汽车空调制冷量的计算方法.pdf

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1、汔车空调制冷量昀计算方法 广州羊城汽车有限公 司 郑 淳允 ； l 、 i口口 摘要 主要介绍 了在计 算汽车空调制冷量时所采用 的 3 种 方法 ， 即理论 计算法、 性 能计 算法和经验估 算法。此 3 种 方 法各有特点 ， 适 用于计算不同情况 下空调 系统所需 的制冷 量数值 关键词 ： 空调制冷量计算方法 随着 科学 技术 的不 断进 步 ， 人 们生 活水平 的逐 步提 高 ， 汽车 日益 成为人 们 工作 、 生 活 的重要 交通 工具之 一 。 因此 ， 汽车 的安 全性 、 舒 适性 就愈 来愈 显得 重要 。其 中 ， 汽 车是 否安 装 合适 的空 调 系统 则 是 汽

2、 车舒 适性 的 主要 体现 。只 有选 择制 冷量 适 当的空 调系 统 ， 汽车 空调 才能 发挥 理想 的制 冷效 果 ， 车 内才有舒 适 的驾 驶 、 乘 坐环 境 。 一 般 来说 ， 汽车 空 调是 指 由压缩 机 、 冷 凝器 、 干燥 储 液器 、 膨胀 阀 、 蒸发 器 以及管 路 、 电路控 制 系统等 组 成的 制冷 装置 。制 冷量是 指 在一 定条 件下 ， 单 位时 间 内蒸 发 器从 空 气 中吸 收 的热 量或 单 位 时 间 内从 车 内除去 的热 量 。 在汽车 空调 性能 参数 中 ， 制冷 量是 其 中重要 的一 项 。 制冷 量 的大 小反 映 了汽

3、 车空 调制 冷能 力 的强弱 。因 此 ， 计 算 的制冷 量 是 汽车 空调 选 型 的前提 和关 键 。也 就 是 说 ， 选 择匹 配 的空调 安装 ， 才能 充 分利用 资 源 ， 既 不 消耗 过 多 的动力 ， 又使 整车 价格 合理 。在汽 车设计 中常见 的 空 调 制冷量 的计 算方 法有 理论 计算 法 、 性 能 计算 法和经 验估算 法 。 囊 囊 囊 囊 萋 通 常 ， 汽 车空 调 制冷 量的计 算 就是 汽车 空调热 负荷 的计 算 。在理 论计 算法 中 ， 又分 为两 种方 法 ： 1 1 第一种方法 在计算空调热负荷( 单位： ) 时， 建立如下热平衡方程

4、式： Q尊一Q。 +Qz + Q3 +Q4 + Qs +Qs 十Q +Q8 ( 1 ) 式 中 ： Q尊 空调 系统 总 负荷 ； Q。 通过车顶及车侧壁传导进入车内的热负荷； Q 通过 各 玻 璃 表 面 以对 流换 热 的 方 式 进 入 车 内的热 负荷 ； ) 0 3年第 1期 Q。 通过 各玻 璃 表 面 以辐 射 方 式直 接 进入 车 内 的热 负荷 ； Q 从地 板 通过 传导 进入 车内 的热负 荷 ； Qs 从 发动机 侧通 过 传导进 入 车内的热 负荷 ； Qs 空调 器风 机造 成 的热 负荷 ； Q 车 内驾驶 员及 乘 客散 发的热 量 ； Q。 通过 泄 漏进入

5、 车 内的热 负荷 。 利用 ( 1 ) 式， 通过计算各部分的热负荷 ， 然后求它们 的总和 即得 总热 负荷 。 采用此种计算方法 ， 虽然得到的数值最准确， 但 由 于 运用 的公式 繁琐 ， 使 用数 据较 多 ， 不 方便计 算 ， 故在此 不 作展 开讨论 。下 面介 绍另 一种 比较 简化 的计算 方法 。 1 2 第二种方法 由于 一般 客车 与公 交车 实际 工作情 况不 同 ， 公 交车 起 动 、 暂 停 次数 较 多 ， 车 门 开闭 较 频繁 ， 乘 员 流 动大 ， 故 冷量 损失 也较 多 。这样 ， 为 了更准 确地计 算 它们 的制冷 量 ， 需 采 取不 同

