项目名称：汽车引擎废热驱动车载金属氢化物空调系统项目负责人：敬登伟单位名称：西安交通大学随着居民收入水平的不断提高，我国的汽车保有量以年均千万辆以上的速度迅速增加。与此同时，汽车尾气也成为了大气污染的主要源头之一，严重影响人们的生活环境。另一方面，汽车尾气所带走的热量占发动机燃料燃烧热的30%-40%，发动机高速运转时约占40%-45%。同时发动机冷却液出口温度约为90-100℃，而回水温度为40℃左右，冷却液散热损失占发动机燃料燃烧热的20-30%，这两项热损失即占发动机轴功的60%以上。如何利用这部分低品位的热源便成为一个亟待解决的问题。汽车空调作为汽车主要部件之一，为乘员提供了舒适的车内环境。传统汽车空调采用与家用空调相同的氟利昂压缩式空调系统，压缩机由发动机直接驱动。电机驱动的家用空调每获得1冷吨(3.5kW)的制冷量只需消耗1马力(约0.735kW)功率；而为了节省汽车的空间，汽车空调冷凝器通常设计得较小，冷凝温度较高，因此，产生l冷吨的制冷量则需要消耗约2马力的发动机功率。汽车空调更多的功率消耗，也意味着油耗的进一步增加。另外，空调开启对汽车动力性能也有很大影响，具体表现在使汽车的加速性能下降大约10-15%。针对传统汽车空调环境效益差、影响汽车性能等缺陷，目前出现了几种汽车空调替代方案，如CO2压缩制冷系统、除湿制冷系统、旋转吸收/再压缩系统、太阳能辅助热电制冷系统等。CO2制冷系统的效率高，但结构复杂，工艺要求高，制造困难；除湿制冷系统可利用发动机冷却水余热，但需要备有水箱，体积大、耗水多；旋转吸收/再压缩系统强化了吸收和发生过程，缩小了体积，利用了排气余热，提高了系统效率，但其运动部件多，流程复杂，不仅制造困难，而且可靠性差，难以维护；太阳能辅助热电制冷系统，利用太阳能降低了对常规能源的依赖，但它迫切需要解决的问题是提高热电制冷的效率。利用金属氢化物吸氢放热，放氢吸热的特性，选择具有特定吸放氢性能的金属氢化物组成工作对，构成吸放氢工作循环，可实现制冷的目的。本项目基于前人工作，首次提出同时利用发动机尾气废热+发动机冷却水余热来驱动金属氢化物汽车空调系统的设计方案，并在前期工作中对其可行性做了充分的实验及理论验证。该车载空调系统结合发动机废气及发动机冷却水余热作为系统热源，与特定的金属氢化物工质对构成的热力循环形成良好的匹配，理论上无需其他能量输入。而且，由于省去了常规空调系统的机械传动部分，噪音小，对环境友好，降低汽车油耗的同时，由于充分利用冷却水热量而使得发动机本身得到有效冷却，从而提升其动力性能。本项目在充分利用低品位热源的同时，可间接地减少了汽车尾气的排放，达到节能减排的双重目的。