小型电动客车空调热泵系统特性模拟研究
本文关键词：小型电动客车空调热泵系统特性模拟研究
【摘要】：针对客车空调实验研究中,物理方法存在耗时、耗能的缺点。基于物理实验存在的问题,运用计算机模拟可以缩短开发周期,降低成本。利用C语言建立了客车空调系统各部件的数学模型,用质量、动量、能量平衡方程将客车空调系统各部件联系起来进行求解。采用宇通客车公司的7m型顶置式客车空调系统为试验平台,模拟了压缩机转速、车内风量和环境温度的变化对空调系统性能的影响。研究客车空调性能测试装置的结构和测试原理;分析客车空调系统过程参数的控制方法。根据计算结果和前期试验结果,对比分析了压缩机转速、车内风量和环境温度这些参数在不同工况下对系统性能的影响。模拟结果表明:纯电动客车空调热泵系统数学模型工况调节范围大,与课题组的物理实验结果对比最大误差不超过10%;低压补气下,不仅可以实现正常的低温制热又可有效降低排气温度。除此以外,较之普通热泵空调还可稳定实现高温制冷并大幅降低排气温度约22℃至78℃;制冷量Q最高值为4.7kW,COP最高为5.16。另外,对车内外侧平行流换热器进行适当优化使得新换热器较之原换热器空气侧换热系数提高了9%,空气侧压降降低了60%。通过数学模型和前期实验研究结果的对比分析将为纯电动客车空调热泵的开发和性能优化,提供一种准确的思路和高效的方法。
【关键词】：电动客车 模拟 热泵 客车空调
【学位授予单位】：中原工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72;U463.851
【目录】：
- 摘要4-5
- Abstract5-7
- 主要符号表7-10
- 1. 绪论10-14
- 1.1 研究背景及意义10-11
- 1.2 课题研究现状11-13
- 1.2.1 客车空调研究现状11-12
- 1.2.2 空调系统模拟现状12-13
- 1.3 课题的研究内容13-14
- 2. 系统循环工质热物性参数计算14-23
- 2.1 制冷剂热力性质状态方程14-16
- 2.2 制冷剂循环工质热物性计算16-22
- 2.3 湿空气热物性参数计算22
- 2.4 本章小结22-23
- 3. 纯电动客车空调热泵系统数学模型23-40
- 3.1 压缩机数学模型23-25
- 3.2 冷凝器数学模型25-34
- 3.2.1 冷凝器模型简化26-33
- 3.2.2 冷凝器模型算法设计33-34
- 3.3 电子膨胀阀数学模型34
- 3.4 蒸发器数学模型34-35
- 3.5 中间换热器数学模型35-39
- 3.6 热泵系统模型39
- 3.7 本章小结39-40
- 4. 纯电动客车热泵空调系统性能模拟研究40-60
- 4.1 纯电动客车空调热泵系统实验装置与模拟工况40-42
- 4.1.1 实验装置40-41
- 4.1.2 模拟工况41-42
- 4.2 模拟结果验证与分析42-45
- 4.2.1 热泵制冷工况模拟验证42-43
- 4.2.2 热泵制热工况模拟验证43-45
- 4.3 纯电动客车热泵系统换热特性研究45-54
- 4.3.1 标准制冷工况热泵系统模式45-49
- 4.3.2 高温最大运行工况热泵系统模式49-51
- 4.3.3 低温制热工况热泵系统模式51-54
- 4.4 平行流换热器的优化分析54-59
- 4.4.1 翅片间距优化分析55-56
- 4.4.2 百叶窗开窗角度优化分析56-57
- 4.4.3 翅片宽度优化分析57
- 4.4.4 换热性能优化57-59
- 4.5 本章小结59-60
- 5. 结论与展望60-62
- 5.1 结论60
- 5.2 展望60-62
- 参考文献62-67
- 附录：攻读硕士学位期间取得的科研成果67-68
- 致谢68
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