畢業(yè)論文分體式家用空調(diào)制冷系統(tǒng)設(shè)計

1、華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：分體式家用空調(diào)制冷系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教 師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加 以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研 究成果，也不包含我為獲得及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體， 均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名：日 期：指導(dǎo)教師簽名：日 期：使用授權(quán)說明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的

2、印刷本和電 子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供 目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制 手段保存論文；在不以嬴利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠?或全部內(nèi)容。作者簽名： 日 期：學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研 究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文 不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研 究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完 全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解

3、學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定， 同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版， 允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮 E卩或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名:日期： 年 月指導(dǎo)教師評閱書指導(dǎo)教師評價：一、撰寫（設(shè)計）過程1、學(xué)生在論文（設(shè)計）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神優(yōu)良中及格口不及格2、學(xué)生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度優(yōu)良中及格口不及格3、學(xué)生綜合運用所學(xué)知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力優(yōu)良中及格口不及格4、研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行

4、性；設(shè)計方案的合理性優(yōu)良中及格口不及格5、完成畢業(yè)論文（設(shè)計）期間的出勤情況優(yōu)良中及格口不及格二、論文（設(shè)計）質(zhì)量1、論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？優(yōu)良中及格口不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？優(yōu)良中及格口不及格三、論文（設(shè)計）水平1、論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義優(yōu) 良 中 及格 口不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？優(yōu)良中及格口不及格3、論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平優(yōu)良中及格口不及格建議成績：優(yōu)良 中 及格口不及格（在所選等級前的內(nèi)畫“丿”）指導(dǎo)教師：（簽名）單位：（蓋章）年 月 日評閱教師評閱書評閱教師評價：一、論文

5、（設(shè)計）質(zhì)量1、論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？優(yōu)良中及格口不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？優(yōu)良中及格口不及格二. 論文（設(shè)計）水平1、論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？優(yōu)良中及格口不及格3、論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平優(yōu)良中及格口不及格建議成績：優(yōu)良中及格不及格（在所選等級前的內(nèi)畫“廠）評閱教師：（簽名）單位：（蓋章）年 月日教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見教研室（或答辯小組）評價：一、答辯過程1、畢業(yè)論文（設(shè)計）的基本要點和見解的敘述情況優(yōu)良中及格不及格對答辯問題的反

6、應(yīng)、理解、表達情況優(yōu)良中及格不及格學(xué)生答辯過程中的精神狀態(tài)優(yōu)良中及格不及格二. 論文（設(shè)計）質(zhì)量1、論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？優(yōu)良中及格口不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？優(yōu)良中及格口不及格三、論文（設(shè)計）水平1、論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義優(yōu) 良 中 及格 口不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？優(yōu)良中及格口不及格3、論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平優(yōu)良中及格口不及格評定成績：優(yōu) 良 中 及格 口不及格（在所選等級前的內(nèi)畫“ 丁”）教研室主任（或答辯小組組長）：（簽名）年 月曰教學(xué)系意見：系主任：（簽名）年 月 日摘要5

7、Abs trac t6Key words7前言71方案論證101.1流程選擇101.2冷凝器的選擇101.3蒸發(fā)器的選擇101.4制冷劑的選擇111.5節(jié)流裝置的選擇111.6壓縮機的選擇122過程論述122. 1已知參數(shù)122. 1. 1制冷循環(huán)的lgp-h圖122. 1.2單供冷工況132. 2制冷循環(huán)熱力計算142.2. 1單位質(zhì)量制冷量142.2.2單位容量制冷量142.2.3單位絕熱功152.2.4制冷系數(shù)152.2.5制冷劑循環(huán)量152.2.6實際輸氣量152.2.7壓縮機理論功率152.2.8單位冷凝熱負荷162.3冷凝器的設(shè)計計算162.3. 1冷凝器的結(jié)構(gòu)規(guī)劃及有關(guān)參數(shù)162

8、.3.2空氣側(cè)傳熱系數(shù)計算172.3.3管內(nèi)R22冷凝時表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計算192.3.4計算所需傳熱面積192. 3. 5風(fēng)側(cè)阻力的計算202.4蒸發(fā)器的設(shè)計計算202.4. 1初步的結(jié)構(gòu)規(guī)劃202.4.2翅片管各部分傳熱而積的計算202.4. 3確定空氣流經(jīng)蒸發(fā)器時的狀態(tài)變化過程212.4.4 計算空氣側(cè)傳熱系數(shù)222.4.5計算制冷劑管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)242.4.6計算管內(nèi)傳熱面積252.4.7求所需傳熱管的長度262. 4. 8壁溫校核262.4. 9風(fēng)側(cè)阻力262.5節(jié)流裝置的選型272.6壓縮機的選型272.7結(jié)果分析283結(jié)論294參考文獻305致謝316附錄32附錄1整機系統(tǒng)布置圖：

