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汽车空调系统匹配分析

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汽车空调系统匹配分析目 录1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)3.1汽车空调系统 (1)3.2环境温度 (1)3.3制冷剂 (1)3.4送风量 (1)3.5冷却装置 (1)3.6带风机的冷凝器 (1)3.7制冷系统 (1)3.8制冷装置 (1)3.9干燥剂 (2)3.10贮液干燥器 (2)3.11额定制冷量 (2)3.12风机 (2)4 技术要求 (2)4.1计算思路 (2)4.2发动机与压缩机匹配计算 (2)4.3发动机与压缩机匹配计算 (5)4.4发动机与压缩机匹配计算 (8)空调系统匹配分析规范1 范围本标准规定了空调系统匹配分析的基本要求。

2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范。

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QC/T 720-2004 汽车空调术语QC/T 806—2008 汽车空调压缩机用电磁离合器技术条件GB/T 21360—2008 汽车空调用制冷剂压缩机QC/T 656-2000 汽车空调制冷装置性能要求QC/T 833—2010 汽车空调用压力安全阀技术条件QC/T 834—2010 汽车空调斜板式变排量压缩机总成技术条件GB/T 22068—2008 汽车空调用电动压缩机总成JB 4330-1986 制冷与空调设备噪声声功率级的测定工程法3 术语和定义3.1汽车空调系统由暖气装置、制冷装置、通风装置、空气净化装置和加湿装置中的一个或多个部件以及必要的控制部件等构成，用于调节乘员舱内空气的温度、湿度、洁净度，并使其以一定速度在乘员舱内定向流动和分配，从而给驾驶员和乘客提供舒适的环境及新鲜的空气的系统。

额定制冷量。

3.2环境温度除本标准有特殊规定外，试验的环境温度一般为10℃～35℃。

3.3制冷剂制冷剂选用HFC-134a，根据设计要求选用相应的润滑油。

3.4送风量测量制冷量时通过蒸发器的送风量。

3.5冷却装置由蒸发器和风机组成，或由风机、蒸发器及加热器组成的装置。

3.6带风机的冷凝器由冷凝器和风机（包括护风圈）组成的装置。

3.7制冷系统用于降低车厢内温度的制冷装置及其配套设备的总称。

3.8制冷装置由压缩机、冷凝器、贮液干燥器或液气分离器、节流元件、蒸发器、制冷剂管路等构成，将车室内的热量传递给室外环境的装置。

3.9干燥剂用于收集和容纳水分的固体吸附剂，在制冷循环中，干燥剂应与制冷剂、冷冻润滑油相容。

3.10贮液干燥器贮液干燥器是一种装有干燥剂、过滤器等，用于收集循环于系统中的制冷剂中所含过量的水分并贮存高压液态制冷剂的容器。

3.11额定制冷量空调装置在规定的试验条件和试验设备下运行.达到稳定状态时，单位时间内蒸发器从空气中吸收的热量。

3.12风机由电机、风叶和外壳组成的空气驱动组件。

4 技术要求4.1 计算思路通过热力计算，了解所选的压缩机制冷能力是否与系统匹配、压缩机传动比是否合适，所需消耗功率是否与发动机功率相配、系统需配备多大换热量的冷凝器。

先算出与压缩机制冷能力相匹配的冷凝器换热量，再分析要达到设计要求的制冷量应配备多大的冷凝器。

4.2 KL-F119发动机与KF-JD10压缩机匹配计算4.2.1计算条件1)D52是4门9座乘用车，车厢容积约为V≈6.23m3。

确定采用建设KF-JD10压缩机，其皮带轮直径为110mm。

从建设KF-JD10压缩机特性参数上查得：p排 = 1.5 MpaGP吸 = 0.3MpaG蒸发器过热度10℃冷凝器过冷度5℃2)计算将符合国家标准 QC/T656-2000, QC/T657-2000, QC/T658-2000 的规定。

综合分析，确定匹配计算的工况条件为： 汽车行驶车速为40 km/h（汽车变速排档为第四档或第三档）。

3)根据车身热平衡计算，需配置的系统制冷能力应不小于6.45kw。

其设计工况是：气温 38℃太阳辐射强度 1000w/m2车速 40 km/h车内降温到28℃4) 不考虑制冷管路压力损失。

4.2.2 压缩机选型计算 1) 匹配参数计算2) 根据建设KF-JD10压缩机的性能曲线，查得：压缩机转速 n = 3000rpm 时，压缩机功耗 Ne = 3.4kw，制冷能力 Q ０ = 6.788kw4.2.3 压缩机选用结论压缩机功耗占发动机输出功率 ≤3.4/24.4≈14％，此功耗比例是允许的，可以匹配。

