一种热交换式车船用空气温度调节系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种热交换式车船用空气冷却系统，其包括采用醇类制冷剂的蒸发器、冷凝器、可抽吸蒸发器中的制冷剂并将其输出给冷凝器的射吸器、泵、可通过热交换吸收发动机尾气热量而使制冷剂汽化的加热器以及储液罐，该加热器管连接于射吸器和泵之间，蒸发器包括空调蒸发器和冷却蒸发器，或其中之一；冷却蒸发器设于发动机进气管路上或内置于发动机进气滤清器中，可对发动机的进气进行降温；进气温度的降低，可提高发动机吸气效率，进而使发动机的处于或接近最佳工作状态，增加了发动机功率、减少了燃油消耗、并减小了废气的排放。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及内燃机领域，尤其是涉及一种可冷却或加热内燃机吸入的空气的热交换式车船用空气温度调节系统。
技术介绍
炎热的夏天里空气密度因空气温度的升高而降低，在放置车、船发动机的机舱内因空气不太流通致使温度更是高达上百度，发动机工作时吸入的是温度相对比较高的空气，这样就大大降低了发动机吸气效率，进而影响了发动机的最佳工作状态，降低了发动机功率、增加了燃油消耗、增大了废气的排放；在寒冷的冬天，过低的进气温度，同样造成发动机性能的下降。从司乘人员的乘坐舒适程度来讲，炎热季节的高温空气对于人员的身体健康及司机的安全驾驶也会存在一定的不利影响。另外，传统的车、船用冷气系统是由发动机或电力驱动压缩机来达到制冷目的，制冷系统工作时要消耗一定功率的动力，既增加了燃油的消耗又导致车、船的驱动力下降，这种情况在小排量车上更是明显。在这种实际情况下为推广小排量车增加了一定的难度。而且，传统制冷系统所采用的制冷剂为弗里昂，虽然现在采用了无氟制冷剂，但也是化工合成的化工产品，在提倡环保、节能的大环境下寻找一种无动力损耗、环保节能的制冷系统尤为重要。车、船上作为动力输出的内燃机工作时产生大量的热量，这些热量大部分通过内燃机排放的气体释放到外部，形成一种能量浪费；鉴于此，基于充分利用能源的目的，不少专利技术人设想通过一系列的热交换来获取内燃机排放气体的热能，并将之用于降低车舱、船舱的空气温度，例如名为“车、船用节能空调装置”(专利号ZL 93235695. 8)、名为“一种喷射式汽车制冷装置”(专利号ZL200920033358. 9)的授权专利，即是回收内燃机尾气的热能的技术应用。但现有的包括上述专利的尾气热能利用技术，存在以下不足1、没有利用回收内燃机尾气的热能给内燃机进气降温的技术；2、受限于热能的回收结构，尾气热能的回收效率较低、制冷量不足。
技术实现思路
本技术主要目的是提供一种可利用发动机尾气热能给发动机进气降温或加热的热交换式车船用空气温度调节系统。本技术另一目的是提供一种尾气热量回收效率较高的热交换式车船用空气温度调节系统。本技术再一目的是提供一种利用发动机尾气热能降低或提升车舱、船舱的空气温度的热交换式车船用空气温度调节系统。本技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的一种热交换式车船用空气温度调节系统，包括采用醇类制冷剂的蒸发器、冷凝器、可抽吸蒸发器中的制冷剂并将其输出给冷凝器的射吸器、泵、可通过热交换吸收发动机尾气热量而使制冷剂汽化的加热器以及储液罐，该加热器管连接于射吸器和泵之间，其特征在于所述蒸发器包括空调蒸发器和可给发动机进气加热或冷却的进气蒸发器，或空调蒸发器和进气蒸发器的其中之一；所述进气蒸发器设于发动机进气管路上或内置于发动机进气滤清器中；蒸发器用于升温时，由加热器供给制冷剂蒸汽；蒸发器用于降温时，由储液罐供给液态制冷剂。加热器用于吸收发动机排气管发出的热量，安装在发动机排气管上，排气腔成为排气管道的一部分，使发动机排出的尾气全部流过排气腔，使加热器可吸热的尾气量达到最大；制冷时，泵将储液罐中的制冷剂输送至加热器，制冷剂在加热器中汽化，汽化后的制冷剂高速进入射吸器进行喷射，并产生负压，在卷吸作用下，蒸发器内的制冷剂向射吸器流动并在射吸器内与高速气体混合后排出到冷凝器，进入冷凝器冷凝成常温常压的液体，冷凝后形成的液体一部分经节流后进入蒸发器，另一部分进入储液罐后经加液泵送入加热器补充加热器内因蒸发所损失的制冷剂；制热时，泵将储液罐中的制冷剂输送至加热器，制冷剂在加热器中汽化，汽化后的制冷剂高温蒸汽直接进入蒸发器；进气蒸发器设置在发动机进气管路上或内置于发动机进气滤清器中，可对发动机的进气进行降温或加热，以保持适当的进气温度，可提高发动机吸气效率，进而使发动机的处于或接近最佳工作状态，增加了发动机功率、减少了燃油消耗、并减小了废气的排放；空调蒸发器，安装在需要降温车舱、船舱内；蒸发器包括空调蒸发器和进气蒸发器，或空调蒸发器和进气蒸发器的其中之一，可视具体需要而定。