喷射式制冷系统在发动机余热利用中应用

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1、喷射式制冷系统在发动机余热利用中应用摘要：提出了一种利用发动机排气余热作为热源驱动的喷射式制冷系统，选取R134a作为制冷工质，建立系统的热力模型。计算结果表明，在热源发生温度为tg=80 ；oC,冷凝温度为tc=40 ；oC,蒸发温度为te=5 ；oC下，喷射系数为u=0.15〜0.5之间时，制冷量Q0达到5 ；kw，性能系数C0P可达到0.5,完全能满足作为车辆空调的使用。利用喷射器取代了传统制冷系统的压缩机，节省了压缩机所消耗的能量，提高了发动机的功率。并对排

2、气余热加以利用，有效地提高了发动机的热效率。关键词：发动机；喷射式制冷；余热利用；性能系数中图分类号：TK115文献标文献标志码：A文献标D0I：10.3969/j.issn.2095-1469.2012.01.009ApplicationofJetRefrigerationSystemtoEngineWasteHeatRecoveryMaJundal,LiGuangxial,LuXiaorui2,GaoHaiyangl(1.ChinaAutomotiveTechnology&ResearchCenter

3、,Tianjin300162,China；2.CollegeofEngineering,TianjinUniversity,Tianjin300072,China)Abstract：Anengineexhaustenergyrefrigerationsystemwasproposed.R134awaschosenasaworkingmediumfortherefrigera.tionsystem.Thethermalmodelisestablishedandtheresultsshowthatthegen

4、eratingtemperaturetg二80 ；oC,condensingtemperaturetc=40 ；oC,evaporatingtemperaturete二5 ；oC,injectioncoefficientsu二0.15〜0.5,therefrigeratingcapacityQ0制冷循环选择以R134a作为制冷工质，当发动机排气流经发生器时，热量加热制冷工质使其成为高温高压的过热蒸汽，过热蒸汽在喷射器的喷嘴处把热能转换成动能以很高的速度喷出并绝热膨胀到很低的压

5、力，因而在混合室内的压力较低，于是将作为制冷工质的蒸汽吸入，两路蒸汽混合后进入扩压管，利用蒸汽在经过喷嘴时得到的动能将混合气体压缩，使压力增加到其饱和温度比冷凝水的温度稍高的值。此后，蒸汽进入冷凝器，冷凝成液态工质。由冷凝器出来的凝结液一部分由循环泵升压送入发生器完成工作蒸汽循环，如图1中1-7-3-4-5。其余的流经节流阀降温降压后进入蒸发器，吸热汽化，完成逆向循环4-6-2-7-3。循环中流经循环泵的流量（工作蒸汽流量mp）和节流阀的流量（引射流体流量mk）按照喷射系数u来确定，由节流阀来执行对制冷剂

6、流量的控制。必须保证蒸发器的出口全为气态制冷剂，流量过大会影响喷射器的喷射效果，同时引射流体流量太小造成制冷不足，流量过小工质蒸汽易达到临界温度。图2中主要描述了工质在整个循环中各状态点的参数变化以及循环中的能量流向［6］。2.2余热制冷循环热力学模型循环由发生器、冷凝器、蒸发器、喷射器和循环泵组成。在循环中确定各个状态点，计算各工况点热负荷。联立能量和质量守恒方程，分析各工况点参数的变化对制冷循环性能的影响。假设循环处于稳定状态，建立各个组件的能量方程:Qe=me(h2”-h6), ；Q

7、97； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ；(7)Qc二me(h3”-h4), ； ； ；Q

8、97； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ；(8)Qg=mg(hl"-h5)