6、的公 式计 算 。 1 2 1 客车 空调 制 冷量 的计 算方 法 我们 用下列 公式 计算 客 车空调 制 冷量 ： Q】 一 ( N 0 8 2+ A2 V 0 1+ 3 0 0 8 ) A4 As ( 2 ) 式 中 ： Q。 客车 空调所 需 制冷量 ； A。 乘 员制 冷因 素值 ， 具体 见表 1 ； 额 定乘员 人数 ； 车 内 空 间 制 冷 因 素 值 ， 6 m 以 上 车 型 为 5 5 3 W m。 ； 车 内空 间体 积 ( 即 内容积 ) ， m。 ； 。太 阳热辐 射 制冷 因素 值 ， 6 m 以 上 车 型 3 1 维普资讯 能源世界中国建筑节能网 为 1

7、1 9 O W m ； S 车型 所有 窗 、 门玻 璃 面积 总和 ， m ； 车型密 封保 温 效果 因 素值 ， 见表 2 ； 气 候条 件 因素 值 ， 见表 3 。 表 1 乘 员制冷因素值 A 乘 员人数 乘员制冷 因素值 A ( W A ) 1 6 3 O 6 00 31 37 5 75 3 8 47 5 5O 4 8 55 5 15 5 6 65 5 00 6 6 8 O 4 80 8 0以 上 4 5 O 表 2 车辆密封保温 效果因素值 A 车辆 密封情 况 保 温效果因素值 A。 玻 璃 钢车 顶 ， 填 充厚 度 大 于 2 0 mm 的隔热材料 ， 地板及侧 围保 温

8、 良好 。 1 密封玻璃 。 车门密封 良好 薄钢 板 外蒙皮 。 但 车顶 与侧 围隔 热 采 用 整体 发 泡 ， 厚 度 大 于 2 0 mm。 地 1 板隔热 良好 ， 玻璃 、 车 门密封好 薄 钢 板 外 蒙 皮 ， 填 充 厚 度 大 于 2 0 mm 的隔热材料 ， 地板 隔热 一般 1 O 3 活动窗玻璃 车门密封 一般 内外蒙皮 间隔热层小于 2 0 mm 地板 1 O8 隔热 较 差 。 活动 窗玻 璃 。 门 密封一般 内外蒙皮无隔热层 ， 密封情 况差 1 2 O 表 3 气候条件 因素 值 As 地 理 O- 置 A5 寒 冷 区 O 9 4 干 热 区 1 湿热区

9、、 极热区、 常热_区 1 O 4 1 2 2 公交车空调制冷量的计算方法 Q2： ( 1 X N X 0 2+ A2 X V X 0 7 2+ 3 X 0 0 8) X A4 X A5 ( 3) 式 中 ： Q 客车 空调 所需 制冷 量 ； 。乘 员制冷 因 素值 ， 具 体 见表 1 ； 3 2 额 定乘 员人 数 ； 车 内 空 间 制 冷 因 素 值 ， 6 m 以 上 车 型 为 5 5 3 W m。 ； 车 内空间体 积 ( 即 内容积 ) ， m。 ； 。 太 阳热 辐射 制 冷 因 素 值 ， 6 m 以 上 车 型 为 1 1 9 0 W m ； S 车型所 有 窗 、 门

10、玻璃 面积 总和 ， m ； 车 型密 封保温 效 果 因素值 ， 见表 2 ； 气候 条 件 因素值 ， 见表 3 。 我 们 在 实 际运 用 中 ， 利用 ( 2 ) 、 ( 3 ) 式计 算得 到的 制 冷 量 与式 ( 1 ) 得 到的 相差 不大 ， 因此 ， 我们 建议在 空调 选 型 时 ， 采 用 ( 2 ) 、 ( 3 ) 式 ， 这样 更方 便 。 ； 季 謦 謦 攀 ； 萋 萎 誊 ； 萋 萎 萋 ； 耋 ： ： 。尊 ： 搿 ： ： ： ： ： ： 尊 尊 ： ： ： 。 ： ：0 ： ： 性 能计 算 法 主要适 用 于计 算 空 调 系统安 装 在 车上 的实 际

