图 22
PTC的功耗不能太大,以PSA集团为例,其规定的功耗不能超过1000W,并且要求经过PTC时风量不小于250kg/h,图23是PSA X7空调PTC的性能曲线图。另外PTC表面温度可以达到160℃,而塑料外壳所能承受的最高温度只有110℃,所以应该避免将其两者接触,一般采用螺钉固定在外壳上,而加热面不能与其他塑料零件相接触。
图 23 PSA X7
16
2.3制冷功能
蒸发器是HVAC实现制冷功能的关键部件。将经过TXV(膨胀阀)降压后的液态制冷剂在蒸发器内沸腾蒸发,吸收蒸发器表面周围空气的热量而降温,风扇将冷空气吹送到车厢,达到降温的目的。
蒸发器从结构上分可以分为管片式蒸发器,管带式蒸发器,层叠式蒸发器,平行流式蒸发器,其中层叠式和平行流式蒸发器制冷效率最高,而层叠式蒸发器与平行流式蒸发器相比,平行流式具有用料少,重量轻等特点,目前市面上以层叠式和平行流式最为广泛的应用,而一些老车型还在使用管片式蒸发器,如富康、捷达。管带式蒸发器一般在大型客车或列车之上,目前轿车市场已经基本不用此类蒸发器了。
图 24 上海贝洱公司生产的全铝钎焊平行流式蒸发器
2.3.1 蒸发器的选择
选择一款合适的蒸发器需要注意以下要素: ? 蒸发器要有足够的制冷量 ? 温度平衡和风量平衡要好 ? 具有很好的控制冷凝水的能力 ? 能满足装配性要求 2.3.2 蒸发器在HVAC中的位置
要有一个好的冷凝水排泄功能,蒸发器在HVAC中倾斜的角度要控制好,要参照图24虚线范围内所示:
图 25
要尽可能保证到达蒸发器表面空气的均匀性,这样才能得到一个稳定的风速,但经过蒸发器的风速不能太大,否则会将蒸发器表面的冷凝水给吹出来,这是绝对不能允许的。一般蒸发器允许通过的最大风速:当翅片间距为 1.4mm时,风速最高不能超过2.5m/s;但翅片间距为1.7mm,最大风速不能超过3m/s,在蒸发器底部这一点尤其重要,因为蒸发器这个部位含有大量的冷凝水。
17
蒸发器要求具有良好的热平衡性,蒸发器四周要用海绵密封好,否则周围的热空气会泄露进来,这样会导致使出口空气的热平衡性降低,以下是Valeo某款蒸发器的温度分布图,风量为600kg/h,环境温度为30℃,环境湿度为60%。
图 26
这里要强调一下蒸发器密封的重要性,其密封性对空气温度,气流的平衡性,冷凝水的控制都有很大关系。蒸发器的密封一般采用沿着蒸发器四周粘贴海绵,然后靠壳体上设计的筋条进行固定。
用于
蒸发器密封海绵材料有PE,PU,EPDM等,当蒸发器管露在HVAC壳体外面,需要用海绵包裹好,否则其上面的冷凝水会滴落在汽车驾驶舱内。当蒸发器管在HVAC壳体内部是,可以用海绵将其包裹好,也可以用一个塑料罩将其罩起来,如果将其裸露在塑料罩内,管子上面的冷凝水必须滴落在没有空气流的区域,否则会有冷凝水溅射的风险。
18
图 27
设计一个合理的冷凝水排泄槽在HVAC设计中很重要,以保证收集,排出产生的冷凝水,以下要素需要注意:
? 壳体与排水槽要很好的密封 ? 蒸发器与排水槽要很好的密封 ? 蒸发器与壳体要很好的密封 ? 在蒸发器下要有足够的空间 ? 排水槽要有合理的排水形状 ? 排水槽要在HVAC的最低点
在蒸发器表面不要放置温度传感器或其他零件,如果非要放置两者之间的距离应小于20mm;在蒸发器出风面要有足够的面积。这两个要求都是为了保证不会产生局部风速过大的风险,因为这样可能导致冷凝水溅射。
图 28
排水槽的形状要有一定的倾斜角度,这样冷凝水才能顺利的排出HVAC,如下图中α角度,Valeo规定o
的是17,以下是两种类型排水槽,一种只有一边有倾斜角度,一种是两边都有倾斜角度。
19
图 29
图 30
2.4 进气与吹风功能
HVAC要实现降温或制热,必须有流动的空气在换热器表面进行热交换,而要提供流动的空气就必须有鼓风机和进气装置。
进气装置主要功能是将HVAC外部空气倒入其内,这里的HVAC外部空气就分为来自车厢外的空气(Fresh air,我们叫做外循环)和来自车厢内的空气(Recirculation,我们叫做内循环)。鼓风机就是使空气流动的动力源,风量的大小很大关系上取决于鼓风机的能力。 2.4.1进气装置
这里介绍两种常见的进气装置。图27这种装置进气方式只有两种选择,要么Fresh(车外空气,下面内容以此简称),要么Recirc(车内空气,下面内容以此简称)。
图 31
图28这种进气装置的特点就是可以独立控制内外循环空气,可以同时进Fresh和Recirc,如在夏季制冷条件下(为了减少功耗,一般用内循环),为了改善车内空气质量,同时又不能很大程度地降低降温效果,可以适当凋节外循环风门开度 ,让一定量的Fresh进入车内,以改善车内空气质量。
20