汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)匹配計(jì)算

1、第一章 概論汽車(chē)空調(diào)的作用及其發(fā)展汽車(chē)工業(yè)是我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)之一， 其發(fā)展必然會(huì)帶動(dòng)汽車(chē)空調(diào)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 汽車(chē) 空調(diào)作為空調(diào)技術(shù)在汽車(chē)上的應(yīng)用， 它能創(chuàng)造車(chē)室內(nèi)熱微環(huán)境的舒適性， 保持車(chē) 室內(nèi)空氣溫度、濕度、流速、潔凈度、噪聲和余壓等在熱舒適的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，不 僅有利于保護(hù)司乘人員的身心健康， 提高其工作效率和生活質(zhì)量， 而且還對(duì)增加 汽車(chē)行始安全性具有積極作用。就世界上汽車(chē)空調(diào)技術(shù)發(fā)展的歷史來(lái)看，其發(fā)展的速度也是驚人的。1927 年就誕生了較為簡(jiǎn)單的汽車(chē)空調(diào)裝置， 它只承擔(dān)冬季向乘員供暖和為擋風(fēng)玻璃除霜的 任務(wù)。直到 1940 年，由美國(guó) Packard 公司生產(chǎn)出第一臺(tái)裝有制冷機(jī)的轎車(chē)。 19

2、54 年才真正將第一臺(tái)冷暖一體化整體式設(shè)備安裝在美國(guó)Nash牌小汽車(chē)上。1964年，在 Cadillac 轎車(chē)中出現(xiàn)了第一臺(tái)自動(dòng)控溫的汽車(chē)空調(diào)。 1979年，美國(guó)和日本共 同推出了用微機(jī)控制的空調(diào)系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)了數(shù)字顯示和最佳控制， 標(biāo)志著汽車(chē)空調(diào) 已進(jìn)入生產(chǎn)第四代產(chǎn)品的階段。 汽車(chē)空調(diào)技術(shù)發(fā)展至今， 其功能已日趨完善， 能 對(duì)車(chē)室進(jìn)行制冷，采暖，通風(fēng)換氣，除霜（霧），空氣凈化等。我國(guó)空調(diào)產(chǎn)業(yè)發(fā) 長(zhǎng)速度雖然較快， 但是目前國(guó)內(nèi)車(chē)用空調(diào)系統(tǒng)生產(chǎn)基本上仍是處于引進(jìn)技術(shù)與開(kāi) 發(fā)、研究并舉的階段。汽車(chē)空調(diào)的特點(diǎn) 汽車(chē)空調(diào)使用的特殊性，決定了它在結(jié)構(gòu)、材料、安裝、布置、設(shè)計(jì)、技術(shù)要求 等方面與普通空調(diào)，如

3、建筑物空調(diào)，有著較大的差別：1 ）在動(dòng)力源處理上，車(chē)用空調(diào)壓縮機(jī)只能采用開(kāi)啟式的結(jié)構(gòu)型式，這就帶來(lái)空 調(diào)系統(tǒng)軸封要求高，制冷劑容易泄漏的問(wèn)題。2）作為空調(diào)的對(duì)象，汽車(chē)車(chē)室容積狹小，人員密集，其熱、濕負(fù)荷大，氣流分 布難以均勻，要求所選配的車(chē)用空調(diào)機(jī)組制冷量要大，能降溫迅速。3）當(dāng)車(chē)用空調(diào)裝置消耗汽車(chē)主發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力時(shí)，必須考慮其對(duì)汽車(chē)動(dòng)力也操縱 性能的影響， 也必須考慮車(chē)速變化幅度大或變化頻繁， 給空調(diào)系統(tǒng)制冷劑流量控 制、制冷量控制、系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)的影響。4）汽車(chē)本身結(jié)構(gòu)非常緊湊，可供安裝空調(diào)設(shè)備覺(jué)得空間極為有限，不僅對(duì)車(chē)用 空調(diào)裝置的外形、體積和質(zhì)量要求較高，而且對(duì)其性能和選型也會(huì)帶來(lái)影響。5

4、）汽車(chē)是運(yùn)動(dòng)中的物體，對(duì)汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)各組成部件的振動(dòng)、噪聲、安全、可 靠等方面的技術(shù)要求嚴(yán)格。6）車(chē)用空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)、外形和布置，必須考慮其對(duì)汽車(chē)底盤(pán)、車(chē)身結(jié)構(gòu)件及汽車(chē)行駛穩(wěn)定性、安全性的影響。第二章 課題的目的及現(xiàn)實(shí)意義課題主要目的 本空調(diào)系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化開(kāi)發(fā)是按照浙江吉利轎車(chē)的要求進(jìn)行系統(tǒng)仿制， 本著通用性 和互換性的原則而進(jìn)行的。 本系統(tǒng)參照于日本威馳轎車(chē)空調(diào)系統(tǒng)， 適用于小型轎 車(chē)空調(diào)系統(tǒng)的研發(fā)。壓縮機(jī)總成的裝配位置與原裝系統(tǒng)相同， 重新設(shè)計(jì)壓縮機(jī)支架及漲緊機(jī)構(gòu)， 仍采 用 V 型皮帶輪。風(fēng)機(jī)、干燥器、電磁閥及各部件，位置和型號(hào)與威馳轎車(chē)原裝系統(tǒng)選配相同。 管路走向及固定方式與原裝基本相同

