АБСОРБЦИОННЫЙ КОНДИЦИОНЕР АВТОМОБИЛЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2023 года по МПК F25B15/04 B60H1/02 

Изобретение относится к устройствам кондиционирования воздуха в автомобилях.

В бензиновых и дизельных автомобилях обычно используют пароком-прессионные кондиционеры, но с экономической точки зрения целесообразно использовать сорбционные кондиционеры, так как для их работы не требуется дополнительная энергия и, следовательно, дополнительный расход топлива, они утилизируют тепловую энергию горячих выхлопных газов автомобиля.

Одним из основных процессов при работе таких кондиционеров является периодический нагрев и испарение рабочего тела, что осуществляется в генераторах пара.

Сорбционные кондиционеры бывают двух видов - адсорбционные и абсорбционные.

Известно устройство для кондиционирования воздуха в транспортном средстве (патент RU 2692444 C1 F25B 17/08, F25B 41/04, В60Н 1/02, опубл. 24.06.2019 бюл. №18), содержащее адсорбционный тепловой насос, выполненный с возможностью включать в себя множество контейнеров, содержащих адсорбционное-десорбционное устройство и устройство испарения-конденсации, тракт циркуляции, устройство подачи тепла и устройство управления. Адсорбционное-десорбционное устройство выполнено с возможностью осуществлять адсорбцию и десорбцию хладагента, устройство испарения-конденсации выполнено с возможностью осуществлять испарение и конденсацию хладагента, и адсорбционный тепловой насос выполнен с возможностью многократно выполнять процесс адсорбции и процесс десорбции в адсорбционно-десорбционном устройстве каждого из контейнеров. В данном известном устройстве для кондиционирования воздуха применяется наиболее простой по устройству генератор пара, состоящий из сосуда с испаряемой жидкостью и нагревателя в виде змеевика, погруженного в испаряемую жидкость. Через змеевик прокачивают горячий теплоноситель, в результате жидкость нагревается и испаряется.

Основным недостатком известного устройства для кондиционирования воздуха является ограниченное применение генератора пара, а именно, только для адсорбционных кондиционеров, в которых используются чистые жидкости. Чистые жидкости состоят из одного компонента, поэтому их и не требуется разделять на отдельные компоненты, что необходимо осуществлять в абсорбционных кондиционерах. Необходимо заметить, что адсорбционные кондиционеры являются сложными в изготовлении и эксплуатации, так как они не являются устройствами непрерывного действия.

Наиболее близкими к заявленному техническому решению являются абсорбционные кондиционеры, которые являются кондиционерами непрерывного действия, что повышает их надежность в работе и упрощает эксплуатацию.

Известен абсорбционный кондиционер автомобиля (патент RU 2743472 С1, МПК F25B 15/04, F25B 41/00, В60Н 1/02, опубл. 18.02.2021 бюл. №5), содержащий замкнутый контур соединенных трубопроводом элементов для возможности циркуляции рабочего тела в следующем порядке: абсорбер, насос, внутренняя полость высокотемпературного рекуперативного теплообменника, генератор пара, конденсатор, внутренняя полость низкотемпературного рекуперативного теплообменника, регулирующий вентиль, испаритель, внешняя полость низкотемпературного рекуперативного теплообменника, абсорбер. Генератор пара через дроссельный вентиль и высокотемпературный рекуперативный теплообменник соединен с абсорбером. В качестве рабочего тела выбрана двухкомпонентная смесь абсорбента и абсорбтива. В конструкцию кондиционера включены вентиляторы абсорбера, конденсатора и испарителя, объединенные через воздуховоды, соответственно, с абсорбером, конденсатором и испарителем.

Однако известный абсорбционный кондиционер автомобиля имеет следующие недостатки:

- использование в конструкции громоздких вентиляторов с воздуховодами для охлаждения абсорбера, конденсатора и дефлегматора приводит к сложности их монтажа;

- охлаждение оборудования воздушными потоками малоэффективно из-за низких коэффициентов теплоотдачи от газовых сред, это ведет к значительному увеличению теплоотдающих поверхностей, и, следовательно, к увеличению размеров и массы оборудования, что в свою очередь усложняет монтаж и техническое обслуживание автомобиля. Особенно сложным оказывается монтаж генератора пара на выхлопных трубах (каналах) автомобиля;

- наличие дополнительных вентиляторов и воздуховодов, создает и дополнительный шум в автомобиле.

