畢業(yè)設(shè)計（論文）-高級轎車空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計（以奧迪A6為例）

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1、前 言轎車空調(diào)是采用人工制冷和采暖的方法，調(diào)節(jié)車內(nèi)的溫度、濕度、氣流速度、潔凈度等指標(biāo)，從而為乘員創(chuàng)造清新舒適的車內(nèi)環(huán)境，保證轎車的舒適性?？偨Y(jié)起來，轎車空調(diào)主要應(yīng)具有以下作用：1. 通風(fēng)換氣 2 加溫 3. 制冷除濕 4. 除霜除霧?？照{(diào)系統(tǒng)的設(shè)計還應(yīng)滿足整車的要求，總結(jié)起來整車對空調(diào)系統(tǒng)的要求主要有以下幾個方面：緊湊化，轎車有限的空間十分寶貴，不可能留給空調(diào)系統(tǒng)很大的空間；輕量化，這樣對經(jīng)濟(jì)性和整車載荷布置都很有好處；高效節(jié)能，在保證性能的前提下將空調(diào)系統(tǒng)消耗的能源降低不僅對經(jīng)濟(jì)性有好處，對環(huán)保也是有益的；智能化，通過微電腦管理空調(diào)系統(tǒng)可以實現(xiàn)控制的高精度且無需駕駛員過多分心。壓縮機(jī)由發(fā)動

2、機(jī)通過皮帶驅(qū)動，轉(zhuǎn)速受發(fā)動機(jī)的控制，變化很大，且壓縮機(jī)為開啟式，制冷劑容易泄漏。工作條件惡劣，冷凝器在整車最前端容易被塵土堵塞，影響散熱；而且冷凝器大多安裝在主發(fā)動機(jī)散熱水箱前面，因此水箱散熱效果會得到影響，容易使水“開鍋”。發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的高溫也會影響到空調(diào)系統(tǒng)的工作，整車的振動也對空調(diào)的可靠性構(gòu)成了嚴(yán)重影響，這些是設(shè)計轎車空調(diào)系統(tǒng)時必需考慮的。熱負(fù)荷大而且變化劇烈。轎車的造型使得玻璃窗的面積很大且車身的熱阻比建筑物小很多，所以熱負(fù)荷很大，且轎車是一個運(yùn)動體，陽光輻射的量和角度變化迅速，轎車車體的熱容量小，這些都導(dǎo)致熱負(fù)荷變化劇烈。管路系統(tǒng)復(fù)雜且必需采用軟管聯(lián)接。這主要是由于空調(diào)系統(tǒng)幾大件散布于

3、發(fā)動機(jī)、底盤和車身上，且在行駛過程中存在相對位移，如全部采用硬管連接則硬管必然會承受很大的交變載荷，用不了多久就會斷裂。而采用軟管連接就可以利用軟管的變形來適應(yīng)幾大件之間的相對位移，提高可靠性。但采用軟管連接不可避免地帶來了制冷劑的滲漏問題，這一點在空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計中必需考慮。 因此，綜上所述，在轎車空調(diào)布置上來看，轎車由于其自身空間限制，常常采用直聯(lián)方式驅(qū)動壓縮機(jī)。壓縮機(jī)由發(fā)動機(jī)帶動，為了避免影響主發(fā)動機(jī)怠速穩(wěn)定性和汽車加速性能，其壓縮機(jī)均采用電磁離合器，這樣遇到緊急情況時會自動分離。其空調(diào)裝置配置的冷凝器大部分都裝在主發(fā)動機(jī)之前，因此散熱效果會受到影響，散熱器內(nèi)的水容易沸騰。配置時應(yīng)考慮二者

4、之間的距離，且冷凝器護(hù)風(fēng)圈的間隙要小，以防止風(fēng)量的損失。目前，以采用了在冷凝器前增設(shè)了風(fēng)扇的方式，這樣除增加風(fēng)量外，還有冷凝器的冷卻不受汽車行駛速度的影響。它的驅(qū)動電源是蓄電池，一般冷凝器安裝均采用豎置。制冷機(jī)組一般安裝在駕駛室，這樣就設(shè)法降低蒸發(fā)器和鼓風(fēng)機(jī)出口的阻力，以減少風(fēng)量損失并降低噪聲?？照{(diào)管道通常采用高壓氣液通用軟管和低壓氣液通用軟管，除考慮到防震外，既便于安裝布置。再結(jié)合轎車結(jié)構(gòu)、環(huán)境參數(shù)等通過模擬計算來確定濕度、濕度參數(shù)等為轎車空調(diào)系統(tǒng)提供合理的設(shè)計參數(shù)。全套圖紙加扣 3346389411 或 3012250582目目 錄錄摘摘 要要 .I IABSTRACTABSTRACT .

5、IIII第第 1 1 章章 緒論緒論 .1 11.1 設(shè)計概況.11.2 車外設(shè)計計算參數(shù).11.3 車內(nèi)設(shè)計計算參數(shù) .11.3.1 選取原則.11.3.2 規(guī)范要求12.21.4 車體計算參數(shù).3第第 2 2 章章 負(fù)荷計算負(fù)荷計算 .5 52.1 冷負(fù)荷計算13.52.1.1 車體傳熱量.52.1.2 太陽輻射得熱量.62.1.3 計算車內(nèi)人員散熱量.62.1.4 計算設(shè)備散熱量.72.1.5 新風(fēng)傳入車廂的熱量:.72.2 濕負(fù)荷計算.92.3 車室內(nèi)采暖耗熱量計算7.92.3.1 車身頂部耗熱量.102.3.2 玻璃門、窗耗熱量.102.3.3 冷空氣滲透耗熱量 .112.3.4 汽

6、車前風(fēng)窗除霜耗熱量 .112.4 采暖耗熱量匯總.11第第 3 3 章章 空調(diào)方案的確定空調(diào)方案的確定 .12123.1 確定空調(diào)方案.12第第 4 4 章章 確定送風(fēng)溫差、送風(fēng)狀態(tài)，計算送風(fēng)量確定送風(fēng)溫差、送風(fēng)狀態(tài)，計算送風(fēng)量 .14144.1 確定送風(fēng)溫差 .144.2 新風(fēng)量計算13.144.3 夏季送風(fēng)狀態(tài)和送風(fēng)量 .154.4 新風(fēng)負(fù)荷計算 .164.5 送風(fēng)量、新風(fēng)量及新風(fēng)負(fù)荷、總負(fù)荷匯總 .17第第 5 5 章章 空調(diào)設(shè)備的選型空調(diào)設(shè)備的選型 .18185.1 空調(diào)設(shè)備的主要性能.185.2 空調(diào)設(shè)備的選擇 .185.2.1 壓縮機(jī)的選型計算及其他部件的選擇13.18第第 6 6

7、 章章 空調(diào)通風(fēng)與凈化裝置空調(diào)通風(fēng)與凈化裝置 .23236.1 送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計原則 .246.2 氣流組織方式 .256.3 風(fēng)口的選擇 .266.4 空氣凈化裝置 .276.5 空調(diào)軟管設(shè)計.29第第 7 7 章章 空調(diào)的自動控制調(diào)節(jié)與保護(hù)空調(diào)的自動控制調(diào)節(jié)與保護(hù) .31317.1 電腦控制自動空調(diào)系統(tǒng)的組成9.317.2 電腦控制自動空調(diào)系統(tǒng)的功能 .337.3 空調(diào)控制策略. .347.4 空調(diào)系統(tǒng)的維護(hù) .35第第 8 8 章章 空調(diào)系統(tǒng)的消聲和隔振空調(diào)系統(tǒng)的消聲和隔振 .36368.1 空調(diào)系統(tǒng)的噪聲源 .368.2 空調(diào)系統(tǒng)的消聲設(shè)計 .378.3 空調(diào)系統(tǒng)的振源 .378.4 空調(diào)

