一種汽車空調(diào)平行流式冷凝器側(cè)進(jìn)風(fēng)性能研究

葉華明

江西安源熱能設(shè)備有限公司 江西萍鄉(xiāng) 337000

隨著時(shí)代的發(fā)展，汽車在我國(guó)得到快速普及。汽車企業(yè)想要在行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展下去，就需要對(duì)汽車的空調(diào)性能進(jìn)行提升。因此，平行流式冷凝器的研發(fā)就成為了順應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展潮流的新型冷凝器。近年來(lái)，傳統(tǒng)的管帶、管片式冷凝器結(jié)構(gòu)形式也逐漸被平流式冷凝器替代，而新型制冷劑工質(zhì)的使用則加速了其替代過(guò)程。下面則對(duì)平行流式冷凝器進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1 平行流式冷凝器介紹

傳統(tǒng)單進(jìn)單出冷凝器和平行流式冷凝器相比，平行流式冷凝器如圖1所示由序號(hào)1扁管、序號(hào)2集氣管Ⅰ和序號(hào)7集氣管Ⅱ、序號(hào)4隔板Ⅰ和序號(hào)6隔板Ⅱ、序號(hào)3安裝支架Ⅰ和序號(hào)8安裝支架Ⅱ、序號(hào)9進(jìn)氣接口和序號(hào)5出液接口、序號(hào)10散熱翅片等組成，其中，序號(hào)2集氣管Ⅰ內(nèi)由序號(hào)4隔板Ⅰ進(jìn)行隔斷，序號(hào)7集氣管Ⅱ內(nèi)由序號(hào)6隔板Ⅱ進(jìn)行隔斷，同時(shí)每段的扁管道數(shù)也不一樣，當(dāng)壓縮機(jī)正常工作制冷劑進(jìn)入冷凝器以后，會(huì)呈現(xiàn)出氣態(tài)，而這個(gè)時(shí)候的扁管數(shù)最多，并且比容也會(huì)相對(duì)較大，隨著冷凝的換熱，扁管的數(shù)量就會(huì)隨著制冷劑比容的減少而逐漸減少，從而使冷凝器的容積得到充分使用。還有平行流式冷凝器將管帶式冷凝器的所有新技術(shù)完全吸收，成為現(xiàn)階段最優(yōu)并且最優(yōu)前途的冷凝器。

在汽車空調(diào)中，平行流式冷凝器想要使用空氣進(jìn)行冷卻，同時(shí)減少自身的重量以及體積，就需要制冷劑測(cè)使用低肋管，然后在管外面使用波紋百葉窗翅片，使傳熱面積可以增大的同時(shí)還能將空氣流動(dòng)邊界層進(jìn)行更改，從而使空氣側(cè)換熱進(jìn)一步得到強(qiáng)化。另外，平行流式冷凝器在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，空氣測(cè)需要對(duì)空氣流經(jīng)換熱器以及換熱量的壓降進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算。還有平行流式冷凝器作為汽車空調(diào)中的主要部件，其性能會(huì)受汽車行駛的影響。因此，對(duì)汽車空調(diào)平行流式冷凝器空氣側(cè)進(jìn)風(fēng)性能進(jìn)行研究，可以為其進(jìn)一步的優(yōu)化提高一些參考。

