精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專(zhuān)心---專(zhuān)注---專(zhuān)業(yè)專(zhuān)心---專(zhuān)注---專(zhuān)業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專(zhuān)心---專(zhuān)注---專(zhuān)業(yè)B項(xiàng)目空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算報(bào)告編制：批準(zhǔn)：日期：06.12.30目錄汽車(chē)空調(diào)熱負(fù)荷計(jì)算………………….………..…..2空調(diào)系統(tǒng)原理圖………………….………….…2汽車(chē)空調(diào)熱負(fù)荷………………….………….…32.1邊界條件的確定……………….………….….…32.2熱平衡關(guān)系的建立………….…..42.3空調(diào)熱負(fù)荷計(jì)算…………….…..52.4空調(diào)系統(tǒng)制冷量的確定………...………………11制冷劑循環(huán)流量……………..….…..11壓焓圖狀態(tài)點(diǎn)的確定……….….11制冷劑循環(huán)流量…………….….12所選壓縮機(jī)與汽車(chē)動(dòng)力匹配計(jì)算……………....….12冷凝器能力計(jì)算…………………….14蒸發(fā)器能力計(jì)算…………………….14送風(fēng)量的計(jì)算………………….……15B22空調(diào)計(jì)算報(bào)告汽車(chē)空調(diào)熱負(fù)荷計(jì)算1．空調(diào)系統(tǒng)原理圖汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)采用蒸汽壓縮式制冷原理。B22空調(diào)系統(tǒng)主要由壓縮機(jī)、冷凝器、貯液干燥器、熱力膨脹閥、蒸發(fā)器、高低壓管組成，其原理為：低溫低壓液態(tài)制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器，在一定壓力下吸熱氣化，變成低溫低壓氣態(tài)制冷劑，然后被壓縮機(jī)抽吸壓縮，成為高溫高壓氣態(tài)制冷劑，再經(jīng)過(guò)冷凝器放熱，冷凝成低溫高壓液態(tài)制冷劑，然后經(jīng)過(guò)熱力膨脹閥，制冷劑恢復(fù)到低溫低壓狀態(tài)，重新流入蒸發(fā)器吸熱氣化，從而完成一個(gè)制冷循環(huán)。制冷循環(huán)示意圖如下：圖1制冷循環(huán)示意圖根據(jù)奇瑞企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/SQR.04.072-2005《整車(chē)空調(diào)系統(tǒng)環(huán)境實(shí)驗(yàn)及其評(píng)估方法》，對(duì)汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)境模擬試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)滿足以下要求：1)怠速工況：環(huán)境溫度40℃±1℃、相對(duì)濕度50%±2RH、日照1KW/m2、迎面風(fēng)速10km/h、空檔位/P檔、鼓風(fēng)機(jī)最大檔、全冷（LO）、吹面方向、內(nèi)循環(huán)、測(cè)試時(shí)間45min、車(chē)內(nèi)無(wú)人，滿足條件后開(kāi)始試驗(yàn)，車(chē)內(nèi)平均溫度（室內(nèi)頭部溫度點(diǎn)）2)40km/h工況：環(huán)境溫度40℃±1℃、相對(duì)濕度50%±2RH、日照1KW/m2、迎面風(fēng)速40km/h、4檔位/D檔、鼓風(fēng)機(jī)最大檔、全冷（LO）、吹面方向、內(nèi)循環(huán)、測(cè)試時(shí)間45min、車(chē)內(nèi)1人，滿足條件后開(kāi)始試驗(yàn)，3)90km/h工況：環(huán)境溫度40℃±1℃、相對(duì)濕度50%±2RH、日照1KW/m2、迎面風(fēng)速90km/h、5檔位/D檔、鼓風(fēng)機(jī)最大檔、全冷（LO）、吹面方向、內(nèi)循環(huán)、測(cè)試時(shí)間45min、車(chē)內(nèi)駕駛員位置乘坐1人，滿足條件后開(kāi)始試驗(yàn)，4)120km/h工況：環(huán)境溫度40℃±1℃、相對(duì)濕度50%±2RH、日照1KW/m2、迎面風(fēng)速120km/h、5檔位/D檔、鼓風(fēng)機(jī)最大檔、全冷（LO）、吹面方向、內(nèi)循環(huán)、測(cè)試時(shí)間45min、車(chē)內(nèi)車(chē)內(nèi)駕駛員位置乘坐1人，滿足條件后開(kāi)始試驗(yàn)，車(chē)內(nèi)平均溫度（室內(nèi)頭部溫度點(diǎn)2．汽車(chē)空調(diào)熱負(fù)荷B22空調(diào)熱負(fù)荷計(jì)算設(shè)定條件為：所有傳熱件面積B22M0數(shù)據(jù)為參照；所有傳熱件厚度以B22初版斷面厚度為參照；在汽車(chē)行駛速度時(shí)，對(duì)應(yīng)的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速以B22發(fā)動(dòng)機(jī)3.0L款為參照。汽車(chē)空調(diào)熱負(fù)荷主要包括新風(fēng)（或漏風(fēng)）熱、車(chē)廂壁傳熱、乘員散熱、設(shè)備照明放熱、發(fā)動(dòng)機(jī)傳熱等形成的負(fù)荷。2.1邊界條件的確定2.1.1車(chē)內(nèi)條件的確定由試驗(yàn)分析可知，夏季人體感到舒適的溫度是24～26℃，由舒適轉(zhuǎn)為不太舒適的分界線是28℃左右；故定義室內(nèi)空氣溫度:；車(chē)內(nèi)相對(duì)濕度小于30%或大于70%都將使人感到不舒服，在45～60%之間比較適宜；故定義車(chē)室內(nèi)相對(duì)濕度：；根據(jù)人體衛(wèi)生要求，每人應(yīng)有的新鮮空氣量?？紤]到汽車(chē)經(jīng)常會(huì)停車(chē)開(kāi)門(mén)，新鮮空氣得到補(bǔ)充，在此定義換氣量：(按計(jì))。2.1.2車(chē)外條件的確定綜合考慮夏季的高溫酷暑和車(chē)用冷氣系統(tǒng)經(jīng)常使用的環(huán)境，結(jié)合有關(guān)資料，將該車(chē)的車(chē)外邊界條件確定為:日照強(qiáng)度:；；；環(huán)境溫度：；相對(duì)濕度：。2.1.3汽車(chē)行駛速度及壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的確定行駛速度：壓縮機(jī)皮帶輪直徑：發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶輪直徑：發(fā)動(dòng)機(jī)/壓縮機(jī)傳動(dòng)比：變速箱主減速比變速箱3檔減速比輪胎滾動(dòng)半徑對(duì)應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速變速箱4檔減速比對(duì)應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)平均轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)在1140rpm時(shí)的輸出功率：20Kw（待定）2.2熱平衡關(guān)系的建立傳入車(chē)廂內(nèi)的各種熱負(fù)荷的總和即構(gòu)成了該車(chē)的熱負(fù)荷，為簡(jiǎn)化計(jì)算，采用了穩(wěn)定傳熱的近似計(jì)算法，由熱平衡關(guān)系可得:式中：——空調(diào)熱負(fù)荷；——通過(guò)車(chē)頂和車(