5、，對(duì)接口尺寸按我公司標(biāo)準(zhǔn)做相應(yīng)的修改。 第三章吉利 LG1 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算汽車(chē)空調(diào)的工作原理 汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)采用的是蒸汽壓縮式制冷循環(huán)，圖為其工作原理圖。圖 汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)工作原理1壓縮機(jī) 2排氣管 3冷凝器 4風(fēng)扇 5、 7高壓液 管 6 干燥儲(chǔ)液器 8 膨脹閥9低壓液管10 蒸發(fā)器11鼓風(fēng)機(jī)12感溫包13吸氣管汽車(chē)空調(diào)制冷循環(huán)主要由下列四個(gè)過(guò)程組成：1） 壓縮過(guò)程 , 低溫抵壓的制冷劑氣體被壓縮機(jī)吸入， 并壓縮成高溫高壓的 制冷劑氣體。該過(guò)程的主要作用是壓縮增壓， 以便氣體液化。 這一過(guò)程是以消耗 機(jī)械功作為補(bǔ)償?shù)?。在壓縮過(guò)程中，制冷劑狀態(tài)不發(fā)生變化，而溫度、壓力不斷 上升，形成過(guò)熱氣體。.

6、 冷凝過(guò)程. 制冷劑氣體有壓縮機(jī)排除后進(jìn)入冷凝器。此過(guò)程的特點(diǎn)是制冷 劑的狀態(tài)發(fā)生變化， 即壓力和溫度不變的情況下， 由氣態(tài)逐漸向液態(tài)轉(zhuǎn)變。 冷凝 后的制冷劑液體呈高溫高壓狀態(tài)。.節(jié)流膨脹過(guò)程 , 高溫高壓的制冷劑液體經(jīng)膨脹閥節(jié)流降溫降壓后進(jìn)入蒸發(fā) 器。該過(guò)程的作用是制冷劑降溫降壓、調(diào)節(jié)流量、控制制冷能力。其特點(diǎn)是，制 冷劑經(jīng)膨脹閥時(shí)，壓力、溫度急劇下降，由高溫高壓液體變成低溫低壓液體。. 蒸發(fā)過(guò)程, 制冷劑液體經(jīng)膨脹閥降溫降壓后進(jìn)入蒸發(fā)器，吸熱制冷后從蒸 發(fā)器出口被壓縮機(jī)吸入。 此過(guò)程的特點(diǎn)是制冷劑狀態(tài)有液態(tài)變化成氣態(tài)， 此時(shí)壓 力不變。節(jié)流后， 低溫低壓液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中不斷吸收氣化潛熱

7、， 既吸收車(chē) 內(nèi)的熱量又變成低溫低壓的氣體，該氣體又被壓縮機(jī)吸入在進(jìn)行壓縮。 壓縮機(jī)直接由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)， 制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)做功后變成高溫、 高壓的蒸汽輸出到 冷凝器，冷凝器風(fēng)扇使流經(jīng)冷凝器的蒸汽溫度降低， 高溫高壓蒸汽冷凝成為較高 溫度的飽和過(guò)冷液體， 通過(guò)高壓液管流入干燥儲(chǔ)液器， 經(jīng)干燥和過(guò)濾后， 流過(guò)膨 脹閥。通過(guò)膨脹閥的節(jié)流作用， 制冷劑變成濕蒸汽而進(jìn)入蒸發(fā)器， 在定壓下吸收 空氣中的熱量而氣化 (從而使流經(jīng)蒸發(fā)器的空氣的溫度降低成為冷氣， 并通過(guò)鼓 風(fēng)機(jī)送入車(chē)內(nèi)， 降低車(chē)內(nèi)的空氣溫度) 。氣化后的制冷劑變成低溫低壓的過(guò)熱蒸 氣，其又進(jìn)入壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮。 此即完成了汽車(chē)空調(diào)的一個(gè)制冷循環(huán)。

8、通過(guò)制冷 劑這樣周而復(fù)始地循環(huán)，即實(shí)現(xiàn)了車(chē)廂內(nèi)制冷的目的。 對(duì)微弛空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集 本系統(tǒng)為仿制系統(tǒng)，外形尺寸于原裝系統(tǒng)基本相當(dāng)。散熱板及翅片示意圖， 由于為仿制所以測(cè)量尺寸不夠精準(zhǔn)， 所以其各部分?jǐn)?shù)據(jù)均 需要驗(yàn)算。1、 蒸發(fā)器設(shè)計(jì)散熱板： 寬 Wt=58mm 高 Ht=2.5mm 鋁板厚 S t=0.5mm?？傻茫?內(nèi)部流道尺寸hH=Ht2S t=1mmWh=Wt 2S t=57mm翅片： 寬度 Wf=58mm高度Hf=8mm厚S t=0.1mm。翅片角度 a l=36o，間 距 Lf=2mm。2、 冷凝器設(shè)計(jì) 冷凝器選用平行流式，散熱層多孔扁管和翅片結(jié)構(gòu)尺寸：翅片寬度16mm高度8mm

9、厚度0.135mm翅片間距1.5mm百葉窗角度27C, 扁管外壁面高度 2mm 寬度 16mm 分 4 個(gè)流層 扁管數(shù)目依次是 14-9-7-5 。取 迎面風(fēng)速 4.5m/s 。3其他部分由于本身沒(méi)采用進(jìn)口件 而且對(duì)于本公司來(lái)說(shuō)主要是選配。所 以沒(méi)有仿制微弛?？照{(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算空調(diào)系統(tǒng)熱負(fù)荷計(jì)算為了消除車(chē)室內(nèi)多余熱量以維持溫度恒定 所需要向車(chē)室內(nèi)供應(yīng)的冷量稱(chēng)為冷 負(fù)荷。為了消除車(chē)室內(nèi)多余濕量以維持車(chē)室內(nèi)相對(duì)濕度恒定 所需除去的濕量稱(chēng) 為濕負(fù)荷。汽車(chē)空調(diào)熱濕負(fù)荷的計(jì)算 是確定送風(fēng)量和正確選者空調(diào)裝置的依據(jù)。1 空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷計(jì)算本系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是估算冷負(fù)荷 以便壓縮機(jī)的選配和兩器的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中主要

