畢業(yè)設計（論文）-3500w分體式空調(diào)制冷系統(tǒng)設計

摘要制冷在國民經(jīng)濟各個部門及人民生活中得到廣泛應用。在人民生活中，空調(diào)器的應用日益增多，空調(diào)為人們的生活工作提供了舒適的環(huán)境。掛壁式空調(diào)的制冷系統(tǒng)主要由蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機、節(jié)流閥組成。制冷過程：低溫低壓的制冷劑蒸汽被壓縮機壓縮成高溫高壓蒸汽，然后進入冷凝器對外放熱變成低溫高壓液體，接著通過節(jié)流裝置變成低溫低壓氣液混合物，然后進入蒸發(fā)器，吸收房間內(nèi)的熱量變成低溫低壓氣體，在壓縮機的吸力進入壓縮機重新開始新的循環(huán)。本文主要是對3500w分體式家用空調(diào)制冷系統(tǒng)的設計，通過對制冷各個流程的分析，選擇適合家用空調(diào)的流程。再依次對制冷劑，壓縮機，蒸發(fā)器，冷凝器，以及節(jié)流裝置進行選擇，確定空調(diào)各個部件該用什么。依照初參數(shù)設計計算，最后驗證設計的可行性。通過本次設計任務，我充分了解家用空調(diào)的制冷原理與設計原理，為我將來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。本次設計中由于各方面的條件的影響，設計的結果與相關的數(shù)據(jù)與實際情況有一定的差距，我們要不斷地與實際相結合，考慮更加全面。關鍵詞：制冷；分體式空調(diào)；制冷劑；壓縮機；蒸發(fā)器；冷凝器全套圖紙加V信153893706或扣3346389411AbstractCoolinghasbeenwidelyusedinvarioussectorsofthenationaleconomyandpeople'slives.Inpeople'slives,theairconditionerwillbeusedincreasingly,airconditioningprovideacomfortableenvironmenttopeoplelivingandworking.Wallairconditioningcoolingsystemconsistsofevaporator,condenser,compressor,throttlecomposition.Refrigerationprocess:lowtemperatureandpressurerefrigerantvaporiscompressedbythecompressortoahightemperatureandhighpressuresteam,thenintothecondenserheatintocoldhighpressureliquid,thenintotheevaporator,absorbtheroomheatintolow-pressuregas,suckedintothecompressorstartanewcycle.Thisismainlyusedforsplitstyleairconditioning,heatingkf35gwofsystemdesign,theprocessofanalysisofrefrigeration,airconditionerisusedforhomeintheprocess.Inturntothecondenser.theevaporator,compressorsandthrottlingdevicerefrigerantchoice,identifyandfamilyallcomponentsinthefridge.Inaccordancewiththefirstparameterdesigncalculations,thefeasibilityofthedesign.Throughthisdesigntasks,wefullyunderstandtheairconditionerisusedintherefrigerateprincipleanddesignprinciples,andlaythefoundationformyfuturehowtoimprove,howtoinnovateandhowtotakecleanlowconsume.Duetovariousconditionsoftheimpact,thereisacertaingapbetweentheresultsanddatarelatedtothedesignandtheactualsituation,wemustcontinuewithpractice,consideramorecomprehensiveKeyWords:Refrigeration;Splitairconditioning;Refrigerant;Compressor;Evaporator;Condenser目錄摘要 