一种利用太阳能和尾气余热的驻车空调用吸附除湿系统及方法

1.本发明涉及一种利用太阳能和尾气余热的驻车空调用吸附除湿系统及方法，涉及车载空调和除湿领域。


背景技术：

2.随着物流运输业的发展，卡车司机持续工作时间延长，对卡车驾驶环境的要求逐步提高，而潮湿的驾驶舱和大气污染严重影响人们的出行环境。潮湿的环境不仅会导致驾驶舱内的皮革和地毯等受潮并滋生细菌，而且还会对人体健康有害。为了克服湿度过高和空气品质差带来的不良影响，需要将送入驾驶舱内的新风湿度控制在合理的范围内。因此很多卡车司机会选择加装驻车空调，目前市面上驻车空调的除湿系统除湿方式主要采用冷凝除湿，然而冷凝除湿的除湿效果受环境气温影响较大，容易结霜影响除湿能力，且十分耗费电能，加大了卡车燃油消耗量，且车载蓄电池经常需要更换，维护成本高；除此之外，当前的驻车空调除湿设备只能过滤空气中的灰尘杂质，没有清除异味和空气净化的效果，无法确保输入室内新风的品质。
3.目前该领域中的除湿设备并不能较好的解决上述问题，cn202121133112.6一种汽车空调技术领域的固体除湿节能型汽车空调系统，可以利用固体吸附空气中的水蒸气后再对空气进行制冷的汽车空调制冷系统，其特点在于其利用固体吸附除湿的特性，把传统汽车空调制冷系统与固体吸附除湿结合在一起，降低了进入空调蒸发器的空气的湿度和空气制冷时的热负荷。其缺点在于吸附材料采用传统沸石，吸湿量低，并不能长时间满足工作需求，且材料脱附效率低，耗能大，总体效率不高；又如cn200920214433.1一种汽车空调除湿防霉装置，装置包括空调控制模块、湿度传感器和空调鼓风机，通过空调控制模块在空调箱内湿度较高的情况下启动除湿防霉功能，在车辆熄火停车后及时通风吹干空调箱以及风道内的湿气，从而达到防霉的效果，其特点在于实现方式简单方便，成本廉价，但是除湿方式采用传统冷凝除湿，低温高湿环境下设备容易结霜，除湿效率低，能耗巨大，且吹气的防霉方式不能保证新风的空气质量。
4.考虑到节能性和确保新风品质的要求，本发明设计了一种利用太阳能和尾气余热的驻车空调材料除湿系统及方法，由光伏发电系统、材料除湿系统、尾气余热回收系统组成，包括太阳能板、光伏控制器、蓄电池、风机、杀菌箱、除湿装置、电动三通阀、加热器、换热器、过滤器、温湿度传感器等；除湿装置列管式结构，管内填充除湿材料，利用吸湿量大、脱附效率高的新型吸湿材料对新风除湿，提高除湿量的同时降低了除湿能耗；过滤器对新风除尘，等离子体发生器电极放电产生离子对新风杀菌净化，有效提高空气品质；利用卡车尾气余热以及太阳能对饱和的除湿材料脱附，实现吸湿材料的循环利用以及能源的充分利用；电动三通阀控制两个新风除湿过程、两个尾气余热脱附过程、两个电加热脱附过程交替式循环工作，间歇运行。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种利用太阳能和尾气余热的驻车空调材料除湿系统及方法，由光伏发电系统、吸附除湿系统、尾气余热回收系统三部分组成；
6.其中光伏发电系统由卡车车头1、太阳能板2、光伏控制器3、第一蓄电池4、第二蓄电池5组成；其中太阳能板2安装在卡车车头1顶部，光伏控制器3、第一蓄电池4、第二蓄电池5均安装在卡车车头1背部，第一蓄电池4、第二蓄电池5在光伏控制器3下方；
7.其中吸附除湿系统由风机6、过滤器28、第一管段7、第二管段8、第一杀菌箱9、第三管段10、第一电动三通阀12、第四管段12、第五管段13、第一除湿装置14、第二除湿装置15、第二电动三通阀16、第六管段17、第二杀菌箱18、第七管段19、第一加热器20、第二加热器21、温湿度传感器29组成；其中沿着卡车车内进风流动方向，风机6和第一管段7连接，过滤器28安装在第一管段7上，第一管段7前侧和第二管段8后侧连接，连接处为渐缩管，第二管段8前侧和第一杀菌箱9后侧连接，第一杀菌箱9前侧和第三管段10后侧连接，第一电动三通阀12连接第三管段10前侧、第四管段12后侧、第五管段13后侧，第二电动三通阀16连接第四管段12前侧、第五管段13前侧、第六管段17后侧，第一除湿装置14安装在第四管段12上，第二除湿装置15安装在第五管段13上，第六管段17前侧和第二杀菌箱18后侧连接，第七管段19后侧和第二杀菌箱18前侧连接，第七管段19末端和驾驶舱空调系统连接，第一加热器20安装在第一除湿装置14下方，第二加热器21安装在第二除湿装置15下方，温湿度传感器29安装在第七管段19上；
