上海交通大学学报 ›› 2021, Vol. 55 ›› Issue (2): 179-187.doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2020.061
所属专题: 《上海交通大学学报》2021年12期专题汇总专辑; 《上海交通大学学报》2021年“机械工程”专题
收稿日期:2020-03-09
出版日期:2021-02-01
发布日期:2021-03-03
通讯作者:
陈江平
E-mail:jpchen_sjtu@163.com
作者简介:李浩(1995-),男,山东省日照市人,硕士生,主要研究方向为汽车空调制冷剂替代.
基金资助:
LI Hao, ZHANG Zhenyu, SONG Xia, CHEN Jiangping(
)
Received:2020-03-09
Online:2021-02-01
Published:2021-03-03
Contact:
CHEN Jiangping
E-mail:jpchen_sjtu@163.com
摘要:
在焓差实验室中研制了一套车用二氧化碳(CO2)喷射制冷空调系统,在标准汽车空调性能实验台上对不同工况参数下的CO2制冷系统性能进行评估,并对比分析了CO2喷射制冷系统的性能优势.研究结果表明:车用CO2喷射制冷空调系统制冷量与车用CO2常规制冷系统制冷量相当;增大室内侧风量与提高压缩机转速能够有效提升CO2喷射制冷系统的制冷量,喷射器在不同工况下能够提升系统能效比(COP) 1.65%~12.60%;室外温度对车用CO2喷射制冷系统的性能影响显著,该系统在高温环境下会出现明显的性能衰减.
中图分类号:
李浩, 张振宇, 宋霞, 陈江平. 带喷射器的跨临界CO2车用空调系统实验研究[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(2): 179-187.
LI Hao, ZHANG Zhenyu, SONG Xia, CHEN Jiangping. Experimental Study of a Trans-Critical CO2 Mobile Air Conditioning System with an Ejector[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2021, 55(2): 179-187.
表1
车用CO2喷射制冷空调系统关键零部件信息
| 零部件名称 | 关键参数 |
|---|---|
| 压缩机 | 排量:6 mL/r;转速范围:1 800~6 000 r/min |
| 气冷器 | 铝制;微通道扁管换热器;尺寸:600 mm (宽)×450 mm (高)×12 mm (厚) |
| 蒸发器 | 铝制;微通道扁管换热器;尺寸:300 mm (宽)×250 mm (高)×30 mm (厚) |
| 膨胀阀 | 步进电机驱动;阀口直径1.2 mm |
| 喷射器 | 混合段及扩压段铜制,喉部不锈钢;喉部直径:1.00 mm;主喷嘴内孔直径:6 mm,长度:8 mm;扩张段倾角:1.72°,表面粗糙度:1.6 μm |
| 气液分离器 | 不锈钢;内容积:800 cm3 |
| 中间换热器 | 铜制;同轴管式;长度:1.2 m |
| [1] | SU S S, FANG X K, LI L, et al. HFC-134a emissions from mobile air conditioning in China from 1995 to 2030[J]. Atmospheric Environment, 2015, 102: 122-129. |
| [2] | 丁国良,黄冬平,张春路. 跨临界二氧化碳汽车空调稳态仿真[J]. 工程热物理学报,2001, 22(3): 272-274. |
| DING Guoliang, HUANG Dongping, ZHANG Chunlu. Steady-state simulation of transcritical carbon dioxide automobile air-conditioner[J]. Journal of Engineering Thermophysics, 2001, 22(3): 272-274. | |
| [3] | STEVEN B J, YANA-MOTTA S F, DOMANSKI P A. Comparitive analysis of an automotive air conditioning systems operating with CO2 and R134a[J]. International Journal of Refrigeration, 2002, 25(1): 19-32. |
| [4] | PETTERSEN J, HAFNER A, SKAUGEN G, et al. Development of compact heat exchangers for CO2 air-conditioning systems[J]. International Journal of Refrigeration, 1998, 21(3): 180-193. |
| [5] | 刘洪胜,陈江平,陈芝久. CO2轿车空调降温性能试验研究[J]. 汽车工程,2006, 28(6): 586-589. |
| LIU Hongsheng, CHEN Jiangping, CHEN Zhijiu. An experimental study on the performance of a mobile CO2 air conditioner[J]. Automotive Engineering, 2006, 28(6): 586-589. | |
| [6] | 刘洪胜,金纪峰,陈江平,等. 自然工质二氧化碳汽车空调性能的实验研究[J]. 上海交通大学学报,2006, 40(8): 1407-1411. |
| LIU Hongsheng, JIN Jifeng, CHEN Jiangping, et al. Experimental studies on transcritical CO2 automotive air conditioning systems[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2006, 40(8): 1407-1411. | |
| [7] | 金纪峰. 采用微通道换热器的二氧化碳汽车空调系统研究[D]. 上海: 上海交通大学,2010. |
| JIN Jifeng. Research on a carbon dioxide automobile air conditioning system using microchannel heat exchangers[D]. Shanghai: Shanghai Jiao Tong University, 2010. | |
| [8] | JIN J F, CHEN J P, CHEN Z J. Development and validation of a microchannel evaporator model for a CO2 air-conditioning system[J]. Applied Thermal Engineering, 2011, 31(2/3): 137-146. |
| [9] | KIM S C, WON J P, KIM M S. Effects of operating parameters on the performance of a CO2 air conditioning system for vehicles[J]. Applied Thermal Engineering, 2009, 29(11/12): 2408-2416. |
| [10] | LIU F, GROLL E A. Study of ejector efficiencies in refrigeration cycles[J]. Applied Thermal Engineering, 2013, 52(2): 360-370. |
| [11] | YU B B, YANG J Y, WANG D D, et al. An updated review of recent advances on modified technologies in transcritical CO2 refrigeration cycle[J]. Energy, 2019, 189: 116147. |
