汽车冷负荷计算方法
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冷负荷计算方法空调冷负荷计算说明书冷负荷计算说明一、本工程冷负荷计算方法采用目前应用较多、以传递函数法为基础、通过研究和实验而得到的冷负荷系数法。
其中内维护结构按稳态传热计算。
二、维护结构冷负荷维护结构冷负荷,可以分为外维护结构和内维护结构两部分(一)、外维护结构冷负荷1、外窗冷负荷外窗冷负荷由两部分构成,即太阳辐射得热引起的冷负荷和温差传热引起的冷负荷。
(1)、太阳辐射得热通过玻璃引起的逐时冷负荷按下式计算:CL=Ca ?Cs ?Cn ?Fc ?Djmax ?Ccl (W )(1)式中Ca——窗有效面积系数;Cs——窗玻璃遮挡系数;Cn——窗内遮阳系数;Fc——外窗面积(m2);Djmax——最大太阳辐射得热因素(W);Ccl——外窗冷负荷系数。
(2)、温差传热通过玻璃窗引起的逐时冷负荷按下式计算:CL=kc?KC ?Fc ?(t1+td–tns) (W )(2)式中kc——外窗传热系数修正值;KC——外窗夏季传热系数[W/(m2?℃)];Fc——外窗面积(m2);t1——外窗冷负荷计算温度(℃);td——外窗冷负荷计算温度地点修正值(℃);tns——夏季室内设计温度(℃);2、外墙及屋面冷负荷温差传热通过外墙或屋面引起的逐时冷负荷按下式计算CL=Kq ?Fq ?(t2+td–tns) (W )(3)式中Kq——外墙或屋面夏季传热系数[W/(m2?℃)];Fq——外墙或屋面面积(m2);t1——外墙或屋面冷负荷计算温度(℃);td——外墙或屋面冷负荷计算温度地点修正值(℃)。
(二)、内维护结构冷负荷内维护结构是指内隔墙及内楼板,它们的冷负荷是通过温差传热而产生的,可视作稳态传热,计算式为:CL=Kn ?Fn ?(twp+△tf–tns) (W )(4)式中Kn——内墙或内楼板传热系数[W/(m2?℃)];Fq——内墙或内楼板面积(m2);twp——夏季空调室外计算日平均温度(℃);△tf——附加温升,取邻室平均温度与室外温度的差值(℃)。
汽车冷负荷计算方法修订版IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】1 汽车空调的计算温度选择按表1 数据作为微型汽车空调系统的计算温度(即车内平均温度)。
从上表我们可以看到,微型车的计算温度在环境温度为35℃时定为27℃,而一般轿车在环境温度38℃时定为24℃~27℃,一般大中型客车定为27℃~28℃,可看到微型车车内温差都比它们要高,这其实是综合了多种因素并经过很多次试验得出的较经济合理的车内平均温度。
因为对微型车来说,如果计算温度定得过高了,乘员就会明显感觉制冷不足;而如果定得过低,势必需要加大压缩机排量才能满足,这样功耗必然增加,并影响到整车的动力性,否则又很可能无法实现。
2 计算方法2.1 微型车车内与外界热交换示意图为便于分析,绘制图1 的微型车热交换示意图。
2.2 计算公式2.2.1计算方法考虑到汽车空调工作条件都很恶劣,其热负荷与行车时间、地点、速度、行使方向、环境状况以及乘员的数量随时发生变化,以及要求在短时间内降温等特殊性,按照常规方法来计算制冷量的计算公式为:Q 0=kQT=k(QB+ QG+ QF+QP+ QA+QE+ QS))⑴式中:Q———汽车空调设计制冷量,单位为W ;k———修正系数,可取k=1.05~1.15,这里取k=1.1QT———总得热量,单位为W ;QB———通过车体围护结构传入的热量,单位为W ;QG———通过各玻璃表面以对流方式传入的热量,单位为W ;QF———通过各玻璃表面以辐射方式直接传入的热量,单位为W ;QP———乘员散发的热量,单位为W ;QA———由通风和密封性泄露进入车内的热量,单位为W ;QE———发动机室传入的热量,单位为W ;QS———车内电器散发的热量,单位为W ;从公式中我们也可以看出它是通过分别计算各部分得热量求得总需求制冷量的。
3 计算示例以五菱之光微型客车空调系统的制冷量计算为例,设计条件和工况见表3:(1)整车乘员7 人,各部分参数见下表:(2)查文献[2],取水平面和垂直面的太阳直射辐射强度分别为Js,z=843W/m2和Jc,z=138 W/m 2;水平面和垂直面的天空散射辐射强度分别为Jp,s=46W/m2和Jc,s=23W/m2;(3)环境温度tw =35℃,相对湿度75% ;车内设计温度tn=27℃,相对湿度50% ;(4)假设汽车向正南方以V =40km/h的速度行驶;(5)车内空气平均流速≤3m/s;(6)车内容积V 1≈2.9m×1.2m×1.3m=4.2 m3,玻璃窗总面积S=3.24m2。
车辆空调系统冷、热负荷的计算方法发表时间:2019-12-04T15:50:23.530Z 来源:《基层建设》2019年第25期作者:王茜[导读] 摘要:本文主要讨论了某车辆空调系统的夏季热负荷和冬季冷负荷制的热工计算。
西安中车永电捷通电气有限公司陕西西安 710016摘要:本文主要讨论了某车辆空调系统的夏季热负荷和冬季冷负荷制的热工计算。
该方法适用于轨道交通车辆空调系统的设计计算,其他车辆可参照使用。
关键词:车辆空调,热负荷、冷负荷一、前言作为我国高端装备制造领域自主创新程度高、国际竞争力最强、产业带动效应最明显的行业之一,轨道交通产业的发展适逢一个技术集中爆发交融的好时机。
以高铁为代表的中国轨道交通产业,是凭实力跑出来的一张“国家名片”,创造了诸多世界第一、之最。
