本發(fā)明涉及空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種發(fā)動(dòng)機(jī)余熱回收式車(chē)載空調(diào)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)用效率一般為35％～40％,未被利用的燃料發(fā)熱量一部分被冷卻液帶走,一部分被汽車(chē)尾氣帶走并通過(guò)汽車(chē)尾氣排放裝置排放到大氣中。這表示高達(dá)70％的有效能源沒(méi)有被有效利用。因此回收和利用這部分余熱來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)，是一種很有效的節(jié)能方案。

現(xiàn)有汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)一般采用單級(jí)蒸汽壓縮式制冷循環(huán)。它是由汽車(chē)的主發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，壓縮機(jī)消耗主發(fā)動(dòng)機(jī)部分動(dòng)力，會(huì)影響車(chē)輛的加速性能，且空調(diào)裝置的冷量會(huì)隨車(chē)速的變化而變化，汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)將會(huì)增加汽車(chē)燃油量10％-20％。汽車(chē)空調(diào)采暖系統(tǒng)一般采用水暖式。它是以發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液為熱源，通過(guò)熱交換器，把送風(fēng)機(jī)送來(lái)的車(chē)外的冷空氣或車(chē)內(nèi)空氣與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液進(jìn)行熱交換，提高車(chē)內(nèi)溫度，而汽車(chē)采暖系統(tǒng)受發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行限制較大。

目前新型發(fā)動(dòng)機(jī)余熱回收系統(tǒng)的原理為將熱能轉(zhuǎn)化為電能，而通常熱電轉(zhuǎn)化率只有12％，未能實(shí)現(xiàn)熱能的有效回收利用，如果能將這些熱能全部收集起來(lái)，直接使用，將更好的實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)余熱回收式車(chē)載空調(diào)系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)余熱的能量熱電轉(zhuǎn)化率低而造成的資源浪費(fèi)以及車(chē)載空調(diào)耗油量大等缺陷。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案具體為：

本發(fā)明提供的發(fā)動(dòng)機(jī)余熱回收式車(chē)載空調(diào)系統(tǒng)，包括車(chē)載式空調(diào)系統(tǒng)和安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的余熱回收儲(chǔ)存罐，其中，所述余熱回收儲(chǔ)存罐將發(fā)動(dòng)機(jī)上的余熱進(jìn)行收集，并將收集到的熱量提供給車(chē)載式空調(diào)系統(tǒng)。

優(yōu)選地，所述余熱回收儲(chǔ)存罐設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)中的冷卻液循環(huán)系統(tǒng)上，構(gòu)成冷卻液的熱量回收系統(tǒng)，用于與冷卻液進(jìn)行熱交換，將冷卻液中的熱量進(jìn)行儲(chǔ)存。

優(yōu)選地，所述冷卻液的熱量回收系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的循環(huán)冷卻液傳熱出口，該傳熱出口依次與冷卻液儲(chǔ)液罐、冷卻液閥、余熱回收儲(chǔ)存罐、冷卻液泵和發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的循環(huán)冷卻液傳熱入口連接，組成熱量回收循環(huán)回路。

優(yōu)選地，所述余熱回收儲(chǔ)存罐還與發(fā)動(dòng)機(jī)上設(shè)置的廢氣排氣管連接，用于與廢氣進(jìn)行熱交換，將廢氣中的熱量進(jìn)行儲(chǔ)存。

優(yōu)選地，所述廢氣排氣管的一端穿過(guò)余熱回收儲(chǔ)存罐，并置于余熱回收儲(chǔ)存罐外。

優(yōu)選地，所述車(chē)載空調(diào)系統(tǒng)包括空調(diào)的制冷回路和空調(diào)的制熱回路，其中，所述空調(diào)的制冷回路和制熱回路中所需的熱源均由余熱回收儲(chǔ)存罐提供。

優(yōu)選地，所述余熱回收儲(chǔ)存罐依次與熱水儲(chǔ)水罐、冷風(fēng)閥、吸收式制冷空調(diào)器和熱水泵連接，組成空調(diào)的制冷循環(huán)回路。

優(yōu)選地，所述余熱回收儲(chǔ)存罐還依次與熱水儲(chǔ)水罐、暖風(fēng)閥、第一散熱器和熱水泵連接，組成空調(diào)的制熱循環(huán)回路。