8.其中尾气余热回收系统由尾气管22、换热器23、主供热管24、第一供热支管25、第二供热支管26、第三电动三通阀27组成；其中换热器23和尾气管22连接，主供热管24和换热器23连接，沿着尾气流动方向，主供热管24末端连接分流第一供热支管25和第二供热支管26，第三电动三通阀27连接主供热管24、第一供热支管25、第二供热支管26，第一供热支管25末端连接第一除湿装置14，第二供热支管26末端连接第二除湿装置15。
9.第一管段和第二管段连接处为渐缩管；
10.第一管段7、第二管段8、第三管段10、第四管段12、第五管段13、第六管段17、第七管段19的管道材料为聚氨酯，管道内壁涂有超疏水涂层，优选为纳米二氧化硅硅丙溶液涂层，防止管道氧化生锈；
11.第一除湿装置14和第二除湿装置15内部为列管式结构；
12.第一除湿装置14和第二除湿装置15管道内填充除湿材料，除湿材料为聚丙烯酰胺基水凝胶，优选为pnipam-ppy-cacl2-sap温敏型复合水凝胶材料。
13.第一杀菌箱9和第二杀菌箱18内为等离子体发生器集成装置，为新风和吸湿材料杀菌；
14.第一杀菌箱9为从室外引入的新风杀菌，第二杀菌箱18为第一除湿装置或第二除湿装置1内流出的新风二次杀菌。
15.第一蓄电池4为第一加热器20供电，第二蓄电池5为第二加热器21供电；
16.第一加热器20为第一除湿装置14中的除湿材料加热脱附，第二加热器21为第二除湿装置15中的除湿材料加热脱附。
17.换热器23为套管换热器；
18.在卡车白天驾驶时，换热器23为第一至第二除湿装置14-15中的吸湿材料回收热
量从而脱附；驻车或夜晚驾驶时，第一至第二蓄电池4-5和第一至第二加热器20-21为第一至第二除湿装置14-15中的吸湿材料加热脱附。
19.包含光伏发电过程、第一新风除湿过程、第二新风除湿过程、第一尾气余热脱附过程，第二尾气余热脱附过程、第一电加热脱附过程，第二电加热脱附过程；
20.光伏发电过程：太阳能板2吸收太阳能并转换为电能储存到第一蓄电池4和第二蓄电池5中，光伏控制器3稳压电路；
21.第一新风除湿过程：当驾驶舱内需要输送洁净干燥的新风时，驾驶员控制系统启动设备，系统控制第一电动三通阀11和第二电动三通阀16接通第四管段12，隔断第五管段13，第一杀菌箱9、第二杀菌箱18工作；新风经过风机6进入第一管段7，经过过滤器28过滤，第一杀菌箱9杀菌，再经过第一除湿装置14上的除湿材料除湿，第二杀菌箱18二次杀菌最后送入第七管段19末端，当驾驶舱不需要输送新风时，驾驶员控制系统关闭，停止输送新风，工作结束；
22.第二新风除湿过程：当驾驶舱内需要输送洁净干燥的新风时，驾驶员控制系统启动设备，系统控制第一电动三通阀11和第二电动三通阀16接通第五管段13，隔断第四管段12，第一杀菌箱9、第二杀菌箱18工作；新风经过风机6进入第一管段7，经过过滤器28过滤，第一杀菌箱9杀菌，再经过第二除湿装置15上的除湿材料除湿，第二杀菌箱18二次杀菌最后送入第七管段19末端，当驾驶舱不需要输送新风时，驾驶员控制系统关闭，停止输送新风，工作结束；
23.第一尾气余热脱附过程：卡车白天驾驶时，温湿度传感器39检测到第一除湿装置14出口新风湿度值大于设定的标准湿度值15％以上，则第一除湿装置14内填充的除湿材料的除湿能力不能达到标准，系统控制第一电动三通阀11和第二电动三通阀16接通第五管段13，隔断第四管段12，此时第二新风除湿过程同时工作，第三电动三通阀27接通第一供热支管25，系统启动换热器23工作从而回收尾气管22余热，并将热量经过第一供热支管25输送到第一除湿装置14，对除湿材料进行脱附；
24.第二尾气余热脱附过程：卡车白天驾驶时，温湿度传感器29检测到第二除湿装置15出口新风湿度值大于设定的标准湿度值15％以上，则第二除湿装置15内填充的除湿材料的除湿能力不能达到标准，系统控制第一电动三通阀11和第二电动三通阀16接通第四管段12，隔断第五管段13，此时第一新风除湿过程同时工作，第三电动三通阀27接通第二供热支管26，系统启动换热器23工作从而回收尾气管22余热，并将热量经过第二供热支管26输送到第二除湿装置15，对除湿材料进行脱附；
