(完整版)汽车空调系统匹配计算
XXX、XX整车设计计算书-空调系统参考

XX/XXX 整车设计计算书1. 空调系统模式 HVAC风量(m3/h ) 换热量(W )全冷吹面 >450 >5800 全暖吹脚>350>7000XX/XXX 整车资料:长×宽×高:XX :4270mm ×1765×1705mm ;XXX :4630mm ×1840×1660mm前窗:S=1.294m 2;后窗:S=0.564 m 2;侧窗:S=1.266 m 2;顶盖:S=1.74 m 2;底板:S=4.04 m 2;前围:S=0.915 m 2;侧围:S= 6.435m 2;乘坐人数:5人。
设计计算条件:车室外温度:40℃。
车室内温度:XX :23℃;XXX :22℃。
车室外相对湿度为:50%。
发动机舱温度:80℃。
车速:40km/h 。
方向:向正南方向行使。
空调的负荷按照获得时间的角度来分为:稳态负荷和动态负荷。
稳态负荷由新风传热、车身传热、人体热湿负荷等构成;动态的热负荷与车内附件的材料热物理性质有关,它包括日照辐射(其中包括车内设施蓄热)。
因没有相关的材料的热物理性质,很难准确的计算,故此计算书中引用了大量经验参数值,计算结果会存在一定偏差,需实际空调系统台架及整车降温试验结果分析。
1.1.1空调系统冷负荷1.1.1.1玻璃的温差传热和日射得热形成的冷负荷Q g在存在太阳辐射的外界条件下,一部分热量被玻璃吸收,一部分通过玻璃透射形成日射得热量,还有一部分被玻璃反射。
被玻璃吸收的热量与外界温度而综合产生传热,构成玻璃温差传热,通过玻璃透射的热量,被车内设施吸收形成蓄热和放热量。
在此次计算中,认为日射得热全部变成空调系统的瞬态冷负荷。
故Q g =A △TK g +MAC(μq b )其中:A -玻璃的表面积△T -t b -t i (t b 为玻璃综合表面温度,t i 为车室内空气温度)K g -综合传热系数,取值为6.4W/m 2.K μ-非单层玻璃的校正系数 C -玻璃的遮阳系数 M -玻璃的面积系数q b -通过单层玻璃的太阳辐射强度s s G G b I I q ττ+=G I 、 s I -太阳直射强度、太阳散射强度s G ττ、-太阳直射透射率、太阳散射透射率XX :Q g =A △TK g +MAC(μq b )=(1.294+0.564+1.266)×(40-23)×6.4+{0.8×(1.294+0.564)+1.266/2}×1.0×(1000×0.84+100×0.08) =2137(W )XXX :Q g =A △TK g +MAC(μq b )=(1.294+0.564+1.266)×(40-22)×6.4+{0.8×(1.294+0.564)+1.266/2}×1.0×(1000×0.84+100×0.08) =2157(W ) 1.1.1.2新风及门窗漏风冷负荷V Q)(00i V h h n l Q -=ρn -乘员人数,n=5;0l -新风量/人.小时,取值11m 3/h.人(最小不小于10 m 3/h.人);ρ-空气密度,取1.14kg/m 3;0h -车室外空气的焓值,kJ/kg ; i h -车室内空气的焓值,kJ/kg ;假设此工况下,车室内空气的相对湿度为50%,车室外相对湿度为50%,由湿空气h-d图可以查得h i =47.8kJ/kg ,h 0=101 kJ/kg,故)(00i V h h n l Q -=ρ=11×5/3600×1.17×(101-47.8)×1000=951(W)1.1.1.3车身传热形成的冷负荷Q b Q b =K b A(t m -t i )其中:K b -车身各个部分得综合传热系数,参考其它资料,取K b =4.8W/m 2.Kt m -车身表面的当量温度 t i -车室内的空气温度 A -车身表面积)()(0G S m I I k t t +++=αε其中 0t -室外温度G I ,S I -太阳的直射强度和散射强度ε-表面吸收系数,它与车身的颜色有关,ε]1,0[∈,取ε=0.9 α-室外空气的对流换热系数α=1.163(12×)45.0+υ,υ为车室外的风速,取车的速度40 km/h=11.11m/s故α=51.2 