管路对汽车热泵空调系统性能的影响分析
发布时间：2021-07-25 23:29
近年来,无论是动力电池汽车还是燃料电池汽车发展都十分迅猛。热泵空调能够有效降低对续航里程的影响,而成为汽车空调发展的必然趋势。人们对汽车舒适性期望提高也促使空调性能的提升。同时电动车空调需要兼顾电池等系统设备的安全运行,因此复杂的功能要求带来的是复杂的空调结构。本文主要探讨空调系统管路的尺寸及布置方式对热泵空调系统性能的影响。空调管路原本只作为空调连接件,负责连接原有的空调四大部件。而热泵空调的复杂性导致管路不再是单进单出的简单形式。实验中发现管路对空调的运行会产生极大的影响。为了能够量化的找出空调不同运行工况下管路对系统的真实影响,本文采用实验与仿真相结合的方式进行研究。空调制冷剂的种类决定了热泵空调系统的结构布置。由于不同制冷剂之间的热物性差异巨大,所以空调的各个部件也会有很大差异。目前现在市场上常用的制冷剂还是R134a,所以本文的热泵空调选用的制冷剂也是R134a。本文首先针对R134a的物理性质及在管路内的流动形式进行理论的分析和建模。以热力学和传热学的基本理论归纳总结了制冷剂在不同管路内流动的换热特性及阻力特性。其次,为了能够更加细致的研究热泵空调系统的性能,本文针对某款汽...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
欧盟新注册乘用车CO2排放量Fig1.1CO2emissionsofnewlyregisteredpassengercarsinEU
第1章绪论3热点。针对压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀的开发也已经颇有成果。1.2国内外研究现状1.2.1热泵空调系统部件研究现状电动汽车热泵空调系统相较传统空调系统即使很复杂，却也是由四大部件（压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器）及相应的阀件和管路组成。针对四大部件的开发一直都是国内外专家学者的研究热点，并且已经取得了一定的进步。1）压缩机研究现状压缩机是整个空调系统的枢纽，在空调系统中承担着压缩和输送制冷剂的作用，将低温低压的制冷剂蒸汽压缩为高温高压制冷剂蒸汽。所以针对压缩机的研究一直是行业的重点。如今普遍使用到热泵空调系统中的压缩机为变排量涡旋压缩机，其示意图如下所示。涡旋压缩机广泛应用于汽车热泵空调，主要有以下优势[9][10]：（1）压缩机运行平稳，不同相位同时工作，负载变化校（2）容积效率高，没有余隙容积，其容积效率可达90%以上。（3）整体噪音低，无吸气噪音，惯性力小，振动校（4）体积小，安装方便。动静盘相对速度小，可靠性高。（a）涡旋压缩机（b）涡旋盘图1.3一种涡旋压缩机示意图Fig1.3Schematicdiagramofscrollcompressor
吉林大学硕士学位论文8间的管路，一般压力大于1MPa；低压管是指从膨胀阀流向压缩机的管路。按照制冷剂的状态分类也可以分为气态管和液态管。一般来说管路系统主要由铝管，胶管以及管接头组成，如图1.4所示。图1.4不同种类空调管路Fig1.4Differentkindsofairconditioningpipes（1）铝管目前管路的主要选取型号为3003和6063等。铝管尺寸主要有以下几种：Φ8×1.0、Φ10×1.5、Φ12×1.5、Φ16×1.5及Φ18×1.5。在不同部件之间选取的尺寸也不一样。流速的选择既不能过大，也不能过校流速过高，会产生很大的冲击振动和较大的阻力，可能造成实验系统的疲劳失效。同时流速过小，这样无法满足压缩机的回油需求，也会造成不必要的浪费。根据实际经验，一般要求制冷剂在气管中的流速在15m/s左右，在液管中的流速在1.0m/s左右。（2）胶管胶管相对于铝管来说，结构更复杂，成本也更高。橡胶管的弹性、耐热性、耐压性更好，能够更好的解决安装过程中应力集中的问题。上海大学方继华[37]给出了软管不同组成材料的导热性能。如下表所示。表1.2空调系统软管组成及导热性能Tab1.2Hosecompositionandthermalconductivityofairconditioningsystem软管组成内胶层尼龙层中胶层编织层外胶层材料氯丁橡胶尼龙丁腈橡胶聚对苯二三元乙丙胶