25.第一电加热脱附过程：卡车驻车或夜晚驾驶时，温湿度传感器29检测到第一除湿装置14出口新风湿度值大于设定的标准湿度值15％以上，则第一除湿装置14内填充的除湿材料的除湿能力不能达到标准，系统控制第一电动三通阀11和第二电动三通阀16接通第五管段13，隔断第四管段12，此时第二新风除湿过程同时工作，第一加热器20工作，对除湿材料进行加热脱附；
26.第二电加热脱附过程：卡车驻车或夜晚驾驶时，温湿度传感器29检测到第二除湿装置15出口新风湿度值大于设定的标准湿度值15％以上，则第二除湿装置15内填充的除湿材料的除湿能力不能达到标准，系统控制第一电动三通阀11和第二电动三通阀16接通第四管段12，隔断第五管段13，此时第一新风除湿过程同时工作，第二加热器21工作，对除湿材
料进行加热脱附。
27.根据不同的室内外空气状态，第一至第二除湿装置14-15内吸湿材料大约吸湿100-120分钟后达到饱和状态，饱和后大约脱附30-40分钟能脱出90％的水分。
28.第一新风除湿过程、第二新风除湿过程、第一尾气余热脱附过程，第二尾气余热脱附过程、第一电加热脱附过程，第二电加热脱附过程由第一电动三通阀11、第二电动三通阀16和第三电动三通阀27控制工作的启停。
29.卡车白天驾驶时，光伏发电系统储能，第一电加热脱附过程、第二电加热脱附过程不工作，第一新风除湿过程、第一尾气余热脱附过程和第二新风除湿过程、第二尾气余热脱附过程和第二新风除湿过程为一个工作周期，循环交替运行；
30.循环运行的顺序为：光伏发电系统储能；第一新风除湿过程工作；第一新风除湿过程达到工作极限停止工作，第一尾气余热脱附过程和第二新风除湿过程同时工作；然后第一新风除湿过程恢复工作能力，第一尾气余热脱附过程结束，第二新风除湿过程继续运行；随着第二新风除湿过程达到工作极限停止工作，第二尾气余热脱附过程和第一新风除湿工作同时运行；最后第二新风除湿过程恢复工作能力，第二尾气余热脱附过程结束，第一新风除湿过程继续运行直至第一新风除湿过程达到工作极限停止工作，继续循环；
31.驻车或夜晚驾驶时，第一尾气余热脱附过程、第二尾气余热脱附过程不工作，第一新风除湿过程、第一电加热脱附过程和第二新风除湿过程、第二电加热脱附过程和第二新风除湿过程为一个工作周期，循环交替运行；
32.循环运行的顺序为：首先第一新风除湿过程工作；第一新风除湿过程达到工作极限停止工作，第一电加热脱附过程和第二新风除湿过程同时工作；然后第一新风除湿过程恢复工作能力，第一电加热脱附过程结束，第二新风除湿过程继续运行；随着第二新风除湿过程达到工作极限停止工作，第二电加热脱附过程和第一新风除湿工作同时运行；最后第二新风除湿过程恢复工作能力，第二电加热脱附过程结束，第一新风除湿过程继续运行直至第一新风除湿过程达到工作极限停止工作，继续循环。
附图说明
33.图1为本发明的原理图。
34.图1中的标号名称：1.卡车车头、2.太阳能板、3.光伏控制器、4.第一蓄电池、5.第二蓄电池、6.风机、7.第一管段、8.第二管段、9.第一杀菌箱、10.第三管段、11.第一电动三通阀、12.第四管段、13.第五管段、14.第一除湿装置、15.第二除湿装置、16.第二电动三通阀、17.第六管段、18.第二杀菌箱、19.第七管段、20.第一加热器、21.第二加热器、22.尾气管、23.换热器、24.主供热管、25.第一供热支管、26.第二供热支管、27.第三电动三通阀、28.过滤器、29.温湿度传感器。
35.图2为本发明的除湿设备和尾气余热脱附设备局部图。
36.图2中的标号名称：3.光伏控制器、4.第一蓄电池、5.第二蓄电池、6.风机、7.第一管段、8.第二管段、9.第一杀菌箱、10.第三管段、11.第一电动三通阀、12.第四管段、13.第五管段、14.第一除湿装置、15.第二除湿装置、16.第二电动三通阀、17.第六管段、18.第二杀菌箱、19.第七管段、20.第一加热器、21.第二加热器、22.尾气管、23.换热器、24.主供热管、25.第一供热支管、26.第二供热支管、27.第三电动三通阀、28.过滤器、29.温湿度传感
器。
具体实施方式
37.如图1所示，一种利用太阳能和尾气余热的驻车空调用吸附除湿系统，主要是由光伏发电系统、吸附除湿系统、尾气余热回收系统三部分组成。主要部件包括太阳能板2、光伏控制器3、第一至第二蓄电池4-5、风机6、第一杀菌箱9、第一至第二除湿装置14-15、第二电动三通阀16、第二杀菌箱18、第一至第二加热器20-21、换热器23、第三电动三通阀27、过滤器28、温湿度传感器29；
