多模廢熱驅(qū)動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及廢熱驅(qū)動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是屬于一種多模廢熱驅(qū)動(dòng) 汽車空調(diào)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的能源問題現(xiàn)在已經(jīng)變得日益尖銳，能源已成為 制約我'國(guó)長(zhǎng)期持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要因素。與此同時(shí)，隨著居民收入的相應(yīng)提高，我國(guó)的汽 車保有量也在逐年高速增長(zhǎng)，汽車能耗在總能耗中所占比例也越來越大。汽車產(chǎn)業(yè)作為典 型的重工業(yè)，上世紀(jì)初期開始蓬勃發(fā)展，一直W來就是重要的耗能來源。目前市場(chǎng)上的車型 大部分用汽油、柴油作為驅(qū)動(dòng)能源，只有極少部分為電動(dòng)和混合動(dòng)力車輛，汽車成為了石 油消耗的主要部分。如何同時(shí)保證汽車行業(yè)發(fā)展和減少汽車的能耗，成為了很多學(xué)科的研 究?jī)?nèi)容，有著很多等待改進(jìn)的方向。
[0003] 該對(duì)于解決今天的能源問題具有十分重要的價(jià)值。而且由于現(xiàn)代汽車本身的工作 原理，汽車燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量絕大部分都沒有被有效地利用，更多的是W廢熱的形式 進(jìn)入了外界環(huán)境中，浪費(fèi)了巨大的能源。
[0004] 汽車尾氣是導(dǎo)致霧霸天氣的重要原因之一，汽車廢熱回收用于噴射器空調(diào)制冷是 一種新穎的汽車節(jié)能減排思路，但是目前廢熱噴射器空調(diào)較低的COP還難W滿足汽車多工 況下穩(wěn)定運(yùn)行的需求，已成為制約該類空調(diào)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的瓶頸。
[0005] 在傳統(tǒng)的汽車空調(diào)系統(tǒng)中，制冷壓縮機(jī)是制冷系統(tǒng)的核屯、耗能部件，如何通過降 低壓縮機(jī)的功耗，并且使系統(tǒng)能耗顯著降低，就顯得尤為重要。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型公開了多模廢熱驅(qū)動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)，通 過將壓縮制冷方式與噴射式制冷方式相結(jié)合，有效的利用了汽車運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的廢 熱，同時(shí)有效克服了傳統(tǒng)系統(tǒng)中壓縮機(jī)功耗大，系統(tǒng)穩(wěn)定性低等問題。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的具體方案如下：
[000引多模廢熱驅(qū)動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)，包括噴射器制冷循環(huán)回路及壓縮機(jī)制冷循環(huán)回路， 所述噴射器制冷循環(huán)回路是由累、發(fā)生器、噴射器和冷凝器依次相連所組成的回路，所述壓 縮機(jī)制冷循環(huán)回路是由電子膨脹閥、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、噴射器和冷凝器依次相連所組成的回 路。
[0009] 所述蒸發(fā)器與壓縮機(jī)之間的管路上及發(fā)生器與噴射器之間的管路上分別設(shè)有第 一閥及第=閥，冷凝器與噴射器之間的公共端與蒸發(fā)器之間的管路上依次設(shè)有第四閥及第 二閥，第四閥及第二閥之間的管路與噴射器和壓縮機(jī)之間的管路交叉相連，即壓縮機(jī)的出 口與噴射器的二次流入口可連通。
[0010] 壓縮機(jī)的壓縮比為壓縮機(jī)排氣壓與進(jìn)氣壓之比，傳統(tǒng)的汽車空調(diào)系統(tǒng)中，壓縮機(jī) 出口與冷凝器相連，而冷凝器的側(cè)壓力不易調(diào)節(jié)，冷凝器的溫度及壓力與外界環(huán)境相關(guān)，是 在一定范圍內(nèi)的確切值。本實(shí)用新型中壓縮機(jī)出口與噴射器二次流入口相連，噴射器的壓 縮比為混合壓力與引射壓力之比，一般大于1，此處的混合壓力即為冷凝器壓力，引射壓力 即為壓縮機(jī)的排氣壓，該樣壓縮機(jī)的壓縮比就大幅度降低了，相對(duì)于傳統(tǒng)汽車空調(diào)制冷系 統(tǒng)中的壓縮機(jī)出口直接與冷凝器相連的狀態(tài)。壓縮機(jī)的壓縮比降低，會(huì)顯著降低壓縮機(jī)的 功耗，并且使得系統(tǒng)的功耗也隨之降低。
[0011] 所述低能耗多模廢熱驅(qū)動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)包括=種工作模式；壓縮機(jī)模式、混合模 式及噴射器模式。該=種工作模式，是針對(duì)汽車怠速、低速、正常行使等不同的運(yùn)行工況下 進(jìn)行切換的，充分利用汽車運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的廢熱，有效地減少了汽車空調(diào)的能耗，不僅 節(jié)省能源，并且能夠很好地解決系統(tǒng)COP較低的問題。
