客车空调系统的设计计算

12 第 1期 i 技 术 与 研 究 BUS TECHNoLoGY AND RESEARCH 客车空调系统的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 计算 南晓峰 ，桓晓锋 (1．郑州宇通客车股份有限公刊，郑州 4500 16；2．郑州科林 午用空调有限公 ，郑州 450016) 摘 要：阐述空调制冷系统部件的参数选择及其对客车空调系统的影响，并提出制造及使用中的注意事项。 关键词：客车；空调系统；部件选择；设计计算 中图分类号：U463．5 1．02 文献 标识 采样口标识规范化 下载危险废物标识 下载医疗器械外包装标识图下载科目一标识图大全免费下载产品包装标识下载 码 ：B 文章编号：1(){)6-3331(2011)01—0012—03 Design and Calculation of Air Condition System on Bus／Coach NAN Xiao—feng ．HUAN Xiao-feng (1．Zhengzhou Yutong Bus Co．，Ltd．Zhengzhou 450016，China；2．Zhengzhou Kelin Air Vehicular Conditioner Co．，Ltd，Zhengzhou 450016，China) Abstract：The authors elaborate the selection of the air condition system part’S paranleters and their influences to the bus／coach air condition system，and put forward the attentive items in production and ilse． Key words：bus／coach；air condition system； parts selection；design and calculation 客车空调系统按压缩机驱动方式分为独 立式 (李 调系统 自带发动机)、非独立式 (空调系统 由客车发动 机驱动)和电力驱动式。考虑到降噪 、减重以及经济 性等原因，目前大多数客车都选择 {E独立式空调。作 独立式空调系统是利用整车发动机的一部分功率，通 过制冷剂周而复始地气化 、液化把车内热量带到车外 ， 以实现降温的日的；同时，由于蒸发器 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 而的温度低 于空气露点温度，车内空气流经蒸发器时，窄气中的 水分凝结成露水并流经车外 ，以实现除湿的日的。 1 空调系统各部件的选择 1．1 压缩机及其排量的选择 压缩机是空调系统的 “心脏”。目前窄调系统所使 用的压缩机均为容积式制冷压缩机 ，主要分为曲轴连 杆式 、斜盘式和涡旋式等。日前中小 客车 上主要使 用的是排量较小的斜盘式和涡旋式 ；大型客 凋则 需要使用排量较大的曲轴连杆式，即往复活塞式 。部 分大中型客车由于结构限制或者为了降低成本 ，往往 采用双系统或者二拖一的形式。双系统即是南两个斜 盘式压缩机各 自组成的两套相同的空调系统共用一个 顶置外壳；二拖一系统则是一套窄调系统使用两台 缩机并联。 压缩机转速取决于发动机转速及两者问的传动比。 根据发动机附件的传动布置情况 ，发动机曲轴带轮总 是大于压缩机的带轮，即压缩机总是比发动机转得快。 压缩机排量 与蒸发器产冷量 Q。以及压缩机转速 n之间的关系式： L=- 鱼 ～ — ， ， (m1／r) rl·A (1-x) X 10 式中 A为J 缩机输气系数或容积效率 (等于压缩 机实际体积流最 同理论体积流量 的比值)； ”为 压缩机吸气口处制冷剂蒸气比容 ，m3／kg；n为压缩机 转速，r／rain； 为蒸发器出口处制冷剂的干度 ，一般 取为0．15； 为制冷剂在相应蒸发温度下的气化潜热， kJ&g。 当蒸发器产冷量确定后，压缩机的排量仅与其转 速有关，两者成反比。 如果把压缩机的排量选择大了，使所需的转速较 低，那么压缩机将始终在超过所需转速上工作，其结 果是蒸发温度经常降低到 0qC以下，使防霜开关频繁 地断开 、接通压缩机 ，这样容易损坏机件 ；如果排量 选小了，使所需的额定转速太高 ，在发动机怠速时， 压缩机转速过低，制冷量严重不足，而且在车速很高 时，压缩机转速将超过极限，容易损坏压缩机。 