一種余熱驅(qū)動(dòng)的微型車載吸收式制冷裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種余熱驅(qū)動(dòng)的微型車載吸收式制冷裝置，屬于汽車制冷系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國汽車及其相關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油機(jī)能耗占全國總能耗比重接近全國成品油的60%,目前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中25%的能量是以冷卻水散熱的形式損失了，而與此同時(shí)約有7%的燃油是用在空調(diào)制冷，因此利用發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱進(jìn)行制冷既可以節(jié)省燃油，還能夠利用廢熱，對(duì)我國汽車工業(yè)的發(fā)展有著重要意義。
[0003]目前，國內(nèi)外對(duì)新型車用空調(diào)技術(shù)的研究，主要集中于噴射式制冷、吸附式制冷、吸收式制冷、半導(dǎo)體制冷、熱聲制冷等。在這些制冷技術(shù)中，用于車載制冷設(shè)備時(shí)能滿足體積小、效率高要求的只有吸收式制冷，其技術(shù)較為成熟，在工業(yè)余熱利用中已實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。但現(xiàn)存的吸收式制冷設(shè)備體積普遍較大，不便直接裝配，故在發(fā)動(dòng)機(jī)余熱資源的利用中吸收式制冷設(shè)備的微型化顯得尤為重要。
[0004]吸收式工質(zhì)對(duì)的選擇對(duì)其物理化學(xué)性質(zhì)方面都有相應(yīng)的要求，目前較為普遍的吸收式制冷機(jī)普遍采用溴化鋰溶液作為吸收劑，水或氨水溶液作為制冷劑。
[0005]溴化鋰溶液對(duì)吸收式機(jī)組常用的黑色金屬和紫銅有強(qiáng)烈的腐蝕性，且其在有空氣存在時(shí)更為嚴(yán)重，直接影響了機(jī)組的使用壽命。而其腐蝕產(chǎn)生的氫氣是機(jī)組運(yùn)行中不凝性氣體的主要來源，不凝性氣體在機(jī)組內(nèi)的積聚，直接影響了吸收過程和冷凝過程從而導(dǎo)致了機(jī)組性能的下降。此外，腐蝕形成的鐵銹、銅銹等脫落物，隨溶液循環(huán)，極易造成噴嘴和過濾器的堵塞，妨礙機(jī)組的正常運(yùn)行。溴化鋰吸收式機(jī)組需要在真空條件下運(yùn)行，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的復(fù)雜運(yùn)行環(huán)境而言，要保持其相應(yīng)的真空度非常困難，且不凝性氣體極易進(jìn)入系統(tǒng)，故溴化鋰吸收式機(jī)組不適合用于發(fā)動(dòng)機(jī)余熱資源的回收利用。
[0006]氨水溶液對(duì)有色金屬材料有腐蝕作用，在利用氨水溶液作為工質(zhì)對(duì)的吸收式系統(tǒng)中不允許使用銅及銅合金材料，這使得機(jī)組在選擇管材及實(shí)際裝配時(shí)存在諸多不便。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜多變的情況下，氨水吸收式機(jī)組發(fā)生泄漏的幾率會(huì)明顯增大，氨對(duì)人體有一定的毒性，空氣中氨的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到0.5% — 0.6%時(shí)人會(huì)在半小時(shí)內(nèi)中毒，另外氨還可燃燒，當(dāng)空氣中混有氨的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到15.5% — 27%時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸。此外，氨與水的沸點(diǎn)相差很小，在發(fā)生過程中，蒸發(fā)出來的除了氨蒸汽還有水蒸氣，故需要在發(fā)生器中增加精餾裝置從而會(huì)增加設(shè)備體積，綜合以上因素，故氨水吸收式機(jī)組不適合用于發(fā)動(dòng)機(jī)余熱資源的回收利用。
[0007]水作為制冷劑，環(huán)保且成本低廉，但由于在典型的制冷和空調(diào)工況下其飽和蒸汽壓處于高真空，因此制冷裝置須工作于高真空狀況，用于維持真空環(huán)境的裝置體積較大并且價(jià)格昂貴，并且由于泄露導(dǎo)致系統(tǒng)性能缺乏穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，并提供一種結(jié)構(gòu)簡單、體積小的余熱驅(qū)動(dòng)的微型車載吸收式制冷裝置，該制冷裝置提供三條循環(huán)回路，通過冷卻水循環(huán)回路輔助冷卻吸收劑與制冷劑，提高吸收劑對(duì)制冷劑的吸收效率；該裝置采用有機(jī)分子與離子液體的混合溶液-制冷劑組成的液體工質(zhì)對(duì)，該工質(zhì)對(duì)對(duì)于運(yùn)行環(huán)境的要求較低并且對(duì)裝置無腐蝕作用，裝置在常壓下即可運(yùn)行。
