515010910042 王加鑫
实验材料
一台
实验步骤
在助教老师介绍下详细观察了解一般空调
对一
观察结果
1. 空调结构
空调的运(制冷)主要依靠
1)压缩 2)冷凝器(一般在
3)热力膨
2.运行原理
一般来
压缩机将经蒸发器后吸收了热能的制冷
体,然后送到室外的冷凝器;凝器将高温高压气体的热能向四空中释放,使温高压的气制冷剂重新聚成液体,后送到膨胀;膨胀阀将凝器管道来的液体制冷剂降温后变成液、气合态的制冷剂,然后送到蒸发器回路中去;蒸发器将液、混合态的制冷通过吸收机房环境中的热量重新蒸发成气态
用图表示:
(更正图错误节流装置改为毛细
3. 观察到的细节
1)热
蒸发器负荷??供量不足?过热度??感温包温
蒸发器负荷? ?供液量太大?过热度??感
关小
2)制冷剂从蒸器入压缩机时,必须保证完全转化
实验感想
本次实验我在老师带领下观察了空调实物模型,就实验本身,我学了更多关于冷的原理及用方面的识。而第一如此直观接触到一大型家电内部构造,我的感觉是,平时司空见惯的东西,仔细打开研究还有如此多的门,而这些丰的科学原理,精心的设计却被我平时所
空调的内部结构 - 爱问知识人
空调的内部结构
空调制冷原理上图所示,空调工作时,制系统内的低压、低温冷剂蒸汽被压缩吸入,经缩为高压、温过热蒸汽后排至冷器;同室外侧扇吸入的室外空流经冷凝器,带制冷剂放出的热,使高压、高的制冷剂蒸汽凝结为高压液体。高压液体经过节毛细管降压降温流入蒸发器,并在相应的低压下蒸发,吸取周围热量;同时室侧风使室内空气不进入蒸发器的肋片间进行热交换,并将放热后的变冷的气体
空调热泵制热是利制冷系统的压缩冷凝热来加热室内空气的,下图所。低压、低温冷剂液体在发器内蒸吸热,而高高压制冷剂气体在凝器内放热冷凝。热泵制热时通四通阀来改变制冷剂的循环方向,使原来制冷工作时为蒸发器的内盘管变成制热时的蒸发器,这样制冷
防爆空调内部结构不同与使用效果有关
防爆空
内部结构不同的爆空调,它的使用效果也是不同的,也就防爆空使用效果与内部结构有非常重要关系。有防爆空调的内部结构一定的问题,所以也就直接地响了防爆空调的使用效果。作为防爆空调生产商,们建议客户购买防爆空调时,不要只看防爆空调
用户要想购买一款性能较强的防爆空,一定防爆空的内部构进行解。那,防爆空调内部结构与防爆空调使用性能之间有什么关系呢,中通防爆根据长期经验,我将和大家一起分享有关防爆
1、防爆调内部结构最重要的一部分就是压缩机了。压机交流与之分,而交流有单转子与转子之分,流又有转子与涡旋式之。因而我可以看出,不同压缩机使用起来也是有差别的。其中直流压缩机的电极效率比交流的更高,而转子压缩机的围比单转子的更宽,因而其振动与噪声也比
2、防爆空调的内部节流元器件不。空调内所使用节流元件有细管与电子膨胀阀之分。毛细管节流有一定的缺点,会导致制冷剂流量压缩机转速之间不能很好地匹配,
3、防爆空调室内风扇机也不同。室外风电机有交流与直流之分,相比交流电机的噪声
防爆空调是目前防爆电器中最常用的一类产品,从防爆内部构响其使用果的分析,相信家已经了了防爆空调内部结的重要性了。所以,企业在择防爆空调时,除了要注意选择防爆空调的外、品牌等,还需要留意防爆空调的内部结构,
防爆空调更多型,
空调箱内部结构对汽车空调系统性能影响的研究
空调箱内结构对汽车空调系统性
20万方数据设计? 研I调箱内
ssn(1005-2550(2015(01(004收稿Et期:2014—05—05空调箱内部结构对汽车空调系统性能囝
呵匝函园郑国胜( 亚车
车空调箱温度风门构布形式,运用CFD虚拟分析手段,模拟了
空调箱温度风门结及置式对EAT传感器附近温度场的影响;然
度风门结构及布置式整空调性能( 包括抗结霜性能和空调制冷
目前业界流行的汽空箱度风门结构及布置形式有很好的参考和
箱;温度风门;制性;
1005—2550( 2015) 01—0020—06AnInvesti gati onontheEffects O f H VACM odul e i nner Structurefor AC Perform ancei nAutom oti ve ACSystemZH EN GG uo- sheng( PanAsi a Techni cal
