除霜简介
在冬季工况下,由于环境温度低容易在前风挡玻璃上结霜,对驾驶员的视野形成障碍,不能保障行车安全性,因此在整车开发流程中除霜是一项很重要的性能指标。根据我国法规《GB 11555-2009 汽车风窗玻璃除霜和除雾系统》要求,试验开始后20min,A区域有80%已完成除霜;试验开始后25min,A’区域有80%已完成除霜;试验开始后40min,B区域有95已完成除霜。
空调除霜过程是HVAC的暖风芯体加热空气,然后暖空气经过除霜风口吹拂到车窗玻璃,再经过对流和导热等传热过程将热量传递到霜层,完成除霜。此过程可以采用CFD手段进行实现,CFD方法的主要优势是可以快速进行除霜风道优化,大大降低空调系统的开发周期和空调除霜试验成本。
除霜原理
CFD方法进行除霜分析分两步走:Step1:稳态分析,通过对AB区风速的评价,对除霜风道的优化。Step2:瞬态分析,根据GB11555-2009评价AB区除霜效果。
对于瞬态分析,首先暖风通过对流换热将热量传递给玻璃,然后玻璃通过导热将热量传递给霜层,实现除霜传热过程,如下图展示:
图1 除霜传热过程
暖风与玻璃表面对流换热过程:
式中:q为热流量;h为表面传热系数;A为玻璃内表面面积;为乘员舱内暖风温度;为玻璃内表面温度。
为乘员舱内暖风温度,