空调系统热负荷计算说明书
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雷诺轿车空调系统制冷热负荷计算书制冷热负荷计算是空调系统设计的重要一环,它能够帮助工程师评估和确定空调系统所需的制冷和供热能力,以保证车内空气质量和舒适度。
而雷诺轿车作为一流的汽车品牌,其空调系统的制冷热负荷计算显得尤为重要。
本文将详细介绍雷诺轿车空调系统制冷热负荷计算的步骤和方法。
首先,制冷热负荷计算需要考虑的因素有很多,包括外部温度、车内空间大小、车内人数、车内设备的热量产生、车速等等。
这些因素都会影响到空调系统的工作负荷。
以下是制冷热负荷计算的基本步骤:1.确定车内空间的尺寸和体积。
车内的空间大小直接影响到空调制冷热负荷的计算,较大的车内空间需要更大的制冷能力。
2.确定车内人数和其活动强度。
乘客数量和活动强度也是制冷热负荷计算的重要因素,因为人体产生的热量会影响到车内空气温度。
3.考虑车内设备的热量产生。
例如,音响、电视以及其他电子设备都会产生热量,这些也是计算制冷负荷的重要因素。
4.考虑车辆运行时的环境温度和湿度。
不同的外部温度和湿度会对空调系统的工作产生不同的影响,需要综合考虑。
一般来说,制冷负荷是在夏季,车辆处于日照暴晒条件下的最大制冷负荷,而供热负荷是在冬季,车辆处于最严寒条件下的最大供热负荷。
通过对以上因素进行综合考虑和计算,可以得出雷诺轿车空调系统所需的制冷和供热能力。
雷诺轿车空调系统一般会采用循环制冷系统,这种系统通过循环的方式不断吸收车内热量并排出去。
而在制冷热负荷计算中,我们需要考虑循环制冷系统的制冷效率和循环工作的压力下降。
同时,供热负荷计算也需要考虑到循环供热系统的工作效率和工作压力下降。
除此之外,雷诺轿车空调系统还需要考虑到能源利用的效率以及节能技术的应用。
在实际的制冷热负荷计算中,我们需要综合考虑车辆的能源供应、空调系统的能效比以及节能技术的应用,以确保空调系统能够在工作时能够最大限度地节约能源。
综上所述,雷诺轿车空调系统的制冷热负荷计算是一个复杂的过程,需要综合考虑车辆内外的各种因素。
电控柜空调热负荷计算公式概述及说明1. 引言1.1 概述电控柜空调热负荷计算公式是评估电控柜运行中产生的热量的重要工具。
随着现代工业的快速发展,电控柜在各个领域中扮演着至关重要的角色。
然而,由于电气设备运行时会产生大量的热量,若长时间处于高温环境下容易导致设备故障、过载或甚至火灾等问题。
因此,了解和准确计算电控柜内部产生的热量成为必要且紧迫的任务。
本文旨在介绍和说明一种常用的电控柜空调热负荷计算公式,以帮助读者更好地理解并应用这一方法。
1.2 文章结构本文将按照如下结构进行论述:- 引言:对文章进行简要介绍和概述。
- 电控柜空调热负荷计算公式的概述:阐述该计算公式在空调负荷计算中的重要性、基本原理以及应用范围和限制。
- 电控柜空调热负荷计算公式的说明:详细介绍主要参数和变量,推导计算公式的过程,以及常用单位和转换关系。
- 电控柜空调热负荷计算实例分析:通过具体案例分析,展示如何应用该计算公式进行实际热负荷计算。
- 结论与展望:对本文进行总结,并提出改进方向和未来的研究方向。
1.3 目的本文旨在为读者提供一个全面的概述和说明,使他们能够理解并正确应用电控柜空调热负荷计算公式。
通过深入了解该公式的原理和参数,读者将能够准确评估电控柜所产生的热负荷,并根据需要采取相应的措施来控制温度、保护设备以及提高工作环境的安全性和舒适性。
2. 电控柜空调热负荷计算公式的概述2.1 空调热负荷计算的重要性空调热负荷计算是在设计和选择电控柜空调系统时必不可少的一项工作。
它能够帮助我们准确估计电控柜产生的热量,以确定所需的冷却能力。
正确的热负荷计算可以确保电控柜内温度适宜,防止过热引起设备故障,并提高设备的运行寿命和稳定性。
2.2 空调热负荷计算公式的基本原理空调热负荷计算公式是通过考虑影响电控柜产生热量的各种因素,结合相应的物理学原理,推导出来的数学表达式。
这些因素包括环境温度、电控柜尺寸、取暖装置功率、设备功率损耗等。
热负荷估算
热负荷估算是一个系统的工程设计初步计划,主要用于确定冷热源的数量,满足空调系统的热负荷要求。
估算的过程包括几个基本步骤:
(1)建立空调系统的总体方案
(2)确定冷热源的类型
(3)定量估算空调系统热负荷
(4)确定冷热源的数量
二、定量估算空调系统热负荷:
1. 空调系统热负荷的定量估算,一般采用室外采暖期与室外冷热期各自的历史记录数据进行统计,以获得室内需要热量量的差值,以及室内的降温量和升温量的差值,以此来估算系统的热负荷,一般可采用以下公式计算:
Q=m*C*ΔT
其中Q为系统的热负荷,m为空气量,C为空气的比热容,ΔT
为空气的温差。
