汽车空调加热器换热效率及其风道研究
发布时间：2021-06-09 21:23
汽车空调作为提高驾驶舒适性和安全性的重要手段,越来越被人们所重视,其性能已经成为各汽车厂家在市场竞争中的主要手段。随着新能源汽车在本世纪的兴起,因其电池电能是有限的,汽车空调作为非行驶耗能部件,它的性能与汽车里数程紧密相关,这就对汽车空调的性能与能源利用率有新的要求,在保证空调性能的同时减少耗能以减少其对汽车里程数的影响。同时合理的车内气流组织能给汽车带来舒适性与安全性,使汽车在市场上有更强的竞争力。本文利用计算流体力学（CFD）对汽车空调加热器及吹面风道系统进行了数值模拟,将实验结果与仿真结果进行比对,验证仿真模型的可行性。并对加热器内部流动及换热进行分析,并针对新能源汽车空调的主要矛盾,即性能与能耗,对加热器结构进行设计指导。同时对吹面风道系统内部空气流动进行分析,提出风道优化方案,使车内气流组织与温度分布更加合理,提高车舱内舒适度,提升产品的竞争力。本文利用某汽车空调企业提供的汽车空调三维模型图及实验条件,结合计算机服务器和仿真软件STAR-CCM+进行研究,具体工作及结果:（1）分别对汽车空调加热器与吹面风道系统进行建模并进行合理的简化,利用STAR-CCM+分别对汽车空调加热...
【文章来源】：长江大学湖北省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
增程式式新能源汽车车供热原理图图
生的时，热量发动程式的传平行要求经过何保失急F增程式电动的工作余热通暖风系统在量，从而实现动机的工作余式发动机为小传热介质，需行流换热器的求有较高的换过换热器时产保证高效的利急需研究。Fig.1图ig.1-1Schem动汽车暖风通过传热介在增程模式现为车内供余热必须分小功率发动需优先流向的传热介质换热效率，产生的压力利用热能，图1-2Schemati1-1增程式maticdiagram风系统在夏季介质带到散热式下由小功率供暖的目的分配给电池加动机，冬季发向电池给电池质非常少，这才能为暖风力损失需要消保证车内舒1-2增程式icdiagramof3式新能源汽车mofextended季天气热时热器处，在率汽油发动。同时电池加热，才能发动机的工池加热保证这里就对加风系统提供消耗电池电舒适度的同式新能源汽车fextendedran车原理示意图drangenewe时是不工作在冷却风扇动机的工作池在冬季的能使其稳定工工作余热不证其正常工加热器性能供足够的热电能，进而同时减少暖车供热原理图ngenewenerg图energyvehicl的，小功率的作用下带余热为平行低温环境下工作，如图足，且从发作，所以在有着较高的量。同时暖影响汽车的风经过换热图gyvehiclehele率汽油发动带到车外；行流换热器下工作性能图2所示。发动机带走在冬季能提的要求，它暖风系统的的里程数，热器时的压eating动机产冬季器提供能差，但增走热量提供给它必须的暖风故如压力损
4以CFD软件STAR-CCM+为主要研究手段，在大量数据积累和验证计算的基础之上，以上述增程式电动汽车的加热器和HVAC及吹面风道组合系统为研究对象，对加热器和HVAC及吹面风道组合内部的流场和温度场进行数值模拟。在保证加热器换热性能同时，以降低压力损失能耗为性能指标，优化加热器结构；以风量分配和出口温度等性能指标分析HVAC及吹面风道的结构是否合理，进而对HVAC及吹面风道结构进行优化研究，改进并完善结构设计上的不合理部分，达到使空调系统在舒适性、安全性方面提升的目的。尤其在新能源汽车方面，本文研究对空调暖风系统及其吹面风道等其它相关设计工作也具有一定的借鉴价值。1.2国内外研究历史与现状1.2.1汽车空调HVAC概述HVAC即采暖，通风与空调。汽车空调HVAC系统是指装配在仪表面板下方，且具有供暖、降温、空气循环功能的单元，该系统主要组成部件包含鼓风机总成、蒸发器芯体、加热器芯体、混合风门、模式风门等[11]，如下图3所示。图1-3汽车空调HVAC结构图Fig.1-3HVACstructurediagramofautomobileairconditioner夏季工况下，鼓风机高速旋转，将车舱外的新鲜空气或者车舱内的循环空气吸入HVAC总成内，蒸发器对吸入的空气进行降温后，通过相关风门的引导，经过风道在出风口进入车内，与驾驶室内的空气混合，达成对车舱内空间降温的目的。冬季工况下，大多数的车辆是通过发动机的工作余热对车内进行供暖的。在鼓风机的作用下新风或者循环风经加热器加热之后，通过相关风门控制，经由不同的出风口进入车内，实现对车内空间的加热。对于无发动机的纯电动车则利用