依托我司轨道空调制造行业的依托,加之多年对轨道空调设计和制造的研究,以及CRH2和谐号动车组车辆的空调及换气装置的供货配套经验,参照我国城市轨道空调设计相关的标准和用户提供的产品技术条件,选用某空调机组的项目作为实例,汇总整理完整的轨道交通车辆空调系统的设计计算方法。
二、空调机组技术要求及计算参数确定2.1空调机组技术要求空调型式:单冷式带新风预热功能空调安装:顶置一体化,2台/车主电路电源:3ΦAC380V,50Hz制冷剂:R407C2.2 车辆结构参数载客人数:254人平均运行速度:≥35km/h车体长度:19m车体宽度:2.8m车内高度:2.1m主车厂进一步提供了如下具体车辆结构参数:窗户高度:1m宽度:1.8m数量:6个车门上玻璃窗高度:1.2m宽度:0.8m数量:8个车内照明、机电设备功率:1.5 kW2.3 车辆热/冷负荷计算参数确定2.3.1 环境参数海拔高度:不超过1200m;环境温度:-25℃~+40℃;相对湿度:最湿月份平均最大相对湿度90%(该月月平均温度不大于25℃);自然条件:车辆能承受风、砂、雨、雪、冰雹的侵袭,可在自然条件下安全运行。
雷诺轿车空调系统制冷热负荷计算书编写:侯海焱日期:2004/10/29校核:陈孟湘日期:2004/10/31批准:◆ 设计参数:车外温度:t H =40℃,相对湿度:ф=60% 车内温度:t B =27℃,相对湿度:ф=58% 车内成员数:N =5人,车内新风量:V=N*V 1=5*11=55m 3/h太阳辐射强度:t H =40℃时,水平面上太阳辐射强度I=1000W/㎡ 车速:v=40km/h◆ 附加说明。
计算制冷量时所取的车厢内容积为:3543.309.13.15.2m V =⨯⨯=。
车内有二排座位,没有行李箱。
所取的计算空间如图所示:◆ 制冷热负荷计算由于车外温度高于车内,加上太阳辐射的作用,有大量热量会通过车身壁面、车窗等传入车内。
同时,乘员的汗热和湿热也会使车内温度升高。
可见,影响车内热负荷的因素很多。
综合各种因素,车身热平衡的方程式表达如下:L M P V G B e Q Q Q Q Q Q Q +++++= e Q Q 1α= 式中:1α——储备系数,取1α=1.1;Q ——制冷机产生的冷量; e Q ——车身总热负荷;B Q ——车体传入热量; G Q ——玻璃传入热量; V Q ——新风热;P Q ——人体热;M Q ——用电设备散热量;L Q ——车内零件散热量。
现在分别计算各部分的热负荷。
一、通过车身壁面传入的热量车身壁面包括顶板、侧壁面、地板、前围(发动机罩壁在车厢内部分)、后围等几部分组成。
即车身壁面热负荷表达式为:后围前围地板侧壁面顶板Q Q Q Q Q Q B ++++=⏹ 车身壁面多属均匀壁面,因此,它的传热可以按照多层均匀壁面传热计算。
其中,顶板、侧壁面、地板、后围的传热量计算公式如下:)(B H i i i t t F K Q -=式中:i Q ——分别表示顶板、侧壁面、地板、后围的传热量;i K ——分别表示顶板、侧壁面、地板、后围的传热系数; i F ——分别表示顶板、侧壁面、地板、后围的传热面积; H t ——车外空气温度,这里取为t H =40℃; B t ——车内空气温度,这里取为t B =27℃;⏹ 对于前围,由于发动机室的温度远高于车外空气温度,所以这里的传热可以单独考虑。
车用蒸汽压缩式制冷循环的热力计算在进行制冷循环的热力计算之前,首先需要了解系统中各设备内功和热量的变化情况,然后再对循环的性能指标进行分析和计算。
当完成一个蒸汽压缩循环时,在压缩机中外界对制冷剂作功。
而热量的传递情况则因设备而异,在冷凝器中热量由制冷剂传给外界冷却介质,在蒸发器中热量由被冷却物体传给制冷剂。
蒸发器中单位时间内向制冷剂传递的热量称为循环的制冷量,用符号Q0表示。
压缩机中因压缩制冷剂所消耗的功率用符号N0表示,它是保持循环运动所必须付出的代价。
这两者的比?0 = Q0 / N0定义为制冷系数。
根据热力学第一定理,如果忽略位能和动能的变化,稳定流动的能量方程可表示为Q + N = m ( h2 - h1 ) (1-1)式中:Q---单位时间内加给系统的热量(kW);N---单位时间内加给系统的功(kW);m---流进或流出该系统的稳定质量流量(kg/s);h---比焓(kj/kg);下标1、2---流体流进系统和离开系统的状态点。
当热量和功朝向系统时,Q和N取正值。
该方程可单独适用于制冷系统的每一个设备。
①节流机构制冷剂液体通过节流孔口时绝热膨胀,对外不作功,Q = 0,N = 0。
故方程(1-1)变为0 = m ( h3 - h4 )h3 = h4因此,可以认为节流前后其焓值不变。
节流阀出口处(点4)为两相混合物,它的焓值也可由下式表示:h4=(1- x4)hf0 + x4 hg0 (1-2)式中:hf0---蒸发压力p0下的饱和液体焓值;hg0---蒸发压力p0下的饱和蒸汽的焓值。
将上式移项并整理,得到x4=(h4 - hf0)/(h g0- hf0)(1-3)点4的比容为:v4 = (1-x4) vf0 + x4 vg0 (1-4)式中:vf0---蒸发温度t0下饱和液体的比容(m3/kg);vg0---蒸发温度t0下饱和蒸汽的比容(m3/kg);②压缩机如果忽略压缩机与外界环境所交换的热量,由式(1-1)得N0 = m ( h2 - h1) (kW)(1-5)式中:( h2 - h1)表示压缩机每压缩并输送1kg 制冷剂所消耗的功,称为理论比功,用w0表示。