chē)門(mén)等車(chē)身外構(gòu)件傳入車(chē)廂內(nèi)的熱負(fù)荷；——通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)艙傳入車(chē)廂的熱負(fù)荷；——通過(guò)地板傳入車(chē)廂的熱負(fù)荷；——通過(guò)擋風(fēng)玻璃及各門(mén)窗玻璃傳入車(chē)廂的熱負(fù)荷；——換氣新風(fēng)帶入車(chē)廂的熱負(fù)荷；——車(chē)內(nèi)電機(jī)及照明燈的熱負(fù)荷；——乘員人體散發(fā)的熱負(fù)荷及車(chē)內(nèi)零件散熱量；圖2B22空調(diào)熱負(fù)荷示意圖2.3空調(diào)熱負(fù)荷計(jì)算2.3.1通過(guò)車(chē)頂和車(chē)門(mén)等車(chē)身外構(gòu)件傳入車(chē)廂的熱負(fù)荷由于太陽(yáng)輻射的影響，車(chē)身外構(gòu)件的表面溫度會(huì)比環(huán)境溫度高出許多，為了簡(jiǎn)化這一部分熱負(fù)荷的計(jì)算，需要引入日照表面溫度概念。日照表面溫度是指由于太陽(yáng)輻射造成的車(chē)身表面實(shí)際溫度。由于車(chē)頂和車(chē)側(cè)的日照強(qiáng)度和傳熱系數(shù)并不一樣，和也不相同。其中:；式中：——車(chē)身外表面吸收系數(shù)，取0.9；（汽車(chē)長(zhǎng)期使用后的經(jīng)驗(yàn)值）——車(chē)頂太陽(yáng)輻射強(qiáng)度，——車(chē)側(cè)太陽(yáng)輻射強(qiáng)度，——車(chē)外空氣與車(chē)外表面的對(duì)流放熱系數(shù)——車(chē)頂傳熱系數(shù)——車(chē)側(cè)傳熱系數(shù)——環(huán)境溫度——行駛速度壁面?zhèn)鳠岬幕竟綖椋菏街校骸獋鳠嵯禂?shù)；——傳熱面積；——傳熱溫差；顯然有：式中：——車(chē)頂散熱面積，測(cè)量得出約1.96m——車(chē)側(cè)散熱面積，測(cè)量得出約8.94（5.42）m2——車(chē)內(nèi)溫度；為簡(jiǎn)化計(jì)算，車(chē)身各部分均按照多層均勻平壁傳熱考慮，根據(jù)有關(guān)傳熱理論，有：式中：——內(nèi)表面放熱系數(shù)，車(chē)內(nèi)空氣按自然循環(huán)考慮，其值取為15；——各層絕熱材料的厚度；——各層絕熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)；車(chē)頂部分，由外板（鋼板）0.8mm、空氣間隙80mm、內(nèi)飾板6mm組成，導(dǎo)熱系數(shù)分別為51.63，5.5，0.028，單位為。車(chē)側(cè)部分，其結(jié)構(gòu)是由鋼板0.8mm、空氣間隙47mm和內(nèi)飾板6mm組成，導(dǎo)熱系數(shù)分別為51.63，5.5，0.05，單位為。在確定了各部分的傳熱系數(shù)后，就可以計(jì)算出各部分的日照表面綜合溫度：所以：2.3.2通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)艙傳入車(chē)廂的熱負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)艙溫度在規(guī)定的外部條件下約為90℃，發(fā)動(dòng)機(jī)艙壁面積約為0.6m2，由鋼板0.8mm、隔熱墊3mm及成型地毯6mm組成，導(dǎo)熱系數(shù)分別為51.63，0.055，0.055，單位為所以其傳熱系數(shù)為：所以：2.3.3通過(guò)地板傳入車(chē)廂的熱負(fù)荷地板的面積約為4.24m2，其外側(cè)溫度推薦取38℃，外側(cè)放熱系數(shù)取，地板由地毯、鋼板及一層瀝青板構(gòu)成，其厚度分別為5mm，1.2mm，5mm，地毯和瀝青板的導(dǎo)熱系數(shù)分別為0.05和0.04其中地板傳熱系數(shù)為：所以：2.3.4通過(guò)擋風(fēng)玻璃及各門(mén)窗玻璃傳入車(chē)廂的熱負(fù)荷經(jīng)測(cè)量，前風(fēng)擋玻璃厚度5mm，面積1.249㎡；其它玻璃厚度4.0mm，面積1.632㎡。