【空调系统】空调系统匹配理论计算

【空调系统】空调系统匹配理论计算
压焓图，指压力与焓值的曲线图。

压-焓（LgP-E）图中共有八种线条：等压线P(LgP) 、等焓线（Enthalpy) 、饱和液体线（Saturated Liquid) 、等熵线（Entropy）、等容线（Volume）、干饱和蒸汽线(Saturated Vapor) 、等干度线(Quality) 、等温线（Temperature)，除了饱和液体线和饱和蒸汽线外，其他六条线均对应制冷剂的六个状态参数，任何两个参数确定，该点制冷剂的状态即可确定，同时可通过压焓图确定其他参数。

空调系统匹配计算即通过假定工况条件，结合经验值，同时运用压焓图，即可确定蒸发器、冷凝器、压缩机进出口状态，完成初步的系统理论匹配
代号名称取值说明设计值单位
一、设计工况
Tw 车外环境温度设计环境35 ℃
φw车外相对湿度50% /
Tn 车内环境温度舒适要求27 ℃
φn车内相对湿度50% /
Tk 冷凝温度63 ℃
Te 蒸发温度0 ℃
Pk 冷凝压力查表1803.9 k Pa
Pe 蒸发压力查表292.82 k Pa
△T1过冷度经验取值 5 ℃
△T2过热度经验取值 5 ℃
△T3吸气过热度经验取值 5 ℃
T前膨胀阀前温度T前=Tk-△T158 ℃
T1 蒸发器出口温度T1=Te+△T2 5 ℃
Ts 压缩机吸气温度Ts=T1+△T310 ℃
n 压缩机额定转速选型假定1800 r pm
△Ps吸气管路压阻经验取值67.26 k Pa
△Pd排气管路压阻经验取值81 k Pa
Q 汽车计算热负荷3916.19 W
Qe.s 制冷系统所需制冷量Qe.s=1.1*Q 4307.809 W
二、压缩机选型计算-压缩机额定工况
Pd 压缩机排气压力Pd=Pk+△Pd1884.9 k Pa
Ps 压缩机吸气压力Ps=Pe-△Ps225.56 k Pa
hs 压缩机吸气比焓根据Ps和Ts查表407.952 k J/kg
vs 压缩机吸气比体积根据Ps和Ts查表0.0989 m³/kg
ss 压缩机吸气比熵根据Ps和Ts查表 1.782 k J/kg/K
hds 压缩机等比熵压缩终
了时的制冷剂比焓
根据Ps和ss查表455.813 k J/kg
ηi 额定工况下压缩机的
指示效率
ηi=（Te+273.15）/
（Tc+273.15）+bTe
0.812583668
hd 额定工况下压缩机的
排气比焓
hd=hs+（hds-hs)/ηi466.8517809 k J/kg
Td 额定工况下的压缩机
排气温度
根据Pd和hd查表87.1 ℃
h5 蒸发器进口制冷剂比
焓
根据T前查饱和状态参数279.312 k J/kg
h1 蒸发器出口制冷剂比
焓（饱和）
根据T1和Pe查表404.4 k J/kg
qe.s 蒸发器的单位制冷量qe.s=h1-h5 125.088 k J/kg
qm.s 额定工况下制冷系统
所需制冷剂的单位质
量流量
qm.s=Qe.s/qe.s/1000 0.034438227 k g/s
qe.c 额定空调工况下压缩
机的单位质量制冷量
qe.c=hs-h5 128.64 k J/kg
qv.c 额定空调工况下压缩
机的单位体积制冷量
qv.c=qe.c/vs 1300.707786 k J/m³
qm.c 额定空调工况下压缩
机的制冷剂质量流量
qm.c=qm.s 0.034438227 k g/s
Qe.c 额定空调工况下压缩
机所需制冷量
Qe.c=qe.c*qm.c 4.430133584 k W
三、压缩机选型计算-压缩机额定工况转换成测试工况（方便选型）
Tc.t 测试工况冷凝温度测试工况60 ℃Te.t 测试工况蒸发温度测试工况 5 ℃△Tsc.t过冷度测试工况 5 ℃n 压缩机转速测试工况1800 rpm △Ps压缩机吸气管路压降测试工况67.26 kPa △Pd压缩机排气管路压降测试工况81 kPa Ts.t 压缩机吸气温度测试工况20 ℃Pk.t 测试工况冷凝压力查表1681.3 kPa Pe.t 测试工况蒸发压力查表349.63 kPa