江苏卡威汽车工业集团有限公司企业标准KWMC-EA-JS-008空调系统制冷热负荷计算书2012-02-05 发布2012-02-06 实施江苏卡威汽车工业集团有限公司发布前言进行汽车空调系统设计或选型之前应进行车身热负荷计算,以确定该空调装置应具备多少制冷或制热能力。
本标准山江苏卡威汽车工业集团有限公司提出。
本标准山江苏卡威汽车工业集团有限公司汽车研究院负责归口管理。
本标准第一版主要起草人:倪建华、鱼灵炜本标准第二版2012年5月修订。
本标准第二版主要修改人:倪建华、鱼灵炜♦设计参数:车外温度:血二38°C,相对湿度:(1)二62%车内温度:t B=25°C,相对湿度:<1)=60%车内成员数:N二5人,车内新风量:V二N*V F5*11二55n?/h太阳辐射强度:t尸38°C时,水平面上太阳辐射强度I二lOOOW/nf 车速:v二40km/h♦附加说明计算制冷量时所取的车厢内容积为:U =3.68m‘ o♦制冷热负荷计算由于车外温度高于车内,加上太阳辐射的作用,有大量热量会通过车身壁面、车窗等传入车内。
同时,乘员的汗热和湿热也会使车内温度升高。
可见,影响车内热负荷的因素很多。
综合各种因素,车身热平衡的方程式表达如下:Qe= Qs+ Q G+Q V+Q P+Q M+Q IQ =aiQe式中:ax——储备系数,取a: = l. 15;制冷机产生的冷量;Qe ——车身总热负荷;Q B——车体传入热量;Q G——玻璃传入热量;Q ---- 新风热;Qp——人体热;Q M——用电设备散热量;Q’一一车内零件散热量。
现在分别计算各部分的热负荷。
一、通过车身壁面传入的热量车身壁面包括顶板、侧壁面、地板、前围(发动机罩壁在车厢内部分)、后围等儿部分组成。
即车身壁面热负荷表达式为:Qs = Q顶板+ Qw帰面+ Q地板+ Q前国+■车身壁面多属均匀壁面,因此,它的传热可以按照多层均匀壁面传热计算。
汽车空调系统是车辆中必不可少的附属设备之一,尤其在夏季炎热的天气里,汽车空调系统更是车主出行的重要保障。
而汽车空调系统中的制冷热负荷计算,对于保证空调系统的正常运行和车内舒适度至关重要。
本文将针对雷诺轿车空调系统的制冷热负荷计算进行深入探讨,以帮助广大车主更好地了解和维护自己的汽车空调系统。
一、制冷负荷计算1.1 车辆密封性检测:首先需要对雷诺轿车的密封性进行检测,包括车门、车窗等密封部位是否完好。
如果存在漏风现象,需要及时维修,否则会导致制冷效果减弱。
1.2 车辆室内空间测量:测量车辆的室内空间大小,包括车内长度、宽度、高度等,以便后续计算制冷负荷。
1.3 车内材料热负荷计算:根据车内的材料和颜色,计算车内材料的热负荷,比如皮质座椅、塑料地板等材料的热吸收与散发能力。
1.4 驾驶习惯和用车环境分析:考虑车主的驾驶习惯以及车辆所处的环境条件,比如经常行驶在高温地区的车辆需要考虑更大的制冷负荷。
1.5 制冷负荷计算公式:根据上述数据和情况,采用相应的制冷负荷计算公式进行计算。
二、热负荷计算2.1 车辆日照量测算:根据车辆所在地区的日照量和日照时间进行测算,考虑车辆会受到阳光的直射作用,产生一定的热负荷。
2.2 车载设备产生的热负荷:考虑车载设备的使用会产生额外的热负荷,比如音响、电子设备等。
2.3 引擎和传动系统产生的热负荷:考虑车辆引擎和传动系统的工作产生的热负荷,以及引擎舱内的散热情况。
2.4 人体热负荷计算:考虑车内乘客的人体热量产生,尤其是在多人乘坐或长途行驶的情况下。
2.5 热负荷计算公式:根据上述数据和情况,采用相应的热负荷计算公式进行计算。
三、综合制冷热负荷计算及调整3.1 制冷热负荷综合计算:根据上述制冷负荷和热负荷的计算结果,进行综合计算,得出雷诺轿车空调系统的总体制冷热负荷。
3.2 系统调整和优化:根据计算结果,对空调系统进行调整和优化,包括更换合适的制冷剂、调整风量和出风口方向等。
汽车空调系统热负荷计算此处设车辆在正午时向南行驶前脸正对太阳向,故受太阳辐射的只有车前脸和车顶,则通过玻璃的太阳辐射也只考虑前挡风玻璃二、热负荷的构成及计算一、设计工况Q2玻璃窗浸入的热量WQ3室外空气浸入的热量WQ4乘员散发的热量WQ5其他热源散热,如电器等WQ0总热负荷Q0=(Q1+Q2+Q3+Q4+Q5) 4949.043WQ1 车身围护结构传入的热量Q1=Qd+Qq+Qc+Qf+Qj+Qr 3368.017WQd:为透过车顶传入的热量Qd=(α0(Tzd-T0)+K4(Tzd-T1))*S42626.191W Tzd:车顶日照表面综合温度Tzd=T0+ε*Id/α0-3.547.245℃Id:车顶所受总的太阳辐射强度Id=I1+I3 1031.680W/m2 α0:车体外表面与空气对流放热系数α0=1.163*(4+12√V0)56.663W/(m2.K) Qq:为透过车前围传入的热量Qq=K9*S9(T0-T1)67.746WQc:为透过侧面传入的热量Qc=K5*S5*(T0-T1)*2176.202WQf:为透过地板传入的热量Qf=K7*S7*(T11-T1)116.100WQj: 为透过发动机鼓包传入的热量Qj=K8*S8*(T12-T1)285.039WQr:为后面车身的传入的热量Qr=K6*S6*(T0-T1) 96.740W Q2 玻璃窗传入的热量Q2=Qg1+Qg2+Qg3 728.658WQg1:玻璃内外温差传入的热量:Qg1=Qgq+Qgc+Qgh+Qgt75.829W Qgq:前挡风玻璃传入的热量:Qgq=K1*S1*(T0-T1)47.918W