Autom oti veCenter,Shanghai ,201201,Chi na)Abstract:Inthi spaper,CFDvi rtualanal ysi sm ethod i sadoptedto si m ul ate the effects ofthe autom obi l e H VAC m odul etem peraturedoor
structure andl ayoutw hi chi spopul ari n thei ndustryof autom oti ve H VAC m odul ecurrentl
y,forsensor under the U D FAnti -frosti ngcondi ti ons(Then acl i m atew i nd tunnelthetem peraturefi el d nearthe EATtest i s conductedto val i date the m arked effects of autom obi
l e H VAC m odul etem peraturedoor structure andl ayout for thevehi cl e ACperform ance( i
ncl udi ngantifrosti ng perf orm anceand ACcool i ngperform ance)(It’ s goodforengi neeri ng practi cereference w hen thi sH VACm odul etem peraturedoor structure andl ayouti
sadopted(Key W ords:auto--car;H VAC m odul e;tem perature door;cool i ng perform ance;
anti --typeofautom obi l efrosti ng perf orm ance
汽车科技,AU TOSCI—TECH2015年第1期郑国胜上海理工大学
有限公司工程师,究向:汽车空调及动力总成冷却前期工程,系
论文6篇,已授权利16。汽车行业内的竞争日趋激烈,高质量
本是品牌市场利润的障。平台化及零件共用开发策略是低成本高
该策略同样被广大车部或系统供应商所广泛采用。某汽车公司
调系统核心部件之的调的低成本高质量思路是:蒸发器和加热
计,同时占空调箱应量开发周期和开发费用的空调箱冷热空
的设计;如此,本平A本土平台B的空调箱核心部件实现了共
周期大大缩短,开风大降低,零部件的模具费和开发费用也大大
巴图1空调箱a内结构
CCB( 十字梁) 完
蒸发器和加热器在X向距等改变,这些结构的改变导致了采用定
( 包括空调制冷能抗霜性能) 的变化。图l 所示为本土平
图;图2所示为本平B用的空调箱b内部结构示意图,其设计
b中的温度风门结及置式被目前业界所广泛采用。根据零部件
均满足同一个heatpi ckup的SSTS指标,是空调箱b的heat试值
内部结构受其影响大?下首先运用CFD虚拟分析手段进行,对某
拟。piekup;:贝4-|一圜圈I比图2空调箱b内部结构示意图1 CFD虚拟计算结果和分析CFD的模
拟工况是低空调热负荷空鼓机在一
sensor2和sensor3在XZ面的温度场影响,图4( a) 是模拟空调
sensorl 、sensor2
截面的速度矢量图,图4( C) 空调箱b部
所在YZ截面的度场,表1是蒸发器芯体空气流出面温分之空箱部件级试( w ,oheatpi ckup)结果,而图5对表1中测量数据的图形化处。图3直观地显示了空调箱a的heatpi ckup形成机是经过蒸发器的较冷气流以射流形式
