專利名稱：車載吸收式冷卻系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及車載吸收式冷卻系統，尤指一種適用于車輛的吸收式冷卻系統。
背景技術：
隨著溫室效應的日趨嚴重，對于環境保護的要求也日亦重視。再加上能源取得越來越困難，導致能源價格不斷攀升。人類無時無刻地都在尋求各式各樣減少能源消耗的替代方案。其中，冷凍設備長久以來皆以壓縮機循環為主要應用技術。然而，壓縮機的使用固然效率高，但其也伴隨能源消耗大、以及產生噪音。再者，現有壓縮機常用的傳統冷媒容易造成臭氧層破壞，加速地球溫室效應。
早在公元I860年法國人Carre發明以氨為冷媒、水為吸收劑的吸收式冷凍機，其特點在于僅需消耗極少的能源、無動件元件故完全不會產生震動噪音、又制冷系統在室外運作，氨冷媒不會對人體或環境造成影響，且完全焊管密封，氨冷媒損耗小，故壽命較長，維護容易。然而，其亦有缺點在于初期設備成本高、體積大、及性能系數COP較低，且氨冷媒降壓控制不易。因此，吸收式冷凍技術并未受青睞，始終未被廣泛的發展。1990年氫氣被利用后，今日吸收式冷凍機的應用范圍不僅限于家庭冰箱，其己擴及化學制備工業的大型裝置。
然而，吸收式冷凍原理如下所述，請參閱圖l現有基本吸收式冷凍循環示意圖。基本吸收式系統由蒸發器、吸收器、發生器、冷凝器四個基本元件組成。其使用三種工作流體(氨作冷煤，水作做吸收劑，氫作壓力降壓平衡用)，冷煤的循環由發生器一冷凝器一蒸發器一吸收器一發生器，循環不己。其中，高壓液態冷媒從冷凝器經膨脹閥或節流閥使冷媒壓力下降至蒸發器的低壓而流至蒸發器。液態冷媒在蒸發器中通過吸收被冷卻物的潛熱而汽化，汽化的低壓蒸氣從蒸發器流經一通道至吸收器，在吸收器
4中被吸收劑吸收。
接著，因吸收器在系統低壓側，發生器在系統高壓側，濃的溶液須從吸收器泵至發生器，且稀的溶液(強吸收劑)由膨脹閥或節流閥回至吸收器。但當溶液從吸收器泵至發生器時，吸收劑溶液的壓力從低壓側到高壓側是增加的，此過程無發生冷媒壓縮，因冷媒壓縮功能已在吸收器完成，故溶液泵所需的動力是很小的。在發生器中，通過加熱溶液使冷媒沸騰并把冷媒從吸收劑中分離出來，所產生的高壓冷媒蒸氣流至冷凝器，在冷凝器中通過釋放潛熱至冷卻媒介而冷凝，之后再準備循環至蒸發器。
由此可知，如何達成一種耗能極小、安全、無運轉噪音、使用壽命長的車載吸收式冷卻系統，實在是產業上的一種迫切需要。
實用新型內容
本實用新型目的是提供一種車載吸收式冷卻系統，以克服現有技術的車載吸收式冷卻系統的耗能大、不安全、運轉噪音大、使用壽命短的缺陷。
本實用新型一種車載吸收式冷卻系統，承載于一車輛上，包括一氣體產生器、 一純化器、 一冷凝器、 一蒸發器、 一制冷器、 一吸收器、及一儲液器。其中，氣體產生器內部容裝有一吸收式冷媒混合液，且氣體產生器包括有一入口、 一出口、及一加熱氣管。其加熱氣管連通至車輛的排氣管，用以將車輛排出廢氣的熱能提供給氣體產生器。而加熱氣管穿經氣體產生器并容浸在吸收式冷媒混合液中，直接通過加熱氣管管壁熱傳導接觸進行熱交換以沸騰吸收式冷媒混合液的冷媒。抑或，另以加熱氣管纏繞氣體產生器外壁來進行熱交換亦可。此外，純化器包括有一入口端、 一出口端、及一穿經純化器內部但不相連通的純化管。其中，入口端連通至氣體產生器的出口。純化管包括有一第一端、及一第二端。而冷凝器亦包括有一入口端、及一出口端，入口端連通至純化器的出口端。另外，蒸發器內容裝有一循環液(鹵水)。蒸發器包括有一入口端、一出口端、及一穿經蒸發器內部但不相連通的蒸發管。而蒸發管包括有一第一端、 一第二端、及一旁通氣管。