工程机械空调热负荷计算.doc

驾驶舱热负荷计算书(参数根据同类型主机厂家类比)：a、 挖掘机驾驶室概述 挖掘机驾驶室配置冷暖空调、音响（收放机）、烟灰盒、茶杯固定架、饮料放置箱、随机工具箱、文件袋、驾驶室内所有操作功能件都有ABS塑料袋覆盖、表面为仿皮革花纹。驾驶室设计采用窄立柱大玻璃，可调角度的操纵台和可升降滑移的减震座椅，发动机位于驾驶室侧后部。b、 环境要求 根据GB/T 19933.4-2005土方机械 司机室环境 第4部分:司机室的空调、采暖和(或)换气试验方法的要求：6.1.2 空调、采暖或换气系统在任何情况下，对每个司机室内部最少应提供过滤的新鲜空气为43m3/h。7.1.2 中等温度和高湿度环境条件：a) 干球温度最低为+32；b) 湿球温度最低为+25；c) 从机器前部吹向后部的最大风速为5m/s。7.1.3 机器应以发动机的标定转速运转，其功率不应小于最大标定净功率的一半。发动机标定净功率按GB/T 16936土方机械 发动机净功率试验规范确定。7.2 空调的最低性能空调系统应能降低司机周围温度达到图2中司机舒适曲线的舒适范围，或在环境温度为38和机器作业的最高设计环境温度之间时，至少比环境温度降低11。8.2 最低的采暖性能采暖系统应能增加司机周围温度达到图2中司机舒适曲线的舒适范围，或在环境温度为一12和机器作业的最低设计环境温度之间时，至少比环境温度增加36。c、 根据以上要求，对挖掘机驾驶室内外参数做如下确定：a) 挖掘机室外环境参数：夏季冬季驾驶室外温度（）36-10-20驾驶室外相对湿度（）6555b) 挖掘机室内参数确定夏季冬季驾驶室内温度（）26281618驾驶室内相对湿度（）506030驾驶室内空气相对流速（m/s）0.250.50.2驾驶室内的新风量 【m3/（h.人）】4343驾驶室内外温差（）57取驾驶室室内空气状态点为：温度26，湿度50，焓值为53.3kj/kg。室外空气状态点为：温度36，湿度65，焓值为100.4kj/kg。d、 平地机驾驶室热负荷计算 QO= kQTQT= QB+QG+QP+QA+QE+QSQO: 空调产生的冷量 K：储备系数11.2QT：驾驶室总得热负荷 QB：驾驶室壳体传入热量QG：通过玻璃窗传入的热量 QP：人体散热量QA：室外空气带入热量 QE：发动机室传入热量QS：仪器、设备、照明热量 a) 驾驶室壳体传入热量QBQB=Q顶+Q侧+Q地Q顶=K顶F顶(tz顶-ti)Q侧=K侧F侧(tz侧-ti)Q地=K地F地(tz地- ti)=外表面放热系数【W/（m2.）】；=内表面放热系数，在汽车空调状态，一般取16.7【W/（m2.）】；=各层绝热结构的材料厚度(m)；=各层绝热结构的热导率【W/（m.）】；K顶、K侧、K地：驾驶室顶、侧面和底板的传热系数【W/(. )】，估算K顶=1.8，K侧=2.0，K地=1.96；F顶、F侧、F地：驾驶室顶、驾驶室侧面和底板的传热面积(), F顶=1.36, F侧=7.48, F地=1.58；t顶、t侧、t地：驾驶室顶、驾驶室侧面和底板的综合空气温度()，取t顶=51，t侧=51，t地=39；ti：驾驶室内空气温度()。经计算：驾驶室壳体传入的热量大约为448.5W。b) 通过玻璃窗传入的热量QG考虑太阳辐射，传入热量可分为两部分：QG=QG1+QG2由于车内外温差而传入的热量QG1QG1=K玻F玻(t0-ti)由于太阳辐射通过玻璃传入的热量QG2考虑到最差状况，挖掘机开到一个平地停下，光线和前挡风玻璃垂直。J=F玻I+(F玻-F玻)Is：太阳辐射通过玻璃的透入系数，一般取0.84；：玻璃对太阳辐射的吸收系数，一般取0.08；：玻璃窗的传热系数【W/（m2.）】，一般取6.4W/（m2.）；: 遮阳修正系数，一般取为5mm的普通玻璃系数为0.93；：车窗外表面的太阳辐射强度(W/m2), 一般取800 W/m2:车窗外表面的太阳散射辐射强度(W/m2), 一般取34.846.4 W/m2；:车窗的太阳辐射量W；：车窗内壁面的对流换热系数【W/（m2.）】