22万方据设计-研究l 空调箱内部结构对汽车空调系统能影的研究空腔内的空气带出,强制带出空气与加热器间会形成了弱的对流换热;但,空箱a部结构其heat pi ckup对sensorl 、sensor2和sensor3的周边温度场基本没有影响。图4( a) 直观地显示了空调箱b部结构heatpi ckup导致sensor3温升约在2(2度,空调箱b内部构heat pi ckup导sensor2升约1(4度,空调箱b内部结构heat pi ckup导致sensorl 温升约在0(72度。图4( b) 和图4( c) 直观显了空调箱b的heatpi ckup形成理是经过蒸发器的较冷气流直接从加热进表的一侧( 即蒸发器出速度大的地方) 扫加热器进风表面的另侧( 即蒸发器出风速度小的地方) ,在此过程中较冷气流与加热间形了强制对流换热;可以出,空调箱b内部结构其heat pi ckup对sensorl 、sensor2和sensor3处的温度值影响非常明显。图4( C) 同也显示了空调箱b的heat pi ckup对sensorl 、sensor2和sensor3所在YZ截面的温场响不均匀性,可以出,当EAT有安装偏差,或空调负荷发生更改,或鼓风风量发生更改,或发动机水温发生更改等都可能导致sensorl 、sensor2和sensor3在一设定值对应的空调系统的抗结霜功能失效,即空调统的抗霜性能的靠性很差的。情景一:如图5所示,当不虑heatpi ckup时,依据调箱零部件级试验的蒸器表面温度分布,选择56号点作为EAT放,在同一EAT断压缩机的设值下对的空调系统的抗结霜能力将最强;但4( a) 和4( c) 显示56号点受heat pi ckup影响最为明显,所以EAT放置在该点对应的调系统的霜性能的可靠性将变的差。图3空调箱a的EAT所在× Z截的温云图a) × ZO l t-T:m ,s灏醚:? ’b) YZ截面? ? I? :。。;。,1? sensor2? sensor3C) YZ截面图4调箱b的EAT所在截面的温度云图情景二:如图5所,当考虑heat pi ckup时,依据空箱零部件级验的蒸发器温分布,选择49号点作为EAT放置点,在EAT通断压缩机的设定值下对应的空调系统的抗结霜能力将不是最强;但图4( C) 显示49号点不受heatpi ckup影使得该处的温度值比较稳定,所以EAT若放置在该点对应的空调系统的结霜性能的可靠性将会很
汽车科技,AU TOSC_TECH2015年第1期公在华售的本平台B和某一全球平台的车型( 两者使用相的蒸发器芯体,且空调箱温度风结及布形式基本类似) ;实车测试中发现该本土平台B和该全球平的车型达到基本相同的空调系统抗结霜性能,但情景一需选择52号作为EAT放置点同时切断缩机的设定值要比情二选择的49号点高出1(5度,而表1所示的当不考虑heatpi ckup时,依据空调箱部级试验的evap测温度分布,52号点的温反而49号点低了1(2度,可heat pi ckupg寸sensor2带来了2(7度的影,本与图4—2示结果相一致,从一角度说CFD虚拟分析过程中作者采用的简化析是合理的,及得到的结是基本可信的。表1蒸器芯体空气流出面温分布之空调箱零部件级试验( w ,o heat pj ckup) 结形式下不同的heat pi ckup对整车空调性能( 包括抗结霜性能和空调冷性能) 的影响程度,设计的环境模拟对比试验需遵循如下原则:在同一个环境模拟风洞、一结霜试验工况、同一辆车、套空调b、同一组EAT断压缩机设定值、H eatpi ckup的加载和消除不改变冷凝风扇工状态和空调箱内部流场及车辆的其它状态。图6本土平台B的车型发动机舱内的实际结构布局4(1617(635(095(033(7711(522(281(312(246(781(361(012(077(711(261图5针对1结的图形根据零部件级台架实验数据,虽然空调箱b满足heat pi ckup的SSTS指标,但是CFD虚拟分析显示空调箱b的heatpi ckup对其EATsensor的控制产生影响。所以下文设计了同一结霜验工况下,同车辆的空调箱b上能够简易实现的对比试验方或统,验证了该温度风门结构及布置式heatpi ckup车空调性能( 包括抗结性能和空调制冷性能) 的影响程度和CFD 拟分析对该问题现解决的重要意义。