純電動(dòng)汽車(chē)熱泵型空調(diào)系統(tǒng)除濕試驗(yàn)研究

任學(xué)銘，武衛(wèi)東，朱群東，余強(qiáng)元

（上海理工大學(xué) 制冷與低溫工程研究所，上海 200093）

能源和環(huán)境問(wèn)題一直是各國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。城市環(huán)境污染的主要原因之一便是燃油汽車(chē)尾氣的排放?！吨泄仓醒腙P(guān)于制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃的建議》提出將大力推廣純電動(dòng)汽車(chē)。據(jù)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)[1]，2017年中國(guó)汽車(chē)銷(xiāo)量為2 888萬(wàn)輛，其中純電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量為46.8萬(wàn)輛，市場(chǎng)占比還很小，僅有1.62%。純電動(dòng)汽車(chē)依靠車(chē)載蓄電池提供動(dòng)力，而目前車(chē)載空調(diào)系統(tǒng)的耗電量大約會(huì)占蓄電池總?cè)萘康?/3，對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程的影響很大，因此，研制高效節(jié)能的熱泵空調(diào)系統(tǒng)對(duì)節(jié)能環(huán)保和開(kāi)拓純電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)具有重要的意義。

為了給駕乘人員創(chuàng)造一個(gè)舒適的駕乘環(huán)境，除了溫度、空氣流速、空氣清晰度等參數(shù)外，車(chē)室內(nèi)的濕度也是一個(gè)重要參數(shù)。根據(jù)文獻(xiàn)[2]：在50%～70%的相對(duì)濕度下人體感受最舒服，車(chē)內(nèi)濕度過(guò)高或者過(guò)低都會(huì)影響乘客舒適感。除此之外，若車(chē)內(nèi)濕度過(guò)高，擋風(fēng)玻璃溫度低于室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度時(shí)，容易在前擋風(fēng)玻璃結(jié)霧，行車(chē)過(guò)程中嚴(yán)重影響視線，從而造成安全隱患。因此，研究純電動(dòng)汽車(chē)熱泵型空調(diào)的除濕性能對(duì)車(chē)內(nèi)環(huán)境舒適性和行車(chē)安全都具有重要的實(shí)際意義。

傳統(tǒng)汽車(chē)空調(diào)制熱所需的熱量通常是由發(fā)動(dòng)機(jī)提供，而純電動(dòng)汽車(chē)由于缺少發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，所以其空調(diào)系統(tǒng)不但要滿足制冷功能，還需考慮制熱和除濕等功能。針對(duì)除濕這一功能，龔衛(wèi)強(qiáng)等[3]指出，利用傳統(tǒng)制冷模式除濕時(shí)，在除濕過(guò)程中蒸發(fā)器吸收空氣的熱量經(jīng)冷凝器釋放到室外沒(méi)有得到利用，為了保證車(chē)室內(nèi)舒適的溫度需采用PTC加熱。KOWSKY等[4]設(shè)計(jì)了一套外加冷卻劑熱交換器的單一熱泵空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的制熱、制冷、除濕過(guò)程只需改變冷卻劑的流動(dòng)方向即可實(shí)現(xiàn)，而不需要改變制冷劑的流動(dòng)方向，在除濕過(guò)程中制熱量不足的情況下仍需要PTC輔助加熱。SUZUKI等[5]開(kāi)發(fā)了以R134a為工質(zhì)的具有除濕功能的三換熱器串聯(lián)的熱泵空調(diào)系統(tǒng)，為了實(shí)現(xiàn)制熱和制冷模式的切換在系統(tǒng)中增加了1個(gè)電子膨脹閥和電磁四通換向閥。考慮到車(chē)用四通換向閥的可靠性問(wèn)題，電裝公司[6]在此系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了3個(gè)旁通閥以代替四通換向閥來(lái)實(shí)現(xiàn)制熱、制冷、除濕模式的切換。電裝公司的楊云等[7]對(duì)上述改進(jìn)型的系統(tǒng)除濕模式進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明：相對(duì)于除濕過(guò)程需要PTC電加熱的傳統(tǒng)制冷除濕模式，其可節(jié)省功耗67%。HIGUCHI等[8]設(shè)計(jì)了一套具有兩種除濕模式的補(bǔ)氣增焓的電動(dòng)汽車(chē)熱泵空調(diào)系統(tǒng)，該文獻(xiàn)偏重于對(duì)出風(fēng)溫度的研究，而沒(méi)有涉及對(duì)除濕速率的探討。武衛(wèi)東等[9-10]設(shè)計(jì)了一套三換熱器電動(dòng)汽車(chē)熱泵空調(diào)系統(tǒng)，并通過(guò)試驗(yàn)研究了電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)制冷性能和熱泵模式下的除霜性能?？傮w看來(lái)，目前對(duì)于純電動(dòng)汽車(chē)除濕的解決方案還多停留在系統(tǒng)理論設(shè)計(jì)上，相關(guān)的試驗(yàn)研究相對(duì)較少。

