XXXXX股份有限公司冷凝器设计指南编制：审核：批准：目录目录 (2)1.1简要说明 (3)1.1.1综述 (3)1.1.2 基本组成 (3)1.2设计构想 (6)1.2.1 设计原则 (6)1.2.2设计步骤和参数 (6)1.2.3冷凝器总成的性能及其与系统其它组成部件的匹配 (12)1.2.4冷凝器布置工作程序： (13)1.2.5冷凝器EBOM数据 (14)1.2.6环境条件 (14)1.3、冷凝器的测试规范 (15)1.3.1 测试内容 (15)1.4 一般注意事项 (15)1.5 图纸模式 (16)1.5.1 图纸主要内容和形式 (16)1.5.2 图纸其它要求 (16)编制日期：编者：版次：页次：- 3 -1.1简要说明1.1.1综述汽车空调制冷系统中的冷凝器是一种由管子与散热片组合起来的热交换器。
其作用是：将压缩机排出的高温、高压制冷剂蒸气进行冷却，使其凝结为高压制冷剂液体。
对于轿车，冷凝器一般安装在发动机冷却系散热器之前，利用发动机冷却风扇吹来的新鲜空气和行驶中迎面吹来的空气流进行冷却。
对于一些大、中型客车和一些面包车，则把冷凝器安装在车厢两侧或车厢后侧和车厢的顶部。
当冷凝器远离发动机散热器时，在冷凝器旁都必须安装辅助冷却风扇进行强制风冷，加速冷却。
1.1.2 基本组成汽车空调系统冷凝器的结构形式主要有管片式、管带式、鳝片式和平行流式四种。
是由管子与散热片组合起来的。
⑴..管片式它是由铜质或铝质圆管套上散热片组成，如图1-1所示。
片与管组装后，经胀管处理，使散热片与散热管紧密接触，使之成为冷凝器总成。
这种冷凝器结构比较简单，加工方便，但散热效果较差。
一般用在大中型客车的制冷装置上。
图1-1 管片式冷凝器及管带式冷凝器⑵.管带式它是由多孔扁管与S形散热带焊接而成，如图1-2所示。
管带式冷凝器的散热效果比管片式冷凝器好一些(一般可高10%左右〉，但工艺复杂，焊接难度大，且材料要求高。
一般用在小型汽车的制冷装置上。
编制日期：编者：版次：页次：- 4 -图1-2 管带式冷凝器实物⑶.鳝片式它是在扁平的多通管道表面直接锐出鳝片状散热片，然后装配成冷凝器，如图1-3所示。
由于散热鳝片与管子为一个整体，因而不存在接触热阻，故散热性能好；另外，管、片之间无需复杂的焊接工艺，加工性好，节省材料，而且抗振性也特别好。
图1-3 鳝片式冷凝器⑷.平行流式它是由平行排列的多孔扁管、散热片及连接多孔扁管两端的集流管组成，集流管按变截距原理用隔片分段，从而合理地实现制冷剂的分流和汇流，制冷剂同时通过多条平行排列的多孔扁管和散热片实现热交换，如图1-4所示。
不仅可靠的提高了散热性能，同时大大降低了制造成本。
编制日期：编者：版次：页次：- 5 -图1-4 平行流过冷式冷凝器我们公司的车型采用了目前较为先进的平行流过冷式冷凝器，过冷式冷凝器也是以后汽车使用的趋势，它的特点是：采用高性能的平行流式，并将储液器并为一体，实现过冷循环。
这种冷凝器在原有冷却冷媒机能的基础上，在其下部设置了过冷区域；而储液器被做成细长形状，同平行流冷凝器的集液管焊接为一体；同时因储液器为细长形状，与车辆的安装性较好。
这种冷凝器既能保证汽车空调系统有较高的效率，又能节省冷媒量（如图1-5）。
图1-5 平行流过冷式冷凝器1.2设计构想1.2.1 设计原则冷凝器是将压缩机排出的高温高压过热制冷剂蒸气，通过散热管放出热量给冷凝器外的空气，从而使过热气态制冷剂冷凝成高温高压液体的换热设备。
冷凝器冷凝效果的好坏与冷凝器本身的散热能力和通风效果有关，前者由冷凝器本身的结构、材料、工艺决定，后者与冷凝风扇的通风能力、冷凝器安装位置有关。
经过对冷凝器的分析，综合考虑经济性，提升冷凝器的冷凝效果是通过提高冷凝器冷凝热和加大冷凝器有效散热面积来实现。
1.2.1.1功能要求A.满足整车装配要求和布置要求。
B.冷凝器的通风效果符合要求。
C.冷凝器的换热能力符合整车空调系统要求。
1.2.1.2 顾客要求A.冷凝器功能满足要求。
B.冷凝器布置合理，安装牢固。
C.方便拆卸、维修。
