空调系统制冷热负荷计算书Word文档下载推荐.docx

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车内新风量：

V二N*Vf5*11二55n?

/h

太阳辐射强度：

t尸38°

C时，水平面上太阳辐射强度I二lOOOW/nf车速：

v二40km/h

♦附加说明

计算制冷量时所取的车厢内容积为：

U=3.68m‘o

♦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：

Qe=Qs+Qg+Qv+Qp+Qm+Qi

Q=aiQe

式中：

ax——储备系数，取a：

=l.15；

制冷机产生的冷量；

Qe——车身总热负荷；

Qb——车体传入热量；

Qg——玻璃传入热量；

Q新风热；

Qp——人体热；

Qm——用电设备散热量；

Q’一一车内零件散热量。

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）、后围等儿部分组成。

即车身壁面热负荷表达式为：

Qs=Q顶板+Qw帰面+Q地板+Q前国+

■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、地板传热量的计算公式如下：

Qi=KiFt（tH—tB）

Q,——分别表示顶板、侧壁面、地板的传热量；

K.——分别表示顶板、侧壁面、地板的传热系数；

F.——分别表示顶板、侧壁面、地板的传热面积；

tH——车外空气温度，这里取为1^38°

0；

ts——车内空气温度，这里取为侨二25°

C；

对于前围和后围，由于发动机室和行李箱里的温度都远高于车外空气温度，所以这里的传热可以单独考虑。

计算时按照如下公式：

Qi=KiFi（tFi—te）

Q——分别表示前围、后圉的传热量；

K.——分别表示前围、后围的传热系数；

F>

分别表示前禺、后禺的传热面积；

饷一一分别表示发动机室、行李箱内的温度；

tB——车内空气温度，这里取为tB二25°

1、车身壁面传热系数K的计算

传热系数K与车身内、外表面放热系数及隔热层热阻有关，由于车身各壁面的条件不同（比如壁面外表面温度、车身隔热措施等差别很大），所以车身各壁面的传热系数K,是不同的。

要分别计算各部分的传热系数K,。

■对于车顶板、侧壁面、地板，传热系数讣算式如下；

K.=

丄+工乩丄

aHAaB

oh——外表面放热系数，与表面相对气流速度有关。

当车速为vMOkm/h

时，可取OH~146kJ/（nf•h•°

C）o

g——内表面放热系数，在汽车空调状态，可取as^60kJ/（m2・h・°

C）。

6——隔热材料厚度（m）。

九一一隔热材料导热系数W/（m・°

■对于前围和后围，传热系数可以按照下式计算：

a.一一对于前围，表示发动机侧壁面对流放热系数，取

a尸100kJ/（nf・h・°

C）；

对于后围，表示行李箱内壁面对流放热系数，取Of=41.8kJ/（m2・h・°

as——车身内表面放热系数，在汽车空调状态，取血〜60kJ/（m2・h・°

（1）、顶板

计算中，对顶板的构成进行了简化，取其厚度为30mmo并具有以下结构：

1mm钢板+24mm空气夹层+5mm内饰板

各材料导热系数如下：

钢板一一入=54W/（m・°

空气——九=6.4W/（m・°

内饰板——取经验数据，入=0.03W/（m・°

对于这部分结构，可以按照多层均匀平壁计算，代入各材料厚度及导热系数，则有：

瓦=-==14.18kJ/（nf•h•°

C）

丄十丁乞十丄丄+0.047+—

aH—入aB14660

■车身顶板处有些结构，金属面直接和内饰板相连，中间没有空气夹层，则该部分构成为：

1mm钢板+5mm内饰板

各部分材料导热系数同上。

则传热系数为：

K、=U—-=r=14.39kj/（m5・h•°

—+y^+—丄+0.046+丄

aH—A.aB14660

顶板的外表面积为丽=2.10*1.16二2.44耐。

计算中，取车顶板的1/5为金属面和内饰板直接相连考虑，其余部分按照多层均匀平壁计算。

K-,=—=14.22kj/（m5•h」C〉

liiil生师桶的传执塞数次.F

（2）、车身侧壁面、后围

■山于车身侧壁面和后围结构相近，计算时按照相同结构进行处理。

111于车门等处结构较为复杂，计算中，对车身侧壁和后圉的构成进行了简化，取其厚度为100mm。

并具有以下结构：

1mm钢板+94mm空气夹层+5mm内饰板

钢板一一入=54W/（m-°

空气——入=6.4W/（m•°

内饰板——取经验数据，九=0.03W/（m*°

C）o

对于这部分结构,

可以按照多层均匀平壁计算，代入各材料用度及导热系数,则有：

K]=—=—=13.60kJ'

（nf•h•"

