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1、 编号：XXXXXXXX空调系统热负荷计算编制：校队：审核：批准：目 录一、概述为了消退车室内多余热量以维持温度恒定，所须要向车室内供应的冷量称为冷负荷。为了消退车室内多余湿量以维持车室内相对湿度恒定，所需除去的湿量称为湿负荷。汽车空调热湿负荷的计算，是确定送风量和正确选者空调装置的依据。二、空调系统冷负荷计算 本系统设计主要是估算冷负荷，以便压缩机的选配和两器的设计，本设计中主要是针对压缩机的选配，我们采纳较简洁确定的太阳辐射热QS和玻璃渗入热QG，他们的总合占系统的70%。即可得总负荷，为了平安再取k=1.05的修正系数。 2.1轿车一般的工况条件：冷凝温度tc=63，蒸发温度te=0,膨
2、胀阀前制冷剂过冷温度tsc=5,蒸发器出口制冷剂气体过热度tsh=5,压缩机吸气温度ts=10,室外温度ti=35,室内温度t0=27,轿车正常行驶速度ve=40km/h,压缩机正常转速n=1800r/min. 2.2太阳辐射热的确定由于太阳照耀，汽车车身温度上升，在温差的作用下，热量以导热方式传如车室内，太阳辐射是由直射或散射辐射构成，车体外表面由于太阳辐射而提高了温度，同时向外反射辐射热，因此，车体外表面所受的辐射强度按下式计算：Q1=（IG+IS-IV）F=（IG+IS）F其中表面汲取系数，深色车体取=0.9，浅色车体取=0.4；IG太阳直射辐射强度，取IG=1000W/m2IS太阳散射
3、辐射强度，取IS=40W/m2IV车体表面反射辐射强度，单位为W/m2F车体外表面积，单位为m2，实测F=1.2m2 可将太阳辐射强度化成相当的温度形式，与室外空气温度叠加在一起，构成太阳辐射表面的综合温度tm。对车身结构由太阳辐射和照耀热对流换热两部分热量组成：Qt=a（tm-t0）+（tm-ti）*F式中:Qt太阳辐射及太阳照耀得热量，单位为W；a室外空气与日照表面对流放热系数，单位为W/m2Ktm日照表面的综和温度，单位为C。K车体围护结构对室内的传热系数，单位为W/m2K；to车室外设计温度，取为35C。ti车室内设计温度，取为27C。应采纳对流换热推想式求解，但是由于车速变更范围大，
4、车身外表面困难，难以精确计算，一般采纳近似计算公式：=1.163（4+12）Wc是汽车行驶速度，可以采纳40km/h计算：代入上式得:a=51.15W/(m2k)取K=4.8W/（K）,=0.9,I=IG+IS=1040W,因为=所以:tm=+由于室内外温差不大，上式后项近似t0，得：tm=+to=+35=51.73所以可得:Qt =1145.58W。 玻璃窗渗入的热量Qb太阳辐射通过玻璃窗时，一部分被玻璃汲取，提高了玻璃本身的温度，然后通过温差传热将热量导入车室内，另有大部分热量将通过玻璃干脆射入车内，玻璃的渗入热量是由温差传热和辐射热两部分组成。=（-）+上式中，A玻璃窗面积，A=2.63
5、m2；K玻璃窗的传热系数，K=6.4W/(m2K)；tB玻璃外表面温度，取车室外温度，35；ti车室外温度，27C玻璃窗遮阳系数，C=0.6非单层玻璃的校正系数，=1通过单层玻璃的太阳辐射强度qb=+单位为（W/）；通过玻璃窗的太阳直射透射率，取=0.84通过玻璃窗的太阳散射透射率，取=0.08将以上各参数代入式可得:Qb=1465.22W制冷量的确定Qg=（Qt+Qb）/70%=（1145.58+1465.22）/0.7=3729.7W实际冷负荷Qs=kQg=1.05*3729.7=3916.19故而，机组制冷量取Q0=4000W。即可 压缩机的选配大部分汽车空调压缩机由发动机驱动，压缩机的
6、转速与发动机呈肯定的比例，在很大的范围内同步变更，再加上其固定是通过支架与发动机刚性的连接，工作条件特别的差，因此对汽车空调压缩机有比家用空调压缩机更高的要求。汽车空调制冷系统对压缩机的要求：1在设计选用压缩机时，应能保证在极端状况下任能具令人满足的降温性能。2有良好的低温性能，在怠速和底速运转时，具有较大的制冷实力和效率。3降温速率要快，即成员进入车室后，在最短的时间内满足成员的舒适性要求。4压缩机内部运动机构应便于实现变排量限制。5压缩机要具有高温高压的爱护性能。6压缩机在发动机室内的安装位置应便于拆卸和修理。7由于汽车常常在颠簸的道路上高速行驶，而且压缩机又通过支架与发动机或底盘刚性的连
7、接，因此要求压缩机有良好的抗振性。 冷凝温度tc=63，蒸发温度te=0,膨胀阀前制冷剂过冷温度tsc=5,蒸发器出口制冷剂气体过热度tsh=5,压缩机吸气温度ts=10,室外温度ti=35,室内温度t0=27,轿车正常行驶速度ve=40km/h,压缩机正常转速n=1800r/min.压缩机吸气管路的压降PS=67.26KPa,压缩机排气管路压降Pd=81KPa。驾驶室热负荷Qh=3916.19W.1确定压缩机的的排气压力，吸气压力，排气比焓及温度（1）依据制冷剂的蒸发温度te和冷凝温度tc，查表HFC134a饱和状态下的热力性质表，得其蒸发压力的冷凝压力分别为：Pe=292.82Kpa，Pc
