1 外文翻譯 1
1.1 翻譯譯文 1
1.2 外文原文 17
2 方案論證 25
汽車空調的計算機模擬系統：乙個引數的研究
摘要本文提出了一種在乙個引數的研究結果汽車空調（aac）的客車系統。目標是在蒸發器盤管冷卻負荷aac系統中評估不同的體積流量的送風速度，乘坐人數，車輛速度，和部分通風進氣（xoa），在幹球內溫度和空氣濕度對乘客艙的影響。引數研究的結果表明增加供給空氣流率會降低幹球車廂內的空氣溫度，增加空氣的濕度和蒸發器盤管負荷。
增加在客艙乘員數目使艙內空氣溫度，特定的濕度和蒸發盤管負荷增加。增加車輛的速度使艙內空氣的濕度和蒸發盤管冷卻負荷增加，空氣乾球溫度的影響不顯著。增加的部分的新鮮空氣量（xoa）部分，也增加了艙內空氣濕度和蒸發器盤管冷卻負荷。
關鍵詞：汽車空調（aac），客運車艙，引數研究
1.1.1簡介
是為了提高汽車的舒適性汽車空調（aac）是必要的，特別是對那些生活在炎熱和潮濕的氣候的國家的人。然而，額外的重量增加了車輛和aac系統的執行也會造成車輛的燃料消耗增加。額外的燃料消耗，導致更多的溫室氣體排放會汙染環境。
因此增加aac系統效率和評估其熱效能已變得更加重要。aac系統往往是在不同條件下操作需要付出大量的努力來評價其效能。這些條件包括進入蒸發器和冷凝器的空氣溫度，蒸發器的空氣的體積流率和通風模式，壓縮機，冷凝器迎面風速，客艙的材料，駕乘人員的數量，冷凝器、蒸發器的空氣體積流量和通風模式,壓縮機的速度,冷凝器面對氣流速度,天氣條件的影響內部和外部的熱負荷。
對轎車發動機最大的輔助負載輸入功率是由空調系統壓縮機提供的。壓縮機在峰值負載時將消耗5至6千瓦的電力的來自車輛的發動機輸出功率。這是相當於一輛車在56公里/小時的輸出功率。
空調系統所消耗的額外燃料消費是相當可觀的。一項研究表明,空氣調節器的使用減少了20%的燃油，雖然實際數字取決於實際的駕駛環境，它也增加了80%的氮氧化物和約70%的二氧化碳(co) 的排放。半經驗的計算機模擬程式模擬乘用車開發[1]模擬熱(carsim)和汽車空調系統(aac)的能量效能。
蒸發器的相關性經驗的和潛在的傳熱被嵌入在負荷計算程式,計算蒸發器進口和出口空氣條件和車廂空氣條件。電腦程式已經驗證通過比較wira aeroback乘用車的**輸出與實際道路試驗獲得的資料。由carsim電腦程式**發現有與實際道路實驗相似的測試資料，誤差範圍在2到4%。
介紹的引數研究結果是wira aeroback轎車汽車空調系統(aac)使用carsim計算機**程式。目的是調查的影響:(1)**空氣體積流量,(2)乘客數量(3)車輛速度,和(4)進氣(xoa)外的部分,在車廂內的空氣乾球溫度、含溼量和總蒸發器線圈(冷卻)aac系統的負載。
在系統上執行乙個基地案例**發現車廂空氣乾球溫度變化的趨勢和特定的濕度和總蒸發器線圈(冷卻)載入的時間從上午10點到下午2點是不同的。
1.1.2 基本情況條件
計算機**的基本條件是汽車空調(aac)系統通過使用carsim計算機模擬專案較早開發和報道[1]。輸入資料由計算機**資料表1中給出。計算機**乙個汽車駕駛員以90km/h的恆定速度開車，旅行時間是四個小時即從上午10點下午2點，在這段時間內汽車空調系統的增壓風機的速度設定為最大。
部分外部空氣(xoa)設定在乙個固定值的16%。車廂中的空氣焓值是**於乘客周圍的空氣和潛在熱值。因此,車廂內的空氣乾球溫度、含溼量和蒸發器線圈是模擬隨時間旅程中的冷負荷。
基本情況的模擬條件是開展找出這些引數的隨時間變化的趨勢。圖1顯示了這項研究中乙個簡化的客車空調系統示意圖。
表1 基本情況條件引數
圖1 汽車空調的空氣流動原理圖
圖2顯示了車廂空氣的乾球溫度在幾分鐘之內就隨著時間的推移的變化,測量時間為後午夜。時間t = 600分鐘對應於10點當t = 840分鐘對應於下午2點。可以看出,在第乙個五分鐘後空調系統正在運轉使車廂空氣溫度下降略約0.
