2015制冷學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)集car

1、壁掛式冷藏機(jī)組在高頂駕駛室冷藏車(chē)上的應(yīng)用設(shè)計(jì)(山東通盛制冷設(shè)備，聊城 252000)摘 要 本文對(duì)傳統(tǒng)的高頂駕駛室用冷藏機(jī)組進(jìn)行分析，并提出了新型的壁掛式冷藏機(jī)組，使得冷藏機(jī)組在更優(yōu)越的工況運(yùn)行下，獲得最優(yōu)的制冷效果。超薄型設(shè)計(jì)微通道技術(shù)節(jié)能設(shè)計(jì)WALL-MOUNTED REFRIGERATION UNIT APPLICATION DESIGN IN HIGH-ROOF CAB REFRIGERATED CARZhu GuangdongLiu Xuxia(ShTongsun Refrigeration Equipment Co., Liaocheng 252000)Abstracthis pr

2、, refrigeration unit used for the traditional high bridge isyzed, and put a new wallmounting type refrigeration units, so refrigeration unit can runbest cooling effecthe superior working conditions to obtaheKeywordsUltra-thin design0 前言Microchannel technologyEnergy saving design，（1976- ），女，工程師冷藏機(jī)組安裝

3、形式及其技術(shù)發(fā)展2高頂駕駛室一般用在廂式車(chē)、牽引車(chē)、高欄車(chē)車(chē)型上，當(dāng)車(chē)輛高速行駛時(shí)，如果貨箱高于現(xiàn)狀冷藏機(jī)組根據(jù)其安裝位置可以分為兩種形式，一種是頂置式，冷凝器安裝在保溫箱外部的前側(cè)，等駕駛室，風(fēng)阻會(huì)很大，所以會(huì)使用高頂駕駛室，高頂駕駛室頂面設(shè)計(jì)為向后傾斜，以減少風(fēng)阻，如果貨箱過(guò)高，還需要加裝導(dǎo)流罩。高頂駕駛室一蒸發(fā)器安裝與保溫箱前側(cè)。此種安裝方式主要般是上下雙臥鋪。相對(duì)于平頂駕駛室而言，高頂駕應(yīng)用于平頂駕駛室的冷藏車(chē)，具體安裝位置見(jiàn)圖 1駛室的空間更寬大，視野更開(kāi)闊，因此越來(lái)越多的冷藏車(chē)會(huì)選用高頂駕駛室。而現(xiàn)在的高頂駕駛室用的冷藏機(jī)組全部采用底置式冷凝器的安裝方式，這樣的安裝方法很容易受到車(chē)

4、底外物碰撞，維護(hù)費(fèi)用較高，其工作環(huán)境也很臟，冷凝器長(zhǎng)期工作在很臟的環(huán)境下，換熱器表面會(huì)堆積大量的灰塵，臟污，會(huì)使通風(fēng)面積及通風(fēng)阻力增大，最終會(huì)完全堵塞冷凝器，嚴(yán)重阻礙空氣與制冷劑之間的熱交換，熱傳導(dǎo)，最終降低冷藏機(jī)組的整體傳熱系數(shù)。圖 1另一種是底置式，其冷凝器總成安裝在保溫箱因此根據(jù)這種需求，研究了冷凝器的運(yùn)行環(huán)境對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的影響，使冷藏機(jī)組獲得更優(yōu)的制冷效外部下側(cè)，蒸發(fā)器安裝在保溫箱前側(cè)。此種安果，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)裝方式主要應(yīng)用于高頂駕駛室的冷藏車(chē)，具體安裝位置見(jiàn)圖 2：作者簡(jiǎn)介：，（1973- ），男，工程師的銅管，考慮到壁掛式冷藏機(jī)組的安裝空間較小，通過(guò)冷凝器芯體的量較少

5、，風(fēng)阻加大，因此若達(dá)到與頂置式冷凝器相同的性能，換熱器芯體應(yīng)在原有的基礎(chǔ)上加大，或者冷凝風(fēng)機(jī)的數(shù)量增加及其風(fēng)量調(diào)大。若采用平行流式換熱器，其空氣側(cè)和制冷劑側(cè)的壓力損失小，傳熱系數(shù)高，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊和制冷劑充灌量少，恰好能彌補(bǔ)管片式換熱器在空間上過(guò)大的缺陷。但平行流式冷凝器具有壓力高，耐腐蝕性差等缺點(diǎn)，因此這正是需要克服的重點(diǎn)。圖 2當(dāng)冷凝器處于底置式安裝位置時(shí)，因?yàn)樗倪\(yùn)行環(huán)境較臟、而且通風(fēng)不好，造成了冷凝器換熱效果不好，要使冷藏機(jī)組達(dá)到頂置式安裝的效果， 就要增大冷凝芯體的換熱面積，冷凝風(fēng)機(jī)的風(fēng)量等等，其相應(yīng)的成本也要增加。不僅如此，因?yàn)榈字檬嚼淠鞯墓ぷ鳝h(huán)境較差，很容易受到外界的碰撞，維