38.该系统用新型吸湿材料对新风进行除湿，等离子体发生器电极放电产出的离子等对新风杀菌消毒，太阳能储能为加热器供电对除湿材料加热脱附，同时回收利用卡车尾气余热对除湿材料脱附，太阳能储能加热脱附和尾气余热脱附间歇交替运行。系统包含光伏发电过程、第一新风除湿过程、第二新风除湿过程、第一尾气余热脱附过程，第二尾气余热脱附过程、第一电加热脱附过程，第二电加热脱附过程；
39.光伏发电过程：太阳能板2吸收太阳能并转换为电能储存到第一蓄电池4和第二蓄电池5中，光伏控制器3稳压电路；
40.第一新风除湿过程：当驾驶舱内需要输送洁净干燥的新风时，驾驶员控制系统启动设备，系统控制第一电动三通阀11和第二电动三通阀16接通第四管段12，隔断第五管段13，第一杀菌箱9、第二杀菌箱18工作；新风经过风机6进入第一管段7，经过过滤器28过滤，第一杀菌箱9杀菌，再经过第一除湿装置14上的除湿材料除湿，第二杀菌箱18二次杀菌最后送入第七管段19末端，当驾驶舱不需要输送新风时，驾驶员控制系统关闭，停止输送新风，工作结束；
41.第二新风除湿过程：当驾驶舱内需要输送洁净干燥的新风时，驾驶员控制系统启动设备，系统控制第一电动三通阀11和第二电动三通阀16接通第五管段13，隔断第四管段12，第一杀菌箱9、第二杀菌箱18工作；新风经过风机6进入第一管段7，经过过滤器28过滤，第一杀菌箱9杀菌，再经过第二除湿装置15上的除湿材料除湿，第二杀菌箱18二次杀菌最后送入第七管段19末端，当驾驶舱不需要输送新风时，驾驶员控制系统关闭，停止输送新风，工作结束；
42.第一尾气余热脱附过程：卡车白天行驶时，温湿度传感器39检测到第一除湿装置14出口新风湿度值大于设定的标准湿度值15％以上，则第一除湿装置14内填充的除湿材料的除湿能力不能达到标准，系统控制第一电动三通阀11和第二电动三通阀16接通第五管段13，隔断第四管段12，此时第二新风除湿过程同时工作，第三电动三通阀27接通第一供热支管25，系统启动换热器23工作从而回收尾气管22余热，并将热量经过第一供热支管25输送到第一除湿装置14，对除湿材料进行脱附；
43.第二尾气余热脱附过程：卡车白天行驶时，温湿度传感器29检测到第二除湿装置15出口新风湿度值大于设定的标准湿度值15％以上，则第二除湿装置15内填充的除湿材料的除湿能力不能达到标准，系统控制第一电动三通阀11和第二电动三通阀16接通第四管段12，隔断第五管段13，此时第一新风除湿过程同时工作，第三电动三通阀27接通第二供热支管26，系统启动换热器23工作从而回收尾气管22余热，并将热量经过第二供热支管26输送到第二除湿装置15，对除湿材料进行脱附；
44.第一电加热脱附过程：卡车驻车或夜晚行驶时，温湿度传感器29检测到第一除湿装置14出口新风湿度值大于设定的标准湿度值15％以上，则第一除湿装置14内填充的除湿材料的除湿能力不能达到标准，系统控制第一电动三通阀11和第二电动三通阀16接通第五管段13，隔断第四管段12，此时第二新风除湿过程同时工作，第一加热器20工作，对除湿材料进行加热脱附；
45.第二电加热脱附过程：卡车驻车或夜晚行驶时，温湿度传感器29检测到第二除湿装置15出口新风湿度值大于设定的标准湿度值15％以上，则第二除湿装置15内填充的除湿材料的除湿能力不能达到标准，系统控制第一电动三通阀11和第二电动三通阀16接通第四管段12，隔断第五管段13，此时第一新风除湿过程同时工作，第二加热器21工作，对除湿材料进行加热脱附。
46.系统工作模式分为白天行驶以及夜晚行驶或驻车两种工作状态；卡车白天行驶时，太阳能板2吸收能量并转换为电能储存到第一蓄电池4和第二蓄电池5中，光伏控制器3稳压电路，第一电加热脱附过程、第二电加热脱附过程不工作；当驾驶舱内需要输送洁净干燥的新风时，驾驶员控制系统启动设备，系统控制第一电动三通阀11和第二电动三通阀16接通第四管段12，隔断第五管段13，第一杀菌箱9、第二杀菌箱18工作，此时为纯新风除湿过程；风机6将室外新风抽入设备进入第一管段7，经过过滤器28过滤杂质、颗粒物等，第一杀菌箱9中的等离子杀菌器利用双介质电极放电产生离子对新风进行一次杀菌净化，再经过第一除湿装置14上的除湿材料除湿，同时随新风运动的部分离子可对吸湿材料杀菌消毒，新风流经第二杀菌箱18，第二杀菌箱18中的等离子杀菌器产生离子对新风进行二次杀菌净化，最后送入第七管段19末端，为室内提供干燥洁净的新风；
