電動(dòng)空調(diào)匹配計(jì)算書(shū)x

1、電動(dòng)空調(diào)匹配計(jì)算書(shū)版本換版/修訂記錄編制/修訂人批準(zhǔn)人生效日期根據(jù)已有電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范，計(jì)算空調(diào)系統(tǒng)各項(xiàng)性能參數(shù)，保證空調(diào)系統(tǒng)能正常運(yùn)行，符合克服使用要求并且經(jīng)濟(jì)、可靠。本標(biāo)準(zhǔn)由產(chǎn)品開(kāi)發(fā)技術(shù)中心提出，綜合管理部歸口。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人:本標(biāo)準(zhǔn)審核人：本標(biāo)準(zhǔn)批準(zhǔn)人：1概述隨著新能源電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化的趨勢(shì)越來(lái)越明顯。作為未來(lái)主要潛在車(chē)型，電動(dòng)汽車(chē)也需要為駕乘人員提供舒適的環(huán)境，并且擁有一套節(jié)能高效的電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)開(kāi)拓市場(chǎng)也是至關(guān)重要的。本設(shè)計(jì)包括：冷熱負(fù)荷計(jì)算，電動(dòng)壓縮機(jī)選型計(jì)算，蒸發(fā)器、冷凝 器、膨脹閥選型設(shè)計(jì)。2 電動(dòng)空調(diào)匹配計(jì)算2.1熱負(fù)荷計(jì)算N800系列駕駛

2、室按尺寸定義共有5個(gè)規(guī)格，空調(diào)系統(tǒng)制冷性能的需求可按最大駕駛室容積計(jì)算，也可按產(chǎn)量最大的駕駛室容積計(jì)算。因目前沒(méi)有明確的要求，暫按最大駕駛室容積計(jì)算空 調(diào)系統(tǒng)制冷性能的需求。2.1.1參數(shù)確定綜合考慮夏季的高溫酷暑和汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)常使用環(huán)境，結(jié)合有關(guān)資料，確定計(jì)N800中體雙排的車(chē)內(nèi)外邊界條件如下：空氣流速V： v=2m/s7?9J日照強(qiáng)度：I水平=1000W/mI垂直=160W/mI散=40W/m圖1中體雙排車(chē)車(chē)長(zhǎng)圖2中體雙排車(chē)車(chē)寬圖3中體雙排車(chē)車(chē)高車(chē)長(zhǎng)2.00m,車(chē)寬1.59m,駕駛室高1.38m （如圖所示 ）2.1.2車(chē)外綜合溫度計(jì)算由于太陽(yáng)輻射的影響，車(chē)身表面溫度比環(huán)境溫度高許多，為

3、簡(jiǎn)化這部分熱負(fù)荷計(jì)算，引入車(chē) 外綜合溫度的概念，由于車(chē)頂和車(chē)側(cè)的日照強(qiáng)度和熱傳導(dǎo)系數(shù)不一樣，因此，車(chē)頂和車(chē)側(cè)的綜合 溫度也不一樣，其屮：車(chē)頂綜合溫度：（C頂二PI頂/ 3 2+K頂）+12車(chē)側(cè)綜合溫度:tc側(cè)二P I側(cè)/ （a 2+K側(cè)）+t2式中:P :車(chē)外表面吸收系數(shù)，取 0.9；I頂：車(chē)頂太陽(yáng)輻射強(qiáng)度，I頂=1水平=1000W/m 2；I側(cè)：車(chē)側(cè)太陽(yáng)輻射強(qiáng)度，I側(cè)二(I垂直+ 1散)/2= ( 160+40 ) /2=100W/m 2；a2 ：車(chē)外空氣與車(chē)表面的對(duì)流放熱系數(shù)，取經(jīng)驗(yàn)值：a 2 =33.48W/ ( m2 °C )K頂：車(chē)頂傳熱系數(shù)；K側(cè)：車(chē)側(cè)傳熱系數(shù)；t2：環(huán)境

