汽车尾气余热利用的新原理空调装置研究.pdfVIP

第 32卷第20期 企 业 技 术 开 发 2013年 7月 V01．32 No．20 TECHN0L0GICAL DEVELOPMENT 0F ENTERPRISE Ju1．2013 汽车尾气余热利用的新原理空调装置研究 李林桃 ，张 强，李 斌，吕津宁 (北京科技大学 ，北京 100083) 摘 要：文章所研究装置是一套回收利用汽车尾气余热进行制冷的新原理空调装置，该装置采用以分子筛一水为工质对的双 床吸附式制冷原理利用尾气余热驱动汽车空调进行连续制冷 。该系统不使用压缩机 ，因而不会大幅度使用汽车高品位电能 或机械能，从而大幅度降低 了汽车制冷耗油量 ，此外系统以水为制冷剂 ，对汽车设备没有任何危害，符合当前能源、环境协调 发展的总趋势。吸附式制冷空调结构简单 ，较压缩机式汽车空调 ，减少了机械噪声和机械振动，延长了制冷系统的使用寿命 ， 降低 了汽车的运行和维护费用，有望大规模推广。文章所研究的小型吸收式制冷示范装置可实现约500W的制冷量，制冷温 度约为15℃ ，取得了良好的预期效果。 关键词：尾气余热；空调制冷；吸附式制冷；节能 中图分类号：TB61 文献标识码 ：A 文章编号：1006—8937(2013)20—0003—02 在重型货车以及重型机械设备中利用发动机尾气废 1 装置研制背景及意义 热进行吸附式制冷即使在怠速的状态下也是完全可以满 北京的夏 日原本已经酷热难耐，而且我们还常会遇到 足驾驶室内空调负荷的，而在满负荷状态下则更容易获得 这样的情况：在炎炎夏 日乘坐公交时，每当遇到红绿灯停 更多制冷量 ，满足制冷需求，初步证明采用发动机尾气余 车时，大量的汽车拥堵到一块 ，这时你就会感觉一股热浪 热制冷是可行的。故该作品装置的实际应用价值和潜在的 向你涌来。这股热流不仅仅是因为夏天的高温原因，主要 经济效益是巨大的，有望大规模地推广应用。 是由汽车排放出来的高温尾气所导致的。本文我们试想是 2．2 基本原理分析 否能够将排放的尾气所携带的热量加 以利用。 如图2所示 ，假定实验开始时，l床为解吸床，2床为吸 研究表明，2010年我国的汽车尾气排放总量高达5226．8 附床 ，利用尾气余热加热床1。此时，阀fqVl、V4开启，v2、 万t，汽车排放废气的同时也带走大量的余压余热，以现有 V3关闭。床1中的水(制冷剂)被尾气加热成为高温高压气 的内燃发动机指标评估，燃油中60％的能量没有得到有效 体进入冷凝器，在冷凝器中被冷却介质(空气)冷却成常温 利用 ，绝大部分以余热的形式排放到大气中，这不仅造成 高压液态水并储存在储液器中，储液器中的液态水经节流 了巨大的能源浪费，而且严重污染了环境 (热污染)，若能 阀到达蒸发器实现蒸发吸热过程，从而达到制冷效果。而 将其二次利用，不仅可以节约能源，还具有重大的环保意 解吸的同时风机开启，对床2进行冷却。床2中的常温分子 义和社会效益。 筛对蒸发器中的气态水进行压差吸附，从而使得水蒸气进 入床2而变成液态水。一段时间后，床1解析完毕 ，同时床2 2 装置研制可行性分析 吸附达到饱和，再将尾气对床2进行加热，即阀f]V2、V3开 2．1 运作条件分析 启 ，V1、V4关闭，再次进行上述过程。通过这两台吸附／解吸 基本思路为 根据文献查阅发动机排放尾气的基本参 床的交替循环工作即可实现连续性制冷。 数，利用发动机的排气量及排气温度 ，估算出其所能产生 的制冷量 ，结合不同车型的冷负荷 ，分析利用发动机尾气 余热进行吸附式制冷的可行性。 按查阅的相应数据，分别对查询得到的各类型发动机 的汽车做负荷计算及200K温降时的理论