摘要:针对影响暖风性能的各个因素进行分析,并通过试验验证确定其影响结果,给出暖风性能提高的解决途径。
汽车空调中暖风换热器是实现冬季为车内提供热量的核心部件,其结构如图1所示,主要由扁管、水室、翅片构成。扁管是散热介质流经的通道;水室的作用是收集暖风换热器扁管内部的传热介质,并将介质均匀分布到每根扁管;翅片的作用:将热量通过扁管的管壁传递到翅片上,风通过翅片,与翅片进行热交换,从而实现给空气加热的功能。目前常规能源汽车空调系统主要是由发动机余热提供热源,热量充足,对暖风的要求较低,故针对暖风性能的研究较少,然而在新能源汽车中热源不稳定,同时热量珍贵,必须将之充分利用,从而对暖风芯体的性能研究必须加强,本文就是针对影响暖风性能的主要因素进行逐一分析验证,最终找到一个更加合理的结构设计,提高性能,达到节约能源的目的。
1扁管的影响
1.1扁管形式对整体性能的影响
目前暖风芯体中主要有两种扁管形式,分别为B型扁管和O型扁管,如图2所示。本文针对外形规格(宽×厚)为26×1.4mm的两种扁管为例作分析研究。
试验用B型扁管材料厚度为0.25 mm, 0型扁管材料厚度为0.3 mm。用换热器外形尺寸、翅片、流程相同,分别使用B型扁管和O型扁管制作成暖风芯体进行台架性能测试。
测试条件:空气侧干球温度20 ℃,湿球温度15℃,芯体内热水温度85 ℃,水流量6 L/min,通过暖风芯体表面的风量分别在250 m3/h, 300 m3/h,350 m3/h的情况下,测试结果如图3所示。
通过上述试验,采用B型管的暖风性能比O型管高出5%以上。
1.2扁管形式对流阻的影响
用换热器外形尺寸、翅片、流程相同,分别使用B型扁管和O型扁管制作成暖风芯体进行台架性能测试。测试条件:芯体内热水温度85 9C,水流量分别为3 L/min, 6 L/min, 9 L/min的情况下测试流阻,结果如图4所示。
通过上述试验,采用B型管的暖风流阻要比O型管低,这样有利于暖风内的流体流动。当在实车上时,在同一车内相同的泵提供同样压头的情况下,冷却液在B型扁管的暖风换热器内的流量要大,提供热源的量也比O型扁管的换热器多,从而B型扁管在整车上的换热也是存在优势的。
1.3扁管形式对整车升温效果的影响
用换热器外形尺寸、翅片、流程相同,分别使用B型扁管和O型扁管制作成暖风芯体装入整车,进行环境模拟试验。
测试条件:整车在环境温度-15℃的条件下停放足够长时间,致使发动机防冻液的温度与环境温度相同,然后整车恒速60 km/h,空调最大风量、最大制热、内循环的状态下,运行40 min,测试驾驶室温度分布结果如表1所示。
通过上述试验结果可知,B型扁管在整体换热能力、流阻及整车升温效果上都优于O型扁管。