空調(diào)機(jī)組系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算書匯總

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)家庭專用中央空調(diào)機(jī)組設(shè)計(jì)計(jì)算書目 錄 TOC o 1-3 h z u 1. 機(jī)組簡介該XXX機(jī)組主要由壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、節(jié)流機(jī)構(gòu)以及電控系統(tǒng)等組成。它通過直接向空調(diào)區(qū)域送冷卻空氣來達(dá)到調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣環(huán)境的目的，適用于面積在約10-25的辦公室、酒店客房、小型營業(yè)場所或家居等場所。2. 設(shè)計(jì)條件1根據(jù)GB/T 18836-2002風(fēng)管送風(fēng)式空調(diào)(熱泵)機(jī)組的要求，名義制冷工況：室內(nèi)側(cè)入口空氣狀態(tài)干球溫度27，濕球溫度19，室外側(cè)入口空氣狀態(tài)干球溫度35，濕球溫度24。

2、3. 熱力計(jì)算根據(jù)名義制冷工況：室內(nèi)側(cè)入口空氣狀態(tài)干球溫度27，濕球溫度19，室外側(cè)入口空氣狀態(tài)干球溫度35，濕球溫度24，初步確定：冷凝溫度tk為47，對(duì)應(yīng)的冷凝壓力Pk為18.12bar（絕對(duì)壓力，下同）；蒸發(fā)溫度t0為4，對(duì)應(yīng)的蒸發(fā)壓力P0為5.66bar，并做如下假設(shè)：冷凝器過冷度為6，蒸發(fā)器過熱度為6，蒸發(fā)器出口到壓縮機(jī)入口的溫升為2，冷凝器出口到膨脹閥前的溫降為1。壓縮機(jī)的指示效率i為0.8，忽略系統(tǒng)中的壓力損失，循環(huán)參數(shù)及壓焓圖如下：圖1 制冷循環(huán)壓焓圖421”11543473lgph2s 473441513 制冷循環(huán)壓焓圖1蒸發(fā)器出口狀態(tài)點(diǎn) 1”壓縮機(jī)吸氣狀態(tài)點(diǎn)2s壓縮機(jī)排氣狀

3、態(tài)點(diǎn)（理論點(diǎn)） 2壓縮機(jī)實(shí)際排氣狀態(tài)點(diǎn)3冷凝器出口狀態(tài)點(diǎn) 4節(jié)流閥前狀態(tài)點(diǎn)5蒸發(fā)器進(jìn)口狀態(tài)點(diǎn)查R22熱力性質(zhì)圖表得下表1參數(shù)：表1t0tkt1 t1” t2st2t4t3v1” ()() () ()()()()()(m3/Kg)4.00 47.00 10.00 12.00 73.983.5940.00 41.00 0.0435p0pkh1h1”h2sh2h4h3v2(bar)(bar)(kJ/)(kJ/)(kJ/)(kJ/)(kJ/)(kJ/)(m3/Kg)5.6600 18.1200 411.35412.66443.12450.7350 243.82248.550.01593制冷量：Q0=2

4、.6kW壓縮機(jī)出口處制冷劑的焓：h2= h1”+(h2s-h1”)/i=450.735單位質(zhì)量制冷量：q0=h1-h4=411.35-243.82=167.53kJ/單位理論功：w0=h2-h1”=450.735-412.66=38.075kJ/制冷劑循環(huán)質(zhì)量流量：qm=Q0/q0=2.6/167.18=0.0155/s總功：W0= w0 qm =38.0750.0155=0.591 kW 根據(jù)制冷量及所耗功率，查找相關(guān)產(chǎn)品樣本，選用SSS公司的SG184壓縮機(jī)(50Hz,220V) 4，壓縮機(jī)在蒸發(fā)溫度為4，冷凝溫度為47時(shí)的制冷量為2.8kW,功率為0.65kW。4. 冷凝器設(shè)計(jì)計(jì)算冷凝器

5、采用翅片管式換熱器，設(shè)計(jì)條件為：進(jìn)風(fēng)溫度ta1=35；冷凝溫度tk=47，質(zhì)量流量qm=0.0155kg/s，理想進(jìn)口焓值h2=450.735kJ/kg，出口焓值h3=248.55 kJ/kg。設(shè)計(jì)采用平均溫差法，首先選擇風(fēng)量和風(fēng)速，據(jù)此設(shè)計(jì)出換熱器尺寸，再算出傳熱系數(shù)，校驗(yàn)傳熱面積是否足夠。4.1 有關(guān)溫度參數(shù)及冷凝熱負(fù)荷確定各有關(guān)溫度參數(shù)取值見下表2：表2項(xiàng)目參數(shù)值()冷凝溫度tk47進(jìn)口空氣干球溫度ta135進(jìn)出口空氣溫差ta2 - ta16出口空氣干球溫度ta241對(duì)數(shù)平均溫差 =8.66冷凝器熱負(fù)荷：QK= Q0+W0 =2.6+0.591=3.191 kW4.2 翅片管簇結(jié)構(gòu)參數(shù)選

