מזגן אוויר לדגם רכב ידוע
Air condition for nown car
AFEKA PR ME DE DA TA 23-25 Engineering--United States
הוגש ע"י
Submitted by
מנחה
תמצית
הפרוייקט עוסק במזגן אוויר לדגם רכב ידוע,בחירת קרר מתאים ביותר למערכת המיזוג,בחירת רכיבים ראשיים למערכת המיזוג,אנליזת חום החודרת לאוטו דרך הסעה חיצונית לרכב ,הולכה דרך גוף הרכב ,הסעה פנימית לרכב והקרינה,תוך כדי התחשבות בנתוני הרכב עוד... Abstract
,The cooling control system inside a vehicle is important for the driver and passenger. The physical properties, that affect the temperature inside the passenger cabin of the vehicle includes parameters that affect static structure, and parameters depended upon the velocity of the vehicle and sometimes the direction in whichmore
|
תוכן הענינים
תקציר Abstract
מילות מפתח מעבר חום מיזוג אוויר לרכב קררים Keywords Air Condition Car Refrigerant Heat Transfer |
Zvi Schwartzman
תקציר
תיאור כללי:
בקרת הטמפרטורה בתוך כלי רכב משמעותית הן לנהג והן ליתר הנוסעים.הנתונים הפיסיקליים,שמשפיעים על הטמפרטורה הנמדדת בתא הנוסעים של הרכב כוללים פרמטרים המשפיעים על פנים של מבנה סטטי ובנוסף,פרמטרים שמקורם במהירות התנועה ולעיתים גם בכיוון התנועה.הנתונים הפיסיקליים המשפיעים על הטמפרטורה הנמדדת בתא נוסעים של רכב:
א. טמפרטורת הסביבה.
ב. מידות חלל תא הנוסעים,כולל חלונות.
ג. חומרים ומידות של שילדת הרכב.
ד. מספר נוסעים,מצבם הפיזיולוגי והמכשור שמתלווה אליהם(במידה ומופעל).
ה. מהירויות הנסיעה.
ו. רמת קרינה חיצונית.
ז. רמת לחות באוויר(מוחלטת או יחסית).
ח. מהירות הנסיעה גוררת יצירת תנאי "בלימה אווירודינמית" בחזית קדמית של הרכב ומשנה את פילוג הטמפרטורות סביב שלדת הרכב.
1.1.2 לאוויר המבוקר שמוזרם לתא הנוסעים למטרת בקרת טמפרטורה ולחות שני מקורות אפשריים:
א.מחזור אוויר פנימי בתוך הרכב.
ב.תחלופת אוויר עם הסביבה החיצונית.
1.1.3 הספקת אוויר מבוקר תבוצע לתא הנוסעים של רכב מדגם "טויויטה –קורולה".
1.2 מפרט דרישות טכני:
א. טמפרטורה מבוקשת בתא הנוסעים בטווח: מינימום, מקסימום.
ב.דרושה רמת לחות יחסית 40% מקסימום,בתא הנוסעים.
ג. הבטחת שמירה על טווח טמפרטורה ולחות בתא הנוסעים,כפי שהוגדר בסעיפים א ,ב, נדרשת עבור כל מצבי פעולת הרכב,החל מעצירה ברמזור ועד למהירות מרבית של 110 קמ"ש.
ד. נדרשת בחירת מזגן אוויר בעל מידות מעטפת מזעריות אפשריות,מתוך הצע השוק ואשר מבטיח הספק קירור וחימום שיידרש ע"פ אנליזות הנדסיות .
ה.בקרת טמפרטורה ולחות שהוגדרו בסעיפים א,ב,ג,מחייבת כאשר מבנה שלדת הרכב תואם נתונים מקוריים של ייצרן הרכב (על אף שיוצאו שיפורים).
ו.הקרר של מזגן אוויר נבחר חייב להיות ידידותי לסביבה.
ז.בקרת הטמפרטורה והלחות בתא הנוסעים חייבת להתקיים בכל תנאי הנסיעה המוגדרים,כשבתא הנוסעים מצוי מכשור (פרטי) הפולט חום בקצב מרבי של 450 וואט.