10、 是針對(duì)壓縮機(jī)的選配，我們采用較容易確定的太陽(yáng)輻射熱QS和玻璃滲入熱QG他們的總合占系統(tǒng)的70%即可得總負(fù)荷，為了安全再取 k=的修正系數(shù)。 轎車(chē)一般的工況條件：冷凝溫度tc=63。，蒸發(fā)溫度te=0,膨脹閥前制冷劑過(guò)冷溫度tsc =5蒸發(fā)器出口制冷劑氣體過(guò)熱度厶tsh=5,壓縮機(jī)吸氣溫度 ts=10 , 室外溫度 ti=35 , 室內(nèi)溫度 t0=27, 轎車(chē)正常行駛速度ve=40km/h , 壓縮機(jī)正常轉(zhuǎn)速 n=1800r/min.太陽(yáng)輻射熱的確定由于太陽(yáng)照射， 汽車(chē)車(chē)身溫度升高， 在溫差的作用下， 熱量以導(dǎo)熱方式傳如車(chē)室 內(nèi)，太陽(yáng)輻射是由直射或散射輻射構(gòu)成， 車(chē)體外表面由于太陽(yáng)輻射而提高了

11、溫度， 同時(shí)向外反射輻射熱，因此，車(chē)體外表面所受的輻射強(qiáng)度按下式計(jì)算：Q1=（ IG+IS-IV ）F= （IG+IS） F其中 表面吸收系數(shù)，深色車(chē)體取=0。9，淺色車(chē)體取 =0。4；IG太陽(yáng)直射輻射強(qiáng)度，取IG=1000W/m2IS 太陽(yáng)散射輻射強(qiáng)度，取IS=40W/m2IV 車(chē)體表面反射輻射強(qiáng)度，單位為W/m2F車(chē)體外表面積，單位為 m2實(shí)測(cè)F=1.2m2可將太陽(yáng)輻射強(qiáng)度化成相當(dāng)?shù)臏囟刃问剑?與室外空氣溫度疊加在一起， 構(gòu)成太陽(yáng) 輻射表面的綜合溫度tm。對(duì)車(chē)身維護(hù)結(jié)構(gòu)由太陽(yáng)輻射和照射熱對(duì)流換熱兩不部 分熱量組成：Qt=a（tm-t0 ）+（tm-ti ）*F 式中:Qt太陽(yáng)輻射及太陽(yáng)照射

12、得熱量，單位為 Wa室外空氣與日照表面對(duì)流放熱系數(shù)，單位為W/m2Ktm日照表面的綜和溫度，單位為。CoK車(chē)體圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)室內(nèi)的傳熱系數(shù)，單位為 W/m2Kto 車(chē)室外設(shè)計(jì)溫度，取為35C oti 車(chē)室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度，取為27C o應(yīng)采用對(duì)流換熱推測(cè)式求解，但是由于車(chē)速變化范圍大，車(chē)身外表面復(fù)雜， 難以精確計(jì)算 ，一般采用近似計(jì)算公式：=（ 4 +12 ）Wc是汽車(chē)行駛速度，可以米用 40km/h計(jì)算:代入上式得 :a=(m2k)取 K= W / (卅?K) ,& =, I= IG+IS=1040 W,因?yàn)?所以= +由于室內(nèi)外溫差不大，上式后項(xiàng)近似 t0，得:=+= +35=51.73 C所以可得

13、 :=。然后通過(guò)玻璃的35C；玻璃窗滲入的熱量 Qb 太陽(yáng)輻射通過(guò)玻璃窗時(shí)， 一部分被玻璃吸收， 提高了玻璃本身的溫度， 溫差傳熱將熱量導(dǎo)入車(chē)室內(nèi)， 另有大部分熱量將通過(guò)玻璃直接射入車(chē)內(nèi)， 滲入熱量是由溫差傳熱和輻射熱兩部分組成。= ? ( - ) + ? ? ?上式中， A 玻璃窗面積， A=2.63m2；K 玻璃窗的傳熱系數(shù)， K=(m2K)； tB 玻璃外表面溫度，取車(chē)室外溫度， ti 車(chē)室外溫度， 27CC玻璃窗遮陽(yáng)系數(shù)，C=非單層玻璃的校正系數(shù)， =1通過(guò)單層玻璃的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度qb =+單位為(W/tf);通過(guò)玻璃窗的太陽(yáng)直射透射率，取 =通過(guò)玻璃窗的太陽(yáng)散射透射率，取 = 將以上各

14、參數(shù)代入式可得:Qb=制冷量的確定Qg =（Qt + Qb）/70%=（ +） /=實(shí)際冷負(fù)荷Qs= kQg=*故而，機(jī)組制冷量取 Q0=4000W。即可 壓縮機(jī)的選配大部分汽車(chē)空調(diào)壓縮機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)， 壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)呈一定的比 例，在很大的范圍內(nèi)同步變化，再加上其固定是通過(guò)支架與發(fā)動(dòng)機(jī)剛性的連接， 工作條件非常的差，因此對(duì)汽車(chē)空調(diào)壓縮機(jī)有比家用空調(diào)壓縮機(jī)更高的要求。 汽車(chē)空調(diào)制冷系統(tǒng)對(duì)壓縮機(jī)的要求： 1在設(shè)計(jì)選用壓縮機(jī)時(shí)，應(yīng)能保證在極端情況下任能具令人滿(mǎn)意的降溫性能。 2有良好的低溫性能，在怠速和底速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，具有較大的制冷能力和效率。 3降溫速率要快， 即成員進(jìn)入車(chē)室后， 在最短的時(shí)間