1_2 冷凝器的选择 冷凝器设计合碑是提高空调制冷能效比的一个重 第 1期 南晓峰，等 ：客车空调系统的设计计算 13 要环节 ，冷凝器的任务是将压缩机排出的高温高压气 态制冷剂予以冷却使之液化。客车空调所使用的冷凝 器是借助于轴流风机使车外空气以一定的流速掠过换 热芯体 ，吸收芯体内制冷剂释放的热量。冷凝器的选 择要考虑到强化传热 、降低热阻 、提高换热效率以及 减轻重量、缩小尺寸、提高单位体积的换热面积等因素。 目前客车空调上使用的冷凝器主要有铜管铝片式、 管带式 、平行流式。平行流式冷凝器是近几年发展迅 速的一种高效紧凑式换热器 (见图 1)，它由集管、扁 管及翅片等组成。制冷剂刚进入冷凝器时呈气态 ，比 体积较大 ，所需管子数也较多 ，随着制冷剂逐渐冷凝 为液态 ，比体积逐渐减小 ，所需管子数也相应减少。 平行流的设计原理是随着制冷剂在芯体中的状态变化 而改变管子数量 ，使冷凝器的有效容积得到最合理利 用，制冷剂的流动和换热情况更趋合理。 图 1 平行流冷凝器结构示意图 试验表明 ，在相同的迎风面积下 ，平行流结构比 管带式的换热能力提高了 38％，制冷剂侧流动阻力降 低了 70％，重量减轻了 30％。平行流冷凝器具有空气 侧和制冷剂侧的压力损失小、换热系数高、所占空间 小、重量轻且制冷剂充注量少、冷凝温度和压力相对 较低等优点，更合适 R134a T质。 平行流冷凝器 目前已应用于轿车及 中小型客车空 调上 ，因结构特点使得其焊缝长 、焊接点多 ，在大客 车上使用的大尺寸芯体的可靠性及耐冲击性还需要进 一 步验证。故在冷凝器芯体的选择方面，目前 ，中小 型客车首选平行流冷凝器 ，大型客车首选铜管铝片式 冷凝器。相信随着制造工艺的不断发展，平行流冷凝 器在客车上的应用会逐渐普及。 1．3 蒸发器的选择 蒸发器作为空调系统 中直接产生冷量的部件 ，决 定着空调的实际制冷效果。蒸发器的任务是将膨胀 阀 降压后的低温、低压液态制冷剂气化，吸收车内空气 的热量并凝结水蒸气 ，空气通过蒸发器时 ，热量被蒸 发器中的制冷剂带走，实现对空气的降温或降温除湿 的目的。被冷却的空气 ，在离心风机的作用下 ，以强 制的方式送人车内，并直接与车内空气混合 ，使车内 的温度降低。 目前蒸发器的主要结构形式有铜管铝片式、管带 式以及层叠式。作为换热器，铜管铝片式蒸发器的制 作和铜管铝片式冷凝器基本相同，其差别是蒸发器的 翅片表面采用亲水处理。经过亲水处理的翅片能使水 蒸气凝结时形成极薄的水膜，避免因形成水珠增加风 阻，从而提高换热能力及寿命。管带式蒸发器 由扁管 折弯制成 ，其结构特点决定 了其芯体的风阻较大 ，液 态制冷剂的流动阻力也较大，用在客车空调上蒸发器 表面的冷凝水不易排走。层叠式蒸发器是在管带式以 后发展起来的新型结构形式，是由两片冲成复杂形状 的铝板叠在一起组成制冷剂通道 ，每两组之间夹有波 浪形散热带 ，其换热效率最高，结构最紧凑 ，目前在 轿车空调上应用较多 ，因其结构对焊接要求较高，加 工难度较大，且尺寸不宜做大，在客车上的应用还受 到限制。 目前客车空调上的蒸发器普遍选用的是铜管 铝片式结构。 1．4 膨胀阀 在客车空调制冷系统 中，热力膨胀阀也是一个关 键部件。它主要起着节流降压和调节流量的作用 ，同 时它还有防止湿压缩和液击以及异常过热的功能。 热力膨胀 阀根据平衡方式可分为内平衡式和外平 衡式。内平衡式热力膨胀阀是从蒸发器进口处取平衡 压力 ，而外平衡式则是从蒸发器出口处取平衡压力。 制冷剂在蒸发器 中流动时 ，产生压力损失不大的，一 般采用内平衡式热力膨胀阀，其结构简单、制造方便、 价格也较便宜 ；如果制冷剂在蒸发器中流动损失大 ， 压力降就大，则应采用外平衡式热力膨胀阀。目前客 车空调系统蒸发器芯体都比较大，制冷剂的流动损失 大，一般都采用外平衡式热力膨胀阀。内平衡式热力膨 胀阀目前常用于空调制冷量小于 5 000 kJ／h的客车上。 1．5 空调管路及布置 空调系统中的高、低压管路连接空调系统中的各 部件 ，起传输制冷剂 的作用 。客车空调受客车动力 、 车速 、运行路况和环境气候等诸多因素影响，承受着 频繁而剧烈的振动和冲击，连接压缩机的管路必须采 14 存 ' 技 术 研 究 用软连接方式 ，即采用橡胶软管或钢编织软管。考虑 高、低压管路工作环境恶劣，发动机和空调压缩机都会 散发大量的热量，管内传输的又是制冷剂和冷却液． 因 此 ，要求高 、低压管路具有 良好的耐热 、耐臭氧老化 性；能承受较高的乐力；具有良好的耐油和耐氟性能， 橡胶管中含有冷却液；气密性要好；动态性能要好。 