9、32附錄2冷凝器參數(shù)圖33附錄3計算機編程與運行34設(shè)計程序34運行結(jié)果：34分體式家用空調(diào)制冷系統(tǒng)設(shè)計從低于環(huán)境溫度的空間或物體中吸取熱最，并將其轉(zhuǎn)移給環(huán)境介質(zhì)的過程稱 為制冷。制冷在國民經(jīng)濟各個部門及人民生活中得到廣泛應(yīng)用。在人民生活中， 家用冰箱、空調(diào)器的應(yīng)用丨I益增多。制冷在商業(yè)上的用途主要是對易腐食品（如 魚、肉、蛋、蔬菜等）進行冷加工、冷藏以及冷藏運輸，以減少生產(chǎn)和分配中的 食品消耗，保證各個季節(jié)市場的合理銷售。本文主要是對分體式家用空調(diào)KF-35GW的制冷系統(tǒng)的設(shè)計，通過對制冷各個 流程的分析，選擇適合家用空調(diào)的流程。在依次對冷凝器，蒸發(fā)器，床縮機，節(jié) 流裝置以及制冷劑的選擇，確

10、定家用冰箱各個部件該用什么。依照初參數(shù)設(shè)計計 算，最后驗證設(shè)計的可行性。讓我們充分了解家用空調(diào)的制冷原理與設(shè)計原理， 以及讓我們對怎么樣去改進怎么樣去創(chuàng)新怎么樣去清潔低耗打下基礎(chǔ)。關(guān)鍍詞：制冷；家用空調(diào)；冷凝器：蒸發(fā)器；壓縮機；制冷劑：Home air conditioning and refi'igeration systemdesigned to designAbstractFrom the space below the enviioiuneiit or objects draw the heat, and traiisfeiTed to the process of cooli

11、ng is called the enviioiunent of mediiun. the heating ill all depaitments and the people of widely used. in the people's life, refiigeiators and ail* conditioner and the application of giowiiig. Refiigeiation the coimnercial pmposes is laigely on food (such as fish, meat, eggs, vegetables, etc i

12、n cold storage ) processing, storage and traiispoit and to reduce production and distribution of food coiisiunption maiket and ensure that all the time of sale.Tliis is mainly used for split style air conditioning, heating kf 35gw of system design, the process of analysis of refiigeration, air condi

13、tioner is used for home in the process. In turn to the condenser the evaporatoi; compressors and tluottliiig device refrigerant choice, identify and family all components in the fiidge. Ill accordance with the first paiameter design calculations, the feasibility of the design, we hilly luiderstaiid

14、the air conditioner is used ill the refiigerate piiiiciple and design principles, and let us how to improve on how to iimovate like to take clean low coiistune.Key Wo rd s: Re fiigeiatioii; Home air conditioning; Condeiisei;CiyogenEvapoiiinetei; Compressor前言隨著科技的不斷發(fā)展，人民生活水平的不斷捉高，人們對I常生活的質(zhì)呈要 求也越來越高。在

15、現(xiàn)今空調(diào)已經(jīng)慢慢的成為人們生活中不可或缺的家電之一。家用空調(diào)它為人們提供了適宜的生活和工作環(huán)境，不僅有益于身心健康，而且可以 提高生產(chǎn)和工作效率。在這里我們設(shè)計的家用空調(diào)就是為了讓我們更加的了解 它，更好的使用它以及以后去創(chuàng)新它，來使我們的生活更加合理與和諧?？照{(diào)的發(fā)展歷史在二十世紀六，七十年代，美國地區(qū)發(fā)生罕見的干旱天氣，為 解決干旱缺水地區(qū)的空調(diào)冷熱源問題，美國率先研制出風(fēng)冷式冷水機，用空氣散熱 代替冷卻塔,其英文名稱是:Air cool Cliiller,簡稱為Cliiller!隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，人民生活水平有了大幅度的提高，家用空調(diào)已經(jīng) 非常普及。目前我國家用空調(diào)器的型式結(jié)構(gòu)以分

16、體空調(diào)器占絕對優(yōu)勢。即使目前 以水為傳熱介質(zhì)的家用中央空調(diào)機組開始興起，但由于成本高、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)復(fù)雜， 大多數(shù)居民還是選擇采用單個分體空調(diào)器或多聯(lián)機分體空調(diào)器。家用空調(diào)的重要組成部分包括冷凝器、蒸發(fā)器、壓縮機以及節(jié)流裝置等輔助 設(shè)備，我們對于家用空調(diào)的設(shè)計就應(yīng)該從這些部分各個擊破，選擇最合適，最經(jīng) 濟，最環(huán)保的，最高效的來為我們服務(wù)。冷凝器是制冷裝置的主耍熱交換設(shè)備之一。它的任務(wù)是通過環(huán)境介質(zhì)（水或 者空氣）將壓縮機排出的高壓過熱制冷劑蒸氣冷卻、冷凝成為飽和液體，哄至過 冷液體。在大型制冷機中，有的設(shè)置專用過冷器與冷凝器配合使用，使制冷劑液 體過冷，以增大制冷機的制冷最，提高其經(jīng)濟性。冷凝器按冷

