汽车发动机余热驱动的溴化锂制冷系统研究
发布时间：2022-02-09 04:07
本文设计了一种利用发动机冷却水余热作为热源驱动的吸收式制冷系统,该系统以发动机废热作为驱动热源,不需要消耗发动机功率,可以降低汽车油耗,提高汽车动力性能,实现节能减排的目的,具体工作内容如下:首先对溴化锂制冷汽车空调系统进行了热力学分析,部件热负荷的计算与校核、传热面积和介质流量的计算等。接着设计了与系统匹配的全空冷吸收器,对于内壁面三角形、四边形和圆形表面微结构,得出喷淋溶液在不同粗糙内壁面以及不同角度下的流动均匀性表现,分析了壁面微结构类型、角度、高度对于流体流动均匀性的影响;对不同空气入口风速进行分析测试,空气侧与流体侧换热性能的变化情况仿真,得出在不同风速下各个计算域的温度散热状态;不同大气温度下,对于吸收器风冷散热的差别,为全空冷吸收器的设计提供参考价值。同时对平行流百叶窗冷凝器的空气侧流场进行模拟分析,重点研究换热量到换热系数沿翅片变化情况,不同风速下温度、压力、单位面积换热量与风阻等特性的变化规律。本文结合了传统压缩式汽车空调和吸收式溴化锂空调的优缺点,提出一种可以利用汽车发动机冷却水余热制冷的溴化锂制冷系统,用于改善目前普遍使用的压缩式制冷循环,为了余热制冷系统更高效运...
【文章来源】：浙江科技学院浙江省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传统汽车空调结构原理图
浙江科技学院硕士学位论文第1章绪论6图1-1传统汽车空调结构原理图图1-2汽车空调系统布置图其工作原理主要如下：（1）从蒸发器中蒸发出来的气态制冷剂进入压缩机，经过压缩机压缩为高温高压汽态制冷剂。（2）压缩机中高温高压气态制冷剂流入冷凝器中，在冷凝器中与外界热交换后温度降低，高温气态制冷剂变成低温高压液态制冷剂，在冷凝器中发生由气态转为液态的相变过程。（3）流出冷凝器的液态制冷剂通过管路流入干燥器中，干燥器中的干燥剂对液态制冷剂脱水处理。经过节流阀的节流降压，流入蒸发器中，流入蒸发器中的液态制冷剂由于压力降低，会发生由液态转变为气态的汽化反应，伴随着吸热过程，外界空气中热量被吸收变为冷空气，在风机作用下吹入驾驶室，达到制冷
浙江科技学院硕士学位论文第1章绪论8的原理来制取冷量，在压力为7mmHg环境下，水的蒸发温度仅为3~4℃。溴化锂制冷空调工作时，分为两个工作循环，溴化锂溶液循环和冷剂水循环。溶液循环取代了传统压缩式汽车空调系统中的压缩机，其循环过程如图1-3所示。冷剂水循环过程：发动机冷却水流经发生器，通过发动机冷却水的余热加热发生器中的溴化锂稀溶液，由于溴化锂溶液比热容较小，溶液温升快，溶液中沸点较低的冷剂水受热蒸发，变成高压气态水蒸气，由于，溴化锂溶液中水蒸发出来，稀溶液变成了浓溶液；高压气态水蒸气在压力作用下进入汽车冷凝器，在冷凝器中发生冷凝过程，水蒸气凝结放热，放出的热量通过冷凝器与外界空气热量交换，被流动的空气带走，高温高压的气态冷剂水变成低温高压的液态冷剂水。然后经过节流降压过程，冷凝过后的低温高压液态冷剂水经过U形管的节流降压，大部分变成低温低压的冷剂水和少量蒸汽。冷剂水流入蒸发器是空间骤大，压力骤小，进行蒸发过程，吸收环境热量，蒸发器与制冷空气进行热量交换，制冷空气被风扇吹进驾驶室，蒸发后的冷剂水吸收了大量热量变成了高温低压的水蒸气。最后，高温低压的水蒸气进入吸收器，被吸收器中的浓溶液吸收，吸收器中溶液浓度降低，吸收器热量由外界冷却空气带走。吸收了水蒸气后的稀溶液经过溶液泵进入溶液热交换器，与流经溶液热交换器的浓溶液热量交换后，在流入发生器，冷剂水完成工作循环。图1-3余热驱动溴化锂吸收式制冷系统循环图
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车散热器流场特性CFD数值模拟与分析[J]. 林伟涛,黄坚,刘桂雄. 机电工程技术. 2016(09)
[2]汽车散热器的性能分析及翅片结构优化[J]. 郭健忠,徐敏,张光德,胡溧,朱鸣飞,黄玮隆. 科学技术与工程. 2016(26)
[3]利用汽车余热的吸收式制冷系统的研究[J]. 李小华,唐景立. 制冷与空调(四川). 2013(02)
[4]汽车空调系统的应用与发展[J]. 郭晖. 科技致富向导. 2012(29)
[5]汽车尾气余热制冷循环特性[J]. 路明,徐士鸣. 制冷技术. 2010(04)
[6]汽车尾气余热利用技术及应用[J]. 张飞,简弃非. 山西能源与节能. 2010(01)
[7]汽车发动机余热溴化锂吸收式制冷系统研究[J]. 周东一,石楚平,肖飚,袁文华. 制冷空调与电力机械. 2008(04)
[8]实用型载货汽车空调器[J]. 刘合心,舒水明,胡中元. 流体机械. 2007(03)
[9]太阳能溴化锂吸收式制冷循环的改进[J]. 吴嘉峰,陈亚平,施明恒. 工程热物理学报. 2007(01)