W/m 2.K(1)、车顶传热量Q 车顶表面综合温度)()(0G S m I I k t t +++=αε=40+)1001000()8.42.51(9.0+⨯+=57.7(℃)XX :Q 车顶=KA(t m -t i )=4.8×1.74×(57.7-23)=290(W) XXX :Q 车顶=KA(t m -t i )=4.8×1.74×(57.7-22)=298(W)(2)、侧围传热量Q 侧散射强度为水平表面的一半;直射强度取水平表面直射强度的一半t m 侧=)()(0侧侧G S I I k t +++αε=5.0)1001000()8.42.51(9.040⨯+⨯++=48.8℃XX :Q 侧=KA △t=4.8×6.435×(48.8-23)=797(W )XXX :Q 侧=KA △t=4.8×6.435×(48.8-22)=828(W ) (3)、车地板传热量Q 地板取地表面温度为60℃,计算出地表面的热辐射,取I 地板=200W故)()(0地板地板I k t t m ++=αε=200)8.42.51(9.040⨯++=43.2℃XX :Q 地板=KA △t =4.8×4.04×(43.2-23)=392(W ) XXX :Q 地板=KA △t =4.8×4.04×(43.2-22)=411(W ) 考虑到排气管道对地板负荷的影响,取其影响值为50W,故最终取 XX :Q 地板=442W XXX :Q 地板=462W (4)发动机舱的传热量Q M参考其它的资料,取发动机舱的前围板表面温度为60℃,故 XX :Q M =KA △t =4.8×0.915×(60-23)=163(W )XXX:Q M=KA△t=4.8×0.915×(60-22)=167(W)综上所述,整个车身的传热量为XX:Q b=Q车顶+Q侧+Q地板+Q M=290+797+442+163=1692(W)XXX:Q b=Q车顶+Q侧+Q地板+Q M=298+828+462+167=1755(W)1.1.1.4人体散发热量引起的冷负荷Q h环境模拟试验条件中明确乘坐人员为1人,实际乘坐人员为5人其中1人为司机,其余4人为乘客,参考相关资料,综合不同肤色人种,取司机的热负荷Q d =170W,成年男子乘员为Q p=108W,考虑到乘坐的人群,取群集系数ρ=0.89故Q h=Q d+nρQ p=170+4×0.89×108=554.5(W)综上所述,空调系统的冷负荷为XX:Q= Q g+Q V+ Q b+ Q h=2137+951+1692+554.5=5334.5(W)XXX:Q= Q g+Q V+ Q b+ Q h=2157+951+1755+554.5=5417.5(W)根椐计算结果,该汽车空调冷负荷为XX:5334.5W、XXX:5417.5W在实际选用汽车空调时,还应有5%~15%的余量, 考虑到XX、XXX为M1类车,取此值为5%,则该汽车空调应配XX:5334.5×1.05=5601W、XXX:5417.5×1.05=5688W的汽车空调设备。
整车空调系统冷负荷计算书

B项目空调系统设计计算报告编制:批准:日期:06.12.30目录一、汽车空调热负荷计算 (2)1.空调系统原理图 (2)2.汽车空调热负荷 (3)2.1边界条件的确定 (3)2.2热平衡关系的建立 (4)2.3空调热负荷计算 (5)2.4空调系统制冷量的确定 (11)二、制冷剂循环流量 (11)1.压焓图状态点的确定 (11)2.制冷剂循环流量 (12)三、所选压缩机与汽车动力匹配计算 (12)四、冷凝器能力计算 (14)五、蒸发器能力计算 (14)六、送风量的计算 (15)B22空调计算报告一、汽车空调热负荷计算1.空调系统原理图汽车空调系统采用蒸汽压缩式制冷原理。
B22空调系统主要由压缩机、冷凝器、贮液干燥器、热力膨胀阀、蒸发器、高低压管组成,其原理为:低温低压液态制冷剂进入蒸发器,在一定压力下吸热气化,变成低温低压气态制冷剂,然后被压缩机抽吸压缩,成为高温高压气态制冷剂,再经过冷凝器放热,冷凝成低温高压液态制冷剂,然后经过热力膨胀阀,制冷剂恢复到低温低压状态,重新流入蒸发器吸热气化,从而完成一个制冷循环。
