一種緊湊型汽車餘熱吸附空調的製作方法
2023-12-04 15:51:46
專利名稱：一種緊湊型汽車餘熱吸附空調的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於暖通空調技術領域，特別涉及一種緊湊型汽車餘熱吸附空調。
背景技術：
汽車空調主要使用蒸汽壓縮式空調系統，一般要消耗8% -12%的汽車發動機動力，其中壓縮機佔80% -85%，風機佔15% _20%，這不僅增加了油耗，而且可能引起水箱過熱，影響了汽車動力性能。而且在運動的汽車中氟利昂制冷機容易洩漏，對環境造成了巨大的破壞。汽車餘熱吸附空調利用汽車餘熱進行製冷，一方面節約了能源，另一方面減少了溫室氣體的排放和氟利昂的洩漏，因此越來越受到關注。在汽車餘熱空調的應用中有人提議在大客車上採用溴化鋰吸收式制冷機，但是系統較複雜，而且吸收式系統不太適合于振動的場合。相對而言，固體吸附式製冷系統中運動部件較少，甚至可以不含運動件，而且抗振動和傾覆能力較強，比較適合應用在機動車上。而且在固體吸附式製冷系統中，冷凝溫度和吸附溫度可以根據外部熱源和吸附工質對的情況適當抬高，因此可以在系統中安排風冷， 而不必像吸收式製冷系統那樣擔心出現結晶問題。但是吸附製冷的缺點也是很明顯的，主要是製冷過程不像蒸汽壓縮式製冷那樣過程連續，而且為了保證吸附劑順利吸附、解析，需要對吸附床間歇加熱和冷卻，因此其製冷係數比較小。制約汽車吸附式空調進一步發展的主要瓶頸有兩個一是缺乏吸附性能優越的吸附劑；二是在汽車有限的空間中需要採用換熱效果更好、結構更加緊湊的換熱器。
實用新型內容本實用新型的目的在於克服現有技術存在的技術問題，提供一種緊湊型汽車餘熱吸附空調，主要從兩個方面入手，一是採用高性能的吸附劑，二是採用高性能的換熱器。為實現以上目的，本實用新型採取了以下的技術方案一種緊湊型汽車餘熱吸附空調，包括進出口直接連接發動機的吸附床，一端連接在吸附床進口、另一端連接在平行流換熱器上的冷凝器，以及設置在冷凝器下方的蒸發器，蒸發器與凍冷水管道連接。採用平行流換熱器作為吸附床。平行流換熱器具有換熱面積大、換熱高效、結構緊湊的優點，其對吸附劑的裝填量大，換熱效果好，裝填方便，封裝容易。採用平行流換熱器作為冷凝器。換熱係數高，使空調系統更加小型化。所述吸附空調採用兩個腔室，每個腔室都包括一套吸附床、一個冷凝器和一個蒸發器。此種布置使系統操作容易，減小了真空閥的設置以及閥門之間的切換。所述吸附空調採用氯化鈣和矽膠進行複合的高性能複合吸附劑。提高了系統的 COP 和 SCP。本實用新型採用高效複合吸附劑和水作為吸附工質對，採用的高效複合吸附劑為矽膠和氯化鈣複合吸附劑，通過浸漬乾燥的方法進行製備。矽膠的孔徑為8-lOnm，顆粒直徑為l_2mm，氯化鈣溶液的濃度為50%。先製備高性能複合吸附劑，把8-lOnm的矽膠浸漬在50%的氯化鈣溶液中，通過浸漬、水洗、烘乾得到氯化鈣複合吸附劑。複合吸附劑中氯化鈣的質量含量達到34. 5%，其平衡吸附量達到0. 8g/g，利用該複合吸附劑能顯著提高系統的COP和SCP，有利於系統的小型化。然後把複合吸附劑填充在平行流換熱器中，並用鋼絲網包裹好。由於平行流換熱器具有換熱面積大、換熱高效、結構緊湊的優點，採用平行流換熱器作為吸附空調的冷凝器，能夠提高換熱性能，減小吸附空調的體積，使吸附空調裝置更加緊湊化。把作為吸附床的平行流換熱器直接連接到發動機的冷卻水系統中，吸附床作為汽車的冷卻水箱對汽車的循環水進行冷卻，這樣可以不再安裝汽車水箱。另一方面，汽車循環水為汽車吸附空調提供熱源，實現了對汽車餘熱的利用。由於系統運行在負壓條件下，為了提高系統的穩定性和降低系統的成本，設計一套無真空閥門的結構，把吸附床、冷凝器、蒸發器設計在一個真空腔中，系統由兩個一樣的真空腔實現連續製冷。冷凝器通過水管連接到系統外面的一個平行流換熱器上，該平行流換熱器內部循環介質為水，採用風冷。吸附空調系統採用複合吸附劑和平行流換熱器，提高了系統的傳熱傳質性能和能量密度。所研製的利用汽車餘熱的小型化汽車吸附空調樣機，COP達到0.5， SCP 達到 200W/kg。本實用新型與現有技術相比，具有如下優點本實用新型公開了一種緊湊型汽車餘熱吸附空調。該吸附空調採用高性能複合吸附劑，提高了系統的COP和SCP。利用平行流換熱器作為吸附床，平行流換熱器屬於微通道換熱器，具有換熱面積大、換熱高效、結構緊湊的優點，提高了吸附空調的能量密度。同時採用平行流換熱器作為吸附空調的冷凝器，換熱係數高，使空調系統更加小型化。
