汽车整车排放试验室通风空调系统设计

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摘要：本文介绍了汽车整车排放试验室通风空调系统设计，该设计包括通风空调和排烟系统构成和控制方案、空调负荷计算和一些需要特别处理的问题。

关键词：汽车整车排放试验室、通风空调系统、排尾气系统

1.前言

随着我国汽车工业的迅猛发展和人们生活水平的不断提高，汽车的产销和购车的人数不断增长，我国和全世界其他国家一样，都面临严峻的环保形势。随着汽车尾气污染的日益严重，世界各国都对汽车尾气排放建立了相应的法规制度，通过严格的法规推动了汽车排放控制技术的进步。国内外汽车生产厂家和科研院所为研发低污染、高效率的汽车做出了巨大的努力，建设高水平的整车排放试验室是必要的措施之一。本设计主要是针对国内某整车常温排放试验室的通风空调系统和排尾气系统进行介绍。

2.工程概况

该汽车试验室位于福建省福州市，为两层带地下室的建筑物。整车常温排放试验室内部尺寸为16700×8000×5700，试验室上层为配电间和空调机房，下层为整车常温排放试验间，另设地下室设置整车底板测功机。试验室平面中部安装底盘测功机，试验间和地坑有风机联通，以利于地坑内空气的流通。 根据工艺提供的资料本实验室厂测的车辆的功率为150kW。

3.设计参数

3.1室外气象资料

本市气象台位于北纬26,东经119.28，海拔4.5m。

室外计算干球温度：冬季空调:4℃；冬季通风：10℃；

夏季空调:35.2℃；夏季通风：33℃；

夏季空调室外计算湿球温度：28℃；

3.2室内空调计算参数

夏季 干球温度＜30℃，相对湿度60%~70%；

冬季 干球温度＜30℃，相对湿度30%~50%；

4空调负荷计算

4.1围护结构负荷Q1

（1）围护结构夏季空调负荷计算（取夏季极限温度30℃，φ=60％）

墙体和屋面传热得热引起的冷负荷Q=KFt

其中：K为墙体或屋面的传热系数，

F为外表面积，

t为室内外传热温差

（2）围护结构冬季采暖负荷

取冬季控制室内温度20℃,由于试验过程中设备自身产热,室内控制在20℃即可

4.2室内散热Q2 根据需方提供的室内设备动力和照明情况，可得出室内动力散热总和。

4.3新风负荷计算Q3

（1）新风风量估算

a. 发动机满负荷最大耗气量为W1；

b. 考虑到室内发动机工作时不可避免产生对室内空气的污染，按行业规范取四次新风换气，得到换气量W2；

c. 取新风总量为W≥W1+ W2

（2）新风负荷计算

a. 夏季制冷：按夏季最热天计算 从30℃，φ=60％，新风处理至15℃，相对湿度90％。则所需制冷量Q3=mh。

b. 冬季加热负荷：按冬季最冷天 4℃,相对湿度50％,加热升温至23℃, φ=40％，

则算得冬季所需的最大加热量和加湿量。

4.4发动机试验散热Q4

综合相关资料的数据，发动机输出功率约占燃料燃烧热值的30%，试验时车辆散发在试验室内的热量约占燃料燃烧热的50%（综合车辆散热、排气管散热和辐射散热三部分热量在室内散发的热量）（Q4＝50%×发动机功率÷30%）。

4.5总负荷见

考虑到外界工况和设备长期使用的能量衰减，总空调负荷:

QQ1+ Q2+ Q3+Q4

4.6送风量的确定

根据空调负荷计算，试验室需求最大空调负荷Q，其中由循环风从室内带走热量为Q1+ Q2+Q4, 考虑到室内换气次数远大于20次/h，根据行业规范，取送风温差为2℃，房间风温度为16℃，相对湿度为90％，故带走该热量所需要的风量m= （Q1+ Q2+ Q3）÷h

5系统流程和控制方案设计

(1)空调所需冷源由热泵机组提供。；

(2)正常试验时，根据室内回风的温度自动调节送风温度，保证室温在要求范围内；

(3)试验试验期间，热泵机组将根据设定的温度实现自动调节。

（4）回风箱上的新风阀采用手动控制，调试时一次调节完成，控制新风量为总送风量的10%

（5）空调机的控制调节开关安装在监控室内。

5.其它设计要点

5.1排烟管路设计

由于汽车排气温度最高可达400℃左右，高温尾气不能直接被排尾气风机抽吸排放到室外，必须经过与常温空气混合冷却后再排至室外，故发动机尾气需要和部分室内空气混合，确保尾气的正常排出并控制排烟温度不超过150℃。排尾气风机为特制耐高温风机，风机需长时间运行在150℃环境温度下连续运行。汽车尾气为有害气体，需要排至距地面15m的高空。排尾气管道采用1mm厚的不锈钢圆风管，保温采用30mm厚超细玻璃棉。

5.2减震措施

空调机安装时底座下垫四只阻尼弹簧减震器，风机或空调机的进出风口与管道之间采用软接头连接。

5.3消防措施

风管穿墙处安装防火阀，防火阀与空调机连锁控制。试验间设置碳氢和一氧化碳气体探头，探头与排尾气风机连锁。

6.总结

本文针对整车排放试验室的空调要求给出了一种设计实例，总结该设计有以下一些特点：

（1） 经过实际运行试验，该试验室完全达到能室内环境的设计要求。

（2） 该设计对于试验间采用热泵空调机组的控制系统的方案，大大简化了系统结构和日常管理的工作量，同时也节约了初投资和运行费用，值得提倡和推广。

（3） 本文对整车排放试验室的空调负荷计算方法进行了介绍，对其它类似场合有借鉴意义。

（4）排尾气管路的设计，是全室空调较为重要的设计细节，本设计采用的方案成功的解决了整车排放试验室里较难处理的室内管路的安装和使用问题。

（5）利用空调来解决试验室内的发热问题，效果显著，可彻底解决试验室内的环境问题，但能耗较大。

（6）本系统的设计，结合现场实际情况，考虑了系统本身的节能和环保问题。