1、項目空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計計算書編制：審核：批準(zhǔn)：第13頁共12頁第一部分設(shè)計計算條件輸入B11整車資料：長X寬X高：4943 mm X 1852 mm x 1474 mm前窗：S= 1.2 m2 ,傾角64.5°，陽面投影面積：S=0.52 m2后窗：S= 0.9 m2， 傾角186，陽面投影面積：S=0.85m2側(cè)窗：S= 1.1m2， 傾角63.4°，陽面投影面積：S=0.49m2亠_ 2天窗面積：A4=0.39m玻璃總面積：3.59m2頂蓋：S= 3.46 m2底板：S= 3.92 m2前圍：S= 1.5 m2車身側(cè)面積（除玻璃面積）：S= 4.6 m2；駕駛室內(nèi)部容積（除內(nèi)

2、飾）：S= 3.6m3；乘員數(shù)：5人設(shè)計計算條件：（夏季制冷）室外溫度：38E （汽車空調(diào)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為38 C，此計算書取38 C）太陽輻射：1000W/m2 （行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為830W/m2，此計算書取1000W/m2）車室內(nèi)溫度：24T （行業(yè)經(jīng)驗公式：T內(nèi)=20 + 0.5（T外20） = 29 C，此處取24 C） 車速：40km/h設(shè)計計算條件：（冬季制熱）室外溫度：一25 r （GB/T 12782-1991標(biāo)準(zhǔn)要求）太陽輻射：0車室內(nèi)溫度：20°C （GB/T 12782-1991標(biāo)準(zhǔn)要求為15C以上，此處取20C）車速：40km/h空調(diào)的負(fù)荷按照獲得時間的角度來分為：穩(wěn)態(tài)負(fù)荷

3、和動態(tài)負(fù)荷，穩(wěn)態(tài)負(fù)荷由 新風(fēng)傳熱、車身傳熱、人體熱濕負(fù)荷等構(gòu)成，動態(tài)的熱負(fù)荷與車內(nèi)附件的材料熱 性質(zhì)有關(guān)。它包括日照輻射，其中包括車內(nèi)設(shè)施蓄熱，沒有相關(guān)的材料的熱性質(zhì)， 很難準(zhǔn)確的計算。第二部分制冷系統(tǒng)設(shè)計計算(夏季)>整車熱負(fù)荷1玻璃的溫差傳熱和日射得熱在存在太陽輻射的外界條件下，一部分熱量被玻璃吸收，一部分通過玻璃 透射形成日射得熱，還有一部分被玻璃反射，被玻璃吸收得熱量與外界溫度而 綜合產(chǎn)生傳熱，構(gòu)成玻璃溫差傳熱，通過玻璃透射的熱量，被車內(nèi)設(shè)施吸收形 成蓄熱和放熱量。在此次計算中，認(rèn)為日射得熱全部變成空調(diào)系統(tǒng)的瞬態(tài)熱負(fù) 荷。故 Q 玻=Qgi+Qg2Qgi :為由于車內(nèi)外溫差而傳入

4、的熱量QG2 :為由于太陽輻射而傳熱的熱量。Qgi = K玻A玻厶t=6.4X 3.59X( 38°C 24°C)=322 (W)K玻：綜合傳熱系數(shù)，取值為6.4w/m2.CA玻：玻璃總面積3.59m2Qg2 =(n+p a B/a ) U x Sn :太陽輻射通過玻璃的透入系數(shù)，此處取0.56P :玻璃對太陽輻射熱的吸收系數(shù)，此處取0.34a b：內(nèi)表面放熱系數(shù)，一般取16.7 w/m2.Ca H 車外空氣與日照表面的對流放熱系數(shù)，與車速有關(guān)，一般取40km/h時的對流放熱系數(shù)為40.6 w/m2. CU:車窗的太陽輻射量S:遮陽修正系數(shù)，此處取 0.46U = A 玻&

5、#39;Ig+( A 玻一A 玻')x Is=2.23X 1000+(3.59-2.23)X 41.7=2287 (W)A玻'：玻璃陽面投影總面積， A玻'=0.52+0.83+0.49+ 0.39= 2.23 m2Ig :車窗外表面的太陽輻射強度，取1000W/ m2Is：車窗外表面的太陽散射輻射強度，取41.7W/m2QG2=(n + p a b/ a H) U X S=(0.56 + 0.34X 16.7 / 40.6)X 2287X 0.46=736故 Q 玻=Qgi + Qg2=322 + 736=10582、新風(fēng)產(chǎn)生的熱負(fù)荷及門窗的漏熱量Q 新=l0n(h0