6、擇與計(jì)算選擇70.240.12 mm內(nèi)螺紋銅管為傳熱管，選擇翅片厚度f=0.1mm的平板形鋁制套片，冷凝器結(jié)構(gòu)的初步規(guī)劃及有關(guān)參數(shù)：管排方式采用等腰三角叉排排列，管間距s1=12.7mm，排間距s2=20.5mm；肋片間距sf=1.6mm，沿氣流方向的管排數(shù)n=2。根據(jù)銅管加工工藝，脹管后管徑增加0.2mm。脹管及套片后管外徑為：7.4mm脹管及套片后管內(nèi)徑為：每米管長翅片表面積： = =0. 2717m2/m每米管長翅片間基管外表面積： =3.140.0074(0.0016-0.)/(0.0016+0.) =0.0205 m2/m每米管長總外表面積：=0. 2717+0.0205=0.292

7、2 /m每米管長管內(nèi)面積：每米管長的平均面積：肋化系數(shù)： 0.2922/0.021113.85凈面比： 4.3 計(jì)算冷凝風(fēng)量 進(jìn)風(fēng)溫度ta1=35,取空氣進(jìn).出口溫差ta2-ta1=6,則出風(fēng)溫度ta2=41。空氣平均溫度tm=38，取當(dāng)?shù)卮髿鈮篜B=98.07kPa，由空氣（干空氣）熱物理性質(zhì)表，在空氣平均溫度tm=38條件下，比熱容Cpf=1013J/（.K）、熱導(dǎo)率f=0.0271W/(m.K)、運(yùn)動(dòng)粘度=17.410-6m2/s，空氣平均密度f=1.095/m3。所需風(fēng)量： =0.48m3/s = 1726m3/h4.4 計(jì)算空氣側(cè)換熱系數(shù)設(shè)計(jì)每個(gè)換熱器管列數(shù)24根，單管有效長度B=0

8、.74m，單個(gè)換熱器高度 H=2420.5=492mm，換熱器總外表面積L=2420.740.2922=10.10m2迎面風(fēng)速：=1.317m/s 則最小截面流速：2.20m/s沿氣流方向的肋片長度：當(dāng)量直徑為：2.6918mm長徑比：25.4/2.69189.436空氣雷諾數(shù)：340由小型制冷裝置設(shè)計(jì)指導(dǎo)查表3-18、3-19，用插入法求得： = 0.328,n=0.54,c=1.258,m=-0.246空氣流過平套片管的叉排管簇時(shí)空氣側(cè)換熱系數(shù)： 1.2580.3280. 0271/0.3400.5（9.436）-0.2461.1 61.25W/(m2.K)4.5 計(jì)算制冷劑側(cè)換熱系數(shù)翅片

9、效率 其中，鋁片的熱導(dǎo)率為 =77.68 =2.77 =2.943所以，0.m=0.84則外表面效率：查文獻(xiàn)小型制冷裝置設(shè)計(jì)指導(dǎo)表3-11，R22在tk=47的物性集合系數(shù)B=1337.57，氟利昂在管內(nèi)凝結(jié)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為： =2592.79忽略薄壁銅管熱阻及管與翅片間的接觸熱阻，則根據(jù)熱平衡有： 2592.790.0211（47-=61.250.850.2922（試湊法解得管壁面溫度44.7，故銅管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)2105.4W/(m2.K)4.6 計(jì)算冷凝器總傳熱系數(shù)K根據(jù)文獻(xiàn)小型制冷裝置設(shè)計(jì)指導(dǎo)，取管壁與翅片間接觸熱阻, 空氣側(cè)污垢熱阻，紫銅管熱導(dǎo)率，則以管外面積為基準(zhǔn)的傳熱系數(shù)為： =