4、溫度38°Co壁面?zhèn)鳠峄竟剑篞=KF t式中：K：傳熱系數(shù)；F：傳熱面積；t：溫差。為簡(jiǎn)化計(jì)算，車(chē)身各部分按多層均勻平壁考慮，根據(jù)傳熱學(xué)理論，有：K=1/ ( (1/ a 1)+ S ( 6 i/Xi) +(l/a2)式中:a 1 :車(chē)內(nèi)表面的對(duì)流放熱系數(shù)，按自然循環(huán)考慮，其值取 15 W/ ( m 2- °C)Si：各層材料的厚度；入i：各層材料的傳熱系數(shù)。車(chē)頂和車(chē)側(cè)的傳熱系數(shù)計(jì)算見(jiàn)表 1 (表屮與車(chē)體結(jié)構(gòu)相關(guān)的參數(shù)為參考其它車(chē)型的估算值)。表1 車(chē)頂和車(chē)側(cè)傳熱系數(shù)車(chē)頂車(chē)側(cè)結(jié)構(gòu)層構(gòu)成鋼板空氣間隙隔熱硬頂鋼板空氣間隙內(nèi)飾板單一結(jié)構(gòu)層厚度s j (mm )0.71550.

5、7253單一結(jié)構(gòu)層導(dǎo)熱系數(shù)入(W/ (m2 °C)51.630.1630.0651.630.1630.18s ( 8/X )( Cm °C) /W )0.1750.17071 1/ a ( ( m °C) /W)1/151/15721/ a ( ( m °C) /W)1/33.481/33.48傳熱系數(shù)K ( W/ ( m 2 °C)3.683.75由此可得:c頂頂2 頂2車(chē)頂綜合溫度：t = Pl / (a+K ) +t =0.9 X1000/ ( 33.48+3.68 ) +38=62.22 °C車(chē)側(cè)綜合溫度：teg 卩1側(cè)/ (

6、 a 2+K m ) +12=0.9 X 100/ ( 33.48+3.75 ) +38=40.42 °C車(chē)地綜合溫度：tc地按41 °C計(jì)算2.1.3熱負(fù)荷計(jì)算1）通過(guò)車(chē)頂傳入車(chē)內(nèi)熱負(fù)荷Q頂車(chē) 頂面積約為3.2m 2,貝Q 頂二 K頂F 頂（頂） =3.68 X3.2X （62.22-25 ） =438.30W2）通過(guò)車(chē)側(cè)傳入車(chē)內(nèi)的熱負(fù)荷 Q側(cè)車(chē)側(cè)面積約為7.7m 2,貝IJ：Q fiu = K «u F 側(cè)（仁側(cè)）=3.75 X7.7X （40.42-25 ） =455.25W3）通過(guò)地板傳入車(chē)內(nèi)的熱負(fù)荷 Q發(fā)地板的傳熱系數(shù)約為：4.02W/ （ m 2 -

7、°C,）面積約為1.7 m?,溫度約為75 °C,貝ij：Q 發(fā)二4.02 X 1.7X （75-25 ） =341.7W4）通過(guò)窗玻璃傳入車(chē)內(nèi)的熱負(fù)荷Q玻車(chē)窗玻璃面積見(jiàn)表2：圖4車(chē)體玻璃的面積1 （紅色區(qū)域）圖5車(chē)體玻璃的面積2 （紅色區(qū)域）全面積前窗約3.4約1.0表2車(chē)窗玻璃面積（m J圖6前玻璃的垂直投影（紅色區(qū)域）圖7前玻璃的水平投影（紅色區(qū)域）20.2 m ,水平方向投影面積約為其屮前窗擋風(fēng)玻璃并非垂直安裝，其垂直方向投影面積約為0.9m o玻璃傳熱系數(shù)為：K股=11.5W/ （ m2 °C）則由于車(chē)內(nèi)外溫差而形成的熱負(fù)荷為:Q 玻 i=1 1.5 X

8、3.4X (38-25 ) =508.30W又太陽(yáng)總輻射量為：U=I側(cè)(3.4-1.0+0.2 ) +1水平0.9= 100 X2.6+1000 X0.9= 1160W則由于太陽(yáng)輻射而形成的熱負(fù)荷為：Q 玻 2= ( n + p a i/a 2) U S式中:n :太陽(yáng)輻射透過(guò)玻璃的透入系數(shù)，取n =0.84 ；P :玻璃對(duì)太陽(yáng)輻射熱的吸收系數(shù)，取P =0.08 ；S :遮陽(yáng)修正系數(shù)，取S = 1.0oQ 玻 2= ( 0.84+0.08 X 15/33.48 ) X 1160 X 1.0=1015.97W總熱負(fù)荷：Q 玻=玻 2=508.3+1015.97=1524.27W5) 乘員熱負(fù)荷Q

