电动汽车引射热泵系统性能模拟研究
2021-08-10张丹丹郭宪民吴琦琦
张丹丹,郭宪民,吴琦琦
(天津商业大学 天津市制冷技术重点实验室,天津 300134)
符号说明:
m ——质量流量,kg/s;
P ——压缩机功耗,W;
Tc——冷凝温度,℃;
Te——蒸发温度,℃;
α ——换热系数,W/K;
h ——焓,J/kg;
x ——干度;
ρ ——密度,kg/m3;
B0——沸腾数;
Pr ——普朗特数;
Fr ——弗劳德数;
Re ——雷诺数,Re=wD/v;
w ——速度,m/s;
D ——水力直径,m;
v ——运动黏度,m2/s;
λ ——导热系数,W/(m·K);
μ ——引射比;
j ——传热因子;
LP ——百叶窗间距,m;
LL ——百叶窗长度,m;
LA ——百叶窗角度,°;
FP ——翅片间距,m;
FL ——翅片高,m;
TD ——扁管长轴长度,m;
Δf ——翅片厚度,m;
TP ——管心距,m;
η ——效率;
ƒ ——摩擦系数;
下标
s ——等熵;
m ——混合室;
d ——扩压室;
n ——喷嘴;
e ——被引射口;
i ——进口;
o ——出口;
l ——液相;
g ——气相;
r ——制冷剂;
a ——空气;
sp ——单相区;
tp ——两相区。
0 引言
相较于传统的PTC电加热系统,热泵系统具有优越的节能效果,在电动汽车空调/采暖系统中得到了广泛的应用。然而在冬季工况下,较低的室外温度导致热泵系统性能下降,有研究表明,冬季制热时,电动汽车空调系统消耗的电能约占整车能耗的33%[1]。因此,如何提高电动汽车热泵系统的性能正逐渐成为国内外学者关注的焦点。
国内外学者为探索提高电动汽车热泵系统效率的方法进行了大量研究[2-4]。刘旗等[5]对压缩机带有中间补气孔的三换热器热泵系统进行了试验研究,结果表明,较PTC电加热系统,该系统功耗降低2.169 kW,当环境温度为-12 ℃时,续航里程可提升20.3%。QIN等[6]研究了带过冷器喷射循环(SCVI)系统发现,车室外温度为-20 ℃的条件下,送风温度低于-10 ℃时,相比传统热泵系统,喷射系统性能更好。KWON等[7]也发现当环境温度为-20 ℃时,不同送风温度下,SCVI系统较传统热泵系统换热量至少提高14%。CHEN等[8]在压缩机与冷凝器之间加入引射器并进行了分析,结果表明,相比于传统系统,该系统制热量及COP最高可分别提高21.03%、6.92%。……