8、系統(tǒng)的隔振設(shè)計 .38第第 9 9 章章 空調(diào)系統(tǒng)的保溫、防腐設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)的保溫、防腐設(shè)計 .39399.1 空調(diào)系統(tǒng)的保溫 .399.2 空調(diào)系統(tǒng)的防腐 .40結(jié)結(jié) 論論 .4141參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) .4242致致 謝謝 .4343I摘 要本設(shè)計的對象是高級車空調(diào)系統(tǒng)。針對高級轎車的特點，本設(shè)計進(jìn)行了一整套空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計，以奧迪 A6 車體結(jié)構(gòu)為例，對空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷計算、空調(diào)方式、設(shè)備選型等設(shè)計計算方法作了詳細(xì)的介紹。根據(jù)氣候參數(shù)和轎車運(yùn)行的特點，用穩(wěn)態(tài)的方法計算出夏季冷負(fù)荷，然后按照計算出來的冷負(fù)荷大小選擇合適的空調(diào)機(jī)組。該轎車采用全功能型空調(diào)裝置，集制冷、除濕、采暖、通風(fēng)、凈化的功能于一體

9、，既可在冬天提供暖氣，又可在夏季提供冷氣，其他季節(jié)還可以進(jìn)行除霧、除霜、調(diào)節(jié)濕度、通風(fēng)、除塵等工作。最后還對空調(diào)系統(tǒng)做了簡單的轎車控制系統(tǒng)、消聲減振設(shè)計、保溫與防腐設(shè)計。關(guān)鍵詞：高級轎車，空調(diào)系統(tǒng)，負(fù)荷IIABSTRACTThis design object is senior car air conditioning system. According to the characteristics of limousines, this design for a set air conditioning system design, with Audi A6 bodywork structu

10、re as an example, to air conditioning system load calculation, air conditioning mode, equipment type selection of the design and calculation method is analyzed in detail. According to climate parameters and cars with the characteristics of the steady-state operation, the method is used to calculate

11、the cooling load of the summer, then according to the calculated the cooling load choose appropriate air conditioning units. This car adopts full functional air-conditioning unit, set refrigeration, desiccant, heating, ventilation, purifying function at an organic whole, can be in already winter hea

12、ting, but also provide provide air conditioning, other summer season and can be fogremoving, defrost, adjust the humidity, ventilation and dust removal, etc. Finally to air conditioning system made simple cars control system, silencing damping design, insulation and anti-corrosion design. KEYWORDS:

13、limousines, load, air conditioning system 1第 1 章 緒論1.1 設(shè)計概況本設(shè)計的主要內(nèi)容就是分別以中南部城市外部氣候條件作為奧迪 a6 轎車運(yùn)行外界條件，再根據(jù)車內(nèi)設(shè)計參數(shù)以及車體結(jié)構(gòu)較完整的為下一步冷負(fù)荷計算做充分準(zhǔn)備。1.2 車外設(shè)計計算參數(shù)在我國中、南部主要城市，夏季的平均最高氣溫為 34.9，平均最高相對濕度為64%，推薦車外空氣設(shè)計溫度：35，相對濕度：65%。冬季氣溫為：0，相對濕度為 55%。綜上所述，對于我國一般地區(qū)而言，車外設(shè)計參數(shù)可以選取干球溫度 35、濕球溫度 24來進(jìn)行計算。1.3 車內(nèi)設(shè)計計算參數(shù)1.3.1 選取原則在確定

14、車內(nèi)設(shè)計參數(shù)時，舒適性無疑是最為重要的前提條件，但同時，還應(yīng)結(jié)合國情和汽車豪華程度。因為車內(nèi)溫度在夏季時取最高限值，在冬季時取低限值，則可大大降低汽車的發(fā)動機(jī)負(fù)荷量，從而提高經(jīng)濟(jì)性，降低汽車運(yùn)行成本，并節(jié)約能源。1.3.2 規(guī)范要求12采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范（GB50019-2003）規(guī)定：舒適性空氣調(diào)節(jié)室內(nèi)計算參數(shù)，應(yīng)符合如下表 1.3 規(guī)定:2表 1.3 舒適性空氣調(diào)節(jié)室內(nèi)計算參數(shù)參數(shù)冬季夏季溫度( C)18242228風(fēng)速（m/s）0.20.3相對濕度（%）30604060工藝性空氣調(diào)節(jié)室內(nèi)溫、濕度基數(shù)及其允許波動范圍，應(yīng)根據(jù)工藝需要及衛(wèi)生要求確定；活動區(qū)的風(fēng)速：冬季不宜大于 0.3

15、m/s,夏季宜采用 0.20.5m/s;當(dāng)室內(nèi)溫度高于 30C 時，可大于 0.5m/s.綜上所述：汽車空調(diào)參數(shù)如下表 1.4 所示。3表 1.4 汽車空調(diào)參數(shù)項 目夏 季冬 季車外溫度（）3535.5-10-20車外相對濕度（%）6555車內(nèi)溫度（）2812車內(nèi)相對濕度（%）40車內(nèi)空氣流速（m/s）0.30.40.150.25車內(nèi)新風(fēng)量m3/（人）112025車內(nèi)噪聲（停車時）dB(A)70757075車內(nèi)外溫差（）57車內(nèi)垂直方向溫差（）251.4 車體計算參數(shù)奧迪 A6L 系一汽-大眾推出的國內(nèi)生產(chǎn)的技術(shù)最先進(jìn)、性能最佳、國情適應(yīng)性最強(qiáng)的高檔豪華商務(wù)車，奧迪 A6 融入了奧迪在全球最先

16、進(jìn)的高科技獨(dú)家技術(shù)，又進(jìn)一步豐富了豪華的配置并賦予其超強(qiáng)的運(yùn)動特性，從設(shè)計到性能無不體現(xiàn)出完美品質(zhì)。其特點是更豪華、更動感、更成熟。豪華主要體現(xiàn)在 BOSE 音響、電視/DVD 和冰箱上，而且都是世界一流名牌產(chǎn)品。更動感體現(xiàn)在運(yùn)動座椅、方向盤上；更成熟體現(xiàn)在奧迪4A6 經(jīng)過多次成功的升級，不僅達(dá)到了一個全新的標(biāo)準(zhǔn)，而且可靠性很強(qiáng)。以奧迪A6L1.8T，乘坐人數(shù)：5 為基本參數(shù)；各基本尺寸如下表：表 1.5 車體的基本尺寸車體長（mm）車體寬（mm）車體高（mm）488619561475表 1.6 車體的基本尺寸車頂長度（mm）車頂寬度（mm）11001050表 1.7 車窗的基本尺寸后擋風(fēng)玻璃

17、寬（mm）后擋風(fēng)玻璃長（mm）8401750前擋風(fēng)玻璃寬（mm）前擋風(fēng)玻璃長（mm）8401750側(cè)門玻璃寬（mm）側(cè)門玻璃長（mm）7002800注意事項：1.夏季空調(diào)新風(fēng)的計算溫度，應(yīng)采用夏季空調(diào)室外計算干球溫度。2.自然通風(fēng)、機(jī)械通風(fēng)，應(yīng)采用夏季通風(fēng)的室外計算溫度和室外計算相對濕度。5第 2 章 負(fù)荷計算2.1 冷負(fù)荷計算13 汽車空調(diào)熱負(fù)荷計算的目的不僅在于可以為車輛空調(diào)系統(tǒng)的合理設(shè)計、選擇和匹配提供基本的依據(jù)，而且在于通過對構(gòu)成熱負(fù)荷的各個組成部分的計算分析，探討各因素對冷負(fù)荷的影響，以尋求減少空調(diào)負(fù)荷的方法和途徑。本設(shè)計中雖然轎車所處的環(huán)境和空間隨時都發(fā)生著變化，其空調(diào)負(fù)荷必將受到

18、各種隨機(jī)因素影響，但是這里僅討論基本情況，因此該空調(diào)熱負(fù)荷的計算采用穩(wěn)態(tài)法進(jìn)行估算。下面根據(jù)提供的基礎(chǔ)計算參數(shù)，如氣候條件、運(yùn)行速度、車體幾何尺寸、車體傳熱系數(shù)、太陽輻射等進(jìn)行空調(diào)負(fù)荷計算。2.1.1 車體傳熱量 一、車體傳熱量 Q 可按下面公式進(jìn)行計算：13Q1=ti 式（2.1）ikF 式中： Ki傳熱系數(shù)； Fi車體各面的面積； ti車體對應(yīng)的內(nèi)外溫差；二、計算過程：鋁合金的傳熱系數(shù)取 3.13W/m C,玻璃傳熱系數(shù)取 3.15 W/m C.客室內(nèi)外溫22差ti為 7 C。由表 1.5、1.6、1.7 的有關(guān)參數(shù)可計算出車體的外表面積為 9.05 m；2車窗面積為 2.94 m；車門玻