| [12] | ELBEL S, LAWRENCE N. Review of recent developments in advanced ejector technology[J]. International Journal of Refrigeration, 2016, 62: 1-18. |
| [13] | BESAGNI G, MEREU R, INZOLI F. Ejector refrigeration: A comprehensive review[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2016, 53: 373-407. |
| [14] | LI D Q, GROLL E A. Transcritical CO2 refrigeration cycle with ejector-expansion device[J]. International Journal of Refrigeration, 2005, 28(5): 766-773. |
| [15] | HAIDA M, SMOLKA J, HAFNER A, et al. Numerical investigation of heat transfer in a CO2 two-phase ejector[J]. Energy, 2018, 163: 682-698. |
| [16] | ELBEL S, HRNJAK P. Experimental validation of a prototype ejector designed to reduce throttling losses encountered in transcritical R744 system operation[J]. International Journal of Refrigeration, 2008, 31(3): 411-422. |
| [17] | LIU F, LI Y, GROLL E A. Performance enhancement of CO2 air conditioner with a controllable ejector[J]. International Journal of Refrigeration, 2012, 35(6): 1604-1616. |
| [18] | ZHU Y H, LI C H, ZHANG F Z, et al. Comprehensive experimental study on a transcritical CO2 ejector-expansion refrigeration system[J]. Energy Conversion and Management, 2017, 151: 98-106. |
| [19] | SMOLKA J, PALACZ M, BODYS J, et al. Performance comparison of fixed- and controllable-geometry ejectors in a CO2 refrigeration system[J]. International Journal of Refrigeration, 2016, 65: 172-182. |
| [20] | LI Y F, DENG J Q, MA L. Experimental study on the primary flow expansion characteristics in transcritical CO2 two-phase ejectors with different primary nozzle diverging angles[J]. Energy, 2019, 186: 115839. |
| [21] | 王雨风,王丹东,胡记超,等. 两相流CO2喷射器内部流场的数值模型[J]. 上海交通大学学报,2019, 53(7): 860-865. |
| WANG Yufeng, WANG Dandong, HU Jichao, et al. A numerical model of the two-phase CO2 ejectors[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2019, 53(7): 860-865. | |
| [22] | MOFFAT R J. Describing the uncertainties in experimental results[J]. Experimental Thermal and Fluid Science, 1988, 1(1): 3-17. |
| [1] | 陈振纬, 陆家林, 陈旭鹏. 叶尖侧斜与纵倾耦合对Kappel螺旋桨水动力性能的影响[J]. 上海交通大学学报, 2026, 60(3): 399-407. |
| [2] | 赵烜, 赵齐, 张大旭, 张沛涪. 聚合物基体类型对海水海砂混凝土环境下GFRP筋层间剪切强度影响[J]. 上海交通大学学报, 2026, 60(3): 452-462. |
| [3] | 王阳达, 王建国, 连冠, 张大骋. 基于弛豫时间的不同工况下直接甲醇燃料电池性能退化分析[J]. 上海交通大学学报, 2026, 60(2): 289-299. |
| [4] | 张士杰, 常有润, 王瑷缇. 基于化学回热的氨燃料微燃机循环热力性能研究[J]. 上海交通大学学报, 2026, 60(2): 311-318. |
| [5] | 涂田刚, 杨蔚涛, 杨旗, 徐斌. Fe-Mn合金及其螺旋弹簧的阻尼特性[J]. 上海交通大学学报, 2025, 59(8): 1192-1202. |
| [6] | 祝怡情, 吴锋, 周岱, 韩兆龙, 卓杨, 朱宏博, 张凯. 海洋风电场尾流荷载作用下水平轴风力机结构动力响应[J]. 上海交通大学学报, 2025, 59(8): 1081-1091. |
| [7] | 蔡爱峰, 田义, 田雨松, 佘少波, 李春煜, 吴静怡. 低温氮气流场红外传输性能研究[J]. 空天防御, 2025, 8(6): 103-113. |
| [8] | 荣光, 张业鑫, 唐朝, 陈金宝, 周奕玲, 王建园. 基于仿真数据驱动的无人飞行器故障诊断技术研究[J]. 空天防御, 2025, 8(6): 73-84. |
| [9] | . 无人机协助和用户协作的非线性能量收集移动边缘计算系统资源分配方法[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2025, 30(6): 1220-1231. |
| [10] | 张雪, 陆云超, 韩远飞, 乐建温, 黄光法, 吕维洁. 激光增材制造非连续增强钛基复合材料组织性能调控与空天应用探索[J]. 空天防御, 2025, 8(5): 31-46. |
| [11] | 李扬, 张显涛, 肖龙飞. 自适应双稳态浮子式波浪能发电装置在不规则波中的参数控制[J]. 上海交通大学学报, 2025, 59(3): 293-302. |
| [12] | . 基于呼气末二氧化碳感知的气管插管方法[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2025, 30(3): 582-590. |
| [13] | . 基于Voronoi Tessellation开发的径向梯度骨支架的机械和渗透性能研究[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2025, 30(3): 433-445. |
| [14] | 张国冻. 天然气滑油聚结分离器滤芯效率稳定性研究[J]. 海洋工程装备与技术, 2025, 12(2): 96-101. |
| [15] | 陈子杰, 宋柄兵, 李语桐, 王利峰, 滕晓毕, 严正, 陈思捷. 面向现货市场的省间联络线功率考核机制与模型[J]. 上海交通大学学报, 2025, 59(12): 1773-1783. |
| 阅读次数 | ||||||
|
全文 |
|
|||||
|
摘要 |
|
|||||