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汽车空调生命周期气候性能评估模型
| 论文题名： | 汽车空调生命周期气候性能评估模型 |
| 关键词： | 汽车空调系统;生命周期气候性能;评估模型;制冷剂 |
| 摘要： | 目前人们对于汽车空调(MAC)的环保特性评价，还主要停留在制冷剂的GWP值方面，对使用该制冷剂后系统性能的变化关注较少。汽车空调系统的生产、运行、报废过程均会产生相应能耗，从而对环境造成影响。为此，国际上推出了最全面评价汽车空调系统的LCCP(Life Cycle Climate Performance，生命周期气候性能表现)指标，该指标分析了汽车空调系统生产、运输、运行、回收过程的每一个环节的环境影响。但是由于该评价指标包含方面广，需要的计算数据繁多且复杂，目前还没有一个被广泛接受的模型去计算LCCP值。 本文与美国SAE汽车热系统标准委员会合作，通过对构成LCCP指标的每个模块进行详细分析，依据汽车空调系统台架实验数据、整车及发动机性能等信息，建立起一个适用于全球范围内主要城市气候条件和行驶条件的LCCP模型。并利用LCCP模型对采用新型制冷剂和制冷技术的汽车空调系统进行实验研究，比较系统的环境性能优劣，为选择新制冷剂及汽车空调新技术的政策制定者提供决策依据。 本文的主要内容和成果如下： 一、综合分析了汽车空调系统组件材料的质量和类型,不同制冷剂的泄漏和大气分解产物,汽车空调系统运行台架性能系数(COP)和制冷量(Qe)，统计了全球主要城市的气候条件和行驶工况，空调系统在不同气候条件下的使用情况。 二、检索了TMY3，IWEC等13个数据库，建立起一个含有全球212个城市温度、湿度、太阳辐射等数据的气候数据库。利用Fanger热舒适模型，建立了依据PMV-PPD（Predicted Percent Dissatisfied，预测不满意度百分比）来计算空调开启率的方法。 三、依据Visual Studio软件建立适用于全球气候条件、多种车型、不同制冷剂的LCCP数学模型，经全球二十余家整车和空调系统企业试用，反映该模型界面友好、计算效率高，可全面并客观的分析汽车空调系统在生命周期内各环节的气候性能表现。 四、根据我国环保部战略布局，对R134a，R152a，50％R134a/50%R152a制冷剂系统进行了实验研究。利用模型定量分析采用不同制冷剂的汽车空调系统的LCCP值及其直接和间接部分的变化，以及不同的气候条件对于汽车空调系统LCCP的影响。结果显示，在中国、美国、欧洲地区，R152a和50% R134a/50% R152a系统LCCP值均低于R134a系统。且系统的间接排放在总排放中比例均远大于直接排放，汽车空调系统的能效相对于GWP值更为重要。 五、针对我国第四阶段燃油限值法规中导入汽车空调节能技术的要求，对外控式、内控式变排量压缩机、定排量压缩机进行了评估并与美国EPA（Environmental Protection Agency,美国环境总署）提供的实车数据值进行对比，列出了节能优化的技术。 该模型已作为全球标准，通过SAE进行推广。 |
| 作者： | 王子伟 |
| 专业： | 制冷与低温工程 |
| 导师： | 陈江平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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