制冷循环示意图如下:冷凝器蒸发器热力膨胀阀压缩机图1 制冷循环示意图根据奇瑞企业标准Q/SQR.04.072-2005《整车空调系统环境实验及其评估方法》,对汽车空调系统进行环境模拟试验,试验结果应满足以下要求:1) 怠速工况:环境温度40℃±1℃、相对湿度50%±2RH 、日照1KW/m ²、迎面风速10km/h 、空档位/P 档、鼓风机最大档、全冷(LO )、吹面方向、内循环、测试时间 45min 、车内无人,满足条件后开始试验,车内平均温度(室内头部温度点)不高于38℃;2) 40 km/h 工况:环境温度40℃±1℃、相对湿度50%±2RH 、日照1KW/m ²、迎面风速40km/h 、4档位/D 档、鼓风机最大档、全冷(LO )、吹面方向、内循环、测试时间 45min 、车内1人,满足条件后开始试验,车内平均温度(室内头部温度点)不高于28℃;3) 90 km/h 工况:环境温度40℃±1℃、相对湿度50%±2RH 、日照1KW/m ²、迎面风速90km/h 、5档位/D 档、鼓风机最大档、全冷(LO )、吹面方向、内循环、测试时间 45min 、车内驾驶员位置乘坐1人,满足条件后开始试验,车内平均温度(室内头部温度点)不高于25℃;4) 120km/h 工况:环境温度40℃±1℃、相对湿度50%±2RH 、日照1KW/m ²、迎面风速120km/h 、5档位/D 档、鼓风机最大档、全冷(LO )、吹面方向、内循环、测试时间 45min 、车内车内驾驶员位置乘坐1人,满足条件后开始试验,车内平均温度(室内头部温度点)不高于25℃。
汽车空调性能需求计算公式

汽车空调性能需求计算公式随着汽车行业的不断发展,汽车空调系统已经成为了现代汽车的标配之一。
在炎热的夏季,汽车空调系统可以为驾驶者和乘客提供舒适的驾驶环境,而在寒冷的冬季,汽车空调系统也可以为车内提供温暖的环境。
因此,汽车空调系统的性能需求计算就显得尤为重要。
汽车空调系统的性能需求计算公式可以帮助汽车制造商和设计师确定汽车空调系统的制冷和制热能力,从而确保汽车空调系统能够在各种气候条件下为车内提供舒适的环境。
下面我们将介绍汽车空调性能需求计算公式的相关内容。
汽车空调系统的性能需求计算公式主要包括以下几个方面,车内空间的体积、车内的人数、车辆在不同气候条件下的工作环境、汽车空调系统的制冷和制热能力等。
首先,我们需要考虑车内空间的体积。
车内空间的体积将直接影响汽车空调系统的制冷和制热能力。
一般来说,车内空间的体积越大,汽车空调系统的制冷和制热能力也需要越强。
因此,我们可以使用以下公式来计算车内空间的体积:V = L × W × H。
其中,V表示车内空间的体积,L表示车内空间的长度,W表示车内空间的宽度,H表示车内空间的高度。
其次,我们需要考虑车内的人数。
车内的人数将直接影响汽车空调系统的制冷和制热负荷。
一般来说,车内的人数越多,汽车空调系统的制冷和制热负荷也需要越大。
因此,我们可以使用以下公式来计算车内的人数:N = S / A。
其中,N表示车内的人数,S表示车内空间的总面积,A表示每个人所需的平均面积。
然后,我们需要考虑车辆在不同气候条件下的工作环境。
汽车空调系统的制冷和制热能力将受到外部气温、湿度等气候条件的影响。
一般来说,车辆在高温高湿的气候条件下,汽车空调系统的制冷能力需要更强;而在低温低湿的气候条件下,汽车空调系统的制热能力需要更强。
因此,我们可以使用以下公式来计算车辆在不同气候条件下的工作环境:E = T × H。
其中,E表示车辆在不同气候条件下的工作环境,T表示外部气温,H表示外部湿度。
汽车空调系统参数匹配计算指南

压缩机排气量为压缩机选型的主要依据。压缩机的选型可根据计算所得,再结合车型数据来进
行。微型及小型汽车空调,由于空间尺寸小,发动机功率小,比较注意压缩机的效率、外形尺寸及
功耗,一般采用排量为(80~100)cm³/r 的压缩机。普通轿车及货车空调,一般采用排量为(120~
150)cm³/r 的压缩机。豪华型轿车及中小型面包车空调,一般采用排量为(160~300)cm³/r 的压
式中:
Qk = G × qk
……………………………(5)
