基于熱電制冷的汽車(chē)座椅空調(diào)制冷器的設(shè)計(jì)與研究
發(fā)布時(shí)間:2023-01-15 06:59
隨這汽車(chē)的普及以及人們生活質(zhì)量水平的不斷提高,人們對(duì)于汽車(chē)舒適性的要求亦越來(lái)越高,而國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)于能實(shí)現(xiàn)制冷和加熱兩用的汽車(chē)座椅空調(diào)系統(tǒng)還存在空缺。本課題提出一種基于熱電制冷能實(shí)現(xiàn)制冷和加熱兩用的汽車(chē)座椅空調(diào)系統(tǒng),對(duì)座椅空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行選型設(shè)計(jì),用模擬和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合對(duì)座椅空調(diào)制冷器的穩(wěn)態(tài)特性進(jìn)行研究,并對(duì)座椅空調(diào)制冷器的瞬態(tài)過(guò)冷特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。本文根據(jù)在高溫曝曬下汽車(chē)座椅熱負(fù)荷和駕駛過(guò)程中人體背部臀部散熱產(chǎn)生的熱負(fù)荷兩種工況設(shè)計(jì),對(duì)熱電制冷片、散熱器和風(fēng)機(jī)進(jìn)行選型計(jì)算,并對(duì)冷熱分離器、連接風(fēng)管、控制器外殼進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模,對(duì)座椅空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行電氣的設(shè)計(jì)選型;在幾種基本制冷工況基礎(chǔ)上提出了最優(yōu)制冷工況以平衡COP和制冷量,并給出了最優(yōu)制冷工況對(duì)應(yīng)電流的計(jì)算公式,與實(shí)驗(yàn)中的最優(yōu)制冷工況對(duì)應(yīng)的電流對(duì)比,誤差為6.29%在合理范圍內(nèi),驗(yàn)證了公式的可靠性。通過(guò)ANSYS ICEPAK軟件對(duì)汽車(chē)座椅空調(diào)制冷器進(jìn)行仿真模擬,驗(yàn)證了選型設(shè)計(jì)的正確性,并研究熱電制冷片工作電壓和風(fēng)機(jī)風(fēng)速對(duì)制冷性能的影響;建立座椅空調(diào)制冷器的穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn),將模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了模擬方法的準(zhǔn)確性和模擬結(jié)果的可靠性;通過(guò)研究不同...
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
中文摘要
英文摘要
1 緒論
1.1 研究背景
1.2 熱電制冷國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 熱電制冷技術(shù)的應(yīng)用
1.3.1 熱電制冷在工商業(yè)中的應(yīng)用
1.3.2 熱電制冷在熱電空調(diào)方面的應(yīng)用
1.3.3 熱電制冷在汽車(chē)座椅空調(diào)的應(yīng)用
1.4 本文研究目的與內(nèi)容
2 熱電制冷的基本特性與座椅空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
2.1 熱電效應(yīng)基本概述
2.2 熱電制冷片穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型
2.3 熱電制冷片的設(shè)計(jì)與選型
2.3.1 熱負(fù)荷的計(jì)算
2.3.2 熱電制冷片的選型
2.3.3 熱電制冷片工作特性分析
2.4 散熱器的選型計(jì)算
2.5 風(fēng)機(jī)的選型計(jì)算
2.6 汽車(chē)座椅空調(diào)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.7 汽車(chē)座椅空調(diào)的電氣設(shè)計(jì)
2.8 本章小結(jié)
3 汽車(chē)座椅空調(diào)制冷器的穩(wěn)態(tài)特性模擬研究
3.1 引言
3.2 汽車(chē)座椅空調(diào)制冷器模型
3.2.1 物理模型
3.2.2 控制方程
3.2.3 初始條件與邊界條件
3.2.4 物性參數(shù)
3.3 模型處理
3.3.1 計(jì)算方法及收斂條件
3.3.2 網(wǎng)格劃分
3.3.3 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證
3.4 模擬結(jié)果與分析
3.4.1 一種工況下的模擬云圖
3.4.2 風(fēng)速和工作電壓對(duì)出風(fēng)口溫度的影響
3.4.3 風(fēng)速和工作電壓對(duì)制冷性能的影響
3.5 本章小結(jié)
4 汽車(chē)座椅空調(diào)制冷器的穩(wěn)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)研究
4.1 前言
4.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br> 4.3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建
4.4 實(shí)驗(yàn)步驟
4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比與分析
4.5.1 瞬態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