47.当温湿度传感器29检测到第一除湿装置14出口新风湿度值大于设定的标准湿度值15％以上，则第一除湿装置14内的除湿材料除湿能力不能达到除湿标准，需要利用尾气余热对除湿材料进行脱附，将吸湿材料中的水分蒸发出来，此时为第二新风除湿过程和第一尾气余热脱附过程同时工作，第一新风除湿过程达到工作极限停止工作；系统控制第一电动三通阀11和第二电动三通阀16接通第五管段13，隔断第四管段12，第三电动三通阀27接通第一供热支管25，隔断第二供热支管26，系统启动换热器23工作从而回收尾气管22余热，并将热量经过第一供热支管25输送到第一除湿装置14，对除湿材料进行脱附；
48.系统工作30min后，第一除湿装置14中的除湿材料中水分脱出90％，系统控制第三电动三通阀27隔断第一供热支管25，关闭换热器29，第一新风除湿过程恢复工作能力，第一尾气余热脱附过程结束，第二新风除湿过程继续运行；风机6将室外新风抽入设备进入第一管段7，经过过滤器28过滤杂质、颗粒物等，第一杀菌箱9中的等离子杀菌器利用双介质电极放电产生离子对新风进行一次杀菌净化，再经过第二除湿装置15上的除湿材料除湿，同时随新风运动的部分离子可对吸湿材料杀菌消毒，新风流经第二杀菌箱18，第二杀菌箱18中的等离子杀菌器产生离子对新风进行二次杀菌净化，最后送入第七管段19末端，为室内提供干燥洁净的新风；
49.当温湿度传感器29检测到第二除湿装置15出口新风湿度值大于设定的标准湿度值15％以上，则第一除湿装置15内的除湿材料除湿能力不能达到除湿标准，需要利用尾气余热对除湿材料进行脱附，将吸湿材料中的水分蒸发出来，此时为第一新风除湿过程和第二尾气余热脱附过程同时工作，第二新风除湿过程达到工作极限停止工作；系统控制第一
电动三通阀11和第二电动三通阀16接通第四管段13，隔断第五管段12，第三电动三通阀27接通第二供热支管26，隔断第一供热支管25，系统启动换热器23工作从而回收尾气管22余热，并将热量经过第二供热支管26输送到第二除湿装置15，对除湿材料进行脱附；
50.系统工作30min后，第二除湿装置15中的除湿材料中水分脱出90％，系统控制第三电动三通阀27隔断第二供热支管26，关闭换热器29，第二新风除湿过程恢复工作能力，第二尾气余热脱附过程结束，第一新风除湿过程继续运行；
51.以上为卡车白天行驶时的一个工作周期，循环交替运行，当驾驶舱内人员不需要输送新风时，驾驶员控制系统关闭，停止输送新风，工作结束。
52.卡车夜晚行驶或驻车时，第一尾气余热脱附过程、第二尾气余热脱附过程不工作；当驾驶舱内需要输送洁净干燥的新风时，驾驶员控制系统启动设备，系统控制第一电动三通阀11和第二电动三通阀16接通第四管段12，隔断第五管段13，第一杀菌箱9、第二杀菌箱18工作，此时为纯新风除湿过程；风机6将室外新风抽入设备进入第一管段7，经过过滤器28过滤杂质、颗粒物等，第一杀菌箱9中的等离子杀菌器利用双介质电极放电产生离子对新风进行一次杀菌净化，再经过第一除湿装置14上的除湿材料除湿，同时随新风运动的部分离子可对吸湿材料杀菌消毒，新风流经第二杀菌箱18，第二杀菌箱18中的等离子杀菌器产生离子对新风进行二次杀菌净化，最后送入第七管段19末端，为室内提供干燥洁净的新风；
53.当温湿度传感器29检测到第一除湿装置14出口新风湿度值大于设定的标准湿度值15％以上，则第一除湿装置14内的除湿材料除湿能力不能达到除湿标准，需要利用第一加热器20对除湿材料进行加热脱附，将吸湿材料中的水分蒸发出来，此时为第二新风除湿过程和第一电加热脱附过程同时工作，第一新风除湿过程达到工作极限停止工作；第一蓄电池4为第一加热器20提供电能，系统控制第一电动三通阀11和第二电动三通阀16接通第五管段13，隔断第四管段12，系统启动第一加热器20工作从而对第一除湿装置14内的除湿材料进行加热脱附；
54.系统工作30min后，第一除湿装置14中的除湿材料中水分脱出90％，系统控制关闭第一加热器20，第一新风除湿过程恢复工作能力，第一电加热脱附过程结束，第二新风除湿过程继续运行；风机6将室外新风抽入设备进入第一管段7，经过过滤器28过滤杂质、颗粒物等，第一杀菌箱9中的等离子杀菌器利用双介质电极放电产生离子对新风进行一次杀菌净化，再经过第二除湿装置15上的除湿材料除湿，同时随新风运动的部分离子可对吸湿材料杀菌消毒，新风流经第二杀菌箱18，第二杀菌箱18中的等离子杀菌器产生离子对新风进行二次杀菌净化，最后送入第七管段19末端，为室内提供干燥洁净的新风；