優(yōu)選地，所述發(fā)動(dòng)機(jī)上還設(shè)置有發(fā)動(dòng)機(jī)散熱系統(tǒng)，當(dāng)余熱回收儲(chǔ)存罐儲(chǔ)存的熱量達(dá)到飽和，用以將發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)冷卻液中未被儲(chǔ)存的熱量散出。

優(yōu)選地，所述余熱回收儲(chǔ)存罐為氫氧化鋇鋼制儲(chǔ)存罐。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供的發(fā)動(dòng)機(jī)余熱回收式車(chē)載空調(diào)系統(tǒng)，首先是通過(guò)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的余熱回收儲(chǔ)存罐將發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的余熱進(jìn)行收集儲(chǔ)存，并將儲(chǔ)存的余熱用于車(chē)載空調(diào)中，使得在冬季制熱或夏季制冷時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)不工作同樣可以實(shí)現(xiàn)采暖或制冷，同時(shí)儲(chǔ)存的熱量還可用于冬季起車(chē)時(shí)的預(yù)熱，無(wú)需耗油，更加節(jié)能。與目前新型發(fā)動(dòng)機(jī)余熱回收系統(tǒng)相比，本發(fā)明將熱能直接儲(chǔ)存起來(lái)，而不是將熱能轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)了熱能的充分回收，節(jié)能環(huán)保。

進(jìn)一步的，余熱回收儲(chǔ)存罐將發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液所攜帶的熱量與汽車(chē)燃料燃燒產(chǎn)生尾氣的熱量?jī)?chǔ)存起來(lái)，有效的回收了發(fā)動(dòng)機(jī)余熱，降低汽車(chē)尾氣排放溫度，減少城市熱污染，保護(hù)環(huán)境。

進(jìn)一步的，空調(diào)的制冷系統(tǒng)中，采用的是只需要消耗熱量的吸收式制冷空調(diào)器，使汽車(chē)制冷時(shí)無(wú)需耗油，同時(shí)不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，更加節(jié)能環(huán)保。

進(jìn)一步的，余熱回收儲(chǔ)存罐采用的氫氧化鋇鋼制儲(chǔ)存罐儲(chǔ)熱性能好，安全無(wú)毒。

附圖說(shuō)明

圖1是余熱回收式車(chē)載空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是溴化鋰吸收式空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是氫氧化鋇鋼制儲(chǔ)存罐布管走向圖；

圖4是氫氧化鋇鋼制儲(chǔ)存罐尾氣走向圖；

其中，1、發(fā)動(dòng)機(jī) 2、氫氧化鋇鋼制儲(chǔ)存罐 3、廢氣排氣管 4、冷卻液儲(chǔ)液罐 5、冷卻液閥 6、熱水儲(chǔ)水罐 7、冷風(fēng)閥 8、吸收式制冷空調(diào)器 9、熱水泵 10、暖風(fēng)閥 11、第一散熱器 12、冷卻液泵 13、散熱閥 14、第二散熱器 15、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液管道 16、空調(diào)用熱水管道 801、發(fā)生器 802、冷凝器 803、蒸發(fā)器 804、吸收器 805、溶液泵 806、熱交換器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明：

如圖1所示，本發(fā)明提供的發(fā)動(dòng)機(jī)余熱回收式車(chē)載空調(diào)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)余熱回收系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱系統(tǒng)和汽車(chē)空調(diào)采暖系統(tǒng)。其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱回路包括發(fā)動(dòng)機(jī)1的內(nèi)循環(huán)冷卻液傳熱出口，該傳熱出口依次與散熱閥13、第二散熱器14、冷卻液泵12、發(fā)動(dòng)機(jī)1的內(nèi)循環(huán)冷卻液傳熱入口連接，組成散熱循環(huán)回路。

所述發(fā)動(dòng)機(jī)余熱回收回路包括發(fā)動(dòng)機(jī)1的內(nèi)循環(huán)冷卻液傳熱出口，該傳熱出口依次與冷卻液儲(chǔ)液罐4、冷卻液閥5、氫氧化鋇鋼制儲(chǔ)存罐2、冷卻液泵12和發(fā)動(dòng)機(jī)1的內(nèi)循環(huán)冷卻液傳熱入口連接，組成熱量回收循環(huán)回路，其中，氫氧化鋇鋼制儲(chǔ)存罐2還與發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣排氣管3相連。

