工程機(jī)械空調(diào)制冷的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

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【摘要】工程機(jī)械在實(shí)際運(yùn)行中，工作環(huán)境相對(duì)惡劣，加上露天作業(yè)帶來(lái)的長(zhǎng)時(shí)間的太陽(yáng)輻射以及設(shè)備本身散發(fā)的熱量，對(duì)于空調(diào)智能系統(tǒng)的影響巨大。在這種情況下，需要從實(shí)際情況出發(fā)，做好空調(diào)制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作。本文對(duì)工程機(jī)械空調(diào)制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

【關(guān)鍵詞】工程機(jī)械;空調(diào)制冷系統(tǒng);設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1前言

科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，使得越來(lái)越多的工程機(jī)械得到了普及和應(yīng)用，不僅極大的減輕了人工作業(yè)的負(fù)擔(dān)，而且提高了作業(yè)效率，保證了作業(yè)的質(zhì)量和安全。為了給工程機(jī)械操作人員提供一個(gè)良好的作業(yè)環(huán)境，需要在設(shè)置相應(yīng)的空調(diào)制冷系統(tǒng)，確保工程機(jī)械的穩(wěn)定安全運(yùn)行。

2輸入條件確認(rèn)

在針對(duì)空調(diào)制制冷系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)前，需要首先對(duì)系統(tǒng)的輸入條件進(jìn)行明確，具體來(lái)講，一是主機(jī)的工況，要求確定壓縮機(jī)以及發(fā)動(dòng)機(jī)膠帶輪的尺寸、額定轉(zhuǎn)速等參數(shù)，依照主機(jī)使用工況的環(huán)境條件，對(duì)空調(diào)配置所必須匹配的工況進(jìn)行合理定位;二是駕駛室環(huán)境，空調(diào)制冷系統(tǒng)的運(yùn)行效果受駕駛室中溫度、濕度、空氣潔凈度以及流動(dòng)速度等因素的影響較大，而這些因素主要是由駕駛室容積、密封性、風(fēng)道結(jié)構(gòu)以及玻璃面積等決定的。

3系統(tǒng)制冷量計(jì)算

現(xiàn)階段，多數(shù)空調(diào)設(shè)備的生產(chǎn)廠家在對(duì)空調(diào)制冷系統(tǒng)的制冷量進(jìn)行計(jì)算時(shí)，采用都是如下方法:Q=1．05×η(QS+QG+QP)/0．7在公式中，QS表示太陽(yáng)輻射熱量，QG表示玻璃滲入熱量，QP表示駕駛員在作業(yè)過(guò)程中本身散發(fā)的熱量，η則表示熱量損失修正系數(shù)。其中，前兩者可以根據(jù)具體的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，QP可以參考相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置估算值850W，考慮密封不嚴(yán)導(dǎo)致的熱量損失問(wèn)題，可以依照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用熱量損失修正系數(shù)η進(jìn)行修正［1］。

4核心構(gòu)件選擇

4．1壓縮機(jī)

對(duì)于空調(diào)制冷系統(tǒng)而言，壓縮機(jī)可以說(shuō)是心臟，可以對(duì)制冷劑蒸汽進(jìn)行壓縮和輸送。根據(jù)結(jié)構(gòu)和性能的差異，可以將壓縮機(jī)分為兩種不同的類(lèi)型，一是定排量壓縮機(jī)，設(shè)備每一轉(zhuǎn)的排氣量在很小的范圍內(nèi)波動(dòng)，認(rèn)為其基本固定，隨著發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)速的提升，排氣頻率也會(huì)成比例提高，不過(guò)不能根據(jù)實(shí)際制冷需求來(lái)進(jìn)行輸出功率的自動(dòng)改變。從實(shí)際應(yīng)用的角度分析，定排量壓縮機(jī)連續(xù)高轉(zhuǎn)速一般會(huì)被控制在2200－2500r/min，間歇性高轉(zhuǎn)速則相對(duì)較高，通常在2800r/min左右。二是變排量壓縮機(jī)，這種設(shè)備能夠根據(jù)壓縮機(jī)吸氣腔的壓力，進(jìn)行輸出功率的自動(dòng)調(diào)節(jié)，根據(jù)吸氣腔壓力的變化，每一轉(zhuǎn)的排氣量都可能會(huì)有所不同。事實(shí)上，變排量壓縮機(jī)也具備定排量壓縮機(jī)的性質(zhì)，在運(yùn)行過(guò)程中，活塞從定行程到變行程的臨界轉(zhuǎn)速多為2200r/min?？紤]到工程機(jī)械的特殊需求，部分壓縮機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速可能達(dá)到3000－4000r/min，若選擇定排量壓縮機(jī)，需要配套設(shè)置相應(yīng)的蒸發(fā)器和冷凝器等設(shè)備，在主機(jī)空間有限的情況下，容易出現(xiàn)蒸發(fā)器結(jié)霜的問(wèn)題，繼而引發(fā)電磁離合器的頻繁起跳;而若選擇變排量壓縮機(jī)，則需要考慮成本問(wèn)題。在對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行安裝時(shí)，必須合理選擇安裝位置，確保安裝支架的剛度和精度足夠，避免由于振動(dòng)導(dǎo)致的支架變形問(wèn)題，保證壓縮機(jī)的正常使用。在安裝完成后，需要確保壓縮機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)膠帶輪共面，同時(shí)確保壓縮機(jī)膠帶可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行松緊度的調(diào)節(jié)［2］。

