上海世博宾馆空调系统设计文献综述

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1、文献综述上海世博宾馆空调系统设计一、前言部分(说明写作目的,介绍有关概念、综述范围,扼要说明有关主题或争论焦点)汽车发动机的余热回收与利用,燃料发热量的25%左右被冷却水带走,35%~45%被汽车尾气带走,回收和利用这部分余热来驱动用于汽车空调的制冷系统。根据车型的不同,汽车发动机的排气温度在300~500℃之间,排气压力在0.3~0.6MPa之间,具有较品位的热能,利用这种热能煮饭菜烧水,改善汽车司乘人员的生活是绰绰有余。燃油能量分配:20%转换为机械能作为动力,35%为尾气损失,35%为冷却液和机油损失,10%为摩擦损失。按车速90km/h、每百公里耗油10L和汽油发热量40000kJ/

2、kg计算,1h由尾气排出的热量高达91kJ。为了回收汽车尾气中的热量,提高汽车能源利用率,提出了一种新型车载尾气余热回收装置,该装置主要由自由活塞式斯特林发动机和永磁直线发电机组成。自由活塞式发动机将汽车尾气中的热量转化为机械能后带动永磁直线发电机运行。二、主题部分(阐明有关主题的历史背景、现状和发展方向,以及对这些问题的评述)2.利用余热的溴化锂吸收式制冷系统2.1溴化锂吸收式制冷工作原理吸收器出来的稀溶液由溶液泵升压后,经溶液热交换器升温后进入发生器,在发生器中稀溶液被热源加热温度升高直至沸腾,产生冷剂蒸汽后变为浓溶液,而冷剂蒸汽进入冷凝器,在冷凝器内被冷却成冷剂水,经节流后进入蒸发器。

3、由低压发生器出来的浓溶液经溶交换器放热温度降低后进入吸收器,与吸收器中的稀溶液相混合,吸收来自蒸发器的低压冷剂蒸汽,使蒸发器中的低压得以维持,从而达到连续制冷的目的。图3溴化锂吸收式制冷原理简图2.2利用余热溴化锂吸收式制冷系统中的发生器对于溴化锂制冷系统中发生器,其工作原理(见图4)为:溴化锂稀溶液从稀溶液管进入发生器,被来自热源输入管的热源加热,溴化锂稀溶液中部分水变成冷剂蒸汽,冷剂蒸汽从输出管流出高压发生器,溴化锂溶液变成浓溶液,浓溶液从溶液管流出发生器,热源输入管输入的热源加热的溴化锂溶液,从热源回流管流出发生器。图4发生器工作原理示意(1)引入排气加热的发生器。由于发动机排气温度高

4、,其热量占燃料所放能量的40%左右,故可采用发动机排气作为发生器的热源。在废气出口处安装一个加热器,即发生器,加热进入的稀溶液。其结构如图5所示。图5引入排气加热的发生器示意图(2)引入发动机冷却水加热的发生器。发动机正常运转时循环冷却水的出口温度在90以上,所带走的热量约占燃料发热量的25%以上,因此也可利用发动机的冷却水作为发生器的热源。将发动机的散热水箱稍加改造,利用发动机冷却水的余热,加热进入发生器的稀溶液。采用发动机冷却水加热的发生器结构如图6所示。图6引入发动机冷却水加热的发生器示意图2.3改进的利用余热的溴化锂吸收式制冷系统发动机排气废气传热特性低,发动机的冷却水水温度低,如果

5、单利用废气余热或冷却水的余热,很难保证溴化锂制冷系统所需的热量,尤其是发动机低速运转时。因此考虑将发动机的冷却系统稍做改造,同时利用发动机的冷却水和废气的余热。同时利用汽车冷却水和排气余热的双效溴化锂吸收式制冷系统原理如图7所示。根据所需冷负荷和热负荷的大小,同时调节截止阀A和B,即可达到冬天供热和夏天制冷以及既不供热又不制冷的要求。在该系统中,蒸发器既用于制冷又用于加热,省去了现有汽车空调采暖系统中的暖风用热交换器。考虑到汽车本身的结构特点,用吸收器和空冷器代替传统汽车发动机的散热器和其空调系统中的冷凝器是可行的,同时只将冷却水箱结构稍加改造即可用于该系统;而在汽车废气出口处安装一个加热器

6、也是很简单的事,只是增加了一个溶液热交换器。综合考虑,汽车空调系统的结构比较简单、紧凑,同时也保证了发动机的冷却。1-吸收器;2-溶液泵;3-溶液热交换器;4-发生器;5-发生器;6-冷凝器;7-节流阀;8-蒸发器;9-接发动机冷却水管;10-接发动机排气管;A,B-截止阀图7?利用余热的溴化锂吸收式制冷系统3.1 一种新的车用发动机余热利用热力循环本文提出的新型车用发动机余热利用热力循环构型及其T-2s图A:高温ORC;B:低温Kalina循环;C:发动机的冷却水循环;D:发动机润滑油循环;(1):排气换热器;(2):膨胀机;(3):高低温换热器;(4)、(6)、(8)、(14):泵;(5

7、):润滑油热交换器;(7):冷却水热交换器;(9):回热器;(10):节流阀;(11):分离器;(12):膨胀机;(13):低压冷凝器;1219:状态点图1 车用发动机余热回收装置系统图 图2 车用发动机余热回收热力循环T-2s图考虑到要同时回收车用发动机的高温排气余热、润滑油余热和低温的冷却水余热,故车用发动机余热回收装置系统由用于回收排气余热和润滑油余热的高温ORC和用于回收冷却水余热的低温Kali2na