В качестве прототипа выбран известный абсорбционный кондиционер автомобиля (патент RU 2758018 С1, МПК F25B 15/04, В60Н 1/02, опубл. 25.10.2021 бюл. №30), содержащий последовательно соединенные генератор пара, ректификатор, дефлегматор, конденсатор, низкотемпературный рекуперативный теплообменник, регулирующий вентиль, испаритель, абсорбер, насос, высокотемпературный рекуперативный теплообменник. Генератор пара через высокотемпературный рекуперативный теплообменник и дроссельный вентиль соединен с абсорбером. Кондиционер снабжен вентилятором с воздуховодом. Воздуховод соединен с испарителем и салоном автомобиля. Внутренняя полость кондиционера заполнена рабочим телом, представляющим собой смесь абсорбента и абсорбтива. Кондиционер содержит контур холодного теплоносителя и контур горячего теплоносителя, которые обеспечивают, соответственно, охлаждение рабочего тела в абсорбере, конденсаторе и дефлегматоре, и подвод тепла от выхлопных газов двигателя автомобиля к рабочему телу в генераторе пара.

Основным недостатком прототипа является снижение эффективности работы генератора пара в условиях колебаний, вибрации и тряски автомобиля, которые возникают при его движении. Снижение эффективности работы генератора пара связано с тем, что жидкая фаза рабочего тела должна удерживаться в виде пленки на каждой из сеток ректификационной колонны и иметь достаточно большую толщину (до долей миллиметра). При вибрации и тряске за счет возникающих инерционных сил и под влиянием силы тяжести жидкость отрывается от одних сеток и попадает на другие сетки, происходит перемешивание жидкости. Разделение смеси на исходные компоненты затрудняется или даже прекращается.

Технической задачей заявляемого изобретения является создание абсорбционного кондиционера автомобиля, конструкция которого обеспечит снижение вибрационной нагрузки на генератор пара, устранение перемешивания жидкости в нем и, тем самым, сохранение основной функции ректификатора генератора пара - разделение рабочего тела на исходные компоненты.

Технический результат - повышение эффективности работы генератора пара абсорбционного кондиционера в условиях колебаний, вибрации и тряски автомобиля.

Для решения поставленной задачи и достижения технического результата разработано 2 варианта конструкции абсорбционного кондиционера автомобиля, отличающихся друга от друга конструкцией генератора пара:

Вариант №1:

В абсорбционном кондиционере автомобиля, содержащем трубчатый тракт циркуляции рабочего тела, соединяющий генератор пара, ректификатор, дефлегматор, конденсатор, низкотемпературный рекуперативный теплообменник, регулирующий вентиль, испаритель, абсорбер, насос, высокотемпературный рекуперативный теплообменник, причем генератор пара через высокотемпературный рекуперативный теплообменник и дроссельный вентиль соединен с абсорбером, вентилятор с воздуховодом для кондиционируемого воздуха соединен с испарителем, окружающей средой и салоном автомобиля, а в качестве рабочего тела использована смесь абсорбента и абсорбтива, заполняющая внутреннюю полость кондиционера, при этом тракт циркуляции рабочего тела содержит контур холодного теплоносителя, соединенный с расширительным бачком и состоящий из последовательно соединенных теплообменника абсорбера, насоса для холодного теплоносителя, теплообменника радиатора, теплообменника конденсатора, теплообменника дефлегматора, и контур горячего теплоносителя, состоящий из последовательно соединенных теплообменника генератора пара, насоса горячего теплоносителя, теплообменника выхлопных газов, установленного на канале для выхлопных газов автомобиля, кроме того в кондиционер включен вентилятор радиатора для охлаждения окружающим воздухом теплоносителя в теплообменнике радиатора, согласно изобретению, ректификатор выполнен в виде ректификационной колонны, изготовленной в виде отдельного подвижного узла, при этом в генератор пара включены компенсационное заграждение, изготовленное из двух одинаковых шайб, соединенных перфорированным отрезком трубы, передаточный механизм, состоящий, по меньшей мере, из двух блоков с тросиками, закрепленных в верхней части корпуса генератора пара, и двух блоков с тросиками, закрепленных в нижней части корпуса генератора пара, упругий элемент, один конец которого прикреплен к корпусу генератора пара, а другой - к ректификационной колонне, причем ректификационная колонна и компенсационное заграждение выполнены с возможностью свободного перемещения друг относительно друга в вертикальном направлении внутри корпуса генератора пара.

