汽车空调用管片式蒸发器

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1、汽车空调用管片式蒸发器的设计、校核计算实用方法为便于技术人员进行管片式蒸发器的设计或校核计算，现根据经验整理一套实用计算方法，供大家参考与讨论。一、设计计算实用方法㈠确定设计参数在进行设计计算时，有些参数有通用标准，有些参数必须经过估算才能确定。根据实际情况，在汽车空调系统中一般在进行管片式蒸发器设计计算之前可以确定以下参数：⒈目标制冷量Q这个参数必须根据整车热负荷进行估算，然后放大一定的安全系数，一般可以结合国内外相似车型的空调系统制冷量进行类比确定设计目标。⒉蒸发器的送风量V在其他专家的文献

2、中，这个参数一般是通过具体计算来确定，但我根据多次计算的经验，认为这种方法并不十分合理。在他们的文献中，一般规定了蒸发器的出风参数，这样计算出来的送风量最后在实际应用中往往没有合适的风机来实现。根据经验，制冷量与送风量之比最好在1:8－9左右，因此，我们确定了目标制冷量Q之后，可以初步估算出送风量，然后根据估算的送风量大小来选定风机的型号与数量。在选取风机时，一般可以选取稍大于初步估算的送风量为好。⒊空气侧的计算参数在汽车空调中，蒸发器空气侧的计算参数有一些具体的规定：⑴空气进风干球温度ta1=

3、27.0℃⑵空气进风湿球温度ta1′=19.5℃⑶当地大气压为标准大气压PB=101.32KPa⒋冷媒侧的计算参数在汽车空调中，蒸发器冷媒侧的计算参数也有一些具体的规定：⑴蒸发温度te=-1.0℃⑵冷凝温度tk=60.0℃⑶进膨胀阀前冷媒过冷度SC=5.0℃⑷出蒸发器时冷媒过热度SH=8.0℃⒌管片式蒸发器的结构参数在进行设计计算之前，还必须根据企业的具体情况和生产能力，确定管片式蒸发器的基本结构参数，即所用紫铜管（也有用铝管，为便于论述，结合本公司的具体，以下均用紫铜管）和翅片（一般用铝箔加工

4、）的基本结构参数。在汽车空调中，所用管片式蒸发器一般采用错排方式，其局部翅片形状如图1所示：图1翅片局部图在汽车空调管片式蒸发器中，所用的翅片一般有翻边，紫铜管在套片后的结构见图2所示：图2套片管结构在进行设计计算之前，必须确定以下的几个参数即：⑴垂直于空气流动方向的管中心距S1⑵沿空气流动方向的管中心距S2⑶翅片间距e⑷翅片厚度δf⑸所用紫铜管（或铝管）的外径d和壁厚δ㈡设计计算在确定了以上设计参数以后，即可以进行设计计算。⒈确定蒸发器芯子的迎风面积Fy根据经验，一般管片式蒸发器的迎面风速最好

5、在2.5m/s左右，由于我们已确定了蒸发器的送风量V，可以根据这一最佳迎面风速来确定蒸发器的迎风面积Fy=V/Wy，其中Wy=2.5m/s。⒉确定有效管长l和垂直于空气流动方向的管排数a由于Fy=a×S1×l，其中a必须为整数，我们可以根据蒸发器总成的外形尺寸要求先确定a和l的取值范围，然后利用两者之间的约束关系，确定a和l。这一步骤无法用具体的公式规定，须设计人员自行摸索。⒊估算沿空气流动方向的管排数b在常见的文献中，b值一般都是设计者先规定一个值，最后通过计算进行校核。在第一次取值时，基本上

6、凭经验，如果第一次取值不准，则必须重新取值，重新计算。为了便于第一次取值准确，我推荐采用以下的方法对b值进行估算，最后再进行校核计算，节省设计计算时间。根据经验公式Q=b×a×l×（7.5～10）/25.4，将Q换算成Kcal/h，可以估算出b=Q/[a×l×（7.5～10）/25.4]，由于b必须为整数，对计算结果加以规整即可初步估算出b值，在规整时，最好取b值为偶数。⒋几何计算⑴翅片根部外径do=d+2×δf⑵翅片管当量直径deq=2（S1-do)（e-δf）/[（S1-do)+（e-δf）

7、]2⑶翅片表面传热面积Ff=2×l×a×b×（S1×S2-π×do/4）/e⑷管外表面传热面积Fp=π×do×（e-δf）×l×a×b/e⑸管外空气侧总传热面积Fo=Ff+Fp⑹管内冷媒侧总传热面积Fi=π×（d-2×δ）×l×a×b⑺肋化系数τ=Fo/Fi⑻肋通系数α=Fo/Fy⑼净面比εε=最窄面流通截面积/迎风面积=（S1-do)（e-δf）/（S1×e）⒌空气侧传热计算⑴最窄面空气流速W=Wv/ε⑵确定蒸发器出风状态根据蒸发器的进风状态（ta1=27.0℃，ta1′=19.5℃），可以查

8、得蒸发器进风空气的焓值h1和干空气的密度ρ，由于Q=ρ×V（h1-h2），于是可以算出蒸发器出风空气焓值h2：h2=h1-Q/(ρ×V)由于蒸发器出风空气湿度相当大，基本上是饱和状态，在设计计算时可以将其近似当作饱和空气处理。这样，通过查湿空气的焓湿图，可以查出蒸发器出风空气的温度ta2，从而确定了蒸发器出风状态。⑶析湿系数ξ=（h1-h2）/[Cp×（ta1-ta2）]，式中Cp为空气的比热容，在计算时可以取Cp=1.005w/（g·℃）⑷计算干工况下的空气侧对流放热系数αo①由ta=（ta1