一種基于熱能制冷技術(shù)的公交制冷系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于熱能制冷技術(shù)的公交制冷系統(tǒng)，包括熱能采集模塊、傳感器檢測模塊和溴化鋰制冷模塊，所述熱能采集模塊連接傳感器檢測模塊和溴化鋰制冷模塊，傳感器檢測模塊還連接溴化鋰制冷模塊。本實(shí)用新型的有益效果是：1.本系統(tǒng)依靠夏季戶外豐富的太陽能和公交發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣余熱供給能源，不需要車輛提供動(dòng)力，提高公交車動(dòng)力性，降低車輛油耗，減少尾氣排放。2.本系統(tǒng)采用溴化鋰?水作為制冷工質(zhì)對，相對于傳統(tǒng)的空調(diào)制冷劑R12等，具有完全無毒無污染的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種基于熱能制冷技術(shù)的公交制冷系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種制冷系統(tǒng)，具體是一種基于熱能制冷技術(shù)的公交制冷系統(tǒng)。 【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)中國客車行業(yè)報(bào)告分析數(shù)據(jù)顯示，2013年中國公交汽電車保有量已突破50萬輛，預(yù)計(jì)十二五末將達(dá)到60萬輛，以公交電汽車為主體的城市公共交通體系正逐步地建立和完善。城市公共交通車輛占城市汽車保有量的比例僅為10%，但卻占總運(yùn)行里程近50%，負(fù)擔(dān)著城市一半以上的客運(yùn)壓力。隨著汽車工業(yè)和人民物質(zhì)文明水平的提高，人們對于公共交通的環(huán)保、節(jié)能、舒適性提出了更高的要求，為應(yīng)對夏季高溫天氣，現(xiàn)在的許多公交車都安裝了車載空調(diào)系統(tǒng)。
[0003]而現(xiàn)有公交車制冷系統(tǒng)存在著許多問題和不足，亟待解決。主要有:
[0004]1.夏季天氣炎熱，由于公交車窗面積大易受易受太陽直射，再加上地面熱量反射、 發(fā)動(dòng)機(jī)輻射熱、人體散熱的影響，因此汽車空調(diào)的熱負(fù)荷較大。
[0005]2.現(xiàn)有的公交車載空調(diào)系統(tǒng)需要消耗大量的能量，車載空調(diào)中廣泛使用的制冷劑 R12是當(dāng)今破壞臭氧層的主要成分。
[0006]3.公交車載空調(diào)制冷壓縮機(jī)利用發(fā)動(dòng)機(jī)或?qū)ｉT的輔助電機(jī)來驅(qū)動(dòng)，因此車輛的其他性能(如加速性能、爬坡性能、燃油經(jīng)濟(jì)性)會(huì)受到一定的影響。
[0007]從以上幾點(diǎn)出發(fā)，我們基于“節(jié)能減排，綠色環(huán)保”的理念設(shè)計(jì)了這一基于太陽能制冷技術(shù)的公交車制冷系統(tǒng)。
[0008]太陽能具有取用方便、能量巨大、無污染、安全性好等優(yōu)點(diǎn)。太陽能制冷技術(shù)是將太陽能光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)與溴化鋰吸收式制冷技術(shù)結(jié)合起來，利用清潔的太陽能和無污染的溴化鋰-水工質(zhì)對，實(shí)現(xiàn)熱能制冷的效果。太陽能制冷技術(shù)本身具有良好的季節(jié)適應(yīng)性:當(dāng)天氣越熱、太陽輻射越強(qiáng)的時(shí)候，制冷的需求也越大。