Qgc:侧面玻璃传入的热量:Qgc=K2*S2*(T0-T1)*227.911W Qgh:后面玻璃传入的热量:Qgh=K3*S3*(T0-T1)0.000W Qgt:顶部玻璃传入的热量:Qgt=K61*S61*(T0-T1)0.000WQg2:太阳直射辐射透过玻璃传入的热量:Qg2=Qg2h+Qg2v 498.541W Qg2h:前挡风玻璃水平投影面直射辐射传入热量Qg2h=I1*S1h*F3*F5226.506W Qg2v:前挡风玻璃竖直投影面直射辐射传入热量Qg2v=I2*S1v*F3*F5272.035WQg3:太阳散射辐射透过玻璃传入的热量:Qg3=Qg3h+Qg3v 154.288W Qg3h:水平面玻璃散热辐射传入热量Qg3h=I3*S1h*F3*F5 27.758W Qg3v:竖直面玻璃散射辐射传热热量Qg3v=I4*(S1v+2*S2)*F3*F5126.530WQ3新风、漏风传入的热量Q3=(X1+X2)*D1*H12230.679WQ4乘员散发的热量Q4=175+(M-1)*108*0.89271.120WQ5 其他热源散热(如仪表、照明)Q5=3600*Pw*1.163/4.18 350.569 W 代号负荷分类比例负荷量单位Q0总热负荷(修正前)100%4949.043WQ1车身围护结构传入的热量68.05%3368.017WQ2玻璃窗传入的热量14.72%728.658WQ3新风、漏风传入的热量4.66%230.679WQ4乘员散发的热量 5.48%271.120WQ5其他热源散热,如电器等7.08%350.569W 蒸发器空气侧制冷能力应等于热负荷Qe=Q04949.043W取整:Qe= 5000.000W 设空气侧与制冷剂侧能力比为90%,则制冷剂侧能力为Qer= 5555.556W膨胀阀额定容量选型计算Qer/0.8/3517 1.975USRT取整:2.000USRT设:膨胀阀进口制冷剂温度55.000℃膨胀阀进口制冷剂过冷度5.000℃查表:膨胀阀进口制冷剂比焓279.880Kj/Kg 设:蒸发器出口制冷剂温度5.000℃蒸发器出口制冷剂过热度5.000℃查表:蒸发器出口制冷剂比焓402.856Kj/Kg计算:制冷剂质量流量162.633 Kg/h 设:冷凝器进口制冷剂温度85.000℃冷凝器进口制冷剂过热度25.000℃冷凝器出口制冷剂温度55.000℃冷凝器出口制冷剂过冷度5.000℃查表:冷凝器进口制冷剂比焓458.203Kj/Kg 冷凝器进口压力(G)1.580MPa 冷凝器出口制冷剂比焓279.880Kj/Kg 冷凝器出口压力1.580MPa计算:冷凝器制冷剂侧换热量Qcr8055.908W设:空气侧与制冷剂侧能力比为95%,则空气侧能力为8479.903W取整:Qc= 8500.000W 设:压缩机吸气温度5.000℃压缩机吸气过热度 5.000℃压缩机容积效率(富通V5)0.620 压缩机转速2000.000rpm查表:压缩机入口制冷剂比容0.071 m3/kg 八、压缩机理论排量计算七、冷凝器散热量(制冷剂侧、空气侧)五、空调系统额定制冷量(空气侧)三、热负荷比例:六、蒸发器换热量(制冷剂侧)计算:单位时间内压缩机吸气量0.192m3/min计算:压缩机理论排量155.201 cc/r。
蒸汽压缩式制冷循环的热力计算在进行制冷循环的热力计算之前,首先需要了解系统中各设备内功和热量的变化情况,然后再对循环的性能指标进行分析和计算。
当完成一个蒸汽压缩循环时,在压缩机中外界对制冷剂作功。
而热量的传递情况则因设备而异,在冷凝器中热量由制冷剂传给外界冷却介质,在蒸发器中热量由被冷却物体传给制冷剂。
蒸发器中单位时间内向制冷剂传递的热量称为循环的制冷量,用符号Q0表示。
压缩机中因压缩制冷剂所消耗的功率用符号N0表示,它是保持循环运动所必须付出的代价。
这两者的比?0 = Q0 / N0定义为制冷系数。
根据热力学第一定理,如果忽略位能和动能的变化,稳定流动的能量方程可表示为Q + N = m ( h2 - h1 ) (1-1)式中:Q---单位时间内加给系统的热量(kW);N---单位时间内加给系统的功(kW);m---流进或流出该系统的稳定质量流量(kg/s);h---比焓(kj/kg);下标1、2---流体流进系统和离开系统的状态点。
当热量和功朝向系统时,Q和N取正值。
该方程可单独适用于制冷系统的每一个设备。
①节流机构制冷剂液体通过节流孔口时绝热膨胀,对外不作功,Q = 0,N = 0。
故方程(1-1)变为0 = m ( h3 - h4 )h3 = h4因此,可以认为节流前后其焓值不变。
节流阀出口处(点4)为两相混合物,它的焓值也可由下式表示:h4=(1- x4)hf0 + x4 hg0 (1-2)式中:hf0---蒸发压力p0下的饱和液体焓值;hg0---蒸发压力p0下的饱和蒸汽的焓值。
将上式移项并整理,得到x4=(h4 - hf0)/(h g0- hf0)(1-3)点4的比容为:v4 = (1-x4) vf0 + x4 vg0 (1-4)式中:vf0---蒸发温度t0下饱和液体的比容(m3/kg);vg0---蒸发温度t0下饱和蒸汽的比容(m3/kg);②压缩机如果忽略压缩机与外界环境所交换的热量,由式(1-1)得N0 = m ( h2 - h1) (kW)(1-5)式中:( h2 - h1)表示压缩机每压缩并输送1kg 制冷剂所消耗的功,称为理论比功,用w0表示。
4.1.1冷负荷计算:冷负荷计算是空调设计及空调设备选型的主要依据;夏季冷负荷采用冷负荷系数法计算,求出每个房间的逐时值。
