汽車空調熱泵系統(tǒng)可行性分析報告(編輯修改稿)
2025-08-31 03:02 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ettersen首先提出了CO2跨臨界循環(huán)的概念，再次引起了全世界對CO2的興趣。 車用CO2熱泵空調系統(tǒng)近年來的研究表明，CO2作為替代汽車空調制冷劑R134a的制冷劑是完全可行。CO2熱泵系統(tǒng)有比R134a更大的優(yōu)勢，因為其在低溫下也能達到較高的加熱能力和COP，并且能夠提供給車室的空氣溫度很高。首次CO2熱泵實驗是通過反向運行一個汽車空調原型系統(tǒng)而得到[1315]。在簡單實驗的基礎上，圖4給出了CO2汽車空調熱泵運行的一些基本特征：汽車在低溫下剛啟動時，熱泵制熱能力為最高；由于高熱泵系數(shù)的緣故，能力至少是電加熱器或阻尼加熱器所得熱量的三倍；當汽車變暖和從發(fā)動機冷卻水來的熱量變得可用時，在更高的溫升下，壓縮機容積效率和等熵壓縮效率的下降的緣故，熱泵制熱能力和效率（制熱性能因子，HPF）緩慢地下降。圖4 不同室內(nèi)溫度下的CO2熱泵制熱性能 A4汽車的試驗數(shù)據(jù)，比較了基于發(fā)動機冷卻水作為熱源的標準暖風芯體加熱器和CO2熱泵系統(tǒng)。圖5給出了使用標準的暖風芯體和使用熱泵系統(tǒng)(無加熱器芯體)在足部出風溫度和車室內(nèi)溫度的對比。熱泵系統(tǒng)明顯升溫更快，從20℃到+20℃的升溫時間幾乎減少了50%。由于熱泵使用了發(fā)動機冷卻水作為熱源，這可能會延長發(fā)動機升溫時間，這對發(fā)動機來說可能帶來危險。測量顯示由于由熱泵壓縮機所產(chǎn)生的對發(fā)動機的附加負荷，當熱量被從冷卻回路吸走時，升溫時間實際上略有下降。圖5 Audi A4測試車中測量溫度對比(有暖風芯體和熱泵系統(tǒng)對比)同前述的熱泵系統(tǒng)一樣，CO2熱泵系統(tǒng)依然要面對在低溫下蒸發(fā)器除霜的問題。另一方面，由于熱泵系統(tǒng)能夠“即時供熱”且CO2熱泵系統(tǒng)能夠提供更多熱量的特性，能夠為車室提供更復雜的氣候控制系統(tǒng)，同時與全新動力汽車發(fā)展和環(huán)保性能的要求相適應，使得越來越多的機構來研究與開發(fā)CO2熱泵系統(tǒng)。 CO2的三角循環(huán)系統(tǒng)圖6 (a) CO2三角循環(huán)系統(tǒng)圖圖6 (b) CO2三角循環(huán)壓焓圖為了能夠在冬季工況下為現(xiàn)有高效率汽車提供足夠的熱量，Hager和Anzenberger提出了一種全新的CO2循環(huán)概念，即如圖6 (a)所示的CO2三角循環(huán)。在該系統(tǒng)中，經(jīng)壓縮機壓縮的高壓高溫CO2蒸汽通過換熱器將熱量傳遞給車室內(nèi)冷空氣，冷空氣加熱后直接進入車室內(nèi)。被冷卻的CO2制冷劑通過節(jié)流閥降壓，再通過氣液分離器，低溫低壓的CO2氣體進入壓縮機，從而周而復
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