2. 另外,定量估算空调系统热负荷也可以采用室外大气的温度、湿度以及地表微环境等数据,根据《建筑设备工程热负荷计算规程》的规定,进行定量估算。
三、确定冷热源的数量:
1. 一般情况下,冷热源的数量可以根据定量估算的热负荷,进行综合计算,具体的计算步骤如下:
(1)计算冷热源的能力值,即 1 台冷热源能够提供空调系统的热量量;
(2)根据实际热负荷的大小,计算出冷热源的数量。
2. 冷热源的数量也可以根据建筑面积大小的不同进行判断,通常建筑面积在3000m2以下时,可以采用1台冷热源;建筑面积在3000m2~6000m2时,可以采用2台冷热源;建筑面积在6000m2以上时,可以采用3台以上冷热源;此外,也需要考虑建筑外墙的保温性能,保温性能越好,冷热源的数量可以减少。
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。
目录1.空调房间冷负荷计算 (1)1.1得热量与冷负荷的区别 (1)1.2空调冷负荷计算方法简介 (1)1.2.1谐波反应法 (1)1.2.2冷负荷系数法 (1)1.3设计任务 (1)1.4设计过程及计算 (3)1.4.1屋顶和外墙冷负荷 (3)1.4.2西外窗传热冷负荷 (4)1.4.4西外窗日射得热冷负荷 (5)1.4.5室内热源散热引起的冷负荷 (6)1.4.6客房冷负荷 (8)2.室内冬季热负荷计算 (9)2.1空调房间热负荷 (9)2.2设计任务 (9)2.3设计过程及计算 (10)2.3.1围护结构耗热量 (10)2.3.2 101办公室设计热负荷 (10)2.3.3 102办公室设计热负荷 (11)致谢 (13)参考文献 (14)设计说明1.空调房间冷负荷计算1.1得热量与冷负荷的区别房间得热量是指某时刻由室外进入室内的热量和室内各种热源散发的热量的总和。
房间瞬时得热量通常包括(1)由于太阳辐射进入房间的热量和室内外空气温差经围护结构传入房间的热量;(2)人体、照明、各种工艺设备和电气设备散入房间的热量。
瞬时得热中以对流方式传递的显热和潜热得热直接放散到房间,并立即构成瞬时冷负荷;而以辐射方式传递的显热得热量,它在转化为室内冷负荷的过程中,数量上有所衰减,时间上有所延迟,其衰减和延迟的程度将取决于整个房间的蓄热特性。
由上述可见,任一时刻房间瞬时得热量的总和与同一时间冷负荷未必相等,只有当瞬时得热全部以对流方式传递给室内空气时或房间没有蓄热能力的情况下,两者才相等。
1.2空调冷负荷计算方法简介1.2.1谐波反应法谐波反应法将扰量视为连续的周期性函数曲线,从而可将它分解成多阶谐波的叠加,并用傅里叶级数来表达。
这种谐性扰量所引起的系统反应也将是一谐量,称之为“频率响应”。
在计算由得热形成冷负荷时,首先从得热量中区分出对流和辐射热两种成份,并将后者按一定比例分配至各个壁面,然后依据房间对于各阶谐性辐射热扰量的衰减度和相位延迟得出辐射得热形成的冷负荷,最后再与对流热叠加,从而求出室内冷负荷。
编号:XXXXXXXX 空调系统热负荷计算编制:校队:审核:批准:目录一、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/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/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: tm= +由于室内外温差不大,上式后项近似t 0,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。
4.压缩机内部运动机构应便于实现变排量控制。
5.压缩机要具有高温高压的保护性能。
6.压缩机在发动机室内的安装位置应便于拆卸和维修。
7.由于汽车经常在颠簸的道路上高速行驶,而且压缩机又通过支架与发动机或底盘刚性的连接,因此要求压缩机有良好的抗振性。
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.压缩机吸气管路的压降△PS=67.26KPa,压缩机排气管路压降△Pd=81KPa。
驾驶室热负荷Qh=3916.19W.1.确定压缩机的的排气压力,吸气压力,排气比焓及温度(1)根据制冷剂的蒸发温度te和冷凝温度tc,查表HFC134a饱和状态下的热力性质表,得其蒸发压力的冷凝压力分别为:Pe=292.82Kpa ,Pc=1803.9Kpa(2)额定空调工况压缩机的排气压力,认为高于制冷剂的冷凝压力81Kpa即:Pd=PC+△Pd=1803.9+81=1884.9KPa。
(3)压缩机的吸气压力认为低于制冷剂的蒸发压力67.26KPa即:Ps=Pe—△Pd=292.82—67.26=225.56KPa。