查《实用供热空调设计手册》、《供暖通风与空气调节附录》和《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019—2005得:屋面构造如图所示,从上到下为:1、防水层加小豆面2、水泥砂浆找平层3、屋面板4、吊顶空间5、保温层(沥青矿渣棉δ=90mm)6、隔气层7、石膏板属于Ⅱ型,传热系数κ=0.53 W/㎡.℃,屋面吸收系数修正值K b=0.88外墙体构造如图:1、水泥砂浆抹灰、喷浆2、砖墙δ=370mm3、保温层(沥青膨胀珍珠岩δ=110mm)4、内粉刷加油漆属于Ⅱ型,传热系数κ=0.59 W/㎡.℃,外墙吸收系数修正值K b=0.94(外墙颜色为浅色)内墙构造图:传热系数κ=1.75 W/㎡.℃外窗:三波塑钢窗,氩气层12.7mm,两层镀low-e膜,e=0.1,传热系数κ=1.61W/㎡.℃金属窗框80%玻璃,修正系数Cw=1.00玻璃窗的地点修正值td=2℃窗玻璃遮挡系数:Cs=0.78窗内遮阳设施的遮阳系数:Ci=0.60(浅蓝布帘)窗有效面积系数Ca=0.85 办公室群集系数:φ=0.97 照明功率:25W/m 2 n 1=1.0 n 2=0.7 所用公式:外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷外墙传热系数与内墙相同,即K=0.97W/㎡.℃;根据夏季室外风速为2.8m/s ,查《空气调节设计手册》表2-8,用内插法求得αw =23.48W/㎡.℃;再由此查《空调负荷实用计算法》表3-6得K a =0.97,查表3-7得外墙K b =0.94(外墙颜色为浅色),屋面K b =0.88,由表3-3查得Ⅲ型外墙不同朝向逐时的t j 值。
则t j ‘=(t j +t d )K a K b ,外墙冷负荷计算公式:()n j 't -t KF Qcl = (4.1)由于该建筑外表面都为玻璃幕墙,有的房间外墙面积所占外维护结构面积比例很小,可忽略不计;房间0501、0502、0504、0507、0509、0510、0511外墙冷负荷忽略不计。
B 项目空调系统设计计算报告编制:批准:日期:06.12.30*★★★★■***** 矢口' 京丄* * * *「★»*****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、............................................................ 制冷齐U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)*★★★★■***** 矢口'京丄* * * *「★»*****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。
冷负荷计算方法1.外墙和屋面传热冷负荷计算公式外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷Qτ(W),按下式计算:Qτ=K·F·Δtτ-ξ(1.1) 式中:F—计算面积,㎡;τ—计算时刻,点钟;τ-ξ—温度波的作用时刻,即温度波作用于外墙或屋面外侧的时刻,点钟;Δtτ-ξ—作用时刻下,通过外墙或屋面的冷负荷计算温差,简称负荷温差,℃。
注:例如对于延迟时间为5小时的外墙,在确定16点房间的传热冷负荷时,应取计算时刻τ=16,时间延迟为ξ=5,作用时刻为τξ=16-5=11。
这是因为计算16点钟外墙内表面由于温度波动形成的房间冷负荷是5小时之前作用于外墙外表面温度波动产生的结果。
当外墙或屋顶的衰减系数β<0.2时,可用日平均冷负荷Qpj代替各计算时刻的冷负荷Qτ:Qpj=K·F·Δtpj(1.2)式中:Δtpj—负荷温差的日平均值,℃。
2.外窗的温差传热冷负荷通过外窗温差传热形成的计算时刻冷负荷Qτ按下式计算:Qτ=a·K·F·Δtτ(2.1) 式中:Δtτ—计算时刻下的负荷温差,℃;K—传热系数;a—窗框修正系数。
3.外窗太阳辐射冷负荷透过外窗的太阳辐射形成的计算时刻冷负荷Qτ,应根据不同情况分别按下列各式计算:[1].当外窗无任何遮阳设施时Qτ=F·Xg·Jwτ(3.1) 式中:Xg—窗的构造修正系数;Jwτ—计算时刻下,透过无遮阳设施玻璃太阳辐射的冷负荷强度,W/㎡。
[2].当外窗只有内遮阳设施时Qτ=F·Xg·Xz·Jnτ (3.2)n—计算时刻空调房间内的总人数;q1—名成年男子小时显热散热量,W;τ—计算时刻,h;τ—人员进入空调区的时刻,h;τ-τ—从人员进入空调区的时刻算起到计算时刻的持续时间,h;Xτ-τ—τ-τ时刻人体显热散热的冷负荷系数。
4.灯光冷负荷照明设备散热形成的计算时刻冷负荷Qτ,应根据灯具的种类和安装情况分别按下列各式计算:白炽灯散热形成的冷负荷Qτ=n1·N·Xτ-τ(6.1) 镇流器在空调区之外的荧光灯Qτ=n1·N·Xτ-τ(6.2) 镇流器装在空调区之内的荧光灯Qτ=1.2·n1·N·Xτ-τ(6.3)暗装在空调房间吊顶玻璃罩内的荧光灯Qτ=n0·n1·N·Xτ-τ(6.4)式中:N—照明设备的安装功率,W;n0—考虑玻璃反射,顶棚内通风情况的系数,当荧光灯罩有小孔,利用自然通风散热于顶棚内时,取为0.5-0.6,荧光灯罩无通风孔时,视顶棚内通风情况取为0.6-0.8;n1—同时使用系数,一般为0.5-0.8;τ—计算时刻,h;τ—开灯时刻,h;τ-τ—从开灯时刻算起到计算时刻的时间,h;Xτ-τ—τ-τ时刻灯具散热的冷负荷系数。