11、制 冷量 值 。通过 该方 法得 到 的制冷量 值 ， 更能准 确地 反映 空调 的制冷 能 力 ， 是 对理 论计 算法 的校核 。 该方法 首先 要从 实 际装 置 中测量 出有关 的数据 ， 然 后 利 用 压焓 图 或焓 湿 图 ， 查 出 相关 的 焓值 或其 他数 据 ， 最 后通 过公 式 ， 计算 出空 调实 际 的制冷 量和风 量 。 2 1 制冷量的计算 第 一步 ， 从 汽车 中测 出下 面的数 值 ： ( 1 ) 压缩 机 的吸 入压 力 Ps ； ( 2 ) 压缩 机 的排 出压力 PD ； ( 3 ) 压缩 机 的吸 入气体 温 度 了 s ； ( 4 ) 压缩 机

12、 的排 出气体 温 度 T o ； ( 5 ) 膨胀 阀入 口的制冷 剂温 度 了 ； ( 6 ) 压缩 机转速 。 第 二 步 ， 根 据 测 量 的 数 值 ， 从 压 焓 图 中 查 出 、 B、 C、 D 各点 的焓 值 以及点 的 比容 ， 并代 入 以下 公式 ， 就 可计算 出相关 的数值 。 ( 1 ) 压 缩 机的排 出量 V( m。 h ) V = V X N X 6 0 X r v 1 0 ( 4 ) 式 中 ： 。 压缩 机 的气缸 体 积 ， mI ； 压缩 机转 速 ， r mi n ； 矾 压缩 机 的容 积效 率 。 ( 2 ) 制 冷剂 循环 量 G( k g

13、 h ) G = V u ( 5 ) 式 中： u 吸入 时 的制 冷剂 比容 ， m。 k g 。 ( 3 ) 制冷剂的每单位重量的冷气效率 ( k J k g ) 汽车研究与开发 维普资讯 能源世界中国建筑节能网 五l h。 一 h ( 6) 式 中 ： 。 压 缩机 入 口的 制冷 剂焓 值 ， k J k g ； h 膨胀 阀 入 口的制 冷剂 焓值 ， k J k g 。 ( 4 ) 制 冷剂 的每 单位 重 量 的压 缩 热量 。 ( k J k g ) Ah 2一 hb h ( 7) 式 中 ： 压缩 机 出 口的制 冷剂焓 值 ， k J k g； 压 缩机 入 口的制 冷 剂

14、焓 值 ， k J k g 。 ( 5 ) 制 冷剂 的每单 位 重 量的冷 凝 热量 。 ( k J k g ) Ah 3一 hb h ( 8) ( 6 ) 制 冷量 Q。 ( k J h) Q。一 矗 l G ( 9 ) ( 7 ) 压缩 机所 需功 P。 Po A h 2 G 6 3 2 ( 1 0 ) ( 8 ) 压缩 机所 需功 率 P P0 r c M ( 1 1 ) 式 中 ： 压缩 机 的压缩 效 率 ； 压缩 机 的机械 效率 。 ( 9 ) 冷凝 热量 Q ( k J h ) Q2一 Ah 3 G ( 1 2 ) 2 2 风量的计算 为了计算 出空调的风量 ， 必须首先测

15、出下面的数值 ： ( 1 ) 蒸 发 器入 口的 干球 温度 t 。 ( C) ( 2 ) 蒸发器入 口的湿球温度 t 。 ( C) 或相对湿度 。 ( ) ( 3 ) 蒸 发 器 出 口的 于球 温度 t 。 ( C) ( 4 ) 蒸发器出口的湿球温度 t 。 ( C) 或相对湿度 。 ( ) ( 5 ) 通过 蒸 发器 的空 气量 g ( m。 h ) 测 出以上数 值 后 ， 通 过查 焓湿 图， 得到 以下 数值 ： ( 1 ) 蒸发 器入 口的空 气焓值 h 。 ( k J k g ) ( 2 ) 蒸发 器 出 1 ：3 的空 气焓值 h 。 ( k J k g ) ( 3 ) 蒸发

