ارائه يك مدل حرارتي كوپل شده براي چرخه تبريد و كابين اولين محصول مبتني بر پلتفرم ملي خودرو

A Coupled Thermal Model for Refrigeration Cycle and Cabin of the First Produced Vehicle Based on the National Vehicle Platform

امروزه عملكرد سيستم تهويه مطبوع خودرو به عنوان يكي از مهمترين عوامل تأثيرگذار بر آسايش و راحتي سرنشينان خودرو، بيش از پيش مورد توجه ميباشد. در اين مطالعه، يك مدل عددي حرارتي گذرا براي چرخه تبريد و كابين اولين محصول مبتني بر پلتفرم ملي خودرو توسعه داده شده و ارائه گرديده است. بدين منظور، هر يك از اجزاي چرخه تبريد مدل‌سازي شده است. در گام بعدي، بارهاي حرارتي وارد بر كابين خودرو محاسبه شده و همچنين بار حرارتي ناشي از تابش خورشيد براي تمامي نقاط كشور و تمامي ساعات روز در نظر گرفته شده است. مدل پيشنهادي براي بررسي خنك كنندگي سيستم تهويه مطبوع اولين محصول مبتني بر پلتفرم ملي خودرو استفاده شده است. همچنين، براي تحليل ترموديناميكي مبدل‌هاي حرارتي به كار رفته در مدل، از روش ε-NTU استفاده شده است. مدل ارائهشده در اين مقاله مي‌تواند به عنوان يك ابزار مؤثر در زمينه مهندسي به كمك رايانه جهت تجزيه و تحليل عملكرد سيستمهاي تهويه مطبوع ساير خودروها استفاده گردد. در انتها، مقدار 5/239 كيلووات بار حرارتي وارد شده به كابين خودرو به دست آمد. همچنين مشخص گرديد كه سيستم تهويه مطبوع توانايي رساندن دماي كابين خودرو را از 60 درجه سانتيگراد به 25 درجه سانتيگراد ظرف مدت 25دقيقه داراست.

Nowadays, a lot of efforts have been spent to develop effective automotive air conditioning systems due to their critical role in passengers comfort. In this study, a transient numerical thermal model has been developed for the first produced vehicle based on the national vehicle platform. At first, each component of the refrigeration cycle is modeled. In the next step, thermal loads for the vehicle’s cabin are calculated along with the solar load at every location of Iran and every hour of the day. The proposed model is used for thermal analysis of the heating, ventilation and air conditioning performance of the first produced vehicle based on the national platform. Also, for thermal analysis of the heat exchangers which are used in the model, ε-NTU method has been used. The proposed model can be an effective computer-aided engineering tool for analyzing the performance of automotive the heating, ventilation and air conditioning systems. Finally, the amount of 5.239 kW thermal load acting on the vehicle cabin is calculated. Also, results indicate that the proposed model can reduce the vehicle cabin temperature from 60 °C to 25 °C within 25 minutes.