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1、压缩机转速对新能源汽车空调制冷性能的影响摘要：基于可持续战略目标下，我国提出低碳、环保、绿色理念，尤其是在汽 车能源消耗方面。近几年，各种新能汽车开始出现在人们视野中，新能源汽车对 环境保护、能源节约具有积极影响。新能源汽车空调制冷使用电动压缩机，这种 压缩机为新能源发展创造了良好的契机，在今后发展中还需加大研发高节能性热 泵空调系统，从而推动汽车市场走向更高领域。关键词：压缩机转速；新能源汽车；空调制冷性能；影响分析基于环境保护与能源节约的影响下，新能源汽车产业飞速发展。其中，空调 系统研究得到了重视，传统的空调系统已经落后新能源汽车发展。因此，怎样高 效节能的控制空调系统制冷性能成为重要研
2、究内容。压缩机转速的影响随着压缩 机转速的改变，其性能曲线也要发生改变。转速升高，压缩机叶轮传给气体的能 量越大，在同样的体积流量下，气体的压力也越大，性能曲线上移。反之，转速 下降，性能曲线下移。一、新能源汽车空热泵空调系统新能源热泵型空调系统选择电动变频涡旋压缩机，节流阀选择EXV,换热器 分为冷凝器、蒸发器、换热器，使用多流程微通道换热器。蒸发器与冷凝器处于 同一个风道中，蒸发器在冷凝器前。该结构原理是利用电磁阀与单向阀达到制冷、 制热、除湿效果。制冷运行过程是循环工质通过压缩机进入了换热器冷凝，电子 膨胀阀 1 节流蒸发。经过气液分离系统返回到压缩机。制热循环过程与制冷相似， 只是在冷
3、凝后进入电子膨胀阀 2 节流，达到车外换热器蒸发，不断循环（如图 一）。图一 空调制冷系统二、实验过程 首先，选择焓差法检测空调属性状态，创建焓差室模拟不同条件下环境状态。 各环境室内设置两台制冷机组、前后端加热设备、加湿器、循环风机、参数控制 系统。温度传感器检测精度在0.10.5C，湿度保持在30-100%之间，准确度2%。 其次，设置检测点与控制装置。空调系统电气控制分为膨胀阀脉冲信号控制设备、 通断控制设备、压缩机控制系统。实验信息搜集包含空调观测信息与环境风侧信 息，前者包含压缩机进出口、过冷器出口、膨胀阀进口、压缩机电压、功率。后 者主要观测换热器出风面分数、室外换热器进风量、温度
4、。将不同传感设备信号 传输到数据搜集设备中，再录入计算机系统。控制信号借助PLC录入计算机，通 过集成搜集控制系统记录风侧与系统信息信号。同时，对控制构件展开监控。最 后，充注量优化实验，得出系统制冷剂充注量是1400g。系统实验前开启环境室 设备，结合设计的实验状态设置温度与湿度。当环境室状态稳定后，低转速起动 空调系统压缩机，各设计转速下控制电子膨胀阀开度，找到最佳运行状态。压缩 机在不同转速下调整电子膨胀阀开度，系统稳定后，蒸发器出风温度在0.5C后 运行 5min 并记录参数。三、结果研究（一）最佳运行状态 压缩机转速实验前对系统最佳运行状态分析，当电子膨胀阀开度在 330 步与300
5、 步下，系统无过冷度可以看到有气泡产生。制冷剂通过冷凝器与过冷器后处于气液两相状态，两相截留后温度高使得系统内蒸发器出风温度高。在开度为 270步时，系统过冷度7.0C，可以看见无色透明液体，制冷剂通过冷凝器与过冷 器后处于纯液状态，节流效果理想，蒸发器出风温度低。开度在260步时，系统 过冷度11C，节流效果良好，蒸发器出风温度较低。开度在270与260时系统制 冷量为 5745.1、5664.3W，压缩机功耗为 2425、2487.2W，COP 为 2.47、2.31。 总结得出，系统无过冷度下稳定性与性能效果较低；有过冷度下性能良好；过冷 度较大时，制冷量与系统 COP 有明显降低（如图
6、二）。图二 过冷度、出风温度、功耗变化（二）压缩机转速影响分析不同的压缩机转速对应最佳运行下的EXV开度。实验得出，冷凝压力、蒸发 压力与压缩机转速有着直接影响。温度保持不变提高压缩机转速能够提升循环流 量，低压较低高压较高，压力比增加造成压缩机功率消耗与制冷量提高。的此外， 压缩机转速对膨胀阀开度与蒸发器出风温度也有直接影响。压缩机转速由 2000r/min 提升至 7000r/min 时，膨胀阀最佳开度为 180、230、260、270、280 步。由此得出，膨胀阀随着压缩机转速的升高的升高，速率不断降低。当压缩机 转速由2000r/min提升至7000r/min时，的蒸发器出风温度为21
7、、18、17、16、 15C。表示蒸汽出风温度随着压缩机转速的提高不断降低，出风温度降低速率逐 步减少。究其原因，伴随着转速的提升制冷剂流量增加使得膨胀阀与管路循环阻 力提高，冷凝侧压力升高，节流后的蒸发压力减少、蒸发温度降低。蒸发器风量 不变，出风温度逐渐降低，但由于循环组阻力与流量提高使得压缩机消耗功率过 大。所以，保持适宜的出风温度需要做好压缩机转速控制。（三）制冷量、功率、 COP 的影响空调系统中，制冷量与 COP 是重要判断参考。根据实验，制冷量与压缩机功 耗与压缩机转速呈正比， COP 呈反比。制冷量曲线为上凹状态，表示伴随着转速 的提升制冷量提高速率不断降低，压缩机功耗则呈直线
8、状。所以，COP随着转速 的升高不断减少。由此可得，较高转速下有助于制冷量提高，减少汽车内降温时 间，但功率消耗较大。所以，想要达到高效节能效果还需要立足于多方面影响因 素分析。结语：综合分析，空调系统过冷度达到6-8C时，制冷量与COP效果最佳。伴随着 压缩机转速的提升，膨胀阀最佳开度随之增加，但增加速率降低。蒸发器出风温 度与速度陆续降低。此外，转速提升冷凝压力增加，蒸发压力减少，压缩机功耗 与制冷量提高， COP 减少。经过多方面影响因素分析，压缩机转速提高有助于迅 速降低温度，但功率消耗较高。所以，还需适当做好压缩机转速控制，转速不可 过快。参考文献：1 金华强，顾江萍，黄跃进，孙哲，沈希.排气压力脉动的全封闭往复式压缩 机转速测量方法J.中国机械工程，2018（17）.2 黄晓天.压缩机转速探头测量原理及测量回路的改进J.科技风，2018（24）.陈龙.T8000压机控制系统在连续重整装置中的应用J.中国石油和化工标准 与质量， 2018（15） .李涛.T8000压缩机控制系统在延迟焦化装置中的应用J.仪器仪表用户， 2018（09） .
