汽車發(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，人類社會(huì)對(duì)于舒適度的要求也越來越高，根據(jù)現(xiàn)有的汽車用空調(diào)制冷系統(tǒng)的形式，為了減少汽車的油耗以及提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，結(jié)合汽車發(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發(fā)動(dòng)機(jī)余熱來作為熱源進(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)來替代傳統(tǒng)的汽車制冷空調(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，提高汽車的動(dòng)力，為汽車的蓄電池充電，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，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。從中國的國情出發(fā)，解決能源約束矛盾，一方面要開源，加大能源的采探力度，并充分利用國外的資源。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題的關(guān)鍵手段。雖然我國的能源儲(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，那么汽車的能源利用率則會(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，在噴淋下來的過程中發(fā)生氣化現(xiàn)象，通過換熱器與外界進(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，可以利用一些無法進(jìn)行其他用途的低品位熱量來作為熱；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題還影響著吸收式制冷無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看待與使用。通過對(duì)現(xiàn)在各種汽車的制冷空調(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足汽車舒適度的要求。

參考文獻(xiàn)

[1]榮俊梅,于惠鈞,馬召,閔婕.半導(dǎo)體溫差發(fā)電在機(jī)車能量回收中的應(yīng)用[J].湖南工業(yè)大報(bào),2018,32(2):19-25.

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作者：王偉哲單位：山東科技大學(xué)