1.3 שיקולי בחירת הקרר:
מטרת העבודה הינה לתת מענה ליצרני הרכב ,המעוניינים במערכת מיזוג אוויר בעלת מידות מעטפת קטנות ככול האפשר של מחליפי החום )מעבה ומאייד( והורדת לחצי העבודה של המערכת כתוצאה משימוש בקרר R-134a אשר עובד בלחצים נמוכים יותר מאשר הקרר R-22, עבודה בלחצים נמוכים יותר תגרום ירידה בצריכת האנרגיה של המערכת.
דחיסת נוזל הקירור בקו הקרר מונעת את הצורך לשמור מלכותית על לחץ ראש גבוה. לחץ ראש גבוה משמעותו, עבודה אינטנסיבית יותר של המדחס.יעילות בזרימת נוזל הקירור משמעותו, שיפור תפוקת הקירור ובו בזמן ירידה בצריכת האנרגיה.
גם ללא הורדת טמפרטורת העיבוי, מושג גידול בתפוקה של מערכת הקירור ומיזוג האוויר.
1.4 שלבי ביצוע:
א. איסוף מידע: מבנה וגיאומטריה של הרכב,שכבות בידוד ,נתוני חלונות (הוצגו נתוני יצרן מקוריים).
ב.אנליזת קצב יצירת חום לתוך הרכב ,עבור תנאי טמפרטורה סביבה מרבית ובהשפעה משולבת של הולכה,הסעה וקרינה.האנליזה כוללת חישובי טמפרטורה דפנות פנימיות וחיצוניות.
ג.בחירת R-134a כקרר ידידותי מומלץ ותכנון מחזור תרמודינמי עבור יחידת מיזוג האוויר .
ד.חישוב ספיקת הקרר דרושה, בהשפעת קצב חדירת חום לרכב,מספר נוסעים ופעולות מיכשור.
ה.תכן תעלות החלפת חום למאייד (קרר/אוויר).
ו.תכן תעלות החלפת חום למעבה (קרר/אוויר).
ז.בחירת מפוחי יניקת אוויר למאייד ולמעבה (אנליזת מפלי לחץ).
ח.מפרט תכני למדחס הקרר.
ט.בחירת אמצעי הורדת לחות לעמידה בדרישות מפרט טכני.
1.5 מטרת הפרויקט עודכנה,מהיבט מסוים:
במהלך ביצוע הפרויקט,כתחליף לאיתור יחידת מיזוג אוויר שלמה,אשר עומדת בדרישות מפרט טכני,הוחלט להגדיר מפרטים טכניים,או לבחור רכיבים ליחידת מיזוג האוויר,אשר מטרתם לאפשר רכש,המהווה תחליף ליחידת מיזוג יקרה שמציע היצרן המקורי.
1.6 סיכום ומסקנות:
א.תכן מסלולי החלפת חום של מאייד ומעבה התבסס על החלפת חום אופטימאלית,אולם אפשר אנליזת מעבר חום אמינה.
ב.נתונים תרמודינמים של הקרר הנבחר ,R-134a ,משתנים במידה רבה,יחסית עם הדחיסה והעלייה של הטמפרטורה,ומקשים על הערכת ביצועי המדחס.
כתוצאה,גם הערכת הנצילות קשה,ויש התלבטויות ביחס לתנאי הכניסה למעבה.
Abstract:
The cooling control system inside a vehicle is important for the driver and passenger. The physical properties, that affect the temperature inside the passenger cabin of the vehicle includes parameters that affect static structure, and parameters depended upon the velocity of the vehicle and sometimes the direction in which the vehicle is moving .
The physical properties that affect the temperature inside the passenger cabin of the vehicle are:
A. Environment temperature.
B. The passenger cabin size, include windows.
C. Body shield, size and material.
D. Number of passengers, their physiological condition and the equipment they carry.
E. Driving speed.
F. Outside radiation level.
G. Humidity level (absolute or relatively).
H. The driving speed causes an “aerodynamic bracing “condition in front of the car and change the separation temperature around the body shield.