2环境模拟试验对比法和结果分析为了客观地验证空调箱b温度风门结构布置图7本土平台B的车型发动机舱内的J l 缶B, -J 结构布局I二50k3h& 口ecSO kph& qec50kc, h& O SASO kph& O S4三(?』f10i fl 【lI( ) ( H ) IsfJ ? 二? fl ?!‘ f)『Jj ( 1? ?j ‘( ) ( }4f) ? ? 4‘? f) {f}? ?I?一】J,、图8冷凝风扇工作电压( WH eat Pi ckup)图6示为本土平台B的车型发
循环的冷液流入流空调箱b内加热器,是heatpi ckup的要来源。7所示为本土台B的车型发机舱内的临结构布局,过在发动机内外挂一加热器( 与空调箱b内原加热器相规格) ,箭头所示发动机冷却系统小循环的冷却液流人流出挂的加热器,
24万方数设计-研究l 空调内部结构对汽车空调系统性能影响的究原加器产生H eat pi ckup;同时由土平台B的车型采了进口型节温器,只有该H eat pi ckup的消除方式才到既会改变冷凝风扇工作挡位不会变空调箱部场,而且该方法易又快速,车辆在环境模拟风洞内维持原先固定状态不动,可操作性强。如呻帽嘏班丑DIcp崎撮知kph五k髓弧盥){cp硒蝴J l J2【)II(之尝6兰42005n0l f)【)()l 500200025( 】O3000 350( ) 4000450n5?时Il f可k图9冷凝风扇作电压( w ,o H eat Pi ckup)(、?,? 赢丑丽磊工面忑丽?丽蕊习1 90,? 一? ?一;? t:一m t一,? 一?,(一(-((??(? ” 一? (i(i70:=i 60‘{G 511芒40,击300500100015002000一。’ 1——。1‘ _。‘ ‘ 。。‘ ————————? 。。‘ 。。———————’ —’ ——’ ——1—1? ’ ’ ’ ——————————————。—’ 。。。-‘ ——————————————’ —1。? 一807j’II’25110300035004000450050时IN ,s一一鼙毒帆求1w H eatPIO ‘ uO )冀萄讯噍。基(w ,oHeatYl t土ttgl图10发动机水温曲定义抗结霜试验工况如下:30环温、50,相对湿度、鼓风机端电压6 V、模拟光照强度1 000 W ,分别对图6和图7所示结构布局对比试验。图8是图6对应的冷凝风扇工作电压wH eatPi ckup) ,9是图7对应的冷凝风工作电压( w ,oH eatPi ckup) 。对比图8和9,冷风扇的工作电是相同,即两种同的结构布局没有造成冷凝风扇作档位的差异,但是冷凝风扇的通断频率相很大。图10是发动机水温曲对比,两种不同的结构布局没有造成发动机水温的差异,发动机水温均没有超90) -度,而车型的PPEI置是水温103度以上或空调冷媒压在12公斤以上才发冷凝风扇工作,图8和图9中的冷凝风扇的通断显然由发动机控制模块通过EAT;采集到的温度并与预设定好的EA7r通断值作后来通断定排量压缩机,由此成的空调冷媒压力波动导致了冷凝风扇的通断。所本文中冷凝风扇通断频率高征EAT采集到的温度值降到低于EAl 预设的断开值的快慢程度,而图8和图9对应的是H eat pi ckup力l l载和消除后的试验结果,由此验证了空调箱b度风门结构及布置形式下不同的heat pi ckup对EATsensor采集的温值影响不同。叩?05000005( J ( ) 21100250030003500 400( ) 4500500l川,s一#4)? --4舾44#--451? -49#一5‘ 瑚一刚d6#一4硼4Btf(S2115j #S埔5S#妯H图11蒸发器表面出风温度分布
