汽车太阳能半导体油箱油蒸汽冷凝器的设计【含3张CAD高清图纸 说明书】【LB3】
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含3张CAD高清图纸 说明书
LB3
汽车太阳能半导体油箱油蒸汽冷凝器的设计【含3张CAD高清图纸
说明书】【LB3】
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说明书
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【温馨提示】====【1】设计包含CAD图纸 和 DOC文档，均可以在线预览，所见即所得，，dwg后缀的文件为CAD图，超高清，可编辑，无任何水印，，充值下载得到【资源目录】里展示的所有文件======【2】若题目上备注三维，则表示文件里包含三维源文件，由于三维组成零件数量较多，为保证预览的简洁性，店家将三维文件夹进行了打包。三维预览图，均为店主电脑打开软件进行截图的，保证能够打开，下载后解压即可。======【3】特价促销，，拼团购买，，均有不同程度的打折优惠，，详情可咨询QQ：1304139763 或者 414951605======【4】 题目最后的备注【LB3系列】为店主整理分类的代号，与课题内容无关，请忽视
- 内容简介：
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11 设计的目的和意义在夏季等气温较高时，汽车油箱中的汽油、柴油容易蒸发，产生的油蒸汽进入大气中，造成严重的环境污染和能源浪费。汽车太阳能半导体油箱油蒸汽冷凝器是利用太阳能给蓄电池充电，由蓄电池驱动装有半导体制冷芯片的油箱油蒸汽冷凝器，用于汽车油箱上汽油、柴油的油蒸汽冷凝，将油蒸汽冷凝成液态，流回油箱。汽车太阳能半导体油箱油蒸汽冷凝器安装在油箱体上，将油蒸汽冷凝成液态流回油箱后，不仅可以减少油蒸汽进入大气，减少对大气造成的污染，还可以节省燃油。另外，汽车太阳能半导体油箱油蒸汽冷凝器易形成产品，有经济价值潜力和广泛的实用性。12 国内外概况1.2.1 太阳能制冷技术发展概况太阳能是新能源与可再生能源的重要组成部分，是绿色无污染的，具有取之不尽，用之不竭的特点。能源作为国民经济的基础，与社会经济的发展和人民的生活质量息息相关。在各种可再生能源中，太阳能具有其它常规能源无法相比的优越性。太阳能储量巨大，太阳能在地球上绝大多数地区具有存在的普遍性，可就地取用，太阳能利用具有清洁性的特点，其开发利用时几乎不产生任何污染1。太阳能的开发利用有着巨大的市场前景，不仅带来很好的社会效益、环境效益，而且还有明显的经济价值。太阳能至少具有两方面的优势：一是输入的能量代价为零，二是排放的污染为零，这也是今天特别关注的原因。目前，对新能源、可再生能源动力装置的主要评价指标大多仍沿用常规化石燃料能源装置的指标，如效率、功率、单位功率成本、环保指标等。但这些指标对新能源动力装置（包括太阳能）大不一样，应予以不同评价。对于太阳能制冷装置，首先要优化的应该是降低单位实用制冷功率的成本，而不是提高其制冷效率。太阳能制冷技术发展比较快的方面是太阳能供冷供暖综合系统，利用溴化锂吸收式制冷技术和成熟的真空管集热器产品结合，比较成功地供冷供暖，建立了不少示范工程项目。太阳能固体吸附式制冷技术的研究近一二十年来以有新的突破，创造出较理想的实用产品太阳能间隙式吸附冰箱，白天太阳能加热的热水供晚间使用，夜间制冰供白天使用。太阳能连续回热式吸附制冰机和空调机很快可以投入实际应用阶段2。溴化锂吸收式制冷机目前在国内外都有较大的发展，特别是在我国发展和应用的前景非常广阔。溴化锂吸收式制冷机的工作过程包括两个部分：一部分是在发生器中产生的冷剂蒸汽在冷凝器中凝结成冷剂水，经节流后进入蒸发器，在低压下吸热蒸发，产生冷效应；另一部分是从发生器出来的浓度较高的溴化锂溶液，经节流和冷却，在吸收器中吸收产生冷效应后的冷剂蒸汽，使制冷过程不断继续。