【参考文献】：
期刊论文
[1]原油对外依存度达到71%,我国成为最大天然气进口国![J]. 宋琪. 新能源经贸观察. 2019(04)
[2]汽车空调PTC加热器控制器方案设计[J]. 冯雪丽,臧竞之. 机电工程技术. 2018(12)
[3]《中国能源发展报告2018》[J]. 中国电业. 2018(10)
[4]电动汽车热泵空调发展概述[J]. 郑思宇,魏名山,宋盼盼. 重庆理工大学学报(自然科学). 2018(08)
[5]隧道通风系统90°弯折处导流板设置研究[J]. 任锐,李杰,王亚琼. 中国公路学报. 2018(08)
[6]采用涡旋压缩机的电动汽车空调准双级压缩热泵性能实验研究[J]. 唐景春,李晨凯,叶斌,孟晓磊. 制冷学报. 2018(01)
[7]Z字型百叶窗翅片折角对汽车空调冷凝器换热性能的影响[J]. 房颖,孙华雨. 产业与科技论坛. 2015(16)
[8]汽车空调产业发展环境概述[J]. 王雅婷. 制冷与空调. 2015(05)
[9]环境温度对电动汽车热泵空调系统性能的影响[J]. 彭发展,魏名山,黄海圣,张虹. 北京航空航天大学学报. 2014(12)
[10]微通道换热器两相分配特性对空调系统性能的影响[J]. 严瑞东,徐博,陈江平,李峰,汪年结,李冬,潘晓勇. 制冷学报. 2013(03)
博士论文
[1]微通道蒸发器的优化设计及流量分配特性研究[D]. 刘巍.南京航空航天大学 2013
[2]平行流冷凝器的热分布特性和流量分配特性研究[D]. 鲁红亮.华中科技大学 2010
硕士论文
[1]补气式涡旋压缩机特性研究[D]. 崔嵩.吉林大学 2019
[2]回热器对汽车空调系统性能的影响分析[D]. 陆鼎荣.吉林大学 2019
[3]汽车空调管路NVH性能研究与优化[D]. 徐傲.合肥工业大学 2017
[4]R134a汽车空调回热系统性能匹配优化研究[D]. 岳镇宇.华中科技大学 2016
[5]变频多联式空调系统适用性及管路阻力特性研究[D]. 周翠华.西安建筑科技大学 2015
[6]基于微通道平行流蒸发器的电动汽车空调系统性能研究[D]. 方继华.上海交通大学 2015
[7]汽车空调性能衰减研究[D]. 郭军峰.重庆大学 2012
本文编号：3302987
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
欧盟新注册乘用车CO2排放量Fig1.1CO2emissionsofnewlyregisteredpassengercarsinEU
第1章绪论3热点。针对压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀的开发也已经颇有成果。1.2国内外研究现状1.2.1热泵空调系统部件研究现状电动汽车热泵空调系统相较传统空调系统即使很复杂，却也是由四大部件（压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器）及相应的阀件和管路组成。针对四大部件的开发一直都是国内外专家学者的研究热点，并且已经取得了一定的进步。1）压缩机研究现状压缩机是整个空调系统的枢纽，在空调系统中承担着压缩和输送制冷剂的作用，将低温低压的制冷剂蒸汽压缩为高温高压制冷剂蒸汽。所以针对压缩机的研究一直是行业的重点。如今普遍使用到热泵空调系统中的压缩机为变排量涡旋压缩机，其示意图如下所示。涡旋压缩机广泛应用于汽车热泵空调，主要有以下优势[9][10]：（1）压缩机运行平稳，不同相位同时工作，负载变化校（2）容积效率高，没有余隙容积，其容积效率可达90%以上。（3）整体噪音低，无吸气噪音，惯性力小，振动校（4）体积小，安装方便。动静盘相对速度小，可靠性高。（a）涡旋压缩机（b）涡旋盘图1.3一种涡旋压缩机示意图Fig1.3Schematicdiagramofscrollcompressor
