汽车空调蒸发器位置Word下载.docx

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　　根据经验公式Q=b×

a×

l×

（7.5～10）/25.4，将Q换算成Kcal/h，可以估算出b=Q/[a×

（7.5～10）/25.4]，由于b必须为整数，对计算结果加以规整即可初步估算出b值，在规整时，最好取b值为偶数。

　　⒋几何计算⑴翅片根部外径do=d+2×

δf⑵翅片管当量直径deq=2（S1-do）（e-δf）/[（S1-do）+（e-δf）]⑶翅片表面传热面积Ff=2×

b×

（S1×

S2-π×

do2/4）/e⑷管外表面传热面积Fp=π×

do×

（e-δf）×

b/e⑸管外空气侧总传热面积Fo=Ff+Fp⑹管内冷媒侧总传热面积Fi=π×

（d-2×

δ）×

b⑺肋化系数τ=Fo/Fi⑻肋通系数α=Fo/Fy⑼净面比εε=最窄面流通截面积/迎风面积=（S1-do）（e-δf）/（S1×

e）⒌空气侧传热计算⑴最窄面空气流速W=Wv/ε⑵确定蒸发器出风状态根据蒸发器的进风状态（ta1=27.0℃，ta1′=19.5℃），可以查得蒸发器进风空气的焓值h1和干空气的密度ρ，由于Q=ρ×

V（h1-h2），于是可以算出蒸发器出风空气焓值h2：

h2=h1-Q/（ρ×

V）由于蒸发器出风空气湿度相当大，基本上是饱和状态，在设计计算时可以将其近似当作饱和空气处理。

　　这样，通过查湿空气的焓湿图，可以查出蒸发器出风空气的温度ta2，从而确定了蒸发器出风状态。

　　⑶析湿系数ξ=（h1-h2）/[Cp×

（ta1-ta2）]，式中Cp为空气的比热容，在计算时可以取Cp=1.005w/（g·

℃）⑷计算干工况下的空气侧对流放热系数αo①由ta=（ta1-ta2）/2，查得空气的平均运动粘度μa和导热系数λa②沿空气流动方向的翅片长度L=b×

S2③计算雷诺数Re先计算出L/deq的数值，一般这个数值在4～50之前，于是：

Re=W×

deq/μa④计算αo=1.1×

（λa/deq）×

C1×

C2×

ReN×

（L/deq）M式中系数1.1为考虑到错排布置的放大系数，C1、C2、N和M值的计算方法如下：

C1=1.36-0.24×

Re/1000C2=0.518-0.02315×

L/deq+0.000425×

（L/deq）2-3×

10-6×

（L/deq）3N=0.45+0.0066×

L/deqM=-0.28+0.08×

Re/1000⑸计算湿工况下的空气侧当量换热系数αj①计算翅片效率ηf=th（m×

h′）/（m×

h′）式中：

m=[（2×

αo×

ξ）/（λ1×

δf）]0.5，λ1是铝的导热系数h′=（do/2）×

（K′-1）×

（1+0.35×

lnK′）K′=1.27×

K×

（S1/B-0.3）0.5K=B/doB=（S12+S22）0.5函数th（x）=[exp（x）-exp（-x）]/[exp（x）+exp（-x）]②计算空气侧当量传热效率ηo=（ηf×

Ff+Fp）/Fo③计算空气侧当量换热系数αj=ηo×

ξ×

αo⑹计算空气侧流动阻力ΔPa=1.2×

ψ×

ΔPd式中1.2为套片管错排布置的放大系数；

ψ是凝露工况下空气侧阻力的增加系数，它与空气冷却过程的析湿系数ξ的关系如表1所示：

表1阻力增加系数ψ与湿析系数ξ的关系1/ξ1.00.90.80.70.61.261.01.051.101.18ψΔPd是干工况下翅片管簇空气的流动阻力，可按下式计算：

