50度空调系统热负荷计算书

空调系统制冷热负荷计算书PAGEPAGE2编号:-KT-001空调系统制冷热负荷计算书项目名称：A级三厢轿车设计开发项目代号：编制：日期：2010-10校对：日期：审核：日期：批准：日期：2010年10月目录1 计算前参数的准备 11.1 设计参数：（参照国内相关标准） 11.2 附加说明 11.3 车身各表面积： 11.4 制冷热负荷计算 22 通过车身壁面传热系数K的公式引用 22.1 车身壁面传热系数K的计算 32.1.1顶板 32.1.2车身侧壁面、后围 32.1.3地板 42.1.4前围 42.2 日照表面综合温度的计算 42.3 车身壁面传热量的计算 43 通过门窗玻璃传入的热量 44 新风热 55 乘员人体散发的热量 56 车内零件散热量 57 用电设备散热量 68 空调制冷量 6PAGE6计算前参数的准备设计参数：（参照国内相关标准）车外温度：tH=50℃，相对湿度：ф车内温度：tB=25℃，相对湿度：ф=6车内成员数：N=5人，车内新风量：V=N×V1=5×11=55m3太阳辐射强度：tH=50℃时，水平面上太阳辐射强度I车速：v=40km/h附加说明该车属于A0系列。车内有前后2排座位。其车厢总容积V=3.00㎡所取的计算空间如图所示：顶板顶板前窗后窗前窗后窗后围后围前围前围 地板地板 车身各表面积：车顶F顶=1.515㎡后围F后=0.700㎡玻璃F玻=2.956㎡前围F前=1.200㎡侧围F侧=3.220㎡地板F地=3.600㎡制冷热负荷计算由于车外温度高于车内，加上太阳辐射的作用，有大量热量会通过车身壁面、车窗等传入车内。同时，乘员的汗热和湿热也会使车内温度升高。可见，影响车内热负荷的因素很多。综合各种因素，车身热平衡的方程式表达如下：式中：——储备系数；——制冷机产生的冷量； ——车身总热负荷； ——车体传入热量；——玻璃传入热量；——新风热；——人体热；——用电设备散热量；——车内零件散热量。现在分别计算各部分的热负荷。通过车身壁面传热系数K的公式引用车身壁面包括顶板、侧壁面、地板、前围、后围等几部分组成。即车身壁面热负荷表达式为：车身壁面多属均匀壁面，因此，它的传热可以按照多层均匀壁面传热计算。其中，顶板、侧壁面、地板传热量的计算公式如下：式中：——分别表示顶板、侧壁面、地板的传热量；——分别表示顶板、侧壁面、地板的传热系数；——分别表示顶板、侧壁面、地板的传热面积；——车外空气温度，——车内空气温度，对于前围和后围，由于发动机室和行李箱里的温度都远高于车外空气温度，所以这里的传热可以单独考虑。计算时按照如下公式：式中：——分别表示前围、后围的传热量；——分别表示前围、后围的传热系数；——分别表示前围、后围的传热面积；——分别表示发动机室、行李箱内的温度；——车内空气温度，车身壁面传热系数K的计算传热系数K与车身内、外表面放热系数及隔热层热阻有关，由于车身各壁面的条件不同（比如壁面外表面温度、车身隔热措施等差别很大），所以车身各壁面的传热系数是不同的。要分别计算各部分的传热系数。对于车顶板、侧壁面、地板，传热系数计算式如下；式中：——外表面放热系数，与表面相对气流速度有关。——内表面放热系数，——隔热材料厚度(m)。 ——隔热材料导热系数W/(m·℃)。对于前围，传热系数可以按照下式计算：式中：——对于前围，表示发动机侧壁面对流放热系数；——车身内表面放热系数，在汽车空调状态；——隔热材料厚度(m)； ——隔热材料导热系数W/(m·℃)。2.1.1顶板计算中，取车顶板的1/5为金属面和内饰板直接相连考虑，其余部分按照多层均匀平壁计算。则车顶板的传热系数为：kJ/(㎡·h·℃)2.1.2车身侧壁面、后围计算中，取车身侧壁面和后围面积的1/5为金属面和内饰板直接相连考虑，其余部分按照多层均匀平壁计算。则车侧壁面和后围的传热系数为：kJ/(㎡·h·℃)2.1.3地板按照多层均匀平壁计算，代入各材料厚度及导热系数，则有：kJ/(㎡·h·℃)2.1.4前围经计算得到：kJ/(㎡·h·℃)日照表面综合温度的计算经计算得到：tc地=52.5℃tc顶=55.1℃tc车身壁面传热量的计算综上所述可知，顶板、侧壁面和后围、地板的热负荷包括温差传热和太阳辐射两部分，则用日照表面综合温度代替车外空气温度，它们的传热量分别为：Q顶=F顶K顶(tc顶-tB)=567.7kJ/hQ侧=F侧K侧(tc侧-tB)=1030.5kJ/hQ地=F地K地(tc地-tB)=961.3kJ/hQ后=F后K侧(tc侧-tB)=224.0kJ/h由于计算过程中有一定近似性，对于顶板、侧壁面、地板的传热可以进行修正，则有：QB1=а3(Q顶+Q侧+Q后+Q地)=1005.2W式中：——修正系数，取=1.3。而对于前围，没有受到太阳辐射的作用，只考虑温差传热的影响，通过这部分传入的热量为：Q前=F前K前(tF1-tB)=1226.9kJ/h=340.8W式中：——发动机室的空气温度，取=85℃。则车身壁面传入的总热量为：QB=1005.2+340.8=1346.0W通过门窗玻璃传入的热量考虑到太阳辐射，通过门窗玻璃传入的热量由两部分组成：QG=QG1+QG2(1)由于车内外温差而传入的热量QG1：QG1=K玻F玻(tH-tB)=1698.96KJ/h=471.9W(2)由于太阳辐射通过玻璃传入的热量QG2：U=F’玻I+(F玻-F’玻)IS式中：——太阳辐射通过玻璃的透入系数，——玻璃对太阳辐射热吸收系数，——遮阳修正系数，I——车窗外表面的太阳辐射强度，Is——车窗外表面的太阳散射辐射强度，U——车窗的太阳辐射量。F玻——车窗总面积。F玻＝2.956㎡F’玻——阳面车窗面积。F’玻＝F玻/2=1.478㎡K玻——玻璃的传热系数，——外表面放热系数，与表面相对气流速度有关。——内表面放热系数，QG1=471.9WU=1686kJ/hQG2=396.5WQG=868.4W新风热新风热QV的计算式：得到：QV≈875.57W。乘员人体散发的热量人体散发的热量与劳动强度、周围空气温度、性别、年龄、衣着等很多因素有关。一般按每人每小时发热量418kJ计。QP=418×NkJ/h式中：N——乘员人数，按照5人计算。则有：QP≈580.56W。车内零件散热量考虑车内零件的散热量，可以按照下列公式计算：式中：车内零件表面温度车内空气温度，由于车内零件表面积不易求得，可用试验测得的值，日本丰田公司测得轿车＝376.2kJ/(h·℃)。这里取此经验数据。代入数据，则有kJ/h≈523W用电设备散热量这里主要计算鼓风机及音响设备、电动后视镜等用电设备散热量。考虑到这些设备的效率，最终求得该部分热量为：=50W。空调制冷量车身总热负荷：Q总=4243.5W空调系统制冷量：Q=Q总×=4795.2W≈4.8KW式中：——储备系数，取=1.13。随着