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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 为了消除车室内多余热量以维持温度恒定,所需要向车室内供应的冷量称为冷负荷。为了消除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,我们采用较容易确定的太阳辐射热QS和玻璃渗入热QG,他们的总合占系统的70%。即可得总负荷,为了安全再取k=1.05的修正系数。2.1轿车一般的工况条件: 冷凝温度tc=6
2、3°,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.2.2太阳辐射热的确定由于太阳照射,汽车车身温度升高,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 ε——表面吸收系数,深色车体取 =
3、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射热对流换热两部分热量组成:Qt=[a(tm-t0)+(tm-ti)]*F式中:Qt——太阳辐射及太阳照射得热量,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
4、室内的传热系数,单位为W/m2K;to——车室外设计温度,取为35°C 。ti——车室内设计温度,取为27°C 。应采用对流换热推测式求解,但是由于车速变化范围大,车身外表面复杂,难以精确计算 ,一般采用近似计算公式: =1.163(4 +12 ) Wc是汽车行驶速度,可以采用40km/h计算:代入上式得: a=51.15W/(m2k)取K=4.8 W /(㎡•K), ε=0.9, I= IG+IS=1040 W, 因为 = 所以:tm= + 由于室内外温差不大,上式后项近似t 0,得: tm = +to = +3
5、5=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,一部分被玻璃吸收,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直接射入车内,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=2.63m2; 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,27℃
6、 C—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、.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,压缩机的转速与发动机呈一定的比例,在很大的范围内同步变化,再加上其固定是通过支架与发动机刚性的连接,工作条件非常的差,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,应能保证在极端情况下任能具令人满意的降温性能。2.有良好的低温性能,在怠速和底速运转时,具有较大的制冷能力和效率。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
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