8、=1803.9Kpa（2）额定空调工况压缩机的排气压力，认为高于制冷剂的冷凝压力81Kpa即：Pd=PC+Pd=1803.9+81=1884.9KPa。（3）压缩机的吸气压力认为低于制冷剂的蒸发压力67.26KPa即：Ps=PePd=292.8267.26=225.56KPa。（4）依据PS和ts，查表HFC134a过热蒸气的热力性质表得：压缩机吸气口制冷剂比焓hs=407.952KJ/Kg，比体积s=0.098914m3/Kg，比熵SS=1.7822KJ/(KgK)。（5）依据PS和SS，查HFC134a过热蒸气的热力性质表得：压缩机等比熵压缩终了的制冷剂比焓hds=455.813KJ/Kg
9、。（6）额定空调工况下压缩机的指示效率i为：i=Te/Tc+bte=(5+273.15)/(60+273.15)+0.0020=0.835（7）额定工况下，压缩机的排气比焓为：hd=hs+（hdshs）/i=407.952+（455.813407.952）0.835=447.916KJ/Kg。（8）依据Pd和hd，查HFC134a过热蒸气的热力性质表得：额定工况下压缩机的排气温度td=87.10。2计算额定空调工况制冷系统所需制冷量。（1）依据以知条件，膨胀阀前制冷剂液体温度t4/为：t4/=tctsc=635=58。（2）蒸发器出口制冷剂气体温度为：t1=te+tsc=5+5=10。（3）按
10、t4/查表有：蒸发器进口制冷剂比焓h5/=279.312KJ/Kg，按t1和Pe查表有：蒸发器出口制冷剂比焓h1=404.40KJ/Kg。（4）在额定空调工况下，蒸发器的单位制冷量qe,s为：qe,s=h1h5/=404.40279.312=125.1KJ/Kg。（5）稳态工况，制冷系统所需制冷器应与车厢热负荷平衡，计算是应留有肯定的余量，以考虑实际状况与车厢热负荷平衡是可能存在的差距。设该余量为10%，则制冷系统所需制冷量Qe,s为：Qe,s=1.1Qh=1.13488.2W=3837W3将额定空调工况下制冷系统所需制冷量换算成压缩机所需制冷量（1）额定空调工况下制冷系统所需制冷剂的单位质量
11、流量qm,s为：qm,s=Qe,s/qe,s=3.837/125.1=0.03067Kg/s。（2）额定空调工况下压缩机的单位质量制冷量qe,c为：qe,c=h1/h5/=420.434279.312=141.122KJ/Kg。（3）额定空调工况下压缩机的单位体积制冷量qv,c为：qv,c=qe,c/s=141.122/0.081233=1737.250KJ/m3。（4）对于稳态过程，制冷系统中各组成部件的制冷剂质量流量应当一样，因而额定空调工况压缩机的制冷剂质量流量应为：qm,c=qm,s=0.03067Kg/s。该工况压缩机所需制冷量Qe,c=qe,cqm,c=141.1220.03067
12、=4.328KW。4将额定空调工况下压缩机制冷量换算成测试工况压缩机制冷量（1）压缩机的测试工况条件：制冷剂冷凝温度tc,t=60;制冷剂的蒸发温度te,t=5;膨胀阀前制冷剂液体过冷度tsc,t=0;压缩机的吸气温度ts,t=t1/=20;压缩机的转速n=1800r/min;压缩机吸气管路压降PS=67.26Kpa;压缩机排气管路的压降Pd=81Kpa。（2）依据制冷剂的蒸发温度te,t和冷凝温度tc,t，查表得测试工况下，制冷剂的蒸发压力和冷凝压力分别为Pe,t=349.63KPa。Pc,t=1681.30KPa。压缩机吸气压力Pst=pe,tPS,t=349.6367.26=282.37
13、KPa.压缩机的排气压力Pd,t=Pc,t+Pd=1681.30+81=176230KPa。（3）依据ts,t和Pst，查表有压缩机测试工况下吸气比焓hst=415.833KJ/Kg，吸气比体积st=0.079484m3/Kg。吸气比熵Ss,t=1.79074KJ/(KgK)。（4）依据膨胀阀前制冷剂液体温度t4=tc,ttsc,t=60，查表得膨胀阀前制冷剂液体比焓h4=287.397KJ/Kg。（5）测试工况压缩机的单位质量制冷量：qe.t=hs.th4=415.833287.397=128.436KJ/Kg。（6）测试工况压缩机单位体积制冷量qv,t为：qv,t=qct/st=128.436/0.079484=1615.872KJ/m3。（7）由于额定空调工况下和测试工况西啊的冷凝压力（冷凝温度）蒸发压力（蒸发压力），排气压力及吸气压力均可相同，则两种工况压缩机的输气系数也相同，即：t=c。于是所选压缩机在测试工况下所需制冷量是：Qe,t=Qe,c(t/c）（qv,t/qv,c）=4.3281615.875/1737.25=4.026KW。5测试工况压缩机所需制冷剂单位质量流量qm,t为：qm,t=Qe,t/qe,t=4.026/128.436=0.03135Kg/s。6确定测试工况下压缩