本文基于課題組設(shè)計(jì)的一套純電動(dòng)汽車(chē)熱泵空調(diào)系統(tǒng)，針對(duì)熱泵運(yùn)行工況，提出兩種新的熱泵系統(tǒng)除濕模式，并對(duì)其除濕效果進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)研究。研究結(jié)果可為電動(dòng)汽車(chē)熱泵型空調(diào)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)提供一定的參考。

1 熱泵型汽車(chē)空調(diào)除濕系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本文提出兩種熱泵除濕模式。第1種除濕模式為雙蒸發(fā)器熱泵除濕模式（簡(jiǎn)稱(chēng)雙蒸除濕模式），如圖1所示。該模式壓縮機(jī)排出的高溫高壓制冷劑氣體經(jīng)過(guò)車(chē)內(nèi)冷凝器冷凝放熱后分成兩個(gè)支路，其中一路經(jīng)過(guò)EXV1后進(jìn)入蒸發(fā)器吸熱，車(chē)室內(nèi)空氣中的水蒸氣在車(chē)內(nèi)蒸發(fā)器表面冷凝達(dá)到除濕效果；另一路經(jīng)過(guò)EXV2后進(jìn)入車(chē)外蒸發(fā)器吸收熱量，最后兩條支路的制冷劑匯合后進(jìn)入壓縮機(jī)完成循環(huán)。

圖1 雙蒸除濕模式系統(tǒng)原理

第2種除濕模式為單室內(nèi)蒸發(fā)器熱泵除濕模式（簡(jiǎn)稱(chēng)單蒸除濕模式），如圖2所示。該模式的除濕過(guò)程為壓縮機(jī)排出高溫高壓的制冷劑氣體，經(jīng)過(guò)車(chē)內(nèi)冷凝器和EXV后進(jìn)入車(chē)內(nèi)蒸發(fā)器吸熱，車(chē)室內(nèi)空氣中的水蒸氣在車(chē)內(nèi)蒸發(fā)器表面冷凝達(dá)到除濕效果，制冷劑流出車(chē)內(nèi)蒸發(fā)器后進(jìn)入壓縮機(jī)完成循環(huán)。這兩種除濕模式在除濕期間通過(guò)冷凝風(fēng)機(jī)將車(chē)內(nèi)冷凝器放出的熱量傳遞給剛被除濕過(guò)的低溫空氣，可提高進(jìn)入車(chē)室內(nèi)的出風(fēng)溫度，在一定程度上保證了除濕過(guò)程中車(chē)內(nèi)舒適的乘車(chē)環(huán)境。而雙蒸除濕模式利用熱泵循環(huán)原理從車(chē)外換熱器吸收熱量，進(jìn)一步提高車(chē)內(nèi)出風(fēng)溫度，從而提高舒適度，并可通過(guò)改變車(chē)外/車(chē)內(nèi)兩蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的質(zhì)量流量分配，達(dá)到調(diào)節(jié)車(chē)內(nèi)出風(fēng)溫度和濕度的目的。

圖2 單蒸除濕模式系統(tǒng)原理

2 除濕性能試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集

在焓差環(huán)境試驗(yàn)室中，針對(duì)以上兩種除濕模式進(jìn)行除濕性能試驗(yàn)。為了滿足試驗(yàn)所需環(huán)境參數(shù)的要求，分別用室內(nèi)、室外環(huán)境室模擬車(chē)內(nèi)、車(chē)外的環(huán)境。在兩個(gè)環(huán)境室中分別配置兩臺(tái)制冷機(jī)組、加熱器、加濕器、循環(huán)風(fēng)機(jī)作為空氣處理裝置，除此之外，還配備風(fēng)洞裝置以及相對(duì)應(yīng)的參數(shù)測(cè)量和控制系統(tǒng)。系統(tǒng)溫度控制精度為±0.5 ℃，相對(duì)濕度控制精度為±2%。