其中，第一端連通至冷凝器的出口端，第二端連通至純化管的第一端。再者，制冷器設置于車輛的冷卻室內。制冷器包括有一循環管，循環管包括有一入口端其連通至蒸發器的出口端。循環管又包括有一 出口端其連通至蒸發器的入口端，以提供循環液的循環回路。又，吸收器包括有一入口端、及一出口端。其中，入口端連通至純化管的第二端。以及，儲液器充填有氫氣，儲液器包括有一入口端、 一出口端、及一輸氣孔。其中，入口端連通至吸收器的出口端。而其出口端連通至氣體產生器的入口，輸氣孔連通至蒸發器的蒸發管的旁通氣管。
因此，于儲液器充填的氫氣通過蒸發器的旁通氣管連通至蒸發管內，促使冷媒降壓吸熱蒸發，進而提高冷卻效率。因而，本實用新型還可通過所充填的氫氣的壓力來進行平衡控制冷媒的飽合蒸發壓力，進而控制冷媒的蒸發溫度。據此，本實用新型只需利用引擎排氣管的廢熱與重力循環，即能達到冷房效果，故可節省能源、又永續利用。
其中，本實用新型的制冷器還包括有一風扇，而風扇主要輔助循環管進行強制冷卻。亦即，通過風扇所產生的冷氣對流以提高制冷器以至整個循環系統的冷卻效率。當然，其亦可將制冷器設置于車輛前方的迎風面，利用車輛前進時的風力直接流經循環管而灌入形成對流，以取代風扇亦可。再者，本實用新型的純化器還包括有一排液孔，其通過一排液管連通至吸收器，其主要用以排出純化器內冷凝的水，使其流入吸收器內繼續參與循環。
另外，本實用新型的車輛的冷卻室是一冷凍貨柜。此外，車輛的冷卻室亦可以是乘員室、或車內小冰箱、或車上其它欲冷卻的空間。亦即，本實用新型的車載吸收式冷卻系統可進行冷卻的對象可以是車輛上任何物體或空間，甚至可外接至車輛外部欲冷卻的物體或空間。
再且，本實用新型可更包括有另一制冷器設置于車輛的一乘員室內。亦即，本實用新型可用以提供乘員室內的空調。其中，另一制冷器包括有另一循環管，而另一循環管包括有一入口端其連通至蒸發器的出口端，又另一循環管包括有一出口端其連通至蒸發器的入口端。據此，另一制冷器與前述的制冷器以并聯連接方式連通循環。當然，亦可以串聯連接方式連通循環。另外，本實用新型可更包括有一循環泵，設置于蒸發器的出口端，其通過循環泵產生強制流動循環，以提高冷卻效率。較佳的是，本實用新型的吸收式冷媒混合液是吸收式冷媒與其對應的吸收劑的混合溶液。其中，吸收式冷媒可以是氨，而其對應的吸收劑是水，因氨與水容易取得，其成本低、冷凍效果佳，且系統運作在室外，無毒害的顧慮。此外，吸收式冷媒當然亦可為酒精，而其對應的吸收劑為水，其特點安全但效果稍差，多用于冰箱。抑或，吸收式冷媒可為氯化銀，而其對應的吸收劑為氨，其昂貴但效果極佳。再者，吸收式冷媒也可為溴化鋰或氯化鋰，而其對應的吸收劑為水，其效果雖稍差但安全，多用于空調系統。另外，本實用新型也可通過吸收式冷媒與其對應的吸收劑的混合比例來進行冷凍能力的調配。
此外，本實用新型的循環液可為乙二醇溶液，主要因其價廉易取得、化學穩定性好、不易燃、低毒、不易產生泡沬、無臭且粘度較小易流動，更重要是凝固點低不易因低溫而凝固造成阻塞。當然，本實用新型的循環液亦可采用其它低凝固點且穩定的溶液，如甲醇、乙醇、氯化l丐、鹽水等。
本實用新型的有益效果是，所提供的車載吸收式冷卻系統，耗能極小、安全、無運轉噪音、使用壽命長。
圖1為本實用新型一現有的吸收式循環示意圖；圖2為本實用新型一較佳實施例的系統架構圖；圖3為本實用新型一較佳實施例的示意圖；圖4為本實用新型另一較佳實施例的示意圖。
主要元件符號說明
1氣體產生器101入口
102出口11加熱氣管
12 吸收式冷媒混合液2 純化器
21，31，41,51，601，631，71入口端23 純化管
