制冷设计 终极版2

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1、电动汽车空调设计说明书班级:热能与动力工程一班学号：200940502010姓名：李鹏指导教师：王德昌设计要求及内容设计要求：设计一台电动汽车冷暖空调1、工质采用R744；2、采用管带式换热器；3、电机功率不超过1.5kw序号制冷量制热量制冷设计工况制热设计工况室外换热器尺寸限定条件42.8kw3kwt。=32℃t。=5℃宽≤600，高≤400具体设计参数：（t0环境温度）设计内容：1、制冷和制热的热力计算；2、冷凝器和蒸发器的结构设计；3、主要元器件的选型目录一汽车空调概述.................................1二工况条件及循环参数........

2、...................3三热力计算3.1夏季热力计算.................................43.2冬季热力计算.................................9四管带换热器结构设计4.1设计流程图...............................104.2冷却器设计...............................114.3车内换热器设计...........................14五主要元件的选型.5.1压缩机选型..............................155

3、.2膨胀阀选型..............................16六参考文献......................................16一、电动汽车空调原理概述电动汽车作为一种具有环保和节能优势的先进交通工具，代表未来汽车发展的方向，在全世界范围内呈现出欣欣向荣的的发展态势，但目前电动汽车的发展遇到很多技术问题，空调系统便是其中之一。空调系统作为改善驾驶员工作条件、提高工作效率、提高汽车安全性及为乘员营造健康舒适的乘车环境的重要手段，对燃油汽车和电动汽车而言，都是必不可少的。电动汽车用空调系统与普通的汽车（内燃机驱动）空调相比，由于原动机不同而引

4、发一系列新变化。主要体现在：1）普通的汽车空调系统的压缩机依靠发动机通过一个电磁离合器驱动，而电动汽车空调压缩机自带电动机独立驱动；2）电动汽车没有用来采暖的发动机余热，不能提供作为汽车空调冬天采暖用的热源，必须自身具有供暖的功能，即要求制冷、制热双向运行的热泵型空调系统。电动汽车热泵空调系统的工作原理如图1所示,压缩机由直流无刷电机通过皮带驱动,空调系统的制热/制冷运行方式由四通换向阀转换,绿色箭头表示制冷运行方式,这时向车室内吹冷气,使车内降温冷却;红色箭头表示制热运行方式,这时向车内吹热风使车内升温加热或对挡风玻璃除雾/霜。通过感受车室温度,逆变器调制电动机电源的脉冲宽度

5、来控制压缩机转速的大小,从而改变空调系统的冷(热)量大小,以满足各种环境条件下车室的舒适性及除雾/霜要求，同时保障了驾驶安全。图1目前汽车空调中广泛使用的制冷剂是HFC134a（R134a），少部分使用R407C。近年来，世界各国加速了温室气体的减排进程，欧盟在2006年通过的禁氟法规定：2011年1月1日起所有新批准型号的汽车放热空调系统将禁止使用含GWP>150的氟化气体制冷剂，从2017年1月1日起所有新出厂车辆的空调系统将禁止使用含有GWP>150的氟化气体制冷剂。R134a的GWP值高达1300,长远来看，R134a将被淘汰。现在汽车行业正在考虑用CO2、HFO123

6、4yf和R152a三种主要候选物来替代汽车空调系统中的R134a（表1-2所示为四种制冷剂的环境及安全性能比较），其中CO2是一种自然工质，它来源广泛、成本低廉，且安全无毒，不可燃，适应各种润滑油常用机械零部件材料，即便在高温下也不分解成有害气体，所以本次设计采用CO2为制冷工质，二氧化碳跨临界循环系统。7图2CO2跨临界系统图1-压缩机；2-气体冷却器；3-回热器；4-膨胀阀；5-蒸发器；6-储液器；7-回油毛细管图3CO2跨临界压焓图1-2等熵压缩；2-3等压冷凝；3-4过冷；4-5绝热节流；5-0蒸发制冷0-1过热；二、工况条件夏季：车外温度=32℃，室内温度25℃；冬季

7、：车外温度=5℃，车内温度18℃；设计要求：制冷量为2.8kw，制热量为3kw，制冷剂为R744a;冷凝器出口温度tk=37℃，蒸发温度to=0℃；则压缩机的吸气温度为t1=10℃,取容积效率V=0.8，指示效率i=0.75;机械效率m=0.95;循环参数根据冷却压力对循环的影响，最佳冷却压力与冷凝器出口温度的关系式为：Pk=-0.71471+0.27243tk(MPa)，由tk=37℃,则最佳冷却压力为9.4Mpa，从而可由压焓图确定3点的状态参数。由于传热温差的存在，点1的温度总是低于点