ΔPd=9.81×

A×

（L/deq）×

（ρa×

W）1.7上式中：

A--是考虑翅片表面粗糙度的系数，对粗糙的翅片表面A=0.0113，对光滑的翅片表面A=0.007ρa--是ta下的空气密度，可以查表得到其余参数在前面已有计算和说明⒍冷媒侧传热计算⑴确定冷媒进入蒸发器膨胀阀前的状态此时冷媒处于过冷液态，其压力可以从冷凝温度tk查得，其温度为：

tf1=tk-SC=60.0-5.0=55.0℃根据这两个参数（tk，tf1）可以从冷媒R12的压焓图上查出其焓值I1。

　　但一般压焓图上基本上没有过冷液态的曲线，根据我多次计算的经验，在这里，可以将tf1温度下的饱和液体焓值当做I1，用于计算。

　　这两者的差值很小（不到0.01KJ/Kg），可以忽略不计。

　　⑵确定冷媒出蒸发器时的状态此时冷媒处于过热气态，为计算方便，冷媒流动阻力可忽略不计，则其压力可以从蒸发温度te查得，其温度为：

tf2=te+SH=-1.0+8.0=7.0℃根据这两个参数（te，tf2）可以从冷媒R12的压焓图上查出其焓值I2。

　　⑶计算冷媒流量G=Q/（I2-I1）⑷计算冷媒的质量流速Vf在这里，选取冷媒的通路数为a，则：

Vf=G/{a×

π×

[（d-2×

δ）/2]0.5}⑸计算冷媒热流密度q=Q/Fi⑹计算管内冷媒侧换热系数αi一般情况下，前面计算的q>

4,000W2/m2，因此：

αi=0.95×

B×

q0.6×

[Vf/（d-2δ）]0.2式中，B值是与制冷剂种类有关的常数，见表2：

表2B值（W0.4·

S/Kg0.3·

m0.2·

K）te-30-101030R120.8831.0901.2801.540⑺计算冷媒侧的流动阻力ΔPf冷媒侧的流动阻力ΔPf可以用下式计算：

ΔPf=5.96×

10-5×

（q×

Vf）0.91×

l/（d-2×

δ）式中各参数已在前面计算得出。

　　⒎校核计算⑴计算传热系数Ko=1/[（1/αi+Ri+δ/λ2+δf/λ1）×

τ+1/αj]式中λ2是紫铜的导热系数；

Ri是空气侧污垢热阻及翅片与管壁接触热阻之和，一般空气侧污垢热阻为0.0001～0.0003m2·

K/W，翅片与管壁接触热阻为0.00035～0.00062m·

K/W；

其余参数在前面已有计算。

　　其中δf/λ1一项在翅片无一次翻边时不计算。

　　⑵计算传热温差ΔTm=Q/（Ko×

Fo）⑶计算对数平均温差ΔTm′=（ta1-ta2）/ln[（ta1-te）/（ta2-te）]⑷比较ΔTm与ΔTm′，如果二者之差在3%之内，可以认为设计合理，否则须重新选取a、b、l三个数值，重复前面的计算步骤，直到认为合理为至。

　　R220.9931.2201.5401.820R1420.6060.7630.9401.170一种顶置式汽车空调蒸发器说明书摘要本实用新型公开了一种顶置式汽车空调蒸发器，包括：

上壳体、下壳体、层叠式芯体，所述的层叠式芯体上端安装有上、下壳体，所述的上、下壳体通过扣簧紧固连接，所述的上壳体上安装有鼓风机、扣簧，所述的下壳体上安装有蒸发器管路支架，所述的层叠式芯体上安装有膨胀阀、蒸发器管路，所述的鼓风机上安装有调速电阻，所述的调速电阻通过鼓风机线束与鼓风机连接。