1.1.2 The air control flow to the passenger cabin for temperature and humidity control has two possible sources:
A. Internal air cycle.
B. Air change with the outer environment.
1.1.3 Controlled air supply will be done to “Toyota Corolla” passenger cabin.
1.2 Technical specification:
A. Advisable temperature at the passenger cabin at range:291k minimum, 296k maximum.
B. Humidity level required is: maximum 40%, at the passenger cabin.
C. Temperature level ensure and humidity at the passenger cabin, according to A, B, require for all car driving situation, from stopping at a traffic light to110 km/hr.
D. Air conditioner chose with minimal size, from the market which ensures cooling and warming capacity that will be required according to engineering analysis.
E. Temperature and humidity control according to A, B, C, is obligatory while original body shield fits manufactur's design .
F .The chosen refrigerant has to be friendly to the environment.
H. Temperature and humidity control have to work at all driving conditions, while in the passenger cabin, the electric equipment emit maximum 450W.
1.3 Refrigerant consideration:
The project goal is to give an answer to car manufactures which are interested in car air conditioning that include small surround size of heat exchanger (evaporator and condenser) and to lowering the pressure system as a result of R-134a that work with lower pressure than R-22,function with lower pressure will cause the system to use less energy.
Refrigerant compression prevent the need to work with high pressure .High pressure means more compressor intensive work.
Refrigerant flow efficiency means cooling production improvement, and saving energy.
Even without lower evaporation temperature, there is a growth in the cooling system
1.4 Work steps:
A.Information includes: structure and geometry car, insulation layers and window parameters.
B.Heat flow analysis into the car, for maximum environment temperature condition and combined inflounce of conduction, convection and radiation.The analysis includes wall temperature calculation, inside and outside.
C.Refrigerant choise as a friedly refrigerant recommended and planning thermodynamic cycle for cooling unit.
D .Cooling capacity calculation, as a result of the heat flow to the car, number of passengers and the equipment.
E. Condenser heat exchange.
F. Evaporator heat exchange.
G.Suction blower election for condenser and evaporator.
H.Technical specification for the refrigerant compressor.
I.Humidity dryer selection for technical specification demand.
1.5 The project goal was updated:
During the project process, as a replacement to the cooling unit, that mits technical specification demand, it was decided to specify the technical specification or to choose components for the cooling unit, which their goal is to fullfil requirements. Such components will be the replacement to expensive cooling unit that the original
manufacture proposes.
1.6 Conclusions:
A. Evaporator and condenser heat exchangers were not based on optimal heat exchange, however it provide reliable heat transfer analysis.
B .Refrigerant thermodynamic parameters R-134a, changing a lot, during the compress and temperature rise, and make it difficult to calculate the compressor efficiency.
מטרות goals
א. טמפרטורה מבוקשת בתא הנוסעים בטווח: מינימום, מקסימום.
ב.דרושה רמת לחות יחסית 40% מקסימום,בתא הנוסעים.
ג. הבטחת שמירה על טווח טמפרטורה ולחות בתא הנוסעים,כפי שהוגדר בסעיפים א ,ב, נדרשת עבור כל מצבי פעולת הרכב,החל מעצירה ברמזור ועד למהירות מרבית של 110 קמ"ש.
ד. נדרשת בחירת מזגן אוויר בעל מידות מעטפת מזעריות אפשריות,מתוך הצע השוק ואשר מבטיח הספק קירור וחימום שיידרש ע"פ אנליזות הנדסיות .
ה.בקרת טמפרטורה ולחות שהוגדרו בסעיפים א,ב,ג,מחייבת כאשר מבנה שלדת הרכב תואם נתונים מקוריים של ייצרן הרכב (על אף שיוצאו שיפורים).
ו.הקרר של מזגן אוויר נבחר חייב להיות ידידותי לסביבה.
ז.בקרת הטמפרטורה והלחות בתא הנוסעים חייבת להתקיים בכל תנאי הנסיעה המוגדרים,כשבתא הנוסעים מצוי מכשור (פרטי) הפולט חום בקצב מרבי של 450 וואט.