4.5.2 工作電壓和風(fēng)速對(duì)空調(diào)制冷器的影響
4.5.3 座椅空調(diào)制冷器的制冷性能研究
4.5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果對(duì)比
4.6 本章小結(jié)
5 汽車(chē)座椅空調(diào)制冷器的瞬態(tài)過(guò)冷實(shí)驗(yàn)研究
5.1 前言
5.2 瞬態(tài)過(guò)冷實(shí)驗(yàn)步驟
5.3 瞬態(tài)過(guò)冷實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
5.3.1 脈沖幅度對(duì)過(guò)冷效應(yīng)的影響
5.3.2 基準(zhǔn)電壓對(duì)過(guò)冷效應(yīng)的影響
5.3.3 脈沖時(shí)間對(duì)過(guò)冷效應(yīng)的影響
5.3.4 風(fēng)機(jī)風(fēng)速對(duì)過(guò)冷效應(yīng)的影響
5.4 削弱過(guò)冷效應(yīng)產(chǎn)生的不利溫升
5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 本文研究工作與結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
A.作者在攻讀學(xué)位期間申請(qǐng)專(zhuān)利的目錄
B.學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于半導(dǎo)體制冷技術(shù)的空調(diào)座椅系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 鄒浙湘,朱銘,梁景皓. 電子設(shè)計(jì)工程. 2018(03)
[2]淺談汽車(chē)空調(diào)座椅改裝[J]. 羅宇輝. 現(xiàn)代職業(yè)教育. 2016(15)
[3]淺析我國(guó)制冷劑標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展[J]. 史婉君,張建君,鬲春利,鄭冬芳,劉宏健,陳敬良. 制冷與空調(diào). 2016(03)
[4]半導(dǎo)體制冷在汽車(chē)座椅中的應(yīng)用[J]. 陳榮章,張羽. 上海汽車(chē). 2016(03)
[5]半導(dǎo)體制冷研究綜述[J]. 賈艷婷,徐昌貴,閆獻(xiàn)國(guó),田志峰. 制冷. 2012(01)
[6]芯片冷卻中熱電制冷器性能的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 王衍金,羅清海,柳建祥,張鵬飛,熊軍. 半導(dǎo)體光電. 2011(02)
[7]半導(dǎo)體制冷器制冷性能的綜合影響因素探討及其優(yōu)化設(shè)計(jì)分析[J]. 毛佳妮,申麗梅,李?lèi)?ài)博,湯魁. 流體機(jī)械. 2010(07)
[8]納米復(fù)合熱電材料研究進(jìn)展[J]. 陳立東,熊震,柏勝?gòu)?qiáng). 無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2010(06)
[9]CCD芯片熱電制冷的非穩(wěn)態(tài)傳熱研究[J]. 唐紅民,廖勝,沈忙作,魏宏剛. 制冷學(xué)報(bào). 2009(06)
[10]計(jì)算機(jī)芯片冷卻技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 張德君,楊志剛,孫曉鋒. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2008(03)
博士論文
[1]基于半導(dǎo)體激光冷卻的熱電階梯脈沖過(guò)冷特性的研究[D]. 申利梅.華中科技大學(xué) 2014
[2]實(shí)際熱電制冷系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及熱—電轉(zhuǎn)換過(guò)程研究[D]. 毛佳妮.華中科技大學(xué) 2013
碩士論文
[1]脈沖電壓下熱電制冷器瞬態(tài)過(guò)冷特性的研究[D]. 劉和鋒.重慶大學(xué) 2017
[2]熱電制冷應(yīng)用于CPU散熱的數(shù)值模擬研究[D]. 闞超.華中科技大學(xué) 2015
本文編號(hào):3730782
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
中文摘要
英文摘要
1 緒論
1.1 研究背景
1.2 熱電制冷國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 熱電制冷技術(shù)的應(yīng)用
1.3.1 熱電制冷在工商業(yè)中的應(yīng)用
1.3.2 熱電制冷在熱電空調(diào)方面的應(yīng)用
1.3.3 熱電制冷在汽車(chē)座椅空調(diào)的應(yīng)用
1.4 本文研究目的與內(nèi)容
2 熱電制冷的基本特性與座椅空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
2.1 熱電效應(yīng)基本概述
2.2 熱電制冷片穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型
2.3 熱電制冷片的設(shè)計(jì)與選型
2.3.1 熱負(fù)荷的計(jì)算
2.3.2 熱電制冷片的選型
2.3.3 熱電制冷片工作特性分析
2.4 散熱器的選型計(jì)算
2.5 風(fēng)機(jī)的選型計(jì)算
2.6 汽車(chē)座椅空調(diào)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.7 汽車(chē)座椅空調(diào)的電氣設(shè)計(jì)
2.8 本章小結(jié)
3 汽車(chē)座椅空調(diào)制冷器的穩(wěn)態(tài)特性模擬研究
3.1 引言
