喷射式汽车废热制冷实验平台的研制

发布时间：2017-08-31 12:48

  本文关键词：喷射式汽车废热制冷实验平台的研制

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【摘要】：汽车废热的循环利用对汽车节能减排具有重要作用,本文设计改进并研制了一种利用回收的汽车尾气废热来制冷的新型车内空调装置,能有效减少汽车排向大气的废热并降低油耗。首先,采用理论经验结合的混合建模方法建立了压缩机控制模型。将装置中活塞式压缩机的连续运动分解为无数个单次往复的周期运动,对其中的单个周期进行研究。将流经压缩机后工质获得的能量分为动能和热能,使用动能定理和焓增量分别计算,得到了压缩机的控制模型。其次,根据汽车不同运行工况排出废热量的差异,设计改进了三模态运行制冷装置：1)压缩机模态；2)压缩机喷射器混合模态：3)喷射器模态。根据废热功率及负荷计算,设计了能模拟汽车废热的发生器,能够模拟制冷负荷的蒸发器和模拟散热的冷凝器。该装置主要包括压缩机循环、喷射器循环两大回路,通过电磁阀的不同开闭组合实现不同模态间的切换,以最小的能耗满足汽车不同运行工况下的制冷需求。再次,使用LabVIEW开发了上位机软件,实现了参数采集和系统控制。温度、压力、流量等参数可以自动采集、显示及存储管理；装置中的电磁阀开闭,压缩机转速以及电子膨胀阀开度均可以通过上位机软件控制。最后,搭建了汽车废热实验装置并进行了实验研究。对选好的硬件设备分别进行了功能测试,并对传感器逐一标定,然后对安装完毕的装置进行测试,排除各种运行故障,期间对管路进行一定的修改,在确认功能正常并完成气密性检测之后进行了实验研究。实验结果表明,在压缩机模态,压缩机喷射器模态以及喷射器模态下均可以顺利实现利用废热制冷的要求。
【关键词】：废热回收 喷射制冷 混合建模 节能
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U467.52;X734.2
【目录】：

• 摘要9-10
• Abstract10-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 研究背景与意义12-13
• 1.2 新型汽车制冷系统的发展13-15
• 1.3 技术研究及其发展现状15-17
• 1.4 喷射器应用于制冷技术17-18
• 1.5 喷射式汽车废热制冷的探索18
• 1.6 本章小结18-20
• 第2章 混合方法的压缩机控制模型建模20-26
• 2.1 活塞式压缩机建模分析20-24
• 2.1.1 工质流动的动能模型20-22
• 2.1.2 气体工质获得热量22-23
• 2.1.3 压缩机控制模型整合23-24
• 2.2 模型分析24
• 2.3 本章小结24-26
• 第3章 汽车废热制冷装置的设计与选型26-36
• 3.1 实验平台设计26-31
• 3.1.1 管路结构设计26-29
• 3.1.2 采温采压点设置29-30
• 3.1.3 喷射器设计30-31
• 3.2 实验平台功能单元31-35
• 3.2.1 冷凝器31-32
• 3.2.2 发生器32-33
• 3.2.3 蒸发器33-34
• 3.2.4 管路切换阀门34
• 3.2.5 压缩机选型34-35
• 3.3 本章小结35-36
• 第4章 数据采集系统36-50
• 4.1 数据采集前端部分36-38
• 4.2 数据采集卡选型38-39
• 4.3 系统上位机软件39-48
• 4.3.1 上位机软件界面设计40-42
• 4.3.2 上位机功能程序设计42-47
• 4.3.3 上位机程序实现的控制方案47-48
• 4.4 本章小结48-50
• 第5章 装置搭建与调试50-56
• 5.1 装置搭建50-51
• 5.2 故障检测排除51-54
• 5.2.1 压力检漏51-52
• 5.2.2 通路调试52-54
• 5.3 系统操作规范总结54
• 5.4 本章小结54-56
• 第6章 实验测试56-66
• 6.1 装置基本功能实验56-57
• 6.1.1 上位机软件测试56-57
• 6.1.2 硬件单元测试57
• 6.2 装置制冷效果测试57-64
• 6.2.1 压缩机循环的制冷57-63
• 6.2.2 混合模态以及喷射器模态的运行结果63-64
• 6.3 本章小结64-66
• 第七章 总结与展望66-68
• 7.1 论文工作的总结66-67
• 7.2 展望67-68
• 参考文献68-74
• 致谢74-76
• 攻读硕士期间参与项目及取得的成果76-77
• 学位论文评阅及答辩情况表77

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本文编号：765700