17、卻方式可分為水冷 式冷凝器、空氣冷卻式冷凝器、蒸發(fā)式冷凝器。目前在制冷最小于10KW的小 型氛利昂制冷裝置如冰箱、冰棒機、小型冷庫、及齊種空調(diào)機組中，除了廣泛地 采用空冷式冷凝器外，亦有不少采用套管式冷凝器和臥式殼式冷凝器，但從維護 使用方便及相關(guān)的經(jīng)濟分析角度，應(yīng)采用空冷式冷凝器為佳。蒸發(fā)器根據(jù)供液方式的不同，有滿液式、干式、循環(huán)式和噴淋式等。根據(jù)蒸 發(fā)器所冷卻的介質(zhì)來分，可分為冷卻空氣式蒸發(fā)器和冷卻液體式蒸發(fā)器。首先由 于賽用空調(diào)的特性，蒸發(fā)器和冷凝器一樣用選用冷卻空氣式。制冷床縮機根據(jù)其對制冷劑蒸汽的壓縮熱力學(xué)原理可以分為容積型和速度 型兩大類。容積型圧縮機安其圧縮部件的運動特點可分為往

18、復(fù)活塞式和回轉(zhuǎn)式。 而后者根據(jù)壓縮機的結(jié)構(gòu)特點可分為滾動轉(zhuǎn)子式、滑片式、雙螺桿式、單螺桿式、 渦旋式等。目前，在中小型空調(diào)機中，一般都采用往復(fù)式或滾動轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機，全 封閉式制冷床縮機因其結(jié)構(gòu)緊湊，無軸封裝置，體積小、噪聲低、重最輕等優(yōu)點, 因而在中小型空調(diào)機組中得到廣泛應(yīng)用。家用空調(diào)的其他設(shè)備及輔助設(shè)備這里就不一一介紹，在本文的后面會詳細的 作介紹。由于水平和時間的限制，書中的不足之處，懇祟讀者指正。1方案論證 1 1流程選擇通過比較各種制冷流程，選擇一種適合于家用空調(diào)的流程。單級壓縮蒸汽制冷機是指將制冷劑經(jīng)過一級壓縮從蒸發(fā)壓力壓縮到冷凝壓 力的制冷機，在制冷系統(tǒng)內(nèi)相繼經(jīng)過壓縮、冷凝、節(jié)

19、流、蒸發(fā)四個過程而完成一 個制冷循環(huán)。兩級壓縮制冷循環(huán)是制冷劑氣體從蒸發(fā)壓力提高到冷凝壓力的過程分為兩 個階段（先經(jīng)過低級壓縮到中間壓力，中間壓力下的氣體經(jīng)過中間冷卻后再到高 壓級進一步壓縮到冷凝壓力）的制冷循環(huán)。其制冷循環(huán)能夠獲得比單級圧縮蒸汽 制冷更低的溫度。復(fù)亮式制冷循環(huán)常用的兩級復(fù)卷制冷裝置，由高溫級和低溫級兩部分組成， 不同的制冷劑在不同的循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但能獲得更低的溫度。綜上所述，對于家用空調(diào)這一小型制冷系統(tǒng)，我們應(yīng)選用單級壓縮制冷循環(huán) 的工藝流程。1.2冷凝器的選擇通過對各種冷凝器的比較，選擇一種適合于家用空調(diào)的冷凝器。冷凝器按冷卻方式可分為水冷式冷凝器、空氣冷卻式冷凝

20、器、蒸發(fā)式冷凝器。 目前在制冷量小于10KW的小型氟利昂制冷裝置如冰箱、冰棒機、小型冷庫、及 各種空調(diào)機組中，除了廣泛地采用空冷式冷凝器外，亦有不少采用套管式冷凝器 和臥式殼式冷凝器，但從維護使用方便及相關(guān)的經(jīng)濟分析角度，應(yīng)采用空冷式冷 凝器為佳。門然對流空氣冷卻式冷凝器主要用于300L以下的家用冰箱或其它制 冷量小于0. 5KW的小型氟利昂制冷劑中。分體式家用空調(diào)機冷凝器安裝在室外， 不易使用水作為冷卻介質(zhì)，目前分體式家用空調(diào)機多采用氟利昂作為制冷劑，制 冷量小，所以釆用強制通風(fēng)的冷卻式冷凝器以空氣為冷卻介質(zhì)。1.3蒸發(fā)器的選擇通過對各種蒸發(fā)器的比較，選擇一種適合于家用空調(diào)的蒸發(fā)器。根據(jù)蒸發(fā)

21、器所冷卻的介質(zhì)來分，可分為冷卻空氣式蒸發(fā)器和冷卻液體式蒸發(fā) 器。苗先由于家用空調(diào)的特性，蒸發(fā)器和冷凝器一樣用選用冷卻空氣式。冷卻空 氣式蒸發(fā)器有以下兒種結(jié)構(gòu)，管板式、吹脹式、單脊翅片式、冷卻排管。其中管 板式蒸發(fā)器制造工藝簡單，不易破損泄漏，結(jié)構(gòu)緊湊，冷凍效率高等優(yōu)點，因此 其常用于直冷式冰箱的冷凍室。吹脹式蒸發(fā)器目前在國內(nèi)外家用冰箱用得十分普 遍，其材料多由鋁制成，優(yōu)點是傳熱性好，設(shè)計管路合理；缺點是制造工藝復(fù)雜, 制造周期長。單脊翅片管式蒸發(fā)器的特點是單位長度的制冷量小，工藝簡單，并 易丁清洗，常在直冷式雙門雙溫電冰箱中用作冷藏室的蒸發(fā)器。小型制冷裝置中 的冷卻排管一般為蛇形管式，通常為光