6、護(hù)周期也較短，給車(chē)主造成了很大的麻煩。針對(duì)上因此與多家平行流式換熱器生產(chǎn)廠家技術(shù)交流后，決定用噴鋅扁管代替普通扁管用在平行流式換熱器上，并把噴鋅扁管的冷凝器總成與普通扁管的冷凝器總成做鹽霧試驗(yàn)比較，普通扁管經(jīng) SWAAT鹽霧實(shí)驗(yàn) 600 小時(shí)后開(kāi)始出現(xiàn)影響性能的缺陷，而噴鋅扁管則在 800 小時(shí)后出現(xiàn)影響性能的缺陷。因此如果采用噴鋅扁管完全可以彌補(bǔ)平行流式換熱器低的缺陷。為減小冷凝器的整體厚度，壁掛式冷凝器采用述情況開(kāi)發(fā)了一款壁掛式冷藏機(jī)組，此種冷藏機(jī)組的蒸發(fā)器安裝位置同傳統(tǒng)的底置式相同，只是冷凝器總成巧妙的利用了高頂駕駛室后壁與保溫箱前壁的安裝空間，在保持甚至超過(guò)傳統(tǒng)底置式冷凝器的基礎(chǔ)上，徹

7、底解決了冷凝器的惡劣工況，也大了斯超薄型降噪風(fēng)機(jī)，在厚度上僅僅 62mm,相比傳統(tǒng)的冷凝風(fēng)機(jī)厚度減少了 35%。但是此風(fēng)機(jī)的風(fēng)量相比傳統(tǒng)的減少 20%，不過(guò)可以通過(guò)合理的加大冷凝器芯體的換熱面積和合理的布置風(fēng)的來(lái)大減少了圖 3：費(fèi)用。壁掛式冷藏機(jī)組的安裝位置見(jiàn)解決此問(wèn)題。本冷凝器框架采用鋁合金結(jié)構(gòu)，重量輕，防腐性能提高。外殼采用高強(qiáng)度玻璃鋼，流線型設(shè)計(jì)，外型美觀，其冷凝器總成見(jiàn)圖 6 所示。做了一組對(duì)比匹配實(shí)驗(yàn)，目的是得到一些實(shí)際的檢測(cè)數(shù)據(jù)，使冷藏機(jī)組的匹配達(dá)到最優(yōu).4試驗(yàn)裝置及其測(cè)試方法4.1 樣機(jī)選擇本試驗(yàn)選用 5 種樣機(jī)，樣機(jī) 1-4 均為壁掛式冷凝器結(jié)構(gòu)，樣機(jī) 1 采用管片式換熱器，換

8、熱器芯體采用 70.35 的銅管，間距 2112.7 等腰三角形排布， 則換熱器排管數(shù)為 525 排管，翅片間距 2.0mm。樣機(jī) 2 也是管片式換熱器，結(jié)構(gòu)同樣機(jī) 1，只是換熱器排管數(shù)為 525 排管。樣機(jī) 3 采用平行流式換熱器，采用 225（mm）的鋁質(zhì)口琴管鑲嵌開(kāi)百頁(yè)窗 V 形帶狀鋁質(zhì)翅片。樣機(jī) 4 也是平行流式換熱器，采用 336（mm）的鋁質(zhì)口琴管。對(duì)于樣機(jī) 1、2 用的換熱器芯體，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 4，對(duì)于樣機(jī) 3、4 用的換熱器芯體，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 5。樣機(jī) 5 采用傳統(tǒng)的底置式冷凝器，管片式換熱器芯體結(jié)構(gòu)，其圖 33 壁掛式冷凝器總成配置及結(jié)構(gòu)分析高頂駕駛室與保溫箱之間的間隙較小， 2

9、00300 毫米之間，壁掛式冷凝器總成就是要充分利用這個(gè)空間，因此冷凝器總成的厚度、冷凝風(fēng)機(jī)及其風(fēng)量對(duì)制冷效果的影響是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。壁掛式冷凝器若采用傳統(tǒng)的管片式芯體，為減小總成的厚度，提高換熱效率，換熱器芯體采用 70.354.2試驗(yàn)裝置及測(cè)試儀表冷機(jī)系統(tǒng)性能試驗(yàn)是在冷藏機(jī)組試驗(yàn)裝置上進(jìn)冷凝器總成結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 7。行的，該檢測(cè)裝置采用焓差法，利用空氣焓差法計(jì)算系統(tǒng)制冷量，模擬壁掛在冷藏車(chē)上的安裝方式安裝，可控制冷藏機(jī)組冷凝器室的溫度、冷凝器總成的迎面風(fēng)速、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速和壓縮機(jī)倉(cāng)的溫度，可測(cè)試系統(tǒng)制冷量、降溫速度、壓縮機(jī)功耗、風(fēng)機(jī)功率、系統(tǒng)噪音等，完全滿足冷藏機(jī)組試驗(yàn)研究的需要。試驗(yàn)裝置均采用世界級(jí)

