汽車空調(diào)熱泵系統(tǒng)可行性分析

1、汽車空調(diào)熱泵系統(tǒng)可行性分析汽車空調(diào)熱泵系統(tǒng)可行性分析隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，熱泵空調(diào)系統(tǒng)的開發(fā)顯得尤其重要。本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外熱泵空調(diào)研究進(jìn)展進(jìn)行分析，討論了各種系統(tǒng)在汽車中實(shí)現(xiàn)的可能性以及今后所要重點(diǎn)解決的問題。關(guān)鍵詞：熱泵空調(diào)輔助加熱二氧化碳三角循環(huán)0前言目前汽車中廣泛使用的空調(diào)系統(tǒng)僅...隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，熱泵空調(diào)系統(tǒng)的開發(fā)顯得尤其重要。本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外熱泵空調(diào)研究進(jìn)展進(jìn)行分析，討論了各種系統(tǒng)在汽車中實(shí)現(xiàn)的可能性以及今后所要重點(diǎn)解決的

2、問題。關(guān)鍵詞：熱泵空調(diào)輔助加熱二氧化碳三角循環(huán)0前言前言目前汽車中廣泛使用的空調(diào)系統(tǒng)僅僅能滿足夏季工況的制冷要求，冬季工況的采暖是利用溫度較高的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水加熱空氣來(lái)滿足車室內(nèi)舒適性要求。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率越來(lái)越高，這就使得發(fā)動(dòng)機(jī)在冬季工況下能夠用來(lái)車室內(nèi)取暖的余熱越來(lái)越少。對(duì)于安全和舒適性要求，較長(zhǎng)升溫周期和緩慢除霜效果是不能接受的。目前在汽車市場(chǎng)上的輔助加熱手段，如電加熱、阻尼加熱器等等在制造成

3、本、性能、效率等方面仍然存在不足。同時(shí)電動(dòng)汽車工業(yè)的快速發(fā)展需要熱泵空調(diào)。電動(dòng)車沒有傳統(tǒng)汽車用來(lái)采暖的發(fā)動(dòng)機(jī)余熱，無(wú)法提供采暖熱源。因此，電動(dòng)汽車的空調(diào)系統(tǒng)必須自身具有供暖的功能，即熱泵型空調(diào)系統(tǒng)和（或）電加熱供熱。目前，研究汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)仍然是一個(gè)全新的課題。本文將對(duì)國(guó)內(nèi)外研究較多的汽車空調(diào)熱泵系統(tǒng)形式進(jìn)行綜述與探討，以供國(guó)內(nèi)研究者參考。1R134aR134a熱泵空調(diào)系統(tǒng)熱泵空調(diào)系統(tǒng)1.11.1改進(jìn)的改進(jìn)的R134aR134a空調(diào)系

4、統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)輔助加熱系統(tǒng)輔助加熱系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)效率越高，可利用來(lái)加熱車廂的余熱就越少。JohnMeyer等人改進(jìn)現(xiàn)有空調(diào)的加熱系統(tǒng)，提高了余熱利用率和系統(tǒng)性能。作者利用乙二醇代替空氣作為發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑將加熱系統(tǒng)改裝成利用乙二醇作為熱源的熱泵。熱泵系統(tǒng)運(yùn)行圖如圖1（a）和（b）所示。該系統(tǒng)仍然需要使用發(fā)動(dòng)機(jī)余熱來(lái)加熱車室，只能作為加熱模式下的輔助加熱系統(tǒng)。該系統(tǒng)與普通汽車空調(diào)最大區(qū)別是使用了電磁線圈驅(qū)動(dòng)的滑塊式四通閥來(lái)進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換并使用節(jié)流短管

5、氣液分離器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。作者在系統(tǒng)中加入了用于冷卻液與制冷劑換熱的換熱器LTR（LiquidtoRefrigeration），并且改進(jìn)原系統(tǒng)的蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)，使它成為能夠承受高壓的換熱器。圖2溫升性能對(duì)比1.21.2全新的全新的R134aR134a熱泵空調(diào)系統(tǒng)熱泵空調(diào)系統(tǒng)以空氣為熱源的家用熱泵空調(diào)允許制冷劑反向流動(dòng)。空調(diào)能夠在動(dòng)態(tài)制熱，夏天制冷。熱泵空調(diào)通常利用四通閥進(jìn)行不同工況下的制冷劑換向，同時(shí)蒸發(fā)器能夠承受較高的運(yùn)行壓力。這種利用制冷劑

6、反向流動(dòng)來(lái)達(dá)到制熱效果的理念也被運(yùn)用到了汽車空調(diào)中。圖3R134a熱泵系統(tǒng)圖Nippondenso公司的TakahisaSuzuki和KatsuyaIshii為電動(dòng)汽車開發(fā)了一種使用R134a作為制冷劑的汽車空調(diào)熱泵系統(tǒng)，系統(tǒng)如圖3所示，該系統(tǒng)能夠在制冷、制熱和除霜除霧模式下運(yùn)行。在汽車儀表盤下部的蒸發(fā)箱總成中有兩個(gè)換熱器，在不同循環(huán)時(shí)成為功能不同的換熱器。普通家用熱泵空調(diào)在室內(nèi)只需一個(gè)換熱器的結(jié)構(gòu)不能運(yùn)行在汽車上，因?yàn)樵谥评淠Ｊ睫D(zhuǎn)換成

7、制熱模式時(shí)，換熱器上的冷凝水將迅速蒸發(fā)，在擋風(fēng)玻璃上結(jié)霜。因此，為了保證安全駕駛，在熱泵系統(tǒng)中有圖3所示的內(nèi)部冷凝器和內(nèi)部蒸發(fā)器。該系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示，環(huán)境溫度在10℃到40℃的范圍內(nèi)，系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)條件下，以最大能耗1kw能完成對(duì)車室的制冷和制熱。它不僅能在制冷和制熱模式下滿足舒適性，也能通過(guò)使用電子膨脹閥來(lái)控制出風(fēng)溫度，也能以較小的能耗在很大的濕度范圍內(nèi)完成除濕操作，但該系統(tǒng)需要提供全電動(dòng)壓縮機(jī)，該項(xiàng)技術(shù)是目前汽車空調(diào)行業(yè)開發(fā)的重