專利名稱：吸附式連續(xù)制冷車用空調(diào)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一種吸附式連續(xù)制冷車用空調(diào)裝置。
在以往的車用空調(diào)裝置中，大多采用壓縮機(jī)制冷的空調(diào)系統(tǒng)。雖這種制冷空調(diào)系統(tǒng)能夠達(dá)到預(yù)期的制冷目的，但由于它主要靠運(yùn)行中的車(如汽車)用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，消耗燃料較大，約占汽車總耗燃料的7～10%;此外由于制冷壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝要求高，生產(chǎn)成本也較高，加上壓縮式制冷系統(tǒng)采用的制冷劑如碳氟化合物泄漏至大氣中，對(duì)阻擋太陽紫外線輻射的地球臭氧層有破壞作用。所以，汽車上采用壓縮機(jī)制冷是不太合適的。
利用車上發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢熱來驅(qū)動(dòng)制冷系統(tǒng)是最為理想的節(jié)能措施。在US4，523，631的專利說明書認(rèn)為利用熱交換器將氨水加熱，并用精溜器將氨和水的蒸氣分離，使較純的氨氣在冷凝器中冷凝為液態(tài)氨，液態(tài)氨經(jīng)節(jié)流閥減壓，然后再進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)產(chǎn)生制冷效應(yīng)。這種吸收式制冷系統(tǒng)同壓縮式制冷系統(tǒng)在汽車上運(yùn)用進(jìn)行比較，突出的問題是吸收式制冷系統(tǒng)在工作中希望熱源溫度變化不要太大，因此只能選擇用發(fā)動(dòng)機(jī)中溫度較恒定的熱機(jī)油和冷卻液熱水，因此由于發(fā)動(dòng)機(jī)從冷到熱的暖機(jī)過程較長(zhǎng)，就影響了空調(diào)制冷的降溫速度。又由于吸收式循環(huán)的排熱量要大大高于壓縮機(jī)循環(huán)的排熱量，因此吸收式循環(huán)的熱交換器面積要比壓縮機(jī)循環(huán)的大許多;加上采用氨和水作制冷工質(zhì)對(duì)時(shí)，氨具有刺激人體的臭味，當(dāng)其在空氣中有一定濃度時(shí)還有爆炸的危險(xiǎn);氨水對(duì)人也有一定毒性，對(duì)某些金屬也有腐蝕影響等。因此，吸收式制冷裝置在汽車空調(diào)中運(yùn)用也受到限制。
本發(fā)明的吸附式連續(xù)制冷車用空調(diào)裝置沒有上述缺點(diǎn)，它利用固體吸附劑和液體致冷劑構(gòu)成制冷工質(zhì)對(duì)，在循環(huán)過程中產(chǎn)生吸附、解吸連續(xù)交替變化，形成氣液相的蒸發(fā)與冷凝，從而達(dá)到制冷的目的。


圖1中的點(diǎn)劃線部分為本發(fā)明的構(gòu)成方框圖。它由熱源(1)、換熱控制器組(2)、冷凝蒸發(fā)器組(3)，空調(diào)換熱器(4)，冷卻散熱器(5)和自動(dòng)控制系統(tǒng)(6)等六個(gè)部分組成。
圖1中的實(shí)線部分為本發(fā)明的一個(gè)已實(shí)施的工作原理圖。其中換熱控制器組(2)由兩個(gè)(或多個(gè))換熱器(20)、(26)組成。換熱器(20)、(26)中分別有可通廢熱氣的管道(25)和(28);并都裝有固體吸附劑(27);另外還分別裝有溫度傳感器(22)和(24);可通冷卻液的管道(21)和(23)。自動(dòng)控制系統(tǒng)(6)由自動(dòng)控制器(60)、單向閥(63)和(65)、常閉二位二通電(氣)控制閥(62)和(64)，二位三通電(氣)控制閥(66)和(67)、二位四通電(氣)控制閥(61)等部件組成。冷凝蒸發(fā)器組(3)由兩個(gè)(或多個(gè))冷凝蒸發(fā)器(32)和(35)、液體致冷劑儲(chǔ)罐(31)和(34)、液體致冷劑(30)、溫度傳感器(38)和(39)組成?？照{(diào)換熱器(4)由風(fēng)機(jī)(40)、換熱器(41)、泵(42)等組成。冷卻散熱器(5)由散熱器(50)、開關(guān)(51)和(52)、泵(53)、管道(54)、冷卻液(55)、冷卻液水箱(56)等組成。
