太阳能发电与汽车空调

《热能与动力装置基础》课程论文

题目：太阳能发电与汽车空调

学院: 机电工程学院

专业：热能与动力工程专业

姓名：

任课教师:

2013 年01月05 日

太阳能发电与汽车空调

一太阳能发电应用到汽车空调的设想

太阳能技术已经逐步应用到汽车领域中，太阳能发电机的出现

以太阳能为动力装置的汽车已经问世，但是由于太阳能发电系统的效率较低，有时不足以为汽车提供足够的电力，但太阳能发电系统的电量足够用来驱动汽车内空调的运行。太阳能制冷空调已经投入使用，但是体积较大，不能安装在车上，但太阳能光伏发电系统安装在汽车上，驱动汽车空调系统可以实现。

二汽车空调与太阳能发电的发展概述

随着汽车工业的发展，世界各国的汽车制造公司在不断的改善汽车的动力性、经济性、安全性、排放性的同事，也十分重视汽车的舒适性的提高，安装空调控制车内温度是提高舒适性的重要方面。目前发达股价中80%以上的汽车安装了空调，我国汽车安装空调的比例也逐年增加。汽车空调是只对汽车车厢内的空气质量进行调节的装置。不管车外天气状况如何变化，他能把车内空气的温度湿度流速洁度保持在驾驶人员感觉舒适的范围内。汽车空调起着调节温度、调节湿度、调节气流、净化空气等。

汽车空调的特点：汽车是运载工具内部空间有限；工作环境温度高，振动大；发动机驱动压缩机，其转速变化大；汽车一启动，就要快速冷却，要求压缩机效率高，体积小，性能可靠；对空调器的其他部件要求也同样；空调制冷剂易泄露；汽车结构紧凑，空调安装困难；目前汽车空调用电力驱动是不能实现的，杜宇一些中小型车，单独给空调系统增加一个内燃机又是不经济的，因而非独立式汽车空调均采用汽车发电机作为动力源，使空调系统受发动机工况的影响较大。

如果能够给汽车空调提供电力，将减小汽车电动机的负荷，减少耗油量，提高效率。汽车是移动的，近年来太阳能发电技术的不断发展为汽车供电提供了可能。

太阳能作为一种清洁的新能源，其储存丰富、无需运输、又不会污染被环境。太阳能的利用一般分光热转换和光电转换。前者为太阳能的热利用。后者利用光电效应将太阳能转换为电能。太阳能光伏发电是根据光伏打效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，所以，光伏发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲，太阳能光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源可以无处不在。

三太阳能光伏发电系统

太阳能光伏发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流220V或110V，还需要配置逆变器。各部分的作用为：

（一）太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。

（二）太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项；

（三）蓄电池：一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。

（四）逆变器：太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。[

四汽车空调系统的组成及原理

完善的汽车空调系统应该由采暖系统、制冷系统、送风系统、通风及空气净化系统、电气控制系统5个部分组成。

1、采暖系统

汽车空调向车内提供暖风，提高车内温度，在冬天时不再寒冷。如果是在冬季或者初春，室内外温差较大，车窗玻璃会结霜或者起雾，影响视线不利于安全，此时用暖风除霜和除雾。其系统组成如下图：

采暖系统的工作原理如下图所示，水暖式采暖系统为例。

从发动机出来的冷却液经过节温器，在温度达到80℃时，节温器开启，让发动机冷却液流到采暖系统的加热器，在节温器和加热器之间设置了一个热水开关，用来控制热水流的流动。冷却液的另一部分流到散热器散热。冷却液在散热器散热，用来加热周围空气，然后再用风扇送到车内。冷却液从加热器出来，通过水泵的泵收，重新进入

发动机内，冷却发动机，完成采暖循环。

2、制冷系统

在天气较热时，制冷系统提供冷气，带走车厢内的热量，降低车厢温度。汽车空调制冷系统适宜用制冷剂由于温度变化而导致形态版画的原理来产生制冷效应的。过去常采用R12作为制冷剂，但由于R12中含有氯离子，是其中会分离出氯离子破会臭氧层，因此禁止使用R12作制冷剂。一般使用R134a作为汽车制冷剂。制冷系统的组成

压缩机是空调制冷系统的心脏。它是使制冷剂在系统内循环的动力源。它的作用是是R134a由低温低压气体变成高温高压气体。压缩机的动力由汽车太阳能发电系统提供。使用摇摆斜盘式压缩机，如图

冷凝器的作用是将压缩机排出的高温高压气体进行冷却，并使其凝结为液体，您解释放出热量排放到大气中。与水箱一起安装在车头。采用管片式冷凝器，如图所示：

图2-6供应奔驰系列光片式冷凝器

储液干燥器实际上是一个储存制冷剂以及吸收制冷剂水分、杂志的装置。干燥器在安装过程中必须最后一个安装到系统中，防止空气进入干燥器。储液干燥器组成如图

图2—7储液干燥器的组成

1—输液管2—弹簧3—多孔盖板4—罐体5—杯壳6—干燥剂7—连接管8—过滤布9—胶垫10—滤网11—制冷剂补充阀12—高低压力开关13—出口14—观察口15—螺丝16—进口17—支架蒸发器的作用与冷凝器的作用恰好相反，它是制冷剂有液态变成气态吸收热量的场所。

膨胀阀把来自贮液干燥器的高压液态制冷剂节流减压，调节和控制进入蒸发器中的液态制冷剂量，使之适应制冷负荷的变化，同时可防止压缩机发生液击现象和蒸发器出口蒸气异常过热。汽车空调制冷