圖1為本實用新型結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型的內容做進一步詳細說明。實施例請參閱圖1所示，一種緊湊型汽車餘熱吸附空調，包括進出口直接連接發動機2的吸附床1，一端連接在吸附床1進口、另一端連接在平行流換熱器5上的冷凝器3，以及設置在冷凝器3下方的蒸發器6，蒸發器6與凍冷水管道4連接。採用平行流換熱器作為吸附床1。採用平行流換熱器作為冷凝器3。吸附空調採用兩個腔室，每個腔室都包括一套吸附床、一個冷凝器和一個蒸發器。本實施例製作過程(1)高效複合吸附劑的製作A、配置50%濃度的氯化鈣溶液；B、將孔徑8-lOnm，顆粒直徑l_2mm的矽膠在真空環境下浸漬在氯化鈣溶液中，浸漬時間為Mh ；C、水洗。將浸漬有氯化鈣的矽膠進行快速水洗，洗去表面的氯化鈣溶液；D、乾燥。通過上述方法製備的複合吸附劑，其氯化鈣質量含量達到34. 5%，對水的吸附量可以達到0. 8g/g。(2)吸附劑的裝填將乾燥後的吸附劑均勻裝填在平行流換熱器的翅片間，裝填結束後，用篩網將吸附劑封裝在換熱器內。篩網目數為40目。(3)製冷系統的連接吸附空調系統如圖1所示。把吸附床、冷凝器、蒸發器設計到一個真空腔體中，吸附床在最上面，冷凝器在腔體側面，蒸發器在腔體最下面，蒸發器採用翅片管，並採用滿液式蒸發，系統有兩個一樣的真空腔構成來實現連續製冷。(4)系統的運行。吸附床進出口直接連接發動機的循環冷卻水，冷凝器也採用平行流換熱器樣式， 並且冷凝器進出口通過水管連接到系統外面的一個平行流換熱器上，系統外面的平行流換熱器用自然風進行冷卻。A床脫附，B床吸附時，發動機餘熱為A床提供再生熱源，系統外面的平行流換熱器中冷卻水先流進A床對應的冷凝器，然後流進B床，對B床進行冷卻；B床脫附，A床吸附時，發動機餘熱為B床提供再生熱源，系統外面的平行流換熱器中冷卻水先流進A床對應的冷凝器，然後流進A床，對A床進行冷卻。上列詳細說明是針對本實用新型可行實施例的具體說明，該實施例並非用以限制本實用新型的專利範圍，凡未脫離本實用新型所為的等效實施或變更，均應包含於本案的專利範圍中。
權利要求1.一種緊湊型汽車餘熱吸附空調，其特徵在於包括進出口直接連接發動機O)的吸附床(1)，一端連接在吸附床⑴進口、另一端連接在平行流換熱器(5)上的冷凝器(3)，以及設置在冷凝器C3)下方的蒸發器(6)，蒸發器(6)與凍冷水管道(4)連接。
2.如權利要求1所述的緊湊型汽車餘熱吸附空調，其特徵在於採用平行流換熱器作為吸附床(1)。
3.如權利要求1所述的緊湊型汽車餘熱吸附空調，其特徵在於採用平行流換熱器作為冷凝器⑶。
4.如權利要求1所述的緊湊型汽車餘熱吸附空調，其特徵在於所述吸附空調採用兩個腔室，每個腔室都包括一套吸附床、一個冷凝器和一個蒸發器。
專利摘要本實用新型公開了一種緊湊型汽車餘熱吸附空調，包括進出口直接連接發動機的吸附床，一端連接在吸附床進口、另一端連接在平行流換熱器上的冷凝器，以及設置在冷凝器下方的蒸發器，蒸發器與凍冷水管道連接。該吸附空調採用高性能複合吸附劑，提高了系統的COP和SCP。利用平行流換熱器作為吸附床，平行流換熱器屬於微通道換熱器，具有換熱面積大、換熱高效、結構緊湊的優點，提高了吸附空調的能量密度。同時採用平行流換熱器作為吸附空調的冷凝器，換熱係數高，使空調系統更加小型化。
文檔編號F25B27/02GK202229464SQ20112020242
公開日2012年5月23日 申請日期2011年6月15日 優先權日2011年6月15日
發明者卜憲標, 王令寶, 馬偉斌 申請人:中國科學院廣州能源研究所