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：tH=40℃，相对湿度：ф=60%
车内温度：tB=27℃，相对湿度：ф=58%
车内成员数：N =5人，
车内新风量：V=N*V1=5*11=55m3/h
太阳辐射强度：tH=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：3543.309.13.15.2mV。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：
LMPVGBeQQQQQQQ
eQQ1
式中：1——储备系数，取1＝1.1；
Q——制冷机产生的冷量；
eQ ——车身总热负荷；
BQ ——车体传入热量；
GQ——玻璃传入热量；
VQ——新风热； 前窗
顶板 后窗
后排座椅底部
地板 发动机罩（在车厢内部分） PQ——人体热；
MQ——用电设备散热量；
LQ——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QQQQQQB
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：
)(BHiiittFKQ
式中：iQ——分别表示顶板、侧壁面、地板、后围的传热量；
汽车空调冷凝器是汽车空调系统中的重要组成部分，其作用是将空气中的水汽冷凝成液态水，从而降低空气湿度并减少对空调蒸发器的冻结风险。冷凝器内的气液百分比是一个重要的参数，可以帮助我们了解冷凝器内空气和液态水的比例，从而进行相应的调整和维护。
一、汽车空调冷凝器内气液百分比的意义
1.1. 确保冷凝器正常运行
冷凝器内的气液百分比可以反映冷凝器内水汽的含量，如果冷凝器内的液态水过多，会影响冷凝器的正常运行，甚至导致冷凝器堵塞，影响汽车空调系统的制冷效果。了解冷凝器内气液百分比对于保证冷凝器正常运行至关重要。
1.2. 节约能源
适当的气液百分比可以帮助汽车空调系统更加高效地工作，减少能源的消耗，降低汽车的燃油成本。
1.3. 提高舒适度
冷凝器内的气液百分比与汽车内部的舒适度密切相关，合理控制冷凝器的气液比例可以提高车内空气的干燥度，提升乘车的舒适感。
二、汽车空调冷凝器内气液百分比的计算公式
冷凝器内气液百分比的计算需要通过以下公式进行：
2.1. 冷凝器内气液百分比 = 冷凝器内液态水的质量 / 冷凝器内总质量
其中，冷凝器内液态水的质量可以通过检测冷凝器壁面的温度来间接计算，液态水的质量与冷凝器壁面的温度成正相关。冷凝器内总质量则可以通过其他手段进行测量和计算。
2.2. 温度检测
对于冷凝器壁面温度的检测，可以使用红外线测温仪进行非接触式的测量，也可以使用接触式的温度计进行测量。
2.3. 总质量的测量
冷凝器内总质量的测量可以通过称重的方式进行，首先需要将冷凝器从汽车空调系统中拆卸下来，然后使用精确的电子秤或天平进行称重。
2.4. 实际操作
在实际操作中，需要注意保持冷凝器内的环境稳定，以确保测量结果的准确性。另外，对于冷凝器内液态水的检测和收集也需要注意操作规范，以避免对空调系统的损坏和污染。
三、总结
汽车空调冷凝器内气液百分比的计算公式可以帮助我们评估冷凝器的运行情况，了解冷凝器内液态水的含量，并据此进行相应的调整和维护。通过合理控制冷凝器内气液百分比，可以保证冷凝器的正常运行，节约能源，提高车内舒适度。然而，实际操作中需要注意操作规范，以确保测量结果的准确性，并避免对汽车空调系统的损坏和污染。汽车空调的冷凝器内气液百分比是一个重要的参数，对于保证汽车空调系统的正常运行和用户乘车的舒适度具有至关重要的意义。在实际的操作中，我们可以通过一系列的步骤和方法来计算和调整冷凝器内的气液百分比，以确保冷凝器的正常运行和优化汽车空调系统的性能。
设计计算假设地点海口（北纬20°）设计计算假设时间7月30日（太阳直射点 北纬9°）
代 码参 数 名 称取值说明设 定 值单 位T0车外环境温度：38.000℃T1室内干球温度：25.000℃车室外湿度：50.000%%车室内湿度：50.000%%V0汽车正常行驶速度：50km/h13.889m/sM乘员数：2.000个X1新风量:0.000m3/sX2漏风量按：0.005m3/sD1空气密度：38℃1.097kg/m3室内空气含湿量9.900g/kg室外空气含湿量21.000g/kg室内空气比焓50.310kj/kg室外空气比焓92.298kj/kgH12内外空气焓差：41.988kj/kg
S0总玻璃面积3.070m2
S1前挡风玻璃面积：1.940m2S1h前挡风玻璃水平投影面积0.326m2S1v前挡风玻璃竖直投影面积1.842m2K1前挡风玻璃传热系数：1.900W/(m2.K)Z1前玻璃窗的遮阳系数：0.900
S2侧面玻璃面积（单侧）：0.565m2K2侧面玻璃传热系数：1.900W/(m2.K)Z2侧面玻璃窗的遮阳系数：0.080
S3后面玻璃面积：0.000m2K3后面玻璃传热系数：1.900W/(m2.K)Z3后面玻璃窗的遮阳系数：0.080
S4顶部车身表面面积：4.713m2K4顶部车身传热系数：1.500W/(m2.K)
S5侧面车身围护面积（单侧）：3.765m2K5侧面车身传热系数：1.500W/(m2.K)
S6后面车身围护面积：4.961m2K6后面车身传热系数：1.500W/(m2.K)
S61顶部玻璃面积0.000m2K61顶部玻璃传热系数1.800W/(m2.K)
S7地板面积(不含发动机鼓包）：2.580m2K7地板传热系数：1.500W/(m2.K)T11地板外面环境温度55.000℃
S8发动机鼓包面积3.519m2K8发动机鼓包传热系数1.800W/(m2.K)T12发动机仓温度70.000℃
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
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：
Q0=kQT=kQB + QG + QF+QP + QA +QE + QS ⑴
式中：Q0———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：