35110400045005000时间,s一甜——Z#———43#一44#一霹S#,4B#一4Z#4硎一删——SD#一瑚S硝一—尉S棚! Z孙45臣亟亟工巫亟三卫匦巫?至。40S6_12蒸发面出风温度分布特性( w ,oH eatPi ckup);35;30:主ii’ ’ ? 、J? ? ,一-? (,,、(、((。?((j,(((,((、-一,_-? ?? ,--0501)1000 1500200( ) 250030003500400045005001时间,s一一车冉_平均遣要tw H eatPtdCup?革冉平盘最墨w l oH eLtPl cku,图1 3车内平均度对比( W & w ,o H eat Pi ckuP)图11和图12分别是两结构布局下( H eatpi ckup的加载和消除) 发器表面出风度分布特性,现的是空调箱b温度风门结构布形式下同的heat pi ckup对整车空调性能的抗结霜性能影响程度,整个内循环( REC) 阶段发器表面的部分点出风度在零度以下,但没有现
汽车科技,AU TOSCI—TECH2015年第1期结霜现象,原因之是内循环段车内空气含湿量不够。图1 1所示,加载heat pi ckup日’ -j “,整个外循环( O SA) 阶段蒸发器表面的部分点其出温均在零下二度右,且出现了明显表面结霜现象( 3 500秒) 。图12所示,消除heat pi ckup后,整个外环( O SA) 阶段发器表面的所有点,其出风度均在零上一度以上,且没有出现表面结霜现象。13是两种构布局下( H eat pi ckup的加载和除) 车内平均温度对比,体现是空调箱b温度风门构及布置形式下不同的heat pi ckup对整车空调性能的制冷能响程。图13所示,加载heatpi ckup时,整个外循环( O SA) 阶段车速从50kph上至80 kph,车内平均温度却从20度升高到25度( 该症状与蒸发器部分表面结霜后表现出来车
相同) ,明该车的空调低负工况下的制冷能力较差。图13所,消heat pi ckup后,整个外循环( O SA) 阶车速从50kph上升至80 kph,内平均度维持在20左右,说明该车的空调低负荷况下制冷能力良好。两种结构布下,整车空调性能的制冷性能差异并非heatpi ckup身导致车内平均温度上升,而是heatpi ckup影了EATsensor采集到的温度值,发动机控制模块没有及时切断缩机造成蒸发器表面部分或全部结霜而使调系统的冷输出及内的冷量减少,导致车内平均度上;因为首先零部件PV试验告示heatpi ckup导致的蒸发器出温升仅0(8度,以加载了heat pi ckup整车空调最大制冷能试验数据示,其外循环( O SA) 阶段车速从50kphf-升80kph后,缩机冷量输出增加使得车平均温度略有下降。3结通过对一种目前在业界流行的汽车空调箱温度风门结构及布置形式进行CFD拟分析环境模拟试验验证,发现:( 1) 目前在业界流行的种汽车空调箱温度风门结构及布置形客观上增加了heat pi ckup的量,也是EAT传感器附近温度场的主动源,对定排量压缩的整车空调性能( 包括抗结霜性和空调制冷能) 产生著影响。( 2) 整车抗结霜性能试验时,议优选外循环工况或内外循环工,不建议选择纯粹循环工况;同时每个试验考核时间长度不低于半小时。( 3) 不位置的EAT其有效通断值设定需取决于蒸发器表面温度分布,相同位置的EAT其有效通断设定值则需考虑取决于heat pi ckup影响。( 4) 用CFD分析空调的温度分,对汽车调系统结的开工作中可能出现的问题有一定预见性和指导意义。参考文献:?郑国胜,王灿,韩晓波,葛如炜(装定排量空调压缩机的汽车空调系统抗结霜研究U ] (汽车技术,2013,(12):24—27(【2]Tm harKul kam l (BttU ard Chrkw (Keunm amCho(H eaderdesi gntradeo压i n m i cro channelThermEng, 2004,(24):759—7761(『31赖波,臧清(翅片管式换热面霜特性的数值分析和实验研究[『】(低温程,2303,133(03):49—evaporators IJ ](Appl i ed53([4】马骏,晓钧,邹宗峰(变排量汽车空调系统结霜试验研究D](机电一化,2007,(01):63—66(生的影响,并给了作者建议解决方法,对空箱开发设计有一定指导意义。该文章选择的研究对于汽空调的开发具有普遍的现实意义,有相应的理论分析并能够运用CFD仿真分析和体试验结果对本文的论点进行验。该文章还需加强可读性方面