1Abstract 2緒論 4第一章工況選擇及計算 71.1工況選擇 71.2熱力計算 8第二章壓縮機的選型 9第三章蒸發(fā)器設計計算 113.1蒸發(fā)器的選擇及翅片管各部分傳熱面積的計算 113.2計算空氣側傳熱系數(shù) 123.3求所需傳熱管長度 15第四章冷凝器的設計計算 174.1空氣側傳熱系數(shù)計算 174.2計算所需傳熱面積 19結果分析 22致謝 23附錄 24參考文獻 25緒論一、發(fā)展歷史空調(diào)以前大多一般使用的制冷劑是氟利昂。氟利昂的特性是：由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)時，釋放大量的熱量。而由液態(tài)轉變?yōu)闅鈶B(tài)時，會吸收大量的熱量。（即先吸熱氣化再液化放熱）空調(diào)就是據(jù)此原理而設計的。世界空調(diào)的發(fā)展可分為四個階段。首先是后風扇時代。典型特征是，功能僅限制于制冷制熱，技術含量低；接下來是純空調(diào)時代。這個時代的最顯著標志是空調(diào)成為真正意義的空氣調(diào)節(jié)器。不光調(diào)節(jié)空氣的溫度，對空氣的舒適度也進行調(diào)節(jié)；隨著各國政府對空調(diào)的能耗標準提出要求?？照{(diào)進入了超空調(diào)時代，其顯著特點是空調(diào)不僅僅是空調(diào)。還能滿足節(jié)能環(huán)保的要求；在以網(wǎng)絡信息代表的2l世紀。作為家電產(chǎn)品的空調(diào)器也必將隨之步入網(wǎng)絡信息時代。為了最大限度地節(jié)約能耗，開辟新能源的利用?？照{(diào)技術的研究發(fā)展很快，開發(fā)出了種類繁多的空調(diào)產(chǎn)品，下面就對幾類主流的先進空調(diào)進行介紹。在我國，空氣調(diào)節(jié)技術的發(fā)展并不太遲，工業(yè)空調(diào)和舒適空調(diào)幾乎是同時起步的。20世紀30年代，曾有過一個高峰時期。1931年首先在上海的許多紡織廠安裝了帶噴水室的空調(diào)系統(tǒng)，其冷源為深水井。隨后，幾座高層建筑的大旅館和幾家所謂“首輪”電影院，先后設置了全空氣式空調(diào)系統(tǒng)。有一家電影院和一家銀行，還安裝了離心式制冷機。當時，高層建筑裝有空調(diào)裝置，上海是居全亞洲之冠的。但到1937年，我國遭受日本軍國主義的侵略，空氣調(diào)節(jié)事業(yè)的發(fā)展被迫中斷。建國后，我國從事空調(diào)專業(yè)的技術人員極少，一批來自其他專業(yè)的技術人員根據(jù)需要，轉行投身于這方面的工程設計、施工安裝，以前蘇聯(lián)技術為依托，逐步掌握空調(diào)專業(yè)技術，解決建設的急需，并開始按照前蘇聯(lián)標準制作空調(diào)系統(tǒng)設備和配件。1952年，我國高等學校開始創(chuàng)辦“供熱供煤氣及通風”專業(yè)，最早設立該專業(yè)的學校有哈爾濱工業(yè)大學、清華大學、同濟大學、西安冶金建筑學院(現(xiàn)西安建筑科技大學)、天津大學、太原工學院、重慶建筑工程學院(現(xiàn)重慶大學)、湖南大學，號稱暖通專業(yè)老八校。中國建筑科學研究院開始設置空調(diào)技術研究室(現(xiàn)發(fā)展為空氣調(diào)節(jié)研究所)，有專門的研究人員從事空調(diào)方面的研究開發(fā)工作。經(jīng)過多年的不斷發(fā)展，目前我國在空調(diào)技術方面，高精度恒溫技術可保證連續(xù)保持靜態(tài)偏差小于±0.01℃；高精度恒濕，小于±2％RH；超高性能潔凈室，潔凈度達到國標1級標準；已經(jīng)掌握各種等級的生物潔凈整套技術，從而為高新技術發(fā)展提供了環(huán)境技術保障。