19、璃窗面積為 1.96 m；所以，可知材料為鋁合金的面積22為 9.05 m；材料為玻璃的面積為 4.9 m；226車體的熱量計算可按材料為鋁合金和玻璃來計算：1、材料為鋁合金的傳熱量 Q11可按 2.1 公式計算為：Q11=3.139.057=198.28W 2、材料為玻璃的傳熱量 Q12按 2.1 公式計算為：Q12=3.154.97=108.04W所以，車體的傳熱量 Q1為 Q11和 Q12之和，即：Q1= Q11+ Q12=198.28+108.04=306.32W2.1.2 太陽輻射得熱量一、太陽輻射熱量的一部分可以計算在窗的傳熱中，另一部分計算在車窗的透射中。車窗的太陽輻射透射作用引

20、起的得熱量 Q 可按下面公式進(jìn)行計算：2 Q2=IFcS 式(2.2)I輻射強(qiáng)度，單位為 W/m；2透光系數(shù)；Fc車窗的面積； S遮陽系數(shù)；二、計算過程： 以重慶夏季的輻射強(qiáng)度 I 為 46.7 W/m為例；透光系數(shù)取 1；車窗面積前面2已經(jīng)計算出來，F(xiàn)c為 4.9 m；無遮陽時，遮陽系數(shù) S 取 1；2 上面這些參數(shù)，代入公式 2.2 便可以計算出太陽輻射得熱量 Q ，即：2Q2=46.714.91=228.8W2.1.3 計算車內(nèi)人員散熱量一、車內(nèi)人員的散熱量可按下面公式來計算： Q =q nc 式(2.3)3rq 成年男子散熱量；rn車廂的人員數(shù)；c群集系數(shù)；二、計算過程：7由 UIC5

21、53-2004汽車通風(fēng)、取暖與空調(diào)可得，車內(nèi)溫度為 27 C 時，成年男子的散熱量 q =115W；r 由上面各參數(shù)按公式 2.3 可計算出車內(nèi)人員散熱量，即：Q3=11550.955=549.13W2.1.4 計算設(shè)備散熱量車內(nèi)主要散熱設(shè)備有主輔發(fā)動機(jī)室、空調(diào)送風(fēng)機(jī)的熱量。設(shè)備散熱量可按下面公式來計算：Q4=KF1FF1(tF1-tB) 式（2.4）式中 下角 F1指主發(fā)動機(jī)；FF1指主發(fā)動機(jī)室體積；tF1主發(fā)動機(jī)室的空氣溫度，一般比室外溫度高 20；tB室外溫度；K傳熱系數(shù)；車內(nèi)電動機(jī)等用電設(shè)備發(fā)熱量為Q5=1000P式（2.5）式中 P用電器功率單位為 kW二、計算過程：一般取 K=11

22、W/（m2*K）；用電器功率一般取 1.1kW;把這兩個參數(shù)代入公式2.4，2.5 就可以得到：Q4=111820=396WQ5=10001.1=1100W2.1.5 新風(fēng)傳入車廂的熱量:一、新風(fēng)入車廂的熱量可按下式計算：QV1=0.28nV（hH -hB）8式（2.6）式中 n乘員數(shù)； V按人體衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，每人每小時需要的新風(fēng)量，單位為 m3/（h人）； 空氣密度，當(dāng) tH=35時，=1.146kg/ m3； hH、hB車內(nèi)外空氣比焓值。 QV2=0.28VL（hH -hB）式（2.7）式中 V 漏風(fēng)量 L車門、車窗縫隙長 空氣密度，當(dāng) tH=35時，=1.146kg/ m3；hH、hB車內(nèi)外

23、空氣比焓值。 二、計算過程：取 n=5，V 取 30 m3/（h人），=1.146kg/ m3，根據(jù)室內(nèi)溫度 28，室外溫度35，相對濕度 50%查得車內(nèi)比焓值為 59h/kJkg-1，車外比焓值為 80h/kJkg-1；據(jù)有關(guān)資料介紹，當(dāng)汽車車速為 40km/h，縫隙寬為 1.5mm 時，漏風(fēng)量為 10m3/（hm）；當(dāng)縫隙寬增大為 3mm 時，漏風(fēng)量為 17 m3/（hm）。取 V為 70m3/（hm）；取 L為 10mm；根據(jù)公式 2.6,2.7 可得 QV1=0.285301.14621=1010.77W QV2=0.2870101.14621=4692.2W Q6= QV1 +QV2

24、=5702.97W總的熱量Q= Q1+ Q2+ Q3+ Q4+Q5+Q6=306.32+228.8+549.13+396+1100+5702.97=8.3KW三、各種計算熱量值統(tǒng)計如下表 2.1：9表 2.1 熱量匯總表總熱量（KW）8.3KW2.2 濕負(fù)荷計算濕負(fù)荷是指空調(diào)車廂內(nèi)的濕源（主要指人體散濕、食品或其他物料的散濕、室外空氣帶入的濕量等）向室內(nèi)的散濕量，也就是維持室內(nèi)含濕量恒定需從車廂內(nèi)除去的濕量。本設(shè)計只考慮車體內(nèi)乘員的散濕量。查表可知，在 27下，一成年男子的散熱濕量為 75g/h，因設(shè)定乘客數(shù)為 5；故：車體內(nèi)總濕量為 Qs=75n=755=375g/h2.3 車室內(nèi)采暖耗熱量

25、計算7夏季汽車室內(nèi)由于有各種熱源，使車室內(nèi)產(chǎn)生熱量，為了消除熱量，需要采用制冷裝置產(chǎn)生制冷量，形成用以平衡熱量的冷負(fù)荷。冬季情況恰恰相反。由于車外環(huán)境的空氣溫度低，車內(nèi)溫度高，車室內(nèi)外存在溫差，必然由高溫向低溫傳熱。若沒有隔熱維護(hù)措施和補(bǔ)充熱量，最終結(jié)果使車內(nèi)外溫度相等，影響了車內(nèi)的舒適性。因此，必須向車內(nèi)補(bǔ)充加熱量，平衡車內(nèi)的耗熱量，這就形成了汽車空調(diào)的熱負(fù)荷。Qh=Qa+Qb+Qc+Qd+Qe+Qp+Qf式中 Qh汽車空調(diào)耗熱量，單位為 W； Qa車身頂部耗熱量，單位為 W； Qb玻璃窗、門耗熱量，單位為 W； Qc車身裙部耗熱量，單位為 W；車體傳熱量 Q1 (W)輻射得熱量 Q2 (W

26、)人體散熱量 Q3 (W)設(shè)備散熱量 Q4+Q5(W)新風(fēng)入車廂的熱量 Q6（W）306.32228.8549.1314965702.9710 Qd車室內(nèi)地板耗熱量，單位為 W； Qe冷空氣滲透耗熱量，單位為 W； Qp車室內(nèi)乘員人體散熱量，單位為 W； Qf汽車前風(fēng)窗除霜耗熱量，單位為 W；2.3.1 車身頂部耗熱量車身頂部耗熱量 Qa按下式計算 Qa=KaFata式中 Ka車身頂部傳熱系數(shù)，單位為 W/(m2*K)；Fa 取 Fa車身頂部傳熱面積，單位（m2）； ta車室內(nèi)外空氣溫差，單位；車內(nèi)頂部溫度取 21 ，車外空氣溫度取 5。鋁合金的傳熱系數(shù)取3.13W/m C,玻璃傳熱系數(shù)取 3

27、.15 W/m，F(xiàn)a取 9.05 m；222計算過程如下： Qa=3.13*9.05*16=453W2.3.2 玻璃門、窗耗熱量玻璃門、窗耗熱量 Qb按下式計算 Qb=KbFbtb式中 Fb玻璃窗、門傳熱總面積，單位為 m ；2 Kb玻璃窗、門傳熱系數(shù)，一般取 Kb=6.4W/(m2*K)； tb車室內(nèi)外空氣溫差，單位為； Kb取 6.4 W(m2*K)，F(xiàn)b取 4.9 m ，室內(nèi)外溫差取 16；2計算過程如下： Qb=6.4*4.9*16=501WQc已經(jīng)包含在 Qa中；Kd一般取 8.14W/(m2*K)，td取 3 ，F(xiàn)d取 3.5 m2同理可得 Qd=8.14*3.5*3=85W；11

