汽车空调仿真

使用空调库
1. 简介
汽车空调系统目前在旅客车辆上很常见。

他们通过帮助在特定的外部环境下（高温，……）控制舱内的空气温度和湿度，用于为乘客确保一定的舒适性。

空调系统是一个能量消耗源，因此，它对能源的消耗，发动机的负荷和污染物的排放有很大的影响。

空调系统在引擎盖下的能量平衡中已被占据。

一款特定的工具已经开发出来，并且完全集成在AMESim环境中，它本质上是致力于：- 空调部件的尺寸（尤其是换热器），
- 进行系统的瞬态和稳态分析（热制冷剂和固壁能力的建模），
- 设计和测试现有的和新的系统配置（尤其是CO2系统，热泵系统），
- 研究空调系统对引擎盖下的整个能源管理的影响（这要归功于完全兼容的热，热液动，热气动和冷却系统库，从而允许用户研究润滑系统发动机金属群，冷却系统，排气管和空调系统之间的热相互作用）。

空调库是与雷诺汽车密制造商切技术合作的结果。

要建立一个完整的空调系统模型，三个库是必需的：热工库（TH），两相流库（TPF）和空气调节库（AC）：
- 两相流库（TPF）由这些基本要素组成（边界条件，传感器，管道，用于模拟内部制冷剂流程的压力损失部件和模拟外部空气流程的潮湿空气部件）；
- 热工库（TH）是用于模拟换热器壁热固能力。

-空气调节库（AC）由具体的空气调节系统全局部件组成。

本用户指南的目的是帮助用户熟悉空气调节子模型（符号，参数，变量......）并学习如何建立一个好的制冷剂循环模型。

因此，几乎每一个库元件都在具体的范例中描述和使用。

在每一个范例处理之后，如果必要的话，是给出理论概述和特别提示了的。

在尝试本手册中的范例之前，必须阅读两相流库用户指南，它提供了所有与两相流理论相关的信息。

热工库用户指南也一样应该认真阅读。

在整个手册中，我们建议一步一步的建立一个完整的典型的空调系统结构。

建议将会有规则的给出，以帮助用户成功模拟成功的模拟系统，并且对具体结果的分析和具体功能的描述会给出特别的关注。

最后，提供了具体的空调系统和热泵系统的草图。

2. 开始进入空调库之前
这是假设读者熟悉AMESim的使用。

如果不是这种情况，我们建议你在尝试本指南中提供的例子之前做AMESim手册中的教程练习。

它还假设用户已经用来操纵热工和两相流库。

也强烈建议仔细阅读这两个库的用户指南。

模拟空调系统，确保空调（AC）库以及两相流库（TPF）和热工（TH）库在路径清单中是可用的。

选择空调库的分类图标，如例1所示。

Figure 1:空气调节分类图标
这将产生如图2所示的弹出式窗口。

首先看一下这个库中提供的元件。

通过移动指针的到图标上，显示每个元件的标题。

Figure 2: 空调库中的元件
空调库（AC）与图3和图4所示的热工库（TH）和两相流库（TPF）完全兼容。

这些库将会在本手册中的教学示例中用到。

Figure 3:热工库中的元件
Figure 4: 两相流库中的元件
在空调库（AC）中已经提到两相流库（TPF），可以在图标上找到几种类型的端口。

这些端口和变量交换的类型是：
Hydraulic
液压端口压力
密度
质量流量焓流量
热端口
Moist air
湿空气端口
输
信号输入端口
在信号输入端口，变量的单位是不确定的，他
们取决于相关元件，这里是
[barA]
接下来是一个基础教程练习集，用来说明空调库（AC）中大部分元件的作用。

提出了一些特殊的功能，并且特别注意状态变量的初始化。

我们强烈建议你在模拟自己的系统之前，仔细练习这些范例。

3.开始使用空调库
为了开始使用空调库中的元件，考虑图5中提出的典型制冷剂循环结构。

我们建议一步一步的模拟这个系统。

Figure 5: 典型的空调系统结构
这是一个典型的制冷剂循环示例。

在这个例子中我们将考虑使用的制冷剂是
R134a 。

这个系统由以下部件组成：
- 一个可变排量压缩机，包括一个内部的调节阀，
- 一个平流式冷凝器，
- 一个短的节流管，
- 一个U型通道板式蒸发器
- 一个蓄能器，
- 连接所有部件的管道。

接下来，我们建议一步一步的模拟这个完整的系统。

我们从压缩机开始建立这个系统，并且逐步增加部件，从而完成这个完整的系统。

在图6中，考虑了一个常见制冷剂循环在典型压焓图的上的显示。

Figure 6: 制冷剂回路循环的理论表现形式（R134a（P-h）图）
理论循环可以分为四次变换，每一次发生在一个相应的组件内：
-第一次变换：压缩，
-第二次变换：蒸汽冷凝，
-第三次变换：膨胀，
-第四次变换：流体的蒸发或者沸腾。

这四次变换将在模拟完整的制冷剂回路时进行详细的描述。