實用型車用空氣自動凈化降溫系統(tǒng)

姜先策

【摘 要】本文簡要介紹了實用型車用空氣自動凈化降溫系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)功能。

【關(guān)鍵詞】汽車；溫度；空氣

【Abstract】The design and realization of the air-cleaning and temperature-decreasing system used in cars was briefly introduced in this paper.

【Key words】Cars； Temperature； Air

1 研究背景

1.1 暴曬下的密閉車廂致人中暑窒息死亡的事故屢有發(fā)生

研究表明，在環(huán)境氣溫為26.7°C情況下，停放在陽光直射地方的車內(nèi)溫度，在2分鐘內(nèi)就可以升高到使人感覺悶熱不適的34.6°C，10分鐘就可以達超過人體溫的37.2°C，20分鐘就升高到災(zāi)害性的42.8°C，30分鐘達45.6°C，40分鐘達47.8°C，50分鐘達48.9°C，1小時可高達50.6°C。尤其是深色儀表板或座位可以達到82～93°C，足可以蒸熟雞蛋。近年來，兒童被單獨遺忘在車廂內(nèi)中暑窒息死亡的悲劇屢有發(fā)生。

1.2 汽車內(nèi)飾產(chǎn)生有毒氣體

由于汽車內(nèi)飾在高溫下會釋放一定有毒或有害氣體。汽車內(nèi)飾釋放的有毒氣體常見的毒害物質(zhì)有苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛，這些有害物質(zhì)通常釋放周期較長使人不易察覺。據(jù)有關(guān)機構(gòu)對常見家庭用轎車的測試表明，測試汽車在暴曬2小時候后，車內(nèi)甲醛含量均超過國家標(biāo)準(zhǔn)，而甲醛超標(biāo)對人體會產(chǎn)生嚴(yán)重危害。而車內(nèi)其他有毒氣體對人體的危害也不容忽視。

1.3 空氣質(zhì)量差，汽車尾氣危害大

空氣中PM2.5超標(biāo)的新聞屢見報端，而在交通高峰時段，由于擁堵汽車產(chǎn)生尾氣，汽車尾氣不可避免就會進入車內(nèi)，對人體健康造成影響。

綜上所述，如果汽車安裝有空氣自動凈化通風(fēng)系統(tǒng)，就可以避免上述悲劇事故和危害的發(fā)生。因此研制具有實用價值的車用空氣自動凈化通風(fēng)系統(tǒng)時是非常有意義的。

2 設(shè)計的基本思路

針對以上問題，我們設(shè)計了車用空氣自動凈化通風(fēng)系統(tǒng)，其原理如圖1所示。

利用太陽能電池板發(fā)電，發(fā)出的電通過太陽能控制器對汽車蓄電池供電，由蓄電池經(jīng)太陽能控制器向外供電，利用溫度控制器實現(xiàn)對換氣風(fēng)扇進行自動控制，實現(xiàn)空氣的自動凈化通風(fēng)換氣。換氣扇有兩個（圖中帶圓圈的S表示），一個負(fù)責(zé)將車外空氣吸進車內(nèi)，另一換氣扇負(fù)責(zé)將車內(nèi)空氣排出車外。吸氣風(fēng)扇進氣口裝有空氣過濾網(wǎng)，對吸進的空氣進行有效過濾，從而達到既通風(fēng)降溫，又凈化空氣的目的。

柔性太陽能電池板可用3M雙面膠粘裝在汽車的頂部。蓄電池可直接用汽車蓄電池，用來換氣的渦輪風(fēng)扇安裝在車輛后備箱通風(fēng)孔位置，太陽能控制器和溫控器安裝在駕駛臺。

3 實用功能

3.1 換氣降溫

車上安裝此系統(tǒng)后，根據(jù)環(huán)境溫度和人體舒適度設(shè)置好溫度控制器控制溫度，例如25℃，當(dāng)車內(nèi)溫度高于25℃時，溫控器接通電路，換氣風(fēng)扇開始工作，使車內(nèi)空氣與外界進行交換，使車內(nèi)溫度下降。當(dāng)溫度下降到25℃時，溫控器自動斷開電路，換氣風(fēng)扇停止工作。經(jīng)測試，在同樣的太陽曝曬條件下，安裝本系統(tǒng)的車輛車廂內(nèi)溫度比未安裝車輛要低10℃以上。車廂溫度的降低既提高了駕乘的舒適度，也可有效防止車載電子設(shè)備因曝曬高溫縮短使用壽命。

3.2 空氣凈化

由于換氣系統(tǒng)裝有HEPA空氣過濾網(wǎng)，可有效過濾去除有害氣體和PM2.5顆粒，使車內(nèi)空氣保持清新。

3.3 雨天行車，防止玻璃起霧

雨天行車，車廂內(nèi)外溫差會導(dǎo)致玻璃起霧影響行車安全。有了換氣系統(tǒng)，可在不開空調(diào)制冷情況下，使車廂內(nèi)外溫度一致，從而防止玻璃起霧。

3.4 延長蓄電池使用壽命

現(xiàn)在家用汽車的車載用電設(shè)備越來越多，例如行車記錄儀、車載音響系統(tǒng)、車載藍牙、報警系統(tǒng)等等，它們都需要蓄電池來供電，有些甚至需要一直供電，這對于日常行駛距離過近的車輛，很容易造成蓄電池因虧電無法啟動，長此以往也易縮短蓄電池使用壽命。而安裝本系統(tǒng)后，無論換氣扇是否工作，只要光照充足，太陽能電池板將向蓄電池進行充電，使其始終保持良好狀態(tài)，從而延長使用壽命。

3.5 為移動設(shè)備進行充電

太陽能控制器帶有USB輸出插口，可提供5V1A供電，可方便地為手機、平板電腦等電子設(shè)備充電。

4 應(yīng)用前景

隨著生活的水平的提高，汽車的購買和使用變得日益普及，汽車數(shù)量在急劇增長，汽車因曝曬高溫導(dǎo)致事故的幾率大大增加。同時，近幾年空氣質(zhì)量日趨堪憂，PM2.5超標(biāo)的新聞屢見報端。交通越來越擁堵，汽車排出的尾氣在堵車時進入車內(nèi)，影響駕乘人健康的問題越來越突出。本系統(tǒng)的應(yīng)用研制既可防止上述事故的發(fā)生，又可以為汽車駕乘者提供舒適潔凈的乘車環(huán)境，由于所用材料簡單，且成本低易維護。安裝后可用時間很長，且損耗低，部件耐用不易損壞?？砂惭b在各種車輛上使用，很大的市場前景。應(yīng)用前景極為廣闊。

[責(zé)任編輯：楊玉潔]