Estudio de las características dinámicas 1D-3D del sistema de aire acondicionado con bomba de calor CO₂ para automóviles y métodos de control

Wang Haidan ,  

Zong Shuo ,  

Xiao Di ,  

Yin Xiang ,  

Huang Longfei ,  

Wang Xixi ,  

Yang Lichen ,  

Cao Feng ,  

摘要

El sistema de aire acondicionado con bomba de calor CO₂ transcrítica tiene una buena capacidad de calefacción a baja temperatura. Las variaciones de los parámetros dinámicos durante el funcionamiento tienen un impacto considerable en la comodidad de los pasajeros. Para estudiar la comodidad de la cabina de pasajeros y el impacto de las variaciones de los parámetros dinámicos del sistema de aire acondicionado con bomba de calor CO₂ transcrítica, se ha construido un modelo de simulación conjunto utilizando el software de simulación unidimensional GT-Suite y el software CFD tridimensional STAR-CCM+. Se ha establecido una relación estructurada entre el campo de temperatura de la cabina de pasajeros y el sistema de aire acondicionado con bomba de calor, y se ha realizado un análisis integrado de las características dinámicas de calentamiento/enfriamiento del compartimento durante el funcionamiento del sistema de aire acondicionado con bomba de calor. Los resultados muestran que la distribución de la temperatura del entorno de la cabina de pasajeros es bastante desigual, por lo que es necesario utilizar un modelo de comodidad PMV ponderado para evaluar el entorno térmico desigual de la cabina de pasajeros. En un sistema de aire acondicionado con bomba de calor CO₂ para automóviles con control PID múltiple, el método de control basado en el modelo de comodidad ponderado PMV puede mantener la estabilidad de la regulación de los parámetros objetivo del sistema. En el modo de enfriamiento con una temperatura ambiente de 43 °C, este método de control puede reducir el consumo de energía del compresor en un 9.4 %; en el modo de calefacción con una temperatura ambiente de -10 °C, este método puede reducir el consumo de energía del compresor en un 17.9 %. Este método de control puede reducir el consumo de energía del compresor del sistema y mejorar la autonomía del vehículo manteniendo la comodidad térmica.

关键词

CO₂; aire acondicionado para automóviles; simulación conjunta; modelo de comodidad ponderado

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