利用發動機余熱給汽車制冷

李斌 張小燁

有一次我乘坐爸爸的摩托車，不小心裸露的腳腕被發動機排氣管燙傷了。后來學習物態變化，我理解了汽化吸熱和液化放熱原理。我想，能不能利用發動機的余熱來給汽車車內制冷呢？

我將想法告訴了老師，得到了老師的支持。

我和張小燁一起合作研究這個課題。我們先搜索了一下國內外研究現狀，發現人們大多都是利用余熱發電，再利用電流帶動壓縮機或者半導體來制冷，能量轉換的中間環節多，效率低下。還有一些人利用溴化鋰吸收式原理降溫，采用液泵循環，消耗電能，而且沒有應用在汽車上。

于是，我們決定采用液體對流原理來實現冷媒在管道里的循環，再加上汽車行駛中會出現顛簸，更有利于液體的擴散和蒸發。只要有熱源，就可以實現制冷，而且任何熱源都可以。

我們考慮，雖然多加這款空調，但汽車原空調不變。根據發動機的廢氣排放系統的結構特點，利用液氨吸收式制冷原理，輔助原空調制冷，也不需要任何外加動力。

作品特點

系統無任何機械傳動，無噪聲，氨氣從氨水中蒸發出來，只需要獲得熱量即可，可使用各種熱源。把熱交換器安裝在排氣管催化器和消音器之間，加熱使濃氨水分離，還可以進一步降低排氣的溫度。

發動機尾氣溫度測量數據（以雪鐵龍C5為例）：

排氣管溫度：700℃～800℃;催化器溫度：500℃～600℃;消聲器中段溫度：200℃～300℃;消聲器尾段溫度：150℃左右;出來的廢氣溫度：40℃左右。

結論：把熱交換器安裝在催化器和消音器之間，加熱使濃氨水分離，還可以進一步降低排氣的溫度。

工作原理

機芯主要由發生器、冷凝器、蒸發器等主要部件組成。

1.首先濃氨水在熱交換器里被加熱，釋放出氨氣。

2.氨氣上升進入液化器（冷凝器）被液化成液體，此過程向外界放熱。

3.液體氨沿著毛細管流入蒸發器。蒸發器的空間很大，壓力很低，液氨迅速蒸發成氣體，吸收外界的熱，達到制冷的目的。

4.氨蒸氣從蒸發器里出來，進入吸收器被水吸收，形成濃氨水，再進入熱交換器，進行下一個循環。

蒸發器的冷氣通過風筒引導至車內，或者直接將蒸發器安裝在原空調的蒸發器處，合并為一個蒸發器。

冬天不需要制冷的時候，關閉電磁閥，不影響原車的任何性能。

研究進展

本作品還處在模擬實驗狀態，下一步要在實體汽車上進行實驗。

（本作品榮獲第23屆全國發明展覽會銀獎、廣東省第34屆青少年科技創新大賽一等獎。作者：廣東省廣州市黃埔區華峰中學學生：指導教師：邵思濤、孫瑞臻）