2 汽車空調(diào)平行流式冷凝器側(cè)進(jìn)風(fēng)研究

2.1 汽車空調(diào)平行流式冷凝器側(cè)進(jìn)風(fēng)測(cè)試分析

圖1

以如圖1汽車空調(diào)換熱器性能為例，對(duì)平行流式冷凝器空氣側(cè)進(jìn)風(fēng)性能進(jìn)行測(cè)試。首先，將空調(diào)換熱器測(cè)試臺(tái)放在測(cè)試室中；其次，配備一套測(cè)試風(fēng)管并將分別與如圖序號(hào)1空調(diào)蒸發(fā)器部分的風(fēng)口連接密封好，安裝固定好序號(hào)2蒸發(fā)器蓋安裝螺栓Ⅰ和序號(hào)12蒸發(fā)器蓋安裝螺栓Ⅱ，序號(hào)3空調(diào)冷凝器部分安裝要依次先固定序號(hào)11平行流式冷凝器芯體，序號(hào)10冷凝器風(fēng)機(jī)安裝板，序號(hào)9冷凝器散熱風(fēng)機(jī)，再安裝固定好序號(hào)5冷凝器蓋安裝螺栓Ⅰ和序號(hào)7冷凝器蓋安裝螺栓Ⅱ。測(cè)試時(shí)打開(kāi)序號(hào)6平行流式冷凝器前進(jìn)風(fēng)口，對(duì)空氣熱焓進(jìn)行測(cè)量；再次同時(shí)打開(kāi)如圖序號(hào)4平行流式冷凝器側(cè)進(jìn)風(fēng)口Ⅰ和序號(hào)8平行流式冷凝器側(cè)進(jìn)風(fēng)口Ⅱ，對(duì)空氣熱焓進(jìn)行測(cè)量；因此就需要分成兩次對(duì)空氣流量、濕度和溫度進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)使用傳感器來(lái)感應(yīng)溫度變化[1]。還有濕度和溫度的采樣可使用空氣采樣器，但需要注意的一點(diǎn)是，在采樣的過(guò)程中要遵循原則，以此使空氣的穩(wěn)定性得到保持[2]。最后，使用噴嘴測(cè)量方法對(duì)空氣流量進(jìn)行測(cè)量，而風(fēng)洞的測(cè)試就需要選擇不同的噴嘴組合，從而使不同的測(cè)量范圍得到滿足。通過(guò)兩次測(cè)試數(shù)據(jù)比較，打開(kāi)平行流式冷凝器側(cè)進(jìn)風(fēng)口后測(cè)試?yán)淠龎毫档停评淞啃Ч黠@增加更好。

2.2 汽車空調(diào)空氣平行流式冷凝器試驗(yàn)結(jié)果和分析

根據(jù)上面的關(guān)聯(lián)系進(jìn)行模擬計(jì)算得出空氣側(cè)傳熱系數(shù)和空氣流速之間的關(guān)系，增加冷凝器空氣側(cè)進(jìn)風(fēng)可使空氣側(cè)傳熱系數(shù)得以提高；冷凝器換熱量的預(yù)測(cè)誤差在大概在4．5%以下，空氣側(cè)壓降預(yù)測(cè)誤差大概在4%以下。還有對(duì)于結(jié)構(gòu)固定的冷凝器，空氣側(cè)壓降在高速區(qū)域的增長(zhǎng)幅度比較快，而換熱量在低速區(qū)域的增長(zhǎng)幅度比較快。也就是說(shuō)，空氣側(cè)壓降和換熱量受冷凝器迎面風(fēng)和側(cè)進(jìn)風(fēng)的增長(zhǎng)而增加[3]。因此，冷凝器在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，就需要對(duì)空氣側(cè)壓降和換熱量的耦合作用進(jìn)行綜合考慮，從而選擇合適的冷凝器結(jié)構(gòu)形式，進(jìn)而確定適宜的迎面風(fēng)速和側(cè)進(jìn)風(fēng)速；空氣出口溫度因風(fēng)速的增大而出現(xiàn)降低現(xiàn)象，從而得出其符合冷凝器的換熱規(guī)則；制冷劑出口的壓力會(huì)因側(cè)進(jìn)風(fēng)速的增大而出現(xiàn)減少，這是因?yàn)?，風(fēng)速的增大使換熱量得到增加，從而使制冷劑的測(cè)溫度出現(xiàn)降低現(xiàn)象，而出口壓力出現(xiàn)減少現(xiàn)象。

3 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，對(duì)汽車空調(diào)平行流式冷凝器側(cè)進(jìn)風(fēng)性能的研究可對(duì)冷凝器的換熱性能進(jìn)行很好的預(yù)測(cè)，同時(shí)也可以得出不同結(jié)構(gòu)的平行流式冷凝器，其換熱量和空氣側(cè)壓降會(huì)隨著冷凝器迎面風(fēng)速和側(cè)進(jìn)風(fēng)風(fēng)速的增大而出現(xiàn)增長(zhǎng)現(xiàn)象，因此在對(duì)冷凝器的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，就需要選擇合適的結(jié)構(gòu)形式，從而使平行流式冷凝器側(cè)進(jìn)風(fēng)性能達(dá)到最理想的換熱狀態(tài)。