6、 hjn 乘員人數(shù)，n=533lo 新風(fēng)量/人.小時，取值11m /h.人(最小不小于10 m /h.人)空氣密度，取1.14kg/m3h。一室外空氣的焓值hi 車室內(nèi)空氣的焓值此工況下，車室內(nèi)空氣的相對濕度為50%，車室外相對濕度為50%,由 H-D 圖可以查得 hi=47.8kJ/kg , h0=92.4 kJ/kg,Q 新=l0n(h0 F )=11 X 5X 1.1X (92.4-47.8)X 1000 / 3600=749 (W)3、車身傳熱量Q 車身=KF(tm-ti)其中：K 車身各部分的綜合傳熱系數(shù)，參考其它資料，取K=4.8w/m2Ctm, ti tm車身表面的當(dāng)量溫度，ti

7、車室內(nèi)的空氣溫度tm 二t。(Is Ig)C k)其中t° 室外溫度Ig ，Is 太陽的直射強度和散射強度表面吸收系數(shù)，它與車身的顏色有關(guān)，0,1,現(xiàn)取車身表面顏色為黑色，故取；=0.9:室外空氣的對流換熱系數(shù)：40.6 w/m2.C(1) 、車頂表面綜合溫度tm = t0(I S IG)(a +k)=38+09(1000 41.7)(40.6+4.8)=58.7 (C)Q車頂 =KF ( tm ti )=4.8X 3.46 X( 58.7-24)、側(cè)面散射強度為水平表面的一半；直射強度取水平表面直射強度的一半zt 側(cè)=t0-0 9(Ism + Ig 側(cè))=38+:(1000+41.

8、7) X 0.5=48.4(C)(二'k)(40.6 4.8)Q 側(cè)=KF t=4.8 X 4.6X (48.4-24) =539 (W)(3)、車地板熱負(fù)荷取地表面溫度為60C，計算出地表面的熱輻射，取I底板二200W故t底板f 廠訂(I地板)0 9=38+200(40.6+4.8)=42C)Q 底=KF t=4.8X 3.92X( 42 24)(4)發(fā)動機(jī)艙的傳熱參考其它的資料，取發(fā)動機(jī)艙的前圍板表面溫度為80C，故Q前圍=KF t=4.8X 1.507X( 80-24)綜上所述，整個車身的傳熱量為Q車身=Q車頂+ Q側(cè)+ Q底+ Q前圍=259+249+393+405 =1306

9、 (W)4、人體的熱負(fù)荷環(huán)境模擬試驗條件中乘坐人員為 1人，實際乘坐人員為5人其中1 人為司機(jī)，其余4人為乘客，參考相關(guān)資料，綜合不同膚色人種，取司 機(jī)的熱負(fù)荷Q司機(jī)=170w,成年男子乘員為 Q乘員=108W,考慮到乘坐的人 群，取群集系數(shù)=0.89故：Q人=Q司機(jī)+ n t Q 乘員=170+4 X 0.89X 108 =554 (w)整車濕負(fù)荷在空調(diào)系統(tǒng)的制冷的過程中，在降低車室內(nèi)空氣的溫度的同時，一部分 空氣中水蒸汽也被冷卻下來，形成冷卻水。(1) 在24r的環(huán)境條件下，人體的散濕量約為d0=56g/h,故總散濕量為D0 = nd。= 5X 56 = 280 g/h(2) 車室內(nèi)總質(zhì)量

10、為：M = 3 =1.14X 3.5= 4.0 ( Kg)在24C,相對濕度為50%的環(huán)境條件下，其含濕量為d1=9.3g/Kg， h1=47.8kJ/kg，設(shè)蒸發(fā)器表面空氣溫度 8 C,此處相對濕度為100%的濕空 氣，在24T環(huán)境時，相對濕度為36%，含濕量為d2= 6.7 g/Kg,h2= 41 kJ/kg。(3) 假設(shè)風(fēng)機(jī)在整車上的風(fēng)量為L0=480m3/h，故由于人體散濕而產(chǎn)生的含濕量的增加為：d = D0X( V/ L0)十 m=280X( 3.5/480)十 4=0.51 (g/Kg)由 H-D 圖可知， H = 1 kJ/kg-皿嚴(yán)) L。漢P=1X 103X 480X 1.1

