工程機械空調制冷的設計要點

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

【關鍵詞】工程機械;空調制冷系統;設計要點

1前言

科學技術的飛速發展，使得越來越多的工程機械得到了普及和應用，不僅極大的減輕了人工作業的負擔，而且提高了作業效率，保證了作業的質量和安全。為了給工程機械操作人員提供一個良好的作業環境，需要在設置相應的空調制冷系統，確保工程機械的穩定安全運行。

2輸入條件確認

在針對空調制制冷系統進行設計前，需要首先對系統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動機膠帶輪的尺寸、額定轉速等參數，依照主機使用工況的環境條件，對空調配置所必須匹配的工況進行合理定位;二是駕駛室環境，空調制冷系統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、風道結構以及玻璃面積等決定的。

3系統制冷量計算

現階段，多數空調設備的生產廠家在對空調制冷系統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表示駕駛員在作業過程中本身散發的熱量，η則表示熱量損失修正系數。其中，前兩者可以根據具體的計算公式進行計算，QP可以參考相應的行業標準，設置估算值850W，考慮密封不嚴導致的熱量損失問題，可以依照相應的標準，運用熱量損失修正系數η進行修正［1］。

4核心構件選擇

4．1壓縮機

對于空調制冷系統而言，壓縮機可以說是心臟，可以對制冷劑蒸汽進行壓縮和輸送。根據結構和性能的差異，可以將壓縮機分為兩種不同的類型，一是定排量壓縮機，設備每一轉的排氣量在很小的范圍內波動，認為其基本固定，隨著發送機轉速的提升，排氣頻率也會成比例提高，不過不能根據實際制冷需求來進行輸出功率的自動改變。從實際應用的角度分析，定排量壓縮機連續高轉速一般會被控制在2200－2500r/min，間歇性高轉速則相對較高，通常在2800r/min左右。二是變排量壓縮機，這種設備能夠根據壓縮機吸氣腔的壓力，進行輸出功率的自動調節，根據吸氣腔壓力的變化，每一轉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，在運行過程中，活塞從定行程到變行程的臨界轉速多為2200r/min。考慮到工程機械的特殊需求，部分壓縮機的輸出轉速可能達到3000－4000r/min，若選擇定排量壓縮機，需要配套設置相應的蒸發器和冷凝器等設備，在主機空間有限的情況下，容易出現蒸發器結霜的問題，繼而引發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動機膠帶輪共面，同時確保壓縮機膠帶可以根據實際情況進行松緊度的調節［2］。

4．2蒸發器

蒸發器能夠通過制冷劑，對空氣中的熱量進行吸收，從而降低周邊環境的溫度。在工程機械空調制冷系統中，蒸發器根據結構類型劃分，包括管帶式、管片式、層疊式以及平行流式，不同的結構類型適用于不同的主機工況，需要技術人員根據實際情況進行選擇和使用。而在一般情況下，蒸發器的安裝必須能夠保證駕駛室內部的熱風能夠順暢的回流到蒸發器芯體中，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，冷凝器的尺寸規格應該參考熱負荷計算的相關數據，考慮外界環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，一是將冷凝器與發動機的水散熱器進行串聯，換言之，就是在水散熱器的前迎風面安裝冷凝器，結構布局簡單，檢修維護方便，同時也不需要引出單獨的風機，不過缺點也十分明顯，即冷凝器排放的熱風會經過發動機的水散熱器，應該其散熱效果;二是自帶風機安裝，包括吹風式和吸風式兩種類型，后者的散熱效果更好，在安裝時應該采用立式放置，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，在工程機械中并不適用。考慮工程機械本身結構的限制，從美觀性和實用性出發，一般情況下都會將冷凝器設置為內部懸掛式。而在對冷凝器進行固定時，必須保證吸風與排風區具備足夠數量的散熱孔，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制冷系統進行設計時，駕駛室的布置是非常關鍵的環節，無論是其密封性、隔熱性還是出風口位置的合理性和出風的通暢性，又或者蒸發器芯體回風的流暢性，都會影響系統的制冷效果。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、設置遮陽窗簾，或者在內飾內側填充隔熱材料，對駕駛室的隔熱性能進行改善。必須確保出風口設計合理，減少出風阻力。

6結語

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

參考文獻:

［1］趙劍領．工程機械空調制冷系統設計要點［J］．房地產導刊，2015(1):44～45．

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

［3］許凱．空調制冷技術在機械工程中的應用分析［J］．赤子:上中旬，2015(10):249.

作者:蘆天恩 單位:上海雄川制冷設備有限公司