9、人乘員全熱：108W司機(jī)全熱：175W總熱量：Q 人=0.89 X6X108+175=751.72W車(chē)內(nèi)電機(jī)及照明燈等的熱負(fù)荷Q附暖風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)換為熱量的功率約為40W,收放機(jī)功率約為7W,照明燈等功率約為5W o則：Q 附=40+7+5=52W6) 總熱負(fù)荷：Q 總=Q 頂+Q (w +Q 發(fā) + Q 玻+Q 人+Q 附=3565.24W取整：Q總=3560W7) 制熱負(fù)荷冬季車(chē)外溫度低于車(chē)內(nèi)，熱量會(huì)通過(guò)車(chē)身、車(chē)窗等傳到車(chē)外。忽略人體、電器散發(fā)熱量。Q 熱=Q 頂+Q 側(cè) +Q 發(fā) + Q 玻=2761.52W取整：Q熱二2760W8) 結(jié)論通過(guò)以上計(jì)算分析，總熱負(fù)荷為3560W。所以N800

10、電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)的制冷性能應(yīng)不小于3560W o同時(shí)上述分析尚有一些影響空調(diào)系統(tǒng)制冷性能的因素沒(méi)有考慮，諸如整車(chē)密封性能、隔熱措 施的采用、室內(nèi)新風(fēng)吸入量等。需要對(duì)樣車(chē)或相關(guān)類(lèi)似車(chē)型的空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的分析和測(cè)試， 再結(jié)合理論分析和整車(chē)其它的限制因素，最終確定一個(gè)優(yōu)化的系統(tǒng)制冷參數(shù)，進(jìn)而確定系統(tǒng)各個(gè) 部件的參數(shù)。同時(shí)，由于不同車(chē)型（窄體單排、中體雙排、寬體排半等）對(duì)空調(diào)制冷能力的需求也有所不 同，對(duì)于這種情況，通常的做法是采用可變頻一體式壓縮機(jī)，而不改變空調(diào)系統(tǒng)的其它部件來(lái)達(dá) 到空調(diào)系統(tǒng)與整車(chē)的匹配。制熱負(fù)荷為2760W ,電動(dòng)空調(diào)采暖和除霜采用PTC電加熱，PTC能根據(jù)車(chē)內(nèi)溫度、風(fēng)量自動(dòng)調(diào) 節(jié)發(fā)

11、熱量，制熱負(fù)荷小于制冷負(fù)荷，只需根據(jù)需要選擇適合的產(chǎn)品即可。2.2電動(dòng)壓縮機(jī)選型計(jì)算2.2.1 壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)形式汽車(chē)空調(diào)壓縮機(jī)是汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)的心臟，其作用是將來(lái)自于蒸發(fā)器的低溫、低壓的制冷劑氣 體壓縮成高溫、高壓的氣體，并將其送入冷凝器屮，以保證制冷循環(huán)的正常進(jìn)行。壓縮機(jī)性能的 好壞與空調(diào)系統(tǒng)的能量消耗、噪聲大小和運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性都有直接關(guān)系。電動(dòng)汽車(chē)對(duì)車(chē)上輔助設(shè)備的能量消耗有嚴(yán)格的要求，因此在電動(dòng)汽車(chē)上所使用的空調(diào)壓縮機(jī)應(yīng)具 有較高的工作效率，使其在滿足使用要求的情況下，能量消耗降到最低。從汽車(chē)空調(diào)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，渦旋式壓縮機(jī)將是未來(lái)汽車(chē)空調(diào)的主要機(jī)型，其原理是利用動(dòng)、靜渦旋片的相對(duì)公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形成閉死容

