本发明专利技术公开了一种跨临界二氧化碳空调热泵储液器容积设计方法，该方法依据给定的设计工况对现有系统进行工况实验，通过一系列操作后得到第i个工况最小充注量，重复进行多个给定工况实验后根据最小充注量及低压值确定设计储液器的容积。本发明专利技术结合对跨临界二氧化碳热泵空调系统的充注量研究，在保证正常工况下系统能够正常运行前提下同时避免储液器容积过大占用车内空间，成本过高等问题。成本过高等问题。成本过高等问题。
【技术实现步骤摘要】
一种跨临界二氧化碳空调热泵储液器容积设计方法
[0001]本专利技术属于跨临界二氧化碳空调领域，具体涉及一种跨临界二氧化碳空调热泵储液器容积设计方法。
技术介绍
[0002]电动汽车由于对化石燃料资源没有依赖性和环保的特点，有十分重要的应用前景，但纯电动汽车由于没有足够的发动机余热，在冬季需要依靠空调或者其他加热系统提供车辆所需热负荷，故对于应用于电动汽车的跨临界二氧化碳空调热泵系统需要同时具有制冷与制热两种模式，同时通过研究发现不同环境温度、不同的模式下系统所需的充注量并不相同。对于正常运行的车辆其空调系统的充注量是不变的，在工况发生变化时若系统需要保持正常的运行状态则需要将多余的制冷剂全部储存在储液器中。
[0003]对于跨临界二氧化碳系统来说，不同工况下合适的充注量差别较大，其与环境温度、室内外风量、送风温度等诸多因素相关，这些工况变化时可能导致最优排压、系统低压等系统状态参数变化从而使系统充注量发生改变，故研究储液器的容积设计需以充注量研究为前提。
[0004]对于电动车来说，考虑车内空间较小，为了合理地利用车内空间，需要合理地设计储液器容积使其既能满足不同工况下系统正常运行要求也能使其容积较小，能够合理利用车身空间。在此基础上，以往的方法考虑全工况最大和全工况最小，因为汽车空调本身工况复杂多变，且涵盖面非常广，充注量不仅与外部环境有关，还与负荷需求、送风需求、风量等等参数相关，传统的方法如果要确保两个极端，往往导致设计的气分容积比较大。部分欠充和微过充会导致性能下降，但一般不会造成危险。以往的方法只是从合适和不合适一个点出发，气分设计过大并没有带来实质性的好处。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种跨临界二氧化碳空调热泵储液器容积设计方法，以解决现有技术中储液器的设计方法因关联因素过多，易于导致储液器设计不合理的问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0007]一种跨临界二氧化碳空调热泵储液器容积设计方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1，确定实验工况；所述实验工况包括充注量最高工况、制热时制冷器最低需求工况、制冷时制冷器最低需求工况；
[0009]步骤2，在每一个实验工况中，向系统中充入制冷剂，调节电子膨胀阀(5)的开度最大，确定压缩机(1)的排汽压力为最优排压，且室外换热器(7)出口温度的过热度为0时的充注量，为所述实验工况下的最小充注量；
[0010]步骤3，通过比较各个实验工况下的最小充注量，获得全工况条件下的最小储液器容积。
[0011]本专利技术的进一步改进在于：
[0012]优选的，步骤1中，
[0013]所述充注量最高工况为：环境温度15℃，室外进风15℃，室外进风风速2.5m/s，HVAC进风15℃，HVAC进风相对湿度20％，HVAC进风质量流量4kg/min，送风温度40℃；
[0014]所述制热时制冷器最低需求工况为：环境温度
‑
20℃，室外进风
‑
20℃，室外进风风速2.5m/s，HVAC进风0℃，HVAC进风相对湿度20％，HVAC进风质量流量6kg/min，送风温度50℃；
[0015]所述制冷时制冷器最低需求工况为：环境温度45℃，室外进风45℃，室外进风风速3m/s，HVAC进风35℃，HVAC进风相对湿度25％，HVAC进风质量流量9kg/min，送风温度10℃。
[0016]优选的，步骤2.3的具体过程为：
[0017]步骤2.1，在每一个实验工况条件下，向系统中充入制冷剂，调节电子膨胀阀(5)的开度最大；
[0018]步骤2.2，判断室外换热器(7)出口温度的过热度是否为0，如果为0，执行步骤2.4，否则执行步骤2.3；
[0019]步骤2.3，继续向系统中充入制冷剂，判断压缩机(1)的出口压力是否为最优排压或者是压缩机(1)的出口温度是否为上限，如果两个条件均未满足，则继续向系统中充入制冷剂，继续判断两个条件；如果两个条件中的一个满足则执行步骤2.2；
[0020]步骤2.4，在室外换热器(7)出口的过热度为0，而且压缩机(1)的出口压力为最优排压与调节压力的和时，继续判断室外换热器(7)的过热度是否为0，如果不为0，则继续向管路中充入制冷剂，直至室外换热器(7)的过热度为0，对应的充注量为实验工况条件下的最小充注量。
[0021]优选的，步骤2.3的具体过程为：
[0022](1)确定室外换热器(7)出口温度的过热度T
