专利名称：汽车废气暖冷两用空调机的制作方法
技术领域：
本发明属于节能技术领域，尤其属于冬季利用汽车废气的余能采用热交换技术给汽车自身供暖，夏季利用汽车废气采用溴化锂吸收式制冷技术为自身调温的废气余能利用的节能技术领域。
目前，少数豪华型大客车和多数小轿车夏季是利用压缩制冷技术对本身进行空气调节，压缩机是利用汽车的转轴通过皮带等传动消耗汽车的有用功率进行制冷工作。大客车在乘人满员的情况下需要3500大卡的制冷量才能满足空气调节的要求，这就要求给压缩机和风扇1.5千瓦的功率。根据额定负荷下大客车技术参数的计算表明，制冷1.5千瓦功率要消耗燃油总功率的7.5％。也就是说，在同样动力条件下，大客车增加空调机，燃油量要增加7.5％。按额定负荷下百公里耗油26升计算，百公里要增加油耗2升，显然成本增加不少，而且如果汽车低于额定负荷下运行，要保持制冷量，压缩机和汽车的耗油比将大大增加，这就是为什么普通大客车不用压缩制冷为本车调温的直接原因。在现有的汽车空调中，汽车负荷低时，司机为压低这个耗油比将空调关小，这时制冷量又不够，影响了空调制冷量。
本发明的目的就是要在不消耗汽车的有用功率即不增加耗油量的情况之下，运用这套设施夏季能制冷冬季能供暖给汽车自身调温。就是说利用汽车废气的余能，夏季采用溴化锂吸收式冷水机组制冷，冬季在不增加任何设备之下，采用热交换技术供暖，以达到利用汽车废气的余能为大客车创造舒适的乘座条件。
理论计算和现有技术都表明，这个目的是不难实现的。先了解如下技术参数大客车时速90公里时，100公里耗油26升；汽车废气刚出气缸时的温度为600--900℃；汽油的燃烧值为46200焦/克；空气在100--250℃的比热为0.245卡/度.克；在α＝1，即汽油刚好完全燃烧的条件下，其燃烧化学方程式为
1/4400352162由于气缸燃烧用的是空气，所以燃烧400克氧气的同时将有4倍的氮气即1400克氮气进入气缸，并吸收汽油燃烧的能量。
从上面的技术参数和化学方程计算得出结论如下一克分子即1/4克汽油完全燃烧后生成600-900℃的废气为1914克；大客车每秒耗油量为4.6克，燃烧后生成废气76克；以空气的初始温度为50℃，废气平均温度为700℃计算，76克废气吸收汽油燃烧时的能量为50千瓦；利用废气为空气调节作功之后若温度降到375℃，则放出能量为25千瓦，从而我们可以看出制冷量若为3500大卡，仅用1.5千瓦的功率即可完成，每秒需要废气4.5克即可实现，仅需极少的一部分。因此废气从排气管靠近排气歧管处旁路取出作空气调节之用，促进了废气的排放，对汽车的动力性能有好处，而没有任何不良影响。从而可知，利用汽车废气余能对本身进行空气调节，其能源条件十分充足，汽车即使是慢速行驶甚至在怠速状态，只要增加废气量(三路全部进气)，也能满足全负荷制冷的要求，而不受汽车负荷的影响。而且热交换技术和溴化锂吸收式制冷技术不复杂且已十分成熟，应用极为广泛。更重要的是，整机的制造，只是铜管、钢板、几台离心泵，没有什么贵重器材，造价不高。从理论计算到现用技术以及制造成本，充分说明本发明技术成熟，工艺简单，成本不高，体积不大，废能充足，制冷稳定，具有很强的实用性。
本发明由以下六部分组成溴化锂吸收式制冷系统、废气加热系统、温控系统、冬用热水夏用冷水系统、冷却水系统和水位报警系统。夏季制冷用溴化锂吸收式冷水机组，以汽车的废气为加热能源，溴化锂溶液为吸收剂，水为制冷剂制取7-12℃的冷水循环于车内上方的管道之中进行空气调节。冷却水系统吸收并由散发制冷剂释放和工作废气释放出的热量。
冬季仅用废气与冷水系统采用热交换制取热水，循环于夏天循环冷水的管道之中，进行空气调节。
下面结合附图对本发明作进一步的说明
图1为本发明的原理图；如图1所示原理图中，溴化锂吸收式制冷系统是本发明的核心，它通过废气对高压发生器3加热，使溴化锂溶液中的水份蒸发而变浓作为吸收剂，吸收制冷剂水中的热量，同时又将这部分热量和废气的热量交给冷却水系统带走散发掉。冷水在车内循环调节空气。这中间有4个循环，即废气循环、冷水循环、冷却水循环和溴化锂浓稀溶液的循环。除废气靠压差进行循环外，其余均靠离心泵进行循环。
如图1所示系统图中废气加热系统，包括废气取排支路、高压发生器3的加热部分和换热冷水两用容器13的加热部分。夏季制冷将阀门2、18、8、14加盲板堵死，将截断阀E、F打开，废气由排气主管20的进气口1经调温阀组进入高压发生器3，再从排气出口19排入排气主管20的后部，废气由压差循环，这就完成了废气对高压发生器3的加热过程。此时的换热、冷水两用容器13仅作冷水箱，用以确保冷水循环有足够的冷水。冬季供热将阀门2、18、8、14打开，E、F加盲板堵死，废气通过入口1阀门2、8进入换热、冷水两用容器13，再经阀门14、18从废气出口19排入排气主管20的后部。此时的换热、冷水两用容器13仅作换热器用，供给足够循环用热水。