[0009]汽車尾氣中蘊(yùn)藏著大量的熱能，直接排放到大氣中容易造成能源浪費(fèi)，并且會(huì)加重城市熱效應(yīng)，車輛尾氣余熱的利用一直是國內(nèi)外熱門的研究課題。溴化鋰熱能制冷技術(shù)是現(xiàn)有的能夠有效利用低品位熱能的技術(shù)之一，具有極好的節(jié)能效益?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0010]本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于熱能制冷技術(shù)的公交制冷系統(tǒng)，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0011]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0012]—種基于熱能制冷技術(shù)的公交制冷系統(tǒng)，包括熱能采集模塊、傳感器檢測模塊和溴化鋰制冷模塊，所述熱能采集模塊連接傳感器檢測模塊和溴化鋰制冷模塊，傳感器檢測模塊還連接溴化鋰制冷模塊。
[0013]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案:所述熱能采集模塊由光熱采集模塊、尾氣余熱采集模塊組成，其中光熱采集模塊包括真空管太陽能集熱器、儲(chǔ)熱水箱和熱水循環(huán)栗，儲(chǔ)熱水箱一端連接真空管太陽能集熱器，儲(chǔ)熱水箱另一端連接熱水循環(huán)栗，熱水循環(huán)栗的另一端連接真空管太陽能集熱器。
[0014]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案:所述溴化鋰制冷模塊包括冷凝器、發(fā)生器、蒸發(fā)器、 吸收器和換熱器，冷凝器的一端連接發(fā)生器，發(fā)生器的另一端連接換熱器，換熱器的另一端還連接吸收器，吸收器的另一端連接蒸發(fā)器，蒸發(fā)器還通過節(jié)流閥連接冷凝器。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:1.本系統(tǒng)依靠夏季戶外豐富的太陽能和公交發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣余熱供給能源，不需要車輛提供動(dòng)力，提高公交車動(dòng)力性，降低車輛油耗，減少尾氣排放。
[0016]2.本系統(tǒng)采用溴化鋰-水作為制冷工質(zhì)對，相對于傳統(tǒng)的空調(diào)制冷劑R12等，具有完全無毒無污染的優(yōu)點(diǎn)。
[0017]3.本系統(tǒng)采用熱能制冷技術(shù)，利用清潔的太陽能光熱和廢棄的車輛尾氣余熱作為熱源，在不消耗燃油，不影響車輛動(dòng)力性的基礎(chǔ)上，滿足現(xiàn)有公交車的制冷需求。
[0018]4.本系統(tǒng)以溴化鋰水溶液做為制冷工質(zhì)，相比于現(xiàn)有的車載空調(diào)制冷劑，具有無毒無污染不可燃，對大氣層沒有破壞作用的優(yōu)點(diǎn)，清潔環(huán)保，安全性好?！靖綀D說明】
[0019]圖1為基于熱能制冷技術(shù)的公交制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0020]圖2為熱能采集模塊的結(jié)構(gòu)框圖；[0021 ]圖3為溴化鋰制冷模塊結(jié)構(gòu)框圖。【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0023]請參閱圖1-3,一種基于熱能制冷技術(shù)的公交制冷系統(tǒng)，包括熱能采集模塊、傳感器檢測模塊和溴化鋰制冷模塊，所述熱能采集模塊連接傳感器檢測模塊和溴化鋰制冷模塊，傳感器檢測模塊還連接溴化鋰制冷模塊。
[0024]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案:所述熱能采集模塊由光熱采集模塊、尾氣余熱采集模塊組成，其中光熱采集模塊包括真空管太陽能集熱器、儲(chǔ)熱水箱和熱水循環(huán)栗，儲(chǔ)熱水箱一端連接真空管太陽能集熱器，儲(chǔ)熱水箱另一端連接熱水循環(huán)栗，熱水循環(huán)栗的另一端連接真空管太陽能集熱器。