28、2.3.3 冷空氣滲透耗熱量冷空氣滲透耗熱量 Qe按下式計算Qe=0.28*Gecte式中 Ge新風(fēng)量和漏泄風(fēng)量，單位為 m3/h； 空氣密度，取為 1.29kg/ m3； C空氣比熱容，取為 1.0051.009KJ/（kg*）； te室內(nèi)外溫差，單位； 計算過程如下：取 Ge為 170m3/h， 為 1.29kg/ m3，c 取 1.005 KJ/（kg*），te取 16故： Qe=0.28*170*1.29*1.005*16=987W；2.3.4 汽車前風(fēng)窗除霜耗熱量 汽車前風(fēng)窗除霜耗熱量 Qf按下式計算 Qf=0.28*Gfctf式中 Gf除霜風(fēng)量，單位為 m3/h。其他與 Qe計算式

29、中相同計算過程：Gf取 20m3/h， 為 1.29kg/ m3，c 取 1.005 KJ/（kg*），tf取 16； Qf=0.28*20*1.29*1.005*16=90W；2.4 采暖耗熱量匯總采暖耗熱量 Qh=Qa+Qb+Qc+Qe+Qf=453+501+987+90=2.03KW；12第 3 章 空調(diào)方案的確定3.1 確定空調(diào)方案汽車空調(diào)是空氣調(diào)節(jié)工程的一個重要分支，是空氣調(diào)節(jié)技術(shù)在汽車上的應(yīng)用，是創(chuàng)造車室內(nèi)舒適環(huán)境的技術(shù)。同時也是伴隨著汽車技術(shù)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，且將隨著汽車工業(yè)的發(fā)展進(jìn)一步完善。目前汽車空調(diào)已成為提高汽車乘坐舒適性的一種重要手段，并被廣大汽車制造商及乘客所認(rèn)可，

30、汽車空調(diào)裝置正成為乘用車和商用車得重要標(biāo)準(zhǔn)配置之一。1.奧迪 A6 轎車空調(diào)系統(tǒng)方案奧迪 A6 轎車室內(nèi)環(huán)境特點：跟大部分高級轎車一樣，奧迪 A6 室內(nèi)空間也是有限的，人均占有空間也是不大的。因此室內(nèi)空氣質(zhì)量相對較差，需要空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)來改善車內(nèi)的環(huán)境，達(dá)到令用戶滿意的乘坐舒適性要求。在影響舒適性因素中溫度、濕度、清潔度和新鮮空氣量等對乘客的影響最大。2.空調(diào)設(shè)計方案本車空調(diào)系統(tǒng)采用全功能型空調(diào)系統(tǒng)，控制系統(tǒng)采用手動與自動于一體的全自能化控制系統(tǒng)。壓縮機(jī)采用由主機(jī)直接帶動的方式，即非獨(dú)立式，工作方式選擇為連續(xù)運(yùn)行式。采用整體式風(fēng)箱，將蒸發(fā)器芯、加熱器芯、風(fēng)機(jī)和各種風(fēng)門裝在一個殼體內(nèi)。裝在儀表板下

31、方，冷暖系統(tǒng)同時工作。并采用內(nèi)外混合循環(huán)方式利用混合空氣循環(huán)。冷凝器布置在車頭水箱前面。蒸發(fā)器采用儀表板式，儲液缸安裝在冷凝器旁邊。3.方案論證全功能型汽車空調(diào)集制冷、除濕、采暖、凈化于一體，既可供冷氣，又可供暖氣，還可進(jìn)行通風(fēng)、除塵。冷暖分開型和冷暖合一型的缺點是冷風(fēng)機(jī)只能降溫、除濕，不能調(diào)節(jié)送風(fēng)的相對濕度。夏季，當(dāng)車內(nèi)需要冷風(fēng)時，風(fēng)機(jī)吸入外界的濕熱空氣，經(jīng)過蒸發(fā)器的冷卻、除濕，變成冷風(fēng)送入車內(nèi)。然而，這種脫去冷凝水而吹出來的冷風(fēng)，盡管13絕對含濕量減少了，但相對濕度卻在 95%以上，這種冷而濕的風(fēng)吹到乘員身上，并不舒適；因此必須設(shè)法在冷風(fēng)吹出來之前降低其相對濕度。簡單的辦法就是將冷卻除濕后

32、的空氣適當(dāng)加熱，如圖 3.1，在蒸發(fā)器和加熱器之間設(shè)置了一個可以連續(xù)調(diào)節(jié)的混合風(fēng)門。從蒸發(fā)器流出來的空氣可以隨混合風(fēng)門的開閉，部分或全部通過加熱器。流過加熱器和不流過加熱器的空氣先混合，再經(jīng)風(fēng)門送出。夏季，可以通過調(diào)節(jié)混合風(fēng)門的開度來調(diào)節(jié)冷濕空氣的再加熱程度。冬季可以通過調(diào)節(jié)混合風(fēng)門的開度調(diào)節(jié)暖風(fēng)的溫度。混合風(fēng)門的設(shè)置大大改善了對空氣相對濕度的調(diào)節(jié)能力。4、空氣處理過程全功能型空調(diào)空氣處理圖 3.1.4 14第 4 章 確定送風(fēng)溫差、送風(fēng)狀態(tài)，計算送風(fēng)量4.1 確定送風(fēng)溫差送風(fēng)溫差是根據(jù)室溫允許波動范圍（即恒溫精度）選取的，由參考文獻(xiàn)可得送5風(fēng)溫差與室溫允許波動范圍之間的關(guān)系，見表 4.1.表

33、 4.1 送風(fēng)溫差室內(nèi)允許波動范圍送風(fēng)溫差0.1-0.22-30.53-61.06-10人工冷源：151.0天然冷源：可能的最大值 本設(shè)計中對空調(diào)精度要求不高，所以對送風(fēng)溫差也無嚴(yán)格控制，為減少能耗，采用露點送風(fēng)方式。4.2 新風(fēng)量計算13一、新風(fēng)量通常應(yīng)滿足下面三個條件：1、衛(wèi)生要求；2、補(bǔ)充局部排風(fēng)量；3、保證車內(nèi)的正壓；在全空氣系統(tǒng)中，通常取上述要求計算出新風(fēng)量中的最大值做為系統(tǒng)的最小新風(fēng)量。如果計算所得的新風(fēng)量不足系統(tǒng)送風(fēng)量的 10，則取系統(tǒng)送風(fēng)量的 10。二、新風(fēng)量計算公式： Gx=ngx 式(4.1)式中：Gx新風(fēng)量 m3/h；15n人數(shù)；gx人員所需最小新風(fēng)量 m/h人；三、計算

34、過程 車廂內(nèi)的定員人數(shù)為 5 人；查找有關(guān)圖表，取最小風(fēng)量為 20m/h人；將數(shù)值代入公式(4.1)就可以得出新風(fēng)量：Gx=520=100m/h4.3 夏季送風(fēng)狀態(tài)和送風(fēng)量一、具體步驟：1、在 h-d 圖上找出夏季室內(nèi)空氣狀態(tài)點 N；2、根據(jù)計算出的夏季室內(nèi)冷負(fù)荷 Q 和濕負(fù)荷 W 計算出熱濕比 =Q/ W ，再通過11N 點畫出過程線 ；3、確定夏季室外狀態(tài)點 W ；4、采用露點送風(fēng)，過程線 與=90%線的交點 s 即為送風(fēng)狀態(tài)點；5、按下式計算送風(fēng)量kg/s 式（4.2）1000ddWhhQGSNNsS6、根據(jù)新風(fēng)量的確定原則，求出新風(fēng)量 Gx；7、求出回風(fēng)量 Gh，Gh=Gs-Gx；8、

35、求出新、回風(fēng)的混合點 M，它應(yīng)在 W 與 N 的連線上，M 點焓值計算公式如下：；sNhWXMGhGhGh9、計算新風(fēng)負(fù)荷：Qx=Gx(hW-hN)；10、空調(diào)機(jī)的總耗冷量：Q 總=Q+Qx；二、計算的具體過程： 確定全空氣系統(tǒng)夏季送風(fēng)狀態(tài)和送風(fēng)量。房間冷負(fù)荷 Q=8.3kw,濕負(fù)荷Wx=0.1g/s；1、在圖 4-1 中，根據(jù)根據(jù) tn=27及n=50%確定室內(nèi)狀態(tài)點 N，hN=58kJ/kg；2、熱濕比 =Q/W1=8.31000/0.1=83000；3、根據(jù)夏季空調(diào)室外計算干球溫度 td=36.5和夏季空調(diào)室外計算濕球溫度ts=27.3,確定室外狀態(tài)點 W ,hw=85kJ/kg；164