4.2.4 热力计算1) 确定基本制冷循环压焓图中各状态点参数 A. 由建设KF-JD10压缩机特性参数上可得：蒸发温度0.67℃ 蒸发压力 0.3MpaG 冷凝温度55.2℃ 冷凝压力1.45 MpaG 蒸发器过热度10℃ 冷凝器过冷度5℃ 通过参数可得制冷循环压焓图项目单位 数值 压缩机皮带轮直径 mm 110发动机皮带轮直径 mm 130 发动机/压缩机传动比 1.17 汽车行驶速度 Km/h 40 主减速比 3.91 车轮滚动半径 m 0.312 三档变速器速比 1.792 发动机转速（三档） rpm 2383压缩机转速 rpm 2786 四档变速器速比 1.226 发动机转速（四档） rpm 1630 压缩机转速 rpm 1906 压缩机平均转速rpm 2346 KL-F119发动机3档时40km/h 的输出功率Kw24.4制冷循环压焓图B. 基本制冷循环压焓图中各状态点参数表2) 单位制冷量q 0q 0 ＝ h 1′－h 5＝ 403-271 = 132 kj/kg3) 压缩机实际排气质量流量GG ＝ Q ０ / q 0＝( 6.788/132)×3600 ＝ 185kg/h4) 冷凝器换热能力Q kQ k = G×(h 2- h 4)= 185×(428-271)状态点 温度t（℃） 压力p (MpaA) 焓h(kj/kg)1 0.67 0.3 397 1′ 10.67 0.3 4032 70.85 1.45 4283 55.2 1.45 424 4 50.2 1.45 271 5 0.67 0.32711321′45= 29045kj/h= 29045×2.78×10-4kw= 8.1kw5)制冷系数εε = Q０ / Ne= 6.788/3.4= 2.06)换热器负荷比Q０ : Q k = 6.788: 8.1= 1 : 1.24.2.5匹配分析1)发动机与空调压缩机传动比为 1.17，发动机转速为2600转左右时，压缩机转速为3000rpm，建设KF-JD10压缩机最大可匹配6.788kw制冷量的系统，根据车身热平衡计算结果，本车制冷系统的制冷能力在6.45kw左右，因此建设KF-JD10压缩机在转速为3000转时制冷能力理论上能够满足本车需要。

2)计算所得换热器负荷比为1 : 1.2，由于计算时对于工质流动阻力、外表面污垢热阻等因素是忽略不计的，考虑到这些因素，汽车空调上一般换热器负荷比选1:1.8 ～1:2左右，即冷凝器换热能力应在12.2kw～13.6kw左右。

4.3C191-WY发动机与KF-JD10压缩机匹配计算4.3.1计算条件1)D52是4门9座乘用车，车厢容积约为V≈6.23m3。

根据现有选型资料采用建设KF-JD10压缩机，其皮带轮直径为100mm。

从建设KF-JD10压缩机参数上查得：p排 = 1.47 MpaG，P吸 = 0.2MpaG，蒸发器过热度10℃，冷凝器过冷度5℃2)计算将符合国家标准 QC/T656-2000, QC/T657-2000, QC/T658-2000 的规定。

综合分析，确定匹配计算的工况条件为： 汽车行驶车速为40 km/h（汽车变速排档为第四档或第三档）。

3)根据车身热平衡计算，需配置的系统制冷能力应不小于6.45 kw。

其设计工况是：气温 38℃太阳辐射强度 1000w/m2车速 40 km/h车内降温到28℃4) 不考虑制冷管路压力损失。

4.3.2 压缩机选型计算 1) 匹配参数计算2) 根据建设KF-JD10压缩机的性能曲线，查得：压缩机转速 n = 3000rpm 时，压缩机功耗 Ne =3.4kw， 制冷能力 Q ０ = 6.788kw3) 压缩机选用结论：压缩机功耗占发动机输出功率 ≤3.4/24.5≈13.8％，此功耗比例是允许的，可以匹配。

