[发明专利]一种醇类燃料发动机排气余热空调装置

说明书

技术领域

本发明属于余热利用技术领域，涉及一种以醇类燃料发动机的燃料作为制冷剂，采用发动机余热作为热源的排气余热吸收制冷空调，实现本发明的技术领域包括设计过程中的热力学、传热学、自动控制等。

背景技术

醇类燃料由于来源丰富，燃烧时无烟，因此被看作是未来最有前景的石油替代燃料，近年来，醇类燃料发动机在多国及国内多个省市也进行了试运行，但是醇类燃料发动机与传统汽油机及柴油机相似，热效率也处在20%~45%之间，约2/3的能量通过冷却系统和排气进入周围环境，造成严重的能源浪费。与此同时，目前汽车制冷用压缩机仍是由发动机直接驱动或由电机驱动，根据计算，采用汽车空调增加汽车燃料量10~20%，发动机输出功率减少10~12%，如何提高燃料利用率依然是制约醇类燃料汽车发展的主要瓶颈。

    吸附制冷技术能够利用发动机余热进行吸附制冷，具有重要的环保意义。目前余热吸附制冷空调机为卡车驾驶室降温等技术已经有了逐步的应用，其采用的制冷剂包括溴化锂、醇类、醛类等。但车用吸附制冷系统多作为一种封闭系统，有独立的加压系统及制冷剂存储设备，除废气余热来自发动机排气，整个系统与发动机没有任何关联，包括增压泵、制冷剂储液罐等在内的吸附制冷设备不仅占据了很多空间，也增加了整车的成本。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的缺陷提供一种将醇类燃料汽车上的燃料系统与吸附制冷相结合，使醇类燃料发动机燃料系统即能供给发动机燃烧，同时又能作为吸附制冷系统的制冷剂来源的醇类燃料发动机排气余热空调装置。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种醇类燃料发动机排气余热空调装置，其特征在于：包括醇燃料发动机燃料供给单元、采用醇制冷剂的制冷制热装置；所述醇燃料发动机燃料供给单元为所述制冷制热装置提供加压制冷剂，所述制冷制热装置通过热交换器利用发动机排气余热加热制冷剂进行制热或吸收制冷。

其进一步特征在于：制冷制热装置包括回热器、发动机排气余热发生器、冷凝器、电控节流阀、整车空调蒸发器、吸收器；

所述醇燃料发动机燃料供给单元的高压回流燃料管经电控调压阀与回热器一端相连，所述回热器另一端与发动机排气余热发生器进口端相连；所述发动机排气余热发生器出口端包括气体出口端和液体出口端，所述气体出口端与冷凝器相接，所述冷凝器出口端接电控节流阀；所述电控节流阀出口端依次连接整车空调蒸发器和吸收器；所述吸收器出口端与醇燃料发动机燃料供给单元的燃料箱相连；

所述发动机排气余热发生器液体出口端与回热器的热交换装置入口端相连，所述回热器的热交换装置出口端接入所述吸收器；

所述冷凝器设置有风扇进行冷却；所述整车空调蒸发器配有蒸发器送风机辅助换热；

所述发动机排气余热发生器气体出口端与整车空调蒸发器入口端之间设置有电控加热阀。

所述醇燃料发动机燃料供给单元包括燃料箱、燃料输送泵、发动机燃料泵、共轨管、燃料喷嘴、发动机电控ECU单元和电控回流控制阀；醇燃料储存在燃料箱中，醇燃料经燃料输送泵和发动机燃料泵加压后泵至发动机高压共轨管中，共轨管接燃料喷嘴对发动机各缸供给高压燃料，发动机电控ECU单元控制发动机的轨压、各缸的燃料喷射时序及喷射量，喷嘴高压回流燃料及共轨管限压阀调压后的高压回流燃料经电控回流控制阀流回燃料箱。

所述燃料输送泵后端设置有低压供给阀与醇燃料发动机燃料供给单元的回流管相连。

进一步的：所述电控调压阀与回热器之间管路上、所述回热器与吸收器之间管路上、所述整车空调蒸发器和吸收器之间管路上、所述电控节流阀两端管路上和所述发动机排气余热发生器与冷凝器之间管路上均设置有压力传感器和温度传感器。

发动机燃料系统回流管系的醇燃料压力依然较高，将这部分高压燃料引入吸附制冷系统，醇燃料经排气余热发生器吸收废气热量，温度升高直至沸腾，产生燃料蒸汽后变为浓溶液，而燃料蒸汽进入冷凝器，经过车载风扇风冷换热后被冷却成稀溶液，经节流阀节流后进入整车空调蒸发器，由于节流后压力较低，当环境温度高于当地压力对应的饱和温度时，制冷剂在蒸发器中在较低的温度下即可蒸发，蒸发过程中逐步吸热变为低压蒸汽同时冷却环境。由排气余热发生器出来的浓溶液在吸收器中与吸收器中的稀溶液混合，吸收来自整车空调蒸发器的过热燃料蒸汽，使蒸发器中的低压得以维持，吸收器中的溶液充分混合后返回燃料箱中循环使用，吸附制冷系统的蒸发压力可通过电控调压阀及电控节流阀实现大范围的灵活调节。

综上所述，本发明的有益效果是：