吸附一冷却式除湿制冷技术在大型客车上的应用

摘要：吸附一冷却式除湿制冷技术利用吸附剂能吸附空气中的水蒸气，起到以往大型客车空调未曾有的除湿作用，而且吸附剂的再生热源可由汽车本身的汽车尾气余热来提供，这大大减少了大型空调客车的燃料消耗量及尾气排放量，真正达到了节能，环保的现代汽车的要求。

关键词：除湿；吸附剂；环保

一、吸附一冷卻式除湿制冷空调的应用

随着经济的发展，人民生活水平的提高，越来越多的大型客车中配置了空调。现今的大型客车空调大多只追求车厢内的温度要求，忽略了车厢内的湿度要求。车厢内的湿度过大会使人体排汗不顺畅，引起乘客身体不适；湿度过大会使车厢内的设备有腐蚀的危险；湿度过大使得车厢内的空气调节系统会滋生细菌等污染物从而使空气调节系统本身成为一个污染源，影响车厢内的空气品质（IAQ）。吸附一冷却式除湿制冷技术能很好的解决这个问题，它利用吸附剂吸附空气中的水蒸气，除湿。同时吸附剂是再生热源，它的热源是由汽车尾气余热来提供的，减少了大型空调客车的燃料消耗量及尾气排放量，达到了节能和环保的要求。

二、吸附一冷却式除湿制冷空调的工作原理

此系统的工作原理十分简单：利用车厢内的回风和车厢外的新风混合后经过吸附装置进行空气的除湿，再将已除湿的空气直接送至直接蒸发冷却器使空气降温至O送至车厢。因为不让直接蒸发冷却器承担任何除湿负荷，所以蒸发温度可相应提高，从而使系统的COP值也相应提高达到节能的要求。在该系统中设有两台吸附装置，这是为了使客车的空调系统的除湿运作不间断：当一台吸附装置中的吸附剂吸附饱和，可以切换至另一台吸附装置继续除湿，已吸附饱和的吸附装置则处于吸附剂的再生过程，如此吸附一再生一吸附的不断切换可以使整个系统处于不间断的工作状态。

（一）吸附一冷却式除湿制冷空调的特点

制冷空调系统最大的特点是：利用了汽车尾气余热作为吸附装置吸附剂的再生热源，以此将汽车排出的废热利用起来，系统不需要再添加额外的再生热装置，也比文献中提到的利用发动机冷却水系统来提供再生热的温度要高的多。

（二）吸附一冷却式除湿制冷空调与常规汽车空调的能耗对比

据美国国家可再生能源研究所的研究人员研究，虽然吸附一冷却式除湿制冷空调占用的车厢内有效空间体积比较大，但从能源消耗量的角度分析，吸附一冷却式除湿制冷空调系统的优越性还是比较突出的。在相同的气象条件，装有转轮式和固定式两种除湿制系统的客车与装有传统的蒸气压缩制冷系统的客车燃料消耗量比较，转轮式除湿制冷系统比固定床除湿制冷系统要节省燃料。

（三）吸附装置的设计

转轮式除湿制冷系统比固定床除湿制冷系统要节省燃料，但从装置的复杂程度，选用固定床式除湿装置更能符合汽车空调的要求。

这种吸附床具有如下的优点：

①床内设有多个空气的传质通道，有效的减小了传质阻力，故其传质效率好；

②床内设有多个换热流体通道，使得床内温度场分布均匀，克服了小圆管吸附床变大带来的传热效率不高的缺点，保证了在较大管径时吸附床的传热效率依然很好；

③该吸附床的体积不会随着换热面积的增加而大幅度增大；相反，随着吸附床的管径增大，面积较体积增加的快；

④在保证满足制冷量要求的同时，很好地减小了吸附床的体积，克服了一些吸附床体积大而笨重的缺点；

⑤该吸附床的整体是一个可拆卸的结构，可以方便清理吸附床内。

（四）吸附剂的选择原则

吸附剂的选择与制备对于吸附一冷却式除湿制冷空调非常重要，若吸附剂选择与制备不当，可能会导致直接蒸发冷却器承担除湿负荷，使直接蒸发冷却器工作在结霜状况下，系统的COP值显著下降，耗能增大，汽车燃料消耗增大；也可能因为吸附剂的解附温度过高或过低使系统瘫痪。所以选择吸附剂应当遵循以下原则：

①相应的工作条件下，对所采用的吸附质的吸附、解吸循环量大；

②传热传质性能好，这样可以缩短循环周期。比热也要小，可以使热量利用率提高；比表面积越大，吸附量越大；密度越小，机组的重量就越小；

③与所选吸附质要相容④适应工作温度范围；⑤价格低和来源广泛。

（五）吸附剂的制备和意义

硅胶是由SiO4四面体无规则地联结形成的三维网状结构，其比表面通常为100—1000㎡/g。硅胶容易生产，价格便宜，吸附性能稳定，吸附/解附12万次后，吸附性能不变化；很容易吸附水蒸汽，在室温下可吸附水蒸汽至其干重量的35%左右而不发生体积变化；能在相当低的温度下活化，一般从50℃左右就开始解吸，至120℃可以完全脱水，不耐高温（如果超过120℃，硅胶会被烧毁），为此硅胶是首选吸附剂。同时对它炭化、活化处理；固化处理，达到了节能的效果和环保的效果。

三、结语

吸附一冷却式除湿制冷空调技术运用于大型客车空调系统中，它能利用大量的汽车尾气余热作为吸附剂的再生热源，具有明显的节能，环保效应，能有效的改善大型客车车厢内的温湿环境，提高车厢内的空气品质，使乘客乘坐舒适，有利于身体健康，所以吸附一冷却式除湿制冷空调技术值得在大型客车空调系统中应用与推广。参考文献：

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作者简介：李焕兰（1987—），女，广西北海人，汽车专业教师，本科，研究方向：汽车电路。