22、管。在室內(nèi)空氣需要流通，因此蒸發(fā)器需 配置風(fēng)機來實現(xiàn)強制對流。綜上所述，家用空調(diào)的蒸發(fā)器應(yīng)選用強制對流式。1.4制冷劑的選擇通過對各種制冷劑的比較，選擇一種適合于家用空調(diào)的制冷劑。對制冷劑的要求，制冷劑應(yīng)該具有較好的熱力性質(zhì)和物理、化學(xué)性質(zhì)，具體 要求有：1、臨界溫度不太低，以便在常溫及普通低溫下能夠液化。2、在工作 溫度范圍內(nèi)具有適宜的飽和蒸汽壓力，以免外部空氣從不嚴密處滲入系統(tǒng)。3、 單位容積量大，粘度和密度小，以減少流動阻力。4、熱導(dǎo)率高，不燃燒、不爆 炸、無毒，對金屬不腐蝕、與潤滑油不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、高溫下不分解。5、絕熱 指數(shù)小，可降低排氣溫度，有利于機器的安全運行和壽命提高。6、凝固

23、溫度低, 具有良好的電絕緣性能。7、價格低廉、易于獲得，對人類生態(tài)環(huán)境無破壞作用。 8、單位容積壓縮功小。在無機物制冷劑中的氨和二氧化碳作為中溫制冷劑，其熱力學(xué)性質(zhì)和熱物理 性質(zhì)都和好，但由于它們分別是安全性不高和循環(huán)效率低不適用于家用空調(diào)。在 鹵代烷婭中R134a和R22其穩(wěn)定性較高、熱力學(xué)性質(zhì)和熱物理性都高于其它制冷 劑，是目前應(yīng)用最廣泛的制冷劑，多用于小型制冷裝置。R22比R134a的壓力要 高65%左右，在根據(jù)家用空調(diào)實際應(yīng)用情況，其制冷劑應(yīng)選R22。1.5節(jié)流裝置的選擇通過對各種節(jié)流裝置的比較，選擇一種適合于家用空調(diào)的節(jié)流裝置空調(diào)中常用的節(jié)流裝置有熱力膨脹閥和毛細管等。熱力膨脹閥可根

24、據(jù)蒸發(fā)器 出口處制冷劑蒸汽過熱度的大小，自動調(diào)節(jié)閥門的開啟度，達到調(diào)節(jié)制冷劑流量 的目的，使制冷劑的流最與蒸發(fā)器負荷相匹配，這樣既能充分利用蒸發(fā)器的傳熱 而積，又能防止壓縮機產(chǎn)生“液擊”現(xiàn)象。毛細管是一根內(nèi)徑很細（一般在0.6 -2m）的紫銅管，它適用于工況比較穩(wěn)定的制冷系統(tǒng)。對于家用空調(diào)這一運行穩(wěn)定的制冷系統(tǒng)中，選用毛細管較好。1.6壓縮機的選擇通過對各種斥縮機的比較，選擇一種適合于家用空調(diào)的床縮機。制冷圧縮機根據(jù)其對制冷劑蒸汽的床縮熱力學(xué)原理可以分為容積型和速度 型兩大類。容積型壓縮機安其壓縮部件的運動特點可分為往復(fù)活塞式和回轉(zhuǎn)式。 而后者根據(jù)壓縮機的結(jié)構(gòu)特點可分為滾動轉(zhuǎn)子式、滑片式、雙螺

25、桿式、單螺桿式、 渦旋式等。目前，在中小型空調(diào)機中，一般都采用往復(fù)式或滾動轉(zhuǎn)子式制冷圧縮機，全 封閉式制冷壓縮機因其結(jié)構(gòu)緊湊，無軸封裝置，體積小、噪聲低、重量輕等優(yōu)點, 因而在中小型空調(diào)機組中得到廣泛應(yīng)用。全封閉式滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機在能效比、 體積、零件數(shù)等方面均優(yōu)于往復(fù)式圧縮機，但由于滾動轉(zhuǎn)子式圧縮機某些零部件 的材質(zhì)要求較高（如滑片等），而且加工精度要求高。從經(jīng)濟性考慮，家用空調(diào) 應(yīng)選用往復(fù)式壓縮機。2過程論述2.1已知參數(shù)分體式家用空調(diào)型號：KF-35Gw制冷量:3500W制冷劑:R222.1.1制冷循環(huán)的坦卩一1】圖單級床縮蒸汽制冷機的理論循環(huán)lgp-h圖如下所示:淙一惰圖壓一烙圖2.1

26、.2單供冷工況空調(diào)制冷循環(huán)工作參數(shù)包括冷凝溫度、蒸發(fā)溫度、過冷溫度和吸氣溫度。 （1）冷凝溫度冷凝器的冷卻方式分為空冷式和水冷式兩種，本設(shè)計中采用強制通風(fēng)的冷卻 式冷凝器以空氣為冷卻介質(zhì)，名義工況如下表所示：空冷冷凝器名義工況（窗式）空氣側(cè)迎面風(fēng)速m/s2.5入II溫度干球c35.0濕球24.0制冷劑側(cè)入1!過熱蒸氣溫度95.0入門樂力對應(yīng)的冷凝溫度54.4過冷度5.0（2）蒸發(fā)溫度無論是窗式空調(diào)器還是立柜式空調(diào)器，蒸發(fā)器均是采用制冷劑在管內(nèi)直接蒸發(fā)，空氣在風(fēng)機的作用下強制通過翅片管簇而得到冷卻。蒸發(fā)溫度一般取決于被冷卻物體的溫度以及蒸發(fā)器中的傳熱溫差。蒸發(fā)器的名義工況空氣側(cè)迎面風(fēng)速m/s2.