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空调冷负荷计算公式一。
基本气象参数:1。
地理位置:天津市天津2.台站位置:北纬 39.100 东经 117.1603.夏季大气压: 1004.80 kPa4.夏季室外计算干球温度: 33。
40 ℃夏季空调日平均: 29。
20 ℃夏季计算日较差: 8。
10℃5.夏季室外湿球温度: 26。
90 ℃6。
夏季室外平均风速: 2.60 m/s一、外墙和屋面传热冷负荷计算公式外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷Qτ(W),按下式计算:Qτ=KFΔtτ—ξ(1。
1)式中 F—计算面积,㎡;τ-计算时刻,点钟;τ-ξ-温度波的作用时刻,即温度波作用于外墙或屋面外侧的时刻,点钟;Δtτ—ξ—作用时刻下,通过外墙或屋面的冷负荷计算温差,简称负荷温差,℃。
注:例如对于延迟时间为5小时的外墙,在确定16点房间的传热冷负荷时,应取计算时刻τ=16,时间延迟为ξ=5,作用时刻为τξ=16-5=11。
这是因为计算16点钟外墙内表面由于温度波动形成的房间冷负荷是5小时之前作用于外墙外表面温度波动产生的结果。
当外墙或屋顶的衰减系数β〈0。
2时,可用日平均冷负荷Qpj代替各计算时刻的冷负荷Qτ:Qpj=KFΔtpj (1.2)式中Δtpj-负荷温差的日平均值,℃。
二、外窗的温差传热冷负荷通过外窗温差传热形成的计算时刻冷负荷Qτ按下式计算:Qτ=KFΔtτ (2。
1)式中Δtτ—计算时刻下的负荷温差,℃;K-传热系数。
汽车空调车室冷负荷计算方法第阶段汽车空调车室冷负荷计算方法重庆建筑大学孙春武文兴旺刘宪英黄的忠邮政编码。
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世界环境学会,强。
总结根据汽车的特点作者分析了汽车空调车室冷负荷的组成对车体动态传,,,热过程建立了车体非稳态传热模型编制了汽车空调车室冷负荷计算机程序并结计算结果与实测结果基本一致,表明所建立的传热模型是正确的,为汽车空调制冷装置的选择、设计和优化提供了依据。
,,关键词汽车空调冷负荷#传递函数一次引用,言,汽车空调房间冷负荷计算的目的不仅是为制冷装置的设计提供依据,还通过对空调房间各部分冷负荷的计算分析,探讨各种因素对空调房间冷负荷的影响,以寻求降低空调的冷负荷,负荷的方法与途径。
车室结构分透明型玻璃和不透明型围护结构两大类外界环境和太阳辐射就是通过这两,这种结构将热量传递到车辆内部,而制冷系统将制冷蒸发器产生的制冷量通过供气系统输送到车辆内部,以保持一定的温度、湿度和风速。
,,通过透明玻璃窗传到室内的热量一部分通过透射直接被室内座椅围护结构内表面所吸,、另一部分通过室外空气对流、玻璃窗热传导和室内空气对流传递到室内,,。
通过不透明外壳传递到房间的部分热量通过太阳辐射被外壳的外表面吸收,一部分热量通过室外空气对流传递到外壳结构的外表面,两部分热量通过外壳结构传递到车辆内部。
从以上分析可以看出,整个空气调车室的传热过程是一个不稳定的传热过程,。
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二太阳辐射热对车室的热作用%(、‘之%&〕一太阳位置%太阳红度的测定纬,太阳光向地球赤道的角位置称为太阳赤纬,夏至时为1。
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一一 #2(!“变化范围:433-11%,!“,冬至一个接一个(((!。
春分和秋分是2点、。
其计算式为(%/012%./01),(%!%一,34,3/01),(%3!%十、,%bar,式中+一数二算日的太阳赤纬度一个计划算56的年序角在一 ,27.89+%%一、计算日年中的顺序%月第一天就是第一天。
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1汽车空调的计算温度选择按表1数据作为微型汽车空调系统的计算温度(即车内平均温度)。
从上表我们可以看 到,微型车的计算温度在环境温度为 24C 〜27C ,—般大中型客车定 27C 〜28C ,可看到微型车车温差都比它们要高,这其实是综 了多种因素并经过很多次试验得 的较经济合理的车内平均温度。
为对微型车来说,如果计算温度定得过高了,乘员就会明显感觉制冷不足;而如果定得过 低,势必需要加大压缩机排量才能满足,这样功耗必然增加,并影响到整车的动力性,否 则又很可能无法实现2计算方法2.1微型车车内与外界热交换示意图为便于分析,绘制图1的微型车热交换 示意图。