qk ——为单位质量冷凝换热量, qk = h2 − h4 ,kJ/kg;
G ——制冷剂质量流量,kg/s。
即:
( ) Qk
= G × qk
=Leabharlann × Q0h0 −h4
h2
− h4
……………………………(6)
在汽车空调设计过程中,一般认为: Qk 约为制冷量 Q0 的 1.4 倍~1.5 倍,推荐取 1.5 倍。
I
前言
为了指导本公司空调系统的匹配设计,特制定此空调系统参数计算指南。 本计算指南适用于各类汽车空调系统匹配计算。 本计算指南由产品管理部提出并归口。 本计算指南起草单位:电器设计部。
II
空调系统参数匹配计算指南
1 范围 本计算指南给出了空调系统参数的计算方法和各零部件的选型依据。 本计算指南适用于汽车空调的系统设计计算。
0 397.09
6 压缩机参数计算
6.1 压缩机排气量 压缩机排气量(cm³/r):
式中:
Vh
=
60 ×106 × Q0 nλq0
×v1
……………………………(2)
Q0 ——空调系统制冷量,kW,依据 Q/J C016—2012《汽车空调系统热负荷计算指南》;
汽车空调制冷系统各部件的匹配设计

目录汽车空调制冷系统各部件的匹配设计 (1)1. 汽车空调制冷系统的热力计算 (1)1.1制冷系统设计工况的确定 (1)1.2 制冷系统的热力计算 (3)2. 汽车空调用压缩机的匹配 (5)3. 汽车空调系统换热器的设计计算 (5)4. 节流机构的匹配设计 (13)5. 储液干燥过滤器匹配设计 (15)5.1 储液干燥过滤器设计与选择方法 (15)5.2储液干燥过滤器的安装 (16)6. 汽车空调系统管路设计 (16)7. 风机的匹配设计 (16)汽车空调制冷系统匹配设计的主要内容为:1.根据汽车车型及结构特点确定制冷系统的的布置形式;2.根据所需的制冷量及确定的设计工况进行热力计算;3.根据热力计算的结果进行冷凝器,蒸发器的设计及压缩机的选型;4.制冷系统辅助部件设计或选型(储液干燥过滤器、热力膨胀阀等);5.连接各制冷部件的管道设计;6.空气送风风道设计1.汽车空调制冷系统的热力计算热力计算是制冷系统设计计算的基础,热力计算的主要目的是求出热力循环的各项性能指标,并为制冷系统各部件的设计提供依据。
1.1制冷系统设计工况的确定在进行汽车空调制冷系统热力计算之前,首先要根据汽车空调所要求的温度(t n)和外界温度(t w),并结合汽车空调系统的特点,确定制冷系统的工作参数,即确定如下参数:冷凝温度(t k);蒸发温度(t0);过冷度(△t sc);过热度(△t sc)。
为了便于讨论,可借助右边的lgp-h图进行分析。
(1)冷凝温度t k的确定冷凝温度t k取决于冷凝器的结构形式和冷却介质。
汽车空调系统由于运行条件的限制,均采用风冷式冷凝器。
这时车外环境温度t w(主要是指夏季环境温度),成为影响t k的重要因素。
在确定t k时不能只考虑某个地区的气象条件,而应综合加以考虑,以满足汽车使用地区广的特点。
考虑到汽车空调系统在不同地区的适应性,应选取最恶劣工况,即取t w=43℃为宜。
对于风冷式冷凝器。
汽车空调热负荷计算资料讲解

1.200 1.2~1.4
ε 车身外部的表面颜色,相应的吸收系数: 白色或淡黄色 深绿或深红 黑色
0.700 0.26~0.45 0.81~0.90
0.890
I 大气边缘太阳辐射强度
β 太阳高度角
θ 车前脸与太阳的方位角 P 大气透明度(0.65-0.75之间) IO 地面附近太阳直射辐射强度 I0=I*P(m) (P的m次方)
2.580 m2 1.500 W/(m2.K) 55.000 ℃
S8 发动机鼓包面积 K8 发动机鼓包传热系数 T12 发动机仓温度
3.519 m2 1.800 W/(m2.K) 70.000 ℃
S9 前部车身围护面积: K9 前围传热系数:
3.257 m2 1.600 W/(m2.K)
Kx 传热系数的修正系数
七、冷凝器散热量(制冷剂侧、空气侧)
设: 冷凝器进口制冷剂温度 冷凝器进口制冷剂过热度 冷凝器出口制冷剂温度 冷凝器出口制冷剂过冷度
查表:冷凝器进口制冷剂比焓 冷凝器进口压力(G) 冷凝器出口制冷剂比焓 冷凝器出口压力
