[发明专利]基于吸附式制冷的汽车废热回收停车空调及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及吸附式制冷利用技术领域的装置，具体是一种基于吸附式制冷的汽车废热回收停车空调及其工作方法。

背景技术

随着人民生活水平提高，汽车已逐渐成为生活必需品，人们对汽车舒适性要求也有相应的大幅度提高，舒适节能的空调系统是其中的重要要求之一。

当前的汽车空调主要采用压缩机制冷，其能源来自内燃机的驱动，消耗额外的能源；同时制冷剂在多年的技术更新和改良后，仍无法保证其制冷剂对臭氧层无破坏作用。在节能和环保两方面都有较大的缺点。

吸附制冷具有零ODP，零GWP的特点，能够利用低品位热源的优点，是一项新世纪蓬勃发展的制冷方式。虽然在技术上还不成熟，但已走出实验室，成为实际利用意义较大的一种制冷技术。目前汽车空调采用蒸汽压缩式制冷系统，利用发动机轴功率驱动，提供舒适空调，其代价是增加了能源消耗，增加空气污染，而吸附式制冷汽车空调，其热源主要是发动机的余热，包括汽车冷却水废热以及汽车尾气废热，是一个可以加以利用巨大资源。目前驱动汽车、火车、船舶等运输工具的制冷设备都需要消耗额外的燃料，而这些运输工具的发动机排气、发动机冷却介质能产生大量余热。吸附制冷系统利用余热驱动，无须额外能源，结构简单，抗震性能好，特别适宜于汽车、火车、船舶等运输工具内的制冷。

然而汽车废热是一种随时间而变化的低密度能源，具有间歇性、不稳定性的特点，为了实现吸附式停车空调的广泛应用，在提高能量回收利用效率，实施汽车废热的高效能量储存技术是解决其间歇性、不稳定性及能量供需时间差矛盾的必须手段。目前，热能储存方法主要有显热储能和潜热储能两种形式，其中显热储能技术简单、运行管理方便，但储能密度较低致使贮热装置体积庞大，另外，采用显热式储能装置在能量释放过程中存在输出温度波动大的缺点。潜热储能采用相变材料实现能量储存，其储能密度较高，且储热、释热过程近似等温，易于系统运行匹配，可进行制冷冷量的储存。

特别是在夏日较长时间室外停车后，车内温度较高，在现有车载空调条件下，所需制冷时间较长，能源消耗较大，且严重影响用户舒适度体验。以上问题，现有国内外资料均未提出解决方案。

经对现有技术的文献检索，目前尚无利用化学吸附技术利用汽车废热进行制冷并将制冷冷量储存的停车空调装置的专利。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种基于吸附式制冷的汽车废热回收停车空调及其工作方法，该空调以硅胶-水工质对吸附制冷，可以在不依赖汽车内部原有的能源系统情况下，通过利用车辆运行时的废热进行制冷工作和制冷系统控制，并将制冷冷量加以存储，在太阳照射的停车场合，保持车内温度在舒适范围内，同时，不需要汽车启动后启动原有空调系统进行散热，达到了提高用户舒适度体验和节约能源的目的。

本发明是通过以下技术方案实现的。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于吸附式制冷的汽车废热回收停车空调，包括固气化学反应吸附床、吸附床换热盘管、制冷剂储液器以及相变材料存储器及换热管盘，其中，所述固气化学反应吸附床的内部设置有化学吸附剂，所述吸附床换热盘管设置于固气化学反应吸附床的内部，吸附床换热盘管的入口端通过管路I收集汽车尾气热量，吸附床换热盘管的出口端通过管路II与汽车废气排气管相连，构成空调传热流体流动环路；所述固气化学反应吸附床通过管路III与制冷剂储液器双向连通，构成了制冷剂双向流动环路，从而将固气化学反应吸附床内解吸出的制冷剂在固气化学反应吸附床和制冷剂储液器之间双向流动；所述相变材料存储器及换热管盘设置于制冷剂储液器的内部，相变材料存储器及换热管盘的出口端和入口端分别通过管路IV和管路V与汽车厢体相连通，构成了冷用户端传热流体流动环路。

优选地，所述管路I位于固气化学反应吸附床的外部，管路I上设有汽车尾气调节阀。

优选地，所述管路III上设有制冷剂调节阀。

优选地，所述管路IV位于制冷剂储液器的外部，管路IV上设有冷量调节阀。

优选地，所述管路V位于制冷剂储液器的外部，管路V上设有空气流动循环泵。

优选地，所述基于吸附式制冷的汽车废热回收停车空调，还包括尾气集热器，所述尾气集热器连接于管路I的入口端。

根据本发明的另一个方面，提供了上述基于吸附式制冷的汽车废热回收停车空调的工作方法，包括以下三个阶段：