D.价格低，使用寿命长。
E.标识清楚。
1.2.1.3 性能要求换热性能具体参数见认可的图纸。
其他性能如密封性、爆破压力、耐交变压力、耐高温性、耐低温性、耐温度交变、内部清洁度、残留杂质、盐雾试验、振动试验、干燥性能（仅针对过冷式冷凝器中的贮液干燥器）等参见冷凝器标准。
1.2.2设计步骤和参数冷凝器的材料：汽车用冷凝器均采用铝，主要是考虑铝的重量比较轻，作为铝质的冷凝器来讲需要采取防腐蚀措施，如阳极氧化、化学处理、阴极防腐等方法。
根据空调整车的制冷量计算冷凝器的热负荷：冷凝器制冷计算实际范例：设计制冷剂为R134a 的空气冷却式冷凝器，采用平行流式。
冷凝器的负荷包括制冷量和压缩机消耗的指示功，汽车空调冷凝器的负荷约为制冷量的1.4~2.0倍。
取1.4倍举例说明，故换热量Q=1.4×5809w=8133w 。
冷凝器有5℃过冷,已知压缩机在过冷度et =5℃及冷凝温度ct =60℃时排气温度dt =85℃,空气进风温度1a t =40℃．A.计算制冷剂和空气流量根据ct =60℃和dt =85℃,以及et =5℃,查HFC134a 热力性质表,可得排气比焓dh =456.5kj/kg,过冷液体比焓ech =278.7kj/kg ．故制冷剂质量流量rm q ，为：r m q ，＝ec d h h Q -＝s kg /107.2785.45681333-⨯-＝4.57×102-kg/s取进出口的空气温差at ∆=12℃,空气密度a ρ=1.091kg/3m ,=a p c ， 1.01kj/(kg ·℃),空气的体积流量av q ，为a a p a a v t c Qq ∆=，，ρ=s m /121001.1091.1813333⨯⨯⨯=0.615s m /3 B.结构初步规划冷凝器采用平流结构,多孔扁管截面与百叶窗翅片的结构型式,尺寸如下:翅片宽度fω=16mm,翅片高度fh =8.1mm,翅片厚度mmf 135.0=δ,翅片间距mmp f 4.1=;百叶窗间距mmp l 1.1=,百叶窗长度mml l 5.6=,百叶窗角度27=l α℃;多孔扁管分四个内孔,每个内孔高度为2mm,宽度为3.35mm,扁管外壁面高度为3mm,宽度为tω=16mm,分三个流程,扁管数目依次为12、8、5.取迎风面风速为a υ=4.5m/s.参数计算：⑴.每米管长扁管内表面积r A 为r A =[2×(2+3.3⑸×103-]×4㎡/m=4.28×102-㎡/m⑵. 每米管长扁管外表面积ab A ，为ab A ，=2×(18+⑵×103-㎡/m=3.8×102-㎡/m⑶. 每米管长翅片表面积af A ，为af A ，=2×8.1×103-×18×103-/(1.4×0.00⑴ ㎡/m=0.185㎡/m⑷. 每米管长总外表面积aA 为a A =a b A ，+af A ，=(3.8×102-+0.18⑸㎡/m=0.223㎡/m⑸.百叶窗高度lh 为lh =0.5×lp ×tanl α=(0.5×1.1×tan27°)mm=0.2802mm⑹.扁管内孔水力直径rh D ，为r h D ，=()5.3225.324+⨯⨯⨯mm=2.4047mm⑺.翅片通道水力直径ah D ，为ah D ，=()()135.01.8135.04.1135.01.8135.04.12-+--⨯-⨯mm=2.183mm C.空气侧表面传热系数aα根据已知条件,最小截面处风速m ax，a υ为m ax ，a υ=4.5×[()135.01.8135.02802.04.131.84.1-⨯--+⨯）（）（]m/s=8.916m/s 按空气进口的平均温度的平均值a t =1a t +a t ∆/2=(40+12/⑵℃=46℃,查取空气的密度ρ=1.0715kg/m 3、动力粘度μ=18.13×106-kg/(m ·s)、热导率λ=2.665×102-w/(m ·k)、普郎特数Pr =0.71,计算雷诺数Re 、传热因子j 、努塞尔数uN 及空气侧表面传热系数a α:a Re =5801013.18101.1916.80715.163max =⨯⨯⨯⨯=--μρυla p ，由于300<aRe =580<4000,故226.01.133.042.026.01.133.042.01053.11.81.85.62802.0580249.0Re 249.0---⨯=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=f f l l a h hl h j92.771.058001548.0Pr Re 3/13/1=⨯⨯==a j Nu32101.110765.292.7--⨯⨯⨯==l a p Nu λαw/(㎡·k)=199w/(㎡·k)D.制冷剂侧表面传热系数r α 根据ct =60℃,查HFC134a 饱和状态下的热力性质表和热物理性质图,可以求得:液态制冷剂密度l ρ=1055.13kg/m 3 气态制冷剂密度v ρ=86.67kg/m 3液态制冷剂的动力粘度l μ=135.35×106-kg/(m ·s)液态制冷剂的热导率lλ=66.64×103-w/(m ·k)液态制冷剂的普郎特数3325.3100385.0101283.0Pr 66=⨯⨯==--l ll a υ由于冷凝器中制冷剂进口过热而出口过冷,因此计算制冷剂当量质量流量时,取平均干度χ=0.5,故当量质量流量eq mr q ，为eqmr q ，=[(1-χ)+χl ρ/v ρ]5.0mr q=[(1-0.⑸+0.5×1055.13/86.67] 5.0×0.0457kg/s=0.1173kg/sⅠ.第一流程的参数计算 单一孔内当量制冷剂质量流量eq mr q ，‘=eqmr q ，/(4×1⑵=0.1173/(4×1⑵kg/s=2.4435×103-kg/slrh rh eqmr r eq D Dq μπ，，‘，，4/Re 2==r h l eqmr D q ，‘，πμ4=6331035.135105047.2104435.24---⨯⨯⨯⨯⨯⨯π=9177 uN =0.0265333.08.0Pr Re lr eq ，=0.0265×91778.0×3.3325333.0=58.547制冷剂表面传热系数r α为r α=33105047.21064.66547.58/--⨯⨯⨯=rh l D Nu ，λw/(㎡·k)=1558 w/(㎡·k)Ⅱ.第二流程的参数计算当量制冷剂质量流量eq mr q ，‘为eq mr q ，‘=eqmr q ，/(4×⑻=0.1173/(4×⑻kg/s=3.6656×103-kg/slrh rh eqmr r eq D Dq μπ，，‘，，4/Re 2==r h l eqmr D q ，‘，πμ4=6331035.135105047.2106656.34---⨯⨯⨯⨯⨯⨯π=13767 uN =0.0265333.08.0Pr Re lr eq ，=0.0265×137678.0×3.3325333.0=80.98制冷剂表面传热系数r α为r α=33105047.21064.6698.80/--⨯⨯⨯=rh l D Nu ，λw/(㎡·k)=2155 w/(㎡·k)Ⅲ.第三流程的参数计算当量制冷剂质量流量eq mr q ，‘为eq mr q ，‘=eqmr q ，/(4×⑸=0.1173/(4×⑸kg/s=5.865×103-kg/slrh r h eqmr req D D q μπ，，‘，，4/Re 2==r h l eqmr D q ，‘，πμ4=6331035.135105047.210865.54---⨯⨯⨯⨯⨯⨯π=22027 uN =0.0265333.08.0Pr Re lr eq ，=0.0265×220278.0×3.3325333.0=117.95制冷剂表面传热系数r α为：r α=33105047.21064.6695.117/--⨯⨯⨯=rh l D Nu ，λw/(㎡·k)=3138 w/(㎡·k)Ⅳ.由于三个流程的表面传热系数不一样，传热面积也不同，因此必须按面积百分比计算其平均值。