空调箱内部结构对汽车空调系统性能影响的研究
摘 要:本文对一种目前在业流的汽空调箱温度风门结构及布置形式,运用CFD虚拟分手段,模拟了自定义抗结试验工况下,汽车空调箱温度风门构及布置形式对EAT传感器近温的影响;然后通过环境模拟试验验证了该度风门结构及布置形式对整车空调性(包抗结霜性和空调制冷性)的显著响。对采用这种目前界流行汽车调箱温度风门构及布置式有很好的参和鉴意义。 关键词: 汽车;空调箱;温度风门;制冷性能;抗霜性能 中图分类号:U463.85+1 文献标识:A 文章编:1005-2550(2015)01-0020-06 汽车行业内的竞争日趋激烈,高质量是品牌场占有率的保证,低成本是品牌市场利润率的保障。平台化及零件共用开发是低成本质量整车开发条有效途径,该策略同样被广大汽零部件或系统供应商所广泛采用。某汽车公司生产的本土台B汽,作为空调系统核心部一的空调箱的低成本高质量思路是:蒸发器加热器沿用旗下本土平台A的成功设,同时占空调箱供应商大开发周期和开发用的调箱冷热空气混合腔也基沿用本土平台A;此,本平A和本土平B的空调箱核心部件实现了共用,空调箱供应商的零件开发周期大大缩短,开发风险大大降,零部件的模具费和开发费用也大大削。 但是,在的问题是:本土台B的CCB(十字梁)与本土平台A的CCB(十字梁)完全不同,所以空调箱壳体的结构也生很大改变,从而导致温风门结构形式、蒸发器和加器在x向的距离等改变,这些结构的改变导致采用定排量压缩机的整车空系统性能(包括空调制冷性能和抗结性能)的变化。图1所示为本土台A使用的空调箱a内部结构示意图;图2所示为本土台B使用的空箱b内部结构示意图,其设计主体来于空箱a,而空调箱b中的度风门结构布形式被目前业界所广采用。根据零部件级台架实数据,空调箱a和b均满足同一个heat pickup的SSTS指标,但是空调箱b的heat pickup测试值比空调箱aheat pickup测试值要大倍左右,同时空调箱的heat pickup会不会对EAT sensor的控制产生影响,种空调箱内部结构受其影响更大?下文首先运用CFD虚分析手段进行,对某一自定义抗结霜试进行模拟。 1 CFD虚拟计算结果和分析 CFD的模工况是低空调热负荷和鼓风机在一档,图3是模空调箱a结构heat pickup对sensor1、sensor2和sensor3所在XZ截面的温度场影响,图4(a)是模拟空调箱b内部构heat pickup对sensor1、sensor2和sensor3所在XZ截面温度场影响,图4(b)是模拟空调箱b的EAT所在YZ截面的速度矢量,图4(c)是空调箱b内部结构heat pickup对sensor1、sensor2和sensor3所在YZ截面的温度场,表1是蒸发器芯空气出面温度之空调箱零部级试验(w/o heat pickup)结果,而图5是表1中测数据的图形处。 图3直观示了空调箱a的heat pickup形成机是经过蒸发的冷气以射流形式加热器后空腔内的空气带出,强制带的空气与加热器之间会了弱的换热;但是,空调箱a内部结构其heat pickup对sensor1、sensor2和sensor3的周边温度场基没有影响。 图4(a)直观地显了调箱b内部结构heat pickup导致sensor3温升约在2.2度,空调箱b内部结构heat pickup导致sensor2温升在1.4度,空调b内部结构heat pickup导致sensor1温升约0.72度。图4(b)和图4(c)观地显示了空调箱b的heat pickup形成机理是经过蒸发器的较冷气流直接从加热器进风表面的一侧(即蒸发器出风速度大的地)扫向热器进风面的另一侧(即蒸器出风速度的地方),在此过程较冷气流与加热器之间形了强制对流换热;可以看出,空调箱b内部结构其heat pickup对sensor1、sensor2和sensor3处的温值影响非常明显。