10、34.18 W/(m2.K)所需翅片換熱器的面積為：10.786m2，實(shí)際冷凝器面積10.10 m2相差6.8%，在合理范圍之內(nèi)，設(shè)計(jì)滿足要求。 5. 室外機(jī)風(fēng)葉電機(jī)的選型空氣側(cè)流動(dòng)阻力： =1.1161.3172/2+0.1089.436（1.1162.2）1.7=5.7 Pa對(duì)于叉排冷凝器，風(fēng)阻P=5.71.2=6.8 Pa 根據(jù)風(fēng)量和靜壓，查找相關(guān)樣本，選用一個(gè)余姚和盛的400軸流風(fēng)葉。并且根據(jù)轉(zhuǎn)速和鈑金件框架，選用YDK30-6A電機(jī)。6. 蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)計(jì)算蒸發(fā)器采用冷卻強(qiáng)制流動(dòng)空氣的蒸發(fā)器。設(shè)計(jì)條件為：室內(nèi)側(cè)入口空氣狀態(tài)干球溫度27，濕球溫度19，制冷量Q0為2.6kW，制冷劑為R2

11、2，蒸發(fā)溫度t0為4，流量為G=0.0155/s。 6.1 結(jié)構(gòu)規(guī)劃傳熱管采用70.24mm純銅管，翅片選用f=0.1mm鋁片，翅片片距sf=1.6mm，管簇為等腰三角形叉排排列。管間距s1=20.5mm，排間距s2=12.7mm；沿氣流方向的管排數(shù)N=2，翅片寬度L=25.4mm。 6.2 翅片管各部分傳熱面積計(jì)算根據(jù)銅管加工工藝，脹管后管徑增加0.22mm脹管及套片后管外徑為：8.35mm脹管及套片后管內(nèi)徑為：每米管長翅片表面積：= =0. 455m2/m每米管長翅片間基管外表面積： =3.140.00835(0.0016-0.)/(0.0016+0.) =0.023 m2/m每米管長總外

12、表面積：=0. 455+0.023=0.479 /m每米管長管內(nèi)面積：每米管長的平均面積： 肋化系數(shù)：0.479/0.024119.9凈面比：當(dāng)量直徑為：2.71mm長徑比：38.1/2.7114.056.3 確定冷卻空氣的狀態(tài)變化過程由給定的進(jìn)風(fēng)參數(shù)，查i-d圖5，得i1= 53.81 kJ/kg，d1=10.45 g/kg，根據(jù)風(fēng)量選擇原則2取設(shè)計(jì)風(fēng)量為：Va=0.86Q00.195=0.8626000.195=436 m3/h圖2空氣處理過程的圖進(jìn)口濕空氣的比體積1：=0.8652 m3/h空氣的質(zhì)量流量 =503.95 kg/h進(jìn)出口空氣比焓差 i = Q0/Ga=26003.6/50

13、3.95=18.57kJ/kg出口空氣的比焓 = 53.81-18.57=35.24kJ/kg設(shè)取傳熱管壁面溫度tw=8 (取w100)，查得dw=6.73 g/kg，iw=25.011kJ/kg,得空氣處理過程的飽和狀態(tài)點(diǎn)w，連接1-w與i2線相交于2點(diǎn)，得到蒸發(fā)器出口空氣狀態(tài)干球溫度t2=14.66，含濕量d2=8.09g/kg。蒸發(fā)器中空氣的平均比焓im：=42.95 kJ/kg則im線與1-w線相交于m點(diǎn)，同時(shí)查得空氣的平均狀態(tài)參數(shù)為：tm=19.66，dm=9.1 g/kg，m=1.1905kg/m3，m= 15.010-6 m/s6.4 計(jì)算空氣側(cè)換熱系數(shù)取蒸發(fā)器管列數(shù)為9，單管有

14、效長度B=0.7m，蒸發(fā)器高度 H=920.5= 184.5mm。迎面風(fēng)速 Wg= Va/ Hsin60B=1.0829 m/s最窄通風(fēng)面風(fēng)速 =1.8075 m/s雷諾數(shù) =324.37管外空氣表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)0= 25.61.163wmax0.55=41.23 W/m2.K析濕系數(shù) =1.5翅片效率 其中，鋁片的熱導(dǎo)率為=78.06=1.72 =1.82所以，0.m=0.973空氣側(cè)當(dāng)量表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)j =60.31 W/m2.K6.5 計(jì)算管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和傳熱面積A0根據(jù)制冷循環(huán)可知：tk=47,t0=4,t4=40,t1=10氟利昂在管內(nèi)沸騰表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計(jì)算式：B=1.487，Gd為每根管