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于正交试验的风道加热器流场及温度场分析[J]. 李鑫鑫,吴娟,高贵军,邢亚东,闫志超. 液压与气动. 2020(02)
[2]基于CFD的汽车空调除霜性能分析及优化[J]. 王凯晨,王淑坤. 吉林化工学院学报. 2018(05)
[3]某汽车空调暖风风道的CFD仿真和优化[J]. 杨润泽,安正顺. 湖北汽车工业学院学报. 2016(04)
[4]基于丰田卡罗拉浅谈对混动汽车的认识[J]. 郝晓华,田晓飞,孙佳男. 应用能源技术. 2016(06)
[5]汽车空调换热器特点及应用发展研究[J]. 孟芳,唐明,董志斌,苏丽华,丛日新. 山东工业技术. 2016(12)
[6]轿车空调风道温度场特性分析与结构优化[J]. 严运兵,丁明亮,刘颖星,郑之兵,佘国芹. 制造业自动化. 2015(18)
[7]汽车空调暖风系统性能优化与效果分析[J]. 孙玉,沈兆江,张恒. 制冷技术. 2014(04)
[8]浅析汽车空调技术发展[J]. 沈徐辉. 科技视界. 2014(19)
[9]浅析汽车空调HAVC设计技巧[J]. 杨贤飞. 科技创新与应用. 2014(17)
[10]暖风换热器性能提升方法的探讨[J]. 平永亮,姚军平,秦红,陈凤云,王旭,叶航,刘永强. 汽车电器. 2013(06)
博士论文
[1]平行流冷凝器空气侧换热性能和压降的CFD仿真及试验研究[D]. 田晓虎.重庆大学 2007
硕士论文
[1]基于CFD轿车空调风道仿真分析与结构优化[D]. 赵浩鸣.长春理工大学 2018
[2]汽车空调HVAC的温度线性分析[D]. 胡杨.重庆大学 2018
[3]某轿车空调制冷效果提升方法研究[D]. 牟文成.吉林大学 2017
[4]电动客车空调用平行流换热器数值仿真及实验研究[D]. 徐云婷.中原工学院 2017
[5]某轻型车空调系统性能匹配与优化[D]. 续志勇.吉林大学 2016
[6]汽车热交换器通用设计平台开发[D]. 古建.重庆大学 2016
[7]车辆乘员舱热舒适性分析[D]. 杨淑娟.重庆大学 2016
[8]平行流冷凝器在小型制冷系统上的应用研究[D]. 王林.集美大学 2015
[9]A车型空调系统优化设计[D]. 汪俊.湖南大学 2014
[10]汽车空调蒸发器总成及吹面风道的数值仿真[D]. 徐龙.东北大学 2013
本文编号：3221339
【文章来源】：长江大学湖北省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
增程式式新能源汽车车供热原理图图
生的时，热量发动程式的传平行要求经过何保失急F增程式电动的工作余热通暖风系统在量，从而实现动机的工作余式发动机为小传热介质，需行流换热器的求有较高的换过换热器时产保证高效的利急需研究。Fig.1图ig.1-1Schem动汽车暖风通过传热介在增程模式现为车内供余热必须分小功率发动需优先流向的传热介质换热效率，产生的压力利用热能，图1-2Schemati1-1增程式maticdiagram风系统在夏季介质带到散热式下由小功率供暖的目的分配给电池加动机，冬季发向电池给电池质非常少，这才能为暖风力损失需要消保证车内舒1-2增程式icdiagramof3式新能源汽车mofextended季天气热时热器处，在率汽油发动。同时电池加热，才能发动机的工池加热保证这里就对加风系统提供消耗电池电舒适度的同式新能源汽车fextendedran车原理示意图drangenewe时是不工作在冷却风扇动机的工作池在冬季的能使其稳定工工作余热不证其正常工加热器性能供足够的热电能，进而同时减少暖车供热原理图ngenewenerg图energyvehicl的，小功率的作用下带余热为平行低温环境下工作，如图足，且从发作，所以在有着较高的量。同时暖影响汽车的风经过换热图gyvehiclehele率汽油发动带到车外；行流换热器下工作性能图2所示。发动机带走在冬季能提的要求，它暖风系统的的里程数，热器时的压eating动机产冬季器提供能差，但增走热量提供给它必须的暖风故如压力损