16、 器入 口的空 气绝对 湿 度 z 。 ( k g k g ) ( 4 ) 蒸发 器 出 口的空气 绝对 湿度 z z ( k g k g ) ( 5 ) 蒸发 器入 口的空气 比容 通过 使 用 以 上数 值 ， 运 用 以下公 式 ， 就得 到 空 调 系 统 的风量 及 除湿量 。 ( 1 ) 循 环 风量 G( k g h) G g v ( 1 3 ) ( 2 ) 每 单位 循环 风 量的焓 值 A h ( k J k g ) Ah hl h2 ( 1 4) ( 3 ) 每单位循环风量的除湿量 ,K x ( k g k g ) z zl z2 ( 1 5) ( 4 ) 除 湿量 q(

17、k g h) 0 0 3年第 1期 q 一 G ( 1 6 ) ：誊 ： l 缝骏绩算 溪誊 叠 乏 萎 蠹 ： 皇 0 羞 0 。 ： ：囊 毒 毒 囊 蠹 囊 ：l 耄 一 ：誊 一 。 ： 麓 ： ： 麓： 善 毫薹 ： 叠薯：一 毫誊 _=_= r 我 们 在实 际 选 择汽 车 空 调 时 ， 有 时 受 条件 的 限制 ， 或 者在 要求 不是 很严 格 的情 况 下 ， 也 可采 用经验 估算 的 方 法来得 到 所需 空调 系统 的制 冷量 。具体 有两 种方法 ， 即乘员估 算 法和 车型估 算 法 。 3 1 乘员估算法 此 方法 是 根据 汽 车 的额 定 乘 员 人数

18、来确 定空调 的 制 冷量 ， 也就 是说 ， 在知 道汽 车 的额定 乘员 人数后 ， 根据 附 表 ， 在乘 员 人数 段 中选 择 相 应 的每 人 制冷 量 值 ， 再 与 乘员 人数 相乘 ， 即 可得到 汽车 空调 的制 冷量 ( W ) 。 制 冷量 一每 人制 冷量 乘 员人数 表 4 乘 员人 数与制冷量的关系 乘 员人数 每人 制冷量( W 人) 9人 以 下 8 50 9 1 5 7 5O 1 6 3O 6 00 31 37 5 75 38 47 5 50 48 55 51 5 56 65 5 0 0 3 2 车型估算法 在 选 择 汽车 空 调 时 ， 根据 不 同的车

19、 型 ， 参 考 下面 的 数 值 ， 就可 以估算 出所 需空 调 的制冷 量 。 轿 车 ： 3 9 3 k W 货 车 ： 3 5 6 k W 微型 客 车 ： 7 1 O k W 轻型 客 车 ： 1 2 1 4 k W 中型 客车 ： 1 8 2 4 k ： W 大型 客 车 ： 2 6 4 0 k ： W 玺 绻 论： 综上 所 述 ， 在 以 上介 绍 的 3种制 冷 量计 算 方法 中 ， 理论 计算 法适 用于 空调 选型 前 的制冷 量 的计 算 ， 而性 能 计算 法则 适合 空调 安装 后 的实 际制冷 量 的计 算 。 在这两 种方 法受 一定条 件 限制 时 ， 就采用 经验 估算 法 。 此 时 ， 经 验估算法更显得简单 、 快捷 。 总之， 此 3种计算方法虽特 点 各 异 ， 却 又可 相互 补 充 ， 不 同 的情 况 可采 用 不 同 的方 法 ， 这 样得 到的 制冷 量数 值 才能更 好地 作为空 调选型 的 依 据及 选型 的校 验 。 3 3 维普资讯 能源世界中国建筑节能网