客車發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱吸收壓縮混合制冷循環(huán)理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、近年來(lái)隨著汽車保有量的增大，對(duì)燃油的需求量越來(lái)越大，同時(shí)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(gè)國(guó)家關(guān)注的課題，尤其對(duì)我國(guó)更要提高汽車燃油利用率和減少?gòu)U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(dòng)力的蒸氣壓縮式系統(tǒng)，燃油消耗非常大。另外，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)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(lái)驅(qū)動(dòng)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(lái)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(dòng)機(jī)廢氣熱量與動(dòng)力聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的基于HCFC124—DMAC為工質(zhì)對(duì)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(dòng)機(jī)排氣廢熱來(lái)制冷，而且會(huì)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(fù)荷需求，對(duì)客車廢熱吸收/壓縮混合制冷循環(huán)進(jìn)行了熱力計(jì)算，并對(duì)系統(tǒng)各主要換熱設(shè)備進(jìn)行了換熱特性分析。重點(diǎn)針對(duì)回收發(fā)動(dòng)機(jī)排氣廢熱的螺旋盤管發(fā)生器進(jìn)行分析，建立了發(fā)動(dòng)機(jī)排氣與工

3、作流體的傳熱模型。針對(duì)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(diǎn)，提出了直接利用風(fēng)冷的豎直翅片管內(nèi)鼓泡吸收的方式，并對(duì)鼓泡吸收器進(jìn)行了細(xì)致研究。
　　針對(duì)汽車行駛狀態(tài)多變，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)排氣廢熱隨之變化的特點(diǎn)，要求對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車不同行駛條件下的排氣參數(shù)進(jìn)行定量分析，包括排放廢氣溫度和廢氣流量。為此，本文對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣參數(shù)模型進(jìn)行了整理分析，得到了發(fā)動(dòng)機(jī)排氣參數(shù)計(jì)算方程，并與實(shí)驗(yàn)測(cè)試

4、值進(jìn)行了對(duì)比，驗(yàn)證了廢氣參數(shù)模型的可靠性。并進(jìn)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(zhǔn)備。
　　針對(duì)溶液泵流量不變的控制策略下，對(duì)客車發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱吸收/壓縮混合制冷系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)值模擬;計(jì)算結(jié)果表明，當(dāng)車速高于100 km·h-1時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)排氣驅(qū)動(dòng)的吸收制冷子循環(huán)能完全滿足客車30 kW空調(diào)負(fù)荷;而當(dāng)車速低于40 km·h-1時(shí)，吸收制冷子循環(huán)沒(méi)有制冷效果，此時(shí)的空

5、調(diào)負(fù)荷完全由壓縮制冷子循環(huán)提供;而當(dāng)車速介于40 km· h-1～100 km· h-1之間時(shí)，吸收制冷子循環(huán)聯(lián)合壓縮制冷子循環(huán)來(lái)共同滿足客車的用冷需求。
　　為驗(yàn)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(jì)并試制吸收/壓縮混合制冷小型試驗(yàn)樣機(jī)。并針對(duì)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(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果顯示，在環(huán)境溫度為20℃時(shí)，吸收制冷子循環(huán)的COP最高能達(dá)到0.542