2.2计算公式2.2.1计算方法考虑到汽车空调工作条件都很恶劣,其热负荷与行车时间、地点、速度、行使潇度T 耶于* 已血:射强度车内诈计IBOOr/micu * if «T40krii/li|ftl 时海 ft (%) 新城昼(IIJ VI I J27f0-60或尢HICO24-272D-3035C 时定为27E ,而一般轿车在环境温度38C 时定为为内 合出 因去1堆伞坨调订铮溫;QBB1汽车与外界梆交換示竄刖方向、环境状况以及乘员的数量随时发生变化,以及要求在短时间内降温等特殊性,按照常规方法来计算制冷量的计算公式为:Q0=kQ T=k(Q B + Q G + Q F+Q P + Q A +Q E + Q S)) ⑴式中:Q ------ 汽车空调设计制冷量,单位为W ;k ----- 修正系数,可取k=1.05~1.15,这里取k=1.1QT ---- 总得热量,单位为W ;Q B ———通过车体围护结构传入的热量, 单位为W ;Q G ———通过各玻璃表面以对流方式传入的热量, 单位为W ;Q F ———通过各玻璃表面以辐射方式直接传入的热量, 单位为W ;Q P ———乘员散发的热量, 单位为W ;Q A ———由通风和密封性泄露进入车内的热量, 单位为W ;Q E ———发动机室传入的热量, 单位为W ;QS ---- 车内电器散发的热量,单位为W ;从公式中我们也可以看出它是通过分别计算各部分得热量求得总需求制冷量的3 计算示例以五菱之光微型客车空调系统的制冷量计算为例,设计条件和工况见表3:(1) 整车乘员7 人,各部分参数见下表:(2)查文献[2],取水平面和垂直面的太⑷ 假设汽车向正南方以V =40km/h 的速度行驶;⑸ 车内空气平均流速w 3m/s;⑹ 车内容积V 1〜2.9mx 1.2mx 1.3m=4.2 m 3,玻璃窗总面积S=3.24m 。
汽车冷负荷计算方法 The pony was revised in January 20211 汽车空调的计算温度选择按表1 数据作为微型汽车空调系统的计算温度(即车内平均温度)。
从上表我们可以看到,微型车的计算温度在环境温度为35℃时定为27℃,而一般轿车在环境温度38℃时定为24℃~27℃,一般大中型客车定为27℃~28℃,可看到微型车车内温差都比它们要高,这其实是综合了多种因素并经过很多次试验得出的较经济合理的车内平均温度。
因为对微型车来说,如果计算温度定得过高了,乘员就会明显感觉制冷不足;而如果定得过低,势必需要加大压缩机排量才能满足,这样功耗必然增加,并影响到整车的动力性,否则又很可能无法实现。
2 计算方法微型车车内与外界热交换示意图为便于分析,绘制图1 的微型车热交换示意图。
计算公式2.2.1计算方法考虑到汽车空调工作条件都很恶劣,其热负荷与行车时间、地点、速度、行使方向、环境状况以及乘员的数量随时发生变化,以及要求在短时间内降温等特殊性,按照常规方法来计算制冷量的计算公式为:Q 0=kQT=k(QB+ QG+ QF+QP+ QA+QE+ QS))⑴式中:Q———汽车空调设计制冷量,单位为W ;k———修正系数,可取k=~,这里取k=QT———总得热量,单位为W ;QB———通过车体围护结构传入的热量,单位为W ;QG———通过各玻璃表面以对流方式传入的热量,单位为W ;QF———通过各玻璃表面以辐射方式直接传入的热量,单位为W ;QP———乘员散发的热量,单位为W ;QA———由通风和密封性泄露进入车内的热量,单位为W ;QE———发动机室传入的热量,单位为W ;QS———车内电器散发的热量,单位为W ;从公式中我们也可以看出它是通过分别计算各部分得热量求得总需求制冷量的。
3 计算示例以五菱之光微型客车空调系统的制冷量计算为例,设计条件和工况见表3:(1)整车乘员7 人,各部分参数见下表:(2)查文献[2],取水平面和垂直面的太阳直射辐射强度分别为Js,z=843W/m2和Jc,z=138 W/m 2;水平面和垂直面的天空散射辐射强度分别为Jp,s=46W/m2和Jc,s=23W/m2;(3)环境温度tw =35℃,相对湿度75% ;车内设计温度tn=27℃,相对湿度50% ;(4)假设汽车向正南方以V =40km/h的速度行驶;(5)车内空气平均流速≤3m/s;(6)车内容积V 1≈××= m3,玻璃窗总面积S=。
按公式⑴的常规计算3.1.1 计算通过车体围护结构传入的热量QB:Q B =Q顶+ Q侧+ Q地Q 顶=K顶·S顶(tZ顶-tn)Q 侧=K侧·S侧·(tZ侧-tn)Q 地=K地·S地·(tZ地-tn)式中:K 顶、K侧、K地———分别为车顶、车身侧面、车地板的传热系数,单位为W(/ ㎡·K);S 顶、S侧、S地———分别为车顶、车身侧面、车地板的传热面积,单位为㎡;t Z顶、tZ侧、tZ地———分别为车顶、车身侧面、车地板的室外综合空气温度,单位为℃;tn——车内空气温度,单位为℃;3.1.1.1 求车体各部分的传热系数:K111iw i n a aδλ=+∑+式中:aw———车身外表面与车外空气的对流换热系数,W(/ ㎡·K);an———车内表面与车内空气的对流换热系数,一般车内的对流换热系数都比较小, 在车内空气流速低于3m /s 时,an=29W(/ ㎡·K);Σδi /λi———构成车身壁厚各层的导热热阻之和(δi为车体隔热层的厚度,λi为车体隔热层的导热系数)其中:awV为汽车行驶速度,单位为m /s,这里V=40km /h= /s,故aw(/㎡·K)设车顶、车底和侧围分别由1mm的钢板和8mm 、3mm 、6mm的内装饰板构成, 钢板和内装饰板的传热系数分别为 W/(㎡·K)和(/㎡·K)故车顶的Σδi/λi=+=车底的Σδi/λi=+=侧面的Σδi/λi=+=故K顶111iw i na aδλ=+∑+=1110.251.229++= W(/ ㎡·K)K 侧111iw i na aδλ=+∑+=1110.1551.229++= W(/ ㎡·K)K 底111iw i na aδλ=+∑+=1110.07551.229++= W(/ ㎡·K)3.1.1.2 求车外综合空气温度tZ:式中:tw———车外环境温度,取35℃;ρ——车体外表面吸收系数,与箱体颜色及新旧程度有关,这里取;I———太阳辐射强度, 为太阳直射辐射和天空散射辐射之和;aw———车身外表面与车外空气的对流换热系数,W(/㎡·K);ε———车身外表面的长波辐射系数;ΔR ———车身外表面向外界发射的长波辐射和由天空及周围物体向车身表面的长波辐射之差;夏季时,水平面ε·ΔR /αw=℃~4℃,这里取℃.