15、內(nèi)滿(mǎn)足成員的舒適性要求。 4壓縮機(jī)內(nèi)部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)便于實(shí)現(xiàn)變排量控制。 5壓縮機(jī)要具有高溫高壓的保護(hù)性能。 6壓縮機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)的安裝位置應(yīng)便于拆卸和維修。 7由于汽車(chē)經(jīng)常在顛簸的道路上高速行駛，而且壓縮機(jī)又通過(guò)支架與發(fā)動(dòng)機(jī)或 底盤(pán)剛性的連接，因此要求壓縮機(jī)有良好的抗振性。冷凝溫度tc=63。，蒸發(fā)溫度te=O ,膨脹閥前制冷劑過(guò)冷溫度 tsc =5,蒸發(fā)器出口制冷劑氣體過(guò)熱度厶tsh=5,壓縮機(jī)吸氣溫度 ts=1O, 室外溫度 ti=35 , 室內(nèi)溫度 tO=27 ,轎車(chē)正常行駛速度 ve=40km/h ,壓縮機(jī)正常轉(zhuǎn)速n=1800r/min.壓縮機(jī)吸氣管路的壓降厶PS=,壓縮 機(jī)排氣管路壓降

16、厶Pd=81KPa駕駛室熱負(fù)荷Qh=.1 確定壓縮機(jī)的的排氣壓力，吸氣壓力，排氣比焓及溫度（1）根據(jù)制冷劑的蒸發(fā)溫度te和冷凝溫度tc,查表HFC134a飽和狀態(tài)下的 熱力性質(zhì)表，得其蒸發(fā)壓力的冷凝壓力分別為：Pe= ， Pc=( 2) 額定空調(diào)工況壓縮機(jī)的排氣壓力，認(rèn)為高于制冷劑的冷凝壓力 81Kpa即：Pd=PC Pd=+81 =( 3) 壓縮機(jī)的吸氣壓力認(rèn)為低于制冷劑的蒸發(fā)壓力即：Ps=PeA Pd=o根據(jù)PS和ts，查表HFC134a熱蒸氣的熱力性 質(zhì)表得：壓縮機(jī)吸氣口 制冷劑比焓 hs=Kg,比體積 u s=0.098914m3/Kg,比熵 SS=(Kg?K。根據(jù)PS和SS查HFC1

17、342過(guò)熱蒸氣的熱力性質(zhì)表得：壓縮機(jī)等比熵壓 縮終了的制冷劑比焓 hds= KJ/Kgo額定空調(diào)工況下壓縮機(jī)的指示效率ni為：n i=Te/Tc+bte=(5+/(60+ x 0=( 7)額定工況下，壓縮機(jī)的排氣比焓為：hd=hs+(hdshs) /ni=+()x= KJ/Kgo(8)根據(jù)Pd和hd,查HFC134a過(guò)熱蒸氣的熱力性質(zhì)表得：額定工況下壓縮機(jī)的排氣溫度td=87.10 C。2.計(jì)算額定空調(diào)工況制冷系統(tǒng)所需制冷量。( 1 ) 根據(jù)以知條件，膨脹閥前制冷劑液體溫度 t4/ 為：t4/=tc tsc=63 C 5C =58C。( 2)蒸發(fā)器出口制冷劑氣體溫度為：t1=te+ tsc=5

18、C+5C=10C。(3) 按t4/查表有：蒸發(fā)器進(jìn)口制冷劑比焓h5/= KJ/Kg，按t1和Pe查表有: 蒸發(fā)器出口制冷劑比焓 h1= KJ/Kg。( 4)在額定空調(diào)工況下，蒸發(fā)器的單位制冷量 qe,s 為：qe,s=h1 h5/= = KJ/Kg。( 5)穩(wěn)態(tài)工況，制冷系統(tǒng)所需制冷器應(yīng)與車(chē)廂熱負(fù)荷平衡，計(jì)算是應(yīng)留有一定的余量，以考慮實(shí)際情況與車(chē)廂熱負(fù)荷平衡是可能存在的差距。設(shè)該余量為10%，則制冷系統(tǒng)所需制冷量 Qe,s 為：Qe,s=x Qh=x =3837W3 將額定空調(diào)工況下制冷系統(tǒng)所需制冷量換算成壓縮機(jī)所需制冷量(1)額定空調(diào)工況下制冷系統(tǒng)所需制冷劑的單位質(zhì)量流量qm,s為：qm,s

19、= Qe,s/ qe,s=0.03067Kg/s 。( 2) 額定空調(diào)工況下壓縮機(jī)的單位質(zhì)量制冷量 qe,c 為：qe,c=h10.03067Kg60 C 5C OC 20C 縮機(jī)的排氣 壓力 Pd,t=Pc,t+ Pd=+81=176230KP。根據(jù)ts,t和Pst，查表有壓縮機(jī)測(cè)試工況下吸氣比焓 hst= KJ/Kg，吸 氣比體積 U st=0.079484m3/Kg。吸氣比熵 Ss,t=(Kg?K)。根據(jù)膨脹閥前制冷劑液體溫度t4=tc,t tsc,t=60 C,查表得膨脹閥 前制冷劑液體比焓 h4= KJ/Kg。( 5) 測(cè)試工況壓縮機(jī)的單位質(zhì)量制冷量：=h4= KJ/Kg。( 6)