sup
，若过热度为0，执行步骤2.4，否则重新充入制冷剂；
[0023](2)若已确定最优排压，则调节电子膨胀阀(5)开度，使得为压缩机(1)的出口压力为最优排压P
opt
并返回步骤2.2；若未找到最优排压，记录系统COP，调节电子膨胀阀(5)使排压增加ΔP；
[0024](3)若压缩机1排温到达上限，返回步骤2.2，若未到上限，记录系统COP，并执行步骤(4)；
[0025](4)判断压缩机(1)的排汽压力为最优排压是否最优排压，若是最优排压，返回步骤2.2，若未出现返回步骤(2)。
[0026]优选的，ΔP为0.2
‑
0.4。
[0027]优选的，步骤3的具体过程为：
[0028]步骤3.1，各个实验工况获得最小充注量分别为C
min,1
、C
min,2
和C
min,3
；
[0029]步骤3.2，计算V1和V2；
[0030][0031][0032]步骤3.3，取V1和V2中的最大值，为全工况条件下的最小储液器容积。
[0033]优选的，所述最优排压为系统COP为峰值时对应的排压。
[0034]优选的，通过SAE制冷I45与制热M
‑
30a两个工况对全工况条件下的最小储液器容积验证，在两个工况下，若系统正常运行或COP大于适充90％，则所述最小储液器容积满足需求，否则增大储液器容积。
[0035]优选的，通过计算系统的IPLV值，确定全工况条件下的最小储液器容积是否满足需求。
[0036]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0037]本专利技术公开了一种跨临界二氧化碳空调热泵储液器容积设计方法，该方法依据给定的设计工况对现有系统进行工况实验，通过一系列操作后得到第i个工况最小充注量C
min,i
，重复进行多个给定工况实验后根据C
min
及低压值确定设计储液器的容积。本专利技术结合对跨临界二氧化碳热泵空调系统的充注量研究，在保证正常工况下系统能够正常运行前提下同时避免储液器容积过大占用车内空间，成本过高等问题。
[0038]进一步的，不同于以往考虑充注量需求最大最小导致设计储液器容积较大，这里根据对跨临界二氧化碳热泵空调系统最优运行特性研究及对其本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种跨临界二氧化碳空调热泵储液器容积设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，确定实验工况；所述实验工况包括充注量最高工况、制热时制冷器最低需求工况、制冷时制冷器最低需求工况；步骤2，在每一个实验工况中，向系统中充入制冷剂，调节电子膨胀阀(5)的开度最大，确定压缩机(1)的排汽压力为最优排压，且室外换热器(7)出口温度的过热度为0时的充注量，为所述实验工况下的最小充注量；步骤3，通过比较各个实验工况下的最小充注量，获得全工况条件下的最小储液器容积。2.根据权利要求1所述的一种跨临界二氧化碳空调热泵储液器容积设计方法，其特征在于，步骤1中，所述充注量最高工况为：环境温度15℃，室外进风15℃，室外进风风速2.5m/s，HVAC进风15℃，HVAC进风相对湿度20％，HVAC进风质量流量4kg/min，送风温度40℃；所述制热时制冷器最低需求工况为：环境温度
‑
20℃，室外进风
‑
20℃，室外进风风速2.5m/s，HVAC进风0℃，HVAC进风相对湿度20％，HVAC进风质量流量6kg/min，送风温度50℃；所述制冷时制冷器最低需求工况为：环境温度45℃，室外进风45℃，室外进风风速3m/s，HVAC进风35℃，HVAC进风相对湿度25％，HVAC进风质量流量9kg/min，送风温度10℃。3.根据权利要求1所述的一种跨临界二氧化碳空调热泵储液器容积设计方法，其特征在于，步骤2.3的具体过程为：步骤2.1，在每一个实验工况条件下，向系统中充入制冷剂，调节电子膨胀阀(5)的开度最大；步骤2.2，判断室外换热器(7)出口温度的过热度是否为0，如果为0，执行步骤2.4，否则执行步骤2.3；步骤2.3，继续向系统中充入制冷剂，判断压缩机(1)的出口压力是否为最优排压或者是压缩机(1)的出口温度是否为上限，如果两个条件均未满足，则继续向系统中充入制冷剂，继续判断两个条件；如果两个条件中的一个满足则执行步骤2.2；步骤2.4，在室外换热器(7)出口的过热度为0，而且压缩机(1)的出口压力为最优排压与调节压力的和时，继续判断室外换热器(7)的过热度是否为0，如果不为0，则继续向管路中充入制冷剂...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹锋，贾凡，殷翔，刘宇轩，陈彬，张子翰，
申请(专利权)人：豫新汽车热管理科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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