12、積的連續(xù)變化，實(shí)現(xiàn)壓縮制冷工質(zhì)的目的。渦旋式壓縮機(jī)具 有以下優(yōu)點(diǎn)：1）效率高。渦旋壓縮機(jī)沒(méi)有吸、排氣閥及余隙容積，氣體可以通暢的吸入并能被完全排出，容積效 率高。同時(shí)，動(dòng)旋片上的所有點(diǎn)都以很小半徑作同步轉(zhuǎn)動(dòng)，摩擦損失小。同活塞式壓縮機(jī)相比較，其效率約高10%? 15%o2）運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。多腔室連續(xù)工作，數(shù)個(gè)不同相位的工作循環(huán)同時(shí)進(jìn)行，氣流脈動(dòng)小，扭矩變化均勻。3）沒(méi)有吸、排氣閥，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，壽命長(zhǎng)，且特別適應(yīng)于變速運(yùn)轉(zhuǎn)。4）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，渦旋的結(jié)構(gòu)型式使壓縮機(jī)可以實(shí)現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)13000rpm左右，因此，渦旋式壓縮機(jī)體積小、重量輕。5）由于吸氣過(guò)程幾乎連續(xù)進(jìn)行，振動(dòng)噪聲低。2.2.2 壓縮

13、機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)結(jié)構(gòu)形式為了最大限度地降低制冷劑的泄漏量，電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)往往會(huì)做成不可拆卸的全封閉系統(tǒng)，這給電機(jī)的保養(yǎng)和維修帶來(lái)了麻煩，傳統(tǒng)的直流電動(dòng)機(jī)，因其工作離不開(kāi)換向器和碳刷，轉(zhuǎn)動(dòng)的換向器和碳刷始終處于接觸的摩擦狀態(tài)，很容易磨損，需經(jīng)常保養(yǎng)維護(hù)， 故不能釆用。另一方面,為了提高空調(diào)系統(tǒng)的工作品質(zhì)并降低其能量消耗，電動(dòng)壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)應(yīng)具有良好的調(diào)速性 能，基于不同的調(diào)速原理，三相異步電動(dòng)機(jī)和無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)都能滿足這一要求，但比較這兩種 電機(jī)，由于無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子是永磁的，不用供給電流，沒(méi)有激磁損耗，效率更高。同時(shí)，其還 具有體積小、重量輕、振動(dòng)噪聲低、無(wú)電磁干擾及控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，因此在電動(dòng)

14、空調(diào)系統(tǒng)上 的應(yīng)用具有更廣闊的前景。2.2.3 空調(diào)制冷劑熱力循環(huán)壓壻圖對(duì)于汽車(chē)空調(diào)制冷系統(tǒng)， 由前面計(jì)算得到的空調(diào)制冷負(fù)荷，從空調(diào)制冷原理出發(fā)，結(jié)合空調(diào)制冷系統(tǒng)熱力循環(huán)圖，就可以計(jì)算得到電動(dòng)壓縮機(jī)功率、冷凝器換熱量等空調(diào)制冷系統(tǒng)匹配參數(shù)。電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)制冷系統(tǒng)制冷劑的壓焙圖如圖8所示?？照{(diào)的制冷循環(huán)，主要由下列四個(gè)過(guò)程組成：Igp*oh圖8空調(diào)制冷過(guò)程壓焙圖1）壓縮過(guò)程低溫低壓的制冷劑氣體被壓縮機(jī)吸入，并壓縮成高溫高壓的制冷劑氣體。這一過(guò)程是以消耗機(jī)械功作為補(bǔ)償，壓縮增壓，以便氣體液化。在圖8中用線段12表示。2）冷凝過(guò)程制冷劑氣體由壓縮機(jī)排出后進(jìn)入冷凝器。這一過(guò)程在壓力和溫度不變得情況下，制

