工程機械空調(diào)制冷的設(shè)計要點

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【摘要】工程機械在實際運行中，工作環(huán)境相對惡劣，加上露天作業(yè)帶來的長時間的太陽輻射以及設(shè)備本身散發(fā)的熱量，對于空調(diào)智能系統(tǒng)的影響巨大。在這種情況下，需要從實際情況出發(fā)，做好空調(diào)制冷系統(tǒng)的設(shè)計工作。本文對工程機械空調(diào)制冷系統(tǒng)的設(shè)計要點進行了簡要分析。

【關(guān)鍵詞】工程機械;空調(diào)制冷系統(tǒng);設(shè)計要點

1前言

科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，使得越來越多的工程機械得到了普及和應(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。為了給工程機械操作人員提供一個良好的作業(yè)環(huán)境，需要在設(shè)置相應(yīng)的空調(diào)制冷系統(tǒng)，確保工程機械的穩(wěn)定安全運行。

2輸入條件確認(rèn)

在針對空調(diào)制制冷系統(tǒng)進行設(shè)計前，需要首先對系統(tǒng)的輸入條件進行明確，具體來講，一是主機的工況，要求確定壓縮機以及發(fā)動機膠帶輪的尺寸、額定轉(zhuǎn)速等參數(shù)，依照主機使用工況的環(huán)境條件，對空調(diào)配置所必須匹配的工況進行合理定位;二是駕駛室環(huán)境，空調(diào)制冷系統(tǒng)的運行效果受駕駛室中溫度、濕度、空氣潔凈度以及流動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)制冷量計算

現(xiàn)階段，多數(shù)空調(diào)設(shè)備的生產(chǎn)廠家在對空調(diào)制冷系統(tǒng)的制冷量進行計算時，采用都是如下方法:Q=1．05×η(QS+QG+QP)/0．7在公式中，QS表示太陽輻射熱量，QG表示玻璃滲入熱量，QP表示駕駛員在作業(yè)過程中本身散發(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)具體的計算公式進行計算，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)致的熱量損失問題，可以依照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，運用熱量損失修正系數(shù)η進行修正［1］。

4核心構(gòu)件選擇

4．1壓縮機

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

4．2蒸發(fā)器

蒸發(fā)器能夠通過制冷劑，對空氣中的熱量進行吸收，從而降低周邊環(huán)境的溫度。在工程機械空調(diào)制冷系統(tǒng)中，蒸發(fā)器根據(jù)結(jié)構(gòu)類型劃分，包括管帶式、管片式、層疊式以及平行流式，不同的結(jié)構(gòu)類型適用于不同的主機工況，需要技術(shù)人員根據(jù)實際情況進行選擇和使用。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，是通過向車外散發(fā)熱量的方式，將壓縮機排出的高溫高壓制冷劑蒸汽冷凝成高壓液體。在工程機械中，冷凝器的尺寸規(guī)格應(yīng)該參考熱負(fù)荷計算的相關(guān)數(shù)據(jù)，考慮外界環(huán)境因素對制冷效果的影響。在對冷凝器進行安裝時，可以采用的方法有幾種，一是將冷凝器與發(fā)動機的水散熱器進行串聯(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)布局簡單，檢修維護方便，同時也不需要引出單獨的風(fēng)機，不過缺點也十分明顯，即冷凝器排放的熱風(fēng)會經(jīng)過發(fā)動機的水散熱器，應(yīng)該其散熱效果;二是自帶風(fēng)機安裝，包括吹風(fēng)式和吸風(fēng)式兩種類型，后者的散熱效果更好，在安裝時應(yīng)該采用立式放置，對于空間有一定的要求;三是將冷凝且平放或者傾斜放置，不過這種安裝方式常見于汽車行業(yè)，在工程機械中并不適用?？紤]工程機械本身結(jié)構(gòu)的限制，從美觀性和實用性出發(fā)，一般情況下都會將冷凝器設(shè)置為內(nèi)部懸掛式。而在對冷凝器進行固定時，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械外觀的相互融合，另一方面也可以對冷凝器進行保護，避免太陽輻射、外部環(huán)境等因素的影響，在滿足實際工作要求的同時，也不會形成與其他散熱部件的相互干涉［3］。

5駕駛室布置

在對工程機械的空調(diào)制冷系統(tǒng)進行設(shè)計時，駕駛室的布置是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，無論是其密封性、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，都會影響系統(tǒng)的制冷效果。通常來講，在對駕駛室進行布置時，需要保證布線孔洞的大小合適，同時利用橡膠、海綿等對底板周邊的縫隙進行填充，對駕駛室的密封性進行改善，也可以安裝雙層隔熱玻璃、設(shè)置遮陽窗簾，或者在內(nèi)飾內(nèi)側(cè)填充隔熱材料，對駕駛室的隔熱性能進行改善。必須確保出風(fēng)口設(shè)計合理，減少出風(fēng)阻力。

6結(jié)語

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

參考文獻:

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

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

［3］許凱．空調(diào)制冷技術(shù)在機械工程中的應(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