用于冷卻內燃機進氣的吸收式制冷系統的熱力學分析

本文對吸收式制冷循環系統進行了熱力學分析，該循環用于冷卻內燃機中的進氣溫度，所述內燃機使用排氣作為熱源。本文使用用于冷卻渦輪增壓柴油發動機的進氣的NH3-H2O溶液的單級吸收式制冷循環的熱力學分析。研究吸收式制冷循環中工作溫度、壓力、溶液濃度的影響，以實現對環境的適當冷卻(文中Fig.2)。通過理論模型和實驗測試來估計提高內燃機效率和減少污染物排放的潛力。為了對吸收式制冷循環提供邊界條件并模擬其對發動機性能的影響，當進氣被冷卻時，使用0D熱力學模型來再現發動機性能。此外，還進行了詳細的實驗工作，以驗證實際發動機運行的結果。理論結果表明，吸收式制冷系統通過在廣泛的發動機運行條件下利用廢氣中可用的底部廢熱能量將進氣流溫度降低至5℃左右甚至更低。此外，理論分析估計，在評估的運行條件下，提高發動機指示效率的策略的潛力也高達4%。最后，這種發動機指示效率的預測效益已通過直接測試得到了實驗證實。

Fig.2.Schematic diagram of absorption cycle

已經獲得以下結果：

●來自內燃機的廢氣被證實為吸收式制冷循環的有前途的熱源。

●廢氣中有足夠的功率在發動機圖的所有點上操作吸收式制冷循環。

●吸收式制冷循環應該在優化的參數之間運行，以確保對環境適當的散熱。

●在所有運行條件下，理論上估計的潛在效益幾乎為4%。

●從理論分析中可以清楚地看出，這種益處大部分來自減少通過燃燒室壁排出的熱量，而另外的積極影響與發動機容積效率和進入燃燒室的總封閉質量的增加有關。