　　该实用新型结构简单、体积小、效率高、成本低、安装方便、能提高汽车节能减排等优点。

　　摘要附图权利要求书1、一种顶置式汽车空调蒸发器，包括：

上壳体、下壳体、层叠式芯体，其特征在于：

所述的层叠式芯体上端安装有上壳体，所述的层叠式芯体下端安装有下壳体，所述的上壳体、下壳体通过扣簧紧固连接。

　　2、根据权利要求1所述的一种顶置式汽车空调蒸发器，其特征在于：

所述的上壳体上安装有鼓风机、扣簧，所述的鼓风机通过螺钉安装在上壳体一端。

　　3、根据权利要求1所述的一种顶置式汽车空调蒸发器，其特征在于：

所述的下壳体上安装有蒸发器管路支架，所述的蒸发器支架通过螺钉固定在下壳体上。

　　4、根据权利要求1所述的一种顶置式汽车空调蒸发器，其特征在于：

所述的层叠式芯体上安装有膨胀阀、蒸发器管路，所述的蒸发器管路与层叠式芯体连接，所述的膨胀阀通过螺钉与蒸发器管路连接。

　　5、根据权利要求2所述的一种顶置式汽车空调蒸发器，其特征在于：

所述的鼓风机上安装有调速电阻，所述的调速电阻通过鼓风机线束与鼓风机连接。

　　说明书一种顶置式汽车空调蒸发器技术领域本实用新型一种汽车空调用蒸发器，尤其涉及是一种顶置式汽车空调蒸发器。

　　背景技术现有的中巴、轻客、商务车带有的顶置蒸发器，体积大、重量重、效率低、需要占用较大的空间，通常采用2-3个鼓风机，电功率消耗大，由于现有蒸发器体积大，所以成本高，从而导致无法满足小空间的安装，也无法满足汽车节能减排、轻量化要求。

　　实用新型内容为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型提供了本实用新型提供了一种顶置式汽车空调蒸发器，包括：

上壳体、下壳体、层叠式芯体，所述的层叠式芯体上端安装有上壳体，所述的层叠式芯体下端安装有下壳体，所述的上壳体、下壳体通过扣簧紧固连接。

　　所述的上壳体上安装有鼓风机、扣簧，所述的鼓风机通过螺钉安装在上壳体一端。

　　所述的下壳体上安装有蒸发器管路支架，所述的蒸发器支架通过螺钉固定在下壳体上。

　　所述的层叠式芯体上安装有膨胀阀、蒸发器管路，所述的蒸发器管路与层叠式芯体连接，所述的膨胀阀通过螺钉与蒸发器管路连接。

　　所述的鼓风机上安装有调速电阻，所述的调速电阻通过鼓风机线束与鼓风机连接。

　　综上所述本实用新型具有以下有益效果：

1、体积较小，适用于汽车的有限空间；

2、结构简单、安装方便、效率高，成本低。

　　附图说明图1为本实用一种顶置式汽车空调蒸发器的整体装置图。

　　图2为本实用一种顶置式汽车空调蒸发器的俯视示意图。

　　其中：

1-上壳体；

2-下壳体；

3-层叠式芯体；

4-鼓风机；

5-调速电阻；

6-鼓风机线束；

7-蒸发器管路支架；

8-膨胀阀；

9-蒸发器管路；

10-扣簧。

　　具体实施方式如图1所示，本实用新型提供了一种顶置式汽车空调蒸发器，包括：

上壳体1、下壳体2、层叠式芯体3，所述的层叠式芯体3上端安装有上壳体1，所述的层叠式芯体3下端安装有下壳体2，所述的上壳体1、下壳体2通过扣簧10紧固连接。

　　所述的上壳体1上安装有鼓风机4、扣簧10，所述的鼓风机4通过螺钉安装在上壳体1一端。

　　所述的下壳体2上安装有蒸发器管路支架7，所述的蒸发器支架7通过螺钉固定在下壳体2上。

　　所述的层叠式芯体3上安装有膨胀阀8、蒸发器管路9，所述的蒸发器管路9与层叠式芯体3连接，所述的膨胀阀8通过螺钉与蒸发器管路8连接。

　　所述的鼓风机4上安装有调速电阻5，所述的调速电阻5通过鼓风机线束6与鼓风机4连接。

　　本实用新型是这样实施的：

首先，通过鼓风机将车内的热空气输送到蒸发器里面，将输送到蒸发器的热空气通过层叠式芯体进行冷却工作，通过膨胀阀与蒸发器管路的连接，将制冷剂输送到层叠式芯体中，从而让层叠式芯体达到制冷效果，通过层叠式芯体的冷却处理，进入蒸发器内的热空气冷却成冷空气，然后在将冷空气通过风道输送到车内。

