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原文传递客车发动机废热吸收压缩混合制冷循环理论与实验研究

论文题名：	客车发动机废热吸收压缩混合制冷循环理论与实验研究
关键词：	发动机;废热吸收;压缩制冷循环;热力学分析;排气参数;数值模拟
摘要：	近年来随着汽车保有量的增大，对燃油的需求量越来越大，同时向环境中排出大量的温室气体和颗粒物。汽车节能减排已成为各个国家关注的课题，尤其对我国更要提高汽车燃油利用率和减少废气排放。目前用于汽车制冷的制冷系统几乎全部是消耗动力的蒸气压缩式系统，燃油消耗非常大。另外，汽车发动机的有效热效率一般在35％～40％之间，燃料燃烧剩余的热量以废热的形式被排放到环境中，而利用这部分废热来驱动吸收式制冷系统为汽车制冷是一种很好的节能方案，也是近些年来一直备受关注的课题。　　基于此，本文提出利用客车发动机废气热量与动力联合驱动的基于HCFC124—DMAC为工质对的新型吸收/压缩混合制冷循环。新型制冷循环不但有效的利用了发动机排气废热来制冷，而且会大大的减小汽车的燃油消耗和降低废气排放。　　根据客车空调负荷需求，对客车废热吸收/压缩混合制冷循环进行了热力计算，并对系统各主要换热设备进行了换热特性分析。重点针对回收发动机排气废热的螺旋盘管发生器进行分析，建立了发动机排气与工作流体的传热模型。针对在车用制冷系统中不易布置水冷散热装置和汽车经常在处于颠簸、变向、变速状态等不利于降膜吸收的特点，提出了直接利用风冷的竖直翅片管内鼓泡吸收的方式，并对鼓泡吸收器进行了细致研究。　　针对汽车行驶状态多变，从而导致发动机排气废热随之变化的特点，要求对发动机在汽车不同行驶条件下的排气参数进行定量分析，包括排放废气温度和废气流量。为此，本文对发动机排气参数模型进行了整理分析，得到了发动机排气参数计算方程，并与实验测试值进行了对比，验证了废气参数模型的可靠性。并进一步耦合求解了汽车行驶方程，得到了在汽车不同行驶速度下的废气温度和废气流量的变化。为耦合发生器内的传热做好准备。　　针对溶液泵流量不变的控制策略下，对客车发动机废热吸收/压缩混合制冷系统进行了数值模拟;计算结果表明，当车速高于100 km·h-1时，由发动机排气驱动的吸收制冷子循环能完全满足客车30 kW空调负荷;而当车速低于40 km·h-1时，吸收制冷子循环没有制冷效果，此时的空调负荷完全由压缩制冷子循环提供;而当车速介于40 km· h-1～100 km· h-1之间时，吸收制冷子循环联合压缩制冷子循环来共同满足客车的用冷需求。　　为验证前述吸收/压缩混合制冷循环用于汽车制冷的可行性，设计并试制吸收/压缩混合制冷小型试验样机。并针对吸收制冷子循环和吸收/压缩混合制冷循环在不同热空气加热温度、溶液泵流量和冷水入口温度下进行了测试。结果显示，在环境温度为20℃时，吸收制冷子循环的COP最高能达到0.542。通过对吸收制冷子循环和吸收/压缩混合制冷循环的运行特性对比发现，吸收/压缩混合制冷循环运行过程中高压侧压力明显高于吸收制冷子循环的压力;而低压侧压力低于吸收制冷子循环单独运行时的压力。
作者：	李见波
专业：	制冷及低温工程
导师：	徐士鸣
授予学位：	博士
授予学位单位：	大连理工大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文