15、冷劑由氣態(tài)逐漸向液態(tài)轉(zhuǎn)變。用線段 2-3-4表示。3）節(jié)流膨脹過(guò)程高溫高壓的制冷劑液體經(jīng)膨脹閥節(jié)流降溫降壓后進(jìn)入蒸發(fā)器。該過(guò)程的作用是制冷劑降溫降壓、調(diào)節(jié)流量、控制制冷能力。用線段 45表示。4）蒸發(fā)過(guò)程制冷劑液體經(jīng)膨脹閥降溫降壓后進(jìn)入蒸發(fā)器，吸熱制冷后從蒸發(fā)器出口被壓縮機(jī)吸入。此過(guò)程的特點(diǎn)是在壓力不變的情況下，制冷劑由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)。用線段50表示。過(guò)程01為在蒸發(fā)器和壓縮機(jī)Z間，產(chǎn)生吸氣過(guò)熱的階段，是通過(guò)回?zé)嵫h(huán)，利用節(jié)流前的制冷劑液體來(lái)加熱回到壓縮機(jī)的氣體，從而產(chǎn)生液體過(guò)冷和吸氣過(guò)熱兩種結(jié)果。液體過(guò)冷可以避免因節(jié)流損失使少量制冷劑蒸發(fā)而產(chǎn)生的閃氣現(xiàn)象。吸氣過(guò)熱可防止液滴被帶入壓縮機(jī)氣缸內(nèi)，

16、從而避免氣缸中的液擊。過(guò)程l2s為等爛過(guò)程，是理論上的壓縮機(jī)絕熱變化過(guò)程，但實(shí)際上，壓縮過(guò)程不是完全的絕熱過(guò)程，其絕熱指數(shù)也是不斷變化的。因此，壓縮機(jī)的實(shí)際工作過(guò)程為12,狀態(tài)點(diǎn)2的恰值可用下式進(jìn)行計(jì)算：式中：h壓縮機(jī)進(jìn)氣口的制冷劑焙值，kJ/kg ； h2、h?s壓縮機(jī)排除制冷劑的實(shí)際、理論焙值，kJ/kg : n i壓縮的指不效率。2.2.4熱力循環(huán)狀態(tài)參數(shù)的確定1）一匸況條件確定參考傳統(tǒng)汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)計(jì)算工況，結(jié)合純電動(dòng)客車(chē)空調(diào)實(shí)際使用條件，確定空調(diào)系統(tǒng)計(jì)算工況為：制冷劑為R134a，冷凝溫度tk=55 °C,蒸發(fā)溫度t e=0 °C,過(guò)冷溫度（4=53 °C

17、,吸氣溫度t.=5 °C。3所示。2）熱力循環(huán)參數(shù)確定根據(jù)所選定的空調(diào)工況，就可以得出制冷系統(tǒng)壓焙圖的各狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)，如表表2各循環(huán)狀態(tài)參數(shù)狀態(tài)號(hào)參數(shù)單位數(shù)值1tl0 C5V1m3/kg0.07093hlkJ/kg402.182t2。C73.6h2kJ/kg449.032st2s8 C62.6h2skJ/kg435.914.t4C53h4kJ/kg275.65h5kJ/kg275.6x5-0to0 c0hOkJ/kg397.092.2.5空調(diào)系統(tǒng)熱力循環(huán)的計(jì)算就可以計(jì)算所需壓縮機(jī)及熱交換器的一些基本根據(jù)所確定的空調(diào)系統(tǒng)各循環(huán)狀態(tài)點(diǎn)的參數(shù),性能參數(shù)。1）單位制冷量:由此可得:2）單位冷凝

18、量:由此可得:3）制冷劑循環(huán)量:4）冷凝器熱負(fù)荷:由此可得：5）單位壓縮功：由此可得：6）壓縮機(jī)壓縮功：由此可得：7）壓縮機(jī)軸功率：0.92) o其屮R m 壓縮機(jī)機(jī)械效率（一般選取由此可得:8）制冷系數(shù)（COP）:Q由此可得：Q 3560£ = N； = i492 = 2-399）壓縮機(jī)排量：60 X 103 Q 氣V Lh nlq（）其中入一輸氣系數(shù)，渦旋壓縮機(jī)一般取0.80.95, Vi-壓縮機(jī)吸氣口處制冷劑蒸氣比體積；n 壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，rpm o由上式可以看出，當(dāng)制冷量 Q確定后，壓縮機(jī)的排量 Vh僅與其轉(zhuǎn)速n有關(guān)，兩者成反比。10）結(jié)論根據(jù)以上公式可以確定在特定工況下，電動(dòng)壓

