【正文】 R134a熱力性質(zhì)表，可得排氣比焓hd=，過冷液體比焓h4/=,于是制冷劑的質(zhì)量流量qm,r為 qm,r= 取進(jìn)出口空氣溫差ta2ta1=12℃，則空氣的體積流量qv，a為 (2)結(jié)構(gòu)初步規(guī)劃 冷凝器選用平流式結(jié)構(gòu)，多孔扁管截面與百葉窗翅片的結(jié)構(gòu)形式及尺寸如下圖所示：翅片寬度wf=16mm，翅片高度hF=，翅片厚度δF=，翅片間距 pF=，百葉窗間距pL=，百葉窗長度lL=，百葉窗角度αL=27 176。在此選用m=.Qc=5446=7624W2）冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算該設(shè)計(jì)中制冷劑為R134a的空氣冷卻式冷凝器，換熱量Qc=7624W，冷凝液有5℃過冷，已知壓縮機(jī)在te=5℃，tc=℃時(shí)，排氣溫度td=℃，空氣進(jìn)風(fēng)溫度tal=35℃。1)干燥點(diǎn)之前的兩相區(qū)，取?=，則在散熱板內(nèi)孔內(nèi)，制冷劑氣液兩相均為紊流工況的Lockhart－Martinelli數(shù)Xtt和關(guān)聯(lián)系數(shù)F(Xtt)分別為 制冷劑兩相流折算成全液相時(shí)，在折算流速下的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)αl為制冷劑兩相流的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為 2)過熱區(qū) 制冷劑側(cè)的雷諾數(shù)Reeq,r、普朗特?cái)?shù)Prv、努塞爾數(shù)Nu、表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 分別為 Prv= 3)干燥點(diǎn)之后的兩相區(qū) 取=，則把=，計(jì)算得，于是為 而對數(shù)平均溫差Δtm為 取Ψ=%(7) 計(jì)算空氣阻力損失ΔPa 按下式計(jì)算空氣側(cè)摩擦阻力因子f為 則空氣側(cè)阻力損失ΔPa為 最后根據(jù)空氣阻力和風(fēng)量選擇風(fēng)機(jī)。s) 氣態(tài)制冷劑的熱導(dǎo)率λv=103W/(m一共22塊散熱板，分兩個(gè)流程，每個(gè)流程11塊散熱板， 則 取 =(6) 計(jì)算制冷劑側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 由te=5℃，查R134a飽和狀態(tài)下的熱力性質(zhì)表及熱物理性質(zhì)圖，可得： 液態(tài)制冷劑的密度ρl= 液態(tài)制冷劑的動力粘度μl=106kg/(m 求出析濕系數(shù)ξ為 于是，濕工況下空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)αeq，a為 αeq，a=ξαa==(m2K)、普朗特?cái)?shù)Pr=，并計(jì)算出空氣側(cè)的雷諾數(shù)Rea、傳熱因子j、努塞爾數(shù)Nu、表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)αa。為： 8) 干工況下空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計(jì)算，選取迎面風(fēng)速νa=3m/s，根據(jù)已知條件求最小截面處風(fēng)速νa，max為 按空氣進(jìn)出口溫度的平均值,查取空氣的密度ρ=、動力粘度μ=106kg/(m散熱板內(nèi)孔水力直徑Ar為： 2) 每米散熱板長迎風(fēng)面積Aface為： 根據(jù)進(jìn)出口參數(shù)查R134a的熱力性質(zhì)表，得hr2= 制冷劑循環(huán)量 ：(1) 初步規(guī)劃 散熱板及翅片與百葉窗尺寸示意圖如下圖所示 散熱板： 寬wT=65mm，高h(yuǎn)T=，鋁板厚δT=，邊緣寬 ，由此可計(jì)算出內(nèi)部流道尺寸hH、wH分別為： 翅片：寬度wF=65mm，高度hF=，厚度δF=，間距pF=；百葉窗間距pL=，百葉窗長度lL=，百葉窗角度αL=37176。已知蒸發(fā)器進(jìn)風(fēng)溫度：干球溫度27℃，℃，風(fēng)量500m3/h.在下列計(jì)算中用下標(biāo)“r”表示制冷劑側(cè)，下標(biāo)“a”表示空氣側(cè)，下標(biāo)“1”表示進(jìn)口，下標(biāo)“2”表示出口。 