吉林大学硕士学位论文8间的管路，一般压力大于1MPa；低压管是指从膨胀阀流向压缩机的管路。按照制冷剂的状态分类也可以分为气态管和液态管。一般来说管路系统主要由铝管，胶管以及管接头组成，如图1.4所示。图1.4不同种类空调管路Fig1.4Differentkindsofairconditioningpipes（1）铝管目前管路的主要选取型号为3003和6063等。铝管尺寸主要有以下几种：Φ8×1.0、Φ10×1.5、Φ12×1.5、Φ16×1.5及Φ18×1.5。在不同部件之间选取的尺寸也不一样。流速的选择既不能过大，也不能过校流速过高，会产生很大的冲击振动和较大的阻力，可能造成实验系统的疲劳失效。同时流速过小，这样无法满足压缩机的回油需求，也会造成不必要的浪费。根据实际经验，一般要求制冷剂在气管中的流速在15m/s左右，在液管中的流速在1.0m/s左右。（2）胶管胶管相对于铝管来说，结构更复杂，成本也更高。橡胶管的弹性、耐热性、耐压性更好，能够更好的解决安装过程中应力集中的问题。上海大学方继华[37]给出了软管不同组成材料的导热性能。如下表所示。表1.2空调系统软管组成及导热性能Tab1.2Hosecompositionandthermalconductivityofairconditioningsystem软管组成内胶层尼龙层中胶层编织层外胶层材料氯丁橡胶尼龙丁腈橡胶聚对苯二三元乙丙胶
【参考文献】：
期刊论文
[1]原油对外依存度达到71%,我国成为最大天然气进口国![J]. 宋琪. 新能源经贸观察. 2019(04)
[2]汽车空调PTC加热器控制器方案设计[J]. 冯雪丽,臧竞之. 机电工程技术. 2018(12)
[3]《中国能源发展报告2018》[J]. 中国电业. 2018(10)
[4]电动汽车热泵空调发展概述[J]. 郑思宇,魏名山,宋盼盼. 重庆理工大学学报(自然科学). 2018(08)
[5]隧道通风系统90°弯折处导流板设置研究[J]. 任锐,李杰,王亚琼. 中国公路学报. 2018(08)
[6]采用涡旋压缩机的电动汽车空调准双级压缩热泵性能实验研究[J]. 唐景春,李晨凯,叶斌,孟晓磊. 制冷学报. 2018(01)
[7]Z字型百叶窗翅片折角对汽车空调冷凝器换热性能的影响[J]. 房颖,孙华雨. 产业与科技论坛. 2015(16)
[8]汽车空调产业发展环境概述[J]. 王雅婷. 制冷与空调. 2015(05)
[9]环境温度对电动汽车热泵空调系统性能的影响[J]. 彭发展,魏名山,黄海圣,张虹. 北京航空航天大学学报. 2014(12)
[10]微通道换热器两相分配特性对空调系统性能的影响[J]. 严瑞东,徐博,陈江平,李峰,汪年结,李冬,潘晓勇. 制冷学报. 2013(03)
博士论文
[1]微通道蒸发器的优化设计及流量分配特性研究[D]. 刘巍.南京航空航天大学 2013
[2]平行流冷凝器的热分布特性和流量分配特性研究[D]. 鲁红亮.华中科技大学 2010
硕士论文
[1]补气式涡旋压缩机特性研究[D]. 崔嵩.吉林大学 2019
[2]回热器对汽车空调系统性能的影响分析[D]. 陆鼎荣.吉林大学 2019
[3]汽车空调管路NVH性能研究与优化[D]. 徐傲.合肥工业大学 2017
[4]R134a汽车空调回热系统性能匹配优化研究[D]. 岳镇宇.华中科技大学 2016
[5]变频多联式空调系统适用性及管路阻力特性研究[D]. 周翠华.西安建筑科技大学 2015
[6]基于微通道平行流蒸发器的电动汽车空调系统性能研究[D]. 方继华.上海交通大学 2015
[7]汽车空调性能衰减研究[D]. 郭军峰.重庆大学 2012
本文编号：3302987
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