创新设计大赛开题报告

过程装备时间与创新大赛：夏日车辆室内智能温降器

作品分组____________ 作品编号____________

大学生过程装备

实践与创新大赛研究报告课题名称夏日车辆室内智能温降器

参赛成员

指导教师

2018年1月8号

一、设计（论文）选题目的、意义及国内外研究现状

1、选题目的及意义

随着科技的迅速发展人们对车内驾驶的舒适度要求也越来越高，作为舒适度的重要指标车内的温度取决于车外的温度、空气的流量以及太阳的辐射大小，一般来说当车外温度高于25℃，车辆的舒适温度只能靠冷风降温达到目的。对夏天, 车辆停泊于烈日下暴晒，封闭的车内空间温度会快速升高，导致车内温度过高，致使车主进入车后车内强烈的不适感和,高温易导致车内有害气体增加,危害乘车人员身体健康, 这

严重影响到了车主再次驾车的舒适度，甚至因高温对乘车人员的健康造成伤害。很多司机习惯随手将气体打火机放在中控台的置物架上，这是非常危险的，因为它在暴晒中可能发生爆炸。此外，摩丝、发胶、碳酸汽水等可能发生高温爆炸的物品尽量不要放在车里，老花镜、放大镜等能聚焦光线的物品也要清理出车厢。照相机、摄像机、备用电池等电子产品，经长时间暴晒后容易损坏。.对于一些粗心的车主，因离开时忘记将孩子带走，将孩子锁在车内而引发悲剧。2015年6月，湖南一名4岁男童被锁车内身亡，发现时车窗上满是手印2015年7月，山东一名3岁小女孩被遗忘在车内10个小时，不幸身亡，尸体脱水像蒸熟了一样。类似的事情很多，高温是引发悲剧的一个重要原因.车辆的降温系统直接影响到车主的驾车体验。

为了给车主及其家人一个安全舒适的驾车环境，给出夏日车辆室内智能温降器这一构想。此系统由蓄能系统，温度传感系统，控制系统，执行系统四个系统组成。其中控制系统主要以单片机为主控核心。其工作模式分为人控模式和自动工作模式，车主根据自己的需要选择模式，在电子钥匙上设置指定温度，工作多长时间，并按下执行按钮，控制系统收到远程信号后，启动车载制冷系统，使温度降至指定温度。其整个系统电能都由蓄能系统提供。当车主启动车辆，车载制冷系统的电能则切回原供能系统提供。由此为车主及其家人提供安全舒适的驾驶环境，提高驾车舒适度的体验。

2、国内外研究现状

1）国外车辆智能降温系统研究现状

目前国外对车辆智能降温系统的研究还是处初期阶段，多是对车内的内流场的研究。车室内流场与温度场的重要性引起世界各大汽车公司的广泛关注。通用、福特、日产及克莱斯勒公司等积极开展这一领域的研究国外一些学者对送回风口的位置送

风方式考虑人体散热太阳辐射等因素进行了分析做了大量的研究工作。

Yuji Ishihara 、Junichiro Hara等分析了脚部送风口对于车内流场的影响，用Fluen 软件在不考虑太阳辐射的情况下对车内气流分布进行了数值分析，并以1/4车模型进行实验，两者符合较好，分析得出脚部送风口对车内气流分布有很大影响。

AkihiroFujita等在车内无人，考虑太阳辐射、空气泄露的情况下，用CFD软件对车内流场进行数值模拟并与实验值进行比较(实验过程也考虑太阳辐射)，以人的热感觉为标准，发现计算值和实验值的差值在人体感觉温度范围内说，明作者提出的模型

是合理的。

Chang采用CFD技术对大型空调车内的送风位置进行了讨论。

Currle利用CFD、STAR-CD软件对轿车空气流场、温度场进行了计算,乘员的

热物理模型考虑了自然对流、热传导及热辐射,对车内具有不同几何形状的乘员的热

舒适性进行了评价。

Delft大学的VanderKooi利用Phoenics软件计算了车内流场,对送风口位置进行了计算,比较了速度、温度及废气集中区域的分布情况,找出了最佳的舒适度及送风方案。

其次就是在对冷凝器和蒸发器换热性能方面的优化以及压缩机效率和制冷剂方

面的研究。

JoseM.Corberan等对使用R134a的板翅片管冷凝器和蒸发器的压损、传热系数进行了计算和实验,对一些文献中给出的用R134a的板翅片管蒸发器和冷凝器传热系数

以及由于摩擦造成的压损进行了模拟,指出由VDIAtlas提出的计算蒸发器和冷凝器的传热系数的方程和压降的半经验公式是比较准确的。JoseM等也对使用R134a的板翅片管蒸发器的压损进行了模拟和实验。

GursaranD.Mathur对车用平流式冷凝器性能进行计算,与实验值吻合较好。

PhilipPrice等指出Necam蒸发器用于液化石油气汽车内是可行的。

LeeKyuHyun等研究了用R134a制冷剂的U型流平板式蒸发器的制冷效率、空气侧和制冷剂侧压损。由于在蒸发器中制冷剂发生相变,作者采用了稳态有限差分模型,计算值和实验值能较好吻合。

ManelQuera等对管肋式和板肋式蒸发器的性能参数进行了计算,并与实验值进行

比较。

CristianCuevasa等对高级轿车内的摆盘式(Wobbleplate)压缩机进行了模拟和实验。作者指出压缩机的效率主要取决于压缩机的转速和压缩比。在压缩比相同,转速为1000r/min时,等熵效率和容积系数分别为0165和018;而转速为4000r/min时,则分别降为014和0135。这主要是由于压力损失引起的,因此选择合适的润滑油及其质量流

量是必需的。

在制冷剂方面,M.Fatouh等指出丙烷不能作为R134a的替代剂,但按一定比例混合的丙烷和丁烷的混合物可作为R134a的替代物。KhalidA.Joudi[17]等对R212、R2134a、R2290、R2600a和R290/R600a的混合物进行了性能分析,指出R290/R600a混合物(62/38)是R12的最好替代物。D.B.Jabaraj[18]等指出R407c可以作为R22的替代剂,

但是R407c不能与矿物油互溶,因此作者提出用HFC407C/HC290/HC600a的混合物

来代替R22,通过对其性能参数的测定,得出该混合物可作为R22的替代物。

2011-05-04株式会社丰田自动织机森英文;井口雅夫;榎岛史修;川口真广提出一

种具有朗肯循环系统和用于空气调节的制冷循环系统的车辆,包括：朗肯冷凝器,朗肯冷凝器形成将车辆的废热转化成动力的朗肯循环系统的一部分；以及空气调节冷凝器,空气调节冷凝器形成制冷循环系统的一部分。朗肯冷凝器和空气调节冷凝器在车辆中