27、0入II溫度干球r27 0濕球19.5制冷劑側(cè)膨脹閥前過冷液溫度46 1出11壓力對應(yīng)的蒸發(fā)溫度7 2出口溫度150(3) 過冷溫度空冷式冷凝器的過冷溫度規(guī)定為5°C(4) 吸氣溫度窗式空調(diào)蒸發(fā)器的出口溫度為15°C。圧縮機的吸氣溫度則根據(jù)吸氣管道的 長度和保溫情況而定，一般取管道過熱為5°C左右。對于全封閉式壓縮機，由于 機殼內(nèi)電機散熱等因素，壓縮機的吸氣溫度在空調(diào)工況時要超過15°C,據(jù)有關(guān) 資料介紹，全封閉床縮機的吸氣過熱度的實測值比開啟式圧縮機高2030°Co2. 2制冷循壞熱力計算己知參數(shù)：制冷S3500W、制冷劑R22。蒸發(fā)溫度7.

28、2-C,冷凝溫度54.4,膨脹閥前液體溫度46. TC,過冷溫度15°C, 吸氣溫度20°C：室內(nèi)干球溫度27°C,濕球溫度19. 5°C,室外干球溫度35°C,濕球溫度24°C.循環(huán)的p-h圖如圖(2-1)所示，根據(jù)上述條件査R22壓焰圖得各個狀態(tài)點的參數(shù)如下表所示:4CPbMPa&°CPkMPat；°CK 虺T.拿 tl°CM/kg拿V1ni3 / kg仁 rlv>J°CK /kg7.20. 62554.42. 14615414204180. 0418845146. 1257.

29、92.2.1單位質(zhì)量制冷量單位質(zhì)最制冷最%=斗-九=414-257. 9=156. 1 kj/kg2. 2. 2單位容量制冷量單位容最制冷最圈=A. = 11 =3807. 3 kj/m3 w V* 0.0412. 2. 3單位絕熱功單位絕熱動 = -*=451-418 = 33 kj/kg2.2.4制冷系數(shù)制冷系數(shù)勺電 156.1o = = 4.7 肌 332. 2. 5制冷劑循環(huán)量制冷劑循環(huán)量= = 00224 kg/scjj 156.12. 2.6實際輸氣量實際輸氣量V,y =0* = 0.0224*0.041 = 0.918*10-3 m3/s2. 2. 7壓縮機理論功率床縮機理論功率

30、ftPb =也 =° °224 *33 = 0.739 KW2. 2. 8單位冷凝熱負荷單位冷凝熱負荷蚯=11,-1 =451-257.9 = 193.1 kj/kg冷凝熱負荷QQ =也Oh-虬)=0.0224*(451-257.9) = 4.325 KW2. 3冷凝器的設(shè)計計算2. 3.1冷凝器的結(jié)構(gòu)規(guī)劃及有關(guān)參數(shù)傳熱管選用<p 7 mmXO. 32 mm的純銅管，d0 =0. 007m, dt =0. 00636m,肋片選 用半直翅片（鋁片），片厚=O.115xlO-3m,管排方式采用正三角形排列，管 間距Sj = 0.02m,排間ffis2 = 0.01732m

31、，肋片節(jié)ggsf =0.0014m，沿氣流方向的 管排數(shù)n=5,片寬L=0. 0866m<» 管外肋片單位而積ff為2(SS? - db / 4)2x002x001732 314x(0007i 2乂000011共口2/0.0014=0.4363112 /m由 db = d0 + 2Jf = (0.007 + 2 x 0.000115 )m3 /m = 0.00723m2 /m得肋間管外單位表面積為fb =叫(1) = 3.14 x 0.00723 1 -皿" jm2 /m = 0.02084 m2 /m0.0014 丿管外總單位表而積ao$ = ff + 婦=(0.4

32、363 + 0.02084 )m-/m= 0.45714 m2 /m管內(nèi)單位表面積f；二況=3.14x(0.007-2x0.00032)in2/m=0.01998ii2/m肋化系數(shù)0為2. 3.2空氣側(cè)傳熱系數(shù)計算空氣進岀冷凝器的溫差及風(fēng)量：溫差 Ata =ta2 -tal =（45-35）°c = 10oc平均溫度t十譽也譽。c"c7m3 / in = 0.3815m3 / m1.128xl.005xl0xl03平均溫度下空氣物性參數(shù)為：密度pm=1.12Rg/m3 :比定圧熱容 cpa=1.00!kJ/(kg K)； 運動粘 度 um=16.96xlO_6m2/s ,

33、導(dǎo)熱率4i = 0.027(W/(m-K)o肋片效率及空氣側(cè)傳熱系數(shù)。(s f 一 5f Jfsi 一 db)(1.4 - 0.115 )x(20 - 7.23)<7 = = 0.586SSf20 x 1.4取迎風(fēng)而風(fēng)速wf = 2.5m/s,則最小流通而的風(fēng)速2.5wmav = m/ s = 4.27m/smax a 0.586當(dāng)量直徑_ 2(Sf _dbbf _升)2(20-7.23)x(1.4-0.115)eqh 4. q S = 11111 = 2.335milS db + Sf - Of 20-7.23 + 1.4-0.115空氣的雷諾數(shù)也=4.27x0.002嚴兀沁16.96