20、測(cè)試工況壓縮機(jī)單位體積制冷量 qv,t 為：qv,t=qct/ U st= KJ/m3。( 7) 由于額定空調(diào)工況下和測(cè)試工況西啊的冷凝壓力(冷凝溫度)蒸發(fā)壓力 (蒸發(fā)壓力) ，排氣壓力及吸氣壓力均可相同， 則兩種工況壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)也 相同，即：入t=入c。于是所選壓縮機(jī)在測(cè)試工況下所需制冷量是：Qe,t=Qe,c(入 t/ 入 c)( qv,t/qv,c ) =x =。5 測(cè)試工況壓縮機(jī)所需制冷劑單位質(zhì)量流量 qm,t 為：qm,t=Qe,t/qe,t=0.03135Kg/s。6 確定測(cè)試工況下壓縮機(jī)所需軸功率(1) 根據(jù)Pd,t和Ss,t，查表得壓縮機(jī)等比熵壓縮終了的制冷劑比焓hd,s=

21、 KJ/Kg，制冷劑溫度 td,s=85.94 C。( 2) 測(cè)試工況下壓縮機(jī)單位等比熵壓縮功 Wts,t 為：Wts,t=hd,s hs,t= = KJ/Kg。( 3) 測(cè)試工況下壓縮機(jī)的理論等比熵功率 Pts,t 為：Pts,t= Wts,t?qm,t= x =。(4)測(cè)試工況壓縮機(jī)指示效率 n i,t為：n i,t=Te,t/Tc,t+b?te,t= ( 5+) / (60+) +x 5=。( 5)測(cè)試工況壓縮機(jī)指示功率 Pi,t 為：Pi,t= Pts,t/ n i,t= 。( 6)測(cè)試工況下壓縮機(jī)摩擦功率 Pm,t 為：Pm,t=x 10-5=x (35x 10-3) x 6x 18

22、00 xx 105x 10-5=。( 7)測(cè)試工況下，壓縮機(jī)所需軸功率 Pe,t 為：Pe,t= Pi,t +Pm,t=+=。根據(jù)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速n的指定值和Qe,t , Pe,t , qm,t的計(jì)算結(jié)果粗選擇壓縮 機(jī)的型號(hào)當(dāng) Qe,t=， qm,t=0.03135Kg/s 時(shí)，壓縮機(jī)氣缸工作容積大約在550cm3左右，試選取壓縮機(jī)型號(hào)是 SE5H14SE5H14壓縮機(jī)的校核空調(diào)系統(tǒng)工作的P H圖：壓縮機(jī)理論排量 qvt=138cm3/r ， n=1800r/min 。有qvth=138 x 1800X 60/1003=14.904m3/h。壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)取 入=.則有實(shí)際排氣量qvr=入?qv

23、th= x =10.7m3/h。查表得：壓縮機(jī)標(biāo)況下比體積 u 1=0.06935m3/Kg，以及空調(diào)系統(tǒng)各比焓為:h1= KJ/Kg， h2s= KJ/Kg， h3/= KJ/Kg。即有壓縮機(jī)的質(zhì)量流量 qmr=qvr/u 1=154.3Kg/h。實(shí)際循環(huán)制冷量 Qe=qm(h1h3) =x( ) /3600=。壓縮機(jī)的功率 Pe=qmr( h2sh1) /(3600 n i n m)n i 指示效率取n m機(jī)械效率取Pe=x() / (3600XX)實(shí)際制冷系數(shù) =Qe/Pe= 9 選定壓縮機(jī)根據(jù)壓縮機(jī)的校核計(jì)算，有壓縮機(jī)氣缸容積Vcy=550cm3理論排氣量Vth=138cm3/r;制冷

24、量可達(dá) Qet=;質(zhì)量輸氣量 qmr,t=0.0425Kg/s Kg/s ;壓 縮機(jī)的軸功率 Pe,t= =計(jì)算制冷劑側(cè)的表面的傳熱系數(shù)，由=5C,查得R134a飽和狀態(tài)下的熱力性質(zhì)表及物理性質(zhì)圖,可得：液態(tài)制冷劑的密度 =1277.15kg/ m3液態(tài)制冷劑的動(dòng)力粘度 =x 10-6 kg/m?s 液態(tài)制冷劑的普朗特?cái)?shù)氣態(tài)制冷劑的動(dòng)氣粘度 =x 10-6 kg/m?s氣態(tài)制冷劑的熱導(dǎo)率 =x 10-3 mW/(m?K)目前已知制冷劑進(jìn)口干度為，出口過(guò)熱，因此平均干度由此，可計(jì)算其余參數(shù)的平均值。動(dòng)力粘度的平均值為=xi 0-6 kg/m?s每一散熱板制冷劑質(zhì)量流量x 10-3 kg/s散熱板

25、內(nèi)孔的制冷劑質(zhì)量流速570.27kg/ m2 ?s雷諾數(shù) 101484干度平均值 =由上面的計(jì)算可以看到，制冷劑干度從 1 變化，后面還有過(guò)熱蒸氣區(qū)。因此 很難準(zhǔn)確計(jì)算每一階段所占的百分比，只能經(jīng)驗(yàn)估計(jì)。在此，取過(guò)熱蒸氣區(qū)為 20%，出干燥點(diǎn)之前的兩相區(qū)為 28%，干燥點(diǎn)之后的兩相區(qū)為 52%。I ）干燥點(diǎn)之前的兩相區(qū)取干度 則在散熱板內(nèi)孔內(nèi)，制冷劑氣液兩相均為紊流工況的 Lockhart-Martinelli 數(shù)制冷劑兩相流折算成全液相時(shí)，在折算流速下的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)制冷劑兩相流的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)II） 過(guò)熱區(qū)：川）干燥點(diǎn)之后的兩相區(qū)取干度，則把 代入兩相換熱公式，計(jì)算11173得最后，平均表面?zhèn)?/p>

