[实用新型]一种二氧化碳跨临界制冷循环汽车空调系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及发动机余热回收及利用技术、第一热电效应，CO₂制冷技术，制冷空调领域，尤其涉及一种发动机余热回收驱动蒸汽压缩辅助过冷的CO₂跨

临界制冷循环的汽车空调系统。

背景技术

随着当代社会的发展和人民生活水平的提高，家用汽车的数量与日俱增。现在汽车空调的制冷大多数采用的是蒸汽压缩制冷循环，包括压缩机、蒸发器、冷凝器、节流阀。由汽车发动机或者独立电机驱动。

现如今能源节约与环境保护问题已然成为全球关注的焦点。随着汽车数量的增加，汽车尾气的排放也越来越多。汽车尾气中的一氧化碳、二氧化碳、氮氧化合物等对环境造成很大破坏，产生温室效应，破坏臭氧层。此外，汽车发动机排放的废气的温度高达600-700℃，发动机燃料中30%-45%的能量随着尾气排放到大气中，造成了能量的浪费。所以说，对汽车尾气余热的回收利用，在很大程度上提高了能量的利用。

目前市场的汽车使用的制冷剂绝大多数为R134a，R134a这种制冷剂虽然ODP为0，但是GWP高达1300，汽车空调系统里的制冷剂不可避免的会发生泄漏和定期更换，对环境产生不利影响，加速温室效应。随着社会和科技的发展，减缓温室效应和臭氧层破坏成为全球面临的首要问题。必须尽早采用对环境无危害的制冷剂，全球各国也在加速推进环保制冷剂替代高GWP制冷剂的进程，其中，自然工质因为其环境友好的特性再次受到了人们的关注。CO₂作为最具有潜力的自然工质是因为CO₂有着如下诸多优点。1）、自然工质，对环境无破坏作用，ODP=0、GWP=1。2)、单位体积制冷量大，与普通工质相比，CO₂设备体积小。3）、安全系数高，无毒不可燃，化学性质稳定。4）、粘度低，具有优良的流动性及传热性，其液体密度小氟利昂40%,与润滑油类似，具有良好的相容性。5）廉价容易获取。但是CO₂制冷循环冷凝器出口与蒸发器入口的压差大，使得节流损失很大，导致整个循环的能效低。

因此，所要做的不仅要采用环境友好型（ODP为0，GWP很小）制冷剂，还要大幅度提高整个循环的能效。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种发动机余热回收驱动蒸汽压缩辅助过冷的CO₂跨临界制冷循环汽车空调系统，通过利用发动机排放的高温尾气进行发电，并且加以利用，提高整个系统的能效。

为了满足以上的需求，本实用新型所采取的技术方案是：提出一种二氧化碳跨临界制冷循环汽车空调系统，由发动机尾气余热发电系统、辅助蒸汽压缩制冷系统和CO₂跨临界制冷系统组成；所述发动机尾气余热回收系统包括依次连接的内燃机、排气管、温差发电模块和蓄电池组；所述辅助蒸汽压缩制冷循环系统是由依次连接的辅助制冷压缩机、过冷器、冷凝器和第一节流阀组成，过冷器出口连接辅助制冷压缩机入口，蓄电池组连接辅助制冷压缩机；CO₂跨临界制冷循环是由依次连接的跨临界制冷压缩机、气体冷却器、第二节流阀和蒸发器组成，跨临界制冷压缩机出口连接气体冷却器进口，蒸发器出口连接跨临界制冷压缩机进口；过冷器出口管路与气体冷却器出口管路联通。

所述排气管连接旁通管。

温差发电模块是基于Seeback效应的一种装置，由半导体材料制成的热电模块两侧有温差时，就会产生电势差。汽车尾气余热发电系统将内燃机排放的具有较高温度的尾气进入温差发电模块，此时发电模块产生直流电，并储存在蓄电池中，通过蓄电池管理控制系统来控制蓄电池的充放电，用来驱动辅助蒸汽压缩制冷循环。