所述氫氧化鋇鋼制儲(chǔ)存罐2向車(chē)載空調(diào)系統(tǒng)提供熱源，其中，所述氫氧化鋇鋼制儲(chǔ)存罐2依次與熱水儲(chǔ)水罐6、冷風(fēng)閥7、吸收式制冷空調(diào)器8和熱水泵9連接，組成空調(diào)的制冷循環(huán)回路；

所述氫氧化鋇鋼制儲(chǔ)存罐2還通過(guò)熱水儲(chǔ)水罐6依次與暖風(fēng)閥10、第一散熱器11和熱水泵9連接，組成空調(diào)的制熱循環(huán)回路。

進(jìn)一步的，所述吸收式制冷空調(diào)器采用的是溴化鋰吸收式制冷空調(diào)器。

進(jìn)一步的，所述氫氧化鋇鋼制儲(chǔ)存罐2內(nèi)設(shè)置有發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液管道15、空調(diào)用熱水管道16和廢氣排氣管3。其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液管道15、空調(diào)用熱水管道16和廢氣排氣管3均為S型管道，且三者互相平行放置。

發(fā)動(dòng)機(jī)余熱回收式車(chē)載空調(diào)系統(tǒng)的原理如下：

采用氫氧化鋇儲(chǔ)熱密度高、導(dǎo)熱系數(shù)較大,而且來(lái)源豐富、價(jià)格便宜，且單位體積相變儲(chǔ)熱能力(582J/cm³)幾乎是目前水合鹽儲(chǔ)熱材料中最高的,其相變溫度基本在78℃左右徘徊,變化很小，而發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度在80℃-90℃，可以很好地利用其儲(chǔ)熱性能將汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)余熱儲(chǔ)存起來(lái)。

同時(shí)真空鋼制保溫瓶可以穩(wěn)定的儲(chǔ)存氫氧化鋇，其保溫性好。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料發(fā)熱量的25％左右被冷卻液帶走,35％-45％被尾氣帶走,汽車(chē)尾氣及冷卻液所攜帶的熱量相當(dāng)可觀，因此本發(fā)明利用氫氧化鋇將高溫汽車(chē)尾氣及冷卻液所攜帶的熱量?jī)?chǔ)存起來(lái)。

吸收式制冷空調(diào)器以熱能為驅(qū)動(dòng)能源，因此汽車(chē)制冷時(shí)可直接消耗氫氧化鋇中儲(chǔ)存的熱量進(jìn)行制冷。冬季采暖時(shí)，則利用熱水提取氫氧化鋇中儲(chǔ)存的熱量與車(chē)內(nèi)空氣換熱，進(jìn)行采暖。冬季環(huán)境溫度較低，發(fā)動(dòng)機(jī)不易啟動(dòng)，因此可利用氫氧化鋇中的熱量對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行預(yù)熱。

發(fā)動(dòng)機(jī)余熱回收式車(chē)載空調(diào)系統(tǒng)的工作過(guò)程如下：

當(dāng)汽車(chē)開(kāi)始運(yùn)行，發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始工作時(shí)將產(chǎn)生大量的熱量，一部分熱量由發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)冷卻液所攜帶，使得發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)冷卻液溫度升高，溫度較高的循環(huán)冷卻液在循環(huán)過(guò)程中將熱量存儲(chǔ)在氫氧化鋇鋼制儲(chǔ)存罐2內(nèi)；

發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的另一部分熱量以高溫汽車(chē)尾氣的形式產(chǎn)生，廢氣排氣管3通過(guò)與鋼制儲(chǔ)存罐內(nèi)的氫氧化鋇進(jìn)行換熱，將尾氣的熱量存儲(chǔ)起來(lái)，換熱后溫度降低的尾氣排入大氣中。

當(dāng)氫氧化鋇鋼制儲(chǔ)存罐2儲(chǔ)存的熱量達(dá)到飽和后，開(kāi)啟散熱閥13，啟動(dòng)第二散熱器14將發(fā)動(dòng)機(jī)1循環(huán)冷卻液的未被儲(chǔ)存的多余熱量散出，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度，保證汽車(chē)的行駛安全。