Ректификационная колонна в верхней своей части имеет отверстие для выхода паровой фазы рабочего тела.

В средней части ректификационная колонна имеет отверстие для ввода в нее рабочей смеси.

Ректификационная колонна в нижней части имеет отверстие для выхода жидкой фазы рабочего тела и входа паровой фракции рабочего тела.

В перфорированном отрезке трубы компенсационного заграждения выполнены отверстия для прохода рабочего тела к боковому отверстию в ректификационной колонне, а затем через последнее упомянутое отверстие в ректификационную колонну.

Упругий элемент выполнен в виде спиральной пружины.

Вариант №2:

В абсорбционном кондиционере автомобиля, содержащем трубчатый тракт циркуляции рабочего тела, соединяющий генератор пара, ректификатор, дефлегматор, конденсатор, низкотемпературный рекуперативный теплообменник, регулирующий вентиль, испаритель, абсорбер, насос, высокотемпературный рекуперативный теплообменник, причем генератор пара через высокотемпературный рекуперативный теплообменник и дроссельный вентиль соединен с абсорбером, вентилятор с воздуховодом для кондиционируемого воздуха соединен с испарителем, окружающей средой и салоном автомобиля, а в качестве рабочего тела использована смесь абсорбента и абсорбтива, заполняющая внутреннюю полость кондиционера, при этом тракт циркуляции рабочего тела содержит контур холодного теплоносителя, соединенный с расширительным бачком и состоящий из последовательно соединенных теплообменника абсорбера, насоса для холодного теплоносителя, теплообменника радиатора, теплообменника конденсатора, теплообменника дефлегматора, и контур горячего теплоносителя, состоящий из последовательно соединенных теплообменника генератора пара, насоса горячего теплоносителя, теплообменника выхлопных газов, установленного на канале для выхлопных газов автомобиля, кроме того в кондиционер включен вентилятор радиатора для охлаждения окружающим воздухом теплоносителя в теплообменнике радиатора, согласно изобретению, ректификатор выполнен в виде ректификационной колонны, изготовленной в виде отдельного подвижного узла, при этом в генератор пара включены компенсационное заграждение, изготовленное из двух параллельно расположенных сегментов круга, соединенных между собой при помощи прямоугольной пластины, передаточный механизм, состоящий из двух зубчатых реек и, по меньшей мере, двух шестеренок, упругий элемент, один конец которого прикреплен к корпусу генератора пара, а другой - к компенсационному заграждению, причем ректификационная колонна и компенсационное заграждение в плане являются равными сегментами круга, диаметр которого равен внутреннему диаметру генератора пара, при этом ректификационная колонна и компенсационное заграждение имеют возможность свободного перемещения друг относительно друга вдоль своих плоских поверхностей, а возможность также свободного перемещения внутри корпуса генератора пара.

Ректификационная колонна в верхней своей части имеет отверстие для выхода паровой фазы рабочего тела.

В средней части ректификационная колонна имеет отверстие для ввода в нее рабочей смеси.

Ректификационная колонна в нижней части имеет отверстие для выхода жидкой фазы рабочего тела и входа паровой фракции рабочего тела.

Упругий элемент выполнен в виде спиральной пружины.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлен вариант №1 конструкции абсорбционного кондиционера автомобиля; на фиг. 2 - генератор пара 1 по варианту №1 на фиг. 1; на фиг. 3 представлен вариант №2 конструкции абсорбционного кондиционера автомобиля; на фиг. 4 - генератор пара 1 по варианту №2 на фиг. 3.

Конструкция абсорбционного кондиционера автомобиля по варианту №1 отличается от конструкции по варианту №2 особенностями конструкции генератора пара.