其導(dǎo)熱系數(shù)取0.65。該部分的熱負(fù)荷包括兩部分，一部分是車(chē)內(nèi)外的溫差而傳入的熱量，另一部分是太陽(yáng)輻射熱。式中：——太陽(yáng)輻射通過(guò)玻璃的透入系數(shù)，??；——太陽(yáng)輻射熱量，由于擋風(fēng)玻璃不是垂直安裝，前風(fēng)擋面積約為1.249m2，與水平夾角約29.482度。經(jīng)計(jì)算，垂直方向的投影面積約為0.6㎡，水平方向的投影約為1.1㎡，門(mén)窗玻璃垂直面積約為——玻璃對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收系數(shù)，取0.08；——遮陽(yáng)修正系數(shù)，取1；所以：2.3.5換氣新風(fēng)帶入車(chē)廂的熱負(fù)荷式中：——換氣量；——空氣密度，在40℃時(shí)為1.128kg/m——40℃時(shí)車(chē)外新風(fēng)狀態(tài)比焓100.5KJ/Kg；——25℃時(shí)車(chē)內(nèi)空氣狀態(tài)比焓55.5KJ/Kg；2.3.6車(chē)內(nèi)電機(jī)及照明燈的熱負(fù)荷主要考慮風(fēng)機(jī)電機(jī)傳熱（約300W）、音響傳熱（按高音或中音25W/個(gè)、低音50W/個(gè)計(jì)）及頂燈傳熱（約40W）等。B22揚(yáng)聲器布置：前門(mén)4個(gè)（2個(gè)高音，2個(gè)低音），后門(mén)2個(gè)（低音），IP上2個(gè)（中音）。據(jù)經(jīng)驗(yàn)，此熱負(fù)荷值按總功耗的15%計(jì)算：故：2.3.7乘員人體散發(fā)的熱負(fù)荷及車(chē)內(nèi)零件散熱量2.3.7.1乘員人體散發(fā)熱量根據(jù)一般人體散熱資料，司機(jī)人體散熱按148W計(jì)，乘員（男性）人體散熱按118.4W計(jì)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：式中，---司機(jī)人體散熱量；---男性成人乘員散熱量；---車(chē)室內(nèi)乘員數(shù)；所以：2.3.7.2車(chē)內(nèi)零件散熱量考慮車(chē)內(nèi)零件散熱量，可按以下公式計(jì)算：式中：--車(chē)內(nèi)零件熱傳導(dǎo)率；--車(chē)內(nèi)零件表面積；--車(chē)內(nèi)零件表面溫度。這里?。?-車(chē)內(nèi)空氣溫度。這里取。由于車(chē)內(nèi)零件表面積不易求得，可用試驗(yàn)測(cè)得的值。日本豐田公司測(cè)得轎車(chē)。這里取此經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。則計(jì)算車(chē)身熱負(fù)荷時(shí)，取上述兩組數(shù)值中較大的一組列入熱負(fù)荷范疇。這里取209W。綜上所述：2.3.8汽車(chē)空調(diào)熱負(fù)荷2.3.9各部分熱負(fù)荷所占比重序號(hào)分熱負(fù)荷名稱(chēng)分負(fù)荷值總熱負(fù)荷值所占比例1--車(chē)頂、車(chē)門(mén)等車(chē)身外構(gòu)件傳入車(chē)廂內(nèi)的熱負(fù)荷867W19.2%2--通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)艙傳入車(chē)廂的熱負(fù)荷159W3.5%3--通過(guò)地板傳入車(chē)廂的熱負(fù)荷189W4.2%4--通過(guò)擋風(fēng)玻璃及各門(mén)窗玻璃傳入車(chē)廂的熱負(fù)荷1604.3W35.5%5--換氣新風(fēng)帶入車(chē)廂的熱負(fù)荷775.5W17.2%6--車(chē)內(nèi)電機(jī)及照明燈的熱負(fù)荷96W2.1%7--乘員人體散發(fā)的熱負(fù)荷及車(chē)內(nèi)零件散熱量830.6W18.4%表1熱負(fù)荷分布表由上表可知，熱負(fù)荷分布以換氣新風(fēng)（約15%）、車(chē)身圍護(hù)結(jié)構(gòu)（約20%）及風(fēng)擋玻璃（約35%）為主，故若減少熱負(fù)荷應(yīng)以改善車(chē)身隔熱及車(chē)窗玻璃材料為主。