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原文传递乘用车空调冷负荷计算及系统冷量校核模型研究

论文题名：	乘用车空调冷负荷计算及系统冷量校核模型研究
关键词：	汽车空调系统;冷负荷;温度预测模型;冷量校核
摘要：	汽车空调系统一方面影响乘员的热舒适，另一方面还严重影响着汽车的能耗。现如今，汽车冷负荷、空调系统制冷量已成为汽车制造商和研究者关注的重要问题。我国汽车行业现行的空调整车降温试验标准有两个，《汽车空调整车降温性能试验方法》和《汽车空调制冷系统性能道路试验方法》；而行业内对于汽车冷负荷的计算广泛使用的方法主要为乘员估算法和车型估算法等，均依靠设计人员经验估算。因此，合理准确的计算汽车冷负荷，确定空调系统制冷量十分必要。　　本文从汽车稳定工况的冷负荷、晒车及制冷降温过程汽车舱内热环境两个方面对国内外文献展开综述，发现对于汽车冷负荷计算及压缩机的冷量选型已有一些研究，且均集中在稳定工况。然而，在亚热带地区汽车暴晒后，需要极大的冷量对余热进行降温，而这部分负荷计算的研究还较为罕见。另外，现阶段汽车行业对于稳定工况的冷负荷和压缩机等空调设备的选型大多采用经验估算法，准确性受到一定的质疑。因此，本文提出针对稳定工况下借鉴建筑中冷负荷系数法来进行典型夏季日的逐时冷负荷计算，并用制冷降温过程舱内空气温度预测模型进行汽车空调系统的冷量校核，从而形成一套比较完整的确定汽车空调系统冷量的方法。　　首先，简要介绍了汽车空调系统，包括其空气输送模式、控制系统、制冷剂及系统组件。其次，对汽车稳定工况，借鉴建筑中冷负荷系数法对其逐时冷负荷计算进行了理论分析。接着，基于能量守恒定律对晒车及制冷降温过程进行理论分析，分别建立了晒车和汽车制冷降温过程舱内空气温度预测模型，由晒车时间可以得到制冷降温过程的初始条件，并由制冷降温过程舱内空气温度预测模型进行汽车空调系统的冷量校核。最后利用理论模型分析了北京、上海、广州、拉萨4座城市晒车和制冷降温过程的舱内空气温度变化过程。　　然后，分别设计了晒车实验和制冷降温实验，对汽车舱内热环境参数进行实验测试，详细介绍了实验内容，实验流程等。分析了晒车和制冷降温过程汽车舱热环境变化，发现晒车和制冷降温过程舱内空气温度变化满足指数函数，得到晒车过程汽车舱空气温度与晒车时间的线性回归方程和制冷降温过程舱内空气温度与制冷降温时间的线性回归方程，发现与本文提出的晒车及制冷降温过程舱内空气温度变化的理论模型一致。　　最后，编撰了汽车负荷计算软件，基于该软件对实验车型进行计算分析，详细介绍了冷负荷计算、系统冷量校核等过程。详细分析了汽车行驶方向和车速对冷负荷的影响，得出汽车行驶方向的影响并没有像建筑中朝向对房间的影响那么大；车速由于仅影响汽车外围护结构的对流换热系数而对其传热系数影响甚小，故而对汽车冷负荷的影响也可忽略不计。
作者：	王豪卓
专业：	土木水利
导师：	邹钺
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东华大学
学位年度：	2022