Абсорбционный кондиционер автомобиля по вариантам конструкции №1 и №2 (фиг. 1, фиг. 3) содержит генератор пара 1, высокотемпературный рекуперативный теплообменник 2, насос 3, дроссельный вентиль 4, абсорбер 5, теплообменник абсорбера 6, теплообменник конденсатора 7, низкотемпературный рекуперативный теплообменник 8, вентилятор с воздуховодом для кондиционируемого воздуха 9, испаритель 10, регулирующий вентиль 11, дефлегматор 12, конденсатор 13, теплообменник дефлегматора 14, заправочный вентиль 15, ректификационные сетки 16, теплообменник генератора пара 17, насос горячего теплоносителя 18, канал для выхлопных газов автомобиля 19, теплообменник выхлопных газов автомобиля 20, расширительный бачок 21 (например, сильфонный), насос холодного теплоносителя 22, вентилятор радиатора автомобиля 23, теплообменник радиатора 24, штуцер 25 для соединения дефлегматора с генератором пара, ректификационную колонну 26, штуцер 27 для подвода рабочего тела к генератору пара 1, штуцер 28 для отвода тяжелой фракции рабочего тела.

По направлению потока рабочего тела все детали кондиционера соединены трубопроводом по замкнутому контуру в следующем порядке: абсорбер 5, насос 3, внутренняя полость высокотемпературного рекуперативного теплообменника 2, генератор пара 1, дефлегматор 12, конденсатор 13, низкотемпературный рекуперативный теплообменник 8, регулирующий вентиль 11, испаритель 10, рекуперативный теплообменник 8, абсорбер 5.

Кроме того, генератор пара 1 соединен с абсорбером 5 через высокотемпературный рекуперативный теплообменник 2 и дроссельный вентиль 4.

Теплообменники 6, 7, 14, 24 соединены трубопроводом в следующей последовательности: теплообменник радиатора 24, теплообменник конденсатора 7, теплообменник дефлегматора 14, теплообменник абсорбера 6 и снова теплообменник радиатора 24. Насос холодного теплоносителя 22 может быть установлен в промежутке между двумя любыми теплообменниками 6, 7, 14, 24.

Вентилятор с воздуховодом для кондиционируемого воздуха 9 соединен с испарителем 10, окружающей средой и салоном автомобиля, при этом в качестве рабочего тела использована смесь абсорбента и абсорбтива, заполняющая внутреннюю полость кондиционера.

Для сохранения работоспособности кондиционера в условиях вибрации ректификатор генератора пара 1 по варианту №1 (фиг. 1, 2) и варианту №2 (фиг. 3, 4) выполнен в виде ректификационной колонны 26, изготовленной в виде отдельного подвижного узла. Дефлегматор 12 (фиг. 1, фиг. 3) установлен в верхней части генератора пара 1 для того, чтобы часть паровой фазы, сконденсировавшейся в дефлегматоре, самотеком попадала в ректификационную колонну 26, а затем в нижнюю часть генератора пара 1 (фиг. 1-4). Генератор пара 1 снабжен трубчатым теплообменником 17 для нагрева и испарения рабочего тела 40, находящегося в генераторе пара. Для этого насосом 18 (фиг. 1, фиг. 3) через теплообменник 17 прокачивают теплоноситель, нагреваемый в теплообменнике 20 выхлопными газами автомобиля, проходящими через канал 19 для выхлопных газов автомобиля.

Внутренняя поверхность генератора пара 1 является круглым цилиндром.

Ректификационная колонна в верхней своей части имеет отверстие 36 (фиг. 2, фиг. 4) для выхода паровой фазы рабочего тела, в средней части колонны - отверстие 37 для ввода рабочей смеси в ректификационную колонну 26 и в нижней части колонны - отверстие 38 для выхода жидкой фазы рабочего тела и входа паровой фракции рабочего тела.

По варианту №1 конструкции генератор пара 1 (фиг. 2) содержит компенсационное заграждение 30, при этом ректификационная колонна 26 и компенсационное заграждение 30 могут свободно перемещаться друг относительно друга в вертикальном направлении, и они полностью перекрывают поперечное сечение генератора пара 1. Величина взаимного перемещения ректификационной колонны 26 и компенсационного заграждения 30 определяется при помощи передаточного механизма 31. Равновесное положение ректификационной колонны 26 в корпусе генератора пара 1 определяется упругим элементом 29, один конец которого прикреплен к корпусу генератора пара, а другой - к ректификационной колонне 26. Упругий элемент 29 может быть выполнен, например, в виде спиральной пружины.