2.4空調(diào)系統(tǒng)制冷量的確定制冷量與熱負(fù)荷的關(guān)系一般為：式中，----儲(chǔ)備系數(shù)，可取1～1.2；隨著新車(chē)使用時(shí)期的加長(zhǎng)，車(chē)身表面光亮程度降低，表面粗糙度增大，塵土污垢附著量增加，車(chē)身外表面對(duì)太陽(yáng)輻射量的吸收系數(shù)增大，再加上新車(chē)長(zhǎng)期使用后，冷凝器外表面會(huì)積灰也會(huì)使換熱能力下降。綜合考慮以上因素，對(duì)儲(chǔ)備系數(shù)加以修正。取值為1.02。所以：即：在40km/h車(chē)速時(shí)系統(tǒng)制冷量應(yīng)達(dá)到4611.8W左右。二、制冷劑循環(huán)流量1.壓焓圖狀態(tài)點(diǎn)的確定圖3空調(diào)系統(tǒng)工作壓焓圖設(shè)計(jì)狀態(tài)參數(shù)的選定為等比熵壓縮過(guò)程；為等壓冷凝過(guò)程；為等比焓節(jié)流過(guò)程；為等壓蒸發(fā)過(guò)程；冷凝壓力；蒸發(fā)壓力；吸氣溫度；排氣溫度；蒸發(fā)器過(guò)熱度；冷凝器過(guò)冷度；1.2各狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)的確定第1點(diǎn)（壓縮機(jī)吸氣點(diǎn)）：蒸發(fā)壓力；焓值；比容第2點(diǎn)（壓縮機(jī)排氣點(diǎn)）：冷凝壓力；焓值第3點(diǎn)：；焓值第4點(diǎn)：；焓值2.制冷劑循環(huán)流量質(zhì)量流量式中：--系統(tǒng)制冷量--單位質(zhì)量制冷量，所以體積流量:三、壓縮機(jī)排量計(jì)算1.所需壓縮機(jī)排量---體積流量，如上計(jì)算，??；----壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，取；---壓縮機(jī)容積效率；渦旋式壓縮機(jī)取0.98，旋葉式壓縮機(jī)取0.8，活塞式壓縮機(jī)取0.6；故2.所選壓縮機(jī)與汽車(chē)的動(dòng)力匹配計(jì)算通過(guò)汽車(chē)空調(diào)熱負(fù)荷計(jì)算，了解所選的壓縮機(jī)制冷能力是否與系統(tǒng)匹配、壓縮機(jī)傳動(dòng)比是否合適、所需消耗功率是否與發(fā)動(dòng)機(jī)功率相匹配。以下為B23車(chē)DKS17壓縮機(jī)性能曲線圖，在此選用此款壓縮機(jī)進(jìn)行匹配計(jì)算：圖4所選壓縮機(jī)性能曲線項(xiàng)目單位數(shù)值壓縮機(jī)皮帶輪直徑mm120發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶輪直徑mm137.4發(fā)動(dòng)機(jī)/壓縮機(jī)傳動(dòng)比1.145汽車(chē)行駛速度Km/h40主減速比3.978車(chē)輪滾動(dòng)半徑m0.319三檔變速器速比1.0發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（三檔）rpm1324壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速rpm1516四檔變速器速比0.72發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（四檔）rpm952壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速rpm/r/