4.3.3 热力计算1) 确定基本制冷循环压焓图中各状态点参数 A. 由建设KF-JD10压缩机特性参数上可得：蒸发温度0.67℃， 蒸发压力 0.3MpaG， 冷凝温度55.2℃， 冷凝压力1.45 MpaG， 蒸发器过热度10℃， 冷凝器过冷度5℃ 通过参数可得制冷循环压焓图项目单位 数值 压缩机皮带轮直径 mm 100 发动机皮带轮直径 mm 117 发动机/压缩机传动比 1.17 汽车行驶速度 Km/h 40 主减速比 5.125 车轮滚动半径 m 0.312 三档变速器速比 1.339 发动机转速（三档） rpm 2334 压缩机转速 rpm 2730 四档变速器速比 1 发动机转速（四档） rpm 1743 压缩机转速 rpm 2039 压缩机平均转速rpm 2385 C191-WY 发动机3档时40km/h 的输出功率Kw24.5制冷循环压焓图B. 基本制冷循环压焓图中各状态点参数表2) 单位制冷量q 0q 0 ＝ h 1′－h 5＝ 403-271 = 132 kj/kg3) 压缩机实际排气质量流量GG ＝ Q ０ / q 0＝( 6.788/132)×3600 ＝ 185kg/h4) 冷凝器换热能力Q kQ k = G×(h 2- h 4)= 185×(428-271)状态点 温度t（℃）压力p (MpaA)焓h(kj/kg)1 0.67 0.3 397 1′ 10.67 0.3 4032 70.85 1.45 4283 55.2 1.45 424 4 50.2 1.45 271 50.670.327113 21′45= 29045kj/h= 29045×2.78×10-4 kw= 8.1kw 5)制冷系数εε = Q０/ Ne= 6.788/3.4= 2.06)换热器负荷比Q０ : Qk= 6.788: 8.1= 1 : 1.24.3.4匹配分析1)发动机与空调压缩机传动比为 1.17，发动机转速为2500转左右时，压缩机转速为3000rpm，建设KF-JD10压缩机最大可匹配6.788kw制冷量的系统，根据车身热平衡计算结果，本车制冷系统的制冷能力在6.45kw左右，因此建设KF-JD10压缩机在转速为3000转时制冷能力理论上能够满足本车需要。

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空调器制冷系统匹配方法

空调器制冷系统匹配方法

空调制冷系统匹配基础知识培训提纲1．制冷循环、热泵循环的工作原理2．毛细管、注气量变化对制冷系统各点温度的影响3．风量变化对制冷系统的影响4．制冷系统中制冷剂的分布5．制冷系统设计匹配的类比法从设计机型与母本机型的差异来确定样机的方案，估计设计样机的水平。

6．空调器系统设计匹配的一般要求和对策1．制冷循环、热泵循环的工作原理（红色为高温高压区，兰色为低温低压区）2．毛细管、注气量变化对制冷系统各点温度的影响加长毛细管，吸气、排气上升、冷凝器中部上升、蒸发器出口上升；冷凝器出口下降、蒸发器进口下降。

减短毛细管，吸气、排气下降、冷凝器中部下降、蒸发器出口下降；冷凝器出口上升、蒸发器进口上升。

增加注气量，吸气、排气下降，冷凝器出口下降，蒸发器出口下降；冷凝器中部上升，蒸发器进口上升。

减少注气量，吸气、排气上升，冷凝器出口上升，蒸发器出口上升；冷凝器中部下降，蒸发器进口下降。

3．风量变化对制冷系统的影响蒸发器侧风量增加，冷量增大，功率升高，蒸发器出口，吸气、排气温度上升冷凝器侧风量增加，冷量增大，功率降低，冷凝器出口，吸气、排气温度降低4．制冷系统中制冷剂的分布典型的系统，室内换热器约为室外的一半。

制冷状态制冷剂约70%在室外换热器，室内换热器约10%，压缩机、管道15%；制热状态室内约50%，室外换热器约35%，压缩机、管道约15%5．制冷系统设计匹配的类比法从设计机型与母本机型的差异来确定样机的方案，估计设计样机的水平。

与母本机换热器的对比可以用来确定初始注气量，毛细管长度直径，变频压缩机的频率附：空调器系统设计匹配的一般要求和对策注：文中压力是针对R22制冷剂而言，对于R410A和R407C需根据制冷剂性质相应调整，温度值对其它制冷剂也适用。

