[发明专利]一种用于汽车空调的尾气废热驱动喷射制冷系统

摘要

本发明公开了一种用于汽车空调的尾气废热驱动喷射制冷系统，用以代替传统的汽车空调用蒸汽压缩式制冷系统。该系统由尾气换热器、发生器、主喷射器、辅助喷射器、蒸发器、冷凝器、闪蒸罐、膨胀阀、电动三通调节阀、电磁阀组成。本发明的优点：1.替代传统汽车空调用蒸气压缩制冷系统，避免发动机因驱动压缩机而导致性能下降和能耗上升；2.合理利用汽车尾气废热，降低尾气的排气温度，以提高催化转换器中催化剂的活性，减少环境热污染和有害气体排放；3.无运动部件，不需要润滑油，系统简单，工作可靠；4.以水为制冷剂，对人体及环境完全无危害。

主权项

1.一种用于汽车空调的尾气废热驱动喷射制冷系统，其特征在于，由尾气换热器(13)、换热铜管(14)、发生器(1)、主喷射器(2)、中间换热器(3)、第一辅助喷射器(4)、冷凝器(5)、第一电动三通调节阀(6‑1)、第二电动三通调节阀(6‑2)、膨胀阀(7)、闪蒸罐(8)、蒸发器(9)、第二辅助喷射器(10)、排气支管(11)、第一电磁阀(15‑1)、第二电磁阀(15‑2)、第三电磁阀(15‑3)、第四电磁阀(15‑4)、第五电磁阀(15‑5)和气动执行器(18)组成；1.1 各部件的结构和作用：1)所述尾气换热器(13)为管壳式换热器，管为排气支管(11)，管程为汽车发动机尾气，壳程为高温导热油WD‑350；其作用是：A.来自汽车发动机排气的废热加热高温导热油WD‑350，吸热后的高温导热油WD‑350通过换热铜管(14)加热发生器(1)内的水；B.使汽车排放的尾气不直接与喷射制冷系统接触，避免当尾气泄露时污染整个制冷系统；2)所述发生器(1)为管壳式换热器，管为换热铜管(14)，管程为高温导热油WD‑350，壳程为水；其作用是：利用来自尾气换热器(13)的高温导热油加热水，水产生高温高压的工作蒸汽；3)所述主喷射器(2)由喷嘴(2‑2)、接受室(2‑3)、混合室(2‑4)、扩压器(2‑5)以及气动执行器(18)组成；所述主喷射器(2)可以通过气动执行器(18)来实现喷嘴(2‑2)位置的微调，从而优化工作性能，确保其在较高喷射系数工况范围内运行；其作用是：主喷射器(2)接受室(2‑3)入口连接闪蒸罐(8)的气相空间，用于给闪蒸罐抽真空，创造水在低压下闪发的条件；4)所述中间换热器(3)为管壳式换热器，壳程走混合蒸汽，管程为冷凝器(5)的高压的液态水经过第一电动三通调节阀(6‑1)调节的冷凝水；中间换热器(3)作为主喷射器和第一辅助喷射器两级串联的中间冷却器，其作用是：冷却主喷射器(2)出来的混合蒸汽，使其温度降低、比容减小，有助于增加进入第一辅助喷射器(4)的混合蒸汽的流量，确保制冷系统达到规定的制冷量；5)所述第一辅助喷射器(4)，作为主喷射器(2)和第一辅助喷射器(4)两级串联的第二级喷射器，其作用是：抽吸中间换热器(3)中被冷却的高压蒸汽，从而继续提高主喷射器(2)的混合蒸汽的排气压力，确保冷凝器(5)达到规定的冷凝压力；6)所述第二辅助喷射器(10)，为一个汽—水喷射器，其作用是：利用一部分发生器(1)的工作蒸汽来引射流过第一电动三通调节阀(6‑1)直通出口出来的液态水，将液态水回流到发生器(1)中，从而保证工作介质水在整个系统中循环使用；7)所述冷凝器(5)为翅片管式结构，管程为高压蒸汽冷凝管，其风机运转所需的电力由汽车的蓄电池提供，其作用是将高温高压的蒸汽冷凝为高压的液态水；8)所述闪蒸罐(8)为一个压力容器，其作用是：A.