溴化锂溶液吸收冷剂蒸汽后，浓度降低，由溶液泵输送，重新进入发生器3。太阳能吸附式制冷系统是利用物质的物态变化来达到制冷的目的。其制冷系统主要由太阳能吸附集热器、冷凝器、蒸发储液器、风机盘管、冷媒水泵等部分组成，如图1.1。图1.1 太阳能吸附式制冷系统白天太阳辐射充足时，太阳能吸附集热器吸收太阳辐射能后，吸附床温度升高，使冷却剂从吸附剂中解吸，太阳能吸附集热器内压力升高。解吸出来的制冷剂进入冷凝器，经冷却介质（水或空气）冷却后凝结为液态，进入蒸发储液器。这样，太阳能就转化为代表制冷能力的吸附势能储备起来，实现化学吸收潜能的储存4。太阳能的开发利用主要有光热利用、光伏利用、光化学利用等三种形式。光热利用是将太阳能转换为热能存储起来，其中太阳能热水器是光热利用最成功的领域，还有太阳房、太阳灶、太阳能温室、太阳能干燥系统、太阳能土壤消毒杀菌技术等，这些技术尤其在我国北方和西部应用较广，成效显著。以太阳能电池技术为核心的太阳能光伏利用成为太阳能开发利用中最重要的应用领域5。1.2.2 半导体制冷技术国内外概况在致力于保护环境的今天，研制开发一种性能优越，对环境无害的制冷技术已经成为全球制冷技术科学研究领域的一个重要课题。所以半导体制冷技术具有广阔的发展前景。导体的热电效应主要包括：塞贝克效应、帕尔贴效应、汤姆逊效应、焦耳效应和傅立叶效应。而半导体制冷技术是利用了帕尔贴效应。帕尔贴效应其机理主要是电荷载体在不同的材料中处于不同的能量级，在外电场的作用下，电荷载体从高能级的材料向低能级的材料运动时，便会释放出多余的能量。反之，电荷载体从低能级的材料向高能级的材料运动时，需从外界吸收能量。能量在不同材料的交接面以热的形式放出或吸收。金属材料的帕尔贴效应较微弱，而半导体材料的帕尔贴效应则强的多，所以在实际工程中采用半导体制冷6。半导体制冷技术的特点：（1）无运动部件，因而工作时无噪声，无磨损、寿命长，可靠性高（2）不使用制冷剂，故无泄漏，对环境无污染。（3）半导体制冷器参数不受空间方向的影响，即不受重力场影响，在航天航空领中有广泛的应用。（4）作用速度快，工作可靠，使用寿命长，易控制，调节方便，可通过调节工作电流大小来调节制冷能力。也可通过切换电流的方向来改变其制冷或供暖的工作状态。（5）尺寸小，重量轻，适合小容量、小尺寸的特殊制冷环境7。目前，热电制冷和机械制冷之间的差距很大，要使热电制冷的经济性达到和机械压缩式制冷一样，必须使优值系数z 达到1310-3K-1以上。为此，世界各国的半导体制冷学者均将主要精力放在寻找新的半导体材料上，力图通过提高新材料的热电性能促进半导体制冷器的应用和发展8。半导体制冷技术与传统的制冷技术有着根本的区别，它既不用制冷剂，也不用机械设备和管路，只要给半导体制冷器通上直流电，它的冷端就会迅速降温，降温速度快并且容易控制，无噪音和污染，体积小，解决了许多特殊场合下的制冷问题，并能实现对温度的精确控制。例如：在化工方面，运动粘度测试仪的恒温浴槽、凝固点测试仪等；在电子技术方面，发热半导体器件的冷却、光电被增管的冷却、红外探测仪的冷却等；在医学上，利用半导体制冷器研制成功了冷冻切片机、冷冻治疗器、生化仪等；还有精密露点仪、精密恒温器等都是采用半导体制冷器制冷的9。1.2.3 目前油蒸汽排放控制系统采取的措施汽车向大气的排放污染物包括排气管排放物、曲轴箱排放物和蒸发污染物。其中蒸发污染物是指车辆的燃料系统由于温度变化而蒸发损失的碳氢化合物（HC）。这部分燃油蒸发的HC占汽油车HC的15%20%。据统计，每年每千辆汽油车油箱蒸发的汽油约为11400kg 。若不加处理，这些释放到大气中的HC除本身具有毒性外，还可与NOx在一定条件下形成具有强氧化性的光化学烟雾，对人的健康和动、植物的生长造成很大的危害10。为了满足蒸发排放法规的要求，现代汽车上多数装有燃油蒸发的电子控制系统。其主要元件是1个活性碳罐和一个脱附电磁阀，活性碳罐收集与储存燃油蒸汽，使之不逃逸到环境中去。