Pd.t 测试工况压缩机排气
压力
Pd.t=Pk.t+△Pd1762.3 k Pa
Ps.t 测试工况压缩机吸气
压力
Ps.t=Pe.t-△Ps282.37 k Pa
hs.t 测试工况压缩机吸气
比焓
根据Ps.t和Ts.t查表415.833 k J/kg
vs.t 测试工况压缩机吸气
比体积
根据Ps.t和Ts.t查表0.0795 m³/kg
ss.t 测试工况压缩机吸气
比熵
根据Ps.t和Ts.t查表 1.791 k J/kg/K
T4.t 测试工况阀前制冷剂
液体温度
T4.t=Tc.t-△Tsc.t55 ℃
h4.t 测试工况阀前制冷剂
液体比焓（饱和）
根据T4.t查表287.397 k J/kg
qe.t 测试工况压缩机的单
位质量制冷量
qe.t=hs.t-h4.t 128.436 k J/kg
qv.t 测试工况压缩机的单
位体积制冷量
qv.t=qe.t/vs.t 1615.54717 k W 两种工况下输气系数
相等
λt=λc
Qe.t 测试工况下压缩机所
需制冷量
Qe.t=Qe.c（λt/λc) 4.430133584 k W
qm.t 测试工况压缩机所需
制冷剂质量流量
qm.t=Qe.t/qe.t 0.034492927 k g/s
hd.t 压缩机等比熵压缩终
了时的制冷剂比焓
根据Pd.t和ss.t查询458.272 k J/kg
Td.t 压缩机等比熵压缩终
了时的制冷剂温度
根据Pd.t和ss.t查询86.6345 ℃
Wtst 测试工况下压缩机单
位等比熵压缩功
Wtst=hd.t-hs.t 42.439 k W
Ptst 测试工况下压缩机的
理论等比熵功率
Ptst=Wts.t*qm.t 1.463845333 k W
ηi.t 测试工况压缩机指示
效率
ηi=（Te+273.15）/
（Tc+273.15）+bTe
0.8449092
Pit 测试工况压缩机指示
功率
Pit=Pts.t/ηi.t 1.732547513 k W
Pmt 测试工况下压缩机摩
擦功率
Pmt=1.3089D2SinPm/10^5 0.26 k W
Pet 测试工况下压缩机所
需轴功率
Pet=Pit+Pmt 1.992547513 k W
ηm.t压缩机机械效率经验取值0.86
Pet 测试工况下压缩机所
需轴功率
Pet=Pit/ηm.t 2.014590131 k W
根据压缩机的转速n的指定值和Qet、Pet、qmt的计算结果粗选压缩机的型号四、压缩机的选型计算—选型压缩机实际参数（对比选型）
压缩机型号SE5H14
qvt 压缩机理论排量138 c c
n 压缩机转速1800 r pm
qvth 每小时压缩机理论输
气量
qvth=qvt*n*60/1000000 14.904 m³/h
λ压缩机输气系数0.72 qvr 压缩机实际排气量qvr=qvt*λ10.73088 m³/h 标况下
压缩机吸气饱和温度-1 ℃
压缩机吸气温度
9 ℃ 压缩机排气饱和温度 63 ℃ 制冷剂过冷温度
63 ℃ v1 比体积
根据压缩机吸气温度和吸
气压力查询
0.0718 m ³/kg h1 压缩机吸气比焓
根据压缩机吸气温度和吸
气压力查询
406.88 k J/kg 压缩机等比熵压缩终了时比熵 根据压缩机吸气温度和吸气压力查询
1.7597 k J/kg/K h2s 压缩机等比熵压缩终了时比焓 根据排气温度和等比熵压缩终了时的比熵查表 447.67 k J/kg h3 蒸发器阀前比焓 根据排气压力查询 29
2.42 k J/kg
压缩机质量流量 qmr=qvr/v1 149.4551532 k g/h Qe 实际循环制冷量 Qe=qmr*（h1-h3）/3600 4.751843565 k W
ηi 0.78 ηm 0.86 Pe
压缩机功率
Pe=qmr*（h2s-h1）
/3600/ηi/ηm
2.524463203 k W。