燃料电池汽车余热驱动吸附制冷系统方案研究 (1).pdf

2007年9月制冷
第26卷第3期(总100期)49

文章编号:ISSN1005-9180(2007)03-0049-04X
燃料电池汽车余热驱动吸附制冷系统方案研究

杨培志
(中南大学能源科学与工程学院,湖南长沙410075)

[摘要]使用环保型制冷工质和节能是汽车空调发展的必然趋势,燃料电池汽车余热驱动的吸附式制冷系
统正好符合这一趋势。本文通过综合比较,选择活性炭)甲醇工质对作为吸附工质对,采用两床连续回质
循环方式,并初步确定了燃料电池汽车余热驱动的吸附式制冷系统方案。
[关键词]吸附式制冷,余热利用,燃料电池汽车
[中图分类号]TK51113;U47314[文献标识码]A

EstablishmentofAdsorptionRefrigerationSystemDrivenbyFuelCell
ElectricalVehicleWasteHeat

YANGPeizhi
(SchoolofEnergyScienceandEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410075,China)

Abstract:Environmentalprotectionrefrigerantandenergysavingarethetrendofdevelopmentofvehicleair-condition-
ing,adsorptionrefrigerationsystemdrivenbyfuelcellelectricalvehiclewasteheataccordswithit1Bycomparison,active
carbon/methanolischosenasadsorptionworkingpair,aswellasmassrecoverycycle1Intheend,adsorptionrefrigeration
systemdrivenbyfuelcellelectricalvehiclewasteheatisestablished1
Keywords:Adsorptionrefrigeration,Wasteheatrecovery,Fuelcellelectricalvehicle

燃料电池汽车余热驱动的吸附式制冷具有依靠冷产品性能。如果选择不当,会使吸附剂的晶格遭
余热驱动,不降低汽车动力性能,以及工质不污染到破坏,或使吸附质分解,从而使吸附剂的吸附性
环境的特点,是一种具有发展潜力的新型制冷技能降低或丧失,致使循环无法正常进行。因此,在
术[1,2]。然而在实用化过程中,如何利用燃料电池选择吸附工质对的过程中,应根据吸附式制冷系统
余热来驱动吸附式制冷系统涉及到多方面的问题,的工况要求,充分考虑吸附工质对的物理和化学性
如吸附工质对的选择、循环方式的确定等等。只有质的前提下,优先选用制冷效果佳,无公害的吸附
工质对。
当这些问题解决后,才能真正开始推广使用吸附式
汽车空调。本文将初步确定燃料电池汽车余热驱动111吸附剂的选择
良好的吸附剂应该具备以下几方面条件:
的吸附式制冷系统方案。
(1)大的比表面积,吸附容量大,且在常温范
1吸附工质对的选择围内对温度比较敏感;
(2)传热传质性能好,这样可以缩短循环周
选择性能优良的吸附制冷工质对,可增加单位期;
质量吸附剂的制冷量,提高制冷系数,以及吸附制(3)吸附热小,吸附速度快;

X收稿日期:2007-4-13
资助项目:湖南省自然科学基金项目(04JJ3086)
杨培志(1977-),男,湖南浏阳人,讲师,主要从事制冷空调方面的研究,E-mail:yang-peizhi@csu1edu1cn
No.3,2007,Sep.
50REFRIGERATIONVol.26(TotalNo.100)

(4)与吸附质相容;吸附量的大小,还应考虑工艺上实现的难易度和样
(5)有适当的工作温度范围;品的推广性、可靠性等。燃料电池汽车中可用于余
(6)性能稳定,有较高的机械强度和耐磨性,热利用的热源温度为80e左右,属于低温热源。针
使用寿命长;对本文的研究对象,综合分析比较上述几种常见的
(7)具有一定的商业规模及合理的价格。吸附工质对,比较结果如表2所示。
完全满足上述条件的吸附剂难以得到,工业上依据表2的综合分析结果,本文选择活性炭)
采用的吸附剂一般为多孔性物质。为了选择符合上甲醇作为燃料电池汽车余热驱动的吸附式制冷系统
述要求的吸附剂,国内外学者进行了大量的筛选和的工质对。因为活性炭对甲醇的吸附量比较大,以
研究工作。已经研究过的作为物理吸附的吸附剂甲醇作吸附质具有汽化潜热大、冰点低、沸点高于
有:天然沸石、沸石分子筛、硅胶、活性炭、活性室温、对铜、钢等金属材料不腐蚀等优点。而且,
炭纤维、凹凸棒粘土、