C）

—+7-^+—丄+0.050+丄

aH一*AiaB14660

■车身侧壁面和后围处有些结构，金属面直接和内饰板相连，中间没有空气夹层，则该部分构成为:

lmm钢板+5mm内饰板

乳=U~~-=1=14.39kJ/（nf•h•°

-丄+丁乞+丄丄+0.046+丄aH—人・aB14660

半牙侧壓IHMJ弁衣IHI枳刀旳1=U.3*i.Z3-U.03丿*Z=4・4Um\方旳旳介衣【HI积为Ff=1.44*1.12-1.3*0.4=1.09m2。

计算中，取车身侧壁面和后围面积的1/5为金属面和内饰板直接相连考虑，其余部分按照多层均匀平壁计算。

K.y二'

尺总=13.76kJ/（nT・h•°

C）则车侧壁面和后围的传热系数为：

'

F

（3）、地板

计算中，对地板的构成进行了简化，取其厚度为16mm。

lmm钢板+10mm隔热材料+5mm地毯

隔热材料、地毯——取经验数据，入=0.139W/（m・°

按照多层均匀平壁计算，代入各材料厚度及导热系数，则有：

禺===18.69kj/（ms•h「C）

丄+y企+丄-L+0.030+—

考氐地饮内地垒旳即枳，则地伙旳农同枳地=1.S8*2・6=4.lim\

⑷、前围

发动机罩壁在车厢内部分按照以下结构组成:

lmm钢板+10mm隔热材料

其中，各组成部分导热系数如下:

钢板——九=54W/（m>

°

隔热材料的导热系数取为经验数据一一入=0.139W/（m•°

按多层均匀平壁传热计算:

oc——发动机侧壁面对流放烈糸釵，取aEOOkJ/（nr•h•°

g——车身内表面放热系数，在汽车空调状态，取心〜

60kJ/（m2•h•°

经计算得到：

=\―-=1=21.43kJ/（niJ・h•°

•丄+工2+_1丄+0020+丄

aFJ入aB10060

发动机罩壁表面积为坯=1.3*0.79=1.027m2o

2、Fl照表面综合温度的计算

考虑到太阳辐射的作用，通过车身壁面传入的热量由两部分组成。

（1）III于车身内外空气的温差，通过车身外表面以对流换热方式从大气中得到的热量：

Q：

二FK（tH-tB）

（2）车身外表面从太阳辐射中吸收的热量：

QfFK（tc-tH）

则传入的总热量：

Q二Q：

+Q==FK（tc-tB）

由于太阳辐射使车身外表面温度升高，将太阳辐射强度转化成相当的形式，与车外温度迭加在一起，组成太阳照射表面的综合温度，即tc。

pl

%+K

P牛另％衣即吸収糸致，与表面颜色、粗糙度有关，取为P二0.9；

I——太阳总的辐射强度，I二匚+匸。

匚为太阳直射辐射强度，I：

为太阳散射辐射强度。

I水平=3600kj/（m2•h）,I阳二974kj/（itf・h）,Iw=253kj/（m2•h）o

对于车顶.车侧壁而，由于太阳射入的角度不同，太阳辐射强度是不同的。

具体如下:

tcnFtn+Pralr«

/（qh+Kjcj）°

C其中，Ira=I水平

tc侧二tx+PmIm/（och+Kw）°

C其中，Im=（I阳+5）/2

对于地板，没有受到太阳辐射的影响，但受到地面反射热以及发动机热的影响，使得地板外表面温度比大气温度高一些。

可取：

tc地二tH+2・5°

C

tc地二40.5°

CtcnF60°

Ctcw=41.5°

3、车身壁面传热量的计算

■综上所述可知，顶板、侧壁而和后弗I、地板的热负荷包括温差传热和太阳辐射两部分，则用日照表而综合温度代替车外空气温度，它们的传热量分别为：

Q.^FroK-q（terfl-tB）=1214.4kJ/h=337W

Qm=FmKm（tcM-ts）=1110.2kJ/h=308W

Q地二F地心（tcw-ts）=1190.6kJ/h=331W

由于计算过程中有一世近似性，对于顶板、侧壁而、地板的传热可以进行修正，则有：

Qbi=as（Qm+Qflij+Qjft）=1269W

as——修正系数，取a3=1.3o

■而对于前围，没有受到太阳辐射的作用，只考虑温差传热的影响，通过这部分传入的热量为：

Q『（二F『Kw（tn-ts）二1320.5kj/h二337W

如——发动机室的空气温度，取如二85°

C。

■则车身壁面传入的总热量为：

Qs=Qsi+=1269+337=1606W

二、通过门窗玻璃传入的热量

考虑到太阳辐射，通过门窗玻璃传入的热量由两部分组成：

QfS+Qc：

（1）由于车内外温差而传入的热量Q“：

Qgi二K»

kF披（t厂

（2）III于太阳辐射通过玻璃传入的热量S：

U=F,班1+（珈一F，«

）Is

aH

q——太阳辐射通过玻璃的透入系数，耳二0.84。

p——玻璃对太阳辐射热吸收系数，p二0.08o

S——遮阳修正系数，取*0.97

I——车窗外表面的太阳辐射强度，取为I二974kj/（m2・h）。

Is——车窗外表面的太阳散射辐射强度，取Is二167kj