05°c。這是由於突然冷卻的冷卻空氣突然吹進車廂。此後,車廂內空氣溫度的不斷隨著時間的推移公升高, 在下午1點左右從18.
4°c公升到約18.8°c。影響車廂內空氣溫度的環境空氣的溫度,t0。
周圍的空氣溫度隨太陽輻射強度的增加和時間的增加而公升高。這將導致車廂空氣溫度上公升乙個因素。然而,1點後隨著太陽輻射強度降低,車廂內空氣溫度也穩步減少,到下午2點時從18.
8°c降到18.6°c。儘管車廂空氣的乾球溫度隨時間變化範圍很小,即不到0.
5°c,因此可以被認為是無關緊要的。
特定的車廂空氣濕度的變化時間是如圖3所示。空氣含溼量與水蒸氣的飽和壓力的存在在空中。飽和壓力急劇增加空氣的乾球溫度。
因此,當車廂空氣溫度上公升,特定的濕度空氣也會以幾乎同樣的方式增加。它可以指出,空氣的含溼量從上午10時開始不斷增加約6.26克/公斤(600午夜) 到下午1點午夜之後(780分鐘)最**值約6.
45克/公斤。此後,具體車廂空氣的濕度下降隨著時間的推移,隨著乾燥球溫度下降。下午2點(840分鐘後午夜)車廂空氣的含溼量下降約6.
40克/公斤。
圖2 車廂空氣的乾球溫度的變化情況
圖3 車廂空氣的含溼量變化基本情況條件
圖4 蒸發器盤管冷卻負載隨時間變化的基礎情況
圖4顯示了不同的蒸發器盤管冷卻隨著時間的推的負載。冷負荷是顯熱負荷的qcs,潛熱負荷,qcl的總和。焓值受到進入冷卻線圈的空氣的溫度t1的影響。
潛熱受到傳入的空氣特定濕度w1的影響。傳入的空氣溫度t1反過來影響傳入的室外空氣溫度t0和回風的溫度t3。t0和t3隨t1從10點到1點不斷增加。
這將導致同一時期穩步增長的盤管熱負荷。下午1點後t0和t3降低,顯熱負荷減少。空氣的濕度進入冷卻盤管，w2的濕度的影響傳入的室外空氣w0和回風濕度w3。
無論是w0和w3穩步增加，從10點到下午1點引起的潛熱負荷，在同一時期穩步上公升。當w0和w3下降1點後，蒸發器盤管的潛熱負荷也減少了。雖然具體的濕度變化時，其變化範圍很小。
1.1.3 引數研究
乙個引數的研究，通過計算機**進行為**不同送風量的影響，流量、乘坐人數，車輛速度和部分外面的空氣（xoa）對車廂空氣乾球溫度、濕度和蒸發器盤管冷負荷。供給空氣的體積流量為70公升/秒到100公升/秒和10公升/秒的間隔變化。乘坐人數是1到4人。
以15公里/小時為間隔車輛的速度從60公里/小時變化到105公里/小時，外面空氣部分（xoa）這是通風風量和冷空氣的體積流量之間的比率，以0.05為間隔從0.2變化到0.
3。當冷空氣體積流率是不同的**,表1中列出的其他引數在規定的值保持不變。當其他引數變化時程式也會變化。
1.1.4 結果和討論
1.送風體積流率的影響
圖5顯示了冷空氣體積流率的影響車廂內空氣的乾球溫度。**結果表明,對於給定的空氣流量,乾球溫度變化隨時間變化類似於基本情況。在給定的冷空氣體積流率、車廂空氣溫度從上午10點開始不斷公升高，大約在下午1點達到最大值。
達到最大值後,車廂內的空氣隨著時間的推移,溫度降低。然而,增加冷空氣體積流率降低了幹球車廂空氣的溫度。一般來說,車廂內每增加10 l / s冷空氣體積流率空氣溫度下降了0.
5攝氏度(或2.5%)。下午1點當冷空氣體積流率是70 l / s時車廂空氣溫度的最高溫度是20.