4．2蒸發(fā)器

蒸發(fā)器能夠通過(guò)制冷劑，對(duì)空氣中的熱量進(jìn)行吸收，從而降低周邊環(huán)境的溫度。在工程機(jī)械空調(diào)制冷系統(tǒng)中，蒸發(fā)器根據(jù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型劃分，包括管帶式、管片式、層疊式以及平行流式，不同的結(jié)構(gòu)類(lèi)型適用于不同的主機(jī)工況，需要技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇和使用。而在一般情況下，蒸發(fā)器的安裝必須能夠保證駕駛室內(nèi)部的熱風(fēng)能夠順暢的回流到蒸發(fā)器芯體中，保證良好的制冷效果。

4．3冷凝器

冷凝器的主要作用，是通過(guò)向車(chē)外散發(fā)熱量的方式，將壓縮機(jī)排出的高溫高壓制冷劑蒸汽冷凝成高壓液體。在工程機(jī)械中，冷凝器的尺寸規(guī)格應(yīng)該參考熱負(fù)荷計(jì)算的相關(guān)數(shù)據(jù)，考慮外界環(huán)境因素對(duì)制冷效果的影響。在對(duì)冷凝器進(jìn)行安裝時(shí)，可以采用的方法有幾種，一是將冷凝器與發(fā)動(dòng)機(jī)的水散熱器進(jìn)行串聯(lián)，換言之，就是在水散熱器的前迎風(fēng)面安裝冷凝器，結(jié)構(gòu)布局簡(jiǎn)單，檢修維護(hù)方便，同時(shí)也不需要引出單獨(dú)的風(fēng)機(jī)，不過(guò)缺點(diǎn)也十分明顯，即冷凝器排放的熱風(fēng)會(huì)經(jīng)過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的水散熱器，應(yīng)該其散熱效果;二是自帶風(fēng)機(jī)安裝，包括吹風(fēng)式和吸風(fēng)式兩種類(lèi)型，后者的散熱效果更好，在安裝時(shí)應(yīng)該采用立式放置，對(duì)于空間有一定的要求;三是將冷凝且平放或者傾斜放置，不過(guò)這種安裝方式常見(jiàn)于汽車(chē)行業(yè)，在工程機(jī)械中并不適用?？紤]工程機(jī)械本身結(jié)構(gòu)的限制，從美觀性和實(shí)用性出發(fā)，一般情況下都會(huì)將冷凝器設(shè)置為內(nèi)部懸掛式。而在對(duì)冷凝器進(jìn)行固定時(shí)，必須保證吸風(fēng)與排風(fēng)區(qū)具備足夠數(shù)量的散熱孔，保證空氣的正常流通。在條件允許的情況下，可以將冷凝器設(shè)置在工程機(jī)械的外部，加蓋罩體，一方面可以保證美觀，確保冷凝器與工程機(jī)械外觀的相互融合，另一方面也可以對(duì)冷凝器進(jìn)行保護(hù)，避免太陽(yáng)輻射、外部環(huán)境等因素的影響，在滿足實(shí)際工作要求的同時(shí)，也不會(huì)形成與其他散熱部件的相互干涉［3］。

5駕駛室布置

在對(duì)工程機(jī)械的空調(diào)制冷系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，駕駛室的布置是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，無(wú)論是其密封性、隔熱性還是出風(fēng)口位置的合理性和出風(fēng)的通暢性，又或者蒸發(fā)器芯體回風(fēng)的流暢性，都會(huì)影響系統(tǒng)的制冷效果。通常來(lái)講，在對(duì)駕駛室進(jìn)行布置時(shí)，需要保證布線孔洞的大小合適，同時(shí)利用橡膠、海綿等對(duì)底板周邊的縫隙進(jìn)行填充，對(duì)駕駛室的密封性進(jìn)行改善，也可以安裝雙層隔熱玻璃、設(shè)置遮陽(yáng)窗簾，或者在內(nèi)飾內(nèi)側(cè)填充隔熱材料，對(duì)駕駛室的隔熱性能進(jìn)行改善。必須確保出風(fēng)口設(shè)計(jì)合理，減少出風(fēng)阻力。

6結(jié)語(yǔ)

在工程機(jī)械空調(diào)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，需要做好全面細(xì)致的檢查工作，確保設(shè)計(jì)方案合理可行，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下進(jìn)行驗(yàn)證，分析其是否能夠滿足工程機(jī)械的實(shí)際應(yīng)用需求。應(yīng)該注意的是，實(shí)驗(yàn)室中的各種參數(shù)僅為理論數(shù)值，在驗(yàn)證時(shí)應(yīng)該留出足夠的裕量，確保在實(shí)際應(yīng)用中，空調(diào)制冷系統(tǒng)同樣能夠達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，提升系統(tǒng)的制冷效果。

參考文獻(xiàn):

［1］趙劍領(lǐng)．工程機(jī)械空調(diào)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)［J］．房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2015(1):44～45．

［2］趙夫建．在LGB53B型裝載機(jī)上加裝空調(diào)制冷系統(tǒng)［J］．工程機(jī)械與維修，2014(10):143～144．

［3］許凱．空調(diào)制冷技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用分析［J］．赤子:上中旬，2015(10):249.

作者:蘆天恩 單位:上海雄川制冷設(shè)備有限公司