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1、文献综述上海世博宾馆空调系统设计一、前言部分(说明写作目的,介绍有关概念、综述范围,扼要说明有关主题或争论焦点)汽车发动机的余热回收与利用,燃料发热量的25%左右被冷却水带走,35%~45%被汽车尾气带走,回收和利用这部分余热来驱动用于汽车空调的制冷系统。根据车型的不同,汽车发动机的排气温度在300~500℃之间,排气压力在0.3~0.6MPa之间,具有较品位的热能,利用这种热能煮饭菜烧水,改善汽车司乘人员的生活是绰绰有余。燃油能量分配:20%转换为机械能作为动力,35%为尾气损失,35%为冷却液和机油损失,10%为摩擦损失。按车速90km/h、每百公里耗油10L和汽油发热量40000kJ/

2、kg计算,1h由尾气排出的热量高达91kJ。为了回收汽车尾气中的热量,提高汽车能源利用率,提出了一种新型车载尾气余热回收装置,该装置主要由自由活塞式斯特林发动机和永磁直线发电机组成。自由活塞式发动机将汽车尾气中的热量转化为机械能后带动永磁直线发电机运行。二、主题部分(阐明有关主题的历史背景、现状和发展方向,以及对这些问题的评述)2.利用余热的溴化锂吸收式制冷系统2.1溴化锂吸收式制冷工作原理吸收器出来的稀溶液由溶液泵升压后,经溶液热交换器升温后进入发生器,在发生器中稀溶液被热源加热温度升高直至沸腾,产生冷剂蒸汽后变为浓溶液,而冷剂蒸汽进入冷凝器,在冷凝器内被冷却成冷剂水,经节流后进入蒸发器。

3、由低压发生器出来的浓溶液经溶交换器放热温度降低后进入吸收器,与吸收器中的稀溶液相混合,吸收来自蒸发器的低压冷剂蒸汽,使蒸发器中的低压得以维持,从而达到连续制冷的目的。图3溴化锂吸收式制冷原理简图2.2利用余热溴化锂吸收式制冷系统中的发生器对于溴化锂制冷系统中发生器,其工作原理(见图4)为:溴化锂稀溶液从稀溶液管进入发生器,被来自热源输入管的热源加热,溴化锂稀溶液中部分水变成冷剂蒸汽,冷剂蒸汽从输出管流出高压发生器,溴化锂溶液变成浓溶液,浓溶液从溶液管流出发生器,热源输入管输入的热源加热的溴化锂溶液,从热源回流管流出发生器。图4发生器工作原理示意(1)引入排气加热的发生器。由于发动机排气温度高

4、,其热量占燃料所放能量的40%左右,故可采用发动机排气作为发生器的热源。在废气出口处安装一个加热器,即发生器,加热进入的稀溶液。其结构如图5所示。图5引入排气加热的发生器示意图(2)引入发动机冷却水加热的发生器。发动机正常运转时循环冷却水的出口温度在90以上,所带走的热量约占燃料发热量的25%以上,因此也可利用发动机的冷却水作为发生器的热源。将发动机的散热水箱稍加改造,利用发动机冷却水的余热,加热进入发生器的稀溶液。采用发动机冷却水加热的发生器结构如图6所示。图6引入发动机冷却水加热的发生器示意图2.3改进的利用余热的溴化锂吸收式制冷系统发动机排气废气传热特性低,发动机的冷却水水温度低,如果

5、单利用废气余热或冷却水的余热,很难保证溴化锂制冷系统所需的热量,尤其是发动机低速运转时。因此考虑将发动机的冷却系统稍做改造,同时利用发动机的冷却水和废气的余热。同时利用汽车冷却水和排气余热的双效溴化锂吸收式制冷系统原理如图7所示。根据所需冷负荷和热负荷的大小,同时调节截止阀A和B,即可达到冬天供热和夏天制冷以及既不供热又不制冷的要求。在该系统中,蒸发器既用于制冷又用于加热,省去了现有汽车空调采暖系统中的暖风用热交换器。考虑到汽车本身的结构特点,用吸收器和空冷器代替传统汽车发动机的散热器和其空调系统中的冷凝器是可行的,同时只将冷却水箱结构稍加改造即可用于该系统;而在汽车废气出口处安装一个加热器

6、也是很简单的事,只是增加了一个溶液热交换器。综合考虑,汽车空调系统的结构比较简单、紧凑,同时也保证了发动机的冷却。1-吸收器;2-溶液泵;3-溶液热交换器;4-发生器;5-发生器;6-冷凝器;7-节流阀;8-蒸发器;9-接发动机冷却水管;10-接发动机排气管;A,B-截止阀图7?利用余热的溴化锂吸收式制冷系统3.1 一种新的车用发动机余热利用热力循环本文提出的新型车用发动机余热利用热力循环构型及其T-2s图A:高温ORC;B:低温Kalina循环;C:发动机的冷却水循环;D:发动机润滑油循环;(1):排气换热器;(2):膨胀机;(3):高低温换热器;(4)、(6)、(8)、(14):泵;(5

7、):润滑油热交换器;(7):冷却水热交换器;(9):回热器;(10):节流阀;(11):分离器;(12):膨胀机;(13):低压冷凝器;1219:状态点图1 车用发动机余热回收装置系统图 图2 车用发动机余热回收热力循环T-2s图考虑到要同时回收车用发动机的高温排气余热、润滑油余热和低温的冷却水余热,故车用发动机余热回收装置系统由用于回收排气余热和润滑油余热的高温ORC和用于回收冷却水余热的低温Kali2na

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