作为优选，所述的加热器具有排气腔、可与排气腔进行热交换的加热腔；排气腔为可通过发动机排放的气体的封闭腔体；加热腔为可流入制冷剂、制冷剂可在腔体内气化、并可将气体输出的封闭腔体，加热腔具有一个或一个以上制冷剂入口。加热器用于吸收发动机排气管发出的热量，安装在发动机排气管上，排气腔成为排气管道的一部分，使发动机排出的尾气全部流过排气腔，使加热器可吸热的尾气量达到最大；对于排量较大的发动机，力口热腔可具有一个以上制冷剂入口，使制冷剂进入加热腔时分布更均勻，利于提高制冷剂的吸热速度、和气化效率，避免制冷剂过于集中，而产生较大的冷热不勻现象。作为优选，所述加热腔的入口设有喷嘴，该喷嘴的出口朝向加热腔的内腔壁。进入加热器的液体通过喷嘴后，形成雾状直接喷到加热腔的内壁上，这样可使液体迅速沸腾汽化，喷嘴的流量及数量视制冷系统所需制冷量的大小而定，制冷快、制冷量大时，加热器后的射吸器所需要的蒸汽量也大，喷嘴数量及流量相对也要大，反之减少。这种结构，使制冷剂吸热效率较高、气化速度快，并满足较大的蒸汽量的需求。另外，每个加热腔的入口可设置一个或多个喷嘴；设置多个入口，则可进一步提高喷嘴数量。作为优选，所述加热腔内设有检测气压的压力传感器，加热腔的气体出口或气体出口的管路上设有第一电磁截止阀。置于加热腔内的压力传感器通过外部控制系统控制第一电磁截止阀，视所需制冷量相对应的压力决定第一电磁截止阀的开启与闭合及加液泵的运转与停止；当压力传感器检测到加热腔的气压达到预定压力时，外部控制系统才指令第一电磁截止阀开启，加热腔输出的气压可预设，当压力超过设定压力值时外部控制系统控制加液泵停止工作，低于设定值时外部控制系统控制加液泵运行。当因发动机废气的高温及腐蚀使排气腔和加热腔的腔体损坏穿孔时，会导致加热腔内的制冷剂泄露，甚至会出现诸如制冷剂急剧膨胀而引发管路爆炸的情况；因此作为优选，加热腔和排气腔之间设有与两腔均可热交换的安全腔，该安全腔中注入有液态导热介质。安全腔用于吸收流经排气腔内的发动机废气的热量，由诸如导热油的导热介质把热量传导至加热腔用于加热制冷剂。安全腔在加热腔和排气腔之间起到隔离作用，使整体的安全性大为提高。为进一步提高安全性能，作为优选，所述安全腔中设有检测导热介质状态的泄露传感器。当因发动机废气的高温及腐蚀使排气腔腔体损坏穿孔时首先泄露的是导热介质，安装在安全腔内的泄露传感器把导导热介质泄露的信息传至报警装置提醒驾驶人员及时维修，这样既不影响制冷系统正常工作又可以继续正常使用制冷系统直至彻底修复。在制冷剂进入加热器之前预先对制冷剂加热，可降低加热器的工作负荷，在发动机怠速时亦可保证加热器有足够的蒸汽产生；作为优选，所述加热器入口端的制冷剂管路上设有对制冷剂管路加热的预热系统。预热系统对制冷剂管路加热，制冷剂管路与其内的制冷剂进行热交换，使制冷剂在进入加热器之前就获得一定的温升，使其进入加热器后可更快地汽化。预热系统可采用例如电加热、燃气加热等多种不同的方式，作为优选，所述预热系统包括发动机冷却水箱、管连接于发动机冷却水箱并可与其进行水循环的预热器；该预热器具有一个水腔，处于该水腔中的冷却剂管段呈平直或弯曲状态。水腔中充满来自本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2010.12.29 CN 201020687949.01.一种热交换式车船用空气温度调节系统，包括采用醇类制冷剂的蒸发器、冷凝器 (9)、可抽吸蒸发器中的制冷剂并将其输出给冷凝器(9)的射吸器(6)、泵(1)、可通过热交换吸收发动机尾气热量而使制冷剂汽化的加热器(5)以及储液罐O)，该加热器( 管连接于射吸器(6)和泵(1)之间，其特征在于所述蒸发器包括空调蒸发器(7)和可给发动机进气加热或冷却的进气蒸发器(8)，或其中之一；所述进气蒸发器(8)设于发动机进气管路上或内置于发动机进气滤清器(18)中；蒸发器用于升温时，由加热器( 供给制冷剂蒸汽； 蒸发器用于降温时，由储液罐( 供给液态制冷剂。2.根据权利要求1所述的一种热交换式车船用空气温度调节系统，其特征在于所述的加热器( 具有排气腔(53)、可与排气腔(5 进行热交换的加热腔(51)；排气腔(53) 为可通过发动机排放的气体的封闭腔体；加热腔(51)为可流入制冷剂、制冷剂可在腔体内气化、并可将气体输出的封闭腔体，加热腔(51)具有一个或一个以上制冷剂入口 ；所述加热腔(51)的入口设有喷嘴(54)，该喷嘴(54)的出口朝向加热腔(51)的内腔壁。3.根据权利要求2所述的一种热交换式车船用空气温度调节系统，其特征在于所述加热腔(51)内设有检测气压的压力传感器，加热腔(51)的气体出口或气体出口的管路上设有第一电磁截止阀(12)。4.根据权利要求2所述的一种热交换式车船用空气温度调节系统，其特征在于所述加热腔(51...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，
申请(专利权)人：张伟，
类型：实用新型
国别省市：