三种新型汽车空调技术简介

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1、三种新型汽车空调技术介绍1886年世界上第一辆汽车问世以来，汽车工业发展速度惊人，如今汽车已成为人们工作、生活不可缺少的代步工具，同时人们对车内环境的要求也不断提高，几乎所有汽车都装有空调。然而，随之而来的两大问题却不容忽视：一是日益紧缺的能源问题；二是日益严重的环境问题。目前，汽车空调的动力来自汽车发动机,空调制冷系统工作时，蒸汽压缩式制冷压缩机消耗功率大约占发动机输出功率的5%~20%。传统汽车空调的缺点（1）汽车空调系统降低了发动机动力性能，增加整车负载。汽车空调系统绝大部分采用压缩式制冷循环，并分为直连式和独立式两大类。采用直连式驱动时，压缩机动力来自汽车发动机，因此空调系统工作时必然

2、降低发动机动力性能。由于压缩机转速随车速变化，汽车制动时会停止制冷。对于独立式汽车空调，增设专用发动机不仅减少汽车空间，而且增加整车负载，增大燃油消耗。（2）汽车空调系统制冷剂污染环境。目前，汽车空调系统制冷剂主要采用R134a。1996年以前的汽车空调制冷剂多用R12，该制冷剂对臭氧层破坏严重，我国已于2010年全面完成了CFC类工质的替代。R134a作为R12的替代产物，虽然不破坏臭氧层但其全球变暖潜值为1300。到2017年，欧盟将禁止新生产的汽车空调使用GWP值大于150的制冷剂。因此，研究开发利用汽车余热和可再生能源驱动的汽车空调系统，是汽车空调技术发展与进步的必然要求。在节能减排备

3、受关注的今天，寻找新途径降低汽车空调能耗，并保证汽车空调的舒适性、可靠性及安全性，对汽车工业的持续发展及节能减排意义重大。下面，我将对余热制冷空调技术、风力制冷空调技术及太阳能制冷空调技术这三种新型车用空调技术的应用研究给大家做一些介绍。余热制冷汽车空调技术目前，汽车发动机做功的效率最高可达49%，相比以前做功效率提高很多，但仍有51%甚至更多的能量以废热的形式排放到环境中。一般汽车发动机排放的废热，约25%的能量被冷却水带走，约35%的能量被汽车尾气带走。回收利用余热以驱动汽车空调系统，可同时满足节能和环保的要求。余热制冷机理吸收式制冷技术是汽车空调余热回收技术中比较成熟的一项技术。其中，吸

4、收式制冷是利用液体在汽化时吸收汽化潜热这一物理特性来制冷的，即利用溶液的浓度随其温度和压力变化而变化这一物理性质，通过制冷剂的蒸发而制冷，又通过溶液实现对制冷剂的吸收，如下图所示。金属氢化物制冷的原理是根据金属或合金在不同温度、压力下和氢进行可逆化学反应，利用金属氢化物脱氢吸热的特点，通过交替加热与冷却实现加热或制冷的目的，见下式M+x/2H2↔MHx+ΔH（1）式中M—金属或合金，mol；MHx—金属或合金对应的氢化物，mol；x—氢负离子得电子数，在数值上等于金属或合金被氢化的价数；ΔH—氢化物的焓变，即反应热，J/mol；在实际中，通常是采用两种吸、放氢能力强，但平衡氢压不同的工质对，利

5、用在放氢过程中的吸收反应热达到制冷目的。余热制冷空调技术的应用研究目前，我国利用余热制热的汽车空调已广泛用于军事、工程等车辆，但利用余热制冷还处于研究阶段。汽车的余热来自两个方面：1）尾气中的余热（温度最高可以达到600～700℃，怠速时400℃）；2）发动机冷却水中的余热（正常运行时温度为75～95℃）。以色列发明了一种新型汽车空调系统，其动力源来自汽车发动机排除的废气热量。它由两个容器组成，第一个容器内塞满粉状高温氢化物，第二个容器的导管盛满粒状低温氢化物，两容器的内导管与外导管相连。汽车排出的废气进入第一个容器，使其升温，当达到204度时，导管内的粉状氢化物就会放出氢气并通过外管道进入第

6、二个容器的内导管。粒状低温氢化物吸收氢气后温度上升，这时外面的空气进入第二个容器而降低其温度。另外，车内的热空气也被送入第2个容器，致使粒状低温氢化物升温而放出氢气，释放氢气时的吸热过程降低了车内空气的温度，即起到了制冷作用。这样不停的释放氢气，冷却空气，把冷却后的空气又送回车厢，达到车内降温的目的。见下图有人设计了由汽车尾气驱动的金属氢化物制冷循环系统，并提出了双合金制冷法，其循环过程如图3所示，有效解决了金属氢化物制冷循环不能连续制冷的问题。然而研究仅停留于理论层面，未对金属氢化物制冷循环进行负荷计算，因此该制冷法在汽车中的制冷效率如何还需进一步论证。有人将汽车尾气余热通过一个溶液热交换器

7、引入单效溴化锂吸收式制冷系统的发生器中，可同时实现夏季制冷与冬季除霜，计算得出改进后系统体积比传统汽车空调系统更小。但它们都有一个独立的发生器使空调系统结构相对复杂，且当汽车排气量较小时可利用的余热有限。为了简化空调系统，有人考虑另一热源—利用冷却水中的余热驱动汽车空调制冷，即将溴化锂溶液直接充注到汽车发动机冷却空腔内，用发动机的散热加热溴化锂溶液驱动汽车空调制冷系统运行，并通过计算对比，表明此系