发动机余热回收式车载空调系统的制作方法

本发明涉及空调系统技术领域，特别是一种发动机余热回收式车载空调系统。

背景技术：

汽车发动机的实用效率一般为35％～40％,未被利用的燃料发热量一部分被冷却液带走,一部分被汽车尾气带走并通过汽车尾气排放装置排放到大气中。这表示高达70％的有效能源没有被有效利用。因此回收和利用这部分余热来驱动汽车空调系统，是一种很有效的节能方案。

现有汽车空调系统一般采用单级蒸汽压缩式制冷循环。它是由汽车的主发动机来驱动压缩机，压缩机消耗主发动机部分动力，会影响车辆的加速性能，且空调装置的冷量会随车速的变化而变化，汽车空调系统将会增加汽车燃油量10％-20％。汽车空调采暖系统一般采用水暖式。它是以发动机的冷却液为热源，通过热交换器，把送风机送来的车外的冷空气或车内空气与发动机冷却液进行热交换，提高车内温度，而汽车采暖系统受发动机运行限制较大。

目前新型发动机余热回收系统的原理为将热能转化为电能，而通常热电转化率只有12％，未能实现热能的有效回收利用，如果能将这些热能全部收集起来，直接使用，将更好的实现节能环保。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种发动机余热回收式车载空调系统，解决了现有发动机余热的能量热电转化率低而造成的资源浪费以及车载空调耗油量大等缺陷。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案具体为：

本发明提供的发动机余热回收式车载空调系统，包括车载式空调系统和安装在发动机上的余热回收储存罐，其中，所述余热回收储存罐将发动机上的余热进行收集，并将收集到的热量提供给车载式空调系统。

优选地，所述余热回收储存罐设置在发动机中的冷却液循环系统上，构成冷却液的热量回收系统，用于与冷却液进行热交换，将冷却液中的热量进行储存。

优选地，所述冷却液的热量回收系统包括发动机内的循环冷却液传热出口，该传热出口依次与冷却液储液罐、冷却液阀、余热回收储存罐、冷却液泵和发动机内的循环冷却液传热入口连接，组成热量回收循环回路。

优选地，所述余热回收储存罐还与发动机上设置的废气排气管连接，用于与废气进行热交换，将废气中的热量进行储存。

优选地，所述废气排气管的一端穿过余热回收储存罐，并置于余热回收储存罐外。

优选地，所述车载空调系统包括空调的制冷回路和空调的制热回路，其中，所述空调的制冷回路和制热回路中所需的热源均由余热回收储存罐提供。

优选地，所述余热回收储存罐依次与热水储水罐、冷风阀、吸收式制冷空调器和热水泵连接，组成空调的制冷循环回路。

优选地，所述余热回收储存罐还依次与热水储水罐、暖风阀、第一散热器和热水泵连接，组成空调的制热循环回路。

优选地，所述发动机上还设置有发动机散热系统，当余热回收储存罐储存的热量达到饱和，用以将发动机循环冷却液中未被储存的热量散出。

优选地，所述余热回收储存罐为氢氧化钡钢制储存罐。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的发动机余热回收式车载空调系统，首先是通过安装在发动机上的余热回收储存罐将发动机产生的余热进行收集储存，并将储存的余热用于车载空调中，使得在冬季制热或夏季制冷时，发动机不工作同样可以实现采暖或制冷，同时储存的热量还可用于冬季起车时的预热，无需耗油，更加节能。与目前新型发动机余热回收系统相比，本发明将热能直接储存起来，而不是将热能转化为电能，实现了热能的充分回收，节能环保。

进一步的，余热回收储存罐将发动机冷却液所携带的热量与汽车燃料燃烧产生尾气的热量储存起来，有效的回收了发动机余热，降低汽车尾气排放温度，减少城市热污染，保护环境。

进一步的，空调的制冷系统中，采用的是只需要消耗热量的吸收式制冷空调器，使汽车制冷时无需耗油，同时不会对环境产生污染，更加节能环保。

进一步的，余热回收储存罐采用的氢氧化钡钢制储存罐储热性能好，安全无毒。

附图说明

图1是余热回收式车载空调系统结构示意图；

图2是溴化锂吸收式空调系统结构示意图；

图3是氢氧化钡钢制储存罐布管走向图；

图4是氢氧化钡钢制储存罐尾气走向图；

其中，1、发动机 2、氢氧化钡钢制储存罐 3、废气排气管 4、冷却液储液罐 5、冷却液阀 6、热水储水罐 7、冷风阀 8、吸收式制冷空调器 9、热水泵 10、暖风阀 11、第一散热器 12、冷却液泵 13、散热阀 14、第二散热器 15、发动机冷却液管道 16、空调用热水管道 801、发生器 802、冷凝器 803、蒸发器 804、吸收器 805、溶液泵 806、热交换器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：

如图1所示，本发明提供的发动机余热回收式车载空调系统包括发动机余热回收系统、发动机的散热系统和汽车空调采暖系统。其中，所述发动机的散热回路包括发动机1的内循环冷却液传热出口，该传热出口依次与散热阀13、第二散热器14、冷却液泵12、发动机1的内循环冷却液传热入口连接，组成散热循环回路。