為了節(jié)省高大廠房空調(diào)用能，研究并實施的高大廠房分層空調(diào)技術，成功地應用于長江葛洲壩電站廠房空調(diào)工程，取得了設計冷負荷比傳統(tǒng)全空氣空調(diào)減少46％的顯著效果。我國已研究出諧波反應法和冷負荷系數(shù)法兩種新的空調(diào)冷負荷計算方法，大大方便了工程設計計算。自行開發(fā)的計算機空調(diào)控制技術已產(chǎn)品化生產(chǎn)，為配合調(diào)試而研制成功的以計算機技術為核心的空調(diào)系統(tǒng)仿真裝置在功能及技術性能上達到了國際先進水平。熱環(huán)境、特別是地下熱環(huán)境模擬分析技術已成功地用于北京、上海、廣州等城市的地鐵設計模擬分析，為工程提供了有力的技術分析手段。完成了全國270個氣象臺站的建筑熱環(huán)境分析專用氣象數(shù)據(jù)集的編制工作，整理出暖通空調(diào)設計用室外氣象參數(shù)，開發(fā)出具有我國自主知識產(chǎn)權的建筑環(huán)境模擬軟件DeST，為建筑節(jié)能工作的開展做出了應有的貢獻。二、發(fā)展趨勢隨著科技的不斷發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，人們對日常生活的質量要求也越來越高。在現(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。展望21世紀空調(diào)技術的發(fā)展，“節(jié)約能源、保護環(huán)境和獲取趨于自然條件的舒適健康環(huán)境”必將是空調(diào)技術發(fā)展的總目標。節(jié)約能源是空調(diào)發(fā)展的核心，而充分利用信息技術和自動控制技術促進空調(diào)系統(tǒng)與設備的變革以及品質的提高，則是深入發(fā)展方向。因此，以下四個方面應是空調(diào)技術今后研究和發(fā)展的重點：（1）合理利用能源一方面要不斷提高空調(diào)產(chǎn)品的性能，降低能源消耗；同時，要促進利用余熱、自然能源和可再生能源的產(chǎn)品的開發(fā)與應用。應優(yōu)先采用蒸發(fā)冷卻和溶液除濕空調(diào)等自然冷卻方式。另一方面，要認真研究制冷空調(diào)用的能源結構，特別是民用／商用空調(diào)大量使用以來，由于負荷的不均衡性，對電力供應帶來的嚴重影響。這樣不但要大力提倡蓄能空調(diào)產(chǎn)品的研制與應用，更重要的是研究天然氣在空調(diào)工程中的合理利用問題。（2）改善室內(nèi)空氣品質工業(yè)的發(fā)展，使危害人體健康的各種微粒與氣體不斷增長，人類健康所需的空氣凈化技術已迫在眉睫。因此，應大力研究開發(fā)捕集效率高、價廉，而且便于自凈的技術與設備。加強對纖維過濾技術、靜電過濾技術、吸附技術、光催化技術、負離子技術、臭氧技術、低溫等離子技術等空氣品質處理技術的研究。隨著我國經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展和人民生活質量的不斷提高，改善人居環(huán)境水平成為當今社會關注的問題。人們不但要關心室內(nèi)空氣環(huán)境的改善，而且要關心城市，特別是小區(qū)空氣環(huán)境的改善，這些均是對空調(diào)行業(yè)的展望。因此，將室內(nèi)空氣熱濕環(huán)境控制技術，空氣潔凈控制技術和計算機調(diào)控技術三者相結合，促使舒適空調(diào)邁向健康空調(diào)，應是今后空調(diào)發(fā)展的方向。在原有的技術手段上，隨著不斷的創(chuàng)新和改進，在如今形成了系統(tǒng)完善的生產(chǎn)過程。從壓縮機、熱交換器。精細閥和電子控制裝置等都有了明顯的改進。而且空調(diào)技術也在如今社會不斷的提高，為人們營造更加舒適的環(huán)境。三、壁掛式空調(diào)介紹隨著我國經(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)器的型式結構以分體空調(diào)器占絕對優(yōu)勢。