在液相间，通过第二电动三通调节阀(6‑2)节流后的低温低压水进入闪蒸罐(8)，在低压条件下，一部分闪发为蒸汽，由于相变要从未汽化的水中吸收汽化潜热，使这部分未汽化的水过冷后进入蒸发器(9)，进而可以增大系统的制冷量；B.在气相空间，闪蒸罐内的水持续闪发出蒸汽，从蒸发器(9)出来的水蒸汽也进入闪蒸罐(8)，使进入主喷射器(2)的引射流体流量增大，进而可以增大主喷射器(2)的喷射系数；9)所述蒸发器(9)为翅片管式结构，管程为水管；其作用是利用低温液态水对风机送入的新风进行降温，从而达到空调系统对新风进行冷却处理过程的要求；10)所述第一电动三通调节阀(6‑1)、第二电动三通调节阀(6‑2)，与汽车控制电路连接，其作用是：通过轿厢内温、湿度的变化来自动调节水的流量；11)所述膨胀阀(7)，其作用是将制冷系统中的水由高温高压液态节流成低温低压液态；12)所述第一电磁阀(15‑1)、第二电磁阀(15‑2)、第三电磁阀(15‑3)的作用是调节对应支路的蒸汽流量；第四电磁阀(15‑4)、第五电磁阀(15‑5)的作用是作为开关使用，实现制冷与制热模式的切换；若关掉第四电磁阀(15‑4)，并同时打开第一电磁阀(15‑1)、第二电磁阀(15‑2)、第三电磁阀(15‑3)，第五电磁阀(15‑5)，系统为制冷工况；若同时关闭第一电磁阀(15‑2)、第二电磁阀(15‑2)、第三电磁阀(15‑3)、第五电磁阀(15‑5)，打开第四电磁阀(15‑4)，系统为制热工况，通过汽车原有的水暖式暖风系统来制热；1.2 各部件的连接关系：所述尾气换热器(13)，其左端管程入口通过排气支管(11)与发动机排气管(16)相连，其右端壳程出口通过换热铜管(14)与所述发生器(1)的换热铜管(14)入口连接；从所述发生器(1)壳程出口出来的高温高压蒸汽通过一根蒸汽管分配至各蒸汽支管，所述主喷射器喷嘴(2‑2)通过耐高压金属软管(17‑2)与第三电磁阀(15‑3)所在的蒸汽支管连接；所述主喷射器接受室(2‑3)入口与所述闪蒸罐(8)气相空间第一接口相连；所述主喷射器扩压器(2‑5)与中间换热器(3)的壳程入口(3‑1)相连；中间换热器管程入口(3‑3)与所述第二电动三通调节阀(6‑2)的直通出口连接，中间换热器(3)的壳程出口(3‑2)与所述第一辅助喷射器(4)的接受室相连；所述第一辅助喷射器(4)的喷嘴的进口与所述第二电磁阀(15‑2)所在的蒸汽支管相连，喷嘴的出口先与中间换热器管程出口(3‑4)连接后，再与所述冷凝器(5)的入口相连；所述冷凝器(5)的出口与所述第一电动三通调节阀(6‑1)的入口相连，所述第一电动三通调节阀(6‑1)的侧通出口与所述膨胀阀(7)的入口相连，其直通出口与所述第二辅助喷射器(10)的接受室相连；所述第二辅助喷射器(10)的喷嘴的进口与第一电磁阀(15‑1)所在的蒸汽支管相连，其出口与所述发生器(1)壳侧入口相连；所述闪蒸罐(8)的液相空间的第二接口与所述第二电动三通调节阀(6‑2)的侧通出口相连，其液相空间的第一接口与所述蒸发器(9)的入口相连；所述蒸发器(9)的出口与所述闪蒸罐(8)的气相空间第二接口相连。