50度空調系統(tǒng)熱負荷計算書

空調系統(tǒng)制冷熱負荷計算書PAGEPAGE2編號:-KT-001空調系統(tǒng)制冷熱負荷計算書項目名稱：A級三廂轎車設計開發(fā)項目代號：編制：日期：2010-10校對：日期：審核：日期：批準：日期：2010年10月目錄1 計算前參數(shù)的準備 11.1 設計參數(shù)：（參照國內(nèi)相關標準） 11.2 附加說明 11.3 車身各表面積： 11.4 制冷熱負荷計算 22 通過車身壁面?zhèn)鳠嵯禂?shù)K的公式引用 22.1 車身壁面?zhèn)鳠嵯禂?shù)K的計算 32.1.1頂板 32.1.2車身側壁面、后圍 32.1.3地板 42.1.4前圍 42.2 日照表面綜合溫度的計算 42.3 車身壁面?zhèn)鳠崃康挠嬎?43 通過門窗玻璃傳入的熱量 44 新風熱 55 乘員人體散發(fā)的熱量 56 車內(nèi)零件散熱量 57 用電設備散熱量 68 空調制冷量 6PAGE6計算前參數(shù)的準備設計參數(shù)：（參照國內(nèi)相關標準）車外溫度：tH=50℃，相對濕度：ф車內(nèi)溫度：tB=25℃，相對濕度：ф=6車內(nèi)成員數(shù)：N=5人，車內(nèi)新風量：V=N×V1=5×11=55m3太陽輻射強度：tH=50℃時，水平面上太陽輻射強度I車速：v=40km/h附加說明該車屬于A0系列。車內(nèi)有前后2排座位。其車廂總容積V=3.00㎡所取的計算空間如圖所示：頂板頂板前窗后窗前窗后窗后圍后圍前圍前圍 地板地板 車身各表面積：車頂F頂=1.515㎡后圍F后=0.700㎡玻璃F玻=2.956㎡前圍F前=1.200㎡側圍F側=3.220㎡地板F地=3.600㎡制冷熱負荷計算由于車外溫度高于車內(nèi)，加上太陽輻射的作用，有大量熱量會通過車身壁面、車窗等傳入車內(nèi)。同時，乘員的汗熱和濕熱也會使車內(nèi)溫度升高。可見，影響車內(nèi)熱負荷的因素很多。綜合各種因素，車身熱平衡的方程式表達如下：式中：——儲備系數(shù)；——制冷機產(chǎn)生的冷量； ——車身總熱負荷； ——車體傳入熱量；——玻璃傳入熱量；——新風熱；——人體熱；——用電設備散熱量；——車內(nèi)零件散熱量。現(xiàn)在分別計算各部分的熱負荷。通過車身壁面?zhèn)鳠嵯禂?shù)K的公式引用車身壁面包括頂板、側壁面、地板、前圍、后圍等幾部分組成。即車身壁面熱負荷表達式為：車身壁面多屬均勻壁面，因此，它的傳熱可以按照多層均勻壁面?zhèn)鳠嵊嬎?。其中，頂板、側壁面、地板傳熱量的計算公式如下：式中：——分別表示頂板、側壁面、地板的傳熱量；——分別表示頂板、側壁面、地板的傳熱系數(shù)；——分別表示頂板、側壁面、地板的傳熱面積；——車外空氣溫度，——車內(nèi)空氣溫度，對于前圍和后圍，由于發(fā)動機室和行李箱里的溫度都遠高于車外空氣溫度，所以這里的傳熱可以單獨考慮。計算時按照如下公式：式中：——分別表示前圍、后圍的傳熱量；——分別表示前圍、后圍的傳熱系數(shù)；——分別表示前圍、后圍的傳熱面積；——分別表示發(fā)動機室、行李箱內(nèi)的溫度；——車內(nèi)空氣溫度，車身壁面?zhèn)鳠嵯禂?shù)K的計算傳熱系數(shù)K與車身內(nèi)、外表面放熱系數(shù)及隔熱層熱阻有關，由于車身各壁面的條件不同（比如壁面外表面溫度、車身隔熱措施等差別很大），所以車身各壁面的傳熱系數(shù)是不同的。要分別計算各部分的傳熱系數(shù)。對于車頂板、側壁面、地板，傳熱系數(shù)計算式如下；式中：——外表面放熱系數(shù)，與表面相對氣流速度有關。——內(nèi)表面放熱系數(shù)，——隔熱材料厚度(m)。 ——隔熱材料導熱系數(shù)W/(m·℃)。