11、4- 3600空調(diào)系統(tǒng)的總負(fù)荷Q = Q玻+Q新+ Q車身+ Q人+ Q濕=1058+749+1859+554+152 =3834根椐計算結(jié)果，在實際選用汽車空調(diào)時還應(yīng)有5%15%的余量，此處取10%因此：Q =3834 X 1.1 = 4217 (W)四、空調(diào)系統(tǒng)的性能計算空調(diào)系統(tǒng)制冷量應(yīng)和空調(diào)系統(tǒng)的總符合相等，即Q冷=Q =4217W(注：標(biāo)桿車空調(diào)系統(tǒng)制冷量為4329W。因該計算值稍低于標(biāo)桿車空調(diào)系統(tǒng)制冷量，因此CP2空調(diào)系統(tǒng)制冷量的設(shè)計目標(biāo)可按標(biāo)桿車樣件設(shè)定，即：Q 冷=4329W 4330W按照汽車空調(diào)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) QC/T 656-2000規(guī)定，設(shè)定系統(tǒng)工作狀態(tài)如下：蒸發(fā)器進(jìn)風(fēng)干球溫度

12、：27 °C蒸發(fā)器進(jìn)風(fēng)濕球溫度：19.5C蒸發(fā)風(fēng)機(jī)端電壓：13.5V冷凝器進(jìn)風(fēng)干球溫度：35 C冷凝器迎面風(fēng)速：4.5m/s壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速：1800rpmHVAC裝置：制冷、吹面、內(nèi)循環(huán)模式1、空調(diào)送風(fēng)量的確定H b 蒸發(fā)器進(jìn)風(fēng)口空氣焓值，Hb = 55.5 KJ/kgHn-蒸發(fā)器出風(fēng)口空氣焓值，設(shè)蒸發(fā)器出風(fēng)干球溫度9C，濕度95%，則其空氣焓值 Hn= 25.2 KJ/kgH蒸發(fā)器進(jìn)出口空氣焓差 H = Hb Hn = 55.5 26.1 = 30.3 KJ/kg3P 蒸發(fā)器室內(nèi)空氣密度1.156kg/m空調(diào)送風(fēng)量：即HVAC狀態(tài)下蒸發(fā)風(fēng)機(jī)送風(fēng)量應(yīng)達(dá)到:V 風(fēng)=Q 空/( pxA H)

13、=4330X 3600 / (1.156X 30.3X 1000)=445 (m3/h)(注：標(biāo)桿車空調(diào)送風(fēng)量約為440 m3/h。)2、蒸發(fā)器的設(shè)計蒸發(fā)器制冷量：Q蒸=Q冷=4330W按照協(xié)眾公司L235 X W60規(guī)格的層疊式蒸發(fā)器的換熱效率性能特性，蒸發(fā) 器芯體迎風(fēng)面積預(yù)算為：2S 蒸=Q 蒸 / B 蒸=4330 / 8 = 541 (cm )B蒸-協(xié)眾L235 X W60規(guī)格層疊式蒸發(fā)器芯體的單位迎風(fēng)面積換熱性能 系數(shù)，此處取B蒸=8 W/cm2。蒸發(fā)器芯體高度H蒸=S蒸/ 235 = 230mm,(實際蒸發(fā)器芯體高度只能按板 片模具的疊片自由高度確定，此處計算值可作為設(shè)計疊片高度的

14、指導(dǎo))因此，蒸發(fā)器芯體尺寸規(guī)格為：L235X W60 X H226(注：標(biāo)桿車蒸發(fā)器芯體尺寸規(guī)格為：L225 X W60 X H228，制冷量為4330W。)3、膨脹閥的選配膨脹閥的制冷容量：Q膨=mQ蒸=1.25 X 4330= 5413Wm 比例因子，取值范圍1.21.3,此處取1.25 因此可選用膨脹閥規(guī)格為：1.5T(注：標(biāo)桿車空調(diào)系統(tǒng)采用CCOT方式，即采用集流管控制，無膨脹閥。)4、壓縮機(jī)排量的確定Q 蒸=G(H a H5)其中：G壓縮機(jī)實際排氣的質(zhì)量流量Ha蒸發(fā)器出口制冷劑的焓值，設(shè)蒸發(fā)器出口壓力0.196MPa,蒸發(fā)器出口過熱度取5C,則蒸發(fā)器出口制冷劑狀態(tài)為過熱氣體，其 焓值

15、 Ha=396.1KJ/kg。H5膨脹閥入口制冷劑的焓值，設(shè)膨脹閥入口壓力1.47MPa,冷凝器 過冷度取5C,則膨脹閥入口制冷劑狀態(tài)為過冷液體，其焓值 H5=271KJ/kg。因此：G = Q 蒸 / (Ha H5) = 4330 / (396.1 271)= 124.6 ( Kg/h)n 壓縮機(jī)工作轉(zhuǎn)速，n = 1800 rpmU a壓縮機(jī)吸氣狀態(tài)點的比容，取 U a = 0.074 m3/ kg壓縮機(jī)理論所需排氣量：Vs = Gu aX 106 / (60n)= 85.4 (ml/r)壓縮機(jī)標(biāo)稱排氣量：Vb = Vs /nn壓縮機(jī)容積效率。不同形式壓縮機(jī)n值大不相同，n值應(yīng)根據(jù)實際所選

