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1、太阳能汽车空调辅助系统设计,天津工业大学机械工程学院毕业设计开题报告,学生姓名:黎 强 专业:机械工程及其自动化机电一体化方向 指导老师:李大鹏 班级:机自099 学号:0910310706,。,传统的汽车空调主要由制冷系统、供暖系统、控制系统及通风和空气净化装置构成,其系统组成庞大,需要复杂的管道网络,制冷还需要依靠制冷剂,这样的空调系统不仅增加了汽车的制造成本,同时系统的动力来自于汽车发动机,工作的时候一般要消耗掉发动机动力的8%12%(其中制冷压缩机约占80%85%,风机约占15%20%),在耗费能源的同时也污染大气、危害人类健康,制冷剂的使用更是加快了对臭氧的消耗。,目前实现太阳能制冷
2、主要有两种形式:一是先实现光电转换,再利用太阳能电池驱动压缩式制冷系统;另一种是利用太阳能光热转换制冷。但是这两种制冷方式,一、国内外对太阳能制冷的研究,不适于汽车空调,与以上两种太能制冷方式相比,太阳能驱动的半导体制冷,以其独特的优势而受到广泛重视。市场上也有一些比较成熟的产品出现。例如海尔车载半导体冰箱,奥迪A8、A6L途锐及奔驰E级车等高级轿车天窗技术。,适于汽车空调,二、太阳能驱动半导体空调系统的基本组成,a.太阳能电池板,热端(车外),c.控制系统,冷端(车内),b.储能设备,d.半导体制冷装置,e.散热装置,本方案的太阳能汽车空调辅助系统基本结构主要由五个部分构成:a.太阳能电池板
3、;b.储能设备;c.控制系统;d.半导体制冷装置;e.散热装置。其组成系统框图如下。,1.太阳能电池板,通过多晶硅型太阳能电池吸收太阳辐射能,利 用半导体材料的光电效应,将太阳能转换成电能。,2.储能设备,该部分使用铅酸蓄电池,可将光电转换器传输的一部分或全部能量存储起来,已备光电转换器无能量输出时驱动半导体制冷系统正常运转,从而保证整个系统的按需运行。,品牌:光合型号:HGY6003 额定电压:12V额定容量:7AH重量:2.2KG尺寸:151mm65mm95mm,3.半导体制冷系统,基于帕尔贴原理,利用当两种不同的导体A和B组成的电路且通有直流电时,在接头处除焦耳热以外还会释放出某种其它的
4、热量,而另一个接头处则吸收热量,且帕尔帖效应所引起的这种现象是可逆的,改变电流方向时,放热和吸热的接头也随之改变。,采用TEC1-12706型制冷片,其主要参数如下表,4.控制系统,控制系统主要由单片机、温度传感器等组成。该部分使整个系统的运行始终处于最佳状态,同时对储能设备的过充、过放进行保护。,单 片 机:整个系统的核心处理单元。STCSTC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,基于MCS-51内核,具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。温度传感器:检测系统温度并将其转化为信号,使整个系统处 于最优状态。采用LM75A,可在-55+125 范围内直接将温度转换为数字信号
5、。,5.散热装置,半导体制冷片工作时,其热端产生大量热量,这些热量需要及时散去,否则会损坏原件。为此,设计一组散热装置为制冷片散热,其主要又小风扇与导热块组成,也可以采取自然风冷。如下图所示:,太阳能汽车空调辅助系统示意图,散热装置,三、系统安装设想图,太阳能电池板,半导体制冷片,控制器,散热器,这只是一个设想,相信技术成熟以后,我们能制造出这样的汽车。设计最后会建立一个模型,模拟出方案能实现的功能,并记录实验数据,四.结语,汽车是高耗能、高污染的工具之一,每年消耗大量燃油,并且向大气排放大量的氮化物、碳化物以及硫化物等有毒气体,污染大气,加剧全球变暖。对太阳能这一清洁无污染、储量无限的能源的利用,显得十分必要和迫切。我国太阳能资源十分丰富,为太阳能的发展提供了好的条件。但目前,太阳能电池价格昂贵,转换效率低,半导体制冷在大空间运用的局限等难题仍制约着太阳能空调技术的发展,但发展前景必是美好的。,