三維空調系統對車內熱舒適性的影響研究
汽車供熱通風與空調系統的功能也不斷擴展。供熱通風與空調系統能提供一個舒適的車內環境。但供熱通風與空氣調節系統排風口處于前儀表板處,通過強行改變流通空氣的方向、強度和溫度對車內溫度、濕度進行調節,由于空氣從前排流動到后排,因此導致車內不同位置表現出不同的熱舒適性。本文則通過利用輔助空氣壓縮機形成三維空調系統,實現車內不同位置具有相同的熱舒適性,并對多種情況下三維空調系統的性能進行了模擬驗證。
三維空調系統主要是在原有供熱通風與空調系統的基礎上,在車內固定安裝一個輔助空氣壓縮機輔助車內空氣流通。由于輔助空氣壓縮機可以較為快速地實現對車內環境的調節,因而節省了汽車燃料消耗,降低了對環境的危害。在氣候風洞試驗室對三維空調系統進行測試。風洞試驗室可以控制汽車外部溫度、濕度、太陽輻射和風速等,并能模擬各種駕駛條件如公路駕駛和山路駕駛。試驗時,設定汽車外部環境溫度為45℃、太陽輻射功率為1000W/m2,汽車置于該環境下一段時間直至車內溫度達到60℃,三維空調系統開始運行。為了測量車內平均溫度,8個熱電偶分別安裝在前后座椅處,高度約為乘員胸部高度處。測試內容包括4種情況:①不使用輔助空氣壓縮機,僅使用傳統的供熱通風與空調系統;②輔助空氣壓縮機安裝在后排天花板處;③輔助空氣壓縮機安裝在后排地板處;④輔助空氣壓縮機安裝在車內C柱處。測試選用的駕駛條件包括城市駕駛、公路駕駛和停車怠速3種狀態。測試結果表明,①安裝輔助空氣壓縮機對冷卻舒適性沒有較大影響,但卻改善了車內的熱舒適性;②輔助空氣壓縮機安裝在車內C柱處效果最好;③使用三維空調系統可降低了燃料消耗。
刊名:International Journal of Automotive Technology(英)
刊期:2015年第16期
作者:D.W.Lee
編譯:陳丁躍