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摘要：不断完善军用厢式车辆空调负荷计算方法，能够促进车厢内各种精密设备的高速运转，为工作人员营造舒适的工作环境。本文在对军用厢式车辆空调负荷的计算方法进行综合阐述的基础上，对两种军用厢式车辆空调负荷计算方法进行了对比分析，以期为相关人士提供借鉴和参考。
关键词：稳定传热；空调负荷；温度场
前言：军用厢式车辆是我国军用车辆的主要车型，能够运输军用物资，同时也可实现雷达测试和作战指挥。此外，军用厢式车辆还可被应用于维修机械领域和医疗卫生领域，实现后勤保障作用。因此，准确计算军用厢式车辆的空调负荷，对营造舒适的车内环境，具有十分重要的现实意义。
一、军用厢式车辆空调负荷的计算方法
（一）稳定传热计算方法
1.军用厢式车辆的车厢壁板采用具有传热介质功用的复合大板组合而成，复合板的内层和外层采用玻璃纤维增强塑料板，加芯采用聚氨酯材料，当外部的热量穿过复合板进入车厢内部，其热量变化呈现依次递减的趋势，且将温度的变化情况绘制成图表，是一条直线，这就是稳定传热的过程。稳定传热总热量的计算指标包括通过车外与车内温度差传入车厢内的热量、通过车辆的窗口和孔口传入车厢内的热量和由于太阳辐射传入车厢内的热量。
2.通过车外与车内温度差传入车厢内的热量
其中Q1代表由于车内外温差作用传入车厢内的热量总和。K代表复合板的传热系数，FI代表车厢的表面积（除去车厢底部），TW代表使用空调时车厢外的温度，TN代表使用空调时车厢内的温度。在使用空调时，车厢外的温度作为传入车厢内的最高温度，是最为重要的一个参数，应依据《空气调节设计手册》的相关室外温度参数，但对军用厢式车辆，则不能依据上述标准进行计算，原因是军用厢式车辆属于野战装备，其空气调节器的设置应充分符合我国各个地区的气候条件。我国野战车厢经过阳光直射6小时后，其温度可达50℃，而《空气调节设计手册》中室外温度最高的吐鲁番地区仅有41℃，依据此标准设计军用厢式车辆的空调，不能充分满足野外作战的需求。
3.通过车辆的窗口和孔口传入车厢内的热量
军用厢式车辆为了采光河通风的要求，开设了窗口和通风口和电源插口。车厢外的热量通过窗口和孔口传入车厢内的热量，其计算公式为：
其中,Q3代表太阳辐射传入车厢内的热量，K代表复合板的传热系数，FI代表车厢的表面积（除去车厢底部），d代表车厢表面对太阳辐射的吸收系数，J代表太阳的辐射强度。在选择太阳辐射强度时，应依据实际的应用条件进行选择，南向：2600，北向：1300，东西向3300。
5.车厢外部传入内部的总热量计算
车厢外部传入内部的总热量计算公式为：
Q=Q1+Q2+Q3
（二）不稳定传热计算方法
1.不稳定传热过程是指温度场随时间变化呈周期性变化的过程，温度的波动幅度随军用厢式车辆表面积的增加而降低。不稳定传热总热量的计算指标包括计算时间内传入车厢内的热量、通过采光窗传入车厢内的热量和通过孔口传入车厢内的热量。
2.计算时间内传入车厢内的热量
车外温度传入车厢内的时间称为计算时间，计算时间内传入车厢内的热量计算公式为：
其中，Q2代表计算时间内传入车厢内的热量，K1代表窗口的传热系数，F2代表采光窗的面积，tw代表车厢外的温度，△td代表车内对流热的温度，△tfs代表计算时间内辐射热量进入车厢内的温升。
4.通过孔口传入车厢内的热量
通过孔口传入车厢内的温度计算公式为：
Q3=K1F3(tW+Δtk+Δtd+Δtfs-tN)
其中，F3代表孔口的面积，Δtd代表车厢内对流热的温升，Δtfs代表车内辐射热的温升。
5.车厢外部传入内部的总热量计算
车厢外部传入内部的总热量计算公式为：
Q=Q1+Q2+Q3
（三）空调制冷量的计算方法
对军用厢式车辆空调制冷量进行计算，首先要建立热平衡发方程式：
QN=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6
其中，QN代表空调的制冷量，Q1代表车顶和车厢侧壁传入车厢内的热量，Q2代表通过车厢地板进入车厢的热量，Q3代表空调风机产生的热量，Q4发动机产生的热量，Q5代表车内人员散发的热量，Q6代表通过泄露进入车内的热量。通过计算各个部分的热量，进而求出个部分热量的总和，即为空调的制冷量。
二、军用厢式车辆空调负荷计算方法的对比分析及应用
（一）两种计算方法的对比分析
1.稳定传热计算方法
采用稳定传热方法计算军用厢式车辆，将车厢内外由于温度差传入的热量与太阳辐射传入的热量进行计算，是在确定温度最大值的基础上进行计算的，没有考虑温度的衰减和延迟，对车厢内温度的计算结果与实际温度存在较大的误差。
2.不稳定传热计算方法
相比较于稳定传热的计算方法，不稳定传热方法考虑了综合温度传入对车厢内温度的影响。车厢外的温度和太阳辐射热量的变化是存在波动周期的，在不同时刻的传入热量不尽相同，因此，计算军用车厢内的温度要考虑综合温度的影响，并选取某时刻的最大值。综合温度是指太阳辐射的热量为车厢增加的温度，是车外传入车厢内的温度与车厢外表面吸收的太阳辐射热量之和。同时，不稳定传热法还考虑到了温度的衰减和延迟，在温度通过车厢厢体时，由于厢体的吸热和放热作用，车厢内的温度会呈现由外向内不断减小的趋势。实践研究表明，军用厢式车辆由车窗外向车内的温度变化呈现依次递减的趋势，因此，在计算车厢热量的过程中，要考虑到温度的衰减和延迟，从而确保计算结果的准确性。
（二）两种计算方法的具体应用
研究结果表明，在24小时周期内，车内温度的最大值一般在13-15时出现，为了计算军用厢式车辆车厢内的热量，首先要计算出各个时刻的热量，从而求得车厢的最大热量，形成计算车厢空调热负荷的基础。在计算车厢空调热负荷的过程中，稳定传热计算方法需要考虑的影响因素较少，计算较为简单，但计算结果存在较大的误差，适用于空调方案的设计阶段。空调方案的设计阶段通过为设计人员提供多种计算方案，使其能够选出最为合理的设计方案，为方案的决策奠定理论基础。不稳定传热的计算方法计算较为复杂繁琐，要考虑的影响因素众多，但计算结果较为准确，符合军用厢式车辆空调热负荷的计算需求，适用于空调技术设计阶段。空调技术的设计阶段需要依据计算结果，合理选择空调型号，因此，需要考虑各个方面的影响因素，尽量确保计算结果具备较高的精度。
结论：通过研究发现，在计算军用厢式车厢内空调热负荷的过程中，通过采用稳定传热法，能够有效降低计算的难度。在此基础上，应用不稳定传热的计算方法，能够确保计算结果的准确性。此外，对两种方法进行对比分析，依据两种计算方法的特点，将其应用于空调设计的不同阶段，有利于确保空调设计的科学性。因此，在计算军用厢式车厢内空调热负荷的过程中，可以应用上述方法。
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论文作者:李征
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/1/24
标签：热量论文; 车厢论文; 温度论文; 车厢内论文; 空调论文; 车辆论文; 代表论文; 《基层建设》2017年第31期论文;