即使目前以水為傳熱介質的家用中央空調(diào)機組開始興起，但由于成本高、結構系統(tǒng)復雜，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)流裝置等輔助設備，我們對于家用空調(diào)的設計就應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。冷凝器是制冷裝置的主要熱交換設備之一。它的任務是通過環(huán)境介質（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，甚至過冷液體。在大型制冷機中，有的設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量，提高其經(jīng)濟性。冷凝器按冷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的經(jīng)濟分析角度，應采用空冷式冷凝器為佳。掛壁式空調(diào)的室內(nèi)機組主要由換熱器、貫流風扇、電動機、自動風向系統(tǒng)、排水系統(tǒng)等組成。室外機組主要由全封閉式壓縮機、室外換熱器、四通換向閥、毛細管、軸流風扇、電動機等組成。家用分體掛壁式空調(diào)的制冷量一般比較小，在1860-4300W之間，容量小，故其室外機組均為單個風扇類型。制冷過程：低溫低壓的制冷劑蒸汽被壓縮機壓縮成高溫高壓蒸汽，然后進入冷凝器對外放熱變成低溫高壓液體，接著通過節(jié)流裝置變成低溫低壓氣液混合物，然后進入蒸發(fā)器，吸收房間內(nèi)的熱量變成低溫低壓氣體，在壓縮機的吸力進入壓縮機從新開始新的循環(huán)。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。首先由于家用空調(diào)的特性，蒸發(fā)器和冷凝器一樣選用冷卻空氣式。制冷壓縮機根據(jù)其對制冷劑蒸汽的壓縮熱力學原理可以分為容積型和速度型兩大類。容積型壓縮機按其壓縮部件的運動特點可分為往復活塞式和回轉式。而后者根據(jù)壓縮機的結構特點可分為滾動轉子式、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，一般都采用往復式或滾動轉子式制冷壓縮機，全封閉式制冷壓縮機因其結構緊湊，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)機組中得到廣泛應用。四、設計內(nèi)容本文主要是對3500w分體式家用空調(diào)制冷系統(tǒng)的設計，通過對制冷各個流程的分析，選擇適合家用空調(diào)的流程。再依次對制冷劑，壓縮機，蒸發(fā)器，冷凝器，以及節(jié)流裝置進行選擇，確定空調(diào)各個部件該用什么。依照初參數(shù)設計計算，最后驗證設計的可行性。第一章工況選擇及計算1.1工況選擇本章針對3500w壁掛式空調(diào)選擇了其制冷流程，確定了其各項參數(shù)以及對之后的設計計算進行了預先的熱力計算一．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)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)能夠獲得比單級壓縮蒸汽制冷更低的溫度。復疊式制冷循環(huán)常用的兩級復疊制冷裝置，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)，結構較復雜，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)，我們應選用單級壓縮制冷循環(huán)的工藝流程。二．空調(diào)運行參數(shù)確定根據(jù)GB/T7725-1996中的4.2.4，因為工作環(huán)境溫度為-7℃~43℃，所以選取參數(shù)如下所示：室內(nèi)干球溫度27℃，室內(nèi)濕球溫度19.5℃室外干球溫度35℃，室外濕球溫度24℃。