(4)根据PS和ts,查表HFC134a过热蒸气的热力性\质表得:压缩机吸气口制冷剂比焓hs=407.952KJ/Kg,比体积υs=0.098914m3/Kg,比熵SS=1.7822KJ/(Kg•K)。
(5)根据PS和SS,查HFC134a过热蒸气的热力性质表得:压缩机等比熵压缩终了的制冷剂比焓hds=455.813 KJ/Kg。
(6)额定空调工况下压缩机的指示效率ηi为:ηi=Te/Tc+bte=(5+273.15)/(60+273.15)+0.002×0=0.835(7)额定工况下,压缩机的排气比焓为:hd=hs+(hds—hs)/ηi=407.952+(455.813—407.952)×0.835=447.916 KJ/Kg。
(8)根据Pd和hd,查HFC134a过热蒸气的热力性质表得:额定工况下压缩机的排气温度td=87.10℃。
2.计算额定空调工况制冷系统所需制冷量。
(1)根据以知条件,膨胀阀前制冷剂液体温度t4/为:t4/=tc—△tsc=63℃—5℃=58℃。
(2)蒸发器出口制冷剂气体温度为:t1=te+△tsc=5℃+5℃=10℃。
(3)按t4/查表有:蒸发器进口制冷剂比焓h5/=279.312 KJ/Kg,按t1和Pe查表有:蒸发器出口制冷剂比焓h1=404.40 KJ/Kg。
(4)在额定空调工况下,蒸发器的单位制冷量qe,s为:qe,s=h1—h5/=404.40—279.312=125.1 KJ/Kg。
(5)稳态工况,制冷系统所需制冷器应与车厢热负荷平衡,计算是应留有一定的余量,以考虑实际情况与车厢热负荷平衡是可能存在的差距。
设该余量为10%,则制冷系统所需制冷量Qe,s为:Qe,s=1.1×Qh=1.1×3488.2W=3837W3.将额定空调工况下制冷系统所需制冷量换算成压缩机所需制冷量(1)额定空调工况下制冷系统所需制冷剂的单位质量流量qm,s为:qm,s= Qe,s/ qe,s=3.837/125.1=0.03067Kg/s。
(2)额定空调工况下压缩机的单位质量制冷量qe,c为:qe,c=h1//—h5/=420.434—279.312=141.122 KJ/Kg。
(3)额定空调工况下压缩机的单位体积制冷量qv,c为:qv,c= qe,c/υs=141.122/0.081233=1737.250KJ/m3。
(4)对于稳态过程,制冷系统中各组成部件的制冷剂质量流量应当一致,因而额定空调工况压缩机的制冷剂质量流量应为:qm,c=qm,s=0.03067Kg/s。
该工况压缩机所需制冷量Qe,c= qe,c×qm,c=141.122×0.03067=4.328KW。
4.将额定空调工况下压缩机制冷量换算成测试工况压缩机制冷量(1)压缩机的测试工况条件:制冷剂冷凝温度tc,t=60℃;制冷剂的蒸发温度te,t=5℃;膨胀阀前制冷剂液体过冷度△tsc,t=0℃;压缩机的吸气温度ts,t=t1/=20℃;压缩机的转速n=1800r/min;压缩机吸气管路压降△PS=67.26Kpa;压缩机排气管路的压降△Pd=81Kpa。
(2)根据制冷剂的蒸发温度te,t和冷凝温度tc,t,查表得测试工况下,制冷剂的蒸发压力和冷凝压力分别为Pe,t=349.63KPa。
Pc,t=1681.30KPa。
压缩机吸气压力Pst=pe,t—△PS,t=349.63—67.26=282.37KPa.压缩机的排气压力Pd,t=Pc,t+△Pd=1681.30+81=176230KPa。
(3)根据ts,t和Pst,查表有压缩机测试工况下吸气比焓hst=415.833 KJ/Kg,吸气比体积υst=0.079484m3/Kg。
吸气比熵Ss,t=1.79074KJ/(Kg•K)。
(4)根据膨胀阀前制冷剂液体温度t4=tc,t—△tsc,t=60℃,查表得膨胀阀前制冷剂液体比焓h4=287.397 KJ/Kg。
(5)测试工况压缩机的单位质量制冷量:qe.t=hs.t—h4=415.833—287.397=128.436 KJ/Kg。
(6)测试工况压缩机单位体积制冷量qv,t为:qv,t=qct/υst=128.436/0.079484=1615.872KJ/m3。
(7)由于额定空调工况下和测试工况西啊的冷凝压力(冷凝温度)蒸发压力(蒸发压力),排气压力及吸气压力均可相同,则两种工况压缩机的输气系数也相同,即:λt=λc。
于是所选压缩机在测试工况下所需制冷量是:Qe,t=Qe,c(λt/λc)(qv,t/qv,c)=4.328×1615.875/1737.25=4.026KW。
5.测试工况压缩机所需制冷剂单位质量流量qm,t为:qm,t=Qe,t/qe,t=4.026/128.436=0.03135Kg/s。