吸附一冷卻式除濕制冷技術在大型客車上的應用

摘要：吸附一冷卻式除濕制冷技術利用吸附劑能吸附空氣中的水蒸氣，起到以往大型客車空調未曾有的除濕作用，而且吸附劑的再生熱源可由汽車本身的汽車尾氣余熱來提供，這大大減少了大型空調客車的燃料消耗量及尾氣排放量，真正達到了節能，環保的現代汽車的要求。

關鍵詞：除濕；吸附劑；環保

一、吸附一冷卻式除濕制冷空調的應用

隨著經濟的發展，人民生活水平的提高，越來越多的大型客車中配置了空調。現今的大型客車空調大多只追求車廂內的溫度要求，忽略了車廂內的濕度要求。車廂內的濕度過大會使人體排汗不順暢，引起乘客身體不適；濕度過大會使車廂內的設備有腐蝕的危險；濕度過大使得車廂內的空氣調節系統會滋生細菌等污染物從而使空氣調節系統本身成為一個污染源，影響車廂內的空氣品質（IAQ）。吸附一冷卻式除濕制冷技術能很好的解決這個問題，它利用吸附劑吸附空氣中的水蒸氣，除濕。同時吸附劑是再生熱源，它的熱源是由汽車尾氣余熱來提供的，減少了大型空調客車的燃料消耗量及尾氣排放量，達到了節能和環保的要求。

二、吸附一冷卻式除濕制冷空調的工作原理

此系統的工作原理十分簡單：利用車廂內的回風和車廂外的新風混合后經過吸附裝置進行空氣的除濕，再將已除濕的空氣直接送至直接蒸發冷卻器使空氣降溫至O送至車廂。因為不讓直接蒸發冷卻器承擔任何除濕負荷，所以蒸發溫度可相應提高，從而使系統的COP值也相應提高達到節能的要求。在該系統中設有兩臺吸附裝置，這是為了使客車的空調系統的除濕運作不間斷：當一臺吸附裝置中的吸附劑吸附飽和，可以切換至另一臺吸附裝置繼續除濕，已吸附飽和的吸附裝置則處于吸附劑的再生過程，如此吸附一再生一吸附的不斷切換可以使整個系統處于不間斷的工作狀態。

（一）吸附一冷卻式除濕制冷空調的特點

制冷空調系統最大的特點是：利用了汽車尾氣余熱作為吸附裝置吸附劑的再生熱源，以此將汽車排出的廢熱利用起來，系統不需要再添加額外的再生熱裝置，也比文獻中提到的利用發動機冷卻水系統來提供再生熱的溫度要高的多。

（二）吸附一冷卻式除濕制冷空調與常規汽車空調的能耗對比

據美國國家可再生能源研究所的研究人員研究，雖然吸附一冷卻式除濕制冷空調占用的車廂內有效空間體積比較大，但從能源消耗量的角度分析，吸附一冷卻式除濕制冷空調系統的優越性還是比較突出的。在相同的氣象條件，裝有轉輪式和固定式兩種除濕制系統的客車與裝有傳統的蒸氣壓縮制冷系統的客車燃料消耗量比較，轉輪式除濕制冷系統比固定床除濕制冷系統要節省燃料。

（三）吸附裝置的設計

轉輪式除濕制冷系統比固定床除濕制冷系統要節省燃料，但從裝置的復雜程度，選用固定床式除濕裝置更能符合汽車空調的要求。

這種吸附床具有如下的優點：

①床內設有多個空氣的傳質通道，有效的減小了傳質阻力，故其傳質效率好；

②床內設有多個換熱流體通道，使得床內溫度場分布均勻，克服了小圓管吸附床變大帶來的傳熱效率不高的缺點，保證了在較大管徑時吸附床的傳熱效率依然很好；

③該吸附床的體積不會隨著換熱面積的增加而大幅度增大；相反，隨著吸附床的管徑增大，面積較體積增加的快；

④在保證滿足制冷量要求的同時，很好地減小了吸附床的體積，克服了一些吸附床體積大而笨重的缺點；

⑤該吸附床的整體是一個可拆卸的結構，可以方便清理吸附床內。

（四）吸附劑的選擇原則

吸附劑的選擇與制備對于吸附一冷卻式除濕制冷空調非常重要，若吸附劑選擇與制備不當，可能會導致直接蒸發冷卻器承擔除濕負荷，使直接蒸發冷卻器工作在結霜狀況下，系統的COP值顯著下降，耗能增大，汽車燃料消耗增大；也可能因為吸附劑的解附溫度過高或過低使系統癱瘓。所以選擇吸附劑應當遵循以下原則：

①相應的工作條件下，對所采用的吸附質的吸附、解吸循環量大；

②傳熱傳質性能好，這樣可以縮短循環周期。比熱也要小，可以使熱量利用率提高；比表面積越大，吸附量越大；密度越小，機組的重量就越小；

③與所選吸附質要相容④適應工作溫度范圍；⑤價格低和來源廣泛。

（五）吸附劑的制備和意義

硅膠是由SiO4四面體無規則地聯結形成的三維網狀結構，其比表面通常為100—1000㎡/g。硅膠容易生產，價格便宜，吸附性能穩定，吸附/解附12萬次后，吸附性能不變化；很容易吸附水蒸汽，在室溫下可吸附水蒸汽至其干重量的35%左右而不發生體積變化；能在相當低的溫度下活化，一般從50℃左右就開始解吸，至120℃可以完全脫水，不耐高溫（如果超過120℃，硅膠會被燒毀），為此硅膠是首選吸附劑。同時對它炭化、活化處理；固化處理，達到了節能的效果和環保的效果。

三、結語

吸附一冷卻式除濕制冷空調技術運用于大型客車空調系統中，它能利用大量的汽車尾氣余熱作為吸附劑的再生熱源，具有明顯的節能，環保效應，能有效的改善大型客車車廂內的溫濕環境，提高車廂內的空氣品質，使乘客乘坐舒適，有利于身體健康，所以吸附一冷卻式除濕制冷空調技術值得在大型客車空調系統中應用與推廣。參考文獻：

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作者簡介：李煥蘭（1987—），女，廣西北海人，汽車專業教師，本科，研究方向：汽車電路。