22，32,42，52,602, 632， 72出口端231,431第一端
232,432第二端24排液管
241 排液孔3 冷凝器
4 蒸發器43蒸發管
433旁通氣管44 循環液
管 一
氣器管第管器管液
口熱化化1液凝發禾
入加純純化排冷蒸循
具體實施方式
請同時參閱圖2、及圖3，圖2是本實用新型車載吸收式冷卻系統一
較佳實施例的系統架構圖，圖3是本實用新型一較佳實施例的示意圖。圖中顯示有一車輛M，雖圖中為一冷凍貨柜車，但本實用新型并不限于任何
車種，其亦可為一般小客車、或任何形式具備排氣廢熱的車輛。圖中顯示
有一引擎E，其連通有一排氣管90。 一氣體產生器1 (Desorber)，其內部容裝有一吸收式冷媒混合液12，其為吸收式冷媒與其對應的吸收劑的混合溶液。在本實施例中吸收式冷媒為氨，而其對應的吸收劑為水，主要因氨與水成本低廉、效果佳、系統運作在室外安全無毒性。當然，吸收式冷媒與其對應的吸收劑并非以氨與水為限，其亦可為其它如酒精與水、氯化銀與氨、溴化鋰或氯化鋰與水、或其它等效的混合液。
其中，氣體產生器l具有一入口 101、 一出口 102、及一加熱氣管ll。其加熱氣管11連通至車輛M的排氣管90中段或尾段，因排氣管90前段近引擎E處的溫度高達700° C左右，而本實施例僅需過量溫度IO(TC至20(TC左右，故連通排氣管90中段或尾段即可。然而，加熱氣管11通過引擎E排出廢氣的熱能來提供給氣體產生器1。其中加熱氣管11穿經氣體產生器1并將容浸在氨水混合液中的氨沸騰，其直接通過加熱氣管11的管壁熱傳導接觸而進行熱交換。
再者，圖中另顯示一純化器2(Rectifier)，其主要用以精餾及純化，而將氨氣與水蒸氣冷凝分離。純化器2包括有一入口端21、 一出口端22、及一穿經純化器2內部但不相連通的純化管23。其中，入口端21連通至氣體產生器1的出口 102，而純化管23包括有一第一端231、及一第二端
管
環
閥器辭器管室
節收f液氣員輛
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6
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4輸冷引自
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循釋^
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5 7 3 3 1 , 4
446679E~232。因此，前述經氣體產生器1蒸發后氨與水的混合蒸氣便由純化器2的入口端21進入純化器2內部再通過純化管23進行熱交換，以冷凝水蒸氣成為液體，如此便能純化氨氣。然而，經純化后的氨氣便經由出口端22流出，而進入冷凝器3 (Condenser)。
至于，本實施例的冷凝器3設置于車輛M的乘員室92上方。當然，視冷卻能力的大小而冷凝器3的體積亦會隨之變更，如需較大型的冷凝器3時亦可直接設置于冷凍貨柜上方。然而，本實施例的冷凝器3完全以自然氣冷而無須耗費任何其它外部能源，亦即通過車輛M前行時的空氣流動來達成冷凝功效。冷凝器3包括有一入口端31、及一出口端32，而入口端21連通至純化器2的出口端22，亦即經純化后的氨氣經由入口端21進入冷凝器3，經冷凝成氨液，再依靠液體本身的重力以及冷凝器3的高度及傾斜度由出口端22流出。