高、低压软管与压缩机的连接住客车空调系统中 至关重要。如果布置不当，往往会引起制冷剂流动不畅 甚至泄漏，影响空调制冷性能。管路布置时注意：软管 应避开高温热源 150 mm以 否则必须采用隔热板 ， 以保证管的表面温度在 l20 以下 ；软管的弯曲半径 不应小于软管直径的 8倍 ，以防}fJ现死摺；高 、低压 软管与压缩机处应保证足够的柔性 ，以防止阗压缩机 振动而引起管路的泄漏；软管与周边封板 、型材或铁 丝网等硬质物体必须有一定距离，并保证长时问振动 时不与其接触。 2 车内通风量计算 车厢内的空气质量直接影响到每位乘员的健康 ， 人体呼气是车内有害气体污染的主要来源。乘客产生 的大量 “废气”和各种分泌物 、CO、CO：、致病菌等， 导致车内空气污浊。车内的污染物种类很多，日前普 遍沿用 CO 的浓度作为衡量空气品质优劣的一一个指标。 保证车内空气品质的主要措施就是通风，其所需 要的通风量应根据稀释污染物至达到 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 规定的浓度 的原则来确定。对于人员密度很大的客车来说 ，主要 污染源是人，即用稀释人体呼出的CO：来确定新风量。 目前许多国家把 CO 允许浓度控制在 0．1％以内。 2Ol1年 2月 l0。 (MA)。 式中 ——每个人的 CO：发生量，L／s；M——新陈 代谢率 ，坐着休息时是 58 w／m。；A——人体表面积， in ，对于一个标准的中闰人， 平均为 1．69 m 。 一 般取室外空气 c0：浓度为 0．3 L／m ，车内CO 允 许浓度 0．1％ (=1 L／m )。稀释 CO 所需要的通风量按 如下计算，即 V=Q／0．7。 根据上式可以计算 车内乘客每人所需的新风量 为 20m3]h 参考文献： [11张华俊，戴岚 ，张继琳 ，等．客车空调系统的改进探讨I J Jl 制冷空调 }j电力机械，2006，(5) [21陆亚俊 ．暖通 调【M1．北京 ：中国建筑 业 出版社 ， 2o03．1． 【3]梁晓娟，申福林．浅淡客车空调系统的计算机辅助设计fJ1． 客车技术 研究，2004．(2)：9—10． [4]徐明艳．顶置空调机任l大各车 J：的布置设计IJ1．客车技术 与研究 ，2004，(5)：18-19． [51崔轶斌．客车空凋设计 冒=⋯．客车技术与研究 ，2009， (1)：36—38． [6 J赵天民，等．大I{J型客车非独立式空调系统的选配设计fJ】． 城市车辆，2009，(9) 【71楼江燕．客车空调系统新风量的分析IJJ．广两 学院学报 ， 2008．(4) f81杨亚利．纯电动客车窄凋系统的优化设计【J1_福建建设科 技，2009，(4) [91黎孟珠．客车空调系统安装 f 艺的改进措施l J1．低温与超 导 ，2008，(4) 人体的CO 发生量与人体代谢率有关，即Q=4× 修改稿日期：2010—11—12 一 种整体调节座椅》发明专利简介 该发明专利申请号：201010195456．X；公升 日：2010年 10月 6日。该：号利发明人：戴贵柱、戴树乐。 中国的铁路客车座椅设计 (普快、埘排直背)有近百年历史。乘坐火车的疲劳 (除卧铺)人人皆知。为让每一位乘坐火 车的百姓减少些劳苦和疲惫，发明人为世界的公路、铁路客车提供_r一三种 (发明专利)解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 该专利的主要参数：单排排列尺寸 810 lnl／l，脞面下仰角度 25。，靠背后仰角度 I20。，座椅前移 150 mm，座深 450 mm， 靠背高度 800 mm，靠背厚度 50 mil1 ． 人体参数：身高 1 830Inm，座高984film，臀膝 610Inl'II，座深511illm，座姿臀宽411[1lIIl，座姿膝高 554mm。 结论 ： ①单排 810 mill，中 现铁路客乍鹰掎可全部换代升级。公路客车同样适用。 ②顺排列 、对排列均 可。吖加转向机构 。 ③座面下仰 25。，靠背后仰 120。，这种坐姿呵使人体受力分布均匀。无应力集叶l现象；舒适度大幅提高。现有 “波音、 空客、动车”座椅与其相比，逊色太多 、 内外豪华大客车也同样适用。 ④安全性指标提高 (因人体受力均布)。 注：人体数据来源：机械零件没汁手册 (第二册)第九章第 87页。