客車發(fā)動機廢熱吸收壓縮混合制冷循環(huán)理論與實驗研究.pdf

1、近年來隨著汽車保有量的增大，對燃油的需求量越來越大，同時向環(huán)境中排出大量的溫室氣體和顆粒物。汽車節(jié)能減排已成為各個國家關(guān)注的課題，尤其對我國更要提高汽車燃油利用率和減少廢氣排放。目前用于汽車制冷的制冷系統(tǒng)幾乎全部是消耗動力的蒸氣壓縮式系統(tǒng)，燃油消耗非常大。另外，汽車發(fā)動機的有效熱效率一般在35％～40％之間，燃料燃燒剩余的熱量以廢熱的形式被排放到環(huán)境中，而利用這部分廢熱來驅(qū)動吸收式制冷系統(tǒng)為汽車制冷是一種很好的節(jié)能方案，也是近些年來一直

2、備受關(guān)注的課題。
　　基于此，本文提出利用客車發(fā)動機廢氣熱量與動力聯(lián)合驅(qū)動的基于HCFC124—DMAC為工質(zhì)對的新型吸收/壓縮混合制冷循環(huán)。新型制冷循環(huán)不但有效的利用了發(fā)動機排氣廢熱來制冷，而且會大大的減小汽車的燃油消耗和降低廢氣排放。
　　根據(jù)客車空調(diào)負荷需求，對客車廢熱吸收/壓縮混合制冷循環(huán)進行了熱力計算，并對系統(tǒng)各主要換熱設(shè)備進行了換熱特性分析。重點針對回收發(fā)動機排氣廢熱的螺旋盤管發(fā)生器進行分析，建立了發(fā)動機排氣與工

3、作流體的傳熱模型。針對在車用制冷系統(tǒng)中不易布置水冷散熱裝置和汽車經(jīng)常在處于顛簸、變向、變速狀態(tài)等不利于降膜吸收的特點，提出了直接利用風冷的豎直翅片管內(nèi)鼓泡吸收的方式，并對鼓泡吸收器進行了細致研究。
　　針對汽車行駛狀態(tài)多變，從而導致發(fā)動機排氣廢熱隨之變化的特點，要求對發(fā)動機在汽車不同行駛條件下的排氣參數(shù)進行定量分析，包括排放廢氣溫度和廢氣流量。為此，本文對發(fā)動機排氣參數(shù)模型進行了整理分析，得到了發(fā)動機排氣參數(shù)計算方程，并與實驗測試

4、值進行了對比，驗證了廢氣參數(shù)模型的可靠性。并進一步耦合求解了汽車行駛方程，得到了在汽車不同行駛速度下的廢氣溫度和廢氣流量的變化。為耦合發(fā)生器內(nèi)的傳熱做好準備。
　　針對溶液泵流量不變的控制策略下，對客車發(fā)動機廢熱吸收/壓縮混合制冷系統(tǒng)進行了數(shù)值模擬;計算結(jié)果表明，當車速高于100 km·h-1時，由發(fā)動機排氣驅(qū)動的吸收制冷子循環(huán)能完全滿足客車30 kW空調(diào)負荷;而當車速低于40 km·h-1時，吸收制冷子循環(huán)沒有制冷效果，此時的空

5、調(diào)負荷完全由壓縮制冷子循環(huán)提供;而當車速介于40 km· h-1～100 km· h-1之間時，吸收制冷子循環(huán)聯(lián)合壓縮制冷子循環(huán)來共同滿足客車的用冷需求。
　　為驗證前述吸收/壓縮混合制冷循環(huán)用于汽車制冷的可行性，設(shè)計并試制吸收/壓縮混合制冷小型試驗樣機。并針對吸收制冷子循環(huán)和吸收/壓縮混合制冷循環(huán)在不同熱空氣加熱溫度、溶液泵流量和冷水入口溫度下進行了測試。結(jié)果顯示，在環(huán)境溫度為20℃時，吸收制冷子循環(huán)的COP最高能達到0.542