如图1原理图所示，温控系统包括废气取排支路和热电耦15组成。取排气过程为大客车6个气缸，作功后产生600--900℃的废气，经排气支管排到排气主管20之内，在排气支管附近，从排气主管20上引出甲、乙、丙三路支管为高压发生器3的进气口1，其管径各为排气主管20的1/15，到高压发生器3的入口处汇成一路进入高压发生器3。甲、乙、丙三路支管由A、B、C、D阀组控制进入高压发生器3的进气量，以实现把车内的气温控制在26±5℃范围之内。控温过程为车刚发动时，车内温度高于26℃，此时微机指令阀A、B开，阀C、D闭，高压发生器3由甲、乙、丙三路进气，车内温度开始下降；当车内温度降到23℃时，热电耦15的信号由微机判断后，微机指令阀A关闭，阀C打开，将乙路与高压发生器3旁路，成甲、丙两路进气，若温度继续下降，至21℃时，微机指令阀B关闭，阀D打开，只有一路甲进气。进气量减少，溴化锂溶液吸收程度减弱，车内温度开始上升，当升至23℃时，微机接到热电耦信号后，指令阀D关闭，阀C打开，成甲、丙两路进气，若温度继续升高，到26℃时，微机指令阀A打开，阀C关闭，成为甲、乙、丙三路进气。这样，通过改变高压发生器3的进气路数来调整其进气量的大小，从而改变溴化锂溶液的吸收程度，调整制冷量，达到调节车内气温的目的。把车内温度控制在26±5℃的范围之内。冬季供暖调温，同样通过调整进气路数来控制换热、冷水两用容器13的加热程度，调整热水温度，从而达到调整车内气温的目的，把车内温度控制在合适的温度范围之内。
图1系统图中所示冬用热水夏用冷水系统，包括铜管、冷水泵6、冷水换热部分9(在溴化锂吸收式制冷系统内)、换热、冷水两用容器13，它完成热水或冷水在车内的循环，以调整车内的温度。
图1系统图中所示冷却水系统，包括铜管、冷却水泵7、冷却水换热部分5(在溴化锂吸收式制冷系统内)、冷却水箱11、散热器16、电风扇17。它在循环过程中，把制冷剂水中的热量和废气的热量吸收并经散热器16和风扇17散发到大气中，这一步是本发明制冷效果好坏的关键。不过从汽车气缸的散热效果来分析，气缸工作产生2500℃的高温工作气体，有数十千瓦.的热量由散热器散发掉以保证气缸的正常工作，而本发明的高压加热器3仅仅需用1.5千瓦为其加热，这点热量被散热器16散发掉，确保冷却水的温度在32--38℃的技术指标之内，是很容易实现的。
图1所示系统中，水位报警系统，包括水位传感器和报警器，当冷水箱或冷却水箱的水位降低到第一水位值时，发出报警值1，提醒司机给水箱加水，若不及时加水，水位继续下降，降至第二水位值时，发出报警值2，提醒司机若再不及时加水，可能造成整套设备损坏。这时司机或者及时加水，或者停止设备运行以确保设备的安全。
权利要求
1.一种汽车废气暖冷两用空调机，由溴化锂吸收式制冷系统、废气加热系统、温控系统、冬用热水夏用冷系统、冷却水系统和水位报警系统组成，其特征在于夏季以汽车废气为能源，溴化锂溶液为吸收剂，水为制冷剂，冷却水散失掉热量制取冷水；冬季以废气为能源供冬用热水系统换热器制取热水，把车内温度在夏冬两季均控制在26±5℃范围以内。
2.根据权利要求1所述的废气加热系统，其特征在于不管夏季制冷，或是冬季供热，其能源均用汽车自身的废气来完成，达到既方便又节能的目的。
3.根据权利要求1所述溴化锂吸收式制冷系统，其特征在于溴化锂吸收式制冷机组的高压发生器(3)采用汽车的废气来完成加热。
4.根据权利要求1所述的冷却水系统，其特征在于溴化锂吸收式制冷机组的热量散失采用机械散热器和电风扇来完成的。
5.根据权利要求1所述冬用热水夏用冷水系统，其特征在于一套设备冬、夏两用，夏季作冷水箱，确保冷水循环有足量的水源，冬季作换热器，供给循环用的足量热水。
6.根据权利要求1所述废气加热系统，其特征在于废气进气量采用A、B、C、D四个阀门调整废气的进气路数来实现废气流量的调节的。
全文摘要
本发明公开了一种汽车废气冷暖两用空调机,用于汽车车内温度调节。它包括溴化锂吸收式制冷系统、废气加热系统、温控系统、冬用热水夏用冷水系统、冷却水系统和水位报警系统。夏季用汽车废气为能源、溴化锂溶液为吸收剂、水为制冷剂,冷却水系统散掉热量制取冷水;冬季以汽车废气供冬用热水系统热交换制取热水,把车内气温在夏冬两季控制在26±5℃之内。因废能充足,技术成熟,工艺简单,造价低,体积小,实用性强。
文档编号B60H1/18GK1242310SQ9811583
公开日2000年1月26日 申请日期1998年7月17日 优先权日1998年7月17日
发明者成汝峰, 张胜涛, 冯永新, 李跃甫, 朱治国, 孙元亨, 田群英 申请人:成汝峰, 朱治国