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原文传递低温补气式热泵空调系统研究

论文题名：	低温补气式热泵空调系统研究
关键词：	电动汽车;补气式热泵空调系统;结构优化;数值模拟
摘要：	针对电动汽车在环境温度较低时系统制热能力较差的问题，采用补气式热泵空调系统进行制热是一种可行的解决方案。通过增加补气支路，增加压缩机中制冷剂质量流量，实现了更大制热量的目标。增加补气支路使整个热泵系统变得更加复杂，控制变得更加困难，但由于带经济器的补气式热泵空调系统具有相对更高的稳定性，从而受到更多的青睐。　　本文对带经济器补气式热泵空调系统进行参数化建模，主要针对环境温度较低工况下的补气式热泵空调系统性能进行研究。设计并建立补气式热泵空调一维性能仿真分析平台，用于快速分析不同工况及参数对系统性能的影响。　　首先，对带经济器补气式热泵空调系统中主要部件建立相应的一维仿真模型，包括补气式涡旋压缩机、微通道平行流冷凝器以及经济器模型等，并对微通道平行流冷凝器及蒸发器模型进行准确性验证，验证误差小于10%。　　其次，利用三维建模软件对经济器等比例建模，采用三维数值模拟的方式对其进行多物理场分析。基于原始结构中的几何特征，探究了不同结构尺寸的波纹宽度、波纹高度以及冲压角度对经济器换热性能以及流阻特性的影响程度及规律。对不同结构因素建立正交试验，试验结果表明各因素影响程度为波纹高度＞波纹宽度＞冲压角度，并得到最佳经济器单片板结构参数，即波纹高度为1mm、波纹宽度为2.48mm以及冲压角度为48°。优化后的单片板结构，在保证了热流量的前提下，使换热介质的流阻下降了39.2%。　　最后，基于主要部件的仿真模型，建立了带经济器补气式热泵空调系统性能一维仿真分析平台，验证最大误差小于12%，并利用该平台进行了补气系统的多工况性能分析，研究了补气压力以及经济器换热量对系统的性能影响。
作者：	刘剑桥
专业：	动力工程及工程热物理
导师：	李明
授予学位：	硕士
授予学位单位：	吉林大学
学位年度：	2022