36、、過 N 點畫出過程線 =83000 與=90% 的相對濕度線相交于 s 點,s 點即為送風(fēng)狀態(tài)點得 ts=19.2,hs=48.5kJ/kg；5、送風(fēng)量 MS=Q/（hN-hs）=8.3/（58-48.5）=0.045kg/s；換算一下，取此時空氣的密度為 1.29kg/m ，則 MS=0.0451.293600=208m /h；33圖 4.1 全空氣夏季空氣處理 h-d 圖4.4 新風(fēng)負(fù)荷計算一、夏季空調(diào)新風(fēng)冷負(fù)荷計算公式：Q5=Gx(hw-hn) 式(4.3) 式中：Q5夏季新風(fēng)冷負(fù)荷 kw； Gx新風(fēng)量 kg/s； hw室外空氣焓值 kJ/kg； hn室內(nèi)空氣焓值 kJ/kg：二、計算

37、過程： 新風(fēng)量前面已經(jīng)計算出來為 100m/h，換算一下為 0.02kg/s；室外和室內(nèi)空氣焓值前面已經(jīng)通過計算和查表得出為：hw = 85kJ/kg，hN=58kJ/kg；將數(shù)值代入公式 4.3，便可以得到：Q5=0.02（85-58）=0.54kw.三、回風(fēng)量的計算：回風(fēng)量的計算公式為 Gh= MS-Gx；則回風(fēng)量 Gh= MS-Gx=202-100=102m3/h四、求混合點 M 的比焓值17kgkj /4.712028510285100MhGhGhsNhWXM4.5 送風(fēng)量、新風(fēng)量及新風(fēng)負(fù)荷、總負(fù)荷匯總前面已經(jīng)計算出送風(fēng)量 Ms=202m3/h；新風(fēng)量 Gx=100m3/h；新風(fēng)負(fù)荷

38、Q5=0.54 KW；總負(fù)荷 Q =8.3 kw；制成表格如上表 4.2，與負(fù)荷計算中新風(fēng)符合相差不大，在總誤差允許范圍內(nèi)，說明計算正確。如下表 4.2。表 4.2 風(fēng)量以及負(fù)荷總匯送風(fēng)量（m3/h）新風(fēng)量（m3/h）新風(fēng)負(fù)荷（KW）總負(fù)荷（KW）2021000.548.318第 5 章 空調(diào)設(shè)備的選型5.1 空調(diào)設(shè)備的主要性能一、冷量 空調(diào)系統(tǒng)的冷量，應(yīng)根據(jù)所服務(wù)空間的同時使用情況、系統(tǒng)的類型及調(diào)節(jié)方式，按客室逐時冷負(fù)荷的綜合最大值和客室夏季負(fù)荷的累積值確定，并應(yīng)計入新風(fēng)冷負(fù)荷以及風(fēng)管引起的附加冷負(fù)荷。二、風(fēng)量 滿足根據(jù)設(shè)計計算得出的送風(fēng)量和送風(fēng)狀態(tài)，此外，還要滿足對新風(fēng)量的要求。三、機(jī)外余

39、壓 機(jī)組的機(jī)外余壓應(yīng)能滿足克服風(fēng)管的沿程阻力損失，局部阻力損失以及出口動壓損失之和的要求。在考慮了設(shè)計計算和安裝過程中可能造成的、漏風(fēng)所形成的附加壓力損失等因素，因此在一般的通風(fēng)空調(diào)工程中，機(jī)組的機(jī)外余壓宜考慮 10%15%的附加值。5.2 空調(diào)設(shè)備的選擇5.2.1 壓縮機(jī)的選型計算及其他部件的選擇131.確定壓縮機(jī)的的排氣壓力，吸氣壓力，排氣比焓及溫度(1) 在這里忽略壓縮機(jī)吸氣管路和排氣管路的壓力損失，根據(jù)任務(wù)書中的已知條件可知制冷劑 R134a 在額定空調(diào)工況下壓縮機(jī)的吸氣壓力和排氣壓力分別為： Pd=1700Kpa PS= 349.63KPa。(2) 根據(jù) PS 和 ts，查表 R13

40、4a 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=405.97KJ/Kg，比體積 s=0.05976m3/Kg，比熵 SS=1.737KJ/(KgK)。19(3)根據(jù) PS 和 SS，查 R134a 過熱蒸氣的熱力性質(zhì)表得：壓縮機(jī)等比熵壓縮制冷劑比焓hd，s=435.58 KJ/Kg。(4)額定空調(diào)工況下壓縮機(jī)的指示效率 i為：i=Te/Tc+b*te=(5+273.15)/(60.5+273.15)+0.0025=0.844(5)額定工況下，壓縮機(jī)的排氣比焓為：hd=hs+(hd,shs)/i=405.97+(435.58405.97)/0.844=441.05KJ/Kg(6)根據(jù)

41、Pd和 hd，查 R134a 過熱蒸氣的熱力性質(zhì)表得：額定工況下壓縮機(jī)的排氣溫度td=71.4。2.計算額定空調(diào)工況制冷系統(tǒng)所需制冷量(1) 根據(jù)以知條件，膨脹閥前制冷劑液體溫度 t4,為：t4,=tctsc=60.55=55.5。(2)蒸發(fā)器出口制冷劑氣體溫度為：t1=te+tsh=5+5=10。(3)按 t4,查表有：蒸發(fā)器進(jìn)口制冷劑比焓 h5,=h4,=280.67KJ/Kg，按 t1和 Pe查表有：蒸發(fā)器出口制冷劑比焓 h1=hs=405.97KJ/Kg。(4)在額定空調(diào)工況下，蒸發(fā)器的單位制冷量 qe,s 為：qe,s=h1h5,=405.97280.67=125.3KJ/Kg。(5

42、)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，計算是應(yīng)留有一定的余量，以考慮實際情況與車廂熱負(fù)荷平衡是可能存在的差距。設(shè)該余量為 10%，則制冷系統(tǒng)所需制冷量 Qe,s為： Qe,s=1.1Qs=1.18300W=9130W3.將額定空調(diào)工況下制冷系統(tǒng)所需制冷量換算成壓縮機(jī)所需制冷量(1)額定空調(diào)工況下制冷系統(tǒng)所需制冷劑的單位質(zhì)量流量 qm,s 為： qm,s=Qe,s/qe,s=9130/125.3=0.0728Kg/s(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,c=hsh5/=405.97280.67=125.30KJ/Kg(3)額定空調(diào)工況下壓縮機(jī)的單位體積制冷

43、量 qv,c 為：qv,c=qe,c/s=125.30/0.05976=2096.72KJ/m3(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：20 qm,c=qm,s=0.0728Kg/s。 該工況壓縮機(jī)所需制冷量 Qe,c=qe,cqm,c=125.300.0728=9.12Kw。4.將額定空調(diào)工況下壓縮機(jī)制冷量換算成測試工況壓縮機(jī)制冷量(1) 壓縮機(jī)的測試工況條件：制冷劑冷凝溫度 tc,t=60.5;制冷劑的蒸發(fā)溫度 te,t=5;膨脹閥前制冷劑液體過冷度tsc,t=0;壓縮機(jī)的吸氣溫度 ts,t=t1=7;壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速n=1

44、800r/min;不考慮壓縮機(jī)吸氣管路及排氣管路的壓降。(2)根據(jù)制冷劑的蒸發(fā)溫度 te,t和冷凝溫度 tc,t，查 R134a 飽和狀態(tài)下的熱力性質(zhì)表，得測試工況下制冷劑的蒸發(fā)壓力和冷凝壓力分別為：Pe,t=349.63KpaPc,t=1700KPa 壓縮機(jī)吸氣壓力 Pst=pe,t =349.63KPa.壓縮機(jī)的排氣壓力 Pd,t=Pc,t =1700KPa。(3)根據(jù) ts,t 和 Ps，t，查表有壓縮機(jī)測試工況下吸氣比焓 hst=402.0KJ/Kg，吸氣比體積st=0.05881m3/Kg，吸氣比熵 Ss,t=1.724KJ/(KgK)。(4)根據(jù)膨脹閥前制冷劑液體溫度 t4=tc,