結(jié)果表明，在考慮壓縮機(jī)吸氣管路和排氣管路壓力損失的條件下，所選SN7H10型壓縮機(jī)的制冷量、質(zhì)量輸氣量均大于計(jì)算結(jié)果，壓縮機(jī)軸功率小于計(jì)算結(jié)果，完全滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求，是能與所指定的車用空調(diào)系統(tǒng)相匹配的 根據(jù)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速n的指定值和Qe,t，Pe,t，qm,t的計(jì)算結(jié)果粗選擇壓縮機(jī)的型號 當(dāng)Qe,t=，qm,t=，試選取壓縮機(jī)型號是SN7H10。Pi,t(7)測試工況下壓縮機(jī)摩擦功率Pm,t為Pm,t=SinPm105=(103)2Pts,t/ηi,t=。測試工況壓縮機(jī)指示功率Pi,t為：測試工況壓縮機(jī)指示效率ηi,t為：ηi,t=Te,t/Tc,t+b?te,t=(5+)/(+)+5=。Wts,t?qm,t==。(3)(2)KJ/Kg，6） 確定測試工況下壓縮機(jī)所需軸功率(1)于是所選壓縮機(jī)在測試工況下所需制冷量是： Qe,t=Qe,c(λt/λc)(qv,t/qv,c)=1。(6) 測試工況壓縮機(jī)單位體積制冷量qv,t為： qv,t=qc，t/υst=。(5) 測試工況壓縮機(jī)的單位質(zhì)量制冷量：===KJ/Kg，吸氣比體 積υst=，吸氣比熵Ss,t=(Kg?K)。 壓縮機(jī)吸氣壓力Pst=pe,t =,t=Pc,t =1700KPa。不考慮壓縮機(jī)吸氣管路及排氣管路的壓降。壓縮機(jī)的吸氣溫度ts,t=t1/=7℃。制冷劑的蒸發(fā)溫度Te,t=5℃。qe,cqm,c==。(4) 對于穩(wěn)態(tài)過程，制冷系統(tǒng)中各組成部件的制冷劑質(zhì)量流量應(yīng)當(dāng)一致，因而額定空調(diào)工況壓縮機(jī)的制冷劑質(zhì)量流量應(yīng)為： Qm,c=Qm,s=。qe,c/υs=。qe,c=hs—h5/=—=。(2) 額定空調(diào)工況下壓縮機(jī)的單位質(zhì)量制冷量qe,c為：Qe,s/穩(wěn)態(tài)工況，制冷系統(tǒng)所需制冷器應(yīng)與車廂熱負(fù)荷平衡，計(jì)算是應(yīng)留有一定的余量，以考慮實(shí)際情況與車廂熱負(fù)荷平衡是可能存在的差距。在額定空調(diào)工況下，蒸發(fā)器的單位制冷量qe,s為： qe,s=h1—h5,=—=。KJ/Kg，按t1和Pe查表有：蒸發(fā)器出口制冷劑比焓h1=hs=。(3)(2)2）計(jì)算額定空調(diào)工況制冷系統(tǒng)所需制冷量(1)KJ/Kg(5)額定空調(diào)工況下壓縮機(jī)的指示效率ηi為： ηi=Te/Tc+b*te=(5+)/(+)+5=(4)KJ/Kg。(2) 根據(jù)PS和ts，查表R134a過熱蒸氣的熱力性質(zhì)表得：壓縮機(jī)吸氣口制冷劑比 焓hs=，比體積υs=，比熵 SS=(Kg?K) (3)根據(jù)汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T290251991,選擇如下芯子：冷卻管選取高頻對焊型冷卻管Ⅳ型號，=2mm ,L=16m, 選用型雙排冷卻管，如圖1冷卻型號 規(guī)格B1L Ⅰ213213 Ⅱ1414 Ⅲ1515 Ⅳ216216 Ⅴ1919圖1 空調(diào)壓縮機(jī)的選用（1）確定壓縮機(jī)的的排氣壓力，吸氣壓力，排氣比焓及溫度從結(jié)構(gòu)上分主要有管片式和管帶式兩種（如圖1）。—散熱管導(dǎo)熱系數(shù)，純鋁導(dǎo)熱系數(shù)為230W/,換算為 —散熱管壁厚，—散熱管到空氣的散熱系數(shù)，當(dāng)流過散熱管的空氣流速為10～20m/s時(shí)，=60～105，取105。散熱器散發(fā)的熱量就等于發(fā)動機(jī)傳給冷卻液的熱量。但因節(jié)溫器的自身特性，開啟溫度一般低于全開溫度10攝氏度左右。冷卻系統(tǒng)的最高水溫應(yīng)以發(fā)動機(jī)的允許使用水溫為標(biāo)準(zhǔn)。 冷卻系統(tǒng)主要部件匹配設(shè)計(jì)要點(diǎn) 在整車總布置空間允許的條件下，盡量增大散熱器的迎風(fēng)面積。軸承的游隙及水封的氣密性要嚴(yán)格控制。－，揚(yáng)程過高對冷卻系統(tǒng)的密封性會產(chǎn)生不利的影響。