垂直面ΔR =0;水平面上,I S = J s,z + J p ,s =843+46=889W /m 2;垂直面上,IC= Jc,z+ Jc,s=138+23=161W/m 2;故t Z 顶=w w w IR t a a ρε∆+-=0.9288935 3.851.2⨯+-=47℃ t Z 侧=w w w IR t a a ρε∆+-0.921613551.2⨯+=38℃ t Z 底=t w +2=35+2=37℃3.1.1.3 结果Q 顶=K 顶·S 顶·(t Z 顶-t n )=××( 47-27)=304WQ 侧=K 侧·S 侧·(t Z 侧-t n )=××2×(38-27)=345WQ 地=K 地·S 地·(t Z 地-t n )=××(37-27)=Q B =Q 顶+ Q 侧+ Q 地=304+345+=3.1.2 计算通过各玻璃表面以对流方式传入的热量Q G ;Q G = Q G 前+Q G 侧+Q G 后已知玻璃的传热系数λG = W (/ ㎡·K ),厚度δ=5mm ,玻璃对太阳辐射的吸收系数ρG =,车内空气平均流速V a = /s ;玻璃内表面换热系数为:前窗:an=×+ )= W(/ ㎡·K)侧窗:an=×+ )= W(/ ㎡·K)后窗: an=×+ )= W(/ ㎡·K)V =40km /h= /s 运行时,玻璃外表面换热系数为:前窗:aw=11.10.8 =26 W(/ ㎡·K)侧窗:aw=11.10.8 =49 W(/ ㎡·K)后窗:aw=11.10.8 =32 W(/ ㎡·K)故各处玻璃的K 值分别为:前窗:KG前=111110.0051260.75419.7iw G na aδλ=+∑+++=10W(/㎡·K)侧窗:KG侧=111110.0051490.75420.9iw G na aδλ=+∑+++= W(/㎡·K)后窗:KG后=111110.0051320.75417.9iw G na aδλ=+∑+++=11 .3W(/ ㎡·K)各处玻璃表面的综合温度分别为:前窗:tGZ =0.08(13823)3526GwwItaρ⨯++=+=35.5℃侧窗:tGZ =0.08(13823)3549GwwItaρ⨯++=+=35.5℃后窗:tGZ =0.08(13823)3532GwwItaρ⨯++=+=35.4℃从计算结果可以看出,由于玻璃对太阳辐射的吸收率很小,故太阳辐射对玻璃的温升影响较小,其表面温升温度与环境温度相差不多。
最后得到:Q G前=KG前·Sg,q·( tGZ-tn)=10×× (35..5-27)=Q G侧=KG侧·2Sg,c·( tGZ-tn)= ×2 ××=Q G后=KG后·Sg,h·( tGZ-tn)=××=53WQ G = QG前+QG侧+QG后=++53≈331W3.1.3 通过各玻璃表面以辐射方式直接传入的热量QF;设汽车向正南方向行使时前窗和右侧窗为朝阳面,查文献[ 1],右侧窗按可能的最大值I=688W/m2计算,前窗I=550W/m2,左侧窗和后窗按I=182W/m2计算。
Q F = QF前+QF右+QF左+QF后(=η+ρG·an/aw)J·C式中:η———太阳辐射通过玻璃的透入系数,一般取η=;C ———遮阳修正系数,取C=;J———车窗的太阳辐射量,单位为W ;对右侧窗,J=I·Sg ,c=688×=前风窗,J=I·Sg ,q=550×=429W左侧窗,J=I·Sg,c=182×=173W后窗,J=I·S=182×=102Wg ,h=+×49)××=537W故QF右=+×26)×429×=363WQF前Q=+×49)×173×=142WF左=+×32)×102×=85WQF后=537+363+142+85=1127W最后,QF;3.1.4 乘员散发的热量QPQ= 116·N·nP———车内人体散热量,单位为W ;式中:QPN———车内乘员数,这里按7 人;n ———群集系数,取;116 为成年男子散热量,单位为W ;=116×7×=723W则QP3.1.5 密封性泄漏进入车内的热量Q A;由于五菱之光开空调时都处于内循环位置,无新风导入,但微型车的密封性一般都不是太好,取Q A=300W 。
3.1.6 发动机室传入的热量QE;Q E =Ke·Sf·(te–tn)K e =111ie i na aδλ+∑+由于汽车行驶时发动机罩盖发动机侧表面的风速一般仅有外面的2/3 左右,故ae=×(4+12(/㎡·K)另外,整个发动机的隔热除了有与地板同样的内装饰外还有一层5m m 厚的隔热垫,其传热系数为 W(/ ㎡·K),故Σδi/λi=++=可得到Ke =1110.11842.729++= W(/ ㎡·K)夏季时一般发动机仓温度要达到70℃,故取te =70℃最后QE=××(70-27)=319W3.1.7 车内电器散发的热量QS;车内电器散发的热量QS≈100W由以上计算可得整车制冷量Q0= kQT=k(QB+QG+QF+QP+QA+QE+QS)=×++1127+723+300+319+100)=目前对汽车空调负荷的计算还没有一套完善的计算方法,普遍采用的一种方法是将车体的传热系数、内外对流换热系数、太阳直射、散射强度等数据取为经验值,作为稳态传热过程处理。