　　最后应说明的是：

以上实施例仅用以说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案；

因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换；

而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。

　　说明书附图图1图2汽车空调蒸发器湿工况特性第３１卷第４期四川兵工学报２０１０年４月制造技术汽车空调蒸发器湿工况特性施骏业，瞿晓华，祁照岗，陈江平（上海交通大学机械与动力工程学院制冷及低温工程研究所，上海２００２４０）　　试验结果表明，蒸发器的制冷能力，压降，除湿量随入口空气含湿量的增加而增加；

在设定工况下蒸发器排水量约为１．８７ｇ／ｓ，占除湿量的９９．２％，表明稳定工况下蒸发器排水量与除湿量基本相当；

蒸发器向前倾斜利于凝水的排出，与不倾斜相比平均提高３．２％，与向后倾斜相比提高１１．９％；

而蒸发器左右倾斜对凝水排除的影响较小；

在稳定工况下凝水不会从蒸发器喷出，在风量突然增大的情况下，有微量凝水喷出；

采用动态浸渍试验对残水量进行定性研究，可以快速的判断蒸发器排水性能。

　　关键词：

汽车空调；

蒸发器；

凝水中图分类号：

ＴＢ６５７．５文献标识码：

Ａ文章编号：

１００６－０７０７（２０１０）０４－００５３－０５分被空气流吹离蒸发器表面，产生凝水喷出现象；

最后剩下的凝水将积留在蒸发器中，导致空调异味及铝翅片腐蚀等问题。

　　为了评价蒸发器凝水特性，本文中采用排水量，喷水量及残水量等指标，排水量指在空调系统在湿工况下工作时，从蒸发器上流出的水量；

喷水量是指被空气流吹离蒸发器表面的水量；

残水量指空调系统停止工作后，残［９］８］留在蒸发器表面的水量。

　　Ｚｈｏｎｇ［和Ｌｉｕ采用动态浸渍汽车空调蒸发器经过几十年的发展，经历了从管片式到管带式再到层叠式的发展历程。

　　蒸发器研究和开发总的趋势是紧凑与高效，目前层叠式蒸发器技术较为成熟，被广泛的用作汽车空调蒸发器。

　　蒸发器在汽车空调中具有降温和除湿两个重要功能，是系统中最为重要的换热器之一。

　　由于蒸发器与空气的换热过程中，当蒸发器处于表面温度低于空气露点温度的湿工况时，热湿空气流经蒸发器表面有水蒸汽的凝结排出过程，所以蒸发器空气侧的设计对凝水排除特性有特殊要求。

　　汽车空调层叠式蒸发器空气侧采用波纹形百叶窗翅片，这种翅片由于其高效的传热性能及低廉的成本，在车用换热器中被广泛采用。

　　Ｃｈａｎｇ和Ｗａｎｇ［１－２］试验研究了换热器中的残水量，试验结果表明浸渍试验与稳态风洞试验有相同的趋势，在浸渍试验中残水量较少的换热器样件在稳态风洞试验中残水量也较少，试验证明，动态浸渍试验是一种可靠的换热器残水量定性测量方法。

　　［１０］Ｏｓａｄａ建立了单翅片性能测试试验台，对百叶窗内凝水，Ｋｉｍ和Ｂｕｌｌａｒｄ，Ｄｏｎｇ和Ｃｈｅｎ对［３］［４］采用波纹形百叶窗翅片的换热器进行了一系列的试验研因子和压降Ｆ因子的关联式。