，取16.7W/（m2.）；0: 车窗外壁面的对流换热系数【W/（m2.）】，取40.6W/（m2.）；F玻：车窗总面积3.68m2；F玻: 朝阳面车窗总面积1.09m2。经计算，挖掘机驾驶室，通过玻璃窗传入的热量大约为805.5W。c) 室外空气带入的热量 QA(未考虑全新风功能)QA= G1(h0-hi)G1:新风空气流量(包括有组织的送风与漏风)（m3/h），取漏风量20m3/h；:空气的密度为(kg/m3), 室外空气温度为当36时，取1.23 kg/m3；h0:室外空气焓值为53.3kj/kg；hi:室内空气焓值为100.4kj/kg。经计算室外空气带入的热量大约为1158.7Wd) 人体散热QpQp= Qs+qnnQs=司机人体散热量(W),取170175W；q=男性成人乘员每小时发热量(W)，取145W/h(一般作业强度)；n=驾驶室内人员数(1人)；n=群集系数，取0.89。经计算挖掘机驾驶室内人员散热量为304.1W。e) 发动机室传入热量QE 发动机工作时排放大量的热，发动机工作室温度远高于环境温度，一般取比环境温度高25，与车厢内的温差可达35.这一温差传热可按多层平壁传热公式计算。QE=KEFE(tze-ti)=发动机侧的壁面对流放热系数，一般取11.6【W/（m2.）】；=内表面放热系数，在汽车空调状态，一般取16.7【W/（m2.）】；=各层绝热结构的材料厚度(m)；=各层绝热结构的热导率【W/（m.）】；KE=发动机舱壁壁面传热系数【W/（m2.）】，估算KE=5.3；FE=发动机舱壁传热面积(),取1.5；tze=发动机舱温度()。经计算发动机室传入热量约为278.3Wf) 仪器、设备、照明热量QS仪器、设备、照明等主要是在驾驶室内以散热形式传热;QS =(0.60.75) QL QL:设备/照明发热量(W)。因挖掘机驾驶室内电器很少，此项热负荷可忽略不记。g) QT=QB+QG+QP+QA+QE+QS将以上各项相加，可得到驾驶室总热负荷2995.1W。e、 挖掘机驾驶室采暖耗热量计算设定环境温度-20，温升38。QH= Qa+Qb+Qc+Qd+Qe+Qf+Qp1QH :空调总耗热量Qa: 驾驶室顶部耗热量 Qb：玻璃门、窗耗热量Qc：驾驶室侧面耗热量 Qd：驾驶室底板耗热量Qe：冷空气渗透耗热量 Qf：前挡风玻璃除霜耗热量 Qp1：人体散热量a) 驾驶室顶部耗热量Qa =KaFata其中：K顶车身顶部传热系数【W/（m2.）】，估算K顶=1.8； F顶驾驶室顶部传热面积，F顶=1.36； ta驾驶室内外温差经计算Qa为93.024W。b) 玻璃门、窗耗热量 Q玻=K玻F玻ta其中：K玻玻璃传热系数取6.4W/(m2.k)； F玻玻璃传热面积, F玻=3.68；经计算Qb为894.976W。c) 驾驶室侧面耗热量Qc = K侧F侧ta其中：K侧侧面传热系数【W/（m2.）】，估算K侧=2.0； F侧驾驶室侧面传热面积，F侧=7.48；经计算Qc为568.48W。d) 驾驶室底板耗热量Qd= K底F底ta其中：K底底板传热系数【W/（m2.）】，估算K底=1.96； F底驶室底板传热面积，F底=1.58；经计算Qd为117.7W。e) 冷空气渗透耗热量Qe =GerCta其中：Ge:新空气流量和泄露风量，取漏风量20m3/h； r：气的密度1.293kg/m3； C:空气比热，取 1.0051.009KJ/（Kg ） 经计算Qe为275.2W。f) 除霜耗热量Qf =GfrCta其中：Gf : 除霜风量，取漏风量30m3/h； 经计算Qf为412.7W。g) 人体散热量Qp1=（0.250.30）Qp经计算Qp1为110W。h) QH= Qa+Qb+Qc+Qd+Qe+Qf+Qp1将以上各项相加，可得到驾驶室总采暖