计算:冷凝器制冷剂侧换热量 设: 空气侧与制冷剂侧能力比为95%,则空气侧能力为 取整:
八、压缩机理论排量计算
设:压缩机吸气温度 压缩机吸气过热度 压缩机容积效率(富通V5) 压缩机转速
查表:压缩机入口制冷剂比容
前挡风玻璃
1353.000
78.000
0.000 0.700 939.583 1.022 919.051 195.350 112.629 56.315
W/m2 度 度
W/m2 W/m2 W/m2 W/m2
F3 太阳辐射通过玻璃的透入系数: F5 玻璃修正系数
0.840 0.900
汽车空调制冷系统匹配设计

2、参数设定:根据汽车的实际使用环境和负荷要求,设定制冷系统的制冷 量、制冷剂流量、温度等参数。
3、设备选型:根据制冷系统的参数要求,选择合适的压缩机、冷凝器、蒸 发器等设备,并确保其性能和可靠性。
1、更高效的制冷技术:随着新材料和新技术的出现,未来汽车空调制冷系 统可能会采用更高效的制冷技术,提高制冷效果。
2、智能化控制:通过引入人工智能和大数据技术,实现汽车空调制冷系统 的智能化控制,提高驾乘人员的舒适性和经济性。
3、新能源驱动:随着新能源汽车的普及,未来汽车空调制冷系统可能会采 用新能源驱动,降低能源消耗和排放。
相关技术
汽车空调制冷系统匹配设计涉及到众多技术领域,包括热力学、流体动力学、 机械设计等。其中,热力学是汽车空调制冷系统的基础,涉及制冷剂的物性、热 力过程和热力学循环等;流体动力学则制冷剂在系统中的流动与传热特性;机械 设计则涉及到制冷剂的储存、压缩、冷凝和蒸发等设备的结构和运动。
系统设计
在进行汽车空调制冷系统匹配设计时,需要遵循以下步骤:
五、总结
汽车空调制冷系统的常见故障诊断和维修是非常重要的。通过了解故障现象 和掌握诊断方法,车主可以及时发现并解决故障问题,确保车内环境的舒适度和 行车安全。此外,车主还应注意空调制冷系统的日常维护,定期检查、清洗和更 换部件,以预防故障的发生。在维修时,应选择正规的维修店或4S店进行维修, 避免因操作不当导致故障加重或影响车辆的使用寿命。
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参考内容
汽车空调制冷系统是汽车的重要组成部分,它的作用是为乘客提供舒适的车 内环境。然而,当空调制冷系统出现故障时,车内环境可能会变得不舒适,甚至 影响行车安全。本次演示将介绍汽车空调制冷系统的常见故障及其诊断方法,帮 助车主更好地维护空调制冷系统。
汽车空调功率计算公式

汽车空调功率计算公式汽车空调在夏季是我们出行的好帮手,它可以帮助我们在高温下保持车内的舒适度。
然而,很多人对汽车空调的功率计算并不了解,今天我们就来详细介绍一下汽车空调功率的计算公式。
汽车空调的功率计算公式可以通过以下步骤来进行推导和计算:1. 首先,我们需要了解汽车空调的制冷量。
制冷量通常用单位“W”(瓦特)来表示,它是空调系统在单位时间内从室内空气中吸收的热量。
制冷量的大小取决于空调系统的制冷能力,通常用“Q”来表示。
2. 其次,我们需要了解汽车空调的制冷效率。
制冷效率是指空调系统在单位时间内实际制冷量与理论制冷量的比值,通常用“ε”来表示。
制冷效率越高,空调系统的制冷能力就越强。
3. 最后,我们可以通过以下公式来计算汽车空调的功率:功率 = 制冷量 / 制冷效率。
根据这个公式,我们可以得出汽车空调的功率值,从而了解空调系统在工作时所需的能量。
汽车空调的功率计算对于车辆的设计和制造非常重要。
首先,汽车制造商需要根据车辆的大小和密封性来确定空调系统的制冷量;其次,制冷效率的提高可以减少空调系统的能耗,从而降低车辆的油耗。
因此,对汽车空调功率的准确计算可以帮助车辆制造商提高车辆的能效性能,减少对环境的影响。
在实际的汽车空调设计和制造过程中,制冷量和制冷效率通常是由空调系统的压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀等组件共同决定的。
压缩机负责将低温低压的蒸汽吸入,经过压缩后排出高温高压的气体;蒸发器负责将高温高压的气体冷却成低温低压的蒸汽;冷凝器负责将低温低压的蒸汽冷却成高温高压的气体;膨胀阀负责控制冷媒的流量和压力。