55.当温湿度传感器29检测到第二除湿装置15出口新风湿度值大于设定的标准湿度值15％以上，则第二除湿装置15内的除湿材料除湿能力不能达到除湿标准，需要利用第二加热器21对除湿材料进行加热脱附，将吸湿材料中的水分蒸发出来，此时为第一新风除湿过程和第二电加热脱附过程同时工作，第二新风除湿过程达到工作极限停止工作；第二蓄电池5为第二加热器21提供电能，系统控制第一电动三通阀11和第二电动三通阀16接通第四管段13，隔断第五管段12，系统启动第二加热器21工作从而对第二除湿装置15内的除湿材料进行加热脱附；
56.系统工作30min后，第二除湿装置15中的除湿材料中水分脱出90％，系统控制关闭第二换热器21，第二新风除湿过程恢复工作能力，第二尾气余热脱附过程结束，第一新风除
湿过程继续运行；
57.以上为卡车夜晚行驶或驻车时的一个工作周期，循环交替运行，当驾驶舱内人员不需要输送新风时，驾驶员控制系统关闭，停止输送新风，工作结束。
58.本发明利用吸湿量大、脱附效率高的新型除湿材料以及尾气余热和清洁能源，设计了一种利用太阳能和尾气余热的驻车空调用吸附除湿系统，包括光伏发电系统、材料除湿系统、尾气余热回收系统；除湿装置采用列管式结构，管内填充除湿材料；利用吸湿量大、温敏性高的新型除湿材料对新风除湿，提高除湿量的同时降低了除湿能耗；过滤器对新风除尘，等离子体发生器电极放电产生离子对新风杀菌净化、清除异味，有效提高空气品质；利用卡车尾气余热以及太阳能对饱和的除湿材料脱附，实现吸湿材料的循环利用以及能源的充分利用；电动三通阀控制两个新风除湿过程、两个尾气余热脱附过程、两个电加热脱附过程交替式间歇运行。本专利的实施可以高效节能地对新风除湿杀菌，既提高了能源的利用率又能创造舒适的出行环境。

技术特征：
1.一种利用太阳能和尾气余热的驻车空调用吸附除湿系统，其特征在于：由光伏发电系统、吸附除湿系统、尾气余热回收系统三部分组成；其中光伏发电系统由卡车车头(1)、太阳能板(2)、光伏控制器(3)、第一蓄电池(4)、第二蓄电池(5)组成；其中太阳能板(2)安装在卡车车头(1)顶部，光伏控制器(3)、第一蓄电池(4)、第二蓄电池(5)均安装在卡车车头(1)背部，第一蓄电池(4)、第二蓄电池(5)在光伏控制器(3)下方；其中吸附除湿系统由风机(6)、过滤器(28)、第一管段(7)、第二管段(8)、第一杀菌箱(9)、第三管段(10)、第一电动三通阀(12)、第四管段(12)、第五管段(13)、第一除湿装置(14)、第二除湿装置(15)、第二电动三通阀(16)、第六管段(17)、第二杀菌箱(18)、第七管段(19)、第一加热器(20)、第二加热器(21)、温湿度传感器(29)组成；其中沿着卡车车内进风流动方向，风机(6)和第一管段(7)连接，过滤器(28)安装在第一管段(7)上，第一管段(7)前侧和第二管段(8)后侧连接，连接处为渐缩管，第二管段(8)前侧和第一杀菌箱(9)后侧连接，第一杀菌箱(9)前侧和第三管段(10)后侧连接，第一电动三通阀(12)连接第三管段(10)前侧、第四管段(12)后侧、第五管段(13)后侧，第二电动三通阀(16)连接第四管段(12)前侧、第五管段(13)前侧、第六管段(17)后侧，第一除湿装置(14)安装在第四管段(12)上，第二除湿装置(15)安装在第五管段(13)上，第六管段(17)前侧和第二杀菌箱(18)后侧连接，第七管段(19)后侧和第二杀菌箱(18)前侧连接，第七管段(19)末端和驾驶舱空调系统连接，第一加热器(20)安装在第一除湿装置(14)下方，第二加热器(21)安装在第二除湿装置(15)下方，温湿度传感器(29)安装在第七管段(19)上；其中尾气余热回收系统由尾气管(22)、换热器(23)、主供热管(24)、第一供热支管(25)、第二供热支管(26)、第三电动三通阀(27)组成；其中换热器(23)和尾气管(22)连接，主供热管(24)和换热器(23)连接，沿着尾气流动方向，主供热管(24)末端连接分流第一供热支管(25)和第二供热支管(26)，第三电动三通阀(27)连接主供热管(24)、第一供热支管(25)、第二供热支管(26)，第一供热支管(25)末端连接第一除湿装置(14)，第二供热支管(26)末端连接第二除湿装置(15)。