26、熱系數(shù)7935計(jì)算總傳熱系數(shù)及傳熱面積， 如果忽略管壁熱阻及接觸熱阻， 忽略制冷劑側(cè)污垢熱阻，取空氣側(cè)污垢熱阻ra = 0.0005m2.K/W,則傳熱系數(shù)K為W/而對(duì)數(shù)平均溫差12.655 C由于層疊式蒸發(fā)器的流程較少，而且在流道轉(zhuǎn)彎處制冷劑與空氣成順流流動(dòng)形 式，因此按純逆流方式計(jì)算的對(duì)數(shù)平均溫差偏大。 另外，濕工況在增大空氣側(cè)表 面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的同時(shí)也增加了液膜熱阻。 因此空氣側(cè)的實(shí)際表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)低于計(jì)算 結(jié)果。綜合兩方面的考慮， 傳熱系數(shù)與對(duì)數(shù)平均溫差之積乘上一個(gè)系數(shù)， 取系數(shù) 為，則需總傳熱面積m2與前面計(jì)算出的 m2的相對(duì)誤差為%計(jì)算空氣側(cè)阻力損失空氣側(cè)摩擦阻力因子 =則空氣側(cè)阻力損失

27、二結(jié)論：結(jié)合我們的蒸發(fā)器，從理論上是符合要求的。但為了安全起見(jiàn)，還需要用 實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)來(lái)證明設(shè)計(jì)結(jié)果。汽車(chē)空調(diào)各組成部件的安裝匹配 在系統(tǒng)匹配的設(shè)計(jì)中，除應(yīng)注意制冷系統(tǒng)內(nèi)壓縮機(jī)的選配，冷凝器 , 蒸發(fā)器的外 形尺寸設(shè)計(jì)，膨脹閥和貯液干燥器等部件的相互匹配關(guān)系如何達(dá)到相互協(xié)調(diào) , 盡 量達(dá)到高效節(jié)能的效果，給部件匹配最佳 , 還應(yīng)注意各換熱器芯體與風(fēng)機(jī)及其外 殼之間，分液頭與各制冷劑管路之間的接合的工藝控制， 以使整個(gè)系統(tǒng)在經(jīng)常運(yùn) 行工況下，其空調(diào)性能和噪聲等指標(biāo)都得到最佳。汽車(chē)空調(diào)裝置主要由制冷系統(tǒng)，采暖系統(tǒng)，送風(fēng)系統(tǒng)，控制系統(tǒng)組成。為適應(yīng)各 種結(jié)構(gòu)類(lèi)型和用途汽車(chē)的匹配需要，汽車(chē)空調(diào)裝置的組成也

28、會(huì)不同。汽車(chē)本身結(jié)構(gòu)非常緊湊， 可供安裝空調(diào)設(shè)備的空間極為有限， 對(duì)車(chē)用空調(diào)的外形 體積和質(zhì)量要求較高。 空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)， 外觀設(shè)計(jì)和布置不僅要與車(chē)身內(nèi)飾和外 觀協(xié)調(diào)統(tǒng)一，保持整車(chē)的完美， 還必須考慮其對(duì)汽車(chē)底盤(pán)， 車(chē)身等結(jié)構(gòu)件及汽車(chē) 行駛穩(wěn)定性，安全性的影響。吉利 LG1 空調(diào)系統(tǒng)的布置如下 : 壓縮機(jī)直接裝在發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè) , 由發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶盤(pán)驅(qū)動(dòng) . 冷凝器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水箱前 .由水箱冷卻風(fēng)扇冷卻 ,不需另裝風(fēng)扇 .干燥器直 接焊裝在冷凝器側(cè)板上 ,這樣減少零件數(shù)目 ,使系統(tǒng)簡(jiǎn)單化 , 故障率底. 蒸發(fā)器箱體總成 (包括蒸發(fā)器芯子 ,熱力膨脹閥 )安裝在駕駛室儀表盤(pán)下 , 這樣 便于風(fēng)道的布

29、置 .系統(tǒng)的其它主要部件的選擇 : 膨脹閥的設(shè)計(jì) :在制冷系統(tǒng)中 ,膨脹閥具有節(jié)流降壓 ,調(diào)節(jié)流量 ,防止液擊和異常過(guò)熱的 制作用等三種功能 , 是制冷系統(tǒng)中的重要部件 .節(jié)流降壓 , 使從冷凝器來(lái)的液態(tài)制冷劑降壓成為容易蒸發(fā)的低溫低 的霧狀物進(jìn)入蒸發(fā)器 , 即分割了制冷劑的高壓側(cè)與低壓側(cè) , 但工質(zhì)的液體狀態(tài)沒(méi) 有變.調(diào)節(jié)流量 ,由于制冷負(fù)荷的改變以及壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的變化 , 要求流量作相 應(yīng)的調(diào)整 ,以保持車(chē)內(nèi)溫度的恒定 ,制冷劑工作正常 . 膨脹閥就起了把進(jìn)入蒸發(fā)器 的流量自動(dòng)調(diào)節(jié)到制冷循環(huán)的合理程度的作用 .控制流量 ,防止液擊和異常過(guò)熱的發(fā)生 . 膨脹閥以感溫包作為感溫元件 控制流量大小