这些组件的性能和工作状态直接影响着空调系统的制冷量和制冷效率。
除了空调系统的组件,汽车空调的功率还受到外界环境和使用条件的影响。
例如,高温环境会降低空调系统的制冷效率;高速行驶会增加空调系统的工作负荷,从而提高功率需求。
因此,对汽车空调功率的准确计算需要考虑到各种因素的综合影响。
在实际的汽车使用过程中,为了减少空调系统的能耗,我们可以采取一些措施来提高空调系统的制冷效率。
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摘要汽车空调的普及,是提高汽车竞争能力的重要手段之一。
随着汽车工业的发展和人们物质生活水平的提高,人们对舒适性,可靠性,安全性的要求愈来愈高。
国内近年来,汽车生产厂家越来越多,产量越来越大,大量中高档车需要安装空调。
因此,对汽车空调的研究开发特别重要。
本论文针对吉利LG—1空调系统匹配设计,对普通轿车空调系统的设计开发原理和特点进行了比较系统的阐述.第一章概论1.1 汽车空调的作用及其发展汽车工业是我国的支柱产业之一,其发展必然会带动汽车空调产业的发展。
汽车空调作为空调技术在汽车上的应用,它能创造车室内热微环境的舒适性,保持车室内空气温度、湿度、流速、洁净度、噪声和余压等在热舒适的标准范围内,不仅有利于保护司乘人员的身心健康,提高其工作效率和生活质量,而且还对增加汽车行始安全性具有积极作用。
就世界上汽车空调技术发展的历史来看,其发展的速度也是惊人的。
1927年就诞生了较为简单的汽车空调装置,它只承担冬季向乘员供暖和为挡风玻璃除霜的任务。
直到1940年,由美国Packard公司生产出第一台装有制冷机的轿车。
1954年才真正将第一台冷暖一体化整体式设备安装在美国Nash牌小汽车上。
1964年,在Cadillac轿车中出现了第一台自动控温的汽车空调。
1979年,美国和日本共同推出了用微机控制的空调系统,实现了数字显示和最佳控制,标志着汽车空调已进入生产第四代产品的阶段。
汽车空调技术发展至今,其功能已日趋完善,能对车室进行制冷,采暖,通风换气,除霜(雾),空气净化等。
我国空调产业发长速度虽然较快,但是目前国内车用空调系统生产基本上仍是处于引进技术与开发、研究并举的阶段。
1.2 汽车空调的特点汽车空调使用的特殊性,决定了它在结构、材料、安装、布置、设计、技术要求等方面与普通空调,如建筑物空调,有着较大的差别:1)在动力源处理上,车用空调压缩机只能采用开启式的结构型式,这就带来空调系统轴封要求高,制冷剂容易泄漏的问题。
2)作为空调的对象,汽车车室容积狭小,人员密集,其热、湿负荷大,气流分布难以均匀,要求所选配的车用空调机组制冷量要大,能降温迅速。
3)当车用空调装置消耗汽车主发动机的动力时,必须考虑其对汽车动力也操纵性能的影响,也必须考虑车速变化幅度大或变化频繁,给空调系统制冷剂流量控制、制冷量控制、系统设计带来的影响。
4)汽车本身结构非常紧凑,可供安装空调设备觉得空间极为有限,不仅对车用空调装置的外形、体积和质量要求较高,而且对其性能和选型也会带来影响。
5)汽车是运动中的物体,对汽车空调系统各组成部件的振动、噪声、安全、可靠等方面的技术要求严格。
6)车用空调装置的结构、外形和布置,必须考虑其对汽车底盘、车身结构件及汽车行驶稳定性、安全性的影响。
第二章课题的目的及现实意义2.1 课题主要目的本空调系统的国产化开发是按照浙江吉利轿车的要求进行系统仿制,本着通用性和互换性的原则而进行的。
本系统参照于日本威驰轿车空调系统,适用于小型轿车空调系统的研发。
压缩机总成的装配位置与原装系统相同,重新设计压缩机支架及涨紧机构,仍采用V型皮带轮。
风机、干燥器、电磁阀及各部件,位置和型号与威驰轿车原装系统选配相同。
管路走向及固定方式与原装基本相同,对接口尺寸按我公司标准做相应的修改。
第三章吉利LG—1空调系统设计计算3.1 汽车空调的工作原理汽车空调系统采用的是蒸汽压缩式制冷循环,图3.1为其工作原理图。
图3.1 汽车空调系统工作原理1—压缩机 2—排气管 3—冷凝器 4—风扇 5、7——高压液管 6—干燥储液器8—膨胀阀 9—低压液管 10—蒸发器 11—鼓风机 12—感温包 13—吸气管汽车空调制冷循环主要由下列四个过程组成:1).压缩过程, 低温抵压的制冷剂气体被压缩机吸入,并压缩成高温高压的制冷剂气体。