当汽车发动机正常运行时，电控单元ECU控脱附付电磁阀开启，将被吸附的燃油蒸汽从罐中抽出，吸入进气管后进入燃烧室内烧掉，以防止未燃烃HC的蒸发排放。图1.2是一种有OBD-蒸发控制的系统配置。该系统在一定条件下，关闭“截止阀”，同时开启“脱附阀”关闭。此时油箱内的压力按一定速率降低，随后“脱附阀”关闭，同时“截止阀”开启，油箱压力又按一定速率升高。按此机理利用油箱内装的压力传感器信号来判断是否有泄露11。图1.2 蒸发控制的系统简图1.2.4 目前汽车用油箱目前，汽车上的油箱示意如图1.3。汽车油箱上没有汽车太阳能半导体油蒸汽冷凝器，汽油蒸汽直接泄露到大气当中。没有采取措施，浪费了汽油能源，给环境造成严重污染。目前的汽油箱盖上一般安装有空气阀和蒸汽阀。为了防止汽油因汽车振荡而溅出和防止汽油蒸汽的泄露，油箱应是密闭的。但在密闭的汽油箱中，当汽油输出而油面降低时，箱内将产生一定的真空度，真空度过大时汽油将不能被汽油泵吸出而影响发动机的正常工作；另一方面，在外界温度高的情况下，汽油蒸汽过多，将使箱内压力过大。这两种情况都要求油箱能在必要时与大气相通，装有空气阀和蒸汽阀的油箱盖可以解决此问题。当汽油箱内汽油减少，压力降低到0.098MP以下时，空气阀被大气压开，空气便进入汽油箱内，使汽油泵能正常供油。当汽油箱内的汽油蒸汽过多，其压力大于0.11MP时，蒸汽阀被顶开，汽油蒸汽泄到大气中，以保持油箱内的压正常12。图1.3 目前汽车上的油箱13 汽车太阳能半导体油箱油蒸汽冷凝器的未见报道目前，国内外对汽油车蒸发排放的控制几乎全部采用以活性炭为吸附介质的蒸发污染控制系统，主要由活性碳罐、控制软硬件及相关的管件组成。当由于传热及热辐射的原因使油箱中燃料大量挥发并导致压力升高时，这些蒸发物将通过油箱通气管进入活性碳罐，被活性碳吸附而储存在碳罐中；在合适的时机，控制系统将利用进气管的真空，让洁净的新鲜空气通流碳罐，携带汽油蒸汽进入发动机气缸中燃烧。很多汽车制造商想尽办法从各方面来减少汽油的浪费，如用碳罐将油蒸汽排放物吸附利用等，但在汽油箱处将太阳能、半导体和油箱冷凝器综合运用来解决油箱油蒸汽的仍未见到。14 半导体制冷的基本原理半导体制冷技术的原理是利用半导体材料的温差效应，当直流电通过由两种不同的半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，如果在热端安装散热装置，吸收端就能通过热量输运制成简单方便的制冷器，当改变直流电极性时，又能达到制热的效果，利用上述原理设计的温差电制冷技器可以作为冷、热源制成具有冷藏、热藏、降温、恒温、升温等功能的冷热藏器。如图1.4所示：图1.4 帕尔贴效应图1.4中，由X及Y两种不同的金属导线所组成的封闭线路。通上电源之后，冷端的热量被移到热端，导致冷端温度降低，热端温度升高，这就是半导体制冷的基本原理13。15 本设计的工作及创新点1.5.1 本设计的工作（1）查阅相关资料，阅读了关于太阳能、半导体制冷技术、温度控制电路等方面的大量书籍。提出了油蒸汽冷凝器的三种安装方案：油蒸汽冷凝器安装在油箱体上、半导体制冷芯片安装在油箱颈部、油箱外部循环制冷方式。（2）运用AutoCAD绘图软件绘制半导体油蒸汽冷凝器的原理图、示意图、装配图和主要零件图。（3）设计太阳能半导体油蒸汽冷凝器的电路，用Protel画温度控制电路的原理图。选择电子元器件，将热敏电阻、继电器和半导体制冷芯片等进行必要的测试并焊接电路。将焊接完整的电路进行温度控制点的检测，记录测试数据，分析测试结果证明本设计可应用于油箱油蒸汽的冷凝。1.5.2 本设计的工创新点将半导体油蒸汽冷凝器运用于解决燃油蒸汽是本设计的一个创新。 引言 11.1 设计的目的和意义 11.2 国内外概况 11.3 汽车太阳能半导体油箱油蒸汽冷凝器的未见报道 5 1.4 半导体制冷的基本原理 51.5 本设计的工作及创新点 62 太阳能半导体油箱油蒸汽冷凝器的安装设计 72.1 太阳能半导体
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