2.根据权利要求1所述的一种利用太阳能和尾气余热的驻车空调材料除湿系统，其特征在于：第一管段和第二管段连接处为渐缩管；第一管段(7)、第二管段(8)、第三管段(10)、第四管段(12)、第五管段(13)、第六管段(17)、第七管段(19)的管道材料为聚氨酯，管道内壁涂有超疏水涂层，优选为纳米二氧化硅硅丙溶液涂层，防止管道氧化生锈。3.根据权利要求1所述的一种利用太阳能和尾气余热的驻车空调材料除湿系统，其特征在于：第一除湿装置(14)和第二除湿装置(15)内部为列管式结构；第一除湿装置(14)和第二除湿装置(15)管道内填充除湿材料，除湿材料为聚丙烯酰胺基水凝胶，优选为pnipam-ppy-cacl2-sap温敏型复合水凝胶材料。4.根据权利要求1所述的一种利用太阳能和尾气余热的驻车空调材料除湿系统，其特征在于：第一杀菌箱(9)和第二杀菌箱(18)内为等离子体发生器集成装置，为新风和吸湿材料
杀菌；第一杀菌箱(9)为从室外引入的新风杀菌，第二杀菌箱(18)为第一除湿装置或第二除湿装置(1)内流出的新风二次杀菌。5.根据权利要求1所述的一种利用太阳能和尾气余热的驻车空调材料除湿系统，其特征在于：第一蓄电池(4)为第一加热器(20)供电，第二蓄电池(5)为第二加热器(21)供电；第一加热器(20)为第一除湿装置(14)中的除湿材料加热脱附，第二加热器(21)为第二除湿装置(15)中的除湿材料加热脱附。6.根据权利要求1所述的一种利用太阳能和尾气余热的驻车空调材料除湿系统的方法，其特征在于包括如下方法：换热器(23)为套管换热器；在卡车白天驾驶时，换热器(23)为第一至第二除湿装置(14-15)中的吸湿材料回收热量从而脱附；驻车或夜晚驾驶时，第一至第二蓄电池(4-5)和第一至第二加热器(20-21)为第一至第二除湿装置(14-15)中的吸湿材料加热脱附。7.根据权利要求1所述的一种利用太阳能和尾气余热的驻车空调材料除湿系统的方法，其特征在于包括如下方法：包含光伏发电过程、第一新风除湿过程、第二新风除湿过程、第一尾气余热脱附过程，第二尾气余热脱附过程、第一电加热脱附过程，第二电加热脱附过程；光伏发电过程：太阳能板(2)吸收太阳能并转换为电能储存到第一蓄电池(4)和第二蓄电池(5)中，光伏控制器(3)稳压电路；第一新风除湿过程：当驾驶舱内需要输送洁净干燥的新风时，驾驶员控制系统启动设备，系统控制第一电动三通阀(11)和第二电动三通阀(16)接通第四管段(12)，隔断第五管段(13)，第一杀菌箱(9)、第二杀菌箱(18)工作；新风经过风机(6)进入第一管段(7)，经过过滤器(28)过滤，第一杀菌箱(9)杀菌，再经过第一除湿装置(14)上的除湿材料除湿，第二杀菌箱(18)二次杀菌最后送入第七管段(19)末端，当驾驶舱不需要输送新风时，驾驶员控制系统关闭，停止输送新风，工作结束；第二新风除湿过程：当驾驶舱内需要输送洁净干燥的新风时，驾驶员控制系统启动设备，系统控制第一电动三通阀(11)和第二电动三通阀(16)接通第五管段(13)，隔断第四管段(12)，第一杀菌箱(9)、第二杀菌箱(18)工作；新风经过风机(6)进入第一管段(7)，经过过滤器(28)过滤，第一杀菌箱(9)杀菌，再经过第二除湿装置(15)上的除湿材料除湿，第二杀菌箱(18)二次杀菌最后送入第七管段(19)末端，当驾驶舱不需要输送新风时，驾驶员控制系统关闭，停止输送新风，工作结束；第一尾气余热脱附过程：卡车白天驾驶时，温湿度传感器(39)检测到第一除湿装置(14)出口新风湿度值大于设定的标准湿度值15％以上，则第一除湿装置(14)内填充的除湿材料的除湿能力不能达到标准，系统控制第一电动三通阀(11)和第二电动三通阀(16)接通第五管段(13)，隔断第四管段(12)，此时第二新风除湿过程同时工作，第三电动三通阀(27)接通第一供热支管(25)，系统启动换热器(23)工作从而回收尾气管(22)余热，并将热量经过第一供热支管(25)输送到第一除湿装置(14)，对除湿材料进行脱附；第二尾气余热脱附过程：卡车白天驾驶时，温湿度传感器(29)检测到第二除湿装置