4以CFD软件STAR-CCM+为主要研究手段，在大量数据积累和验证计算的基础之上，以上述增程式电动汽车的加热器和HVAC及吹面风道组合系统为研究对象，对加热器和HVAC及吹面风道组合内部的流场和温度场进行数值模拟。在保证加热器换热性能同时，以降低压力损失能耗为性能指标，优化加热器结构；以风量分配和出口温度等性能指标分析HVAC及吹面风道的结构是否合理，进而对HVAC及吹面风道结构进行优化研究，改进并完善结构设计上的不合理部分，达到使空调系统在舒适性、安全性方面提升的目的。尤其在新能源汽车方面，本文研究对空调暖风系统及其吹面风道等其它相关设计工作也具有一定的借鉴价值。1.2国内外研究历史与现状1.2.1汽车空调HVAC概述HVAC即采暖，通风与空调。汽车空调HVAC系统是指装配在仪表面板下方，且具有供暖、降温、空气循环功能的单元，该系统主要组成部件包含鼓风机总成、蒸发器芯体、加热器芯体、混合风门、模式风门等[11]，如下图3所示。图1-3汽车空调HVAC结构图Fig.1-3HVACstructurediagramofautomobileairconditioner夏季工况下，鼓风机高速旋转，将车舱外的新鲜空气或者车舱内的循环空气吸入HVAC总成内，蒸发器对吸入的空气进行降温后，通过相关风门的引导，经过风道在出风口进入车内，与驾驶室内的空气混合，达成对车舱内空间降温的目的。冬季工况下，大多数的车辆是通过发动机的工作余热对车内进行供暖的。在鼓风机的作用下新风或者循环风经加热器加热之后，通过相关风门控制，经由不同的出风口进入车内，实现对车内空间的加热。对于无发动机的纯电动车则利用
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于正交试验的风道加热器流场及温度场分析[J]. 李鑫鑫,吴娟,高贵军,邢亚东,闫志超. 液压与气动. 2020(02)
[2]基于CFD的汽车空调除霜性能分析及优化[J]. 王凯晨,王淑坤. 吉林化工学院学报. 2018(05)
[3]某汽车空调暖风风道的CFD仿真和优化[J]. 杨润泽,安正顺. 湖北汽车工业学院学报. 2016(04)
[4]基于丰田卡罗拉浅谈对混动汽车的认识[J]. 郝晓华,田晓飞,孙佳男. 应用能源技术. 2016(06)
[5]汽车空调换热器特点及应用发展研究[J]. 孟芳,唐明,董志斌,苏丽华,丛日新. 山东工业技术. 2016(12)
[6]轿车空调风道温度场特性分析与结构优化[J]. 严运兵,丁明亮,刘颖星,郑之兵,佘国芹. 制造业自动化. 2015(18)
[7]汽车空调暖风系统性能优化与效果分析[J]. 孙玉,沈兆江,张恒. 制冷技术. 2014(04)
[8]浅析汽车空调技术发展[J]. 沈徐辉. 科技视界. 2014(19)
[9]浅析汽车空调HAVC设计技巧[J]. 杨贤飞. 科技创新与应用. 2014(17)
[10]暖风换热器性能提升方法的探讨[J]. 平永亮,姚军平,秦红,陈凤云,王旭,叶航,刘永强. 汽车电器. 2013(06)
博士论文
[1]平行流冷凝器空气侧换热性能和压降的CFD仿真及试验研究[D]. 田晓虎.重庆大学 2007
硕士论文
[1]基于CFD轿车空调风道仿真分析与结构优化[D]. 赵浩鸣.长春理工大学 2018
[2]汽车空调HVAC的温度线性分析[D]. 胡杨.重庆大学 2018
[3]某轿车空调制冷效果提升方法研究[D]. 牟文成.吉林大学 2017
[4]电动客车空调用平行流换热器数值仿真及实验研究[D]. 徐云婷.中原工学院 2017
[5]某轻型车空调系统性能匹配与优化[D]. 续志勇.吉林大学 2016
[6]汽车热交换器通用设计平台开发[D]. 古建.重庆大学 2016
[7]车辆乘员舱热舒适性分析[D]. 杨淑娟.重庆大学 2016
[8]平行流冷凝器在小型制冷系统上的应用研究[D]. 王林.集美大学 2015
[9]A车型空调系统优化设计[D]. 汪俊.湖南大学 2014
[10]汽车空调蒸发器总成及吹面风道的数值仿真[D]. 徐龙.东北大学 2013
本文编号：3221339
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