工作時(shí)管道(10)內(nèi)流動(dòng)著熱源(1)來的廢熱蒸氣或煙氣，二位三通電(氣)控制閥(67)打開裝有固體吸附劑(27)的換熱器(20)的通路(28)，關(guān)閉換熱器(26)的通路(25)。這時(shí)換熱器(20)內(nèi)的固體吸附劑沸石或氯化鈣或硫氰酸鈉被廢熱蒸氣或煙氣加熱，廢熱氣在換熱后，經(jīng)管道(28)排入大氣，當(dāng)加熱到一定溫度時(shí)，換熱器(20)中固體吸附劑中吸附的液體致冷劑(水或甲醇或乙醇)脫附為蒸氣，蒸氣經(jīng)二位二通閥(62)、管道(36)至冷凝蒸發(fā)器(35)中被流通的冷卻液冷凝成液體，流入液體致冷劑儲(chǔ)罐(34)中，蒸氣冷凝時(shí)的液化熱被流過冷凝蒸發(fā)器的冷卻液帶走排放至冷卻液水箱(56)中，在換熱器(20)中的固體吸附劑被廢熱加熱到一定溫度時(shí)，固體吸附劑所吸附的液體致冷劑絕大部分脫附為蒸氣，這時(shí)裝在換熱器(20)上的溫度傳感器(22)發(fā)出測(cè)溫信號(hào)，并經(jīng)自動(dòng)控制器(60)將裝在換熱器(26)上的溫度傳感器(24)發(fā)出的測(cè)溫信號(hào)進(jìn)行比較后，自動(dòng)控制器(60)經(jīng)過溫度壓力轉(zhuǎn)換器(T/V)將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成壓力信號(hào)，并經(jīng)邏輯元件(L)進(jìn)行控制，輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)氣液轉(zhuǎn)換控制閥(A)發(fā)出控制信號(hào)使控制廢熱氣的二位三通電(氣)控制閥(67)和控制冷卻液的二位三通電(氣)控制閥(66)同時(shí)換位;于是廢熱氣經(jīng)管道(25)加熱在換熱器(26)中的固體吸附劑(27);而換熱器(20)的加熱管道(28)被關(guān)斷，停止換熱器(20)的加熱;而控制冷卻液的二位三通電(氣)控制閥(66)換位后，即刻接通散熱器(50)的通路，于是冷卻液經(jīng)管道流過換熱器(50)和二位三通電(氣)控制閥(66)，并經(jīng)冷卻管道(21)將換熱器(20)中的固體吸附冷卻。自動(dòng)控制器(60)還可以由電子控制裝置組成，則溫度傳感器來的信號(hào)電流經(jīng)過信號(hào)電路(T/V)，再經(jīng)電子觸發(fā)器和邏輯電路(L)進(jìn)行控制選擇，最后經(jīng)過放大電路(A)輸出驅(qū)動(dòng)電流使電控閥(66)和(67)同時(shí)換位。由于裝在換熱器中的固體吸附劑的吸附量隨溫度的變化而迅速變化。換熱器(20)和冷凝蒸發(fā)器(35)及管道(36)，液體致冷劑儲(chǔ)罐(34)組成為一個(gè)密閉的系統(tǒng)，在等容狀態(tài)下，由于固體吸附劑的吸附作用，密閉系統(tǒng)內(nèi)的壓力就會(huì)下降，這將導(dǎo)致制冷液體在低壓狀態(tài)下，在溫度較低時(shí)就沸騰而蒸發(fā)了，由此制冷劑蒸發(fā)帶走冷凝蒸發(fā)器(34)的熱量，從而達(dá)到制冷的目的。當(dāng)冷凝蒸發(fā)器(34)在產(chǎn)生制冷效果而達(dá)到一定的低溫時(shí)，檢測(cè)冷凝蒸發(fā)器溫度的溫度傳感器(39)就發(fā)出測(cè)溫信號(hào)，經(jīng)自動(dòng)控制器(60)發(fā)出控制信號(hào)，使二位四通閥(61)換向，將冷凝蒸發(fā)器(35)中的載冷劑經(jīng)泵(42)輸出至致冷空調(diào)換熱器(41)，風(fēng)機(jī)(40)將空氣吹過換熱器(41)，輸送至需要降溫空調(diào)的空間。
換熱器(26)和管道(33)，及冷凝蒸發(fā)器(32)，液體致冷劑儲(chǔ)罐(31)組成了另一個(gè)密閉的制冷系統(tǒng)，在工作時(shí)兩個(gè)系統(tǒng)在自動(dòng)控制器(60)的控制下，使二位三通電(氣)控制閥(67)動(dòng)作，交替進(jìn)行兩個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的吸附和解吸循環(huán);這樣就能保證制冷空調(diào)連續(xù)不斷的工作。冷卻液水箱(56)、泵(53)、散熱器(50)及二位三通電(氣)控制閥(66)組成的控制回路，可交替將換熱器(20)和(26)在吸附時(shí)產(chǎn)生的吸附熱散去，還保證將換熱器(20)和(26)內(nèi)的固體吸附劑在吸附循環(huán)中降到所必需的較低的溫度;同時(shí)，二位三通電(氣)控制閥(66)還可將冷凝蒸發(fā)器(32)，(35)在冷凝過程中的液化熱在循環(huán)中交替使冷卻液通過而散去。常閉二位二通閥(62)，(64)由和控制熱機(jī)工作的電開關(guān)共同控制，當(dāng)需要制冷空調(diào)時(shí)才將它打開，不需要時(shí)便切斷，這時(shí)就切斷了換熱器(20)，(26)和冷凝蒸發(fā)器(32)、(35)的通路。從而停止了固體吸附劑吸附蒸氣制冷。但是單向閥(65)，(63)卻可以使固體吸附劑的解吸過程繼續(xù)進(jìn)行，換熱器余熱解吸的蒸氣可通過單向閥進(jìn)入冷凝器冷凝后進(jìn)入儲(chǔ)罐，這樣在下次需要制冷時(shí)，由于固體吸附劑已經(jīng)脫附干燥，便可使吸附循環(huán)在開機(jī)后很短時(shí)間制冷。
