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机动车尾气废热应用于汽车的可行 性分析 简介：本文主要是对以汽车尾气废热 为驱动的吸收式及吸附式制冷方式应用于 汽车空调做可行性研究。 通过对实际厂家的 调研，得到各类汽车具体型号发动机的尾气 排量及排放温度。通过各类汽车的冷负荷计 算，以及可回收的尾气废热量计算，选择出 适合用吸收式和吸附式制冷方式做汽车空 调的汽车类型，并对两种制冷方式应用于汽 车作可行性分析。 关键字：吸收式制冷吸附式制冷尾气废热 一、刖曰 我国自1978年实行改革开放政策以后， 汽车工业开始快速发展，1985年国家确定把 汽车工业作为重点支柱产业。近年来，中国 汽车销售特别是轿车销售更是出现了创记 录的高速增长，到2000年空调车产量达到 88万辆，总保有量为485万量。同时，巨大 的汽车尾气排放量意味着巨大的能量浪费， 因为汽车排放的尾气温度最高可以达到 600C?700C ,因此排入大气中的尾气废热 十分的惊人。如何回收汽车尾气中的巨大能 量是一个十分值得研究的课题。 目前，汽车的空调都是使用汽车发动机 或者辅助发动机作为动力的蒸汽压缩式制 冷系统，这种方式存在以下几个方面的问题 1、 由于把发动机的部分动力用于空调 压缩机，使的油耗平均增加 16%?20%。 2、 由于发动机的部分动力用于了压缩 机，使的发动机输出功率减少 10%?12%, 因而造成动力源的配置方面的一些问题， 在 一些小排量汽车中尤为明显。 3、 汽车空调的工质对环境的破坏。早 期汽车空调的工质常用 CFC12这种工质不 仅会破坏臭氧层，而且能引起温室效应，根 据《关于破坏臭氧层物质的蒙特利尔协议》 已经逐步减少和禁止其使用。其替代产品 HFC134驰是一种能导致温室效应气体，且 价格比CFC12贵3?5倍，在全球变暖的威 胁下，其使用范围在未来必将受到限制。[1] 根据以上分析，如果能利用废热作为动 力进行汽车空调制冷，具有十分积极的作用。 新型汽车空调的应用不仅可以降低排入大 气中的尾气温度，避免现有汽车制冷剂泄露 引起的温室效应以及对臭氧层的破坏， 对环 境起到更有效地保护作用，而且可以大大节 约汽车的能耗，避免了小排量汽车由于开汽 车空调而出现的动力不足等问题。 目前废热 回收型的制冷方法一般有吸附式制冷和吸 收式制冷两种方法。 究竟那些汽车的废热可以满足相应汽 车的空调负荷，吸收式制冷与吸附式是否适 合应用于汽车，下面作进一步的分析。 二、汽车尾气数据的调查 为了解以尾气做驱动的吸收式及吸附 式制冷机组能否满足各类不同汽车驾驶室 内的冷负荷，笔者主要对国内一些较大的汽 车厂及发动机厂的一些主要型号发动机的 数据进行调查，得到了其排气温度以及排气 量，以便下一步计算。具体汽车厂家 1、南京跃进汽车总厂： Sof8140-2、 Nj4105QZL Nj4105Q、Sofim8140-43 型号 的发动机 2、 徐州重型机械厂：康明斯一 C152、 康明斯一C174型发动机、康明斯一C135型 发动机等发动机 3、 无锡柴油机厂：6110/225 ZLA等各 类发动机 调研数据见下表表2-1重型机械设备 排气温度及排量 工作状况 排汽温度(C) 排气量(m3/s) 怠速 450 ? 满负荷 550?650 ? 表中的重型设备以徐州重型机械厂康 明斯一C174等型号的发动机为依据。 表2-2 重型卡车排气温度及排量 作状况 排汽温度(C ) 排气量(m3/s) 怠速 450 满负荷 550 ? 表中的重型卡车以无锡柴油机厂 6110/225 ZLA等发动机为依据。表 2-3轻 中型客车排气温度及排量 工作状况 排汽温度(C) 排气量(m3/s) 怠速 400 ? 满负荷 530?580 ? 表中轻中型客车以南京跃进汽车总厂 Nj4105QZL型等发动机为依据 三、各类机动车尾气废热利用的可行性分 析、汽车驾驶室冷负荷的计算方法 和建筑物一样，汽车负荷也可分为汽车 维护结构传热负荷、车窗玻璃太阳辐射负荷、 新风负荷、人员冷负荷、设备照明负荷以及 发动机传热负荷等。 汽车维护结构传热负荷 与建筑物相比，汽车结构复杂，属于移 动物体，因而汽车空调负荷计算的非确定性 因素较多。当车外空气温度、太阳辐射强度 以及汽车车速变化的时候， 汽车的空调负荷 也随之变化。这种汽车空调动态负荷的计算 较为复杂。为了简便计算，一般可采用稳定 传热方法来计算汽车车厢维护结构传热负 荷，稳定传热方法忽略了车体外空气温度变 化且没有区分得热量以及冷负荷的概念， 因 此计算的结果只是近似的。 维护结构稳定传热热流量计算公式 Q1=KF(tc — tn) 式中K——维护结构的传热系数， W/ m2. C F——汽车的表面积，m2 tn 汽车室内温度，°C 当用于汽车车顶及侧壁计算时候 tc为 室外综合空气温