45、t-tsc,t=60.5，查表得膨脹閥前制冷劑液體比焓 h4=288.72KJ/Kg。(5)測試工況壓縮機(jī)的單位質(zhì)量制冷量：qe.t=hs.t-h4=402.0-288.72=113.28 KJ/Kg。(6)測試工況壓縮機(jī)單位體積制冷量 qv,t 為：qv,t=qc，t/st=113.28/0.05881=1926.20KJ/m3。(7)由于額定空調(diào)工況下和測試工況下的冷凝壓力(冷凝溫度)蒸發(fā)壓力(蒸發(fā)壓力)，排氣壓力及吸氣壓力均可相同，則兩種工況壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)也相同，即：t=c。于是所選壓縮機(jī)在測試工況下所需制冷量是： Qe,t=Qe,c(t/c)(qv,t/qv,c)=9.1211926

46、.20/2096.72=8.38Kw。5.測試工況壓縮機(jī)所需制冷劑單位質(zhì)量流量 qm,t 為qm,t=Qe,t/qe,t=8.38/113.28=0.0739Kg/s。6.確定測試工況下壓縮機(jī)所需軸功率(1)根據(jù) Pd,t 和 Ss,t，查表得壓縮機(jī)等比熵壓縮下的制冷劑比 hd,s=434.08KJ/Kg，制冷劑溫度 td,s=66.25。(2)測試工況下壓縮機(jī)單位等比熵壓縮功 Wts,t 為： Wts,t=hd,shs,t=434.08402.0=32.08KJ/Kg。(3)測試工況下壓縮機(jī)的理論等比熵功率 Pts,t為：Pts,t=Wts,tqm,t=32.080.0739=2.364Kw

47、。(4)測試工況壓縮機(jī)指示效率 i,t為：21 i,t=Te,t/Tc,t+bte,t=(5+273.15)/(60.5+273.15)+0.0025=0.844。(5)測試工況壓縮機(jī)指示功率 Pi,t為：Pi,t=Pts,t/i,t=2.364/0.844=2.8006Kw。(6)測試工況下壓縮機(jī)摩擦功率 Pm,t為：Pm,t=1.3089D2SinPm10-5=1.3089(25.410-3)2 28.110-37 18000.5010510-5=0.1495Kw。(7)測試工況下，壓縮機(jī)所需軸功率 Pe,t 為：Pe,t=Pi,t+Pm,t=2.8006+0.1495=2.95KW。7.

48、根據(jù)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速 n 的指定值和 Qe,t，Pe,t，qm,t 的計算結(jié)果粗選擇壓縮機(jī)的型號 當(dāng) Qe,t=8.38KW，qm,t=0.0739Kg/s 時，壓縮機(jī)氣缸工作容積大約在 160cm3左右，試選取壓縮機(jī)型號是 7SB16。根據(jù)壓縮機(jī)的計算，查其產(chǎn)品使用說明書知理論排氣量 Vth=161cm3/r；制冷量可達(dá) Qet=6KW；質(zhì)量輸氣量 qmr,t=0.080866Kg/s0.07039Kg/s；壓縮機(jī)的軸功率Pe,t=1.8062.1095KW。 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 7SB16 型壓縮機(jī)的質(zhì)量輸氣量大于計算結(jié)果，壓縮機(jī)軸功率小于計算結(jié)果，

49、在制冷量上也基本符合要求，是能與所指定的車用空調(diào)系統(tǒng)相匹配的。該壓縮機(jī)具體參數(shù)如下表 5.2.1：表 5.2.1 壓縮機(jī)具體參數(shù)排量 cm3/r缸數(shù)缸徑mm行程mm最高轉(zhuǎn)速 r/min制冷劑冷凍機(jī)油161528.6928.19200R134aND-8250cc其他部件根據(jù)系統(tǒng)匹配選擇類型如表 5.2.222表 5.2.2 各個部件類型冷凝器平行流冷凝器儲液干燥器吸氣式儲液干燥器蒸發(fā)器層疊式蒸發(fā)器電子膨脹閥H 型膨脹閥23第 6 章 空調(diào)通風(fēng)與凈化裝置由于汽車車廂比一般居室窄小得多，并且車廂內(nèi)乘員密度大，呼吸排出的 CO2、蒸發(fā)的汗液、吸煙的煙霧以及從車外進(jìn)入的灰塵等很容易使車廂內(nèi)的空氣污濁，對

50、人體健康造成危害。即使車廂內(nèi)的溫度和濕度合適，也不能消除污濁空氣進(jìn)入帶來的不舒適感，因此對車廂內(nèi)進(jìn)行通風(fēng)換氣是十分必要的。在空調(diào)汽車車廂里，經(jīng)過處理的空氣由送風(fēng)口進(jìn)入車廂，與車廂里的空氣進(jìn)行熱交換后經(jīng)回風(fēng)口排出?？諝獾倪M(jìn)入或排出，必然引起車廂內(nèi)空氣的流動。因此，空調(diào)汽車除了要有合適的空氣溫度和相對濕度外，還應(yīng)對空氣溫度與風(fēng)速的均勻程度，也就是對車廂里的溫度場和速度場有一定的要求。車廂里的溫度場、速度場受車廂內(nèi)氣流流動狀況和分布情況的影響很大，必須合理地組織車廂內(nèi)空氣的流動，使車廂里空氣的溫度、濕度、流速符合人體工程學(xué)要求。通常把對車廂里氣流流動和分布的控制稱為氣流組織。氣流組織的任務(wù)是合理地組

51、織室內(nèi)空氣的流動，使室內(nèi)空氣的溫度、濕度、流速等能更好地滿足工藝工程和符合人們的舒適感覺。 氣流組織合理與否，與送風(fēng)口和回風(fēng)口的位置、形式、大小、送風(fēng)氣流的流態(tài)和運(yùn)動參數(shù)(主要指送風(fēng)溫差、送風(fēng)口直徑、送風(fēng)速度等)、車廂等多種因素有關(guān)。其中送風(fēng)口的形式、結(jié)構(gòu)及送風(fēng)管道的設(shè)計與布置合理與否，對車廂內(nèi)氣流組織的影響較大。 通風(fēng)裝置的作用是在汽車運(yùn)行中從車外引入一定量的新鮮空氣，并將車內(nèi)的污濁空氣排出車廂外，同時還可以防止風(fēng)窗玻璃起霧。工作區(qū)的風(fēng)速也是影響舒適的一個重要因素。在溫度較高的場所通常可以用提高風(fēng)速的辦法來改善熱舒適環(huán)境。但是大風(fēng)速通常是令人厭煩的，實驗表明，風(fēng)速在0.5m/s 以下時，人沒

52、有太明顯的感覺。各國的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)或手冊中對工作區(qū)的風(fēng)速都有規(guī)定。我國規(guī)范規(guī)定：舒適性空調(diào)冬季室內(nèi)風(fēng)速不應(yīng)大于 0.2m/s，夏季不應(yīng)大于0.3m/s；工藝性空調(diào)冬季室內(nèi)風(fēng)速不宜大于 0.3m/s，夏季宜采用 0.20.5m/s，當(dāng)室內(nèi)溫度高于 30時，可大于 0.5m/s。246.1 送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計原則在設(shè)計送風(fēng)系統(tǒng)時，要注意送風(fēng)溫度與送風(fēng)溫差，送風(fēng)方式和送風(fēng)口型式的選取。具體要求如下：送風(fēng)溫度與送風(fēng)溫差1.送風(fēng)溫度：夏季為了防止送風(fēng)口附近產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象，一般應(yīng)使送風(fēng)干球溫度高于室內(nèi)空氣的露點溫度 23.2.送風(fēng)溫差：空調(diào)系統(tǒng)夏季的送風(fēng)溫差，應(yīng)根據(jù)送風(fēng)方式、風(fēng)口類型、安裝高度、氣流路線長度、貼附情