如在空調(diào)的空間需要暖氣時(shí)，將開關(guān)(51)關(guān)閉，開關(guān)(52)打開，并接通至空調(diào)換熱器(41)，打開風(fēng)機(jī)(40)后，空調(diào)的空間就送進(jìn)溫暖的空氣了。
這種采用固體吸附劑的連續(xù)制冷裝置可廣泛用于汽車、火車、輪船等用熱機(jī)作動(dòng)力的運(yùn)輸工具上作為空調(diào)，也可在有大量廢熱蒸氣或煙氣的工廠安裝這種裝置進(jìn)行廠房、車間辦公室等空間集中空調(diào)制冷，同時(shí)還可用于制造冰箱、冷柜等。這種吸附式連續(xù)制冷裝置除了自動(dòng)控制系統(tǒng)的閥門和泵的動(dòng)作外，無壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)部件，使用壽命長(zhǎng)、制造容易，成本低，而且由沸石作固體吸附劑;用水作液體致冷劑組成的制冷工質(zhì);與所有制冷工質(zhì)比較絕無毒性和腐蝕性，具有很高的安全性。
權(quán)利要求
1.一種吸附式連續(xù)制冷車用空調(diào)裝置，包括一個(gè)熱源，一個(gè)換熱控制器組，一個(gè)冷凝蒸發(fā)器組，一個(gè)空調(diào)換熱器，一個(gè)冷卻散熱器和一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于所述的換熱控制器組有兩個(gè)(或多個(gè))換熱器，換熱器中均有可通廢熱氣的管道，換熱器內(nèi)裝有固體吸附劑，換熱器表面接有溫度傳感器，所述的冷凝蒸發(fā)器組有兩個(gè)(或多個(gè))冷凝蒸發(fā)器，分別接至對(duì)應(yīng)液體制冷劑儲(chǔ)罐，儲(chǔ)罐內(nèi)裝有液體制冷劑，冷凝蒸發(fā)器的表面接有溫度傳感器。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其進(jìn)一步的特征在于所述的固體吸附劑為沸石或氯化鈣或硫氰酸鈉。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其進(jìn)一步的特征在于所述的液體制冷劑為水或甲醇或乙醇。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的自動(dòng)控制系統(tǒng)包括有一個(gè)自動(dòng)控制器、二個(gè)單向閥、二個(gè)常閉二位二通、二位三通及一個(gè)二位四通電(氣)控制閥和若干根管道。
5.如權(quán)利要求1、4所述的裝置其進(jìn)一步特征在于自動(dòng)控制器有一個(gè)用流體控制的溫度壓力(T/V)轉(zhuǎn)換器，一個(gè)流體控制的邏輯元件(L)和一個(gè)輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)氣液轉(zhuǎn)換控制閥(A);或者是有一個(gè)用電子控制組成的信號(hào)電路(T/V)，一個(gè)電子觸發(fā)和邏輯電路(L)，一個(gè)功率放大輸出電路(A)。
全文摘要
吸附式連續(xù)制冷車用空調(diào)裝置是利用車上發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢熱來驅(qū)動(dòng)制冷系統(tǒng)的一種節(jié)能裝置。它通過分別裝在兩個(gè)換熱控制器中的固體吸附劑和裝在兩個(gè)冷凝蒸發(fā)器中的液體致冷劑構(gòu)成制冷工質(zhì)對(duì)，在循環(huán)過程中產(chǎn)生吸附、解吸連續(xù)交替變化，形成氣液相的蒸發(fā)與冷凝從而達(dá)到制冷目的。由于該裝置無壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)部件，所以使用壽命長(zhǎng)，制造容易，安全性高，特別適用于汽車、火車及輪船等用熱機(jī)作動(dòng)力的運(yùn)輸工具上作空調(diào)。
文檔編號(hào)B60H1/32GK1035260SQ8810100
公開日1989年9月6日 申請(qǐng)日期1988年2月23日 優(yōu)先權(quán)日1988年2月23日
發(fā)明者嚴(yán)曉晨, 黃更生, 黃蘭, 黃斌, 萬學(xué)強(qiáng) 申請(qǐng)人:嚴(yán)曉晨, 黃更生, 黃蘭, 黃斌, 萬學(xué)強(qiáng)