Компенсационное заграждение 30 изготовлено из двух одинаковых шайб, соединенных перфорированным отрезком трубы, в котором выполнены отверстия 39 для прохода рабочего тела от штуцера 27 в ректификационную колонну 26 через отверстие 37 для ввода рабочей смеси в ректификационную колонну. Штуцер 25 для соединения генератора пара с дефлегматором предназначен для отвода низкокипящих компонентов рабочего тела из генератора пара 1. Штуцер 28 для отвода тяжелой фракции рабочего тела предназначен для отвода высококипящих компонентов рабочего тела 40 из генератора пара 1.

Передаточный механизм 31 состоит, по меньшей мере, из двух блоков 32 с тросиками 33, закрепленных в верхней части корпуса генератора пара, и двух блоков с тросиками, закрепленных в нижней части корпуса генератора пара.

Передаточный механизм 31 объединяет ректификационную колонну 26 и компенсационное заграждение 30 и обеспечивает их синхронное движение в противоположных направлениях одного из них по отношению к другому. При этом сумма площадей поперечных сечений ректификационной колонны и компенсационного заграждения равны площади поперечного сечения внутренней полости генератора пара:

где:

S_Г - площадь поперечного сечения внутренней полости генератора пара;

S_К - площадь поперечного сечения ректификационной колонны;

S_З - площадь поперечного сечения компенсационного заграждения.

Величина перемещения ректификационной колонны и площадь поперечного сечения ректификационной колонны могут быть связаны с величиной перемещения компенсационного заграждения и площадью поперечного сечения компенсационного заграждения соотношением:

где:

Y_К - величина перемещения ректификационной колонны;

Y_З - величина перемещения компенсационного заграждения.

При выполнении условия (2) объемы газовой фазы над ректификационной колонной и под ней будут оставаться постоянными при любых взаимных перемещениях ректификационной колонны и компенсационного заграждения, будут сохраняться неизменными и давления в этих частях устройства, и не возникнет дополнительного потока газа через ректификационную колонну.

Согласно варианту №1 конструкции величины Y_З=Y_К, ректификационная колонна 26 свободно перемещается внутри компенсационного заграждения 30, а компенсационное заграждение 30, в свою очередь, свободно перемещается в корпусе генератора пара 1. Поперечные сечения ректификационной колонны и компенсационного заграждения сделаны равными, так как величины Y_З=Y_К, тогда внутренний и внешний диаметры компенсационного заграждения связаны соотношением:

где:

D₁ - внутренний диаметр шайб компенсационного заграждения;

D₂ - внешний диаметр шайб компенсационного заграждения.

В качестве передаточного механизма 31 применены блоки 32 с тросиками 33. Блоки 32 закреплены в нижней и верхней части корпуса генератора пара, тросики 33 перекинуты через блоки 32, при этом одни концы тросиков 33 прикреплены к ректификационной колонне, а другие их концы - к компенсационному заграждению 30.

По варианту №2 конструкции ректификационная колонна 26 и компенсационное заграждение 30 генератора пара (фиг. 4) в плане являются сегментами круга, диаметр которого равен внутреннему диаметру генератора пара. Ректификационная колонна и компенсационное заграждение имеют возможность свободного перемещения друг относительно друга вдоль своих плоских вертикальных поверхностей, а также возможность свободного перемещения в внутри корпуса генератора пара. Величина взаимного перемещения ректификационной колонны 26 и компенсационного заграждения 30 определяется при помощи передаточного механизма 31. Равновесное положение ректификационной колонны 26 в корпусе генератора пара 1 определяется упругим элементом 29, один конец которого прикреплен к корпусу генератора пара, а другой - к компенсационному заграждению. Упругий элемент 29 может быть выполнен, например, в виде спиральной пружины.

С целью уменьшения вертикальных размеров генератора пара применен передаточный механизм 31, состоящий, по меньшей мере, из двух шестеренок 34 и двух зубчатых реек 35.

Оси шестеренок устанавливают в средней части корпуса генератора пара строго по его диаметру, а зубчатые рейки - на плоских сторонах ректификационной колонны 26 и компенсационного заграждения 30.