53、況等因素確定。在滿足舒適或工藝要求的前提下，送風(fēng)溫差應(yīng)盡量加大；工藝性空調(diào)的送風(fēng)溫差，一般按表 6.1 確定。一般舒適性空調(diào)的送風(fēng)溫差，宜根據(jù)以下原則確定：送風(fēng)高度 H5m 時，送風(fēng)溫差t10；送風(fēng)高度 H5m 時，送風(fēng)溫差t15；當(dāng)送風(fēng)高度大于 10m 時，應(yīng)按計算確定。表 6.1 工藝性空調(diào)的推薦送風(fēng)溫差表室內(nèi)允許波動范圍（）送風(fēng)溫差（）備注11516100.536控制區(qū)域處于下送氣流的擴(kuò)散區(qū)時，送風(fēng)溫差應(yīng)通過計算確定二、送風(fēng)方式和送風(fēng)口型式1、室內(nèi)對溫濕差的區(qū)域偏差無嚴(yán)格要求時，宜采用百葉風(fēng)口或條縫型風(fēng)口進(jìn)行側(cè)送；當(dāng)室溫允許波動范圍1時，側(cè)送氣流宜貼附；當(dāng)室溫允許波動范圍0.5時，側(cè)送氣

54、流應(yīng)貼附。2、當(dāng)空調(diào)房間內(nèi)的設(shè)備對側(cè)送氣流有一定阻擋或單位面積送風(fēng)量過大，致使工作區(qū)的風(fēng)速超出要求范圍時，不宜采用側(cè)送。3、當(dāng)室內(nèi)單位面積送風(fēng)較大，且有吊平頂可供利用時，宜采用圓型、方型或條縫型散流器下送，或采用孔板下送。4、當(dāng)單位面積送風(fēng)量很大，而工作區(qū)又需要保持較低風(fēng)速或?qū)^(qū)域溫差有嚴(yán)格要求時應(yīng)采用孔板送風(fēng)。255、室溫允許波動范圍等于或大于 1時，宜采用噴口送風(fēng)。噴口送風(fēng)時的送風(fēng)溫差宜取 812。6、當(dāng)送風(fēng)量很大，無法安排過多的送風(fēng)口，或需要直接向工作區(qū)送風(fēng)時，宜采用旋流風(fēng)口送風(fēng)。7、當(dāng)室內(nèi)的散熱量較大時，且產(chǎn)熱設(shè)備的上部帶排熱裝置時，宜采用地板下送風(fēng)。8、變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)末端裝置，

55、在風(fēng)量改變時應(yīng)保證室內(nèi)氣流分布不受影響，并滿足空調(diào)區(qū)的溫度、風(fēng)速的基本要求。9、選擇低溫送風(fēng)口時，應(yīng)使送風(fēng)口表面溫度高于室內(nèi)空氣露點溫度 12.10、側(cè)送風(fēng)口的設(shè)置，宜沿室內(nèi)平面中的短邊分布；當(dāng)室內(nèi)的進(jìn)深很長時，宜采用雙側(cè)對送，或沿長邊布置風(fēng)口。11、本設(shè)計采用無風(fēng)道綜合通風(fēng)送風(fēng)方式，在儀表板及車后部設(shè)計送風(fēng)口，使溫度更加均勻。綜合通風(fēng)雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但省電，經(jīng)濟(jì)好，運(yùn)行成本低。特別是在春秋季節(jié)的天氣，用動壓通風(fēng)導(dǎo)入涼爽的外氣，以取代制冷系統(tǒng)工作，同樣可以保證舒適性要求。6.2 氣流組織方式 轎車空調(diào)對車內(nèi)的溫、濕度有一定的精度要求。除要求有均勻、穩(wěn)定的溫度場和速度場外，有時還要控制噪聲水平和含

56、塵濃度。這些都直接受氣流流動和分布狀況的影響。這些取決于送風(fēng)口結(jié)構(gòu)形式、尺寸、送風(fēng)的溫度、速度和氣流方向、送風(fēng)口的位置等。應(yīng)根據(jù)空調(diào)要求，結(jié)合汽車結(jié)構(gòu)特點和設(shè)備布置條件，合理地確定氣流組織形式，按照送回風(fēng)口位置的互相關(guān)系和氣流方向設(shè)計氣流組織形式。本設(shè)計采用中送風(fēng)中回風(fēng)氣流流型，此種方式具有明顯的節(jié)能效果氣流分布如圖 6.226圖 6.2 客室內(nèi)氣流組織分布圖6.3 風(fēng)口的選擇一、送風(fēng)口空調(diào)設(shè)計中，無論是供冷風(fēng)還是供熱風(fēng)，最終都要用風(fēng)口形式把冷（熱）風(fēng)送至被空氣調(diào)節(jié)的區(qū)域。因此，正確選擇風(fēng)口是十分重要的。奧迪 a6 送風(fēng)口的選擇與布置受到車體內(nèi)的空間與視覺美觀的限制，同時還要盡可能保證良好的氣

57、流組織。風(fēng)口有多種不同形式，最常用的大致為類：側(cè)送風(fēng)噴射式送風(fēng)口、車內(nèi)座椅誘導(dǎo)式送風(fēng)口。二、本設(shè)計中的送風(fēng)口如圖 6.3：風(fēng)口布置圖 6.3桶型出風(fēng)口，經(jīng)濟(jì)而簡單。通常有一套可動的葉片和軸，整體可以繞軸轉(zhuǎn)動。風(fēng)口與空調(diào)處理機(jī)組、蒸發(fā)器+加熱器+風(fēng)機(jī)組成一個部件，裝在車內(nèi)儀表板下方，通過格柵27中轉(zhuǎn)動片可調(diào)節(jié)風(fēng)量、風(fēng)向，并借助風(fēng)扇的速度調(diào)節(jié)、控制風(fēng)速和風(fēng)量。葉片間距會影響到對氣流的限制和渦流損失，一般要求在 4 到 12mm 之間。大于 12mm 或小于4mm，則需要進(jìn)行 CFD 分析。為了保持各個出風(fēng)口風(fēng)量的均衡性，每個出風(fēng)口的面積差異不應(yīng)超過 3cm2。中型轎車：出風(fēng)口總有效面積至少達(dá)到 1

58、40cm2 (最大推薦風(fēng)量在125l/s 左右)。根據(jù)以上基本標(biāo)準(zhǔn)合理分配風(fēng)口面積。三、回風(fēng)口由于回風(fēng)口附近的氣流流速急劇下降，對車內(nèi)氣流組織影響不大，因而回風(fēng)口構(gòu)造比較點單，類型也不多。最簡單的就是在孔口上裝金屬網(wǎng)以防止雜物被吸入?；仫L(fēng)口有時裝有格柵或活動百葉進(jìn)行回風(fēng)量調(diào)節(jié)。1、回風(fēng)口的選擇回風(fēng)口的形狀和位置根據(jù)氣流組織要求而定，對于本設(shè)計而言，可設(shè)置在車內(nèi)駕駛室的下方。6.4 空氣凈化裝置汽車空調(diào)系統(tǒng)采用的空氣凈化裝置通常有空氣過濾式和靜電集塵式兩種。前者是在空調(diào)系統(tǒng)的出風(fēng)口和回風(fēng)口設(shè)置空氣濾清裝置，它僅能濾除空氣中的灰塵和雜物，因此，結(jié)構(gòu)簡單，只需定期清理過濾網(wǎng)上的灰塵和雜物即可，故廣泛

59、用于各種汽車空調(diào)系統(tǒng)中。后者側(cè)是在出風(fēng)口的過濾器后在設(shè)置一套靜電集塵裝置或單獨(dú)安裝一套用于凈化車內(nèi)空氣的除塵裝置。它除具有過濾和吸附煙塵等微小顆粒的雜質(zhì)作用外，還具有除臭、殺菌、產(chǎn)生負(fù)氧離子以使車內(nèi)空氣更為新鮮潔凈的作用。由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，所以，只用于高級轎車和旅行車上。本設(shè)計中采用靜電集塵式，以滿足高級轎車所需空氣要求。 靜電除塵是利用高壓電極產(chǎn)生高壓電場，對空氣進(jìn)行電離，使塵粒帶電，然后在電場作用下產(chǎn)生定向運(yùn)動，沉降在正、負(fù)電極板上而實現(xiàn)對空氣的過濾除塵?？照{(diào)和通風(fēng)工程中常用的靜電除塵器為兩段結(jié)構(gòu)：第一段為電離段；第二段為集塵段，其結(jié)構(gòu)如圖 6.4 所示28電離段等距離平行安裝流線形