對于前圍，傳熱系數(shù)可以按照下式計算：式中：——對于前圍，表示發(fā)動機側壁面對流放熱系數(shù)；——車身內(nèi)表面放熱系數(shù)，在汽車空調狀態(tài)；——隔熱材料厚度(m)； ——隔熱材料導熱系數(shù)W/(m·℃)。2.1.1頂板計算中，取車頂板的1/5為金屬面和內(nèi)飾板直接相連考慮，其余部分按照多層均勻平壁計算。則車頂板的傳熱系數(shù)為：kJ/(㎡·h·℃)2.1.2車身側壁面、后圍計算中，取車身側壁面和后圍面積的1/5為金屬面和內(nèi)飾板直接相連考慮，其余部分按照多層均勻平壁計算。則車側壁面和后圍的傳熱系數(shù)為：kJ/(㎡·h·℃)2.1.3地板按照多層均勻平壁計算，代入各材料厚度及導熱系數(shù)，則有：kJ/(㎡·h·℃)2.1.4前圍經(jīng)計算得到：kJ/(㎡·h·℃)日照表面綜合溫度的計算經(jīng)計算得到：tc地=52.5℃tc頂=55.1℃tc車身壁面?zhèn)鳠崃康挠嬎憔C上所述可知，頂板、側壁面和后圍、地板的熱負荷包括溫差傳熱和太陽輻射兩部分，則用日照表面綜合溫度代替車外空氣溫度，它們的傳熱量分別為：Q頂=F頂K頂(tc頂-tB)=567.7kJ/hQ側=F側K側(tc側-tB)=1030.5kJ/hQ地=F地K地(tc地-tB)=961.3kJ/hQ后=F后K側(tc側-tB)=224.0kJ/h由于計算過程中有一定近似性，對于頂板、側壁面、地板的傳熱可以進行修正，則有：QB1=а3(Q頂+Q側+Q后+Q地)=1005.2W式中：——修正系數(shù)，取=1.3。而對于前圍，沒有受到太陽輻射的作用，只考慮溫差傳熱的影響，通過這部分傳入的熱量為：Q前=F前K前(tF1-tB)=1226.9kJ/h=340.8W式中：——發(fā)動機室的空氣溫度，取=85℃。則車身壁面?zhèn)魅氲目偀崃繛椋篞B=1005.2+340.8=1346.0W通過門窗玻璃傳入的熱量考慮到太陽輻射，通過門窗玻璃傳入的熱量由兩部分組成：QG=QG1+QG2(1)由于車內(nèi)外溫差而傳入的熱量QG1：QG1=K玻F玻(tH-tB)=1698.96KJ/h=471.9W(2)由于太陽輻射通過玻璃傳入的熱量QG2：U=F’玻I+(F玻-F’玻)IS式中：——太陽輻射通過玻璃的透入系數(shù)，——玻璃對太陽輻射熱吸收系數(shù)，——遮陽修正系數(shù)，I——車窗外表面的太陽輻射強度，Is——車窗外表面的太陽散射輻射強度，U——車窗的太陽輻射量。F?！嚧翱偯娣e。F玻＝2.956㎡F’?！柮孳嚧懊娣e。F’玻＝F玻/2=1.478㎡K?！ＡУ膫鳠嵯禂?shù)，——外表面放熱系數(shù)，與表面相對氣流速度有關?！獌?nèi)表面放熱系數(shù)，QG1=471.9WU=1686kJ/hQG2=396.5WQG=868.4W新風熱新風熱QV的計算式：得到：QV≈875.57W。乘員人體散發(fā)的熱量人體散發(fā)的熱量與勞動強度、周圍空氣溫度、性別、年齡、衣著等很多因素有關。一般按每人每小時發(fā)熱量418kJ計。QP=418×NkJ/h式中：N——乘員人數(shù)，按照5人計算。則有：QP≈580.56W。車內(nèi)零件散熱量考慮車內(nèi)零件的散熱量，可以按照下列公式計算：式中：車內(nèi)零件表面溫度車內(nèi)空氣溫度，由于車內(nèi)零件表面積不易求得，可用試驗測得的值，日本豐田公司測得轎車＝376.2kJ/(h·℃)。這里取此經(jīng)驗數(shù)據(jù)。代入數(shù)據(jù)，則有kJ/h≈523W用電設備散熱量這里主要計算鼓風機及音響設備、電動后視鏡等用電設備散熱量?？紤]到這些設備的效率，最終求得該部分熱量為：=50W?？照{制冷量車身總熱負荷：Q總=4243.5W空調系統(tǒng)制冷量：Q=Q總×=4795.2W≈4.8KW式中：——儲備系數(shù)，取=1.13。隨著