3.2 汽車(chē)座椅空調(diào)制冷器模型
3.2.1 物理模型
3.2.2 控制方程
3.2.3 初始條件與邊界條件
3.2.4 物性參數(shù)
3.3 模型處理
3.3.1 計(jì)算方法及收斂條件
3.3.2 網(wǎng)格劃分
3.3.3 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證
3.4 模擬結(jié)果與分析
3.4.1 一種工況下的模擬云圖
3.4.2 風(fēng)速和工作電壓對(duì)出風(fēng)口溫度的影響
3.4.3 風(fēng)速和工作電壓對(duì)制冷性能的影響
3.5 本章小結(jié)
4 汽車(chē)座椅空調(diào)制冷器的穩(wěn)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)研究
4.1 前言
4.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br> 4.3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建
4.4 實(shí)驗(yàn)步驟
4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比與分析
4.5.1 瞬態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
4.5.2 工作電壓和風(fēng)速對(duì)空調(diào)制冷器的影響
4.5.3 座椅空調(diào)制冷器的制冷性能研究
4.5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果對(duì)比
4.6 本章小結(jié)
5 汽車(chē)座椅空調(diào)制冷器的瞬態(tài)過(guò)冷實(shí)驗(yàn)研究
5.1 前言
5.2 瞬態(tài)過(guò)冷實(shí)驗(yàn)步驟
5.3 瞬態(tài)過(guò)冷實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
5.3.1 脈沖幅度對(duì)過(guò)冷效應(yīng)的影響
5.3.2 基準(zhǔn)電壓對(duì)過(guò)冷效應(yīng)的影響
5.3.3 脈沖時(shí)間對(duì)過(guò)冷效應(yīng)的影響
5.3.4 風(fēng)機(jī)風(fēng)速對(duì)過(guò)冷效應(yīng)的影響
5.4 削弱過(guò)冷效應(yīng)產(chǎn)生的不利溫升
5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 本文研究工作與結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
A.作者在攻讀學(xué)位期間申請(qǐng)專(zhuān)利的目錄
B.學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于半導(dǎo)體制冷技術(shù)的空調(diào)座椅系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 鄒浙湘,朱銘,梁景皓. 電子設(shè)計(jì)工程. 2018(03)
[2]淺談汽車(chē)空調(diào)座椅改裝[J]. 羅宇輝. 現(xiàn)代職業(yè)教育. 2016(15)
[3]淺析我國(guó)制冷劑標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展[J]. 史婉君,張建君,鬲春利,鄭冬芳,劉宏健,陳敬良. 制冷與空調(diào). 2016(03)
[4]半導(dǎo)體制冷在汽車(chē)座椅中的應(yīng)用[J]. 陳榮章,張羽. 上海汽車(chē). 2016(03)
[5]半導(dǎo)體制冷研究綜述[J]. 賈艷婷,徐昌貴,閆獻(xiàn)國(guó),田志峰. 制冷. 2012(01)
[6]芯片冷卻中熱電制冷器性能的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 王衍金,羅清海,柳建祥,張鵬飛,熊軍. 半導(dǎo)體光電. 2011(02)
[7]半導(dǎo)體制冷器制冷性能的綜合影響因素探討及其優(yōu)化設(shè)計(jì)分析[J]. 毛佳妮,申麗梅,李?lèi)?ài)博,湯魁. 流體機(jī)械. 2010(07)
[8]納米復(fù)合熱電材料研究進(jìn)展[J]. 陳立東,熊震,柏勝?gòu)?qiáng). 無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2010(06)
[9]CCD芯片熱電制冷的非穩(wěn)態(tài)傳熱研究[J]. 唐紅民,廖勝,沈忙作,魏宏剛. 制冷學(xué)報(bào). 2009(06)
[10]計(jì)算機(jī)芯片冷卻技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 張德君,楊志剛,孫曉鋒. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2008(03)
博士論文
[1]基于半導(dǎo)體激光冷卻的熱電階梯脈沖過(guò)冷特性的研究[D]. 申利梅.華中科技大學(xué) 2014
[2]實(shí)際熱電制冷系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及熱—電轉(zhuǎn)換過(guò)程研究[D]. 毛佳妮.華中科技大學(xué) 2013
碩士論文
[1]脈沖電壓下熱電制冷器瞬態(tài)過(guò)冷特性的研究[D]. 劉和鋒.重慶大學(xué) 2017
[2]熱電制冷應(yīng)用于CPU散熱的數(shù)值模擬研究[D]. 闞超.華中科技大學(xué) 2015
本文編號(hào):3730782
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