关于汽车空调的选型计算（二）来源：中国论文下载中心 [ 09-09-14 15:40:00 ] 作者：未知编辑：studa090420目前已知进口干度为0.3，出口过热，因此平均干度χdo=（0.3+1.0）/2=0.65由此，可计算其余参数的平均值。
动力黏度μcore的平均值为μcore=[χ/μr+（1-χ）/μ1]-1=[0.65/11.446+（1-0.65）/266.78] -1=17.212 kg/（m·s）每一散热板制冷剂质量流量qmr,eq'= qmr/11=0.042/11=3.8182×10-3 kg/s散热板内孔的制冷剂质量流速qmr,A为qmr,A= qmr,eq'/（1/4·π·D2h，r）=0.0038182/[3.1416/4×（3.7265×10-3）2] kg/（m2·s）= 350.077kg/（m2·s）雷诺数Recore为Recore= qmr,A·Dh，r/μcore=350.077×3.7265×10-3/（17.212×10-6）=75794干度平均值为χdo=0.49+627 Recore-0.83=0.49+627×75794-0.83=0.54587由上面的计算可以看到，制冷剂干度从0.3～0.54587～1变化，后还有过热蒸气区。
因此很难准确估计每一阶段所占的百分比，只能凭经验估计。
在此，取过热蒸气区为20%，于是可以计算出干燥点之前的两相区约为28%，干燥点之后的两相区约占52%。
（1）干燥点之前的两相区，取χ=0.417，则在散热板内孔内，制冷剂气液两相均匀紊流工况的Lockhart-Martinelli数Xtt和关联系数F（Xtt）分别为Xtt =[（1-χ）/χ]1-W/2（ρl/ρv）0.5（μv/μl）n/2=[（1-0.417）/0.417]1-0.3/2（1285.86/15.712）0.5（11.446/266.78）0.3/2=7.5F（Xtt）=（1+2.30/ Xtt2）0.374=（1+2.30/7.5）0.374=1.0151制冷剂两相流折算成全液相时，在折算流速下的表面传热系数αl为αL=A[qmr，A（1-χ）Dh/μl]-hqmr，A（1-χ）cP1= 0.341[350.077（1-0.417）3.7265×10-3/266.78×10-6]-0.3×350.07×（1-0.417）13532.2 W/（m2·s）= 7966.028 W/（m2·s）制冷剂两相流的表面传热系数αr为αr=αLPRl0.296F（Xtt）=7966.028×3.9680.296×1.0151 W/（m2·s）=12160（2）过热区制冷剂侧的雷诺数Reeq，r，普朗特数Prv，努塞尔数Nu，表面传热系数av分别为Reeq，r= （qmr，ADh，r）/μv=（350.077×3.7265×10-3）/（11.446×10-6）=113950Prv=0.8471av=（Nu×λv）/Dh，r=（50722×12.034×10-3）W/（m3·k）=1638 W/（m3·k）（3）干燥点之后的两相区取χ=0.766，则把Xd0=0.5458带入干燥点之前的两相换热公式，计算得ad0=11165 W/（m2·s），于是ar为ar=av+{1-[（X-Xd0）/（1-Xd0）]1.5}×（ad0-av）= 1638+{1-[（0.766-0.54587）/（1-0.54587）]1.5}×（11165-1638）W/（m3·k）=7950 W/（m3·k）最后，平均表面传热系数可为ār =（12160×28%+7950×52%+1638×20%）W/（m3·k）=7866 W/（m3·k）5.3.7计算总传热系数及传热面积如忽略管壁热阻及接触热阻，忽略制冷剂侧污垢热阻取空气侧污垢热阻ra=0.0003（m3·k）/W，则传热系数k为k=1/[（1/ār）Aa/Ar+ra+1/aeq，a]= 1/[（1/7866）0.706555/0.113+0.0003+ 1/323.3] W/（m3·k）=238.777 W/（m3·k）对于对数平均温差为∆ tm=（Tal-Ta2）/ln{（Ta1-Te）/（Ta2-Te）}=（27-7.25）/ ln{（27-2）/（7.25-2）}℃=12.655℃由于板翅式蒸发器的流程较少，而且在流道转弯处制冷剂与空气成顺流流动形式，因此按纯逆流方式计算的对数平均温差偏大。
另外，湿工况在增大空气侧表面传热系数的同时也增加了液膜热阻，因此空气侧的实际表面系数低于计算结果。