34、 xlO-6單元空氣流道長徑比L 0.0866= 37.09deq 0.00235根據(jù)流體流過整張半套片管管簇是的換熱公式有A=0.518-0.02315-deq0241匕、100011 = 0.45 + 0.0066= 0.1101= 0.6948L+ 0.00042JX= 0.09095Refill = -0.28+0.08= 0.23311000平直翅片的管外傳熱系數(shù)為 an =l.l-CRnef%對于叉排管有其中八2.939。If =蟲("-1)(1 + 0.35110)= 0.00965411肋片當(dāng)量高度2m =肋片特性參數(shù)=66.55m'1其中 2f =20JV/

35、(m K)tan(mh')門 oof = = 0.88肋片效率mb'冷凝器外表面效率fff +婦 0.4363X 0.88+0.02084 門“久=0.89s f；0.45714當(dāng)量表而傳熱系數(shù)a = Mq = 0-89 x 51.7W/(m3 K)= 46.01W/(m2 K)2. 3. 3管內(nèi)R22冷凝時表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計算管壁的溫度"975七，則平均溫度t49.75+ 54.4 七m22= 52.07°C根據(jù)R22管內(nèi)冷凝換熱計算公式 %=0.68瑪爼嚴4付-5嚴其中4=19.87, Bm = 67.56帶入上式q = 0.683x19.87 x67.56

36、x ).00636=32467l(tk - tw尸"由熱平衡可得管壁溫度平衡方程%屈1 (t* tw)= Qj 毛(twtam)3246.71(tk - tw)_4 x 才 x 0.00636 x(tk -tw)= 46.01 x 0.45714 x (tw - 40)由試湊法的1=49.75弋時，等式成立。與設(shè)定值近似相等，證明合適。2. 3. 4計算所需傳熱面積考慮到傳熱管為純銅管，取傳熱管導(dǎo)熱熱阻、接觸熱阻和污垢熱阻之= ° 0°4屏-K/W以管外而積為基準的傳熱系數(shù)為2210.9646.01=27.11W/(ill3 K)半均溫差為54.4-45所需管外面

37、枳及結(jié)構(gòu)參數(shù):4廣管外面積nr =11.56nr27.11x13.8所需肋片管總長度1L560.45714m= 25.29m2. 3.5風(fēng)側(cè)阻力的計算順排是Pd =9.81x0.0113x37.09x(1.128x4.27)17Pa= 59.52Pa義排時Apw = 1.2Apd =1.2x59.52Pa = 71.42Pa2.4蒸發(fā)器的設(shè)計計算2.4.1初步的結(jié)構(gòu)規(guī)劃傳熱管選用p 9. 53 mmX0.35 mm的純銅管，翅片選用縫隙式012111111的 鋁片，翅片節(jié)距sf =1.58nmio條縫高度sh= 0.9911111條縫寬度s, =1.32mm。 管簇為正三角形排列，管間距25.

38、4mm；沿氣流方向的管排數(shù)N二2,則翅片寬 度 L = 44111114 = * +2幵=9.53+2x0.12= 9.77tnm2. 4. 2翅片管各部分傳熱面積的計算管外翅片面積f 2(sf cos30° -IT * / 4婦=2 x (25.4? xcos300_"x9 77)xlO"3 = 0.6124112/ ill1.58翅片間管外表而積)=TTx9.77x1.58=0.02836m2 /m管外總表面積f； = ff + £ = 0.6124+0.02836= 0.64076112 /m管內(nèi)表面積£ 二TT d, =TT x (9.

39、5 3- 0.3 5 x 2) x 10刁=0.2774112 /m肋化系數(shù)0.64076 =23.10.02774當(dāng)量直徑2佝-4)色-幵)S db +Sf _5f2x(254 9.77)x(l58012)25.4-9.77+1.580.12=2.876nm最窄流通面積與迎風(fēng)面積之比(Sf-厲)$-«)(1.58-0.12)(25.4-9.77)“G = 0.5686SjSf25.4x1.582. 4. 3確定空氣流經(jīng)蒸發(fā)器時的狀態(tài)變化過程由設(shè)定的進風(fēng)參數(shù)查h-d圖，得h=552j/ld=1095g/kg。依照風(fēng)量籠= 0.86x(0.18 0.25)選擇原則取設(shè)計風(fēng)量，由Q可知c

40、va = 0.86XQ, x0.25 = 0.86x3500x0.25 = 778.75m3/h進入濕空氣的比體積Ral；a + 0.0016d1) _ 287.4x(27A15+27)x(l + 0.0016xl0.95) =0 86ai?/kPb101320空氣的制冷流量% _ 778.75q 0.866=899.25kg/h進出口空氣的比熔差A(yù)h = -=35°°X3,6=141g/kg J 899.25出口空氣的比焙仏=1、一 Ah = 55.2-14 = 41.21g /虺假設(shè)傳熱管壁面溫度S=12°C d8.8g/kg ,査得l=341g/kg （取卩