熱泵系統(tǒng)所選用的制冷劑為R134a，壓縮機(jī)為電動(dòng)變頻渦旋壓縮機(jī)，理論排量為33 cm3/r，轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍為800～9 000 r/min。EXV的調(diào)節(jié)范圍為0～500步，EXV開(kāi)度百分比與步數(shù)的線性關(guān)系如圖3所示。

圖3 EXV開(kāi)度百分比與步數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

本試驗(yàn)所涉及的電氣控制部分主要有用于控制調(diào)節(jié)渦旋壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的控制器、EXV脈沖信號(hào)控制器、電磁閥通斷控制器。數(shù)據(jù)采集包括熱泵空調(diào)系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集和環(huán)境室數(shù)據(jù)采集。系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集主要包括制冷劑在壓縮機(jī)出口、室內(nèi)冷凝器進(jìn)出口、電子膨脹閥進(jìn)口、室內(nèi)和室外蒸發(fā)器進(jìn)出口的溫度和壓力，測(cè)點(diǎn)布置如圖1和圖2所示。環(huán)境室數(shù)據(jù)主要有室內(nèi)換熱器進(jìn)風(fēng)的風(fēng)量、溫度和濕度，室外換熱器進(jìn)風(fēng)的風(fēng)量和溫度。所有測(cè)量信號(hào)均通過(guò)安捷倫數(shù)據(jù)采集儀導(dǎo)入電腦，控制信號(hào)通過(guò)PLC和自編的LabVIEW軟件對(duì)相應(yīng)的控制部件進(jìn)行控制。系統(tǒng)所需的主要傳感器參數(shù)見(jiàn)表1。

2.2 試驗(yàn)方法與工況

試驗(yàn)方法為：首先開(kāi)啟環(huán)境室機(jī)組及相應(yīng)的溫度和濕度控制系統(tǒng)。當(dāng)環(huán)境工況穩(wěn)定后，在計(jì)算機(jī)控制軟件中分別選擇單蒸除濕模式和雙蒸除濕模式，由計(jì)算機(jī)選擇對(duì)應(yīng)的電磁閥和膨脹閥的開(kāi)度。將膨脹閥開(kāi)度設(shè)定為60%，從低轉(zhuǎn)速啟動(dòng)壓縮機(jī)，開(kāi)始除濕試驗(yàn)。為了精確測(cè)量除濕量，在蒸發(fā)器下方設(shè)有接水盤(pán)，采用美國(guó)TIF公司生產(chǎn)的精度為1 g的高精度電子秤對(duì)冷凝水量進(jìn)行稱(chēng)重。對(duì)于被測(cè)系統(tǒng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速和EXV開(kāi)度選擇的主要考慮因素是整個(gè)系統(tǒng)的最高壓力不高于2 MPa，在此限制條件下調(diào)節(jié)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速以及相匹配的EXV開(kāi)度，待系統(tǒng)穩(wěn)定（蒸發(fā)器出風(fēng)溫度上下波動(dòng)在0.5 ℃以內(nèi)），持續(xù)記錄5 min凝水量，記錄下相關(guān)運(yùn)行參數(shù)，結(jié)束試驗(yàn)。

表1 測(cè)量?jī)x器主要參數(shù)

試驗(yàn)工況的設(shè)定：文獻(xiàn)[11]指出，當(dāng)環(huán)境溫度低于10 ℃時(shí)，R134a型電動(dòng)汽車(chē)熱泵空調(diào)制熱性能會(huì)下降。因此，設(shè)定室內(nèi)側(cè)、室外側(cè)干球溫度為10 ℃，目標(biāo)相對(duì)濕度為100%。事實(shí)上，100%相對(duì)濕度為試驗(yàn)的理想狀態(tài)，本試驗(yàn)過(guò)程中盡可能增大濕度，測(cè)量的實(shí)際相對(duì)濕度接近于100%且不低于95%，考慮到系統(tǒng)誤差及實(shí)際測(cè)量誤差，近似認(rèn)為環(huán)境室相對(duì)濕度為100%。具體試驗(yàn)工況見(jiàn)表2。