图4(c)同时也显示了调箱b的heat pickup对sensor1、sensor2和sensor3所在YZ截面的温度场影的匀性,可以看出,当EAT有安装偏差,或空调荷发生更,或鼓风风量发生改,发机温发生更改等可能导致sensor1、sensor2和sensor3在同一设定值下对应的空调系统的抗结霜能失效,即空调系统的抗结霜性能的可靠性是很差的。 情景一:图5所示,当不考虑heat pickup时,依据空调零部件级试验的蒸发器表温度分布,选择56号点作为EAT放点,在同一EAT通断压缩机的设定值下对应的空调系统的抗结霜能力将最强;但图4(a)图4(c)示56号点受heat pickup影响最为明显,所以EAT若放在点对应的空调系的抗霜性能的可靠性将变的很差。 情景二:如图5所示,当不考虑heat pickup,依据空调箱部件试验的蒸发器面温度分布,选择49号点作EAT放置点,在同一EAT通断压缩机的设定值下对应的空调系统的抗结霜将不最强;但图4(c)显示49号点不受heat pickup影响得该处的温度值比稳定,所以EAT若放置在该点对应的空调统的抗结霜性能的可靠性将会很好。 景一和情景二的具体施,分别应某公司在华销的本土平台B某一全球平的车型(两者使用相同的蒸器芯,且空调箱温度风构及布置形式基本类似);实车测试发现该本平台B和该全球平台车达到基本相同的空调系统抗结霜性能,但情景一需择52点EAT放置点同时切断压缩机设定值要比情景二选择的49号点高出1.5度,而1所示的当不虑heat pickup时,据空调箱零部件级试的evap表面测量温度分布,52号点的温度反而比49号点低了1.2度,可见heat pickup对sensor2带来了约2.7度的影响,基本与图4-2所果相一致,从一度说明CFD虚拟分析过程中者采用的简化分析方式是合理的,及得到的结是基可信的。 根据部件级架实验数据,虽然空调箱b满足heat pickup的SSTS指标,但CFD虚拟分析显示空调箱b的heat pickup对其EAT sensor的控制将生影响。所以下文设计了同结霜试验工况下,同一车的空调箱b能够简易实现对比试验方法或统,验证了该温度风门结构及布置形式heat pickup对整车空调性能(括抗结霜性能和空调制冷性能)的影响程度和CFD虚拟析对该题的发现和决的重要意义。 2 环境模拟试验对比方法和结果分析 为了客观地验证空调箱b温度风门结构及布置形式下不同的heat pickup对整车调性能(包括抗结霜性和空调制冷性能)响程度,设计的环模拟对比试验需遵如下原则:在同一个环境模拟风洞、同一结霜试验工况、同辆车、同一套空调箱b、同一组EAT通断压缩机设定值、Heat pickup的加载和消除本身不会改变冷凝风扇工作状态和空调箱内部流场及车辆的其状态。 图6所示为本土平台B的车型发动舱内的实际结构布局,箭头处为发动机冷却统小环的冷却液流流出空调箱b内的加热器,是heat pickup的主要来。图7所示本土台B的车型发动机舱内的临时布局,通过在发动机舱内外挂一个加热器(空调箱b内原加热器相同规),箭头所示发动机冷统小循环的冷却液流入流出外挂加热器,这消除了空调箱b内原加热器产生Heat pickup;同时由于本土平台B的车型采用了进口型节器,只有该Heat pickup的消除方式做到既不会改冷凝风工作挡位也不会改变空调箱内部流场,而且该方法简易又快速,车辆在环境模拟风洞内持原先定状态不动,可作性很强。 定抗霜试验工况如下:30度环境温度、50%相对湿度、鼓风机端电压6 V、模拟光照强度1 000 W,分别对图6和图7所示结构布局做对比试验。图8是图6对应的冷凝风扇工作电压(w Heat Pickup),图9是图7对应的冷凝风扇工作电压(w/o Heat Pickup)。对比图8和图9,冷凝风工作压是相的,即两种不同的结构布局有成冷风工作档位差异,是凝风扇通断频率相差很大。