这份程序书是针对一般情况而言，因为中国国内空调公司及机种的不同，对于以下数据仅做参考。

压缩机选定标准空调能力=压缩机规格能力值×90%空调功率=压缩机规格功率1．制冷冷凝器=室外热交换器蒸发器=室内热交换器吸气=压缩机的入口配管1）性能.....GB标准条件(室内:干球温度27℃,湿球温度19℃；室外:干球温度35℃,湿球温度24℃)如果能接近以下”目标”值是最好的匹配.对策中有冷媒追加的内容,但从可靠性的观点出发,此方法尽量避免(仅作为最后手段)A.排气温度目标值是[70℃-85℃]对策:高于目标值,毛细管减短,追加冷媒低于目标值,毛细管加长,放冷媒B.冷凝器中部温度是45℃-50℃,冷凝器出口温度与中部温度差-5℃--10℃左右的目标值,但因室外温度是35℃,冷凝器出口温度最低为37℃-38℃(若接近35℃,冷凝器无法进行热交换)对策:高于目标值,毛细管减短,室外风量增加,冷凝器加大低于目标值,毛细管加长,追加冷媒C.蒸发器中部温度及出口温度约为7℃-12℃为目标,但是如果中部温度与出口温度差过大(如中部=8℃,出口=15℃,蒸发器没有有效使用,能力降低)对策:高于目标值,毛细管减短,追加冷媒低于目标值,毛细管加长,室内风量增加,蒸发器加大D.吸气温度是与蒸发器出口温度相同,可相差1℃-2℃,若蒸发器出口温度过高(如出口=10℃,吸气=20℃)是排气温度上升的原因,反之蒸发器出口温度过低(如出口=10℃,吸气=5℃)是排气温度低的原因,这是因为冷媒在蒸发器中没有充分蒸发,能力不足.对策:高于目标值,毛细管减短,追加冷媒低于目标值,毛细管加长,放冷媒2） 超负荷...GB最大运行(室内:干球温度32℃,湿球温度23℃室外:干球温度43℃,湿球温度26℃)A. 定额运转电压在（50HZ，220V）±10%可以运转对策：不能运转时（IOL动作时）提高室外风量，另外冷媒增多，压缩机负荷增大,如果有可能可减少冷媒*各公司为了控制室外噪音，尽可能把风量设定低些。

某车型热管理系统匹配分析研究

某车型热管理系统匹配分析研究

某车型热管理系统匹配分析研究热管理系统是现代汽车中非常重要的一个部分，主要功能是调节发动机温度，保持发动机工作在最佳温度范围内。

同时，热管理系统还负责调节车辆内部温度，以提供乘坐舒适性。

针对特定车型的热管理系统进行匹配分析研究，可以帮助优化系统设计，提高车辆性能和燃油经济性。

本文将对车型热管理系统匹配分析研究进行探讨。

首先，进行热管理系统匹配分析研究的前提是对该车型的热负荷进行准确的估计。

热负荷是指车辆运行时各个组成部分的热量产生和损失情况，包括发动机、传动系统、冷却系统、空调系统等。

通过对车辆的功率需求、工况和环境条件等因素进行综合分析，可以确定车辆在不同工况下的热负荷。

其次，进行热管理系统匹配分析研究的关键是确定系统的结构和组成部分。

热管理系统通常由发动机冷却系统、发动机加热系统、空调系统和辅助冷却系统等组成。

根据车辆的热负荷和工作条件，可以选择适当的散热器、水泵、风扇、热交换器、温控阀等元器件，并确定它们之间的配套关系和控制策略。

此外，进行热管理系统匹配分析研究还需考虑系统的协同工作和能耗优化问题。

热管理系统中的各个组成部分需要协同工作，相互之间存在一定的影响和耦合。

例如，发动机冷却系统需要向散热器提供冷却液，而这些冷却液的温度又会受到发动机加热系统的影响。

通过研究系统的协同工作规律，可以优化系统的性能，提高能源利用率。

在进行热管理系统匹配分析研究时，还需考虑涉及到的各种技术和材料的选择。

例如，散热器的材料选择将影响散热器的传热性能和耐腐蚀性能；风扇的选择将影响散热器的风量和噪音。

此外，还需考虑节能技术的应用，例如采用可变风量系统来减少风扇的功耗，降低能源消耗。

最后，对车型热管理系统匹配分析研究的结果进行验证和优化。

通过实际测试和数据采集，可以验证研究结果的准确性，并根据实际情况对系统的设计进行优化。

例如，在系统中加入一些控制算法和传感器，以提高系统的响应速度和稳定性。

综上所述，对车型热管理系统进行匹配分析研究，需要对热负荷进行准确估计，确定系统的结构和组成部分，考虑系统的协同工作和能耗优化问题，选择适当的技术和材料，并对研究结果进行验证和优化。

