空调制冷系统匹配计算书
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目录
1 空调制冷系统匹配计算的目的 (3)
2 制冷循环热力计算 (3)
2.1 设计工况的确定 (3)
2.2 各状态点参数的确定 (3)
2.3 制冷剂质量流量和体积流量 (4)
3 压缩机选型校核 (4)
3.1 所需压缩机排量 (4)
3.2 所选压缩机与汽车的动力匹配计算 (4)
3.2.1 汽车行驶速度及传动比 (4)
3.2.2 与汽车的动力匹配计算 (4)
3.3 设计工况下的压缩机性能 (6)
3.4 怠速工况下的制冷量校核 (6)
3.5 压缩机允许最高转速校核 (6)
4 冷凝器能力计算 (6)
5 蒸发器能力计算 (6)
6 送风量的确定 (6)
CP08空调制冷系统匹配计算书
1 空调制冷系统匹配计算的目的
制冷系统匹配计算的目的有三个:
a)所选压缩机的能力是否合理;
b)压缩机与汽车的动力匹配是否合理;
c)确定所需配置多大的冷凝器和蒸发器。
2 制冷循环热力计算
2.1 设计工况的确定
空调系统的工作压焓图如图1所示:
图1 空调系统工作压焓图
冷凝压力P k=1.5MPa(表压);对应的冷凝温度t k=55.2℃;
蒸发压力P0=0.3MPa(表压);对应的蒸发温度t0=0.67℃;
蒸发器过热度S h=10℃;冷凝器过冷度S c=5℃;2.2 各状态点参数的确定
点1(蒸发器出口):
压力P1=0.3MPa;温度t1=10℃;
焓值h1=407kJ/kg;比容v1=0.073m3/kg 点2(压缩机出口):
压力P2=1.5MPa;温度t1≈75℃;
点3(膨胀阀前):
压力P3=1.5MPa;温度t3=55.2-5=50.2℃;
焓值h3=200kJ/kg;
点4(蒸发器进口):
压力P1=0.3MPa;温度t4=0.67℃;
焓值h4=h3=200kJ/kg;
2.3 制冷剂质量流量和体积流量
质量流量 m=Q 0/q 式中:
Q 0--系统制冷量,根据车身热平衡计算确定,本车空调系统制冷量为3.8kW q--单位质量制冷量,q=h 1-h 4
所以 )(41h h Q m -=
)
200407(8.4-=s kg /0232.0≈ 体积流量: s ml v m V /169410073.00232.061=⨯⨯=⨯=
3 压缩机选型校核
3.1 所需压缩机排量
)(v p n V
V η⨯=
V---体积流量,如上计算,取V=1694ml/s ;
n----压缩机转速,选用涡旋式压缩机,取n=1800rpm ; v η---压缩机容积效率,取v η=0.8; 故 r ml /6.70=
产品车选用的是奥特佳66压缩机。下面根据压缩机的性能曲线对制冷量和传动比是否合适、消耗功率是否与发动机功率相匹配进行校核。 3.2 所选压缩机与汽车的动力匹配计算 3.2.1 汽车行驶速度及传动比
行驶速度: V=40km/h 压缩机皮带轮直径: d 压=100mm 发动机皮带轮直径: d 发=125mm 发动机/压缩机传动比: 3.2.2 与汽车的动力匹配计算
当发动机在三档位置行使时,计算如下:
变速箱主减速比 467
.40=i 变速箱3档减速比 346.13=i
轮胎滚动半径 m r 293.0=
对应发动机转速 rpm r
i i V n o 2178377.03
=⨯⨯⨯=发 压缩机转速 rpm i n n 272325.12178=⨯=⨯=传发压
发动机在此时的功率约为23.3KW 。
25
.1100521===压发传d d
i )
8.0601800(1694
)(⨯=⨯=v p n V V η
当发动机在四档位置行使时,计算如下: 变速箱4档减速比 912.04=i
轮胎滚动半径 m r 293.0=
对应发动机转速 rpm r
i i V n o 1476377.03
=⨯⨯⨯=发 压缩机转速 rpm i n n 184525.11476=⨯=⨯=传发压 发动机在此时的功率约为14.4kW 。
在三、四档,40 km/h 时,压缩机的平均转速 n = (2723+1845)/2 =2284rpm 压缩机与发动机的动力匹配表见表3-1。
3.3 设计工况下的压缩机性能
根据奥特佳样本上压缩机性能曲线图,查得压缩机转速rpm n 2284=压时:
制冷量kW Q 2.50=; 消耗功率kW N 1.2=。 压缩机的制冷量刚好满足系统的要求, 压缩机功耗占发动机后备功率比
N 压/N 发 = 1.6/((23.3+14.4)/2) = 11.1 %
由上述计算发现,压缩机与发动机的功耗比满足要求。 3.4 怠速工况下的制冷量校核
怠速时发动机的转速: 800rpm 怠速时压缩机的转速: 1000rpm
在压缩机性能曲线图上查得怠速工况的制冷量约为:1.05kW 3.5 压缩机允许最高转速校核
压缩机的允许最高连续转速为: 10000rpm 发动机最高转速:6000rpm 对应的压缩机最高转速: 7500rpm
压缩机的最高转速低于允许最高(连续)转速。
4 冷凝器能力计算
冷凝器热负荷:2.78.45.15.10=⨯==Q Q k kW
计算所得冷凝器负荷比为1.5:1,由于计算时忽略工质沿程阻力损失、局部阻力损失、外表面污垢热阻等因素,再加上进风效果的影响,实际上冷凝器换热能力应大于9.5kW 。
5 蒸发器能力计算
蒸发器制冷量W Q k 8.40=。
6 送风量的确定
风机的送风量:)
(v 0
出入h h Q -=
式中:0Q ---蒸发器制冷量;
入h --蒸发器入口空气焓值; 出h —蒸发器出口空气焓值;