(15)出口新风湿度值大于设定的标准湿度值15％以上，则第二除湿装置(15)内填充的除湿材料的除湿能力不能达到标准，系统控制第一电动三通阀(11)和第二电动三通阀(16)接通第四管段(12)，隔断第五管段(13)，此时第一新风除湿过程同时工作，第三电动三通阀(27)接通第二供热支管(26)，系统启动换热器(23)工作从而回收尾气管(22)余热，并将热量经过第二供热支管(26)输送到第二除湿装置(15)，对除湿材料进行脱附；第一电加热脱附过程：卡车驻车或夜晚驾驶时，温湿度传感器(29)检测到第一除湿装置(14)出口新风湿度值大于设定的标准湿度值15％以上，则第一除湿装置(14)内填充的除湿材料的除湿能力不能达到标准，系统控制第一电动三通阀(11)和第二电动三通阀(16)接通第五管段(13)，隔断第四管段(12)，此时第二新风除湿过程同时工作，第一加热器(20)工作，对除湿材料进行加热脱附；第二电加热脱附过程：卡车驻车或夜晚驾驶时，温湿度传感器(29)检测到第二除湿装置(15)出口新风湿度值大于设定的标准湿度值15％以上，则第二除湿装置(15)内填充的除湿材料的除湿能力不能达到标准，系统控制第一电动三通阀(11)和第二电动三通阀(16)接通第四管段(12)，隔断第五管段(13)，此时第一新风除湿过程同时工作，第二加热器(21)工作，对除湿材料进行加热脱附。8.根据权利要求7所述的一种利用太阳能和尾气余热的驻车空调材料除湿系统的方法，其特征在于：根据不同的室内外空气状态，第一至第二除湿装置(14-15)内吸湿材料大约吸湿100-120分钟后达到饱和状态，饱和后大约脱附30-40分钟能脱出90％的水分。9.根据权利要求7所述的一种利用太阳能和尾气余热的驻车空调材料除湿系统的方法，其特征在于：第一新风除湿过程、第二新风除湿过程、第一尾气余热脱附过程，第二尾气余热脱附过程、第一电加热脱附过程，第二电加热脱附过程由第一电动三通阀(11)、第二电动三通阀(16)和第三电动三通阀(27)控制工作的启停。10.根据权利要求7所述的一种利用太阳能和尾气余热的驻车空调材料除湿系统的方法，其特征在于：卡车白天驾驶时，光伏发电系统储能，第一电加热脱附过程、第二电加热脱附过程不工作，第一新风除湿过程、第一尾气余热脱附过程和第二新风除湿过程、第二尾气余热脱附过程和第二新风除湿过程为一个工作周期，循环交替运行；循环运行的顺序为：光伏发电系统储能；第一新风除湿过程工作；第一新风除湿过程达到工作极限停止工作，第一尾气余热脱附过程和第二新风除湿过程同时工作；然后第一新风除湿过程恢复工作能力，第一尾气余热脱附过程结束，第二新风除湿过程继续运行；随着第二新风除湿过程达到工作极限停止工作，第二尾气余热脱附过程和第一新风除湿工作同时运行；最后第二新风除湿过程恢复工作能力，第二尾气余热脱附过程结束，第一新风除湿过程继续运行直至第一新风除湿过程达到工作极限停止工作，继续循环；驻车或夜晚驾驶时，第一尾气余热脱附过程、第二尾气余热脱附过程不工作，第一新风除湿过程、第一电加热脱附过程和第二新风除湿过程、第二电加热脱附过程和第二新风除湿过程为一个工作周期，循环交替运行；循环运行的顺序为：首先第一新风除湿过程工作；第一新风除湿过程达到工作极限停
止工作，第一电加热脱附过程和第二新风除湿过程同时工作；然后第一新风除湿过程恢复工作能力，第一电加热脱附过程结束，第二新风除湿过程继续运行；随着第二新风除湿过程达到工作极限停止工作，第二电加热脱附过程和第一新风除湿工作同时运行；最后第二新风除湿过程恢复工作能力，第二电加热脱附过程结束，第一新风除湿过程继续运行直至第一新风除湿过程达到工作极限停止工作，继续循环。

技术总结
一种利用太阳能和尾气余热的驻车空调用吸附除湿系统及方法，涉及车载空调和材料除湿领域。本发明设计了一种材料除湿杀菌系统，主要包括太阳能板、蓄电池、风机、杀菌箱、除湿装置、电动三通阀、加热器、换热器、温湿度传感器等。除湿装置使用列管式结构，利用吸湿量大、脱附效率高的新型吸湿材料对新风除湿，提高除湿量的同时降低了除湿能耗；过滤器对新风除尘，等离子体发生器对新风杀菌净化；利用卡车尾气余热及太阳能对饱和的除湿材料脱附，实现吸湿材料的循环利用以及能源的充分利用；电动三通阀控制两个新风除湿过程、两个尾气余热脱附过程、两个电加热脱附过程交替式循环工作。本专利既提高了能源利用率又能为卡车司机创造舒适的出行环境。适的出行环境。适的出行环境。


技术研发人员：周舟 王瑜 刘金琳 钟子龙 陈东亮
受保护的技术使用者：南京工业大学
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/6/28