汽車廢熱驅(qū)動(dòng)噴射式制冷系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、汽車尾氣是導(dǎo)致霧霾天氣的重要原因之一，利用汽車廢熱驅(qū)動(dòng)噴射式制冷是一種新穎的汽車節(jié)能減排思路。通過(guò)制冷劑吸收汽車尾氣、水箱等廢熱驅(qū)動(dòng)噴射循環(huán)，利用制冷劑汽-液相變放熱和液-汽相變吸熱，完成汽車駕乘空間的溫度調(diào)節(jié)，無(wú)需額外消耗燃料，為能源循環(huán)利用開辟了一條新途徑。本文針對(duì)制約噴射式制冷發(fā)展的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題進(jìn)行研究，不僅具有重要的理論價(jià)值，而且對(duì)節(jié)能環(huán)保也具有重要意義。主要研究工作如下:
　　研制了基于熱管的噴射式制冷發(fā)生器，并建立了針

2、對(duì)廢熱多工況的面向控制的熱回收模型。首先通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析發(fā)動(dòng)機(jī)在不同模擬載荷下汽車廢熱的狀態(tài)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)了基于熱管的廢熱回收裝置，用作噴射式制冷發(fā)生器，同時(shí)提出一種對(duì)針對(duì)熱管換熱器的混合建模方法。通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分別驗(yàn)證了在不同工況下預(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確性，同時(shí)分析了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、不同熱管數(shù)量和排布對(duì)于熱回收效率的影響。根據(jù)研究?jī)?nèi)容得出汽車廢熱的可回收量和變化規(guī)律，為噴射式制冷平臺(tái)及其發(fā)生器設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　研究得出了噴射器粗

3、糙度影響其性能的規(guī)律，建立了考慮粗糙度、能量損失的校正噴射器一維模型。針對(duì)噴射器對(duì)摩擦敏感和一維建模中等熵效率值假設(shè)情況，通過(guò)CFD仿真，探究了噴射器各部件的粗糙度與噴射器性能的關(guān)系，同時(shí)確定了噴射器部件效率值及損失系數(shù)，提高了現(xiàn)階段一維理論模型的精度，為噴射式制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和控制提供依據(jù)。搭建了噴射器性能測(cè)試平臺(tái)，用于驗(yàn)證校正后的噴射器模型。采用可更換部件的噴射器，通過(guò)使用不同粗糙度的噴嘴，驗(yàn)證上述仿真中摩擦對(duì)噴射器性能的影響以及摩擦

4、損失系數(shù)確定后模型的精確度。
　　研究了NXP和AR與噴射器性能之間的內(nèi)在規(guī)律，得到了噴射器最優(yōu)幾何參數(shù)的判定方法。采用CFD數(shù)值計(jì)算方法模擬并分析了不同工況下各幾何參數(shù)對(duì)噴射器性能的影響。基于CFD數(shù)據(jù)確定了噴射器幾何參數(shù)與噴射器工況參數(shù)的關(guān)系，并通過(guò)上述關(guān)系得到了最優(yōu)幾何尺寸與工況參數(shù)的關(guān)系式，得到針對(duì)復(fù)雜工況的噴射器最優(yōu)幾何尺寸的判定方法。
　　提出一種多模廢熱驅(qū)動(dòng)汽車空調(diào)制冷方案，建立了面向控制的系統(tǒng)模型。針對(duì)汽車在

5、啟動(dòng)和低速階段汽車廢熱量不夠充足的問(wèn)題，提出一種噴射器-壓縮機(jī)混合制冷系統(tǒng):在廢熱量低時(shí)，汽車空調(diào)運(yùn)行在壓縮機(jī)工作模式;當(dāng)廢熱量逐漸增加，噴射器和壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行，節(jié)省一部分能量;當(dāng)廢熱量充足時(shí)，系統(tǒng)完全工作在噴射式制冷模式，減少大量能量消耗。同時(shí)，根據(jù)上述混合制冷系統(tǒng)，提出一個(gè)面向控制的模型，為混合系統(tǒng)的進(jìn)一步研究提供基礎(chǔ)。
　　搭建廢熱驅(qū)動(dòng)噴射式制冷系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并進(jìn)行了廢熱制冷實(shí)驗(yàn)研究。主要包括變工況廢熱模擬系統(tǒng)、壓縮式制冷