表2 除濕試驗(yàn)環(huán)境工況

2.3 除濕評(píng)價(jià)指標(biāo)

為了說(shuō)明兩種熱泵除濕循環(huán)系統(tǒng)的性能，采用下列評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2.3.1 除濕速率

汽車(chē)中濕負(fù)荷主要為人體散濕，由文獻(xiàn)[12]可知成年男子的散濕量w約為33 g/h。據(jù)文獻(xiàn)[13]可知人體散濕W的計(jì)算公式為：

式中：N為車(chē)內(nèi)總?cè)藬?shù)，N按照車(chē)內(nèi)最大乘客人數(shù)取值，N=5；w為每個(gè)成年人在某溫度下的散濕量，g/h。據(jù)式（1）計(jì)算得車(chē)室內(nèi)成年男子的總散濕量W為165 g/h。

除濕速率W'（g/h）是評(píng)價(jià)除濕系統(tǒng)的最主要指標(biāo)。當(dāng)W'≥W時(shí)，認(rèn)為熱泵除濕循環(huán)系統(tǒng)可以滿足使用要求。

2.3.2 出風(fēng)溫度

在滿足除濕要求的情況下，盡可能地提高出風(fēng)溫度可以進(jìn)一步提升車(chē)內(nèi)舒適度。

2.3.3 除濕熱泵性能系數(shù)

為了比較兩種除濕模式下系統(tǒng)能效的差異，這里引入了評(píng)價(jià)熱泵系統(tǒng)除濕性能的系數(shù)ε=，即除濕過(guò)程中用于濕空氣除濕（析出冷凝水）的冷量和用于提高出風(fēng)溫度的熱量之和與熱泵系統(tǒng)壓縮機(jī)功耗的比值。ε=可表示為：

式中：Q'為冷凝水帶走的冷量，W；Q為出風(fēng)溫升吸收的熱量，W；P為壓縮機(jī)功耗，W。

式中：hl為凝結(jié)水的比焓，kJ/kg。

式中：m為空氣的質(zhì)量流量，kg/s；hin為室內(nèi)蒸發(fā)器進(jìn)風(fēng)焓值，kJ/kg；hout為室內(nèi)冷凝器出風(fēng)焓值，

kJ/kg。

濕空氣焓的計(jì)算式[14]為：

式中：t為濕空氣溫度，℃；d為濕空氣含濕量，g/kgdryair。進(jìn)風(fēng)為10 ℃的飽和空氣，其含濕量為14.7 g/kgdryair。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 單蒸和雙蒸除濕模式的除濕效果對(duì)比分析

表3為兩種除濕模式在相同環(huán)境工況下，不同壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速和EXV開(kāi)度時(shí)的除濕速率情況。由表3可知，雙蒸除濕模式在壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速為1 000 r/min時(shí)，EXV2即使開(kāi)度調(diào)到較小范圍也不具備除濕能力；壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速在2 000 r/min時(shí)，除濕速率隨著EXV2的開(kāi)度減小而增大；壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速在4 000 r/min時(shí)，EXV2開(kāi)度較大時(shí)具備除濕能力，當(dāng)EXV2開(kāi)度降低到50步時(shí)，室內(nèi)蒸發(fā)器表面結(jié)霜而失去除濕能力。分析可知，這是由于在不同的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速和EXV開(kāi)度下所對(duì)應(yīng)的蒸發(fā)壓力不同。當(dāng)蒸發(fā)壓力過(guò)高時(shí)，蒸發(fā)溫度較高，蒸發(fā)器表面溫度高于濕空氣的露點(diǎn)溫度，濕空氣中的水蒸氣不能在蒸發(fā)器表面凝露，從而沒(méi)有除濕效果；當(dāng)蒸發(fā)壓力過(guò)低時(shí)，蒸發(fā)溫度較低，蒸發(fā)器表面溫度低于0 ℃，水蒸氣在蒸發(fā)器表面結(jié)霜導(dǎo)致系統(tǒng)失去除濕能力；當(dāng)蒸發(fā)壓力對(duì)應(yīng)的蒸發(fā)溫度可使蒸發(fā)器表面溫度低于露點(diǎn)溫度且高于0 ℃時(shí)系統(tǒng)有除濕效果。單蒸除濕模式在壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速為1 000 r/min，EXV1開(kāi)度為300步時(shí)不除濕，降低EXV1開(kāi)度可獲得除濕能力，且隨著EXV1開(kāi)度的降低，除濕速率升高；當(dāng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速為2 000 r/min，EXV1開(kāi)度為350步時(shí)有除濕效果，但繼續(xù)降低EXV1開(kāi)度時(shí)室內(nèi)蒸發(fā)器表面結(jié)霜。壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速為4 000 r/min時(shí)同樣如此，因此，此處僅提供了壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速為2 000 r/min的一組典型數(shù)據(jù)。由表3可知，在本研究的試驗(yàn)工況中，雙蒸除濕模式的最小除濕速率為216 g/h，單蒸除濕模式的最小除濕速率為276 g/h，這兩種除濕模式均可達(dá)到除濕要求。