　　这些Ｊ究，并得出了传热Ｊ和Ｆ关联式基于大量的试验数据获得，精度较高，被广泛的用于预测干工况下百叶窗翅片换热器的性能。

　　在湿工况下，空气侧凝水将导致翅片内百叶窗被堵塞或者产生翅５－７］片搭桥现象。

　　Ｋｉｍ和Ｂｕｌｌａｒｄ［对３０种不同百叶窗翅片排除过程进行了可视化研究，结果表明，对翅片进行表明处理，增加百叶窗长度，以及在翅片中部开缝能提高凝水［１１］ｉｎ对凝水在典型的翅片材料表面形成及排排除能力。

　　Ｍ除的现象进行了研究，结果表明单位表面积残水量与翅片材料后退接触角关联，当后退接触角为４０°

时单位表面积残水量达到最大值。

　　现有文献中对于凝水喷出现象的研［１２］究较少，Ｍｉｎ对管片式换热器中的凝水喷出现象进行了结构的换热器进行了湿工况下试验研究，总结出了湿工况的传热及压降关联式，同时对蒸发器倾斜放置以及入口湿度变化对传热及压降的影响进行了研究。

　　在汽车空调系统中，凝水不仅会影响蒸发器传热及压降性能，更为重要的是会引起汽车空调系统异味，腐蚀铝翅片，产生空调出风口凝水喷出等严重问题。

　　因此，将蒸发器湿工况下产生的凝水有效的排除，是汽车空调蒸发器设计目标之一。

　　汽车空调蒸发器空气侧凝水来自于湿空气中所含的水蒸气，产生凝水后，大部分凝水将被排出蒸发器；

极少部研究，结果表明喷水量受空气流速的影响，在新换热器中，当迎面风速为２．０ｍ／ｓ时，喷水量为０；

当迎面风速为５．５ｍ／ｓ，喷水量占排出换热器的凝水总量的９０％。

　　［１３］Ｍａｔｈｕｒ建立了凝水喷出时，凝水水滴的运动轨迹的数学［１４］模型，可预测水滴的速度以及喷出距离，同时Ｍａｔｈｕｒ也对空气流瞬态变化的情况下，凝水吹离现象进行了试验研究，试验结果表明在蒸发器出风口增加多孔挡板可以消除凝水喷出现象。

　　收稿日期：

２０１０－０１－２５作者简介：

施骏业（１９８０—），男，博士研究生，主要从事车用空调技术研究。

　　四川兵工学报５４本研究将对汽车空调蒸发器在湿工况下进行试验研究，对湿工况传热及压降性能进行研究，并对蒸发器的排水量，喷水量进行精确测量，并比较不同放置角度对喷水量，排水量的影响，同时采用浸渍试验，对不同角度下，蒸发器内的残留水量进行研究。

　　２．１试验设备试验在如图３所示的焓差法汽车空调综合试验台架内进行，试验台架可以进行汽车空调系统性能试验，也能对零部件性能进行测试，如压缩机，冷凝器，膨胀阀，风机，加热器芯体等。

　　层叠式蒸发器凝水特性在试验台架蒸发图１为汽车空调层叠式蒸发器的结构简图。

　　层叠式蒸可以通过在发器制冷剂侧由２片带Ｕ型槽的的板片构成，板片上冲压凸点或在板片间加入内翅片以强化制冷剂侧器室内测量，蒸发器的环境温度及湿度可以实现精确控制，蒸发器，冷凝器，定排量压缩机以及台架自带电子膨胀阀组成一个完整的制冷系统。

　　蒸发器室和冷凝器室有空２试验装置１试验样件传热。

　　图２为层叠式蒸发器空气侧采用的百叶窗翅片结构简图，层叠式蒸发器详细结构参数信息见表１。

　　图１汽车空调层叠式蒸发器结构简图图２百叶窗翅片结构简图表１层叠式蒸发器结构参数结构参数层叠式蒸发器迎风面积／ｍ２０．０５２芯体厚度／ｍｍ４５芯体高度／ｍｍ２５１芯体内容积／ｍ３０．００２３４板片尺寸／ｍｍ４５×

