【正文】 院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 制冷空調(diào)系統(tǒng)都是通過制冷劑在系統(tǒng)中循環(huán)流動以及相變實現(xiàn)制冷，制冷工作原理如圖 22所示。制冷劑在制冷系統(tǒng)中實現(xiàn)循環(huán)、相變，從而達到傳送冷量、熱量的目的，最終實現(xiàn)制冷。這個過程實現(xiàn)了把制冷系統(tǒng)工作中產(chǎn)生的熱量和從車箱內(nèi)帶走的熱量轉(zhuǎn)移到空氣中。 空調(diào)系統(tǒng)通過制冷劑的循環(huán)不斷進行上面四個過程，從而實現(xiàn)不斷的將車內(nèi)的熱量“搬”到外界空氣中去，達到制冷的目的。 中國計量學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 圖 24 壓縮機的實物圖 軸裝式（正面去掉電磁離合器） 軸裝式（側(cè)面） 軸裝式（反面） 直裝式（正面去掉電磁離合器） 直裝式（側(cè)面） 直裝式（反面） 蝶裝式（正面去掉電磁離合器） 蝶裝式（側(cè)面） 蝶裝式（反面） 圖 25 壓縮機安裝方式圖 中國計量學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 表 21為 壓縮機規(guī)格參數(shù) ： 表 21 壓縮機規(guī)格參數(shù) 如圖 26為 壓縮機性能曲線 ： 圖 26 壓縮機性能曲線 4） 汽車空調(diào)壓縮機的電磁離合器 汽車空調(diào)壓縮機的動力不是電力，而是汽車發(fā)動機 ，但是在汽車行駛的時候不一定需要使用空調(diào)，這就需要汽車空調(diào)壓縮機有一個不同于普通空調(diào)的部件—— 電磁離合器，電磁離合器的作用如下。這個過程實現(xiàn)了把制冷系統(tǒng)工作中產(chǎn)生的熱量和從車箱內(nèi)帶走的熱量轉(zhuǎn)移到空氣中。管片式冷凝器的特點有：（ 1）當(dāng)截兩種管的面積相同時，橢圓扁管與制冷劑的接觸面積比圓管大，這樣，管道與制冷劑的換熱效果比較好；（ 2）扁管的迎風(fēng)面積小，形成比較有利的流形，氣體阻力小，背風(fēng)面渦流區(qū)小。管帶式冷凝器目前只是在轎車上有較多應(yīng)用。 平流式冷凝器是管帶式冷凝器的進一步發(fā)展。平流式是最有發(fā)展前途的冷凝器，但目前存在有待解決的問題，比如其焊點多且焊點長，工作的可靠性和耐久性有待提高[9]。 層疊式蒸發(fā)器的每一層是用鋁制的平板中間夾一層波形 翅片，兩側(cè)再用封條密封而成。 膨脹閥主要有電子膨脹閥和熱力膨脹閥，汽車空調(diào)上主要使用的是熱力膨脹閥，而熱力膨脹閥又有三種形式：內(nèi)平衡式膨脹閥、外平衡式膨脹閥和 H 型膨脹閥。在連接蒸發(fā)器和壓縮機兩接口之間的通道中，溫包桿垂直穿過。 H 型熱力膨脹閥和其他兩種熱力膨脹閥的工作方法是一樣的，而 H 型膨脹閥作為整體型膨脹閥有這些優(yōu)點： 1） 結(jié)構(gòu)簡單，緊湊； 2） 可靠性高。由于汽車空調(diào)所處的環(huán)境一般都比較惡劣，所以取 tk=43 ℃。 c、汽車空調(diào)冷凝器受到地面輻射的影響較大。這種情況下通過提高壓縮機的轉(zhuǎn)速，可以達到增加制冷劑循環(huán)量。當(dāng)蒸發(fā)溫度為 0℃時，有效過熱為 5— 7℃，無效過熱為10— 11℃，總的過熱度Δ tsh=15— 18℃，這里取Δ tsh=15℃ 中國計量學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 制冷系統(tǒng)制冷量的確定 根據(jù) 壓縮機性能曲線 圖 26得到壓縮機轉(zhuǎn)速與制冷量的對應(yīng)關(guān)系 表 22： 表 22 壓縮機轉(zhuǎn)速與制冷量的對應(yīng)關(guān)系 表 壓縮機轉(zhuǎn)速（ rpm） 1000 2021 3000 4000 制冷量（ W） 2812 5760 8237 11028 取壓縮機轉(zhuǎn)速為 4000 rpm，制冷量為 11 kW。 