汽車(chē)空調(diào)部件及系統(tǒng)性能優(yōu)化研究.pdf

1、能源和環(huán)境問(wèn)題是目前世界各國(guó)最為關(guān)注的兩個(gè)問(wèn)題，提高能源效率降低溫室氣體排放是解決這兩個(gè)問(wèn)題的有效途徑。汽車(chē)空調(diào)制冷劑替代是《京都議定書(shū)》的重要內(nèi)容之一，歐盟已經(jīng)通過(guò)立法禁止在2011年之后生產(chǎn)制冷劑全球變暖指數(shù)大于150的新汽車(chē)空調(diào)。目前環(huán)保制冷劑仍處于研制階段，系統(tǒng)效率和安全性有待提高。因此對(duì)現(xiàn)有R134a汽車(chē)空調(diào)進(jìn)行性能改進(jìn)是降低汽車(chē)空調(diào)能耗和環(huán)境影響的最有效方法之一，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。 本文以部件優(yōu)化設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，引入汽

2、車(chē)空調(diào)變暖影響總當(dāng)量(TEWI指數(shù))為評(píng)價(jià)指標(biāo)，以系統(tǒng)節(jié)能為目的，采用數(shù)學(xué)仿真和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)R134a汽車(chē)空調(diào)進(jìn)行了性能提升分析，獲得了汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)性能優(yōu)化和降低汽車(chē)空調(diào)TEWI指數(shù)的有效途徑。主要研究成果如下： 1.建立了高精度的汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)綜合性能實(shí)驗(yàn)臺(tái)架；利用田口試驗(yàn)法對(duì)汽車(chē)空調(diào)用換熱器進(jìn)行了研究，獲得影響空氣側(cè)傳熱和壓降的最重要參數(shù)；通過(guò)汽車(chē)空調(diào)四大件(膨脹機(jī)構(gòu)、壓縮機(jī)、冷凝器和蒸發(fā)器)的建模和分析，

3、得到了改進(jìn)四大件對(duì)系統(tǒng)COP(CoefficientofPerformance,COP)提升的潛能；研究結(jié)果表明，優(yōu)化蒸發(fā)器和冷凝器可大大改進(jìn)系統(tǒng)性能； 2.建立了普通平行流冷凝器和過(guò)冷式冷凝器數(shù)學(xué)模型，并經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，模型誤＜±5％；研究結(jié)果表明過(guò)冷式冷凝器可給帶來(lái)更大系統(tǒng)COP和過(guò)冷度； 3.建立了層疊式蒸發(fā)器和微通道平行流蒸發(fā)器數(shù)學(xué)模型，經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證模型偏差＜±5％；單體性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示微通道平行流蒸發(fā)器在強(qiáng)化

4、傳熱方面優(yōu)勢(shì)明顯，并可保證系統(tǒng)出口過(guò)熱度穩(wěn)定；進(jìn)一步從制冷劑流程排布和空氣側(cè)翅片與制冷劑管接觸型式等方面對(duì)微通道平行流蒸發(fā)器進(jìn)行了優(yōu)化分析； 4.將上述兩器模型引入到汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)仿真中，開(kāi)發(fā)和建立了R134a汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)仿真平臺(tái)。在系統(tǒng)層面優(yōu)化設(shè)計(jì)了蒸發(fā)器和冷凝器，建立由過(guò)冷式平行流冷凝器、微通道平行流蒸發(fā)器、定排量壓縮機(jī)和熱力膨脹閥組成的強(qiáng)化R134a汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)；使制冷劑充注量減少了50g，增大了系統(tǒng)COP和制冷量，并使TE