工程机械空调制冷的设计要点

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【摘要】工程机械在实际运行中，工作环境相对恶劣，加上露天作业带来的长时间的太阳辐射以及设备本身散发的热量，对于空调智能系统的影响巨大。在这种情况下，需要从实际情况出发，做好空调制冷系统的设计工作。本文对工程机械空调制冷系统的设计要点进行了简要分析。

【关键词】工程机械;空调制冷系统;设计要点

1前言

科学技术的飞速发展，使得越来越多的工程机械得到了普及和应用，不仅极大的减轻了人工作业的负担，而且提高了作业效率，保证了作业的质量和安全。为了给工程机械操作人员提供一个良好的作业环境，需要在设置相应的空调制冷系统，确保工程机械的稳定安全运行。

2输入条件确认

在针对空调制制冷系统进行设计前，需要首先对系统的输入条件进行明确，具体来讲，一是主机的工况，要求确定压缩机以及发动机胶带轮的尺寸、额定转速等参数，依照主机使用工况的环境条件，对空调配置所必须匹配的工况进行合理定位;二是驾驶室环境，空调制冷系统的运行效果受驾驶室中温度、湿度、空气洁净度以及流动速度等因素的影响较大，而这些因素主要是由驾驶室容积、密封性、风道结构以及玻璃面积等决定的。

3系统制冷量计算

现阶段，多数空调设备的生产厂家在对空调制冷系统的制冷量进行计算时，采用都是如下方法:Q=1．05×η(QS+QG+QP)/0．7在公式中，QS表示太阳辐射热量，QG表示玻璃渗入热量，QP表示驾驶员在作业过程中本身散发的热量，η则表示热量损失修正系数。其中，前两者可以根据具体的计算公式进行计算，QP可以参考相应的行业标准，设置估算值850W，考虑密封不严导致的热量损失问题，可以依照相应的标准，运用热量损失修正系数η进行修正［1］。

4核心构件选择

4．1压缩机

对于空调制冷系统而言，压缩机可以说是心脏，可以对制冷剂蒸汽进行压缩和输送。根据结构和性能的差异，可以将压缩机分为两种不同的类型，一是定排量压缩机，设备每一转的排气量在很小的范围内波动，认为其基本固定，随着发送机转速的提升，排气频率也会成比例提高，不过不能根据实际制冷需求来进行输出功率的自动改变。从实际应用的角度分析，定排量压缩机连续高转速一般会被控制在2200－2500r/min，间歇性高转速则相对较高，通常在2800r/min左右。二是变排量压缩机，这种设备能够根据压缩机吸气腔的压力，进行输出功率的自动调节，根据吸气腔压力的变化，每一转的排气量都可能会有所不同。事实上，变排量压缩机也具备定排量压缩机的性质，在运行过程中，活塞从定行程到变行程的临界转速多为2200r/min。考虑到工程机械的特殊需求，部分压缩机的输出转速可能达到3000－4000r/min，若选择定排量压缩机，需要配套设置相应的蒸发器和冷凝器等设备，在主机空间有限的情况下，容易出现蒸发器结霜的问题，继而引发电磁离合器的频繁起跳;而若选择变排量压缩机，则需要考虑成本问题。在对压缩机进行安装时，必须合理选择安装位置，确保安装支架的刚度和精度足够，避免由于振动导致的支架变形问题，保证压缩机的正常使用。在安装完成后，需要确保压缩机与发动机胶带轮共面，同时确保压缩机胶带可以根据实际情况进行松紧度的调节［2］。

4．2蒸发器

蒸发器能够通过制冷剂，对空气中的热量进行吸收，从而降低周边环境的温度。在工程机械空调制冷系统中，蒸发器根据结构类型划分，包括管带式、管片式、层叠式以及平行流式，不同的结构类型适用于不同的主机工况，需要技术人员根据实际情况进行选择和使用。而在一般情况下，蒸发器的安装必须能够保证驾驶室内部的热风能够顺畅的回流到蒸发器芯体中，保证良好的制冷效果。

4．3冷凝器

冷凝器的主要作用，是通过向车外散发热量的方式，将压缩机排出的高温高压制冷剂蒸汽冷凝成高压液体。在工程机械中，冷凝器的尺寸规格应该参考热负荷计算的相关数据，考虑外界环境因素对制冷效果的影响。在对冷凝器进行安装时，可以采用的方法有几种，一是将冷凝器与发动机的水散热器进行串联，换言之，就是在水散热器的前迎风面安装冷凝器，结构布局简单，检修维护方便，同时也不需要引出单独的风机，不过缺点也十分明显，即冷凝器排放的热风会经过发动机的水散热器，应该其散热效果;二是自带风机安装，包括吹风式和吸风式两种类型，后者的散热效果更好，在安装时应该采用立式放置，对于空间有一定的要求;三是将冷凝且平放或者倾斜放置，不过这种安装方式常见于汽车行业，在工程机械中并不适用。考虑工程机械本身结构的限制，从美观性和实用性出发，一般情况下都会将冷凝器设置为内部悬挂式。而在对冷凝器进行固定时，必须保证吸风与排风区具备足够数量的散热孔，保证空气的正常流通。在条件允许的情况下，可以将冷凝器设置在工程机械的外部，加盖罩体，一方面可以保证美观，确保冷凝器与工程机械外观的相互融合，另一方面也可以对冷凝器进行保护，避免太阳辐射、外部环境等因素的影响，在满足实际工作要求的同时，也不会形成与其他散热部件的相互干涉［3］。

5驾驶室布置

在对工程机械的空调制冷系统进行设计时，驾驶室的布置是非常关键的环节，无论是其密封性、隔热性还是出风口位置的合理性和出风的通畅性，又或者蒸发器芯体回风的流畅性，都会影响系统的制冷效果。通常来讲，在对驾驶室进行布置时，需要保证布线孔洞的大小合适，同时利用橡胶、海绵等对底板周边的缝隙进行填充，对驾驶室的密封性进行改善，也可以安装双层隔热玻璃、设置遮阳窗帘，或者在内饰内侧填充隔热材料，对驾驶室的隔热性能进行改善。必须确保出风口设计合理，减少出风阻力。

6结语

在工程机械空调制冷系统设计完成后，需要做好全面细致的检查工作，确保设计方案合理可行，同时在实验室环境下进行验证，分析其是否能够满足工程机械的实际应用需求。应该注意的是，实验室中的各种参数仅为理论数值，在验证时应该留出足够的裕量，确保在实际应用中，空调制冷系统同样能够达到设计的要求，提升系统的制冷效果。

参考文献:

［1］赵剑领．工程机械空调制冷系统设计要点［J］．房地产导刊，2015(1):44～45．

［2］赵夫建．在LGB53B型装载机上加装空调制冷系统［J］．工程机械与维修，2014(10):143～144．

［3］许凯．空调制冷技术在机械工程中的应用分析［J］．赤子:上中旬，2015(10):249.

作者:芦天恩 单位:上海雄川制冷设备有限公司