用于冷却内燃机进气的吸收式制冷系统的热力学分析

本文对吸收式制冷循环系统进行了热力学分析，该循环用于冷却内燃机中的进气温度，所述内燃机使用排气作为热源。本文使用用于冷却涡轮增压柴油发动机的进气的NH3-H2O溶液的单级吸收式制冷循环的热力学分析。研究吸收式制冷循环中工作温度、压力、溶液浓度的影响，以实现对环境的适当冷却(文中Fig.2)。通过理论模型和实验测试来估计提高内燃机效率和减少污染物排放的潜力。为了对吸收式制冷循环提供边界条件并模拟其对发动机性能的影响，当进气被冷却时，使用0D热力学模型来再现发动机性能。此外，还进行了详细的实验工作，以验证实际发动机运行的结果。理论结果表明，吸收式制冷系统通过在广泛的发动机运行条件下利用废气中可用的底部废热能量将进气流温度降低至5℃左右甚至更低。此外，理论分析估计，在评估的运行条件下，提高发动机指示效率的策略的潜力也高达4%。最后，这种发动机指示效率的预测效益已通过直接测试得到了实验证实。

Fig.2.Schematic diagram of absorption cycle

已经获得以下结果：

●来自内燃机的废气被证实为吸收式制冷循环的有前途的热源。

●废气中有足够的功率在发动机图的所有点上操作吸收式制冷循环。

●吸收式制冷循环应该在优化的参数之间运行，以确保对环境适当的散热。

●在所有运行条件下，理论上估计的潜在效益几乎为4%。

●从理论分析中可以清楚地看出，这种益处大部分来自减少通过燃烧室壁排出的热量，而另外的积极影响与发动机容积效率和进入燃烧室的总封闭质量的增加有关。