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空调系统热负荷计算
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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=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.
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=0.9,浅色车体取=0.4;
IG——太阳直射辐射强度,取IG=1000W/m2
IS——太阳散射辐射强度,取IS=40W/m2
IV——车体表面反射辐射强度,单位为W/m2
F——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/m2K
tm——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)
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取K=4.8W/(㎡?K),ε=0.9,I=IG+IS=1040W,因为=所以:
tm=+
由于室内外温差不大,上式后项近似t0,得:
tm=+to=+35=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