配合物化学热泵内燃机废热制冷空调机制造技术

一种配合物化学热泵内燃机废热制冷空调机，在第一化学热泵１７的两端分别连接有阀１、３，在第二化学热泵１８的两端分别连接有阀２、４，其中阀１、２的另一端相互连接，其公共端与冷凝器５连接，阀３、４的另一端相互连接，其公共端与蒸发器９连接，化学热泵１７、１８之间有热管桥１５连接，与外界管道连接的换向阀１１分别与化学热泵１７、１８连接，以柴油机废热为热源直接驱动非氯氟烃的制冷系统，既节省了能源，又减少了排污，既节约能源又符合环境保护。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及热工
，更具体地说，涉及一种配合物化学热泵有效利用内燃机排气废热进行制冷的空调机，可用于柴油发电机组车间、工程车辆、内燃机车、舰船驾驶室的制冷空调及汽车空调。目前，大型柴油发电机组，工程机械车辆、客车、货车及机车、舰船的发动机效率一般为35％～40％左右，约占燃料发热量二分之一以上的热量被发动机冷却水、排烟废气带走(排气热量23％～40％，冷却水热量20％～33％左右)。废气及热的冷却废水不仅造成能量损失，也为周边环境带来严重问题。同时，厂内房间、车间的空调都是采用氟里昂冷媒(CFC)的电压缩空调制冷系统，无论废热烟气及热废水的排放和氯氟烃(CFC)物质对大气的排放都将造成温室效应和对大气臭氧层的破坏。如何回收内燃机所排废热这部份能量一直是工程上的重要课题，过去柴油机余热主要是热水回用和余热锅炉发电，都因余热品位较低，效率不高，而难以在实际应用中推广。而废热制冷目前一般都采用氨水系统(NH3-H2O)和溴化锂--水系统，前者由于热力系数较低，且需设置分凝和精馏装置，因而设备比较复杂；溴化锂--水系统也因水蒸汽单位容积制冷量小，循环倍率较大，相应设备体积较大，而且腐蚀性较强，一般只能制取零度以上的温度，在应用上受到一定程度的限制，经济性能也不能不受到影响。化学热泵通过吸热、放热制冷依据的是可逆的络合反应，单个的化学热泵利用废热制冷过程为由配合物分解脱附--冷凝--膨胀节流--贮液器--蒸发器--络合吸附反应各步组成，每个周期之间只能是间断的，这亦成为制冷实用化的难点。本技术是通过如下技术方案实现的在第一化学热泵(17)、第二化学热泵(18)的两端分别连接有阀(1)、(2)、(3)、(4)，其中阀(1)、(2)的公共端与冷凝器(5)连接，阀(3)、(4)的公共端与蒸发器(9)连接，第一和第二化学热泵(17)、(18)之间有热管桥(15)连接，与外界管道连接的换向阀(11)分别与第一和第二化学热泵(17)、(18)连接。本技术与常见的氯氟烃压缩制冷机，NH3-H2O、溴化锂-H2O废热制冷系统相比较，其优点为1、配合物化学热泵选用的工质系统不含对环境有害物质，不会造成环境污染，且对钢铁、不锈钢无腐蚀作用，是理想的ODS(消耗臭氧物)替代物的环保型产品。该工质系统有较高的蒸发潜热，比热较小，热导率较高(2.26W/m.K)，远高于固体吸附床层热导率。20℃当流动工质浓度为0.713时，蒸汽压力只有86.125KPa，就为络合反应(络合吸附)制冷创造了极为有利的热工条件；2、化学热泵是一个封闭元件，工质不与内燃机废气接触，不会泄漏，也不存在结晶和分馏问题，结构简单，不需要经常更换，使用寿命长，一次性投资少；3、采用了化学热泵双数交替复叠，热管桥回热以及微机控制三项新技术，技术含量高，产品有竞争力。4、由于无转动机械，因此振动和噪音都很小，它是一种废热驱动型制冷机，除水泵，空调风机消耗很少电力外，不再耗能，运行费用少，是废热利用的节能产品，有推广应用的良好前景。根据热工原理按照能级匹配原则，余热制冷效率要远高于余热发电，余热制冷空调比热水回用更有广泛的应用前景。以柴油机废热为热源直接驱动非氯氟烃的制冷系统，即节省了能源，又减少了排污，可以说是一个既节约又符合环境保护的绿色制冷系统。且由于柴油机的应用越来越广泛，柴油机废热制冷将给社会带来巨大的社会效益和经济效益，并具有环保的积极意义。以下结合附图，对本技术进一步详述附图说明图1为本技术配合物化学热泵内燃机废热制冷空调机的结构示意图。图2为本技术配合物化学热泵内燃机废热制冷空调机的实际使用结构示意图。图3为本技术配合物化学热泵内燃机废热制冷空调机控制原理示意图。