19、縮機(jī)排量、軸功率、冷凝器熱負(fù)荷等性能參數(shù)。值得注意的是，由于制冷負(fù)荷是隨著時(shí)間不斷變化的，因此在選取作為匹配電動(dòng)壓縮機(jī)功率的制冷負(fù)荷值時(shí)，應(yīng)充分考慮空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際使用狀況，使電動(dòng)壓縮機(jī)能夠經(jīng)常工作在高效率區(qū)。通常情況下，在一天屮最熱的屮午到下午的時(shí)段，空調(diào)的使用頻率較高，這一時(shí)段內(nèi)，空調(diào)的制冷負(fù)荷雖有波動(dòng)，但變化不大。電機(jī)功率、冷凝器熱負(fù)荷與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)，只與制冷負(fù)荷有關(guān)。在制冷負(fù)荷一定時(shí)，壓縮機(jī)排量隨著轉(zhuǎn)速的增加而減小，對(duì)于電動(dòng)壓縮機(jī)，由于其轉(zhuǎn)速不受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的限制，可以自由調(diào)整，因此可適當(dāng)提高壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)減小壓縮機(jī)排量，進(jìn)而減小壓縮機(jī)尺寸和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，提高壓縮機(jī)效率并降低振動(dòng)噪聲。另一方面

20、，在取定壓縮機(jī)排量后，當(dāng)所需制冷負(fù)荷減少時(shí)，可通過(guò)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，來(lái)減小制冷劑循環(huán)量和壓縮機(jī)軸功率，降低能量的消耗。2.3電加熱系統(tǒng)選型釆用PTC電輔加熱，是目前解決空調(diào)冬季釆暖比較普遍的做法。PTC加熱陶瓷新材料具有恒溫加熱、無(wú)明火、熱轉(zhuǎn)換率高、受電源電壓影響極小、自然壽命長(zhǎng)等傳統(tǒng)發(fā)熱元件無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。圖9為PTC熱敏元件的電阻值隨溫度的變化曲線，PTC熱敏電阻是一種典型的具有溫度敏感性的半導(dǎo)體電阻，當(dāng)超過(guò)一定的溫度（居里溫度）時(shí)，它的電阻值隨著溫度的升高呈階躍性的增同O100200304400T/圖9 PTC熱敏電阻阻值變化曲線電流通過(guò)PTC熱敏元件后引起溫度升高，即發(fā)熱體的溫度上升，當(dāng)

21、超過(guò)居里溫度后，電阻增加，從而限制電流增加，而后電流的下降又導(dǎo)致元件溫度降低，電阻值隨之減小，電路電流又增 加，元件溫度再升高，周而復(fù)始。因此PTC熱敏元件即具有使溫度保持在待定范圍的功能，又起到開(kāi)關(guān)作用。它的一大突出特點(diǎn)在于安全性能上，即使遇到風(fēng)機(jī)故障停轉(zhuǎn)時(shí)，PTC加熱器因得不到充分散熱，其功率會(huì)自動(dòng)急劇下降， 此時(shí)加熱器的表面溫度維持在居里溫度左右（一般為250°C上下），從而不致產(chǎn)生如電熱管類(lèi)加熱器的表面“發(fā)紅”現(xiàn)象。此外，當(dāng)外界溫度降低時(shí)，PTC的電阻值隨之減小，發(fā)熱量反而會(huì)相應(yīng)增加，依據(jù)此原理，采用了PTC電輔熱技術(shù)的空調(diào)，能夠自動(dòng)根據(jù)車(chē)內(nèi)溫度的變化以及風(fēng)機(jī)風(fēng)量的大小而改變

