溴化锂吸收式空调制冷在汽车方面的应用与面临的难关介绍

德州学院机电工程学院 韩瑞杰 胡晓花

伴随着我国经济实力的飞速发展，我国汽车总量每年也在快速增加，随之带来的问题是车用燃料的消耗急剧上升；而汽车发动机和由燃料燃烧产生的废热又有一半以上被排放到空气中，造成了能源极大的浪费。从根本上来说，目前的科学技术在发动机热效率利用上已经很难再有大幅提升,因此更好地利用发动机的废热是在当前条件下的一种很好的节能方法，也符合国家大力推行的环保政策。于是将吸收式制冷技术应用到汽车中的想法也由此孕育而生。

1 溴化锂吸收式制冷与汽车发动机相结合

纵观过去其实早在很多年以前，西方国家就已经出现将制冷机与车载发动机相结合的应用，只不过是应用在了旅游汽车，且数量极少，但这与目前私有汽车的应用仍有所不同。李见波在所发表的文章中也介绍了汽车发动机余热推动的吸收式制冷的发展近况。

而获得广泛应用的工质对主要有以下两种，如表所示，而本文讲述的是用于空调系统的溴化锂溶液。

制冷常见工质对表格

溴化锂的物理性质如下表所示：

溴化锂基本物理性质表

我们知道传统的蒸汽压缩式制冷机主要由压缩机，冷凝器，节流阀，蒸发器等部件组成，而溴化锂吸收式制冷机则是使用吸收器、精馏塔、溶液热交换泵等仪器替代了压缩机实现了过程循环，这也就是我们常说的“热压缩机”[2]，如下图所示。

图1 溴化锂吸收式制冷机的工作流程图

从吸收器中出来的饱和稀溶液，经过发生器泵时压力升高，然后被送入溶液热交换器中，经过一系列等压升温的过程后被发生器热管内的工作蒸汽加热，进入发生器。在等压条件下，溶液温度会逐渐升高，溶液中的水分也会随之蒸发，使溶液的质量分数不断增大。经发生器排出的水蒸气向上通过挡板进入冷凝器（挡板用于防止液滴与蒸汽进入冷凝器影响实验）。向冷凝器的热管内通入冷却水，使在管外的冷剂水蒸汽经过换热被冷却，即冷剂水。

进入蒸发器，由于压力的突降，会产生一部分闪发蒸汽。蒸发器内含有喷淋式的热交换器，且喷淋量较大，所以冷剂水大部分聚积在蒸发器的水盘内，然后由冷却水泵通过升压送入蒸发器的喷淋管中，经喷嘴喷淋到管簇表面，在获取了冷媒水的热能后，蒸发压力较低的水蒸气。蒸发器内压力较低，可获得循环所需的冷却水。蒸发产生出来的冷剂水蒸气在经过挡液板时，将携带的液滴分离到吸收器中，然后由吸收器泵平均喷淋在吸收器管簇的外表面。从热交换器中流出的浓溶液吸收从蒸发器出来的溴化锂蒸汽，混合后得到稀溶液，聚积于吸收器底部的液囊中，再通过发生器泵打回到发生器中，如此往复进行循环。

所用溴化锂溶液的导热系数变化如下表格所示：

溴化锂水溶液的导热系数表

而汽车内燃机自身的转换效率并不高，导致大部分热能随发动机排出废气时被一起排出，造成能源的极大浪费，而吸收式制冷正是利用排出的废热来进行空调制冷[3]。溴化锂吸收式制冷机在与汽车发动机结合使用中，可以让排放出的大量使用率低的热能能够被二次利用，甚至多次利用，大大的提高了能源的使用效率。

2 吸收式制冷系统与汽车发动机结合的特点与所面临的难关

2.1 实验装置所具备的性能特点

（1）低品级的热能可被再利用，极大提高能源利用率。

（2）实验设备耗电量少，性能良好，综合表现优异。

（3）实验所用物品和溶液材料易获取，且化学稳定性及热稳定性好。

（4）制冷剂热物理性质良好，满足环境保护的要求，可逐步替代氟利昂，实现大规模应用。

（5）实验设备性能稳定，操作简单易于调节。

（6）制冷剂为溴化锂溶液，安全可靠，无色无毒，吸湿性强。

2.2 面临的难关

与汽车发动机结合的吸收式制冷虽然有某些优势，但目前却依旧没有实现大规模应用，其中最重要的一个原因是在安装方面遇到了阻碍。而本项目当前的困难在于如何把溴化锂吸收装置安装在汽车的发动机，这是目前面临的一个重大难题。

若能在安装这个技术难关上有所创新突破，必能加速车载发动机与溴化锂吸收式制冷机结合的发展进程，新时代的制冷技术应用也将会迎来一个新的突破。

3 社会前景与与自身优势

（1）仪器噪音极小，不会对环境产生噪音污染；且所需原料获取容易，可循环使用。

（2）发展前景良好。通过对南极臭氧空洞的观察，人们也越来越注重保护环境的意识。保护臭氧层是全球性的环境问题，也因此产生了很多国际约定，例如《蒙特利尔协定书》。而本文中讲到的吸收式制冷与汽车废热的结合，不仅在保护环境方面有卓越表现，更符合当今社会的发展主题，符合时代发展趋势必将拥有更强的竞争优势。

4 结语

能源过度使用导致的匮乏会引来许多问题，所以对能源利用的最大化是我们一直所倡导追求的。制冷技术在汽车内的应用也已有多次创新，本文提到的溴化锂吸收式制冷与汽车的结合虽然前途光明，但许多实际因素却也对此有所限制，在未来科学技术的发展道路上，对此我们或许需要付出更大的努力才能真正将这个美好愿景转化为造福人类社会的福音。