如图1所示，本技术的配合物化学热泵内燃机废热制冷空调机包括依序连接的冷凝器5、膨胀阀6、储液器7、蒸发器9，在第一化学热泵17的两端分别连接有阀1、3，在第二化学热泵18的两端分别连接有阀2、4，其中阀1、2的另一端相互连接，其公共端与冷凝器5连接，阀3、4的另一端相互连接，其公共端与蒸发器9连接，蒸发器9一侧装有风机10，用于形成空调冷风，第一化学热泵17、第二化学热泵18之间有热管桥15连接，与外界管道连接的换向阀11分别与第一化学热泵17、第二化学热泵18连接，在所述的热管15上设置有调节阀M16，其中，阀1、2、3、4为两位三通电磁阀，第一化学热泵17、第二化学热泵18可为偶数的多个。如图所示，当第一化学热泵17通过换向阀11、分配阀12输入内燃机13排出的废热，第一化学热泵17处于(配合物)分解脱附时，流动工质压力逐渐升高，当达到冷凝压力P1时，阀1才打开(阀2关闭)，工质进入冷凝器5冷凝，此时第二化学热泵18处于(配合物)络合吸附反应，只有当第二化学热泵18内的冷凝压力降到蒸发压力P2时，阀4才打开(阀3关闭)，由蒸发器9来的工质气体才能进入第二化学热泵18内进行络合反应。相反，当第二化学热泵18通过换向阀11得到内燃机所排废热，第二化学热泵18处于分解脱附阶段(此时第一化学热泵17处于络合吸附阶段)，第一化学热泵18内工质压力上升达到冷凝压力P1时，阀2打开(阀1关闭)，第二化学热泵18内工质蒸汽进入冷凝器5内冷凝，第一化学热泵17内压力降到蒸发压力P2时，阀3打开(阀4关闭)，蒸发器9的工质蒸汽进入第一化学热泵17内进行络合吸附反应，第一和第二化学热泵17、18内分解(脱附)或络合(吸附)过程均需一段时间才能达到冷凝压力，所以化学热泵17、18流动工质压力总是处于变化中，在这段时间内，两个化学热泵17、18应分别与冷凝器5、蒸发器9断开一段时间，即阀1、2、3、4均应关闭，在这个间断时间内，热管桥15的调节阀18打开，化学热泵18的络合放热Q2可通过热管桥15流入化学热泵17中，补充化学热泵17的吸热反应，实现了化学热泵17、18之间的络合放热Q2与分解吸热Q1的回热，当阀1、4打开(阀2、3关闭)或阀2、3打开(阀1、4关闭时)，热管桥15的调节阀16则关闭，热管桥15回热作用停止。络合放热Q2与分解吸热Q1热回流，使不平衡尽快接近平衡，可把间断时间尽量缩短，从而缩短了循环周期，络合放热Q2补偿了分解吸热Q1，达到了节能的目的。热管桥15起到了强化化学热泵17、18内的传热、优化循环时间的双重目的。如此，制冷功率得以提高15％～20％左右。如图3所示，采用SeaTech S104/5X86嵌入式微机(图2中标号14)系统及相关软件对化学热泵双数交替复叠(变间歇为连续动作)、热管桥完成回热过程进行控制，根据化学热泵内的压力变化对两位三通电磁阀及热管桥15、调节阀16实行分时控制。4个ADAM4013负责采集化学热泵17、18、蒸发器9、冷凝器5温度值，2个ADAM4011采集化学热泵17、18内工质压力，1个ADAM4011负责采集储液器7液位，2个ADAM4013采集内燃机废气进泵、出泵；化学热泵A、B冷却风进、出泵的温度、流量；主机将上述各模块采集的数据经综合处理，发出控制命令，经PCL724驱动PCLD785B中的继电器动作，各继电器再分别控制化学热泵A、B的阀1、2、3、4，热管桥15调节阀16、废气、冷却风换向分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配合物化学热泵内燃机废热制冷空调机，其特征在于：包括依序连接的冷凝器（５）、膨胀节流阀（６）、储液器（７）、蒸发器（９），以及第一化学热泵１７、第二化学热泵１８，在第一化学热泵１７的两端分别连接有阀（１）、（３），在第二化学热泵１８的两端分别连接有阀（２）、（４），其中阀（１）、（２）的另一端共同连接到冷凝器（５），阀（３）、（４）的另一端共同连接到蒸发器（９），第一、第二化学热泵１７、１８之间有热管桥１５连接，还包括其输入端口接受内燃机排放废气、输出端口分别连通到化学热泵１７、１８的换向阀（１１）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴邦，梁锦麟，
申请(专利权)人：张兴邦，梁锦麟，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]