Штуцер 25 для соединения генератора пара с дефлегматором предназначен для отвода низкокипящих компонентов рабочего тела из генератора пара 1. Штуцер 28 для отвода тяжелой фракции рабочего тела предназначен для отвода высококипящих компонентов рабочего тела 40 из генератора пара 1.

Абсорбционный кондиционер автомобиля работает следующим образом.

До включения неработающего кондиционера, какое-то количество жидкого рабочего тела 40 (фиг. 1-4) могло находиться на дне генератора пара 1, поэтому после включения кондиционера эта часть жидкости будет сразу же испаряться при ее нагреве трубчатым теплообменником 17 и генератор пара 1 быстро достигнет своего расчетного режима. Если объем этой части жидкости слишком мал или его нет, то генератор пара 1 перейдет к расчетному режиму чуть позже, так как через штуцер 27 (фиг. 1, 3) для подвода рабочего тела к генератору пара будет поступать исходное рабочее тело, которое далее разделяется на исходные компоненты в ректификационной колонне 26.

Далее по варианту №1 конструкции рабочее тело проходит через отверстия 39 (фиг. 2) в компенсационном заграждении 30, а затем через отверстие 37 попадает в ректификационную колонну 26.

По варианту №2 конструкции рабочее тело сразу после выхода из штуцера 27 (фиг. 4) проходит отверстие 37 и попадает в ректификационную колонну 26. В обоих вариантах конструкции поступившее рабочее тело соединяется с существующими потоками жидкости и пара в ректификационной колонне 26. Образующийся парогазовый поток подвергается разделению на исходные компоненты и выходит из генератора пара через штуцер 25 (фиг. 1-4) в виде паровой фазы легкокипящего компонента, а через штуцер 28 в виде жидкости высококипящего компонента. Пар конденсируется в дефлегматоре 12 (фиг. 1, фиг. 3), часть сконденсировавшейся жидкости стекает обратно по штуцеру 25 в ректификационную колонну 26. Жидкость смачивает верхние ректификационные сетки 16, далее при непрерывном процессе испарения и конденсации избыток жидкой фазы постепенно стекает по сеткам 16 вниз, газовая фаза подниматься вверх, процесс испарения и конденсации проходит на каждой ректификационной сетке 16.

В обоих вариантах при помощи теплообменника генератора пара 17 осуществляется нагрев и испарение рабочего тела 40, находящегося в нижней части генератора пара 1. Образующийся пар поднимается в верхнюю часть ректификационной колонны 26. По составу этот пар в нижней части колонны представляет собой практически концентрированный мало летучий компонент (воду, если в качестве рабочего тела выбран раствор аммиака в воде). На каждой ректификационной сетке 16 происходит конденсация поднимающегося пара, и за счет теплоты его конденсации - испарение находящегося на рассматриваемой сетке легколетучего компонента (фиг. 1-4). Образовавшийся пар поднимается вверх и конденсируется на следующей ректификационной сетке, вызывая испарение следующей порции рабочего тела. Процессы конденсации и испарения повторяются, но с каждой конденсацией и испарением концентрация легколетучего компонента повышается. Происходит обогащение пара легколетучим компонентом и удаление из него труднолетучего компонента. Поэтому из верхней части ректификационной колонны 26 выгружается пар практически чистого легколетучего компонента, который покидает генератор пара 1 через штуцер 25, конденсируется в дефлегматоре 12, и разделяется на две части. Одна из этих частей - флегма - самотеком по штуцеру 25 возвращается обратно в ректификационную колонну 26, создавая тем самым нисходящий поток жидкости, состоящий первоначально практически из чистого легколетучего компонента. Стекая вниз по колонне и взаимодействуя с восходящим паром, флегма постоянно обогащается конденсирующимся труднолетучим компонентом, заменяющим постоянно испаряющийся легколетучий компонент. В результате жидкость, достигающая нижней части ректификационной колонны 26 и поступающая в нижнюю часть генератора пара 1, состоит практически из низко летучего (высококипящего) компонента и отводится через штуцер 28.

Кроме рассмотренных ректификационных сеток в ректификационной колонне могут применяться ректификационные тарелки или насадки. Наиболее распространенным и простым видом насадок являются короткие кусочки тонкостенных стеклянных трубок.

