替代工質(zhì)HFC134a在汽車空調(diào)上應(yīng)用

運用制冷系統(tǒng)熱動力學(xué)的觀點和系統(tǒng)參數(shù)動態(tài)分布相互關(guān)聯(lián)的方法建立汽車空調(diào)系統(tǒng)動態(tài)仿真，利用優(yōu)化計算方法結(jié)合系統(tǒng)動態(tài)仿真技術(shù)，對空調(diào)系統(tǒng)的兩個優(yōu)化目標即最佳平均能效比和最佳降溫速度分別進行了單目標優(yōu)化計算。

本文從部件的數(shù)學(xué)模型出發(fā)，根據(jù)參數(shù)間定量耦合的觀點，建立了包括車廂體在內(nèi)的汽車空調(diào)系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型。以動態(tài)仿真為研究手段，對充注ｈｆｃ１３４ａ的ｓａｎｔａｎａ轎車空調(diào)系統(tǒng)進行了仿真計算，計算值與實驗值吻合較好，仿真方法可靠，可以作為汽車空調(diào)系統(tǒng)最優(yōu)控制和優(yōu)化設(shè)計的依據(jù)；在設(shè)計適合ｈｆｃ１３４ａ的新系統(tǒng)時，可縮短研制周期，減少反復(fù)試驗造成的浪費。

運用優(yōu)化計算方法結(jié)合系統(tǒng)動態(tài)仿真技術(shù)，在單目標優(yōu)化的基礎(chǔ)上，對ｈｆｃ１３４ａ汽車空調(diào)系統(tǒng)進行了多目標優(yōu)化計算。

運用制冷系統(tǒng)熱動力學(xué)觀點和動態(tài)分布參數(shù)方法，對ｈｆｃ１３４ａ車用空調(diào)冷凝器建立了動態(tài)分布參數(shù)模型，并考慮ｈｆｃ１３４ａ的傳熱和壓降特性。運用冷凝器數(shù)學(xué)模型預(yù)測了ｈｆｃ１３４ａ冷凝器的變工況運行性能，并進行了相應(yīng)的同工況試驗驗證。計算及試驗結(jié)果表明結(jié)果符合較好，為ｈｆｃ１３４ａ替代ｒ１２應(yīng)用到新的汽車空調(diào)系統(tǒng)中提供了基礎(chǔ)試驗數(shù)據(jù)和理論分析依據(jù)。

一、引言汽車空調(diào)不同于一般的建筑用、商業(yè)用和家用空調(diào)。它的特點是工作處于動態(tài)中,使用條件較惡劣,負荷變動大,機械振動劇烈,一般由汽車主發(fā)動機來驅(qū)動壓縮機,動力經(jīng)皮帶傳動至帶軸封的開啟式壓縮機。風冷冷凝器位于發(fā)動機附近,其周圍

3) |一 镢鋸害／ff hfc一134。在汽車空調(diào)中替代研究概況(一) 一 、引言 上海機械學(xué)院向文羊蔣能照 u獸 汽車空調(diào)不同于一般的建筑用、商業(yè) 用和家用空調(diào)。它的特點是工作處于動態(tài) 中，使用條件較惡劣，負荷變動大，機械振 動劇烈，一般由汽車主發(fā)動機來驅(qū)動壓鰭 機，動力經(jīng)皮帶傳動至帶軸封的開啟式壓 縮機風冷冷凝器位于發(fā)動機附近．其周圍 空氣溫度可高達5oc，捌冷荊的冷凝溫度 可達60～8o℃為了避免過高的拎凝壓力 和低壓側(cè)的真空操作，又要使采用的制冷 劑能具有優(yōu)良的熱力學(xué)性能，因此自l953 年空調(diào)進入汽車工業(yè)以來，經(jīng)過幾十年的 發(fā)展和應(yīng)用，實踐證明．cfc—l2幾乎是 所有汽車空調(diào)甩的最佳捌冷劑。在國外，汽 車空調(diào)也是cfc一12各種用途中的最主 要市場。據(jù)文獻】，l987年投放世界市場

本文運用制冷系統(tǒng)熱動力學(xué)觀點和動態(tài)分布參數(shù)方法,對hfc134a車用空調(diào)冷凝器建立了動態(tài)分布參數(shù)模型,并考慮hfc134a的傳熱和壓降特性。運用冷凝器數(shù)學(xué)模型預(yù)測了hfc134a冷凝器的變工況運行性能。并進行了相應(yīng)的同工況試驗驗證。計算及試驗結(jié)果表明,運用本文所提出的模型進行計算與實驗結(jié)果符合較好,為hfc134a替代r12應(yīng)用到新的汽車空調(diào)系統(tǒng)中提供基礎(chǔ)試驗數(shù)據(jù)和理論分析依據(jù)。

五、制冷性能、及其改進措施hfc—134a和cfc—12的制冷性能比較已有不少報道,其大部分測試是在為cfc—12設(shè)計的車輛中進行的。由于獲得了hfc—134a更多的數(shù)據(jù),可以改進設(shè)計,在這些測試中得出的不足之處可能會得到減少或消除。

提出探討了一種有希望替代ｈｃｆｃ２２的三元混合工質(zhì)－ｈｆｃ３２－ｈｆｃ１４３ａ／ｈｆｃ１３４ａ。理論制冷循環(huán)和水合性能分析表明：在推薦組成下該物系的熱力學(xué)性質(zhì)與ｈｃｆｃ２２基本相當，理論制冷循環(huán)ｃｏｐ和容積制冷量均力優(yōu)于ｈｃｆｃ２２，在空調(diào)循環(huán)蒸發(fā)工況下能夠形成氣體水合物。

