[实用新型]余热驱动的纯水工质的车载制冷装置

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及一种车载制冷装置，更具体地说，涉及一种利用余热驱动且利用纯水作为工质的车载制冷装置。

【背景技术】

现有技术中的制冷装置通常分为热能驱动的真空蒸发式制冷装置和机械能驱动的高压蒸发式制冷装置(如氟利昂压缩式制冷装置)。其中，真空蒸发式制冷装置在形式上又分为：吸收式制冷装置和吸附式制冷装置。吸附式制冷装置由于体积和重量过大、制冷系数低，目前应用较少，尤其不适合对附属设备体积、形状和重量有较严格限制的车辆上使用。吸收式制冷装置主要包括蒸发器、吸收器、发生器和冷凝器，其中吸收器是一个重要部件。吸收器主要是利用一种对水蒸汽具有强烈吸收作用的盐(如溴化锂)或氨水吸收来自蒸发器的水蒸汽，其主要作用是通过对水蒸汽的强烈吸收作用及时将蒸发器中的水蒸汽吸走(水的体积是相同重量水蒸汽的1700倍)，在极短时间内迅速在蒸发器中产生低于冷凝器压力的压力场，使来自冷凝器的冷凝水通过节流器后在蒸发器中迅速蒸发，从而吸收周围的热量，达到制冷的目的；吸收器的另一个作用是，通过盐(或氨水)对水蒸汽的吸收作用，将水蒸汽转化为液态水，从而减小水蒸汽占用的空间，便于利用液体泵输送到发生器中。

在现有技术中，吸收式制冷装置的发生器和吸收器共同起的作用和氟利昂压缩式制冷装置的压缩机类似，都是用来提高进入冷凝器内工质的压力和温度，使其温度高于大气环境温度，压力达到冷凝压力，便于利用与大气环境的温度差使水蒸汽冷凝成液态水。

对现有的制冷装置而言，如果没有发生器(热能驱动的制冷装置)或压缩机(机械能驱动的制冷装置)提高工质的温度和压力，而使蒸发器中的水蒸汽直接进入冷凝器，则会因该水蒸汽温度低于外界环境温度而使得水蒸汽在冷凝器中不能向大气中散热(相反，将吸收外界热量)，也就不能带走待制冷环境的热量，冷凝器也就失去了作用。另外一方面，如果没有发生器(热能驱动的制冷装置)或压缩机(压缩式制冷装置)使工质的压力提高，那么冷凝器和蒸发器的之间就不会形成压力差，没有该压力差，冷凝器中的工质就不可能通过连接设置在冷凝器和蒸发器之间的节流器进入蒸发器进行蒸发(因为工质在节流器中的压降与蒸发器中的压力之和等于冷凝器中的压力)。工质没有蒸发，不会通过相变换热，就不可能吸收待制冷环境的热量。因此在真空蒸发制冷(热能驱动的吸收式制冷装置)和高压蒸发制冷(机械能驱动的压缩式制冷装置)中，不论采用什么工质，能量驱动部件都是必不可少的。

现有技术中还提出一种利用低压蒸发并采用纯水作为工质的制冷装置，主要是利用水在常压下蒸发吸热的特点，吸收环境热量，达到冷却环境的目的。这类制冷装置的主要特点有：

(1)这类制冷装置不需要能量(机械能或热能)进行制冷驱动，主要依靠流体强制或自然对流以及与金属的热传导来交换热量，达到制冷目的。其所使用的泵类设备只起到加强流体的对流进而进行换热的目的。

(2)这类制冷装置不需要冷凝器，正如前面所述，由于吸收环境中热量蒸发成的水蒸汽温度低于大气温度，冷凝器不起作用。

(3)正是由于冷凝器不需要或不起作用，这类制冷装置蒸发出的水蒸汽不得不直接排到大气中。这在水资源丰富地区是可行的，但在缺水地区和城市地区可行性较小；

(4)这类制冷装置的基本原理与空调扇相同，其不同之处在于蒸发压力不同，这类制冷装置将蒸发器中的压力降低了，以期提高水的蒸发能力。其与空调扇在结构上的区别是：空调扇中水的蒸发过程是在待制冷环境中进行的，而这类制冷装置的蒸发过程是在一个封闭的容器内进行；

(5)这类制冷装置由于没有驱动部件(如热能驱动的制冷装置中的发生器和机械能驱动的制冷装置的压缩机)，其制冷能力较低。为达到所需的制冷量，就需要增大设备体积和重量。因此这类制冷装置适合于制冷量小的环境制冷之用，不适用于车载。

吸收式制冷装置理论上可以应用到车辆上，利用车辆发动机冷却系统和排气系统余热做动力来驱动其工作。但吸收式制冷装置应用在车载环境中本身有3个缺陷：

(1)用做吸收剂的盐(如溴化锂)虽然对环境和人体没有任何破坏作用，但其对金属有强烈的腐蚀作用，尤其是对碳钢、铜和铝合金。虽然通过加入缓蚀剂等添加剂能够延缓其腐蚀速度，但腐蚀过程中还会产生诸如氢气等不凝性气体，破坏整个制冷系统的真空环境，需要及时抽出；并且吸收剂还会造成各个系统零部件壁厚变薄，使得系统使用寿命变短。