12m客车空调制冷系统节能优化

【摘要】：制冷是客车重要的能耗组成，对制冷系统的节能优化具有重要意义。本课题以12m客车空调制冷系统为研究对象，应用各种节能技术进行优化计算分析。主要的工作内容和结论如下： 1）制冷剂的优化选择。通过对R152a、CO2和HFO-1234yf与R134a的特性比较，发现前两种制冷剂作为R134a替代制冷剂均存在一定不足。分析发现，新一代制冷剂HFO-1234yf为R134a最佳替代制冷剂。 2）制冷压缩机的优化选择。对压缩机样本的计算发现，典型螺杆机与典型活塞机比较，COP平均高出14.7%。选用螺杆机替代活塞机，制冷系统可节能12.2%。螺杆机在国外客车已应用多年，建议优先选用。 3）换热器计算分析与优化。在设计管片式冷凝器时，适当选择高的冷凝温度进行计算，这样增加的投资不多，系统在实际运行中效率较高。目前企业选用冷凝温度60℃进行设计，缺乏科学计算，在实际应用中可能存在浪费。 对比计算发现，管片式冷凝器传热面积是平行流冷凝器的4.6倍，传热系数是平行流冷凝器的五分之一。平行流冷凝器的材料成本比管片式冷凝器低35%。因此，12m客车应优先选择平行流冷凝器。 4）制冷流程优化。计算发现，采用回热循环、蒸发器冷凝水过冷循环及单级压缩制冷新流程后，原制冷系统的COP分别提高了20.4%、5.5%和0.6%～12.2%。三种流程中，回热循环对制冷系数提高幅度最大。其投资回收期为半年，建议12m客车推广采用。 5）太阳能利用与LNG客车冷量利用。经计算，太阳能利用与客车空调节能结合，能够为12m客车每天增加9.72kW·h电量。利用LNG冷量进行低温送风，可以使系统制冷量提高9.6%～11.8%，COP提高5.5%～7.7%。在设定工况下，将回收的LNG冷量用于过冷循环，系统COP提高了16.94%，可使系统节能11%。两种节能优化分别适应于燃油客车和LNG客车。 本课题计算表明，以上几种优化方式结合应用，可使12m客车空调制冷系统节能30%以上，节能效果良好。另外，除太阳能利用优化外，其他几种优化方式的回收周期均在一年以内，具有良好的可行性。 【关键词】：12m客车 制冷 节能 优化替代
【学位授予单位】：集美大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U463.851
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 课题研究背景及意义10
• 1.2 客车空调研究现状10-12
• 1.3 研究内容12-14
• 第2章 车用制冷剂的选择14-22
• 2.1 引言14
• 2.2 汽车空调制冷剂的选择标准14-15
• 2.2.1 制冷剂的一般选择要求14-15
• 2.2.2 客车空调制冷剂的选择要求15
• 2.3 客车制冷剂的替代15-21
• 2.3.1 四种车用制冷剂的对比15-16
• 2.3.2 HFO-1234yf 与 R134a 的比较16-19
• 2.3.3 HFO-1234yf 在 12m 客车上的应用分析19-21
• 2.4 小结21-22
• 第3章 制冷压缩机选型分析22-28
• 3.1 引言22
• 3.2 制冷压缩机选型理论依据22-24
• 3.2.1 压缩机选型要点22
• 3.2.2 客车对配置制冷压缩机的要求22-23
• 3.2.3 客车空调压缩机发展现状23-24
• 3.3 客车空调压缩机选型分析24-27
• 3.3.1 客车空调压缩机类型合理性分析24-25
• 3.3.2 几种压缩机的容量范围25-26
• 3.3.3 不同类型压缩机在 12m 客车上的应用分析26-27
• 3.4 小结27-28
• 第4章 换热器优化28-38
• 4.1 引言28
• 4.2 客车用冷凝器的设计28
• 4.3 客车管片式冷凝器的设计计算28-33
• 4.3.1 管片式冷凝器设计理论分析28-30
• 4.3.2 管片式冷凝器结构设计及计算30-33
• 4.3.3 不同冷凝温度下管片式冷凝器参数的对比分析33
• 4.4 管片式冷凝器和平行流冷凝器的对比分析33-36
• 4.5 蒸发器优化方法36-37
• 4.6 小结37-38
• 第5章 制冷系统流程优化38-51
• 5.1 引言38
• 5.2 回热循环的应用38-42
• 5.2.1 回热循环的理论分析38-40
• 5.2.2 回热循环在客车空调制冷系统中应用计算40-42
• 5.3 过冷循环的应用42-45
• 5.3.1 过冷循环的理论分析42-43
• 5.3.2 蒸发器凝结水用于过冷循环的计算分析43-45
• 5.4 带有辅助回路的单级压缩制冷新流程45-49
• 5.4.1 新流程的理论分析45-47
• 5.4.2 新流程的应用计算47-49
• 5.5 三种流程的可行性分析49-50
• 5.6 小结50-51
• 第6章 新能源利用与其他制冷方式的研究51-59
• 6.1 引言51
• 6.2 太阳能在汽车空调上的研究与节能51-54
• 6.2.1 太阳能汽车空调发展及现状51-52
• 6.2.2 太阳能天窗原理52
• 6.2.3 汽车太阳能天窗的应用分析52-54
• 6.3 LNG 冷量利用54-57
• 6.3.1 LNG 冷量回收54-55
• 6.3.2 LNG 冷量用于低温送风的理论分析55-56
• 6.3.3 过冷循环的应用56-57
• 6.4 其他制冷方式的研究57-58
• 6.5 小结58-59
• 第7章 总结与展望59-61
• 7.1 本课题工作总结59-60
• 7.2 展望60-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-65
• 在学期间发表的学术论文65

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