表3 不同工況下雙蒸和單蒸除濕模式除濕速率表

圖4和圖5分別是雙蒸除濕模式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速為2 000 r/min和單蒸除濕模式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速為1 000 r/min的典型工況，在有除濕效果時(shí)不同EXV開(kāi)度下蒸發(fā)壓力與除濕速率的關(guān)系曲線。由圖可知，兩種除濕模式在EXV開(kāi)度增大的過(guò)程中，蒸發(fā)壓力升高，除濕速率降低。這是因?yàn)檎舭l(fā)壓力升高，蒸發(fā)溫度升高，蒸發(fā)器表面溫度升高，蒸發(fā)器表面溫度和濕空氣溫度的溫差降低，換熱效果變差，析出冷凝水的速率降低，從而導(dǎo)致除濕速率降低甚至無(wú)除濕效果。綜上，蒸發(fā)壓力是除濕效果的重要影響因素，通過(guò)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速、EXV開(kāi)度控制蒸發(fā)壓力，可在一定范圍避免結(jié)霜和無(wú)除濕效果的發(fā)生，在有除濕效果的蒸發(fā)壓力范圍內(nèi)改變蒸發(fā)壓力可調(diào)節(jié)除濕的速率。

圖4 雙蒸除濕模式不同EXV2開(kāi)度下除濕速率和蒸發(fā)壓力的變化（壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速為2 000 r/min）

圖5 單蒸除濕模式不同EXV1開(kāi)度下除濕速率和蒸發(fā)壓力的變化（壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速為1 000 r/min）

3.2 單蒸和雙蒸除濕模式的出風(fēng)溫度對(duì)比分析

單蒸和雙蒸除濕模式在滿足除濕要求時(shí)（除濕速率W’＞165 g/h），不同壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速下的出風(fēng)溫度如圖6所示。由圖可知，單蒸除濕模式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速在1 000 r/min和2 000 r/min下的出風(fēng)溫度分別為15.2 ℃和15.5 ℃，在轉(zhuǎn)速為4 000 r/min時(shí)室內(nèi)蒸發(fā)器表面結(jié)霜，失去除濕能力；雙蒸除濕模式在壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速為1 000 r/min時(shí)不具備除濕能力，當(dāng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速在2 000 r/min和4 000 r/min時(shí)的出風(fēng)溫度分別為20.3 ℃和32.2 ℃。綜上所述，單蒸除濕模式在達(dá)到除濕要求條件下的出風(fēng)溫度比室內(nèi)環(huán)境溫度高5 ℃，且提高壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速并不能提高出風(fēng)溫度。與單蒸除濕模式相比，雙蒸模式可以通過(guò)提高壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)提高出風(fēng)溫度以滿足室內(nèi)舒適性要求。