15、流量該蒸發(fā)器分成2路，故每根管流量Gd=0.0155/2=0.0078/s，則i=1.4870.00780.2qi0.6/0.6=11.22 qi0.6 (1)計(jì)算管內(nèi)傳熱面積Ai取管內(nèi)污垢熱阻ri=0、管外污垢熱阻r0=0.0034(m2.K)/W，則管外面積為基準(zhǔn)的傳熱系數(shù)K0為：= = （2）平均傳熱溫差：tm=16.0469由熱平衡關(guān)系qi=q0和q0= K0tm可得：qi=K0tm=得qi=8250 W/m2代入(1),可得i =2579.91W/（m2.K）代入(2)，可得K0=37.66 W/（m2.K）故可以得管內(nèi)傳熱面積Ai= Q0/ qi=2600/8250=0.3152

16、m2所需傳熱管長度L= Ai/ai=0.3152/0.0214=14.72m有效管長 L=L/29=14.72/18=0.818m（與規(guī)劃管長0.7m相當(dāng)）。所需的管外傳熱面積 A0=Laof=14.720.292=4.298 m2實(shí)際規(guī)劃的傳熱面積 A0 A0=290.70.292=3.679 m2=(4.298-3.679)/3.679=0.168（即16.8%）差別在合理范圍之內(nèi)校核壁溫，由 得=3.88則管外壁面溫度tw=t0+ti=4+3.88=7.88 ,與假定溫度8差別2%，設(shè)計(jì)合理。7. 風(fēng)側(cè)阻力計(jì)算與內(nèi)風(fēng)機(jī)選型根據(jù)干工況與析濕工況阻力關(guān)系，順排時(shí)： 為阻力增強(qiáng)系數(shù) =1.2，

17、干工況下的阻力系數(shù)，系數(shù)A=0.0113Pd =9.810.01139.436(1.19051.8075)1.7=3.85 Pa故濕工況下Pw =1.23.85=4.6Pa叉排阻力增加20% 即Pw=1.24.6=5.54Pa需要風(fēng)機(jī)全壓H=1.2Pw=1.25.54=6.65 Pa根據(jù)風(fēng)量和全壓，查找相關(guān)樣本，選用慈溪仕興公司的SX125-134塑料離心風(fēng)輪2個(gè)，并且根據(jù)轉(zhuǎn)速和鈑金件框架，選用YSK12-4-50 GC電機(jī)1個(gè)。8. 毛細(xì)管和加液量根據(jù)試驗(yàn)，確定制冷毛細(xì)管規(guī)格為2.61.0300，制熱毛細(xì)管規(guī)格為2.61.0(300+600)。系統(tǒng)氟利昂R22沖注量為1000g。9. 配管設(shè)

18、計(jì)在設(shè)計(jì)制冷系統(tǒng)時(shí)，管道內(nèi)徑是根據(jù)管內(nèi)流體流動(dòng)的速度及管道總壓力損失的許可值計(jì)算的。表3列出了使用R22的制冷系統(tǒng)的常用流速及總壓力損失許可值2、3，這些許可值對(duì)吸氣管道而言，相當(dāng)于制冷劑的飽和溫度降低1；對(duì)排氣管道而言，相當(dāng)于制冷劑的飽和溫度升高12。表3管道名稱速度(m/s)總壓力損失許可值(kPa)壓縮機(jī)吸氣管8151020壓縮機(jī)排氣管10182141冷凝器到節(jié)流閥前的液體管路0.51.520在選定了管內(nèi)流速后，管子直徑用下式計(jì)算： 式中 d管子內(nèi)徑，m；流體在工作壓力和工作溫度下的比容，m3/kg；流體的質(zhì)量流量，kg/s；流體速度，m/s。按上述公式算出管子內(nèi)徑后，還要核算其壓力里損

19、失是否超過許可值。管道的壓力損失按下式計(jì)算：式中是流體的密度，是管長，是沿程阻力系數(shù)，為當(dāng)量直徑。9.1 壓縮機(jī)吸氣管管徑的計(jì)算壓縮機(jī)制冷劑質(zhì)量流量：qm= 0.0155/s吸氣狀態(tài)下制冷劑比容：v=0.0435m3/。根據(jù)表3選取流速u=12m/s，則壓縮機(jī)吸氣管管徑：=0.0085m 根據(jù)公司現(xiàn)有的銅管規(guī)格，選用9.520.75(mm)的銅管。di=0.00802m,又運(yùn)動(dòng)粘度=12.0910-6m/s則實(shí)際流速： =13.35m/s此時(shí)管內(nèi)雷諾數(shù)：=8855，處于紊流粗糙區(qū)沿程阻力系數(shù)：=0.066回氣管直段長度為0.85m，局部阻力壓力損失折合成當(dāng)量長度le=0.35m，則吸氣管道總阻力：=20kPa在設(shè)計(jì)允許壓力損失范圍內(nèi)，滿足要求。9.2 壓縮機(jī)排氣管管徑的計(jì)