关键词：汽车局部空调;;热舒适性;;评价方法;;内流场;;数值仿真
摘 要：汽车空调的主要作用是调节驾驶舱内热环境,改善乘员乘坐的热舒适性。而夏季汽车空调开启将会导致整车动力性降低,燃油消耗增加,因此在不牺牲乘员热舒适性的前提下降低汽车空调的能耗成为目前汽车空调产品设计的趋势。而汽车作为出行工具,驾驶舱内仅有驾驶员存在的情况比较常见,此时若采用普通汽车空调来改善驾驶员热舒适性将会造成能源浪费。因此通过研究新型的汽车空调送风结构来平衡热舒适性和节能之间的矛盾具有重要意义。目前对于驾驶舱内流场的研究主要分为数值仿真与试验研究,试验研究方法价格昂贵且获取流场数据有限,因此本文对驾驶舱内流场的研究方法为数值仿真。本文首先建立了1:1驾驶舱几何模型,然后对仿真边界条件进行了合理的设置,并通过驾驶舱内流场试验对所建立模型以及仿真边界条件的正确性进行了验证。本文选取了两种驾驶舱内热舒适性评价标准——加权PMV和等效温度_(0))来对驾驶舱内驾驶员热舒适性进行评价,这两种评价标准得到了相互验证。随后选取了送风温度和送风风速两种参数对普通汽车空调驾驶舱内流场及温度场特性和驾驶员热舒适性进行了研究,并计算了不同工况下汽车空调的制冷量。最后依照现有空调送风口结构形式设计了三种汽车局部空调送风口结构,并研究了在汽车局部空调送风结构形式下各种工况驾驶舱内流场及温度场分布特性,然后从热舒适性以及节能的角度对汽车局部空调结构设计的合理性进行了分析。并选取了普通汽车空调工况中热舒适性较好的一种工况作为对比工况,验证了汽车局部空调的节能效果和降温效果。最终结果表明,汽车局部空调在采用顶置送风口与侧位送风口组合供风的工况下人体热舒适性评价结果良好且节能效果显著,在顶置送风口与侧位送风口组合供风下,汽车局部空调比普通汽车空调节能约41.4%,即汽车局部空调在不降低驾驶员热舒适水平的基础上实现了节能。
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