16、壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)及型號確定。綜合臺架性能、市場質(zhì)量表現(xiàn)、成本等因素，首選壓縮機(jī)為重慶建設(shè)JSS系列旋葉式壓縮機(jī)。其n值約為75%80%左右。因此： Vb = Vs / n = 85.4/0.7585.4/0.8= 107114 (ml/r)按照上述壓縮機(jī)排量范圍，確定首選壓縮機(jī)具體型號為：JSS-12O該壓縮機(jī)標(biāo)稱排量：120cc。(注：標(biāo)桿車壓縮機(jī)型號為DKS-15，標(biāo)稱排量為147 ml / r，容積效率約為60%65%。)5、冷凝器的設(shè)計冷凝器的熱負(fù)荷確定：Q冷凝=n Q蒸 或Q冷凝=Q蒸+ Q壓n 比例因子，一般家用空調(diào)選用 n= 1.2，因為汽車空調(diào)上的冷凝器工作條 件惡劣，通常選用n=1

17、.4Q 冷凝=n Q 蒸=1.4 X 4330= 6062 (W)按照協(xié)眾公司 W16規(guī)格平行流冷凝器的換熱效率性能特性，冷凝器芯體迎 風(fēng)面積預(yù)算為：2S 冷凝=Q 冷凝 / B 冷=6062 / 6 = 1010 (cm )B蒸-協(xié)眾W16規(guī)格平行流冷凝器芯體的單位迎風(fēng)面積換熱性能系數(shù)，此處取 6W/cm2。為保證空調(diào)系統(tǒng)制冷效果良好及系統(tǒng)工作穩(wěn)定， 冷凝器散熱性能設(shè)計通常都 是最大化原則，冷凝器的迎風(fēng)面積應(yīng)盡可能大。因此， 冷凝器芯體的最終迎風(fēng)面 積應(yīng)至少但不限于達(dá)到1010cm2。(注：標(biāo)桿車?yán)淠餍倔w尺寸規(guī)格為：L650 X W12 X H370，即芯體迎風(fēng)面積為2300cm2， 其換

18、熱量為11136W。)第三部分制熱系統(tǒng)設(shè)計計算(冬季)一、 空調(diào)的熱負(fù)荷1、玻璃的溫差傳熱和日射得熱Qg1 = K玻A玻厶t=6.4X 3.435X( 25°C 20°C)=989 (W)由于無太陽輻射，因此 Qg2 = 0 故 Q 玻，=Qg1 +Qg2=989 + 0=989 (W)2、新風(fēng)產(chǎn)生的熱負(fù)荷及門窗的漏熱量Q 新=l0n "h0hjn 乘員人數(shù)，n=2+333lo 新風(fēng)量/人.小時，取值11m /h.人(最小不小于10 m /h.人) 空氣密度，取1.14kg/m3h。一室外空氣的焓值，h。二一24.7kJ/kg hi 車室內(nèi)空氣的焓值，hi = 3

19、8.6 kJ/kg故 Q 新，=l0n T(h0 -耐)=11 X 5/3600 X 1.14X ( 24.7 38.6)X 1000=1102 (W)3、車身傳熱量(1)、車頂Q車頂=KF t=4.8X 1.556X( 25 20)=336 (W)、側(cè)面Q 側(cè)二 KF t=4.8 X 2.123X ( 25 20)=459 (W)(3) 、車地板熱負(fù)荷Q 底=KF t=4.8X 4.551X( 25 20)=983 (W)(4) 發(fā)動機(jī)艙的傳熱發(fā)動機(jī)為發(fā)熱體，取 Q前圍=0綜上所述，整個車身的傳熱量為Q車身=Q車頂+ Q側(cè)+ Q底+ Q前圍'=336 459 983+ 0=1778 (W)4、人體的熱負(fù)荷由于人體是發(fā)熱體，因此取 Q人二0故：冬季空調(diào)系統(tǒng)的總負(fù)荷為：Q = Q 玻 +Q 新 + Q 車身+ Q 人=989 1102 1778+ 0=3869 (W)根椐計算結(jié)果，在實際選用汽車空調(diào)時還應(yīng)有5%15%的余量，此處取10%。因此：Q，=3869X 1.1= 4256 (W)取 Q，= 4260 W二、空調(diào)系統(tǒng)的性能確定空調(diào)系統(tǒng)制熱量應(yīng)和冬季空調(diào)系統(tǒng)的總符合相等，即Q熱=Q，= 4260 W(注：標(biāo)桿車空調(diào)系統(tǒng)