２．１翅片高度Ｆｈ／ｍｍ８翅片间距Ｆｐ／ｍｍ１．７５翅片宽度Ｆｗ／ｍｍ４５百叶窗间距Ｌｐ／ｍｍ１．３百叶窗开窗角度α／（°

）３３板片数２４流程数８流程，４－４－５－５－７－７－８－８气流测量设备，可以对空气流量以及焓值进行精确的测量与控制。

　　压缩机由可变速电动马达驱动，同时安装有扭矩测量仪对压缩机耗功进行测量。

　　台架自带电子膨胀阀可以手动或自动控制开度，以实现对蒸发器出口过热度的控制。

　　其他一些辅助设备包括电加热器，制冷机组和加湿器，可以实现对所设定环境温度的精确控制。

　　在试验过程中，空气侧以及制冷剂侧的温度由铂电阻温度传感器（ＹＡＭＡＲＩ，型号：

ＪＰＴ１００）以及制冷剂侧压力由压阻式压力传感器（ＯＨＫＵＲＡ，型号：

ＰＴ３０１１ＡＺＺＺ１ＦＺ）测量。

　　蒸发器室，冷凝器室内有采样装置对环境空气的干湿球温度进行测量。

　　蒸发器室及冷凝器室风洞内安装有喷嘴，并且安装压差传感器测量喷嘴前后压差，通过测得压差计算空气流量。

　　压缩机转速通过反射光电转速测量仪进行测量，最高测量范围为８０００ｒ／ｍｉｎ。

　　压缩机消耗的轴功率通过转速以及压缩机转矩（ＯＮＯＳＯＫＫＩ，型号：

ＳＳ５００）得到。

　　制冷剂质量流量通过安装在高压侧制冷剂液态管路内的质量流量计（ＯＶＡＬ，型号：

Ｄ０２５Ｓ－ＳＳ－２００）测得。

　　表２显示了各测量参数的精度。

　　在试验过程中，空气侧与制冷剂侧的能力平衡差约为３％。

　　基于Ｍｏｆｆａｔ［１２］所提出的不确定度计算方法，蒸发器制冷能力的测量不确定度为３％。

　　图３汽车空调综合性试验台图４为排水量及喷水量测量装置。

　　蒸发器被放置在蒸发器模块中，蒸发器模块进口与风机模块出口相连，风机模块经过设计能保证蒸发器入口空气的均匀分布，同时通过控制风机电压可以对蒸发器进风量进行调节。

　　如图４所示，排水量收集容器被放置在蒸发器模块的排水口下方；

施骏业，等：

汽车空调蒸发器湿工况特性５５喷水量收集器被放置在蒸发器出口；

喷水量收集器与水平０°

，以保证不堵塞空气流路，同时喷水量收集器中有面成６一块海绵板用于捕捉被空气流带出的水滴。

　　海绵板吸收喷出的水滴后，水滴增加的重量可由高精度天平（ＡＣＣＵＬＡＢＶ－３ｍｇ，精度０．００１ｇ）称量得到。

　　２．２试验条件试验条件选择汽车空调系统运行的典型湿工况条件，表３为蒸发器湿工况测试条件。

　　水特性进行分析，首先根据测得数据对蒸发器湿工况换热性能进行计算，由于制冷剂侧流量测量误差较大，并且制冷剂内含油率无法测量，因此蒸发器制冷能力计算以空气侧测得参数为准。

　　（）Ｑｃ＝ｍａｈａ，ｉｎ－ｈａ，ｏｕｔ（１）换热器湿工况下空气侧压降ΔＰ空气侧ａ可直接测量得到；

Ｗｏ由空气流量ｍ除湿量（即产水率）ａ及进出口空气相对湿度φ和φ计算得到。

　　ａ，ｉｎａ，ｏｕｔ根据相对湿度φ和φ查表得到进出口空气绝对ａ，ｉｎａ，ｏｕｔ湿度ｄ和ｄ，空气侧除湿量Ｗｏ由如下关系计算：

ａ，ｉｎａ，ｏｕｔ（Ｗｏ＝ｍ（２）