所述发动机余热回收回路包括发动机1的内循环冷却液传热出口，该传热出口依次与冷却液储液罐4、冷却液阀5、氢氧化钡钢制储存罐2、冷却液泵12和发动机1的内循环冷却液传热入口连接，组成热量回收循环回路，其中，氢氧化钡钢制储存罐2还与发动机废气排气管3相连。

所述氢氧化钡钢制储存罐2向车载空调系统提供热源，其中，所述氢氧化钡钢制储存罐2依次与热水储水罐6、冷风阀7、吸收式制冷空调器8和热水泵9连接，组成空调的制冷循环回路；

所述氢氧化钡钢制储存罐2还通过热水储水罐6依次与暖风阀10、第一散热器11和热水泵9连接，组成空调的制热循环回路。

进一步的，所述吸收式制冷空调器采用的是溴化锂吸收式制冷空调器。

进一步的，所述氢氧化钡钢制储存罐2内设置有发动机冷却液管道15、空调用热水管道16和废气排气管3。其中，所述发动机冷却液管道15、空调用热水管道16和废气排气管3均为S型管道，且三者互相平行放置。

发动机余热回收式车载空调系统的原理如下：

采用氢氧化钡储热密度高、导热系数较大,而且来源丰富、价格便宜，且单位体积相变储热能力(582J/cm³)几乎是目前水合盐储热材料中最高的,其相变温度基本在78℃左右徘徊,变化很小，而发动机工作温度在80℃-90℃，可以很好地利用其储热性能将汽车发动机余热储存起来。

同时真空钢制保温瓶可以稳定的储存氢氧化钡，其保温性好。汽车发动机燃料发热量的25％左右被冷却液带走,35％-45％被尾气带走,汽车尾气及冷却液所携带的热量相当可观，因此本发明利用氢氧化钡将高温汽车尾气及冷却液所携带的热量储存起来。

吸收式制冷空调器以热能为驱动能源，因此汽车制冷时可直接消耗氢氧化钡中储存的热量进行制冷。冬季采暖时，则利用热水提取氢氧化钡中储存的热量与车内空气换热，进行采暖。冬季环境温度较低，发动机不易启动，因此可利用氢氧化钡中的热量对发动机进行预热。

发动机余热回收式车载空调系统的工作过程如下：

当汽车开始运行，发动机开始工作时将产生大量的热量，一部分热量由发动机的循环冷却液所携带，使得发动机循环冷却液温度升高，温度较高的循环冷却液在循环过程中将热量存储在氢氧化钡钢制储存罐2内；

发动机工作时的另一部分热量以高温汽车尾气的形式产生，废气排气管3通过与钢制储存罐内的氢氧化钡进行换热，将尾气的热量存储起来，换热后温度降低的尾气排入大气中。

当氢氧化钡钢制储存罐2储存的热量达到饱和后，开启散热阀13，启动第二散热器14将发动机1循环冷却液的未被储存的多余热量散出，降低发动机的温度，保证汽车的行驶安全。

当夏季制冷时，关闭暖风阀10切换空调冷风阀7，开始汽车制冷循环。吸收式制冷空调器8的发生器801内所需要的热能通过空调用热水管道16将热水储水罐6中的低温热水与氢氧化钡钢制储存罐2进行热交换，将储存罐中储存的热量提取出来，对发生器801内的稀溶液进行加热，使之沸腾，产生冷剂蒸汽后变为浓溶液，而冷剂蒸汽进入冷凝器802，在冷凝器802内被冷却成冷剂水，经节流后进入蒸发器803。吸收器804出来的稀溶液由溶液泵805升压后，经溶液热交换器806与发生器801出来的高温浓溶液进行换热升温后进入发生器801。由发生器801出来的浓溶液经溶液热交换器806放热温度降低后进入吸收器804，与吸收器804中的稀溶液相混合，吸收来自蒸发器803的低压冷剂蒸汽变为稀溶液，使蒸发器803中的低压得以维持，从而达到连续制冷的目的。

当冬季制热时，关闭空调冷风阀7切换到暖风阀10，汽车开始采暖循环。空调用热水管道16将热水储水罐6中的低温热水与氢氧化钡钢制储存罐2进行热交换，将储存罐中储存的热量提取出来，使空调用热水管道16中的水温度升高，热水流经暖风阀10，进入第一散热器11中，把送风机送来的车外的冷空气或车内空气与空调用热水管道16中的热水进行热交换，使得车内温度升高。

冬季汽车发动机点火前，打开冷却液泵12，经氢氧化钡加热的冷却液对发动机进行预热，有效地解决了冬季发动机点火困难的问题。

其中，所述的热水泵9的作用为提供热水循环所需要的动力；所述的冷却液泵12的作用为提供冷却液循环所需要的动力；所述的冷却液储液罐4的作用为储存冷却液；所述的热水储水罐6的作用为储存热水。

本发明有效的回收了汽车发动机高温尾气及发动机循环冷却液冷却发动机时所携带的热量，并将其存储在储热稳定性良好的氢氧化钡钢制储存罐中，直接将热能存储，而没有进行热电转化，能量利用率极高，并采用只需要消耗热量的吸收式制冷空调器，使汽车制冷时无需耗油，更加节能环保。由于热量的有效储存，汽车在制冷或者采暖时可以连续的提取热量，与汽车发动机的运行情况互不影响，使得汽车采暖空调的运行更加稳定、连续，同时解决了冬季发动机点火困难的问题。