保有汽車的空調(diào)系統(tǒng)大多采用ｃｆｇ－１２制冷劑，若改用ｈｆｃ－１３４ａ制冷劑系統(tǒng)將面臨很多困難．ｈｃｆｃ－２２／ｈｆｇ－１５２ａ的混合制冷劑同原ｃｆｃ－１２制冷系統(tǒng)相容，又符合ｃｆｃ替代的國際協(xié)議的規(guī)定，本文對ｈｃｆｃ－２２／ｈｆｃ－１５２ａ為制冷劑的汽車空調(diào)的性能進行了分析，并與ｃｆｃ－１２、ｈｆｃ－１３４ａ系統(tǒng)進行了對比。ｈｃｆｃ－２２／ｈｆｃ－１５２ａ混合制冷劑可作為過渡替代工質(zhì)，在保有的汽車空調(diào)系統(tǒng)中可以直接替代ｃｆｃ－１２。

研究了二元混合制冷劑hfc32/hfc134a的最佳混合比及其在空調(diào)器中的應(yīng)用前景。

介紹了汽車空調(diào)系統(tǒng)hfc134a替代cfc12的情況，分別對壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流元件以及適合于hfc134a的新型材料的發(fā)展現(xiàn)狀做了詳盡的闡述。

研究了二元混合制冷劑hfc32/hfc134a的最佳混合比及其在空調(diào)器中的應(yīng)用前景。

介紹了汽車空調(diào)系統(tǒng)hfc134a替代cfc12的情況,分別對壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流元件以及適合于hfc134a的新型材料的發(fā)展現(xiàn)狀做了詳盡的闡述。

汽車作為人類文明歷史發(fā)展的里程碑,從1886年在德國誕生到現(xiàn)在,僅百年間已風靡世界。據(jù)《國際資料中心》資料介紹,1990年世界汽車銷售量已達4930萬輛,其中轎車3550萬輛。由于汽車空調(diào)的優(yōu)越性,它不僅是人們生活水平提高及豪華的標志,而且成為提高汽車

多年來,汽車空調(diào)系統(tǒng)都使用制冷劑cfc-12。在各種可用的制冷劑中,它具有抗高壓和抗高溫能力,不會變質(zhì)和分解,對人體的安全系數(shù)最高。但cfc-12對大氣中的臭氧造成破壞,影響地球環(huán)境。據(jù)測定散逸進入大氣的cfc-12中,30％是來自汽車空調(diào)系統(tǒng),故從環(huán)保的角度來看,cfc-12不適宜作為汽車空調(diào)制冷劑,逐漸被hfc-134a所代替。hfc-134a與cfc-12有許多相同

介紹了sf-81型汽車空調(diào)制冷裝置采用hfc134a替代cfc12的大量試驗研究結(jié)果。研究表明該制冷裝置在泵結(jié)構(gòu)改動不大的情況下,用hfc134a替代cfc12是可行的。

20世紀90年代以前的轎車空調(diào)制冷系統(tǒng)都采用cfc-12作為制冷劑。70年代,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)含氯的氟利昂破壞大氣的臭氧層。1987年部分國家的政府簽訂了“關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書”,cfc-12被列為禁用物質(zhì)之一?，F(xiàn)在,汽車制造業(yè)均已開始向不含氯的替代物hfc-134a過渡。由于缺乏正確的科普宣傳和冰箱行業(yè)的所謂“無氟”冰箱廣告的誤導(dǎo),使大家誤以為所有的氟利昂類化學(xué)物質(zhì)或者氟利昂中的氟元素都破壞大氣

介紹tsf-81型汽車空調(diào)制冷裝置采用hfc134a替代cfc12的大量試驗研究結(jié)果。研究表明該制冷裝置在原結(jié)構(gòu)改動不大的情況下，用hfc134a替代cfc12是可行的。

利用汽車空調(diào)系統(tǒng)臺架試驗,研究了回熱器在不同車速和模式下對hfc134a汽車空調(diào)系統(tǒng)性能的影響,并在環(huán)境模擬試驗中測試了回熱器對汽車整車性能的影響。臺架試驗結(jié)果表明,在惡劣工況下,回熱器可使空調(diào)系統(tǒng)制冷量及cop分別提高14.7%和20%。環(huán)境模擬試驗表明,整車運行約45min后,回熱器系統(tǒng)出風口平均溫度比原系統(tǒng)降低約1.5℃。

汽車空調(diào)用的cfc工質(zhì)對臭氧層有破壞作用,因此對cfc工質(zhì)的替代勢在必行.hfc134a和hfc407c工質(zhì)因其不損害臭氧層,并且在生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟方面都是可行的,正在汽車空調(diào)中推廣.

本文介紹上海桑塔納2000轎車hfc134a空調(diào)系統(tǒng),對其設(shè)計開發(fā)依據(jù),空調(diào)系統(tǒng)有關(guān)總成(蒸發(fā)廂總成、壓縮機總成,冷凝器總成、貯液器總成及空調(diào)軟管、o型密封圈)的改進作了簡要分析和介紹,最后給出了上海桑塔納2000轎車與桑塔納b2環(huán)境模擬試驗與實車道路試驗對比結(jié)果。