22、發(fā)熱量，從而恰到好處地調(diào)節(jié)車(chē)內(nèi)溫度，達(dá)到迅 速、強(qiáng)勁制熱的目的。PTC電加熱器結(jié)構(gòu)如圖10所示，可用于汽車(chē)室內(nèi)的取暖和除霜，根據(jù)需要將多組電加熱器并聯(lián)安裝在汽車(chē)空調(diào)風(fēng)箱內(nèi)， 設(shè)計(jì)的一個(gè)重要問(wèn)題就是如何將 PTC產(chǎn)生的熱量及時(shí)取走， 這取決 于風(fēng)機(jī)和風(fēng)道的設(shè)計(jì)。風(fēng)機(jī)可采用軸流式風(fēng)扇、離心式風(fēng)扇等，基本要求是：使作用到整個(gè)PTC發(fā)熱器迎風(fēng)面上的風(fēng)速均勻，充分發(fā)揮PTC元件的發(fā)熱能力；風(fēng)速要合理， PTC發(fā)熱器的消耗功率和出口風(fēng)溫與風(fēng)速密切相關(guān)，風(fēng)速增加，發(fā)熱量增大。另外要有與之配合良好的風(fēng)道設(shè)計(jì)。PTC刪片電g子圖10PTC熱風(fēng)加熱器示意圖2.4換熱器型式選擇與計(jì)算電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)的換熱器均可沿用

23、傳統(tǒng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)型式，根據(jù)汽車(chē)的布置要求和使用工況進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡量采用熱交換效率高的冷凝器和蒸發(fā)器，降低能量消耗。2.4.1蒸發(fā)器型式選擇與計(jì)算蒸發(fā)器的作用是將經(jīng)過(guò)節(jié)流降壓后的液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)沸騰汽化，吸收蒸發(fā)器表面的周?chē)諝獾臒崃渴蛊浣禍?。汽?chē)空調(diào)蒸發(fā)器有管片式、管帶式、層疊式三種結(jié)構(gòu)。管片式蒸發(fā)器一般由銅或鋁質(zhì)圓管套上鋁翅片組成，經(jīng)膨脹工藝使鋁翅片與圓管緊密相接觸，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便，但換熱效率較低。管帶式蒸發(fā)器由多孔扁管與蛇形散熱鋁帶焊接而成，工藝比管片式復(fù)雜，需釆用雙面復(fù)合鋁材及多孔扁管材料，該蒸發(fā)器換熱效率比管片式高10%左右。層疊式蒸發(fā)器由兩片沖成復(fù)雜形狀的鋁板疊在一起組成制冷劑

24、通道，每?jī)善ǖ乐g夾有蛇形散熱鋁帶，該類(lèi)型蒸發(fā)器也需要雙面復(fù)合鋁材，并且焊接要求高，因此加工難度較大。但是其換熱效率也最高，結(jié)構(gòu)也最緊湊。采用新型制冷劑R134a的汽車(chē)空調(diào)就應(yīng)用這種層疊式蒸發(fā)器。蒸發(fā)器計(jì)算主要是根據(jù)制冷量大小，在規(guī)定工況下，計(jì)算出蒸發(fā)器所需面積。蒸發(fā)器傳熱計(jì)算公式為：Q = KFltm式屮Q蒸發(fā)器產(chǎn)冷量，單位為 kW；K蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)，單位為kW/m 2 °C;2F蒸發(fā)器空氣側(cè)的傳熱面積，單位為 m； U 沿氣流方向蒸發(fā)器表面與空氣流Z間的對(duì)數(shù)平均溫差，對(duì)數(shù)平均溫差可按下式計(jì)算：式中一蒸發(fā)器進(jìn)口空氣溫度，單位為°C；12蒸發(fā)器進(jìn)口空氣溫度，單位為°C；to蒸發(fā)溫度，單位為°C；蒸發(fā)器傳熱系數(shù)K值取決于蒸發(fā)器材料的導(dǎo)數(shù)系數(shù)及結(jié)構(gòu)。常見(jiàn)的蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)中，管帶式K值比管片式較高。計(jì)算出蒸發(fā)器所需的換熱面積，還要確定迎風(fēng)面積與排深的比例關(guān)系。在不增加風(fēng)阻的條件下，可減少迎風(fēng)面積，增加排深。2.4.2 冷凝器型式選擇與計(jì)算冷凝器的作用是把壓縮機(jī)排岀的高溫、高壓制冷劑氣體在冷凝器屮液化為高溫高壓的液體，而將相變產(chǎn)生的熱量散發(fā)給周?chē)目諝?。汽?chē)空調(diào)冷凝器有管片式、管帶式及平行流式三種結(jié)構(gòu)形式，其中平行流式冷凝器也是一種管帶式結(jié)構(gòu)，是為了適應(yīng)新工質(zhì)R134a而研制的新型的冷凝器，