水泵布置水泵的流量及揚(yáng)程根據(jù)不同的發(fā)動機(jī)而定。但是增大節(jié)溫器的升程，對節(jié)溫器技術(shù)要求較高。增大節(jié)溫器的流通面積可以通過提高節(jié)溫器閥門的升程和增加閥門的直徑來實(shí)現(xiàn)。節(jié)溫器一般布置在發(fā)動機(jī)的出水口處。當(dāng)冷卻水溫溫度升高時(shí)蠟膨脹，節(jié)溫器開啟，冷卻水流經(jīng)散熱器進(jìn)行大循環(huán)。但也多用于發(fā)動機(jī)橫置的轎車。電動風(fēng)扇是由電動機(jī)來驅(qū)動風(fēng)扇，電動機(jī)的啟動與停止是受水溫直接感應(yīng)的溫度開關(guān)來控制。在某些散熱器長，寬比例相差較大時(shí)，如轎車散熱器，有時(shí)采用兩個(gè)直徑較小的風(fēng)扇所取代。風(fēng)扇布置風(fēng)扇直徑大小應(yīng)和散熱器的形狀相協(xié)調(diào)，條件允許時(shí)可增大風(fēng)扇的直徑，降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。在某些車型中，特別是轎車，護(hù)風(fēng)罩在常開有多個(gè)窗口并加以單向簾布。在大批量生產(chǎn)的車型中多采用塑料護(hù)風(fēng)罩。風(fēng)扇與護(hù)風(fēng)罩安裝在同一零部件總成上（如同在底盤或同在車身上）其徑向與相對運(yùn)動，風(fēng)扇與護(hù)風(fēng)罩之間的間隙可以下線，否則取上限。風(fēng)扇與護(hù)風(fēng)罩之間的徑向間隙一般控制在5mm－25mm。風(fēng)扇與護(hù)風(fēng)罩的徑向間隙較小，風(fēng)扇的效率越高。護(hù)風(fēng)罩布置護(hù)風(fēng)罩的作用是確保風(fēng)扇產(chǎn)生的風(fēng)量全部流經(jīng)散熱器，提高風(fēng)扇效率。輕型貨車和轎車一般不加保護(hù)框架，懸置點(diǎn)設(shè)置在散熱器的側(cè)板或水室上。中，重型載貨汽車由于散熱器的質(zhì)量大及使用環(huán)境較差，一般要在散熱器的外部增加一個(gè)剛性較大的保護(hù)框架，以防止振動等外界力直接作用在散熱器上。主懸置點(diǎn)的膠墊壓縮量一般為其自由高度的1/5左右。所有懸置點(diǎn)應(yīng)布置在同一個(gè)部件總成上，改善散熱器受力情況，以盡量減少散熱器的振動強(qiáng)度。散熱器懸置布置：散熱器通常為四點(diǎn)懸置，也可以采用三點(diǎn)懸置。橫流水結(jié)構(gòu)散熱器能充分地利用轎車的有限空間最大限度地增加散熱器的迎風(fēng)面積。散熱器布置貨車散熱器一般采用縱流水結(jié)構(gòu)，因?yàn)樨涇嚨牟贾每臻g也較寬裕。在整車布置中散熱系統(tǒng)中，還要考慮散熱器和周邊的間隙，散熱器到保險(xiǎn)杠外皮的最小距離100毫米，如果發(fā)動機(jī)的三元催化在前端的話，還要考慮風(fēng)扇到三元催化本體距離至少100毫米，到三元催化隔熱罩距離至少80毫米。這樣可充分利用風(fēng)扇的風(fēng)量和車的迎面風(fēng)，提高散熱器的散熱效率。對于空氣流通不順的結(jié)構(gòu)，需要加導(dǎo)風(fēng)裝置使風(fēng)能有效的吹到散熱器的正面積上，提高散熱器的利用率。在設(shè)計(jì)中必須作到提高進(jìn)風(fēng)系數(shù)和冷卻液循環(huán)中的散熱能力。10）使用可靠，壽命長，制造成本低。5）在發(fā)動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，系統(tǒng)壓力蓋打開時(shí)，水泵進(jìn)口應(yīng)為正壓；6）有一定的缺水工作能力，缺水量大于第一次未加滿冷卻液的容積；7）設(shè)置水溫報(bào)警裝置；8）密封好，不得漏氣、漏水；9）冷卻系統(tǒng)消耗功率小。當(dāng)工況和環(huán)境條件變化時(shí)，仍能保證內(nèi)燃機(jī)可靠地工作和維持最佳的冷卻水溫度；2）應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)，排除系統(tǒng)的壓力；3）應(yīng)考慮膨脹空間，一般其容積占總?cè)莘e的46%；4）具有較高的加水速率。因此，冷卻系統(tǒng)的主要任務(wù)是保證內(nèi)燃機(jī)在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。 空調(diào)系統(tǒng)原理圖