[0009]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案為，一種余熱驅(qū)動(dòng)的微型車載吸收式制冷裝置，至少包括余熱交換裝置和通過管道連通的發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器和吸收器，裝置中設(shè)有三條循環(huán)回路，分別為用于吸收劑循環(huán)的吸收劑循環(huán)回路、用于制冷劑循環(huán)的制冷劑循環(huán)回路和用于輔助冷卻吸收劑與制冷劑的冷卻水循環(huán)回路；所述冷卻水循環(huán)回路包括相互連通的水槽、預(yù)冷裝置和降膜器，冷卻水循環(huán)回路通過水栗提供冷卻水循環(huán)動(dòng)力；制冷劑循環(huán)回路包括通過管道循環(huán)連通的發(fā)生器、冷凝器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器和吸收器；吸收劑循環(huán)回路包括通過管道循環(huán)連通的發(fā)生器、冷凝器、吸收器和第一單向閥，吸收劑循環(huán)回路通過溶液栗提供吸收劑循環(huán)動(dòng)力；發(fā)生器中設(shè)有用于分離制冷劑蒸汽與吸收劑液體的分離過濾裝置，預(yù)冷裝置和分離過濾裝置從上至下依次集成于發(fā)生器內(nèi)部，分離過濾裝置與發(fā)生器底部構(gòu)成用于加熱吸收劑-制冷劑液體工質(zhì)對(duì)的混合腔，混合腔由余熱交換裝置加熱；吸收器中設(shè)有用于噴射吸收劑液體的噴射裝置，噴射裝置和降膜器從上至下依次集成于吸收器內(nèi)部。
[0010]吸收劑循環(huán)回路中設(shè)有由通過管道連通的第一手閥和第一減壓閥構(gòu)成的第一回流通路，溶液栗和第一單向閥通過管道連通構(gòu)成第二回流通路，兩條回流通路首尾連通構(gòu)成的溶液回流回路。
[0011]發(fā)生器與吸收器之間連通有由帶第二手閥的管道構(gòu)成的氣體平衡通路，氣體平衡通路連通發(fā)生器的內(nèi)腔與吸收器的內(nèi)腔。
[0012]所述吸收劑為有機(jī)分子與離子液體的混合溶液，制冷劑為氟代烷烴、氟代烯烴、氟代醚、非取代烷烴或烯烴中的一種或兩種以上的混合物。
[0013]連通冷凝器與噴射裝置的管道上設(shè)有第二減壓閥，連通蒸發(fā)器與吸收器的管道上設(shè)有第二單向閥，制冷劑循環(huán)回路中設(shè)有氣液分離器，氣液分離器連通發(fā)生器與冷凝器。
[0014]發(fā)生器底部設(shè)有與混合腔連通的放液口，放液口上設(shè)有放液閥，發(fā)生器頂部設(shè)有與發(fā)生器內(nèi)腔連通的抽氣口，抽氣口上設(shè)有抽氣閥，預(yù)冷裝置通過安裝于發(fā)生器側(cè)壁上的進(jìn)水口和出水口分別與水槽和降膜器連通，降膜器通過安裝于吸收器側(cè)壁上的循環(huán)水入口和循環(huán)水出口分別與降膜器和水槽連通。
[0015]所述分離過濾裝置由2層以上平行放置并且網(wǎng)孔相互交錯(cuò)的金屬濾網(wǎng)構(gòu)成。
[0016]所述預(yù)冷裝置為管殼式換熱器，冷凝器為兩通道板翅式換熱器，吸收劑和制冷劑分別在兩條通道中冷凝，蒸發(fā)器為管翅式換熱器，制冷劑在蒸發(fā)器中吸收外界溫度蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)制冷效果。
[0017]所述節(jié)流裝置為毛細(xì)管，余熱交換裝置為蛇形管，蛇形管與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣口或發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水管連通。
[0018]發(fā)生器和吸收器均呈柱狀，發(fā)生器上設(shè)有與預(yù)冷裝置連通的出汽口以及與混合腔連通的出液口 A和回流口，吸收器下端設(shè)有與降膜器連通的進(jìn)汽口，吸收器底部設(shè)置出液P B。
[0019]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的余熱驅(qū)動(dòng)的微型車載吸收式制冷裝置，由常規(guī)的發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器和吸收器即可實(shí)現(xiàn)汽車內(nèi)部的制冷，相比于現(xiàn)有的余熱驅(qū)動(dòng)制冷裝置，本發(fā)明不需使用真空栗等真空裝置，因此整體結(jié)構(gòu)簡單、成本低；預(yù)冷裝置和分離過濾裝置從上至下依次集成于發(fā)生器內(nèi)部，其中分離過濾裝置用于分離制冷劑蒸汽與吸收劑液體，采用豎向布置，過濾出的吸收劑液體在自重條件下流入位于發(fā)生器底部的混合腔，吸收劑-制冷劑液體工質(zhì)對(duì)在混合腔中由余熱交換裝置加熱，使得吸收劑-制冷劑液體工質(zhì)對(duì)中的制冷劑汽化蒸出；噴射裝置和降膜器從上至下依次集成于吸收器內(nèi)部，采用豎向布置，合理利用吸收劑液體自重加快吸收劑液體對(duì)制冷劑的吸收速率；發(fā)生器和吸收器的集成結(jié)構(gòu)使得其內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊，因而大大縮小了裝置的整體尺寸，使得裝置微型化。制冷劑和吸收劑均為液體，在工作過程中處于不斷流動(dòng)或液/汽化的狀態(tài)，