此外，圖中另顯示一蒸發器4(Evaporator),其主要通過吸熱來蒸發由冷凝器3流入的氨液，而其中吸熱便是用來達成冷卻的功效。蒸發器4內容裝有循環液44，在本實施例中循環液44為乙二醇(Ethylene Glycol)，主要因乙二醇價廉易取得、化學穩定性好、不易燃、低毒、不易產生泡沫、無臭且粘度較小易流動，更重要是凝固點低不易因低溫而凝固造成阻塞，例如乙二醇含量為40%(質量)的水溶液，凝固點為-24。C;而含乙二醇58%(質量)的水溶液，其凝固點為-48°C。
又，蒸發器4包括有一入口端41、 一出口端42、及一穿經蒸發器4內部但不相連通的蒸發管43。蒸發管43包括有一第一端431、 一第二端432、及一旁通氣管433。其中，第一端431連通至冷凝器3的出口端32，而第二端432連通至純化管23的第一端231。亦即，經冷凝器3冷凝后的氨液由第一端431進入蒸發器4，隨即與旁通氣管433流出的氫氣相遇混合。依據道耳吞分壓定律(Dalton， s law of partial pressures), 由于氫氣分壓高，氨氣分壓低，因而液體的氮分子迅速向氫氣中擴散。在液氨蒸發擴散過程中所需的熱量由循環液44提供。
再且，圖中顯示有二個制冷器6，60(Cryostat),系分別設置于車輛M的冷卻室91也就是冷凍貨柜、及乘員室92內。制冷器6， 60包括有循環管63, 630、及風扇633，634。其中，風扇633， 634輔助循環管63， 630進行強制冷卻，亦即通過風扇633于冷卻室91及乘員室92所產生的氣體對 流以提高制冷器6， 60的效率。而循環管63,630分別包括有一入口端 631,601，其分別連通至蒸發器4的出口端42，循環管63， 630又分別包括 有一出口端632，602，其分別連通至另一制冷器60的入口端601。惟于另 一循環管630的入口端601與出口端602分別配置有一調節閥46、及一釋 壓閥47。其中，通過調節閥46來控制流經另一循環管630的流量，以調 節乘員室92的冷凍能力。另釋壓閥47則用以調節管路內的壓力。
據此，通過循環液44乙二醇于上述循環回路內不斷循環，而于冷凍 貨柜91、及乘員室92內吸熱，達到冷卻的主要功效。在本實施例中，于 蒸發器4的該出口端42設置有一循環泵45，其通過循環泵45產生強制流 動循環，以提高冷卻效率。值得注意的是，循環泵45是本實用新型車載 吸收式冷卻系統中唯一需消耗外部能源、及產生噪音的元件，惟其消耗的 電能、及產生的噪音甚微。
然而，由蒸發管43的第二端432流出的氨與氫混合氣再由純化管23 的第一端231流入純化器2內進行熱交換。其中，因氨與氫混合氣的溫度 較低進而冷凝純化器2內的水蒸氣，并通過以純化原純化器2內的氨氣而 提高氨氣的濃度。再由于由于含氨較多的低溫氫氨混合氣密度較大，故無 須任何外力輔助，直接由靠重力由蒸發器4流經純化管23再流至吸收器5 內。
此外，圖中顯示的吸收器5(Absorber),其主要用以使氨氣由稀氨水 混合液(強吸收劑)吸收，而氫氣不溶解于水，故通過此將氨氣與氫氣分離。 吸收器5包括有一入口端51、及一出口端52，入口端51連通至純化管23 的第二端232。據此，流經純化管23的氨氫混合氣由入口端51進入吸收 器5，其中氨氣被吸收入氨水混合液以提高其濃度，而分離后的氫氣與氨 水混合液分別流入儲液器7。
另外，儲液器7 (Reservoir)主要用以儲存氨水混合液用以提供氣體產 生器l。儲液器7包括有一入口端71、 一出口端72、及一輸氣孔73。其 中，入口端71連通至吸收器5的出口端52，出口端72連通至氣體產生器 1的入口101，輸氣孔73連通至蒸發器4的旁通氣管433。亦即，由吸收 器5的出口端52流出的氫氣與氮水混合液由入口端71進入儲液器7，其中氫氣因密度較小會由輸氣孔73排出，并通過旁通氣管433進入蒸發器4 的蒸發管43繼續循環。而氨水混合液則流入氣體產生器1中由車輛M的 排氣管90加熱蒸發持續循環。