當(dāng)夏季制冷時(shí)，關(guān)閉暖風(fēng)閥10切換空調(diào)冷風(fēng)閥7，開(kāi)始汽車(chē)制冷循環(huán)。吸收式制冷空調(diào)器8的發(fā)生器801內(nèi)所需要的熱能通過(guò)空調(diào)用熱水管道16將熱水儲(chǔ)水罐6中的低溫?zé)崴c氫氧化鋇鋼制儲(chǔ)存罐2進(jìn)行熱交換，將儲(chǔ)存罐中儲(chǔ)存的熱量提取出來(lái)，對(duì)發(fā)生器801內(nèi)的稀溶液進(jìn)行加熱，使之沸騰，產(chǎn)生冷劑蒸汽后變?yōu)闈馊芤海鋭┱羝M(jìn)入冷凝器802，在冷凝器802內(nèi)被冷卻成冷劑水，經(jīng)節(jié)流后進(jìn)入蒸發(fā)器803。吸收器804出來(lái)的稀溶液由溶液泵805升壓后，經(jīng)溶液熱交換器806與發(fā)生器801出來(lái)的高溫濃溶液進(jìn)行換熱升溫后進(jìn)入發(fā)生器801。由發(fā)生器801出來(lái)的濃溶液經(jīng)溶液熱交換器806放熱溫度降低后進(jìn)入吸收器804，與吸收器804中的稀溶液相混合，吸收來(lái)自蒸發(fā)器803的低壓冷劑蒸汽變?yōu)橄∪芤?，使蒸發(fā)器803中的低壓得以維持，從而達(dá)到連續(xù)制冷的目的。

當(dāng)冬季制熱時(shí)，關(guān)閉空調(diào)冷風(fēng)閥7切換到暖風(fēng)閥10，汽車(chē)開(kāi)始采暖循環(huán)?？照{(diào)用熱水管道16將熱水儲(chǔ)水罐6中的低溫?zé)崴c氫氧化鋇鋼制儲(chǔ)存罐2進(jìn)行熱交換，將儲(chǔ)存罐中儲(chǔ)存的熱量提取出來(lái)，使空調(diào)用熱水管道16中的水溫度升高，熱水流經(jīng)暖風(fēng)閥10，進(jìn)入第一散熱器11中，把送風(fēng)機(jī)送來(lái)的車(chē)外的冷空氣或車(chē)內(nèi)空氣與空調(diào)用熱水管道16中的熱水進(jìn)行熱交換，使得車(chē)內(nèi)溫度升高。

冬季汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火前，打開(kāi)冷卻液泵12，經(jīng)氫氧化鋇加熱的冷卻液對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行預(yù)熱，有效地解決了冬季發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火困難的問(wèn)題。

其中，所述的熱水泵9的作用為提供熱水循環(huán)所需要的動(dòng)力；所述的冷卻液泵12的作用為提供冷卻液循環(huán)所需要的動(dòng)力；所述的冷卻液儲(chǔ)液罐4的作用為儲(chǔ)存冷卻液；所述的熱水儲(chǔ)水罐6的作用為儲(chǔ)存熱水。

本發(fā)明有效的回收了汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)高溫尾氣及發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)冷卻液冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)所攜帶的熱量，并將其存儲(chǔ)在儲(chǔ)熱穩(wěn)定性良好的氫氧化鋇鋼制儲(chǔ)存罐中，直接將熱能存儲(chǔ)，而沒(méi)有進(jìn)行熱電轉(zhuǎn)化，能量利用率極高，并采用只需要消耗熱量的吸收式制冷空調(diào)器，使汽車(chē)制冷時(shí)無(wú)需耗油，更加節(jié)能環(huán)保。由于熱量的有效儲(chǔ)存，汽車(chē)在制冷或者采暖時(shí)可以連續(xù)的提取熱量，與汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況互不影響，使得汽車(chē)采暖空調(diào)的運(yùn)行更加穩(wěn)定、連續(xù)，同時(shí)解決了冬季發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火困難的問(wèn)題。