10、高精度傳感器、變送器、圖 4 管片式換熱器結(jié)構(gòu)圖可編程控制器和系統(tǒng)，試驗(yàn)過(guò)程計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，裝置功能齊全，性能優(yōu)良穩(wěn)定，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠，自動(dòng)化程度高，達(dá)到當(dāng)代國(guó)際的先進(jìn)水平。4.3測(cè)試方法冷機(jī)系統(tǒng)性能試驗(yàn)參照GB/T21145-2007運(yùn)輸用制冷機(jī)組的標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合山東通盛制冷設(shè)備有限公司自身的測(cè)試設(shè)備特點(diǎn)及其優(yōu)勢(shì)，將冷凝器總成、壓縮機(jī)等安裝在空調(diào)系統(tǒng)性能試驗(yàn)臺(tái)上，蒸發(fā)器安裝在冷藏機(jī)組保溫箱上。分別控制冷凝器室的溫度、迎面風(fēng)速、壓縮機(jī)室的溫度、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速等，測(cè)試?yán)錂C(jī)系統(tǒng)的降溫能力、降溫速度、壓縮機(jī)消耗功率、能效比、系統(tǒng)噪音、系統(tǒng)壓力等參數(shù)。冷機(jī)系統(tǒng)性能試驗(yàn)在以下三種工況條件進(jìn)行試驗(yàn)。工況 1（

11、怠速）：冷凝器進(jìn)風(fēng)干球溫度 37.8，壓縮機(jī)倉(cāng) 50，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速 1500 轉(zhuǎn)。工況 2（標(biāo)準(zhǔn)）：冷凝器進(jìn)風(fēng)干球溫度 37.8，壓縮機(jī)倉(cāng) 50，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速 1800 轉(zhuǎn)。工況 3（最大負(fù)荷）：冷凝器進(jìn)風(fēng)干球溫度 45，壓縮機(jī)倉(cāng) 50，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速 1800 轉(zhuǎn)。4.4冷機(jī)系統(tǒng)試驗(yàn)結(jié)果如下：表 1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果為工況 2 下測(cè)試的數(shù)據(jù)圖 5 平行流式換熱器結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)為壁掛式冷凝器總成，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 6，冷凝器換熱器傾斜式安裝于冷凝器框架組件上，3 只冷凝風(fēng)機(jī)布置在冷凝器芯體后面，冷凝風(fēng)量設(shè)計(jì)為 4890m3/h。蒸發(fā)器安裝在保溫箱內(nèi)側(cè)前面, 蒸發(fā)風(fēng)量設(shè)計(jì) 3200 m3/h。壓縮機(jī)采用排量 310c

12、c 的冷凍冷藏壓縮機(jī)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)制冷量 9 kw。制冷工質(zhì)為 R-404a。圖 6 壁掛式冷凝器總成結(jié)構(gòu)圖圖 7 底置式冷凝器總成結(jié)構(gòu)圖檢測(cè)工況檢測(cè)項(xiàng)目樣機(jī) 1樣機(jī)2樣機(jī) 3樣機(jī) 4樣機(jī) 5系統(tǒng)充注量 kg5.05.24.24.65.0蒸發(fā)風(fēng)量 m3/h3200冷凝風(fēng)量 m3/h48904890489048906300迎面風(fēng)速 m/s2.52.52.52.54.5蒸發(fā)器室初始溫度301 小時(shí)后蒸發(fā)器室溫度3.61.6-4.3-3.61.22 小時(shí)后蒸發(fā)器室溫度-2.5-3.8-7.8-10.7-3.96 小時(shí)后蒸發(fā)器室溫度-15.8-17.8-21.2-23.3-18.2壓 縮 機(jī) 功 耗KW3

13、.553.662.832.94.03排氣壓力MPa（A）2.342.12.352.21.95從上述試驗(yàn)分析得出：用管片式換熱器的冷凝器總成，要相應(yīng)增大換熱器的面積或冷凝風(fēng)機(jī)數(shù)量增多，否則，降溫速度很難達(dá)到頂置式冷藏機(jī)組的降溫效果。這點(diǎn)由樣機(jī) 1、樣機(jī) 2、樣機(jī) 5 的對(duì)比試驗(yàn)效果可以看出。但是因?yàn)楸趻焓嚼淠骺偝珊穸瓤臻g的限制，冷凝風(fēng)機(jī)數(shù)量不能再增多，風(fēng)量也不可能調(diào)大，這樣只有選擇樣機(jī) 2 的方案。用平行流式換熱器的冷凝器總成，雖然壓縮機(jī)的排氣壓力較大，但降溫速度比管片式冷凝器總成提高較大，系統(tǒng)的充注量減少了約 8%，壓縮機(jī)的功耗也相對(duì)下降了 28%。相比頂置式冷藏機(jī)組，這種結(jié)構(gòu)在性能上更優(yōu)越。而且在采取了加厚平行流換熱器的厚度及寬度后，壓縮機(jī)的排氣壓力有所下降，但降溫速度有所提高。這點(diǎn)由樣機(jī) 3、樣機(jī) 4 的對(duì)比試驗(yàn)效果可以看出。3.從樣機(jī) 4 與樣機(jī) 5 的對(duì)比試驗(yàn)分析來(lái)看，樣機(jī) 4 在性能上更具優(yōu)勢(shì)，也就是說(shuō)采用平行流式換熱器芯體的