Изготовление ректификационной колонны в виде отдельного подвижного узла и установка ректификационной колонны на упругом элементе в корпусе генератора пара обеспечивают снижение резких механических колебаний ректификационной колонны, уменьшение инерционных сил, действующих на жидкость, находящуюся на сетках ректификационной колонны, вследствие чего уменьшается или совсем исключается стряхивание жидкости с поверхности одних сеток и попадания ее на другие сетки, то есть исключается перемешивание жидкости, возникающего в результате тряски. Включение в состав генератора пара компенсационного заграждения и передаточного механизма, связывающего компенсационное заграждение с ректификационной колонной, позволяет сохранить постоянство объемов газовой фазы в верхней и нижней частях генератора пара, а, следовательно, исключить дополнительные колебания давления в этих частях генератора пара и исключить возникновение побочных газовых потоков через ректификационную колонну.

В предлагаемых вариантах конструкции абсорбционного кондиционера проблема, связанная с низкой эффективностью работы генератора пара в условиях колебаний, вибраций и тряски автомобиля, решается за счет свободной упругой установки ректификационной колонны внутри корпуса генератора пара, осуществляемой при помощи упругого элемента, компенсационного заграждения и передаточного механизма. Благодаря включению указанных признаков в конструкцию генератора пара обеспечивается существенное снижение амплитуды колебаний сеток и, следовательно, повышение эффективности работы абсорбционного кондиционера в условиях колебаний, вибрации и тряски автомобиля.

Изобретение относится к устройствам кондиционирования воздуха в автомобилях. Кондиционер содержит генератор пара, ректификатор, дефлегматор, конденсатор, низкотемпературный рекуперативный теплообменник, регулирующий вентиль, испаритель, абсорбер, насос, высокотемпературный рекуперативный теплообменник. Ректификатор выполнен в виде ректификационной колонны, изготовленной в виде отдельного подвижного узла. В генератор пара включены компенсационное заграждение, изготовленное из двух одинаковых шайб, соединенных перфорированным отрезком трубы, передаточный механизм, состоящий, по меньшей мере, из двух блоков с тросиками, закрепленных в верхней части корпуса генератора пара, и двух блоков с тросиками, закрепленных в нижней части корпуса, упругий элемент, один конец которого прикреплен к корпусу генератора пара, а другой - к ректификационной колонне. Во втором варианте исполнения компенсационное заграждение изготовлено из двух параллельно расположенных сегментов круга, соединенных между собой пластиной, а передаточный механизм состоит, по меньшей мере, из двух шестеренок и двух зубчатых реек. Технический результат - повышение эффективности генератора пара в условиях колебаний, вибрации и тряски автомобиля. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Абсорбционный кондиционер автомобиля, содержащий трубчатый тракт циркуляции рабочего тела, соединяющий генератор пара, ректификатор, дефлегматор, конденсатор, низкотемпературный рекуперативный теплообменник, регулирующий вентиль, испаритель, абсорбер, насос, высокотемпературный рекуперативный теплообменник, причем генератор пара через высокотемпературный рекуперативный теплообменник и дроссельный вентиль соединен с абсорбером, вентилятор с воздуховодом для кондиционируемого воздуха соединен с испарителем, окружающей средой и салоном автомобиля, а в качестве рабочего тела использована смесь абсорбента и абсорбтива, заполняющая внутреннюю полость кондиционера, при этом тракт циркуляции рабочего тела содержит контур холодного теплоносителя, соединенный с расширительным бачком и состоящий из последовательно соединенных теплообменника абсорбера, насоса для холодного теплоносителя, теплообменника радиатора, теплообменника конденсатора, теплообменника дефлегматора, и контур горячего теплоносителя, состоящий из последовательно соединенных теплообменника генератора пара, насоса горячего теплоносителя, теплообменника выхлопных газов, установленного на канале для выхлопных газов автомобиля, кроме того в кондиционер включен вентилятор радиатора для охлаждения окружающим воздухом теплоносителя в теплообменнике радиатора, отличающийся тем, что ректификатор выполнен в виде ректификационной колонны, изготовленной в виде отдельного подвижного узла, при этом в генератор пара включены компенсационное заграждение, изготовленное из двух одинаковых шайб, соединенных перфорированным отрезком трубы, передаточный механизм, состоящий, по меньшей мере, из двух блоков с тросиками, закрепленных в верхней части корпуса генератора пара, и двух блоков с тросиками, закрепленных в нижней части корпуса генератора пара, упругий элемент, один конец которого прикреплен к корпусу генератора пара, а другой - к ректификационной колонне, причем ректификационная колонна и компенсационное заграждение выполнены с возможностью свободного перемещения друг относительно друга в вертикальном направлении внутри корпуса генератора пара.