41、=100%）得空氣處理飽和過程的飽和狀態(tài)點“，連接l-w與h2線交于2點，得到蒸發(fā)器出口空氣狀態(tài)干球溫度廠bC,含濕量d3=9.5g/kge 空氣的平均溫度27 + 17222.0°C空氣在此溫度下的物性為:pftm = 1.1966cg/mcpB =100 力/(kgk),P£ = 0.7026 =15.7xl0"6 m3/s 蒸發(fā)器中空氣的平均比焙. hh ”55.2-41.2=+ 55.2-34 =46961/kgIn i f In41.2-34則hm線與lw線相交于m點，同時査得空氣的平均狀態(tài)參數(shù)：tm = 2O.5°C, dm = 1O.1g/

42、kg2.4.4計算空氣側(cè)傳熱系數(shù)取蒸發(fā)器迎面風(fēng)速為叫=12加）人，單管有效長度為B二036m,蒸發(fā)器的高度為H = - = wgB=77875= 0.4807m1.25x036x3600由此可得蒸發(fā)器的列數(shù)為H 0S10.48070.5= 18.425 «190.0254最窄通風(fēng)面風(fēng)速為a 0.5686雷諾數(shù)為Ref =2.1984x9.77x10-=13680am由于Ref >700,則15.7 xlO"6j = 1.069 lRe?(£) (雖嚴 N"74 sh其中j4 = -0.5 35+0.017(魚)-0.0107N = -0.5368

43、s->I n NI Njs =0.4115+5.5756 In + 24.2028 = -0.05491RefRefj6 =0.2646+1.049X)ln -0.216(-)3 =0.155 sh shshj7 = 0.3749+ 0.0046jRe71nRef - 0.04337 = 0.00204 于是一5$sj = 1.069lRe*( )J- (-)h NJ? =0.0257%ShJCmWigCp* -2% = 573 = S5.8w/(m Q析濕系數(shù)為< =1 + 2.46宀迫 _ 山=i* 2.46x101-8 8 = 1.376 20.5-12翅片效率為tanh(n

44、h)其中=98.46m"112a診 _ I 2x85.8xl.376# 2問-V 203 x 0.12 xlO-3h =3 -1)(1 + 0.35Inp)其屮p = 1.27pJ-0.3 = 1.27x2.603 = 2.76( Xp = = 2.6)B49.77式中，A、B分別為長對邊距離和斷對邊距離。所以9 77h = x (2.76-1)x(1+ 0.350 2.76) = 11.65nmi2故= 0.712tanhp8.46xll.65xl0"3)9&46x11.65x1()7空氣側(cè)當(dāng)量表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)1.36x85.8x0712x06124+0.2830.6

45、4076=85.56w/(m2 *k)2.4.5計算制冷劑管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)ro(x>-xi) 199.1 x(1.0-0.248)= 0.023376g/s制冷劑質(zhì)量流量每根管子的有效流通橫截面積A IT d； ITXO.00883A=44= 6.124xl0"5nr蒸發(fā)器的分路數(shù)取Z=2,設(shè)熱流密度為13kw/m2,則R22的質(zhì)量流速0.0233762x6.124x10'=190.86kg / (ill3 «s)R22在t0二7. 2°C時的物性如下:飽和液體的密度飽和蒸氣的密度汽化熱液體的動力粘度液體的熱導(dǎo)率 液體的普朗特常數(shù)p L二1256.

46、6kg/m3p g=26. 49kg/m3r0=199. lkj/kgp =201.76X10-6Pa sA L=91.66X10-3w/ (m k)PrL=2. 62-X. + X-,x- 1- -0.624半均干度2R22在管內(nèi)沸騰換熱，則-=q(c0)c,(25Fir +c3(BorF£Lai于是190.86x199.1 3 421X101 一 Xx0 8zg、05一）（）一 xPl冒借）"2190.8626 -9.8 加d9.8 xl256.62x 0.00883""ReL&(l-x)4 = 19086x(l-0624)x000883 =

47、 314Q他 _201.76 xlO-6_a】 =O.O23(ReL)os(PrL)04 丕=0.023x314O.7O5703 x 2.6204 x 91 66x10 = 220.2365w/ (nr *k)d0.00883由于Co <0.65,則 Cj =1.13(XC2 =-0.9,c3 = 6672,c4 =0.7,c5 = 0.3,= 2.2經(jīng)計算得ai=220.2365x1.136x0.09682-opx(25x0.54406)°3 + 667.2x(3.421xl0'4)O7x2.2= 5688.7997w/(m2*k) 2. 4.6計算管內(nèi)傳熱面積取管內(nèi)

48、傳熱污垢熱阻ri=0,管外污垢熱阻、接觸熱阻以及導(dǎo)熱熱阻之和為 r0=0. 0048w/ （m2k）,則以管外面積為基準的傳熱系數(shù)17ax23.15688.7997=48.6658w/(nr k)+ 0.004時喬平均傳熱溫差27-1727-7.217-7.2= 14.22°C管內(nèi)熱流密度ci =/7KoAtm= 23.1x48.6658x14.22 = 15985.836w/m350015985836=0.2189nr2.4.7求所需傳熱管的長度A _ 0.21891 J 'I f； 0.02774= 7.8927m有效管長實際總管長裕度L = 78927 = 0.2077