30、 , 保證蒸發(fā)器尾部有一定的過(guò)熱度 , 保證蒸發(fā)器的總?cè)芊e的有效利 用, 并防止異常過(guò)熱的發(fā)生 .膨脹閥的工作原理：膨脹閥的選擇與安裝 . 膨脹閥的容量與膨脹閥入口處液體制冷劑的壓力 (或冷凝溫度 ), 過(guò)冷度, 出口處制冷劑的壓力 (或蒸發(fā)溫度 )及閥開(kāi)度有關(guān) .為空調(diào)配置選配膨脹閥時(shí) ,所 選的膨脹閥容量一定要與蒸發(fā)器相匹配 .容量選得過(guò)大 , 是閥經(jīng)常處于小開(kāi)度下 工作,閥開(kāi)閉頻繁,影響車(chē)內(nèi)溫度的恒定 ,并降低閥門(mén)的使用壽命 ;容量選得過(guò)小 , 則流量太小 , 不冷滿(mǎn)足車(chē)內(nèi)制冷量的要求 .一般情況下膨脹閥的容量應(yīng)比蒸發(fā)器能力大 (20 30)%.同一個(gè)膨脹閥 , 在不同的 工況下容量差別

31、是很大的 , 這與工作時(shí)的冷凝壓力及蒸發(fā)壓力的壓差直接相關(guān) . 系統(tǒng)的工況要求 : 冷凝溫度 tc=63 ，蒸發(fā)溫度 te=0, 膨脹閥前制冷劑過(guò)冷溫 度厶tsc =5,蒸發(fā)器出口制冷劑氣體過(guò)熱度厶tsh=5.系統(tǒng)的制冷量為 Qe,s=4000W.由于 t0=te=0 ,查制冷劑的熱力性質(zhì)表 , 可的該溫度下制冷劑的飽和蒸 汽比焓 h0=400085J/kg, 以及在該溫度下制冷劑飽和液體的比焓 h6=206669J/kg, 根據(jù) t0=5 ,t1=to+ tsh=5 ,查制冷劑的熱力性質(zhì)圖和表 ,可得蒸發(fā)器出口制 冷劑過(guò)熱蒸汽比焓 h1=409501J/kg,根據(jù)t4=tc- tsc=63-

32、 5=58 h4S制冷劑的 熱力性質(zhì)圖和表 , 可得蒸發(fā)器進(jìn)口制冷劑濕蒸汽的比焓 h5=h4=279312J/kg. 在該額定空調(diào)工況 , 系統(tǒng)的單位質(zhì)量制冷量 qe,s 為:qe,s=h1- h5=409501-279312=130189 J/kg系統(tǒng)中制冷劑的單位流量qm,s為：qm,s=Qe,s/ qe,s=4000/=0.0301kg/s在同一工況下 ,流過(guò)熱力膨脹閥的制冷劑的質(zhì)量流量 ,應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨蛏哟笥谙到y(tǒng)中 制冷劑的質(zhì)量流量 , 即取 qr,txv =0.035kg/s.由于閥前制冷劑的溫度 h4=58 , 蒸發(fā)溫度為 te=0 , 與熱力膨脹閥的額定標(biāo)準(zhǔn) 條件不相同,按經(jīng)驗(yàn)可取K

33、=,故熱力膨脹閥總的額定容量 Qe,txv為：Qe,txv= qm,txv(h0-h6)K=*(400085-206669)*=44183W 所以熱力膨脹閥的總?cè)萘繛?.膨脹閥的安裝要求 ：膨脹閥一般要求應(yīng)直立安裝 ,不允許倒置.感溫包一般安裝在蒸發(fā)器水平出口的上表面,要包扎牢靠,保證感溫包與管子 有良好的接觸 ,接觸面要清潔 ,要貼緊,并用隔熱防潮膠包好 .必要時(shí)膨脹閥本體 也用隔熱膠包好 .外平衡熱力膨脹閥要裝在感溫包后面管段的上表面處 .對(duì)于外調(diào)式膨脹閥 ,必須在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下進(jìn)行調(diào)整 , 并應(yīng)由熟練的 空調(diào)技術(shù)人員進(jìn)行 .儲(chǔ)液干燥器及液體指示器制冷系統(tǒng)中 , 會(huì)由于制造時(shí)沒(méi)有處

34、理干凈而帶入的微量的碎屑 , 塵土, 或者由于制 冷劑的不純凈而帶入的贓物 , 也可能由于制冷劑對(duì)系統(tǒng)部件內(nèi)壁發(fā)生侵蝕作用而 脫落雜質(zhì) .如果這些污物積聚在膨脹閥內(nèi) , 將阻礙制冷劑的流通 ,因此, 因此管路 中必須安裝過(guò)濾器 , 并且還需要經(jīng)常清洗 .制冷系統(tǒng)中 , 臨時(shí)性的存儲(chǔ)一下在冷凝器中液化的制冷劑 , 根據(jù)制冷負(fù)荷的需要 , 隨時(shí)供給蒸發(fā)器 , 并補(bǔ)充系統(tǒng)中的微量滲透需要 .由于一般制冷工質(zhì)遇到水會(huì)對(duì)金屬產(chǎn)生強(qiáng)烈的腐蝕作用 , 而且水在膨脹閥中容易 形成冰堵現(xiàn)象 , 影響制冷劑工作正常進(jìn)行 , 所以需要干燥 器.儲(chǔ)液干燥器結(jié)構(gòu)圖儲(chǔ)液干燥器的結(jié)構(gòu)1干燥器體 2干燥器蓋 3視液玻璃鏡各部

