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1、第25卷第1期合肥工业大学学报(自然科学版)Vol.25No.12002年2月JOURNALOFHEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGYFeb.2002汽车空调冷凝器的匹配设计研究刘向农(合肥工业大学机械与汽车工程学院,安徽合肥 230009)摘 要:结合汽车空调压缩机的变工况性能,即汽车空调压缩机性能指标随转速和冷凝温度而变化的情况,根据汽车空调系统的冷凝器在不同设计工况下的设计结果,经过分析冷凝温度、冷却介质温差参数变化对冷凝器设计结果的影响,综合得出对满足汽车空调系统不同运行工况的冷凝器设计参数如冷凝温度、冷却介质温差等的合理选择,从而实现汽车空调冷凝器与
2、压缩机及系统匹配的效果。关键词:汽车空调;冷凝器;变工况;匹配设计中图分类号:U463.851 文献标识码:A 文章编号:100325060(2002)0120139204Matchingdesignoftheautomobileair-conditioningcondenserLIUXiang2nong(SchoolofMechanicalandAutomobileEngineering,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009,China)Abstract:Theperformanceofthecompressorforaut
3、omobileair2conditioningunderchangingcondi2tionsisanalyzed,andthedesignsoftheautomobileair2conditioningcondenserunderdifferentwork2ingconditionsarediscussed.Byanalyzingtheeffectofthechangesincondensertemperatureandin2creaseoftemperatureofcoolingmediumonthedesignofthecondenser,reasonabledesig
4、nparametersofthecondenserareobtained.Finallythematchingdesignofthecondenser,compressorandwholesystemisachieved.Keywords:automobileair2conditioning;condenser;changingconditions;matchingdesign0 引 言由于汽车装置的空间容积和整车负荷的限制,对汽车空调换热器提出了严格的小型轻量化的要求。通常的办法是通过改变传热器结构来强化传热,如采用高效的换热器、薄壁的传热管、强化翅片等,而不[1]太注意
5、设计中的合理匹配问题。实际上,合理的匹配设计可以更充分地提高整机的经济性和可靠性。传统的制冷空调换热器设计都是在特定的设计工况下进行设计,但是由于汽车空调装置比普通空调装置使用的条件要苛刻得多,其最突出的表现是汽车室外气候环境的剧烈变化及汽车行驶速度变化的偶然性,这就给汽车空调的设计和控制带来了困难,也使得变工况性能分析显得尤为重要。这样传统设计就会使汽车空调在运行的某些时收稿日期:2001208227作者简介:刘向农(1968-),男,安徽合肥人,合肥工业大学讲师.140 合肥工业大学学报(自然科学版) 第25卷间中处于极不经济的状态或相当多的时
6、间里无法充分发挥换热器的换热能力。本文将探讨对直连式汽车空调冷凝器并结合考虑变工况性能的匹配设计。1 汽车空调压缩机的变工况性能汽车空调压缩机,一方面工作条件随汽车所处环境变化大,另一方面直连式压缩机的制冷量将随车速变化而改变。此外,外部条件通过改变冷凝温度和蒸发温度,也会使压缩机制冷量发生变化。其中冷凝温度受汽车室外温度、湿度变化而波动较大。[1]汽车空调压缩机制冷量可以表示为-8nKq0Q0=1.66×10×Vh(1)v1式中 q0——单位制冷量,kJökgn——压缩机转速,röminK——输气系数3v1——吸气比容,mökgVh——压缩机排量,mLör由于主要是为冷凝器
7、设计考虑,选择蒸发温度(0℃),吸气过热度(10℃)不变,对应不同冷凝温度选择相同的过冷度(5℃),由此可得到汽车空调压缩机制冷量与转速和冷凝温度的关系,如图1所示。同理可以得到冷凝负荷与转速和冷凝温度的关系,如图2所示。图1、图2中,压缩机转速1=3000römin,2=2000römin,3=1800römin,4=1000römin,5=800römin。 图1 制冷量与冷凝温度和转速的关系 图2 冷凝负荷与冷凝温度和转速的关系由于制冷量Q0=G(Io-Ii),而冷凝负荷QK