[0025]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案:所述溴化鋰制冷模塊包括冷凝器、發(fā)生器、蒸發(fā)器、 吸收器和換熱器，冷凝器的一端連接發(fā)生器，發(fā)生器的另一端連接換熱器，換熱器的另一端還連接吸收器，吸收器的另一端連接蒸發(fā)器，蒸發(fā)器還通過節(jié)流閥連接冷凝器。[〇〇26]本實(shí)用新型的工作原理是:本系統(tǒng)分為熱能采集、溴化鋰制冷、傳感器檢測三部分，分別實(shí)現(xiàn)光熱光電轉(zhuǎn)換，熱能制冷和系統(tǒng)各設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測的功能。[〇〇27]1.熱能采集模塊，熱能采集系統(tǒng)主要由光熱采集模塊、尾氣余熱采集模塊組成，二者相互配合互為補(bǔ)充，光熱轉(zhuǎn)換模塊主要包括真空管太陽能集熱器、儲(chǔ)熱水箱和熱水循環(huán)栗，熱水經(jīng)循環(huán)栗進(jìn)入太陽能集熱器，升溫后進(jìn)入制冷機(jī)發(fā)生器將稀溶液濃縮，降溫后回到儲(chǔ)熱水箱，然后再送到太陽能集熱器加熱升溫，如此循環(huán)。光熱轉(zhuǎn)換模塊將吸收的太陽能轉(zhuǎn)換成制冷劑的熱能，為整個(gè)熱能制冷循環(huán)提供能源。真空管集熱器集熱效率高，且在國內(nèi)市場份額大，技術(shù)成熟，價(jià)格低廉。尾氣余熱利用模塊通過發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)，利用車輛煙氣的余熱為儲(chǔ)熱水箱中的熱水供熱。經(jīng)研究，溴化鋰制冷機(jī)的理想啟動(dòng)熱源溫度約為75°C，最佳熱源溫度為87°C，如果僅僅靠太陽能熱管的光熱效應(yīng)很難迅速的加熱到理想的溫度，所以，本裝置選擇利用車輛尾氣余熱配合太陽能光熱對儲(chǔ)熱水箱進(jìn)行加熱，提高制冷效率，降低啟動(dòng)時(shí)間。
[0028]2.溴化鋰制冷模塊，制冷系統(tǒng)是本設(shè)計(jì)的核心部分，制冷方式采用溴化鋰吸收式制冷方法，吸收式制冷的原理是利用某些具有特殊性質(zhì)的工質(zhì)對，通過一種物質(zhì)對另一種物質(zhì)的吸收和釋放，產(chǎn)生物質(zhì)的狀態(tài)變化，從而伴隨吸熱和放熱過程，溴化鋰水溶液在②發(fā)生器中被加熱，產(chǎn)生的制冷劑蒸氣進(jìn)入①冷凝器，冷凝成液體，經(jīng)⑥節(jié)流閥降壓后送入③蒸發(fā)器中蒸發(fā)制冷，使冷媒水溫度降低，即可供給用戶以冷量。在發(fā)生器中制冷劑含量減少后的溶液(稱為吸收液)，流經(jīng)⑤換熱器被冷卻并經(jīng)溶液節(jié)流閥降壓后進(jìn)入④吸收器，與從③ 蒸發(fā)器來的制冷劑蒸氣相混合，并吸收這些蒸氣而形成制冷劑含量較多的溶液，再由⑦溶液栗升壓后流經(jīng)溶液換熱器與吸收液進(jìn)行熱交換，然后進(jìn)入②發(fā)生器繼續(xù)使用。這樣，就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)熱能制冷的循環(huán)。
[0029]3.傳感器檢測模塊，傳感器檢測系統(tǒng)主要是負(fù)責(zé)檢測制冷系統(tǒng)和采集系統(tǒng)中各個(gè)反應(yīng)器內(nèi)部的溫度和壓強(qiáng)，以保證裝置的安全高效運(yùn)行。各個(gè)儀器中將設(shè)計(jì)安裝溫度傳感器DS18B20和壓力傳感器US10000,傳感器將實(shí)時(shí)采集到的系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)信息傳送到特定的分析裝置，由系統(tǒng)分析確定各數(shù)據(jù)是否在正常范圍，并采取相應(yīng)的措施。比如，熱能采集系統(tǒng)中的儲(chǔ)熱水箱將安裝溫度傳感器，當(dāng)檢測到水溫達(dá)到特定值時(shí)，再控制水閥打開，啟動(dòng)熱能制冷系統(tǒng);溴化鋰制冷系統(tǒng)中的四大反應(yīng)器都需要安裝壓力傳感器，以檢測儀器內(nèi)部壓強(qiáng)是否在合理范圍。
