关于汽车空调的选型计算教案范文(7)

2019-08-30 22:35

上面讨论压缩机、冷凝器总成、蒸发器总成三部件匹配时有一个前提条件,即假定热力膨胀阀的容量适应系统在规定工况范围内的运行需要,能够调节进入蒸发器的制冷剂流量所润湿,但若热力膨胀阀的容量匹配不合理的,比如配置的热力膨胀阀容量偏小时,就会出现热力膨胀阀对蒸发器总成的供液不足,此时换热器的总传热系数将下降,除了配置的热力膨胀阀容量偏小这一情况以外,还可能由于充注入系统的制冷剂量太少,或由于液体管道内摩擦产生的压力降过高,或由于膨胀阀阀门和蒸发器的位置比冷凝器高(如在内置式非独立车用空调系统中),使进入膨胀阀的液体中含有制冷剂蒸气而导致对蒸发器的供液不足。当冷凝器的环境温度较低时,也很容易发生车用空调冷凝器中制冷剂冷凝温度下降得很低,致使膨胀阀两端的压差不够大,导致蒸发器供液不足。这些情况最终导致蒸发温度和蒸发压力过低,制冷剂流量大为减小。

由此可知,热力膨胀阀的容量匹配不可忽视,而且热力膨胀阀的容量除与压缩机、冷凝器、蒸发器三部件匹配情况有关外,还与系统中管系的配置,蒸发器的位置等情况密切相关。制冷剂在管路系统与干燥过滤器、视液镜、电磁阀、液体分配器等配件和换热器中的流动阻力,一定要估算得符合实际,才能使热力膨胀阀的容量匹配得合理。

热力膨胀阀容量的匹配方法,须根据有关的标准和所选热力膨胀阀产品的技术要求而定。

第7章 风道设计、风机选型及降噪技术 7.1风道设计

经过处理的送风和回风都必须通过风道才能进入和离开车室,而且车内的送、回风量能否达到要求,则完全取决于风道系统的压力分布以及风机在该系统中的平衡工作点。所以风道布置将直接影响车内的气流组织和空调效果。同时,空气在风道内流动所损失的能量,是靠风机消耗电能予以补偿的,所以风到布置也直接影响汽车空调系(如下图和附图一所示)

7.1.1车空调风管的选择

(1)风管材料及断面选择

风管用材料应表面光洁,质量轻,安装方便,并有足够的强度、刚度、且抗腐蚀、寿命长、价格低廉。

一般汽车空调多用厚度为0.75 ~1.2mm的薄钢板,铝合金,镀锌薄钢板或塑料(聚氯乙烯)板制造。新型汽车空调系统还有采用玻璃纤维板风道。它对空调管道保温、消声起到良好的效果。

汽车空调系统选用的风管,主要有矩形和圆形两种截面。矩形风管高度低,容易与汽车构造配合安装,但加工制作和保温较困难。圆形风管管道阻力小,保温方便。随着城市公交车的大力发展,对城市公交车的要求越来越高。

图(a)所示的冷风道就是为城市而设计的,该公交车一般采用底置式空调,由于底置式空调同时考虑到总布置问题,侧冷风道采用弯曲形式,同时上部与车内水平冷风道接口处断面逐渐变大以降低风速,减小气流损失,在车正前上顶设置一出风口供驾驶用,由于该种冷风道断面较大,加之空调制冷量较大,深受用户欢迎。

图(b)所示的冷风道也是为城市公交车而设计的。考虑到站立乘客较多,该车冷风道在下部设出风口的情况下,在侧面水平方向又设了出风口,这样站立乘客可直接接受冷气,效果较好。 经综合考虑,本设计选用图(b)。 (3)汽车空调风管的风速选择

汽车空调风管的风速应根据系统布置、送风量、风管结构及送风噪声要求等因素而定。表所示为汽车空调风管的风速选择。

汽车空调风管的风速选择 风速/(m/s) 频率在1000HZ时无送风、回风口有送风、回风口车内允许压级/dB 总管和支管 的支管 的支管 40 ~60 6 ~8 5 ~7 3 ~5 60以上 7 ~12 6 ~8 3 ~6 7.1.2汽车风管的保温