带回热器的空调系统仿真分析研究

带回热器的空调系统仿真分析研究

0引言在炎热的夏季，汽车空调制冷系统开启后，会提高汽车发动机能耗、整车油耗及用户用车成本。

在实现同等性能的前提下，与不带回热器的空调系统相比，带回热器的空调系统可以降低压缩机的负荷，进而降低发动机的输出功率及用户用车成本。

因此，研究带回热器和不带回热器的空调系统的差异具有重要的现实和应用意义。

钱锐等［1］的研究结果表明：经过合理匹配的带回热器的空调系统可以使空调系统出风口平均温度比原系统降低约1.5℃，在获得同样的系统制冷性能的情况下，系统能耗可以降低约10%。

严诗杰等［2］的试验研究结果表明：在特定工况下，回热器可使汽车空调系统蒸发器制冷量及系统效率COP 分别提高14.7%和20%。

吴龙兵等［3］的研究结果表明：配置回热器的空调系统性能可提升约4%。

随着计算机硬件性能的提升和软件技术的发展，仿真应用开始成为空调系统开发阶段用于性能验证和优化的主要手段，并且在降低研发成本、缩短开发周期方面具有很大的优势［4］。

本文采用KULI软件（车辆系统级热平衡匹配软件）对某乘用车空调系统进行仿真建模和分析，并在系统中引入回热器，分析回热器在不同工况下对制冷系统的作用。

1仿真模型的建立根据空调元件的特点和布置方式，建立空调系统一维模型。

模型中内侧（制冷剂侧，如图1所示）流动元件包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、回热器。

外侧流动元件包括冷凝器和蒸发器，以及各自的温度源、湿度源、流量源；空气侧设置2条回路，第一条回路为冷凝器空气回路，第二条为蒸发器空气回路，需要分别设置空气通过冷凝器和蒸发器的入口温度、湿度以及风量。

图1空调系统制冷剂侧计算模型2零部件一维模型参数设置2.1蒸发器参数设置在空调系统中，换热器主要包括吸热部件蒸发器和放热部件冷凝器，分别位于系统的高压侧和低压侧，同时其工作原理和工作条件也不同。

其中，蒸发器的作用是通过管道中的低温低压两相状态制冷剂，吸收空调箱鼓风机通风空气中的热量，制冷剂吸热后变为具有一定过热度的饱和蒸汽，同时空调箱带回热器的空调系统仿真分析研究刘晓宇（东风柳州汽车有限公司，广西柳州545005）摘要：文章利用仿真分析软件建立了一套空调系统仿真模型，在采用HFC-134a制冷剂的基础上增加回热器模型，分析不同工况下增加回热器后对系统制冷量、压缩机功耗的影响，为回热器在HFC-134a汽车空调系统中实现更好的应用提供工程应用依据。

汽车空调HVAC的温度线性分析

汽车空调HVAC的温度线性分析

汽车空调HVAC的温度线性分析
中国汽车行业在近10年内发展势头迅猛,随着汽车工业水准的不断提升,人们对乘员舱内的舒适性要求随之也越来越苛求。

汽车空调可以调节车内空气的温度、湿度,改善车内空气的流动,并且能提高乘员舱空气的清洁度。

所以汽车空调作为调节乘员舱舒适性的重要的汽车组成系统之一,也越来越受到汽车厂商和研究学者的关注。

HVAC又称为汽车空调总成系统,主要包括蒸发器、暖风芯体、鼓风机等部件。

汽车空调出风口的空气温度线性是汽车乘员舱舒适性中关键的一项指标,这项指标能明确断定该汽车空调系统是否能有效、精确的调控乘员舱内的温度分布。

所以汽车空调出风口的温度线性就有了很大的研究价值。

本课题根据重庆某企业提供的5个汽车空调的三维模型图和性能指标,利用计算机服务器和CFD仿真软件,本文主要研究了以下三个方面:一、对5个汽车空调的HVAC总成模型进行CFD模拟,得到每个模型内部的流场域内的温度分布;二、根据FULENT里得到的仿真模拟数据,分析各个空调HVAC总成的内温度场的特性,最终得到每个模型出风口的温度线性,并且针对每个空调模型的出风口的温度线性进行分析;三、根据得出的每个空调模型的仿真模拟数据的分析,选出当前具有最优温度线性的空调模型,并且进行深入的空调HVAC总成内的温度场分析,最终提出了两套优化方案,根据优化方案修改空调模型并再进一步进行仿真计算,将得到的优化方案的模拟结果与原模型的模拟结果进行对比,择出最优方案并且计算得到优化过后的温度线性。

最终创新型的设计出了一种在汽车空调冷、热风道上的均风板,能大幅度优化汽车空调出风口的温度线性。