49、m<0.36m2x1938L = 38B = 38x 0.36 = 13.6± = (1-£)x100%=42.23%B0.362.4. 8壁溫校核由a 15985.836“At= 2.81Ca. 5688.7997得tw = tn + At, = 7.2 + 2.81 = 10.01oC比設(shè)計的壁溫12°C低，設(shè)計合理。2.4.9風(fēng)側(cè)阻力干工況阻力: 順排時Pd =9.81A(二)3評“)】7,系如=0.0113 deqPd = 9.81x0.0113x-x(1.164x2.198417 = 8.38pa 2.876故濕工況下pd = Qpd = 1-2x

50、8.38 = 10.06pa叉排時Apw = 1.2Apd = 1.2x10.06 = 1207pa2.5節(jié)流裝置的選型空調(diào)器中的毛細管的尺寸和根數(shù)可以通過與一臺比較成熟的、制冷量 Qi“4kw(12000kcal/h)的空調(diào)器中所采用的毛細管 (內(nèi)徑q長/迄=5001】11】18跟并聯(lián))進行類比來確定；即由于：A = L=Ii=40)2 3.5A)= A所以一 4所以可以選擇內(nèi)徑4 =1.6111111,長度I尸500mn人2跟并聯(lián)即可以滿足要求。2. 6壓縮機的選型本文中家用空調(diào)采用的是往復(fù)式壓縮機，往復(fù)式壓縮機乂分為全封閉式和半 封閉式壓縮機。由于全封閉式壓縮機結(jié)構(gòu)緊湊，無軸封裝置，體積

51、小，噪聲低， 重量輕等一系列優(yōu)點，因而在中小空調(diào)機組中得到廣泛應(yīng)用。很據(jù)本設(shè)計中的制冷帚要求我們選用F4-3Q全封閉式往復(fù)式圧縮機。電機輸出功率/w (hp)11 1100( 2 )額定制冷量/w (kcal/h)3815(3280)額定能效比/W/W2.3缸徑/cm4.3氣缸工作容積/m】327.6冷凍機油牌號HD-25注油量/ml760制冷劑R22啟動方式PSC運轉(zhuǎn)電容35/zf-420V電源50HZ-220V質(zhì)量/Kg232. 7結(jié)果分析對于實際的家用空調(diào)的各項數(shù)據(jù)和各個部分的選型可能與本次設(shè)計中的相 關(guān)數(shù)據(jù)存在差距。實際循環(huán)和理論循環(huán)有許多不同之處，除了壓縮機中的工作過程以外，主要 還

52、有下列一些差別：1流動過程存在阻力，有壓力損失。2制冷劑流經(jīng)管道及閥門時同環(huán)境介質(zhì)間有熱交換，尤其是白節(jié)流閥以后, 制冷劑溫度降低，熱最便會從環(huán)境介質(zhì)傳給制冷劑，導(dǎo)致漏熱，引起冷最損失。3熱交換器中存在溫差，例如冷卻水或空氣的溫度T低于冷凝碼度,且 T是變化的（進口溫度低，出口溫度高）；載冷劑或冷卻對象的溫度高于蒸發(fā) 溫度耳，通常載冷劑的溫度也是變化的（進口溫度高，出口溫度低）。4換熱器中的溫差也對系統(tǒng)的性能也有影響，還存在流動過程中阻力的影 響5關(guān)于漏熱的影響：無論是制冷系統(tǒng)的高溫部分還是低溫部分，它們與環(huán) 境之間總存在溫差，因而不可避免的要與環(huán)境進行熱交換，產(chǎn)生漏熱。除床縮機、 排氣管道、

53、冷凝器和液體管道這些高溫部分的漏熱對于制冷系統(tǒng)無不利影響外 （對于熱泵系統(tǒng)，這些漏熱也是損失），其余漏熱對系統(tǒng)性能將產(chǎn)生不利的影響。 顯然，兩相管道和蒸發(fā)器的漏熱是制冷量的直接損失，使系統(tǒng)的制冷星降低，能 耗提高。對于實際的循環(huán)很難用手算法進行熱力計算。因此，在工程設(shè)計中常常是對 它們作一些簡化。簡化的途徑是：1）忽略冷凝器及蒸發(fā)器中的微小壓力變化，即以壓縮機出口壓力作為冷凝 圧力（在大型裝置中，壓縮機排氣管道較長，應(yīng)從排氣壓力減去這一管道壓力損 失后作為冷凝斥力），以床縮機進口床力作為蒸發(fā)斥力，同時認為冷凝溫度和蒸 發(fā)溫度均為定值。2）將壓縮機內(nèi)部過程簡化成一個從吸氣壓力到排氣壓力的有損失的簡單壓 縮過程。3）節(jié)流過程仍認為是前后熔相等的過程。3結(jié)論通過對本次家用空調(diào)的設(shè)計我們可以得出以下結(jié)論：1總體方案的選擇的合理性。我們充分的考慮了對于分體式家用空調(diào)這一類 小型的制冷裝置，它需要多大的制冷量，以什么介質(zhì)冷卻制冷劑為宜，用什么類 型的蒸發(fā)器以及其他輔助設(shè)備的選型等等，都是合理的且符合實際情況的。故我 們作出了合理