为了减小空气在风道输送过程中的冷、热量损失以及防止低温的风道表面温度较高的环境下结露,汽车空调中的风管都要保温。 用的种类很多。如聚苯乙烯泡沫塑料等,它们的导热系数大多在0.12 (W/m·℃)以内。通过保温层管壁的传热系数与管壁间有空气流动,影响保温效果。

当风道布置在室外时,要做好防雨防潮措施,以及防止室外噪声随风道传入车内的措施。 7.1.3阻力计算

本风道设计有关参数参照相似车型;风道内空气的流动阻力包括摩擦阻力和局部阻力 (1)摩擦阻力

力系数λ为0.15,再计算风道的水利半径Rs=A/P=ab/2(a+b)=0.05m,矩形风道当量直径Dv=4Rs=0.2m。工程上用等流量当量直径较为方便。工程设计手册中有线算图,计算时可为参考。

?Pm=λ·l·ρ·v2/(8·Rs)=4.4Pa (2)局部阻力

a、百叶窗口 16个 ZA=12.2Pa

b、变径弯头(90℃) 2个局部阻力系数ξ为0.91 c、分叉三通 (F2/F1=0.8),管段的局部阻力系数ξ为0.2,对应总流速4.5m/s Z=27.45Pa

管道总阻力大约为40Pa,考虑到安全因素,安全因素增加15%则风机所需要40×1.15=46Pa

再加上蒸发器所需278.313Pa的压力,确定总的所需送风量为4000m3/h。

7.2降噪技术

7.2.1风管内的空气阻力和改进风管结构

对一定的送风系统,风机转速愈小、风压愈低,则风机噪声也愈低;在保证车室换气量的条件下,总送风量不必选过大,以利于降低风管内空气流速和减小风管空气流动阻力,风管内空气流动产生噪声,主要由于边界层产生涡流及其涡流区的压力和流速的变化;另外,气流遇到障碍物和风管内表面粗糙也引起气流噪声。因此,风管内的空气流速不宜选择过大;对风管弯头、三通管接头、变截面过度段、调节风门等应作成流线型、渐缩型或设置导流叶片,以减小气流阻力和避免引起气流的涡流。

7.2.2风管之间的连接结构 在通风系统的吸、排风口及空气分配器与风管之间应设置适当长度的喇叭管,而在空气分配器出风口尽可能增加出风格栅面积或装置导风叶片等,以减小空气动力噪声。

由于风机的振动,当风速和风压变化时,会引起风管振动而产生噪声。为此,除了在风机进、出口设置减振软管外,在风管穿过车壁的部位也应以软管相连接,并避免风管与车壁直接刚性接触,以减少风管振动传给车壁。 7.3风机的选择 风机的选型表

名称 型号 数量 所需压力损失 总的送风量 冷凝风机 LNF242A 4台 253.5Pa 6000 m3/h 蒸发风机 2HF292 4台 324.313Pa 4000m3/h

第8章 管道布置及要求 8.1管道的布置

当冷凝器位置高于压缩机,而且冷凝器的环境温度高于压缩机的环境温度时,排气管在离开压缩机后先下一段再向上,并且,在排气管中设置单向阀当压缩机的竖向长度超过8m时,应根据其排气管的竖向长度,在靠近压缩机的管段,则不允许出现呈下凹形状的“液囊”弯管。

8.2管路的设计布置

高压液体管应按可能遇到的最低冷凝压力和相应的最大制冷量进行设计,选择合适的管径,以保证膨胀阀前后一定的压力差。同时,还应避免在水平的管路上弯成向上凸起的“气囊”,低压液体管应能保证冷却盘管各并联通道供液均匀,并且能保证回油。 8.3吸气管

在顶置式大客车非独立空调中,吸气管路都比较长,有的达8m,如果不注意吸气管路的阻力特性影响,使制冷系统的制冷量明显下降。难以达到设计所预期的效果。 由此可知,有的车用空调制造商为了节省吸气管路的制造成本采用较小直径的吸气管道,致使其中制冷剂流动阻力增大,是得不偿失的,也是不可取得,一般来说,在压缩机选型时,压缩机制造商都在


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