冰蓄冷空调在汽车上的应用

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1、并联冰蓄冷空调在汽车上的应用济南铁道职业技术学院张少飞摘要：本文分析了汽车空调采用冰蓄冷技术的优点：降低油耗并且可以满足制冷负荷增大时的舒适性，并对其与汽车运行工况的匹配控制作了探讨关键词：冰蓄冷空调;汽车;应用shunt-woundice-storageairconditiongapplicationonthecarAbstract:analyzetheexcellenceofapplicationofice-storageairconditiononthecar:reducingtheoilconsumeandmakingitmorecomfortablewhenthe

2、loadofairconditionincrease;discussthecontrolofice-storagesystemwhichmakeitmorematchingtotheenginerunningcondition.keywords:ice-storageairconditiong;car;application人工制冷的蓄冷空调大约出现在1930年前后，最初用于影剧院、教堂、乳品加工厂等短时间使用降温、负荷集中的场所，采用冰来取冷水或冰蓄冷供冷方式，自七十年代能源危机以来，各国政府都十分重视新能源的利用和节能技术的研发，因其独特的“削峰填谷”作用，在民用建筑领

3、域得到了广泛的应用①。所谓的削峰填谷，即在晚上用电低谷期，系统制冰蓄冷，而在白天用电高峰期，系统溶冰释冷，为空调系统提供冷量。通过这种方法，可以提高能源的利用率，缓解用电高峰期的用电紧张。汽车空调对于现代汽车已经成为必备装置，如果汽车内的温度和湿度过高，会引起人的身体的不适和精神的高度紧张，根据交通心理学理论，人处于较高的温度和湿度下，身体的主要反应为心跳频率加快，精神烦躁加重，会使人的视力、看事物的立体感和分辨能力变差，判断汽车和人的运动方向和速度的能力也大大降低，天气热，发生事故的次数明显上升。当人们处于21℃~23℃之间就感觉特别舒适，工作效率高，在空调下开车，不论遇

4、到什么危险，都能从不重要的信息中把重要的信息区别出来，对信息的处理时间也要比长时间处于高温下且精神烦躁的人短得多。大多数的空调压缩机都是由发动机直接提供动力，对于内燃机来说，在燃油消耗率方面同样也存在燃油消耗率的“峰”和“谷”：在内燃机怠速和频繁起停的工况下，其燃油消耗率会大于正常工况下的燃油消耗率，而且在发动机完全停机时，空调系统也会停止工作，也就是说在停车等候时，为了满足车内空调需要，仍然不能关闭发动机减少油耗。据资料统计，汽车空调能耗约占整个汽车能耗的5~9%，一般情况下，发动机在怠速工况下的油耗比正常工况下的油耗要高，而汽车在在北京、广州怠速工况要占整个工况的17%

5、左右，在上海高达30%。②对于普通的汽车空调来说，其工作情况与发动机的工况无关，只与汽车内的冷负荷变化有关，这样一来，如果发动机处于怠速工况下，而空调的负荷没有什么变化，但压缩机的油耗会随行驶路段的不同而变化。例如在堵车公路上行驶速度为2Km/h,压缩机的油耗换成百公里油耗为17L;而在高速公路上行驶速度为100Km/h,仅为百公里0.31L③。另外一种情况是在夏天长时间户外停车后启动，在空调压缩机满负荷工作的情况下，往往也无法在短时间内将车厢内的温度降下来，这个时候也会增大汽车发动机的油耗。考虑到以上因素，设想采用并联冰蓄冷式汽车空调，以更好的适应发动机的工况和车内冷负荷

6、变化，达到降耗节能的目的。其系统如图所示：1、压缩机2、冷凝器3、节流阀4、电子阀5、冰蓄冷器6、载冷剂循环泵7、释冷换热器8、蒸发器图1冰蓄冷空调系统示意图整个汽车空调系统的制冷部分分成I、II并联的两大部分，第一部分的制冷剂流程与工作原理与原系统相同：制冷剂蒸汽由压缩机排出，进入冷凝器冷凝，经节流装置进入蒸发器蒸发制冷。第二部分为冰蓄冷系统，制冷剂从节流阀出来后，经电子分配阀进入冰蓄冷器的蒸发盘管蒸发，吸收热量制冰，蒸发后的制冷剂蒸汽又回到压缩机。考虑到汽车的空间限制，尽量简化蓄冰槽的设计，可采用直接蒸发，并使用金属盘管，金属翅片，蓄冰热阻小，换热效率高。利用冷水做载冷

7、剂，实现低温送风，这样在同样的冷负荷下，可以相应的减少送风量，也降低风机的功耗。如果考虑把蒸发盘管和蓄冰槽做成可分离的，而可分离的蓄冰槽的容积、形状选择的合适，甚至可以考虑直接用家用电冰箱为蓄冰槽制冰，这样一来，如果汽车短途使用的话，就可以把空调系统的压缩机与发动机脱离，让压缩机停转，完全依靠II路系统溶冰满足车内冷负荷的需要。很显然，通过电制冷制冰，要比通过燃烧燃油的发动机带动压缩制冷系统制冰为用户省钱。并联冰蓄冷汽车空调系统的运行可以分为以下几个工况：1、经济工况制冰过程：在发动机在最佳工作状况（单位公里燃油消