[0012] 所述低能耗多模廢熱驅(qū)動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)=種工作模式的根據(jù)汽車運(yùn)行工況切換 運(yùn)行，最大限度的節(jié)省了制冷能耗，=種模式切換由設(shè)置在發(fā)生器中的溫度傳感器進(jìn)行反 饋控制。
[0013] 溫度傳感器測(cè)量發(fā)生器收集的廢熱量的溫度，設(shè)定兩個(gè)溫度闊值，發(fā)生器的第一 溫度闊值，即工作在噴射器模式下產(chǎn)生特定的制冷量需要的最小廢熱量的溫度值，發(fā)生器 的第二溫度闊值，即工作在噴射器模式下產(chǎn)生特定的制冷量需要的最大廢熱量的溫度值。 當(dāng)汽車剛剛啟動(dòng)時(shí)，該時(shí)汽車產(chǎn)生的廢熱溫度小于發(fā)生器的第一溫度闊值，開啟第一閥及 第四閥，關(guān)閉第二閥及第=閥，系統(tǒng)只有壓縮機(jī)處于工作狀態(tài)，為壓縮機(jī)模式；
[0014] 隨著汽車的行駛，產(chǎn)生的廢熱量溫度大于發(fā)生器的第一溫度闊值但小于發(fā)生器的 第二溫度闊值，開啟第二閥及第=閥，關(guān)閉第一閥及第四閥，噴射器單獨(dú)工作，為噴射器模 式；
[0015] 當(dāng)汽車產(chǎn)生的廢熱足夠多，大于發(fā)生器的第二溫度闊值，汽車空調(diào)由廢熱驅(qū)動(dòng)，開 啟第一閥及第=閥，關(guān)閉第二閥及第四閥，壓縮機(jī)和噴射器協(xié)調(diào)工作，為混合模式。
[0016] 所述汽車空調(diào)系統(tǒng)的廢熱主要從散熱水箱和汽車尾氣環(huán)節(jié)獲得。
[0017] 本實(shí)用新型的有益效果：
[0018] 本實(shí)用新型所提出的低能耗多模廢熱驅(qū)動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)，利用汽車廢熱驅(qū)動(dòng)噴射 器進(jìn)行制冷，無需再額外消耗燃料；壓縮機(jī)出口與噴射器二次流入口相連，使得壓縮機(jī)的壓 縮比大為降低，進(jìn)而顯著降低壓縮機(jī)的功耗；=種工作模式的最佳切換，最大限度的利用了 廢熱，減少了制冷能耗，對(duì)節(jié)能減排和保護(hù)環(huán)境具有重要意義。
[0019] 汽車空調(diào)的壓縮機(jī)是由發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒燃料來提供動(dòng)力，一般來說汽車空調(diào)要消耗 8% -12%的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，同時(shí)增加12% -17%的油耗。然而，本實(shí)用新型所提出的一 種低能耗多模廢熱驅(qū)動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)中，壓縮機(jī)出口與噴射器二次流入口相連，使得壓縮 機(jī)的壓縮比大為降低，進(jìn)而顯著降低壓縮機(jī)的功耗。另外，通過將壓縮制冷方式與噴射式制 冷方式相結(jié)合，有效的利用了汽車運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的廢熱；系統(tǒng)中加入的廢熱回收裝置， 可W有效收集汽車所產(chǎn)生的廢熱，減少了汽車不必要的負(fù)荷損耗，并且改進(jìn)了汽車運(yùn)行效 率。
[0020] 從能源方面來看，一般來說汽車發(fā)動(dòng)機(jī)最多能將30%燃燒產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)化為有效 的功，70%的熱量通過各種方式W廢熱的形式，通過冷卻液、廢氣、發(fā)動(dòng)機(jī)升溫等方式散失 掉，該部分能量超過發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率的兩倍。而汽車正常運(yùn)行過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)不可能一直保 持在最高效率狀態(tài)，也就是說隨著發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械效率的降低，產(chǎn)生的廢熱會(huì)逐步升高，也就會(huì) 有更多的能量可w去回收與再利用。
[0021] 在眾多利用廢熱為空調(diào)系統(tǒng)供能的技術(shù)中，噴射器型的空調(diào)系統(tǒng)因其極少的移動(dòng) 部件、低成本、高可靠性等特性被廣泛的研究。利用該種技術(shù)，可W利用汽車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的 廢熱來得到汽車所需的冷量，一方面可W減少汽車的油耗，在相同的情況下提高汽車的動(dòng) 力性能，同時(shí)保證用戶的使用感受。
[0022] 汽車空調(diào)的制冷量會(huì)跟隨車速的變化而發(fā)生變化，當(dāng)汽車低速運(yùn)行時(shí)，開啟壓縮 機(jī)模式；汽車運(yùn)行一段時(shí)間，廢熱量足夠時(shí)，開啟混合模式；當(dāng)所需的制冷量很小時(shí)，開啟