35、分的結(jié)構(gòu)與作用如下 :4易熔塞5過(guò)濾器6干燥劑儲(chǔ)液罐, 補(bǔ)充蒸發(fā)器負(fù)荷7引出管的瞬時(shí)需要 , 補(bǔ)充系統(tǒng)中的微量滲透 . 儲(chǔ)液量約為系統(tǒng)工質(zhì)體積的 1/3.干燥劑, 是一種能從氣體 ,液體或固體中去掉潮氣的固體物質(zhì) , 如硅膠, 分子篩 等.分子篩具有吸附速率高 , 可以加速系統(tǒng)的干燥速度 ; 堆比重大 , 從而可減小干 燥器的重量 . 因此 , 一般選用分子篩式 .干燥劑作用為吸水 .水是系統(tǒng)破壞性最強(qiáng)的物質(zhì) ,1. 腐蝕, 水能促進(jìn)油與制冷劑的 反應(yīng).使制冷劑分解產(chǎn)生酸 , 酸則引起破壞性腐蝕 .2. 冰堵. 水能在膨脹閥口結(jié)冰 ,從而 影響制冷劑的流動(dòng) .3. 臟堵, 水會(huì)促進(jìn)淤渣的形成

36、,并堵塞膨脹閥節(jié)流管 .4. 渡銅 現(xiàn)象.在R134a系統(tǒng)中若存在水分，有可能造成銅管上的銅分子沉積到銅零件的 表面 , 造成渡銅現(xiàn)象 , 使壓縮機(jī)部件卡死 .細(xì)濾器, 能阻止干燥劑中的的灰塵及制冷劑帶來(lái)的其他固體碎屑進(jìn)入制冷系統(tǒng). 一般有一到兩個(gè) , 即一端一個(gè)或出口處 .引出管, 它的作用是確保離開(kāi)儲(chǔ)液罐的制冷劑 100%為液態(tài).引處管要插到底部.粗濾器, 由金屬網(wǎng)構(gòu)成 ,起著輔助過(guò)濾碎屑物和固定干燥劑的作用 .觀察窗, 又稱(chēng)視液玻璃 ,有兩個(gè)作用 :一是指示系統(tǒng)中是否有足夠的制冷劑 ;二 是指示制冷劑中是否有水分 . 觀查窗安裝在液管通路中或儲(chǔ)液罐的出口處 .這樣 便于觀察 . 發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)

37、氣泡或泡末 , 則說(shuō)明系統(tǒng)工作不正?；蛑评鋭┎粔?.易熔塞, 是一種安全措施 , 一般安裝在儲(chǔ)液干燥器的頭部 ,用鏍塞擰入 . 中間是 一種銅鋁合金，但制冷工質(zhì)溫度升到(95 110) C ,易熔合金熔化,制冷劑逸出,避 免了系統(tǒng)中的其他部件的破壞 .制冷系統(tǒng)的連接部件 :汽車(chē)制冷系統(tǒng)的連接部件主要是連接蒸發(fā)器 , 冷凝器和壓縮機(jī)的管路組成 ,通常 分為軟管和硬管 , 軟管又分為金屬軟管 ( 波紋管 ), 橡膠軟管和熱塑性軟管 , 在使用 組合上 , 通常要硬管和軟管要配合使用 .其主要結(jié)構(gòu)：壓板，壓板主要是增加連接的牢固程度和密封性， 因?yàn)榭照{(diào)系統(tǒng)管路屬于高壓 部件，僅靠螺栓連接可能由于長(zhǎng)期

38、使用后發(fā)生密封不嚴(yán)現(xiàn)象。套管，用于硬管和軟管連接， 套管和硬管將軟管夾在其中， 在壓接機(jī)上壓接即 連在一起。橡膠軟管，用于硬管之間的連接過(guò)渡， 主要作用是隔振。 避以免系統(tǒng)安裝在不 同部位的部件剛性的連接在一起。同時(shí)它的絕熱性也比硬管強(qiáng)。型密封圈，管路與管路，管路與其它部件之間連接的主要密封件。 它們的性能要求尺寸, 內(nèi)徑和長(zhǎng)度要保證供需雙方的要求 ;外觀質(zhì)量 , 在管及其組合件上不允許有影響使用性能和安裝的缺陷 ; 軟管內(nèi)表 面應(yīng)清潔干燥 ,無(wú)破損,裂紋,氣泡,縮孔,起紋,凸起等缺陷 ;軟管各層之間應(yīng)結(jié)合 牢固拉伸性能 . 軟管組件要具有能承受一定的拉力而不損壞的性能 .滲透量 , 制冷劑的

39、滲透量不得大于初始制冷劑質(zhì)量的 10%.耐高溫性.在135+_2C的條件下放置168h,冷卻到室溫下,內(nèi)外表面無(wú)肉眼看 得見(jiàn)的裂紋內(nèi)外表面無(wú)肉眼看得見(jiàn)的裂 ;在壓力實(shí)驗(yàn)條件下 ,保壓 5min, 無(wú)泄露 現(xiàn)象.耐低溫性.在經(jīng)-40+_2 C的耐低溫實(shí)驗(yàn)條件下,內(nèi)外表面無(wú)肉眼看得見(jiàn)的裂內(nèi)外表面無(wú)肉眼看得見(jiàn)的裂；在壓力實(shí)驗(yàn)條件下，保壓5min,無(wú)泄露現(xiàn)象.耐真空性，在抽真空到81kPa并保壓2min的實(shí)驗(yàn)外徑的塌陷率不大于軟管初始 外徑的 20%.長(zhǎng)度變化率 . 軟管在規(guī)定的壓力作用下變化率為 -4%-+2%.爆破壓力 . 軟管組合件的最小爆破壓力不小于 12Mpa.耐壓性 . 在規(guī)定的壓和時(shí)間試驗(yàn)后 , 不允許出現(xiàn)滲漏 , 裂紋, 突然扭曲等異?，F(xiàn)象.1 1 .可萃取物含量 . 軟管組合件內(nèi)表面可萃取物的含量不大于 118g/m2.體積變化率 . 橡膠材料的軟管體積變化率為 -5%-+35%；熱塑性材料的軟管體積變化率為 -5%-+5%.組合件的