請參閱圖4，圖4是本實用新型車載吸收式冷卻系統另一較佳實施例 的示意圖。圖中顯示一自小客車M1，其亦搭載本實用新型的吸收式冷卻系 統，其中更包括有一制冷器64配置于迎風處。據此，本實用新型的車載 吸收式冷卻系統并不局限于冷凍貨柜車，其可適用于任何車輛或車種。
上述實施例僅為了方便說明而舉例而己，本實用新型所主張的權利范 圍自應以申請專利范圍所述為準，而非僅限于上述實施例。
權利要求1、一種車載吸收式冷卻系統，承載于一車輛上，其特征在于包括一氣體產生器，其內部容裝有一吸收式冷媒混合液，該氣體產生器包括有一入口、一出口、及一加熱氣管，該加熱氣管連通至該車輛的排氣管；一純化器，包括有一入口端、一出口端、及一穿經該純化器內部但不相連通的純化管，該入口端連通至該氣體產生器的該出口，該純化管包括有一第一端、及一第二端；一冷凝器，包括有一入口端、及一出口端，該入口端連通至該純化器的該出口端；一蒸發器，其內容裝有一循環液，該蒸發器包括有一入口端、一出口端、及一穿經該蒸發器內部但不相連通的蒸發管，該蒸發管包括有一第一端、一第二端、及一旁通氣管，該第一端連通至該冷凝器的該出口端，該第二端連通至該純化管的該第一端；一制冷器，設置于該車輛的冷卻室內，該制冷器包括有一循環管，該循環管包括有一入口端其連通至該蒸發器的該出口端，該循環管包括有一出口端其連通至該蒸發器的該入口端；一吸收器，包括有一入口端、及一出口端，該入口端連通至該純化管的該第二端；以及一儲液器，充填有氫氣，該儲液器包括有一入口端、一出口端、及一輸氣孔，該入口端連通至該吸收器的該出口端，該出口端連通至該氣體產生器的該入口，該輸氣孔連通至該蒸發器的該蒸發管的該旁通氣管。
2、 如權利要求1所述的車載吸收式冷卻系統，其特征在于，該循環 液是乙二醇溶液。
3、 如權利要求1所述的車載吸收式冷卻系統，其特征在于，該純化 器還包括有一排液孔，其通過一排液管連通至該吸收器。
4、 如權利要求1所述的車載吸收式冷卻系統，其特征在于，該制冷 器還包括有一風扇。
5、 如權利要求1所述的車載吸收式冷卻系統，其特征在于，該車輛 的該冷卻室是冷凍貨柜。
6、 如權利要求1所述的車載吸收式冷卻系統，其特征在于，包括有另一制冷器設置于該車輛的一乘員室內，該另一制冷器包括有另一循環 管，該另一循環管包括有一入口端其連通至該蒸發器的該出口端，該另一 循環管包括有一出口端其連通至該蒸發器的該入口端。
7、如權利要求1所述的車載吸收式冷卻系統，其特征在于，包括有 一循環泵，設置于該蒸發器的該出口端。
專利摘要本實用新型公開了一種車載吸收式冷卻系統，其承載于一車輛上，包括一氣體產生器、一純化器、一冷凝器、一蒸發器、一制冷器、一吸收器、及一儲液器。其中，氣體產生器內部容裝有一吸收式冷媒混合液，且氣體產生器包括有一入口、一出口、及一加熱氣管。其加熱氣管連通至車輛的排氣管，用以將車輛排出廢氣的熱能提供給氣體產生器。而加熱氣管穿經氣體產生器并容浸在吸收式冷媒混合液中，直接通過加熱氣管管壁熱傳導接觸進行熱交換以沸騰吸收式冷媒混合液的冷媒。抑或，另以加熱氣管纏繞氣體產生器外壁來進行熱交換亦可。本實用新型節省能源，并可加速氨氣于吸收器內進行吸收作用，進而提高冷卻效率。
文檔編號F25B15/04GK201402002SQ20092000186
公開日2010年2月10日 申請日期2009年1月22日 優先權日2009年1月22日
發明者王一士 申請人:王一士