综合两个方面的考虑，传热系数与对数平均温差之积预乘上一个修整因子，ψ=0.65，则所需总传热面积（以外表面为基准）A0为A0=Qe/（4k）=29311/（4×238.777×12.6555）m2=14.9m2与前面计算出15.167m2的相对误差不大5.3.8计算空气侧阻力损失∆Pa空气侧摩擦阻力因子ƒ为ƒ=5.47RePL0.72hL0.37（lL/hF）0.89PL0.2hF0.23=5.47× 4300.72× 0.4144550.37×（6.8/7.9）0.891.10.27.90.23=71.98×10-3则空气侧阻力损失∆ Pa为∆ Pa=4 ƒ·WF/Dh，a·ρ·v2a，max=4×71.98×10-3×0.065/（2.792×10-3）×1.1025×5.872Pa=278.313 Pa最后根据空气阻力和风量选择风机。
5.4膨胀阀丹佛斯（DANFOSS）TDEN型膨胀阀适用于HFC134a制冷剂。
其选型方法是根据给定的工况，膨胀阀两端的压力降和蒸发器的负荷，经制冷剂液体过冷度修正后，查该型号的技术手册。
5.4.1确定TDEN型热力膨胀阀两端的压力降根据所给定的工况系统中制冷剂液体流经管路、管弯头、干燥过滤器、视液镜、电磁阀等部件，其压降之和设为∆ P1=66kPa多流程供液的蒸发器前需安装液体分配器，其压降设为∆ P2=65.67kPa。
由于整个系统压力平衡，则有Pe=Pc-∆ PTXV-∆ P1-∆ P2于是，热力膨胀阀端的压力降∆ PTXV为∆ PTXV= Pc- Pe-∆ P1-∆ P2=1681- 349.63-66-65.67=1200kPa=12bar5.4.2蒸发器负荷的过冷修正根据丹佛斯（DANFOSS）TDEN型膨胀阀的技术手册规定，当热力膨胀阀前的制冷剂液体过冷度偏离4k时，蒸发器的制冷量必须进行修正。
修正方法是将所需制冷量除以下表所给的修正系数得到修正的蒸发器制冷量。
丹佛斯（DANFOSS）TDEN型膨胀阀的制冷剂液体过冷度修正系数在阀前的制冷剂液体过冷度为∆ tsc=5℃，修正系数为1.013，则修正蒸发器制冷量Qe，s'为Qe，s'=29.311kw/1.013=28.9kw则每只蒸发器的修正制冷量Qe，s″为Qe，s″=28.9kw/2=14.52kw5.4.3根据∆ PTXV、te、Qe，s″确定应匹配的热力膨胀阀容量由于热力膨胀阀的制冷量，必须等于或稍大于修正后的蒸发器制冷量，因而可按∆PTXV=12bar，te=5℃，Qe，s″=16.8kw＞14.52kw，在丹佛斯（DANFOSS）TDEN型膨胀阀的技术手册的有关参数中，查到TDEN5.8 能够满足整个制冷系统匹配的要求，因此，选用两个TDEN5.8型。
第6章空调系统的性能匹配汽车空调系统的性能匹配所要解决的问题，是在成本经济预算与运行经济预算，以及汽车动力配置方案允许的条件下，如何使汽车空调系统各组成部件，特别是对系统性能起主要决定作用的压缩机，膨胀阀，冷凝器总成及管系等部件，在额定运行工况（设计工况）匹配得最合理，以使各部件性能以至系统性能，在该工况得以最大限度地发挥，工作最可靠，并且还具有一定的适应最大负荷工况和恶劣运行工况运行能力。
汽车空调系统图1压缩机；2高压软管；3冷凝器；4 冷却风扇；5 干燥储液器；6高压软管；7 膨胀阀；8蒸发器；9风机；10吸气管。
6.1压缩机的匹配从系统匹配和成本经济、运行经济角度考虑，车用空调系统在额定运行工况（通常把该工况作为设计工况）应选配多大容量，多少输入功率，多高转速的车用空调压缩机，这是汽车空调系统设计在完成空调负荷计算后首要解决的问题为此，必须进行车用空调压缩机的选型计算，包括设计工况计算和变负荷工况计算。
6.1.1车用空调压缩机选配的依据当车身结构确定后，车用空调系统设计的第一个任务，就是进行车厢空调负荷的设计计算。
一般空调负荷计算，包括额定工况和最大负荷工况的负荷计算空调负荷计算的结果是车用空调压缩机选配的依据。
额定工况是指有关行业标准所规定的车用空调系统运行工况。
如CJ/T134—2001《城市公交空调系统技术条件》规定，城市公交空调客车空调系统的额定运行条件是：冷凝器总成的环境温度为35℃，相对湿度为60%；蒸发器总成进风的干球温度为≤28℃，湿球温度为19.5℃。
有时，设计工况也可以按所设计车辆在当地经常运行的条件综合考虑来确定，但须按有关行业标准所规定的车用空调系统运行工况加以校核。
额定工况必须确定的参数有：冷凝器总成环境气象参数，蒸发器出口制冷剂过热度，压缩机吸气管路的压力降等。
最大负荷工况是指车用空调系统按额定工况设计好后，在特定运行条件下，所能达到的具有最大制冷能力的运行工况。
一般当汽车在环境温度较高的烈日下长时间暴晒后，车用空调系统刚起动时刻的运行工况，就属这一特定运行工况。
最大负荷工况的参数也包括上述额定工况的各项参数。
6.1.2压缩机与发动机的传动比及压缩机转速的确定在非独立式车用空调系统中，压缩机都是由主发动机通过离合器的吸合和带传动系统来驱动。
压缩机的转速与主发动机的直接有关，两者之间的传动比除与主发动机的转速有关外，主要取决于压缩机的最高连续转速。
传动比的确定，对于非独立式车用空调系统制冷性能的发挥和压缩机工作的可靠性至关重要。