表 23 循環(huán)各特征點的狀態(tài)參數(shù)表 點號 p/MPa t/℃ h/(kJ/kg) v/(m3/kg) 0 0 1 15 2 3 55 (1)單位質(zhì)量制冷量 q0=h0h4=— = kJ/kg (2)單位容積制冷量 qzv=q0/v1=(3)理論比功 ω=h2h1== kJ/kg 中國計量學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 (4)指示比功 ωi=ω/ηi=(5)冷凝器入口的制冷劑比焓值 h2s 因 ωi=h2sh1，所以 h2s=ωi+h1=+= kJ/kg （ 6） 性能系數(shù) 理論值 COP=q0/ω=指示值 COPi=q0/ωi=(7)冷凝器的單位熱負荷 qk=h2sh3== kJ/kg (8)制冷劑循環(huán)的質(zhì)量流量 qm=Φ0/q0=11/=103 kg/s (9)實際輸氣量和理論輸氣量 qvs=qmv1=103=103 m3/s qvh=qvs/λ=103/=103 m3/s (10)壓縮機消耗的理論功率 P=qmω=103= kW Pi=P/ηi=(11)冷凝器熱負荷 Φk=qmqk=103= kW 壓縮機動力電機 的 選型 計算 汽車發(fā)動機的轉(zhuǎn)速 一般是 在 0— 6000 rpm內(nèi) ，貨車為 0 到 2800 rpm[10]。根據(jù)壓縮機消耗功率選擇壓縮機動力電機為 型號為 YVF2132S4 的 變頻調(diào)速三相異步電機 。下面是該 系列的實物圖 2外形尺寸表及性能參數(shù)表： 中國計量學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 圖 28 風(fēng)機實物圖 表 27 風(fēng)機外形尺寸表 機 號 尺寸 (單位： mm) D D1 L1 L2 L3 L4 H Φ1 290 350 220 260 150 250 200 325 390 220 260 150 250 220 365 430 260 300 200 300 240 4 410 480 260 300 200 300 260 460 530 280 320 250 350 290 5 510 580 310 350 300 400 320 570 650 380 420 400 500 360 640 720 400 460 400 500 400 720 800 420 480 500 600 440 8 810 890 460 520 500 600 500 9 910 990 590 650 600 700 540 10 1010 1100 690 750 600 700 595 1130 1230 770 830 700 800 640 中國計量學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 表 28 T35 型風(fēng) 機性能參數(shù)表 (部分 ) 機號 轉(zhuǎn)速 (rpm) 1450 960 葉角 (deg) 15 20 25 30 35 15 20 25 30 35 風(fēng)量 (m3/h) 13444 17670 21895 23815 26120 8902 11700 14498 15769 17296 風(fēng)壓 (Pa) 249 277 284 306 380 110 122 125 134 167 功率 (kW) 3 4 根據(jù)風(fēng)機廠商提供的信息，風(fēng)機的 設(shè)計風(fēng)量有實際使用系數(shù) ，故應(yīng)選風(fēng)量大于 1694 m3/h的風(fēng)機。 選擇變頻器，其容量、電源相數(shù)、電壓等級等項目容易確定，變頻器選定后，還要考慮是否 加裝電抗器、濾波器、制動電阻等，恒轉(zhuǎn)矩負載還要考慮是否采用變頻電機等。1%（最大值為 2%） 量程 1psi：通常為 177。F m/s， rpm 精度 177。分辨率 ℃ 防護等級 IP65 傳感器 熱線式風(fēng)速， A 類 Pt100 輸出 0— 10V 或 4— 20mA（根據(jù)型號） 適用環(huán)境 空氣或中性氣體 外殼 ABS 中國計量學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 3 汽車空調(diào)實驗臺的總設(shè)計方案 冷凝室的設(shè)計：實驗臺需要控制冷凝溫度，就需要把冷凝器和風(fēng)機封閉起來，故要設(shè)計冷凝室。本圖中 3為兩個壓力傳感器，用來測量冷凝器進出口處管道中冷劑壓力； 4為蒸發(fā)器送風(fēng)管口擋片，用來控制蒸發(fā)器送風(fēng)開關(guān)及大小，以降低冷凝器內(nèi)溫度達到控制冷凝室內(nèi)冷凝環(huán)境溫度； 5為冷凝室排風(fēng)口以及壓縮機散熱隔板； 6為蒸發(fā)器排風(fēng)扇。在設(shè)計過程中， 需要 抓住 影響設(shè)計的主要因素 ，實現(xiàn)靈活設(shè)計 ； (3)、 在設(shè)計計算過程中 也 遇到很多的問題， 特別是以下兩點：一是自己的知識面太窄，這使得在整個設(shè)計過程中不能很好的把握系統(tǒng)的整體配合，而且在電器、控制等方面存在許多缺點；二是自己在收集整理各部件資料方面做的不好，這就使得在選型時不能快速準(zhǔn)確的選擇一個性價比較高的