空调制冷系统匹配计算书

目录
1 空调制冷系统匹配计算的目的4
2 制冷循环热力计算4
2.1 设计工况的确定4
2.2 各状态点参数的确定4
2.3 制冷剂质量流量和体积流量5
3 压缩机选型校核5
3.1 所需压缩机排量5
3.2 所选压缩机与汽车的动力匹配计算5
3.2.1 汽车行驶速度及传动比5
3.2.2 与汽车的动力匹配计算5
3.3 设计工况下的压缩机性能7
3.4 怠速工况下的制冷量校核7
3.5 压缩机允许最高转速校核7
4 冷凝器能力计算7
5 蒸发器能力计算7
6 送风量的确定7
CP08空调制冷系统匹配计算书
1 空调制冷系统匹配计算的目的
制冷系统匹配计算的目的有三个：
a)所选压缩机的能力是否合理； b)压缩机与汽车的动力匹配是否合理； c)确定所需配置多大的冷凝器和蒸发器。

2 制冷循环热力计算
2.1 设计工况的确定
空调系统的工作压焓图如图1所示：
图1 空调系统工作压焓图
冷凝压力P k ＝1.5MPa(表压)； 对应的冷凝温度t k ＝55.2℃； 蒸发压力P 0＝0.3MPa(表压)； 对应的蒸发温度t 0＝0.67℃； 蒸发器过热度 S h ＝10℃； 冷凝器过冷度S c ＝5℃；
2.2 各状态点参数的确定
点1（蒸发器出口）：
压力P 1＝0.3MPa ； 温度t 1＝10℃；
焓值h 1＝407kJ/kg ； 比容v 1＝0.073m 3/kg
点2（压缩机出口）：
压力P 2＝1.5MPa ； 温度t 1≈75℃； 点3（膨胀阀前）：
压力P 3＝1.5MPa ； 温度t 3＝55.2－5＝50.2℃；
焓值h 3＝200kJ/kg ； 点4（蒸发器进口）：
压力P 1＝0.3MPa ； 温度t 4＝0.67℃；
焓值h 4＝h 3＝200kJ/kg ；
2.3 制冷剂质量流量和体积流量
质量流量 m=Q 0/q 式中：
Q 0--系统制冷量，根据车身热平衡计算确定，本车空调系统制冷量为3.8kW q--单位质量制冷量，q=h 1－h 4
所以 )(41h h Q m -=
)
200407(8.4-=s kg /0232.0≈ 体积流量:s ml v m V /169410073.00232.061=⨯⨯=⨯=
3 压缩机选型校核
3.1 所需压缩机排量
)(v p n V
V η⨯=
V---体积流量，如上计算，取V=1694ml/s ；
n----压缩机转速，选用涡旋式压缩机，取n=1800rpm ；
v η---压缩机容积效率,取v η=0.8； 故 r ml /6.70=
产品车选用的是奥特佳66压缩机。

下面根据压缩机的性能曲线对制冷量和传动比是否合适、消耗功率是否与发动机功率相匹配进行校核。

3.2 所选压缩机与汽车的动力匹配计算 3.2.1 汽车行驶速度及传动比
行驶速度： V=40km/h 压缩机皮带轮直径： d 压=100mm
发动机皮带轮直径： d 发=125mm 发动机/压缩机传动比： 3.2.2 与汽车的动力匹配计算
当发动机在三档位置行使时，计算如下：
变速箱主减速比 467
.40=i 变速箱3档减速比 346.13=i 轮胎滚动半径 m r 293.0=
对应发动机转速 rpm r
i i V n o 2178377.03
=⨯⨯⨯=
发
压缩机转速 rpm i n n 272325.12178=⨯=⨯=传发压
发动机在此时的功率约为23.3KW 。

25
.1100521===压发传d d
i )
8.0601800(1694
)(⨯=⨯=v p n V V η
当发动机在四档位置行使时，计算如下： 变速箱4档减速比 912.04=i
轮胎滚动半径 m r 293.0=
对应发动机转速 rpm r
i i V n o 1476377.03
=⨯⨯⨯=
发
压缩机转速 rpm i n n 184525.11476=⨯=⨯=传发压
发动机在此时的功率约为14.4kW 。

在三、四档，40km/h 时，压缩机的平均转速
n = (2723+1845)/2 =2284rpm
压缩机与发动机的动力匹配表见表3-1。

3.3 设计工况下的压缩机性能
根据奥特佳样本上压缩机性能曲线图，查得压缩机转速rpm n 2284=压时：
制冷量kW Q 2.50=； 消耗功率kW N 1.2=。

压缩机的制冷量刚好满足系统的要求， 压缩机功耗占发动机后备功率比
N 压/N 发 = 1.6/（（23.3+14.4）/2） = 11.1%
由上述计算发现，压缩机与发动机的功耗比满足要求。

3.4 怠速工况下的制冷量校核
怠速时发动机的转速： 800rpm 怠速时压缩机的转速： 1000rpm
在压缩机性能曲线图上查得怠速工况的制冷量约为：1.05kW 3.5 压缩机允许最高转速校核
压缩机的允许最高连续转速为： 10000rpm 发动机最高转速：6000rpm 对应的压缩机最高转速： 7500rpm
压缩机的最高转速低于允许最高（连续）转速。

4 冷凝器能力计算
冷凝器热负荷：2.78.45.15.10=⨯==Q Q k kW
计算所得冷凝器负荷比为1.5:1，由于计算时忽略工质沿程阻力损失、局部阻力损失、外表面污垢热阻等因素，再加上进风效果的影响，实际上冷凝器换热能力应大于9.5kW 。

5 蒸发器能力计算
蒸发器制冷量W Q k 8.40=。

6 送风量的确定
风机的送风量：)
(v 0
出入h h Q -=
式中：0Q ---蒸发器制冷量；
入h --蒸发器入口空气焓值； 出h —蒸发器出口空气焓值；
蒸发器入口的空气状态：
入口温度C
t︒
=27
入
入口空气相对湿度%
50
=
入
ψ
出口空气状态取为：
出口温度C
t︒
=8
出
出口空气相对湿度%
09
=
出
ψ
蒸发器进出口空气状态确定后，就可以通过查湿空气焓湿图确定各参数值：
kg
kJ
h/
2.5
5
=
入
kg
kJ
h/
0.3
2
=
出
入口空气的比容v为0.86/3m kg
所以，风机的送风量：
Va=4.8×3600×0.86/（55.2-23.0）=462m3/h
实际送风量的确定还需要综合考虑蒸发器迎面风速、车气流组织、风机及风道噪声等因素，因此实际送风量不应低于以上计算结果。

在鼓风机的压头能克服车空调器（HVAC）与风道的阻力时鼓风机的风量应大于450m3/h。