20456

۲۰۴۵۶

طراحي و مدلسازي سيستم تهويه مطبوع يك خودروي تمام الكتريكي

كارشناسي ارشد

قواي محركه

۱۳۹۳

۱۳۹۶/۰۶/۲۹

دكتر محمد حسن شجاعي فرد - دكتر غلامرضا مولايي منش

خودرو

سيستم تهويهي مطبوع در خودرو انجام يكسري اقدامات را بر روي هواي درون كابين جهت بهبود شرايط راحتي راننده و سرنشينان، عهدهدار است. كه اين امر علاوه بر راحتي سرنشينان، گاها ميتواند با ايجاد شرايط روحي و فكري مناسب مانع بروز حوداث ناگوار باشد. از جملهي اين اقدامات ميتوان به كنترل درجهي حرارت و رطوبت در داخل كابين خودرو اشاره نمود. از طرفي سيستم تهويهي مطبوع در خودروهاي برقي از اهميت مضاعفي برخوردار است. چرا كه سيستم تهويهي مطبوع يك سيكل تبريدي يا گرمايشي ترموديناميكي است، پس مستلزم مصرس انرژي زيادي هست. از طرفي ساختار خودروهاي برقي به گونهاي هست كه در مقايسه با خودروهاي احتراقي از منبع توليد گرماي كافي برخوردار نيستند و لذا در گرمايش كابين ممكن است دشواري- هايي وجود داشته باشد. بنابراين جهت رفع اين مشكل جاي كارهاي پژوهشي و علمي زيادي ديده ميشود. در اين پژوهش با در نظر گرفتن شرايط آب و هوايي م تلف شهرهاي ايران، ابتدا مدار سيكل تبريد و كابين خودروي ال نود به صورت عددي شبيه سازي شد و سپس با نتايج نمونهي آزمايشگاهي صحت سنجي شده و نهايتاً با استفاده از اين مدل، به بررسي عملكرد سيستم در حالت گرمايشي با شرايط دمايي سرد محيط پرداخته شد. در عملكرد سيكل در حالت سرمايشي، دماي هواي كابين در مدت 600انيه از 60درجه سانتي گراد به 23درجه سانتي گراد در مقدار نهايي خود رسيد. همچنين در عملكردش به عنوان سيكل گرمايشي، دماي هواي كابين در 600انيه از -10درجه سانتي گراد به 23درجه سانتي گراد رسيد كه اين نتايج شبيه سازي نشان داد كه سيكل طراحي شده در مقايسه با نمونههاي مشابه خود از دقت بالايي برخوردار است. علاوه براين نتايج مطالعه نشان داد كه سيستم پمپ گرمايي با گاز مبرد R134aدر دماهاي پايينتر از -13/5 درجه سانتي گراد عملكرد خوبي از خود نشان نميدهد. در ادامهي پژوهش، ا رات گازهاي مبرد جايگزين با هدس بهبود ضريب عملكرد سيكل و همچنين ملاحظات زيست محيطي بررسي شد. نتايج حاصل نشان داد كه اين سيكل مدل سازي شده در حالت عملكردش با گاز مبرد CO2نسبت به حالت عملكردش با گاز مبرد R134aاز ظرفيت سرمايشي و ضريب عملكرد بالايي برخوردار است. ولي به دليل پايين بودن دما و فشار بحراني مبرد ،CO2نتيجه گيري شد كه كمپرسور شبيه سازي شده در اين مدل براي فشارهاي بالاي CO2 مناسب نبوده و لذا نيازمند كمپرسورهاي پيشرفته با نشت بنديهاي بسيار قوي خواهد بود

1398/02/17

Design and Modeling of HVAC System for an Electric Vehicle

5/7/2019 12:00:00 AM

The automotive air conditioning system carries out a series of measures on the air inside the car cabin to improve the comfort of the driver and the passengers. In addition to the comfort of the passengers, sometimes this can prevent the occurrence of disaster accident by creating the appropriate mental and intellectual conditions. One of these measures is the control of air temperature and humidity inside the cabin. On the other hand, the air conditioning system in electric vehicles is so important. Because the air conditioning system is a thermodynamic refrigeration cycle or a heating circuit, so it requires a lot of energy to consume. moreover, the structure of electric vehicles is designed in a way that in comparison with the combustion engines vehicles, there is not enough heat from the engine source, so there may be some challenges in cabin heating. Therefore, to resolve this problem it is quite necessary to do a lot of research work and scientific investigation. In this study, considering the different weather conditions in the cities of Iran, at first stage the refrigeration cycle and the cabin of the L90 vehicle were simulated numerically and then validated with the results of the experimental model and finally, by using this model, the system implementation was investigated for heating mode in a cold climate condition. During the cooling cycle operation, the cabin air temperature in its final value, (from 60 °C) reached to 23 °C in 600 seconds. Also, in its utilization as a heating cycle, the cabin air temperature in 600 seconds reached a temperature of 23 °C from -10 °C. These simulated results showed that the designed cycle has highly accuracy compared to its similar ones. In addition, the results of the study showed that the R134a refrigerant gas system does not perform well at temperatures below -13.5 ° C. In the sequence, the effects of alternative refrigerant gases with the aim of improving cyclic performance factors as well as environmental considerations were investigated. The results showed that this modeling cycle with CO2 refrigerant gas has a proper cooling capacity and high coefficient of performance relative to its performance with R134a refrigerant gas. But due to the low temperature and critical pressure of the CO2 refrigerant, it was concluded that the simulated compressor in this model is not suitable for high CO2 pressures and therefore requires highly advanced leakage compressors