内燃机废气能量与高速电机混合驱动的空气循环制冷系统

摘要

本发明公开了一种内燃机废气能量与高速电机混合驱动的空气循环制冷系统，属制冷空调领域。系统主要由两级涡轮增压器、高速电机驱动的涡轮制冷器和中间冷却器、冷凝器、电动截止阀以及电控单元等组成。车辆中高速行驶时，发动机废气能量通过涡轮增压器为制冷系统提供驱动能；低速低负荷行驶或怠速运行时，由高速电机提供。温度调控由电控单元接收传感器输出信号，通过控制系统执行元件及辅助增压制冷系统，适时对行驶中的车辆进行调控。驱动高速电机的动力由发动机通过发电机提供。该技术具有明显的节能和环保两大优势，适用于将内燃机的废气能量作为制冷空调的主要能源，如客车空调等。

主权项

1、一种内燃机废气能量与高速电机混合驱动的空气循环制冷系统，由一级涡轮增压器(WZ1)、二级涡轮增压器(WZ2)、高速电机(23)驱动的涡轮制冷器(WL)、一级中冷器(31)、水—空中冷器(27)、冷凝器(20)、电动截止阀(3)、电控比例阀(26)以及电控单元(13)等组成；车辆中、高速行驶时，发动机(1)废气能量为制冷系统提供驱动能，高速电机(23)处于低能耗空运转状态，电控比例阀(26)关闭，实现以废能驱动为主的两级正升压制冷：来自车箱内的回风经过滤器(10)后进入一级涡轮增压器(WZ1)的一级压气机(9)进行一次升压，排出的气体经过一级中冷器(31)冷却后，又通过电动活门(30)、电动三通阀(29)和喷射器(25)后进入涡轮制冷器(WL)的高速电机压气机(24)中进行二次增压，而后进入水—空中冷器(27)—冷凝器(20)—高压除水器(21)后进入高速电机涡轮机(22)中膨胀降温；冷凝器(20)的冷路空气是高速电机涡轮机(22)出口的低温空气，使流经冷凝器(20)的气体进一步降温，然后气体流入高压除水器(21)进行除水；高速电机涡轮机(22)出口通过冷凝器(20)输出的深冷空气经单向阀(19)和一级消音器(18)后进入二级消音式混气箱(17)内，与鼓风机(16)送入的车内回风在二级消音式混气箱(17)内混合后，继续进入车箱里的两侧吸音风道(11)内，最后送入车内降温：低速低负荷行驶或怠速运行时，电控比例阀(26)和高速电机(23)接受电控单元(13)的指令，使来自车箱内的回风经过滤器(10)后直接进入电控比例阀(26)、喷射器(25)，然后进入涡轮制冷器(WL)的高速电机压气机(24)内进行辅助增压及后续的制冷系统制冷，同时，还通过喷射器(25)提供一部分一级压气机(9)的压气能量加以补充，共同辅助增压制冷；高速电机(23)驱动的辅助增压制冷系统由一台高速电机(23)将高速电机涡轮机(22)和高速电机压气机(24)联接于两端，与水—空中冷器(27)、冷凝器(20)、高压除水器(21)、喷射器(25)以及电控比例阀(26)共同组成；高速电机(23)采用变频调速，驱动高速电机(23)的动力由发动机(1)通过发电机(2)提供；水—空中冷器(27)和高速电机(23)的冷却由单独的水冷系统提供；由发动机(1)排气歧管排出的废气分两路排出；一路经电动截止阀(3)和前级排气消音器(4)后进入后级排气消音器(5)，然后排入大气；另一路经一级涡轮增压器(WZ1)的一级涡轮机(8)后进入二级涡轮增压器(WZ2)的二级涡轮机(6)内，排出的废气再经过后级排气消音器(5)排向大气；二级涡轮增压器(WZ2)产生的压缩空气为发动机(1)增压，或对勿需增压的发动机(1)转而将压缩空气串接入一级涡轮增压器(WZ1)的一级压气机(9)入口，向制冷系统提供辅助压气；空调启运后，电动截止阀(3)处于关闭状态，电磁离合器(33)接通，发动机(1)通过传动皮带(34)带动发电机(2)和风扇(32)旋转：一方面，发电机(2)给高速电机(23)提供电力；另一方面，风扇(32)对一级中冷器(31)进行冷却。