60、管柱(或平行板)接地電極，極板問布有幾十6.4 靜電除塵器原理圖根直徑為 0.2mm 針形細(xì)線，其材料為鎢細(xì)線，稱為電暈極。當(dāng)放電線加上 l012kV直流電壓時，在鎢絲電極附近產(chǎn)生空氣電離及發(fā)生輝光現(xiàn)象，在電極周圍充滿電離的電子和正離子。在電場力作用下，電子移向正極電暈極，并和經(jīng)過的塵埃碰撞而帶上負(fù)電荷。然后帶負(fù)電荷的塵埃進(jìn)入由板狀電極構(gòu)成的集塵段，在 57kV 高壓直流電的作用下，極板間形成均勻電場，帶負(fù)電荷塵埃定向被正極吸附，空氣得到除塵。如圖 6.5 所示為一靜電集塵式空氣凈化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其工作過程如下：圖 6.5 靜電集塵式空氣凈化裝置結(jié)構(gòu)示意圖1）由粗濾器除去空氣中較粗的塵粒。

61、 2)由靜電集塵器吸附細(xì)微塵埃。29 3)通過活性炭濾清器除去煙氣和臭氣。 4)再由負(fù)離子發(fā)生器供給負(fù)離子。 5)最后由鼓風(fēng)機(jī)將凈化的空氣送入車內(nèi)。粗濾器用于過濾粗大的雜質(zhì)。靜電集塵器則以靜電集塵方式把微小的顆粒塵埃、煙灰及汽車排出的氣體中含有的微粒吸附在集塵板上。滅菌燈用于殺死吸附在集塵板上的細(xì)菌，它是一只低壓水銀放電管，能發(fā)射出波長為 353.7m 的紫外光線，其殺菌能力約為太陽紫外光線的 l5 倍。除臭裝置用于除去車廂內(nèi)的汽油及香煙等氣味。6.5 空調(diào)軟管設(shè)計汽車空調(diào)制冷管路設(shè)計應(yīng)符合下列標(biāo)準(zhǔn)要求：QC/T 6642000 汽車空調(diào)（HFC-134a）用軟管及軟管組合件QC/T 6652

62、000 汽車空調(diào)(HFC-134a)用充注接口QC/T 6662000 汽車空調(diào)(HFC-134a)用密封件QC/T 6692000 汽車空調(diào)(HFC-134a)用管接頭和管件應(yīng)滿足技術(shù)協(xié)議中相關(guān)要求，符合總布置方案和結(jié)構(gòu)要求，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件。1.管路走向應(yīng)合理，與相鄰管路盡可能保持平行，避免交叉，避免急轉(zhuǎn)彎。2.優(yōu)化路線，應(yīng)盡量縮短制冷管路的長度。3.安裝在不同懸置體上的空調(diào)部件之間的制冷連接管必須要有一段軟管段。4.軟管總成的連接要能保持軟管兩端呈自然狀態(tài)，不能使軟管造成扭曲，不能因被連接件的運(yùn)動而使軟管偏離其軸線所在平面。5.要保證軟管彎曲時能有足夠的彎曲半徑。6.與壓縮機(jī)相連的

63、軟管安裝面的軸線方向應(yīng)與壓縮機(jī)振動方向一致。7.要保證硬管彎曲時能有足夠的彎曲半徑，避免因彎曲半徑過小形成凹癟。8.制冷管穿過車身壁面時必須要有密封防護(hù)措施。9.制冷管路應(yīng)裝拆方便，有足夠的操作空間。10.制冷軟管應(yīng)遠(yuǎn)離熱源、旋轉(zhuǎn)、振動及尖角部件，必要時應(yīng)采取隔離措施（如隔板、護(hù)套）。11.制冷管路上加設(shè)壓力開關(guān)、加注閥、后電磁閥等部件時，應(yīng)考慮進(jìn)行維修作業(yè)的方便性和裝拆方便性。3012.軟長的制冷管路應(yīng)在車身上設(shè)立安裝固定點，安裝固定要牢靠，應(yīng)允許管子可作微量位移，軟管部分不能直接與金屬部件相連。根據(jù)以上準(zhǔn)則，選取符合規(guī)格的軟管。31 第 7 章 空調(diào)的自動控制調(diào)節(jié)與保護(hù) 自動控制空調(diào)能根據(jù)

64、駕駛員所設(shè)定的溫度不斷檢測車內(nèi)外溫度、太陽輻射等車內(nèi)外環(huán)境的變化，自動調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣模式、工作模式和壓縮機(jī)的運(yùn)行等，保持車內(nèi)溫度和濕度在設(shè)定范圍內(nèi)，獲得最佳的舒適性。自動控制空調(diào)按控制精度的不同可以分為半自動控制空調(diào)和全自動控制空調(diào)兩類，按執(zhí)行元件的不同可以分為電控氣動空調(diào)和電腦控制空調(diào)。半自動控制空調(diào)無自診斷功能，沒有提供故障碼存儲器，傳感器數(shù)量少，控制精度差；全自動電腦控制空調(diào)具有自我診斷功能，監(jiān)控系統(tǒng)的隨機(jī)存儲器（RAM 存儲診斷碼，傳感器數(shù)量多，控制精度高，控制范圍更廣。針對本設(shè)計，選擇全自動電腦控制空調(diào)系統(tǒng)。7.1 電腦控制自動空調(diào)系統(tǒng)的組成9自動空調(diào)控制系統(tǒng)由四部分組成：一是傳

65、感器部分，專門負(fù)責(zé)溫度信息反饋。二是系統(tǒng)“控制中樞”，也就是空調(diào)器控制部件 ECU。三是控制部件，包括空調(diào)系統(tǒng)冷凝器電動機(jī)、蒸發(fā)器電動機(jī)等，包括混合氣流電動機(jī)、氣流方式電動機(jī)，用以控制冷暖氣組合、開啟或關(guān)閉正面、側(cè)面和腳部的出風(fēng)口。四是自檢及報警部分。1.車外溫度傳感器（Outside Temperature Sensor）一般以熱敏電阻制成，當(dāng)車外溫度變化時其電阻發(fā)生改變。如下圖 7.132壓縮機(jī)控制原理圖 7.12、車內(nèi)溫度傳感器（In-vehicle Sensor）同樣采用熱敏電阻材料，具有負(fù)溫度系數(shù)特性。一般安裝在儀表盤下方，并以空氣管連接到空調(diào)通風(fēng)管上，當(dāng)氣流迅速通過時，產(chǎn)生的真空將

66、空氣引經(jīng)車內(nèi)溫度傳感器。3、日照傳感器（Sunload Sensor）以光二極管或電池制成，用以感應(yīng)陽光照射車輛的強(qiáng)度，但并不是溫度。通常裝在儀表盤上方。4、蒸發(fā)器溫度傳感器（Evaporator Temperature Sensor）一般安裝在蒸發(fā)器片上，以精確感應(yīng)蒸發(fā)器的溫度，同樣采用熱敏電阻制造，具有負(fù)溫度系數(shù)特性。蒸發(fā)器溫度傳感器控制電路圖 7.1.1溫度傳感器控制電路圖 7.1.15、執(zhí)行機(jī)構(gòu)（1）鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制?？照{(diào)系統(tǒng) ECU 根據(jù)設(shè)定的溫度、車內(nèi)現(xiàn)有溫度、車外溫度、陽光強(qiáng)度、蒸發(fā)器皿溫度等信號，發(fā)送不同的指令給鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)，并使之搭鐵，從而控制不同的鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。對于一些恒溫空調(diào)系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)動機(jī)啟動時或冷卻液溫度低于預(yù)定值，空調(diào)系統(tǒng) ECU 使鼓風(fēng)機(jī)不起作用。（2）混合空氣閥執(zhí)行器?；旌峡諝忾y執(zhí)行器采用一個電控電機(jī)，根據(jù)駕駛員設(shè)定的溫度，自動控制混合空氣閥的位置，以控制一定的車內(nèi)溫度。一些車型采用真空電機(jī)，但控制不夠精確。原理圖如下圖 7.1.233 圖 7.1.2 空調(diào)原理圖當(dāng)駕駛員設(shè)定溫度為 22時，而車廂內(nèi)溫度低于 22時，控制系統(tǒng) ECU 發(fā)送指令給電機(jī)，混合空氣閥關(guān)