该过程的主要作用是压缩增压,以便气体液化。
这一过程是以消耗机械功作为补偿的。
在压缩过程中,制冷剂状态不发生变化,而温度、压力不断上升,形成过热气体。
2).冷凝过程. 制冷剂气体有压缩机排除后进入冷凝器。
此过程的特点是制冷剂的状态发生变化,即压力和温度不变的情况下,由气态逐渐向液态转变。
冷凝后的制冷剂液体呈高温高压状态。
3).节流膨胀过程, 高温高压的制冷剂液体经膨胀阀节流降温降压后进入蒸发器。
该过程的作用是制冷剂降温降压、调节流量、控制制冷能力。
其特点是,制冷剂经膨胀阀时,压力、温度急剧下降,由高温高压液体变成低温低压液体。
4).蒸发过程, 制冷剂液体经膨胀阀降温降压后进入蒸发器,吸热制冷后从蒸发器出口被压缩机吸入。
此过程的特点是制冷剂状态有液态变化成气态,此时压力不变。
节流后,低温低压液态制冷剂在蒸发器中不断吸收气化潜热,既吸收车内的热量又变成低温低压的气体,该气体又被压缩机吸入在进行压缩。
压缩机直接由发动机驱动,制冷剂经压缩机做功后变成高温、高压的蒸汽输出到冷凝器,冷凝器风扇使流经冷凝器的蒸汽温度降低,高温高压蒸汽冷凝成为较高温度的饱和过冷液体,通过高压液管流入干燥储液器,经干燥和过滤后,流过膨胀阀。
通过膨胀阀的节流作用,制冷剂变成湿蒸汽而进入蒸发器,在定压下吸收空气中的热量而气化(从而使流经蒸发器的空气的温度降低成为冷气,并通过鼓风机送入车内,降低车内的空气温度)。
气化后的制冷剂变成低温低压的过热蒸气,其又进入压缩机进行压缩。
此即完成了汽车空调的一个制冷循环。
通过制冷剂这样周而复始地循环,即实现了车厢内制冷的目的。
3.2对微弛空调系统进行数据采集本系统为仿制系统,外形尺寸于原装系统基本相当。
散热板及翅片示意图,由于为仿制所以测量尺寸不够精准,所以其各部分数据均需要验算。
1、蒸发器设计散热板: 宽Wt=58mm,高Ht=2.5mm,铝板厚δt=0.5mm。
可得:内部流道尺寸 hH=Ht—2δt=1mmWh=Wt—2δt=57mm翅片:宽度Wf=58mm,高度Hf=8mm,厚δt=0.1mm。
翅片角度αl=36º,间距Lf=2mm。
2、冷凝器设计冷凝器选用平行流式,散热层多孔扁管和翅片结构尺寸:翅片宽度16mm,高度8mm,厚度0.135mm,翅片间距1.5mm,百叶窗角度27℃,扁管外壁面高度2mm,宽度16mm,分4个流层,扁管数目依次是14-9-7-5。
取迎面风速4.5m/s。
3.其他部分由于本身没采用进口件,而且对于本公司来说主要是选配。
所以没有仿制微弛。
空调系统设计计算3.3 空调系统热负荷计算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。
1.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。
轿车一般的工况条件:冷凝温度tc=63°,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.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——表面吸收系数,深色车体取 =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。
对车身维护结构由太阳辐射和照射热对流换热两不部分热量组成: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:= +由于室内外温差不大,上式后项近似t 0,得:= + = +35=51.73℃所以可得: =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℃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=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员的舒适性要求。