[10]小型无泵溴化锂吸收式制冷系统的实验研究[J]. 谷雅秀,吴裕远,张林颖,柯欣,王艺. 制冷学报. 2006(05)
硕士论文
[1]小型溴化锂吸收式制冷空调性能实验研究[D]. 杨霏.华北电力大学(北京) 2018
[2]汽车发动机排气废热/动力联合驱动的混合制冷循环特性研究[D]. 路明.大连理工大学 2011
[3]功能表面强化传热传质研究及其在车载溴冷机中的应用[D]. 程金强.中国海洋大学 2009
[4]大客车发动机热平衡分析与冷却水热量的利用计算[D]. 焦其伟.山东大学 2008
本文编号：3616341
【文章来源】：浙江科技学院浙江省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传统汽车空调结构原理图
浙江科技学院硕士学位论文第1章绪论6图1-1传统汽车空调结构原理图图1-2汽车空调系统布置图其工作原理主要如下：（1）从蒸发器中蒸发出来的气态制冷剂进入压缩机，经过压缩机压缩为高温高压汽态制冷剂。（2）压缩机中高温高压气态制冷剂流入冷凝器中，在冷凝器中与外界热交换后温度降低，高温气态制冷剂变成低温高压液态制冷剂，在冷凝器中发生由气态转为液态的相变过程。（3）流出冷凝器的液态制冷剂通过管路流入干燥器中，干燥器中的干燥剂对液态制冷剂脱水处理。经过节流阀的节流降压，流入蒸发器中，流入蒸发器中的液态制冷剂由于压力降低，会发生由液态转变为气态的汽化反应，伴随着吸热过程，外界空气中热量被吸收变为冷空气，在风机作用下吹入驾驶室，达到制冷
浙江科技学院硕士学位论文第1章绪论8的原理来制取冷量，在压力为7mmHg环境下，水的蒸发温度仅为3~4℃。溴化锂制冷空调工作时，分为两个工作循环，溴化锂溶液循环和冷剂水循环。溶液循环取代了传统压缩式汽车空调系统中的压缩机，其循环过程如图1-3所示。冷剂水循环过程：发动机冷却水流经发生器，通过发动机冷却水的余热加热发生器中的溴化锂稀溶液，由于溴化锂溶液比热容较小，溶液温升快，溶液中沸点较低的冷剂水受热蒸发，变成高压气态水蒸气，由于，溴化锂溶液中水蒸发出来，稀溶液变成了浓溶液；高压气态水蒸气在压力作用下进入汽车冷凝器，在冷凝器中发生冷凝过程，水蒸气凝结放热，放出的热量通过冷凝器与外界空气热量交换，被流动的空气带走，高温高压的气态冷剂水变成低温高压的液态冷剂水。然后经过节流降压过程，冷凝过后的低温高压液态冷剂水经过U形管的节流降压，大部分变成低温低压的冷剂水和少量蒸汽。冷剂水流入蒸发器是空间骤大，压力骤小，进行蒸发过程，吸收环境热量，蒸发器与制冷空气进行热量交换，制冷空气被风扇吹进驾驶室，蒸发后的冷剂水吸收了大量热量变成了高温低压的水蒸气。最后，高温低压的水蒸气进入吸收器，被吸收器中的浓溶液吸收，吸收器中溶液浓度降低，吸收器热量由外界冷却空气带走。吸收了水蒸气后的稀溶液经过溶液泵进入溶液热交换器，与流经溶液热交换器的浓溶液热量交换后，在流入发生器，冷剂水完成工作循环。图1-3余热驱动溴化锂吸收式制冷系统循环图
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车散热器流场特性CFD数值模拟与分析[J]. 林伟涛,黄坚,刘桂雄. 机电工程技术. 2016(09)
[2]汽车散热器的性能分析及翅片结构优化[J]. 郭健忠,徐敏,张光德,胡溧,朱鸣飞,黄玮隆. 科学技术与工程. 2016(26)
[3]利用汽车余热的吸收式制冷系统的研究[J]. 李小华,唐景立. 制冷与空调(四川). 2013(02)
[4]汽车空调系统的应用与发展[J]. 郭晖. 科技致富向导. 2012(29)
[5]汽车尾气余热制冷循环特性[J]. 路明,徐士鸣. 制冷技术. 2010(04)
[6]汽车尾气余热利用技术及应用[J]. 张飞,简弃非. 山西能源与节能. 2010(01)
[7]汽车发动机余热溴化锂吸收式制冷系统研究[J]. 周东一,石楚平,肖飚,袁文华. 制冷空调与电力机械. 2008(04)
[8]实用型载货汽车空调器[J]. 刘合心,舒水明,胡中元. 流体机械. 2007(03)
[9]太阳能溴化锂吸收式制冷循环的改进[J]. 吴嘉峰,陈亚平,施明恒. 工程热物理学报. 2007(01)
[10]小型无泵溴化锂吸收式制冷系统的实验研究[J]. 谷雅秀,吴裕远,张林颖,柯欣,王艺. 制冷学报. 2006(05)
硕士论文
[1]小型溴化锂吸收式制冷空调性能实验研究[D]. 杨霏.华北电力大学(北京) 2018
[2]汽车发动机排气废热/动力联合驱动的混合制冷循环特性研究[D]. 路明.大连理工大学 2011
[3]功能表面强化传热传质研究及其在车载溴冷机中的应用[D]. 程金强.中国海洋大学 2009
[4]大客车发动机热平衡分析与冷却水热量的利用计算[D]. 焦其伟.山东大学 2008
本文编号：3616341
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