2°c。溫度降至約18.7°c時冷卻體積流率增加到100 l / s,它可以認為是乙個重要的溫度變化。
圖6顯示了在特定的車廂空氣濕度冷空氣體積流率的影響。**結果表明冷空氣體積流率不變,車廂空氣濕度隨時間的變化的方式或多或少都相似。然而, 當冷空氣體積流率增加空氣的含溼量增加。
蒸發器線圈增加了流經它的冷空氣體積流量速度也增加了。這降低了去除空氣中的水分的能力。因此,車廂空氣的含溼量上公升。
一般來說,**結果表明,結果每增加10 l / s體積流率，車廂空氣的含溼量增加了5.4%(或0.34克/公斤)。
圖5 蒸發器盤管冷卻負載隨時間變化基本情況
圖6 在特定的車廂空氣濕度冷空氣體積流率的影響
冷空氣的體積流率影響蒸發器線圈總冷負荷如圖7所示。它可以看到,對於乙個給定的空氣體積流率的線圈的冷卻負荷隨時間變化基本情況。然而, 在任何給定的時間增加體積流量的冷卻冷負荷。
一般來說,模擬結果表明,空氣體積流率每增加10 l / s冷負荷增加。
圖7 冷空氣在蒸發器線圈體積流率冷負荷
2.乘坐人數的影響
計算機模擬結果是乘客的數量對車廂內空氣的乾球溫度的影響,如圖8所示。注意乙個人代表 「基本情況」條件的曲線(見圖2),**結果表明,車廂空氣溫度隨著時間的推移而變化,受到在車廂內乘客數量影響不大。然而,在給定的時間,乘客的數量增加會導致車廂空氣乾燥溫度的增加。
這是因為人體不斷轉移能量這將導致車廂空氣溫度上公升。隨著越來越多的乘客占領車廂空間,顯熱轉移到車廂空氣造成更大的溫度上公升。平均而言,**結果表明,該每增加乙個乘客車廂空氣溫度上公升約1.
2%或0.23%。這可以被視為乙個重大的增量。
圖8 乘客數量對車廂空氣的乾球溫度的影響
乘客的具體數量對車廂空氣的濕度的影響如圖9所示。請注意乙個人代表了**結果曲線對於乙個基礎條件(參見圖3)。可以看到的圖中,特定的機艙空氣濕度的變化隨著時間的推移變化,一般不受車廂內乘客數量的影響。
然而,**結果表明,在任何給定的時間,增加乘客的數量將大大增加特定的車廂空氣的濕度。這是因為人類通過排汗過程和呼吸的形式釋放能量進入機艙空氣潛熱。因此當更多的人佔據了客艙空間,就會有更多的潛熱和水分被新增到車廂空氣中導致在空氣的含溼量顯著增加。
一般來說,車廂中每增加乙個人車廂空氣的濕度上公升了約5.4%或0.38克/公斤。
圖9 乘客數量對車廂空氣含溼量的影響
圖10 乘客對蒸發器盤管冷卻負荷的影響
圖10顯示了乘客數量對蒸發器盤管冷卻負荷的影響。乙個人的曲線代表基本情況的**結果(見圖4), 我們看到，線圈的冷卻負荷隨時間的變化似乎不受車廂內乘客的數量的影響。然而,增加乘客的數量將增加車廂內的空氣潛熱。
這代表了額外的熱負荷,需要吸收來自車廂空調系統的空氣。為實現這一目標必須增加製冷劑的質量。這要加快壓縮機的速度。
圖中顯示,一般來說,車廂每增加乙個乘客蒸發器盤管冷卻負荷就會上公升約2.5%或0.006千瓦。
3.車輛速度的影響
進行計算機模擬來決定不同的車度的影響機艙空氣的乾球溫度和含溼量和蒸發器盤管冷卻負荷。車輛速度以15公里/小時為間隔從60公里/小時上公升到105公里/小時。
增加車輛的速度將導致空調系統壓縮機以更高的速度運轉。這反過來會導致製冷劑的質量流率變得更高。結果是製冷劑通過蒸發器線圈吸收空氣中更多的熱量[5]。
較低的溫度的空氣進入車廂後車廂中的空氣的乾球溫度將會降低。情況如圖11所示。然而,從圖中看到,車廂中空氣乾球溫度降低得非常小。
一般來說,**結果表明,車速每增加15 km / h車廂空氣溫度下降只有0.1%或0.02°c 。
這個結果與文獻報道的一致[6]。
圖11 車速對車廂空氣的乾球溫度的影響
不同的車速對車廂空氣的含溼量的影響如圖12所示。一般情況下**結果表明,在特定的的情況下車輛的速度車廂空氣濕度的變化趨勢沒有顯著影響。然而,在給定的時間, 車輛的速度增加車廂空氣的含溼量顯著降低。
這個結果表明車輛高速移動時，通過蒸發器盤管的吸收空氣更多的水分。作為乙個結果，這是**到車廂中的空氣是乾燥的。這導致在車廂的空氣濕度的降低。
一般來說，車速每上公升15公里/小時濕度下降約5.4%或0.33克/公斤。
圖12 車輛速度對車廂中空氣濕度的影響
圖13 車速對蒸發器盤管冷卻負荷的影響
4.部分通風進氣的影響
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