2. Абсорбционный кондиционер автомобиля по п. 1, отличающийся тем, что ректификационная колонна в верхней своей части имеет отверстие для выхода паровой фазы рабочего тела.

3. Абсорбционный кондиционер автомобиля по п. 1, отличающийся тем, что в средней части ректификационная колонна имеет отверстие для ввода в нее рабочей смеси.

4. Абсорбционный кондиционер автомобиля по п. 1, отличающийся тем, что ректификационная колонна в нижней части имеет отверстие для выхода жидкой фазы рабочего тела и входа паровой фракции рабочего тела.

5. Абсорбционный кондиционер автомобиля по п. 1, отличающийся тем, что в перфорированном отрезке трубы компенсационного заграждения выполнены отверстия для прохода рабочего тела к боковому отверстию в ректификационной колонне, а затем через последнее упомянутое отверстие в ректификационную колонну.

6. Абсорбционный кондиционер автомобиля по п. 1, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен в виде спиральной пружины.

7. Абсорбционный кондиционер автомобиля, содержащий трубчатый тракт циркуляции рабочего тела, соединяющий генератор пара, ректификатор, дефлегматор, конденсатор, низкотемпературный рекуперативный теплообменник, регулирующий вентиль, испаритель, абсорбер, насос, высокотемпературный рекуперативный теплообменник, причем генератор пара через высокотемпературный рекуперативный теплообменник и дроссельный вентиль соединен с абсорбером, вентилятор с воздуховодом для кондиционируемого воздуха соединен с испарителем, окружающей средой и салоном автомобиля, а в качестве рабочего тела использована смесь абсорбента и абсорбтива, заполняющая внутреннюю полость кондиционера, при этом тракт циркуляции рабочего тела содержит контур холодного теплоносителя, соединенный с расширительным бачком и состоящий из последовательно соединенных теплообменника абсорбера, насоса для холодного теплоносителя, теплообменника радиатора, теплообменника конденсатора, теплообменника дефлегматора, и контур горячего теплоносителя, состоящий из последовательно соединенных теплообменника генератора пара, насоса горячего теплоносителя, теплообменника выхлопных газов, установленного на канале для выхлопных газов автомобиля, кроме того в кондиционер включен вентилятор радиатора для охлаждения окружающим воздухом теплоносителя в теплообменнике радиатора, отличающийся тем, что ректификатор выполнен в виде ректификационной колонны, изготовленной в виде отдельного подвижного узла, при этом в генератор пара включены компенсационное заграждение, изготовленное из двух параллельно расположенных сегментов круга, соединенных между собой при помощи пластины, передаточный механизм, состоящий, по меньшей мере, из двух шестеренок и зубчатых реек, упругий элемент, один конец которого прикреплен к корпусу генератора пара, а другой - к компенсационному заграждению, причем ректификационная колонна и компенсационное заграждение в плане являются равными сегментами круга, диаметр которого равен внутреннему диаметру генератора пара, при этом ректификационная колонна и компенсационное заграждение имеют возможность свободного перемещения друг относительно друга вдоль своих плоских поверхностей, а также возможность свободного перемещения внутри корпуса генератора пара.

8. Абсорбционный кондиционер автомобиля по п. 7, отличающийся тем, что ректификационная колонна в верхней своей части имеет отверстие для выхода паровой фазы рабочего тела.

9. Абсорбционный кондиционер автомобиля по п. 7, отличающийся тем, что в средней части ректификационная колонна имеет отверстие для ввода в нее рабочей смеси.

10. Абсорбционный кондиционер автомобиля по п. 7, отличающийся тем, что ректификационная колонна в нижней части имеет отверстие для выхода жидкой фазы рабочего тела и входа паровой фракции рабочего тела.

11. Абсорбционный кондиционер автомобиля по п. 7, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен в виде спиральной пружины.