[0030]4.傳感器檢測系統(tǒng)是將整個(gè)設(shè)備聯(lián)系在一起的紐帶，控制裝置的整體運(yùn)行，使整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)的控制反饋系統(tǒng)，增強(qiáng)安全性穩(wěn)定性。效果預(yù)期計(jì)算:通過查閱資料， 現(xiàn)有公交車載空調(diào)，如金龍客車空調(diào)KL-1IY型號最大制冷量為18000Kcal/h，相當(dāng)于 20.9kW，即現(xiàn)有公交的制冷需求約為為20.9kW。1.本設(shè)計(jì)在車頂安裝兩組共約(2 X 4)m2的真空管集熱器，以武漢本地為例，夏季的太陽能輻射量為2.5MJ/m2.h，真空管表面涂層的吸收率為0.88，全天日照時(shí)間8小時(shí)，由于行駛于城市可能會(huì)受到建筑遮擋，這里按日均6時(shí)計(jì)算，則依靠太陽能系統(tǒng)平均每小時(shí)獲得的熱量為:2.5MJ X (2 X 4)m2 X 0.88 X 6h + 8h= 3.67kW2.車輛煙氣的初始排放溫度約為400度，發(fā)動(dòng)機(jī)耗油量50kg/h，燃燒lkg燃油所需空氣量為24kg，每小時(shí)的排氣量約為:50kg X 24+50kg=1250kg通常車輛冷卻系統(tǒng)能帶走煙氣中25%的熱量，煙氣的比熱容約為1.0515kJ/kg°C，假設(shè)煙氣因此降低了 100度，冷卻系統(tǒng)所獲得的熱量為:1250kg X 1 ? 0515kJ/kg.°C X 100°C + lh=131 ? 4kJ/h=36 ? 5kW制冷機(jī)的制冷效率⑶P值約為0.715，系統(tǒng)總共可，提供得制冷量為:(3.67kW+36.5kW) X 0.715=28.7kW> 20.9kW由以上的分析可得，本系統(tǒng)足夠滿足現(xiàn)有公交汽電車的制冷需求。
[0031]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實(shí)用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實(shí)用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
[0032]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于熱能制冷技術(shù)的公交制冷系統(tǒng)，包括熱能采集模塊、傳感器檢測模塊和溴 化鋰制冷模塊，其特征在于，所述熱能采集模塊連接傳感器檢測模塊和溴化鋰制冷模塊，傳 感器檢測模塊還連接溴化鋰制冷模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于熱能制冷技術(shù)的公交制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述熱 能采集模塊由光熱采集模塊、尾氣余熱采集模塊組成，其中光熱采集模塊包括真空管太陽 能集熱器、儲(chǔ)熱水箱和熱水循環(huán)栗，儲(chǔ)熱水箱一端連接真空管太陽能集熱器，儲(chǔ)熱水箱另一 端連接熱水循環(huán)栗，熱水循環(huán)栗的另一端連接真空管太陽能集熱器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于熱能制冷技術(shù)的公交制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述溴 化鋰制冷模塊包括冷凝器、發(fā)生器、蒸發(fā)器、吸收器和換熱器，冷凝器的一端連接發(fā)生器，發(fā) 生器的另一端連接換熱器，換熱器的另一端還連接吸收器，吸收器的另一端連接蒸發(fā)器，蒸 發(fā)器還通過節(jié)流閥連接冷凝器。
【文檔編號】B60H1/32GK205668483SQ201620526457
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年6月1日
【發(fā)明人】毛飛躍, 郭運(yùn)坤, 楊緒啟, 王立志, 吳奕, 楊騰翔
【申請人】中國人民解放軍裝甲兵工程學(xué)院