3.3 兩種除濕模式相同除濕效果的除濕熱泵性能系數(shù)對(duì)比

表4為單蒸除濕模式和雙蒸除濕模式在相同環(huán)境工況下，除濕速率相同時(shí)的出風(fēng)溫度、功耗和除濕熱泵性能系數(shù)對(duì)比。由表可知，在除濕量為276 g/h時(shí)，單蒸除濕模式和雙蒸除濕模式的出風(fēng)溫度分別為15.5 ℃和29.3 ℃，此時(shí)壓縮機(jī)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速分別為2 000 r/min和4 000 r/min，壓縮機(jī)功率分別為393.2 W和1 245.2 W，系統(tǒng)除濕熱泵性能系數(shù)ε分別為1.90和2.11。在除濕量為600 g/h時(shí)，單蒸除濕模式和雙蒸除濕模式的出風(fēng)溫度分別為15.1 ℃和19.1 ℃，此時(shí)壓縮機(jī)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速分別為1 000 r/min和2 000 r/min，壓縮機(jī)功率分別為196.6 W和485.7 W，系統(tǒng)除濕熱泵性能系數(shù)ε分別為3.50和2.54。這兩種除濕模式與空調(diào)結(jié)合PTC的除濕供暖相比，基于熱泵原理利用冷凝器放熱來(lái)供暖，提高了系統(tǒng)除濕工況運(yùn)行的除濕熱泵性能系數(shù)。對(duì)比分析可知，在除濕量均為600 g/h時(shí)，雙蒸除濕模式比單蒸除濕模式的出風(fēng)溫度升高4 ℃，系統(tǒng)除濕熱泵性能系數(shù)ε下降0.96；而在除濕量均為276 g/h時(shí)，雙蒸除濕模式比單蒸除濕模式出風(fēng)溫度高13.8 ℃，系統(tǒng)除濕熱泵性能系數(shù)ε也提升0.21。由此可見(jiàn)，當(dāng)車(chē)室內(nèi)濕度較大時(shí)，駕乘人員可選擇單蒸除濕模式，實(shí)現(xiàn)快速除濕；當(dāng)車(chē)室內(nèi)濕度合適時(shí)，為除去行車(chē)過(guò)程中駕乘人員產(chǎn)生的濕負(fù)荷可選擇雙蒸除濕模式，這樣可在滿足除濕要求的條件下大幅度提高出風(fēng)溫度，以保證車(chē)室內(nèi)的舒適度。

表4 兩種模式在不同除濕速率下出風(fēng)溫度、壓縮機(jī)功率和除濕熱泵性能系數(shù)的對(duì)比

4 結(jié)論

本文基于設(shè)計(jì)的一個(gè)新的純電動(dòng)汽車(chē)熱泵空調(diào)系統(tǒng)，針對(duì)熱泵型空調(diào)除濕問(wèn)題，提出了兩種熱泵除濕模式，并進(jìn)行了相應(yīng)的除濕性能試驗(yàn)研究。以除濕速率、出風(fēng)溫度和除濕熱泵性能系數(shù)為參數(shù)指標(biāo)，對(duì)單蒸除濕模式和雙蒸除濕模式進(jìn)行了對(duì)比分析，得出以下結(jié)論：

（1）蒸發(fā)壓力是除濕效果的重要影響因素，通過(guò)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速和EXV開(kāi)度控制蒸發(fā)壓力，可在一定范圍避免結(jié)霜和無(wú)除濕效果的發(fā)生，且在有除濕效果的蒸發(fā)壓力范圍內(nèi)改變蒸發(fā)壓力可調(diào)節(jié)除濕的速率。

（2）在本研究的試驗(yàn)工況下，單蒸除濕模式和雙蒸除濕模式的最小除濕速率分別為276 g/h和216 g/h，均可達(dá)到除濕要求。

（3）在滿足除濕要求的前提下，與單蒸除濕模式相比，雙蒸除濕模式可以大幅度提高出風(fēng)溫度，提高車(chē)室內(nèi)舒適度。

（4）當(dāng)除濕速率為600 g/h時(shí)，單蒸除濕模式的除濕熱泵性能系數(shù)高于雙蒸除濕模式，但雙蒸除濕模式的出風(fēng)溫度高于單蒸除濕模式；當(dāng)除濕速率為276 g/h時(shí)，雙蒸除濕模式的除濕熱泵性能系數(shù)和出風(fēng)溫度均高于單蒸除濕模式。因此，在滿足除濕要求的條件下，為大幅度提高出風(fēng)溫度以保證車(chē)室內(nèi)的舒適度，宜選擇雙蒸除濕模式。