图10是发动水温曲线对比,两种不同的构布局没有造成发动机水温的差异,且发动机水温均没有超过90度,而该车型的PPEI设置是水温103度以上或媒压力在12公斤以上才触发冷凝风扇工作,图8和图9中冷凝风扇通断显是由于发机控制模块通过EAT采集到的温度值与预设定好的EAT通断值作对比后来通断排量压缩机,由此造成的空调冷媒压力波动导了冷凝风扇的通。所以本文中冷凝风通断频率高低表征了EAT采集到的度值降到低于EAT设定的断开的快慢程度,而图8和图9对应的是Heat pickup加载和消除后的试验结果,由此验证了空调箱b温度风门构及布置形式下不同的heat pickup对EAT sensor采集的温度值影响不同。 图11图12分别两种结构布下(Heat pickup的加载和消除)蒸发表面出温度分布特性,体现的是空调箱b温度门结构及布置形式下不同的heat pickup对整车空调性能的抗结霜性能响程度,整个内循(REC)阶段蒸发面的部点其出风温度零度以下,但没有出现明显的表面结霜现象,原因之一是内循环段车内气含湿量不够。图11所示,加载heat pickup,外循环(OSA)阶段蒸发器面的部分点其出风温度均在零下二度左右,且出现了明显的表现象(3 500秒附)。图12所示,消除heat pickup后,整个外循环(OSA)阶段蒸发器面的所有点,其出风温度均在零上度以上,且没有出现表面结霜现象。 图13是两种结构布局下(Heat pickup的和消除)车内平均温对比,体现的是空调箱b温度风门构及布置式下不同的heat pickup对整空调性能的制性能影响度。图13所示,加载heat pickup时,整个外循环(OSA)阶段速从50 kph上升至80 kph,车内平均温度却从20度高到25度(该症状与蒸发器部分表面结霜后表现出车内温度显著上升的现象相同),说明该车的空调低负工况下能力较差。13所示,消除heat pickup后,整个外循环(OSA)阶段速从50 kph上80 kph,车内平均温度维持在20度左右,说明该车的空调低负荷工况下的冷能力良好。两种结构布局,整车空调能的制冷性能差异并非heat pickup本身导致车内温度上升,而是heat pickup影了EAT sensor采集到度值,发动控制模块没有及时切断缩机造成蒸发器表部分或全部结霜从而使空调系统的冷量及入车内冷量减少,导车内平均度上升;因为首先零部件PV试验报告显示heat pickup导致蒸器出升仅0.8度,且以往加了heat pickup的整车空调大制冷能力试验数显示,其外循环(OSA)阶段车速从50 kph上升至80 kph后,压机冷量输出增加得车内平均温度略有下降。 3 结论 过对一种目前在业界流行的车空调箱温度风门结构及布置形式进行CFD虚拟分析和环境模拟试验验证,发现: (1)目前在业界流行的这种汽车空调箱度门结及置形式客观上增加了heat pickup的量,也是EAT传感器附近温度场的主扰动源,对定排量压缩机的整空调性能(包括抗结霜性能和空调制冷性能)产生显著影响。 (2)整车抗结霜性能试验时,建议优外循环工况或内外循交变工况,不建议选择纯粹内循环工况;同时个试验考核间长度不低于半时。 (3)不同位置的EAT其效通断值设定需取于蒸发器表面温度分布,位置的EAT其有效断值设定值则需考虑取决于heat pickup影响。 (4)用CFD分析空调箱温度分,对汽车空系统抗结霜的开工作中可出现的问题有一定的预见性和指意义。 参考文献: [1]国胜,王,韩晓波,葛.装备量空调压缩机的汽车空调系统抗结霜研究[J].汽车技术,2013,(12):24-27. [2]Tushar Kulkarnl. Bullard Clarkw. Keumnam Cho.Header design tradeoffs in micro channel evaporators [J].Applied Therm Eng, 2004, (24):759-7761. [3]赖建波,臧清. 片管式换热表面结霜特性的数值分析和实验研究[J].低温工程,2003,133(03):49-53. [4]马骏,晓钧,邹峰.变排量汽车空
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