制冷设备时能满足体积小、效率高要求的只有吸收式制冷，其技术较为成熟，在工业余热利用中已实现规模化生产。但现存的吸收式制冷设备体积普遍较大，不便直接装配，故在发动机余热资源的利用中吸收式制冷设备的微型化显得尤为重要。

吸收式工质对的选择对其物理化学性质方面都有相应的要求，目前较为普遍的吸收式制冷机普遍采用溴化锂溶液作为吸收剂，水或氨水溶液作为制冷剂。

溴化锂溶液对吸收式机组常用的黑色金属和紫铜有强烈的腐蚀性，且其在有空气存在时更为严重，直接影响了机组的使用寿命。而其腐蚀产生的氢气是机组运行中不凝性气体的主要来源，不凝性气体在机组内的积聚，直接影响了吸收过程和冷凝过程从而导致了机组性能的下降。此外，腐蚀形成的铁锈、铜锈等脱落物，随溶液循环，极易造成喷嘴和过滤器的堵塞，妨碍机组的正常运行。溴化锂吸收式机组需要在真空条件下运行，对于发动机的复杂运行环境而言，要保持其相应的真空度非常困难，且不凝性气体极易进入系统，故溴化锂吸收式机组不适合用于发动机余热资源的回收利用。

氨水溶液对有色金属材料有腐蚀作用，在利用氨水溶液作为工质对的吸收式系统中不允许使用铜及铜合金材料，这使得机组在选择管材及实际装配时存在诸多不便。在发动机运行环境复杂多变的情况下，氨水吸收式机组发生泄漏的几率会明显增大，氨对人体有一定的毒性，空气中氨的体积分数达到0.5％—0.6％时人会在半小时内中毒，另外氨还可燃烧，当空气中混有氨的体积分数达到15.5％—27％时会发生爆炸。此外，氨与水的沸点相差很小，在发生过程中，蒸发出来的除了氨蒸汽还有水蒸气，故需要在发生器中增加精馏装置从而会增加设备体积，综合以上因素，故氨水吸收式机组不适合用于发动机余热资源的回收利用。

水作为制冷剂，环保且成本低廉，但由于在典型的制冷和空调工况下其饱和蒸汽压处于高真空，因此制冷装置须工作于高真空状况，用于维持真空环境的装置体积较大并且价格昂贵，并且由于泄露导致系统性能缺乏稳定性。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，并提供一种结构简单、体积小的余热驱动的微型车载吸收式制冷装置，该制冷装置提供三条循环回路，通过冷却水循环回路辅助冷却吸收剂与制冷剂，提高吸收剂对制冷剂的吸收效率；该装置采用有机分子与离子液体的混合溶液-制冷剂组成的液体工质对，该工质对对于运行环境的要求较低并且对装置无腐蚀作用，装置在常压下即可运行。

实现本发明目的所采用的技术方案为，一种余热驱动的微型车载吸收式制冷装置，至少包括余热交换装置和通过管道连通的发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器，装置中设有三条循环回路，分别为用于吸收剂循环的吸收剂循环回路、用于制冷剂循环的制冷剂循环回路和用于辅助冷却吸收剂与制冷剂的冷却水循环回路；所述冷却水循环回路包括相互连通的水槽、预冷装置和降膜器，冷却水循环回路通过水泵提供冷却水循环动力；制冷剂循环回路包括通过管道循环连通的发生器、冷凝器、节流装置、蒸发器和吸收器；吸收剂循环回路包括通过管道循环连通的发生器、冷凝器、吸收器和第一单向阀，吸收剂循环回路通过溶液泵提供吸收剂循环动力；发生器中设有用于分离制冷剂蒸汽与吸收剂液体的分离过滤装置，预冷装置和分离过滤装置从上至下依次集成于发生器内部，分离过滤装置与发生器底部构成用于加热吸收剂-制冷剂液体工质对的混合腔，混合腔由余热交换装置加热；吸收器中设有用于喷射吸收剂液体的喷射装置，喷射装置和降膜器从上至下依次集成于吸收器内部。

吸收剂循环回路中设有由通过管道连通的第一手阀和第一减压阀构成的第一回流通路，溶液泵和第一单向阀通过管道连通构成第二回流通路，两条回流通路首尾连通构成的溶液回流回路。

发生器与吸收器之间连通有由带第二手阀的管道构成的气体平衡通路，气体平衡通路连通发生器的内腔与吸收器的内腔。