在空調(diào)系統(tǒng)中，膨脹閥能夠根據(jù)蒸發(fā)器出口過(guò)熱度控制閥口的開(kāi)啟度，進(jìn)而控制進(jìn)入蒸發(fā)器中制冷劑的流量。試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，由于充注的制冷劑較少，蒸發(fā)器出口過(guò)熱度較大，說(shuō)明制冷劑在蒸發(fā)器中全部蒸發(fā)為氣體，此時(shí)膨脹閥開(kāi)度最大，無(wú)法調(diào)整流量。制冷劑的流量隨著充注量的增加而逐漸增加，蒸發(fā)器的換熱量和壓縮機(jī)的功耗隨之增加，使得冷凝器的放熱量逐漸增加。當(dāng)換熱量增加時(shí)，制冷劑的飽和溫度和飽和壓力會(huì)隨之上升。隨著制冷劑充注量增大到一定程度，蒸發(fā)器出口過(guò)熱度逐步減小并且膨脹閥也能夠調(diào)節(jié)開(kāi)度，從而控制流入蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑流量。

通過(guò)分析上述系統(tǒng)充注量以及充注過(guò)程，從圖3和圖5可以看出，當(dāng)系統(tǒng)的有效充注量達(dá)到最小之后，冷凝器出口過(guò)冷度和蒸發(fā)器出口過(guò)熱度會(huì)保持接近水平的狀態(tài)，只有隨著充注量的增加，曲線才會(huì)發(fā)生明顯的變化。對(duì)于系統(tǒng)的充注量，這段水平狀態(tài)就是最佳充注量的有效區(qū)間，一般情況下，會(huì)取這個(gè)區(qū)間的三分之二位置為最佳充注量。根據(jù)圖3~圖6所示曲線，考慮到電動(dòng)汽車(chē)行駛時(shí)保證雙系統(tǒng)的正常運(yùn)行，將電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)的最佳充注量定為620 g。

注：①?gòu)垈?李紅旗,程睿，等. 電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)熱負(fù)荷特性研究[J]. 制冷與空調(diào),2016,16(11):53-58.

試驗(yàn)結(jié)果分析

控制chiller的換熱量為2 kW，將冷凝器進(jìn)口空氣溫度設(shè)置為40 ℃，冷凝器空氣流速為3 m/s，防凍液質(zhì)量流量為10 L/min，冷卻液進(jìn)口溫度在35~40 ℃內(nèi)，測(cè)量壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速。

單開(kāi)chiller系統(tǒng)時(shí)系統(tǒng)含油率在1%左右，大部分潤(rùn)滑油位于壓縮機(jī)內(nèi)部。由圖7可以看出：當(dāng)chiller進(jìn)水溫度分別為35 ℃、36 ℃、37 ℃、39 ℃和40 ℃時(shí)，chiller防凍液側(cè)的換熱量均為2 kW；由圖8可以看出，此時(shí)對(duì)應(yīng)的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速分別為1 150 r/min、1 150 r/min、1 100 r/min、1 100 r/min和1 100 r/min。由于整車(chē)實(shí)際工況電池冷卻系統(tǒng)中chiller進(jìn)水溫度為38 ℃，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速為1 150 r/min，chiller實(shí)際換熱量（防凍液側(cè)）為2.7 kW；若要維持chiller防凍液側(cè)換熱能力為2 kW，chiller進(jìn)水溫度為35~38 ℃時(shí)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速須在1 100~1 150 r/min范圍內(nèi)。

圖7 單chiller系統(tǒng)下chiller換熱量隨進(jìn)水溫度的變化

圖8 單chiller系統(tǒng)下壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速隨進(jìn)水溫度的變化

由圖9可以看出，冷凝器出口過(guò)冷度為8 K左右，蒸發(fā)器出口過(guò)熱度在5 K以?xún)?nèi)，制冷循環(huán)正常。由圖10可知，隨著壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的升高，蒸發(fā)器空氣側(cè)換熱量增加，但增加速率逐漸降低；在壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速為8 000 r/min時(shí)，蒸發(fā)器空氣側(cè)換熱量約為4.2 kW，此時(shí)空調(diào)出風(fēng)口溫度在8 ℃左右。

圖9 單HVAC系統(tǒng)下過(guò)冷/過(guò)熱度隨壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的變化趨勢(shì)

圖10 單HVAC系統(tǒng)下蒸發(fā)器空氣側(cè)換熱量隨壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的變化趨勢(shì)