根據(jù)文獻[6]P283表7-11和P284表7-14，選取壁掛式空調(diào)器的參數(shù)如下：蒸發(fā)溫度t0=7.2℃，冷凝溫度tk=54.4℃，有效過熱溫度5℃，有效過冷溫度5℃，吸氣溫度20℃名義工況下，制冷循環(huán)參數(shù)及室內(nèi)外空氣參數(shù)如下：蒸發(fā)溫度7.2℃，冷凝溫度54.4℃，膨脹閥前液體溫度46.1℃，出口溫度15℃，吸氣溫度20℃，室內(nèi)干球溫度27℃，濕球溫度19℃，室外干球溫度35℃，濕球溫度24℃根據(jù)條件繪制循環(huán)的p-h圖，如圖1.1所示：圖1.1制冷循環(huán)過程p-h圖查R22熱力性質表，得各特征點的狀態(tài)參數(shù)如下表所示：表1.1R22熱力性質表狀態(tài)點P/MPat/℃h/(KJ/kg)v/(m3/kg)10.6257.24101’0.625154141’’0.625204180.04122.146884510.04132.14654.426942.14646.1257.950.6251.2熱力計算基礎性能指標的計算單位質量制冷量=-=414-257.9=156.1kJ/kg（1.1）單位容量制冷量===3807.3kJ/（1.2）單位絕熱功kJ/kg（1.3）制冷系數(shù)（1.4）制冷劑循環(huán)量kg/s（1.5）實際輸氣量（1.6）壓縮機理論功率KW（1.7）單位冷凝熱負荷kJ/kg（1.8）冷凝熱負荷KW（1.9）第二章壓縮機的選型壓縮機（compressor），將低壓氣體提升為高壓氣體的一種從動的流體機械，是制冷系統(tǒng)的心臟。它從吸氣管吸入低溫低壓的制冷劑氣體，通過電機運轉帶動活塞對其進行壓縮后，向排氣管排出高溫高壓的制冷劑氣體，為制冷循環(huán)提供動力，從而實現(xiàn)壓縮→冷凝（放熱）→膨脹→蒸發(fā)(吸熱)的制冷循環(huán)。圖2.1往復式壓縮機示意圖直線壓縮機，是采用磁懸浮原理和螺旋環(huán)流體力學結構，對氣體進行壓縮，為制冷提供動力。壓縮機分活塞壓縮機，螺桿壓縮機，離心壓縮機，直線壓縮機等?；钊麎嚎s機一般由殼體、電動機、缸體、活塞、控制設備(啟動器和熱保護器)及冷卻系統(tǒng)組成。冷卻方式有油冷和風冷，自然冷卻三種。直線壓縮機沒有軸，沒有缸體、密封和散熱結構。通過對各種壓縮機的比較，選擇一種適合于家用空調(diào)的壓縮機。制冷壓縮機根據(jù)其對制冷劑蒸汽的壓縮熱力學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活塞式和回轉式。而后者根據(jù)壓縮機的結構特點可分為滾動轉子式、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，一般都采用往復式或滾動轉子式制冷壓縮機，全封閉式制冷壓縮機因其結構緊湊，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)機組中得到廣泛應用。全封閉式滾動轉子式壓縮機在能效比、體積、零件數(shù)等方面均優(yōu)于往復式壓縮機，但由于滾動轉子式壓縮機某些零部件的材質要求較高（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)應選用往復式壓縮機。本文中家用空調(diào)采用的是往復式壓縮機，往復式壓縮機又分為全封閉式和半封閉式壓縮機。由于全封閉式壓縮機結構緊湊，無軸封裝置，體積小，噪聲低，重量輕等一系列優(yōu)點，因而在中小空調(diào)機組中得到廣泛應用。根據(jù)本設計中的制冷量要求我們選用F4-3Q全封閉式往復式壓縮機。表2.1壓縮機參數(shù)表電機輸出功率/W（hp）1100(112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/cm27.6冷凍機油牌號HD-25注油量/ml760制冷劑R22啟動方式PSC運轉電容35μf~420V電源50HZ~220V質量/Kg23基礎性能指標的計算單位質量制冷量=-=414-257.9=156.1kJ/kg（2.1）單位容量制冷量===3807.3kJ/（2.2）單位絕熱功kJ/kg（2.3）制冷系數(shù)（2.4）制冷劑循環(huán)量kg/s（2.5）實際輸氣量（2.6）壓縮機理論功率KW（2.7）單位冷凝熱負荷kJ/kg（2.8）冷凝熱負荷KW（2.9）第三章蒸發(fā)器設計計算3.1蒸發(fā)器的選擇及翅片管各部分傳熱面積的計算本章通過選擇合適的傳熱管以及翅片，來計算蒸發(fā)器的尺寸等重要參數(shù)。一.蒸發(fā)器的選擇蒸發(fā)器是制冷四大件中很重要的一個部件，低溫的冷凝“液”體通過蒸發(fā)器，與外界的空氣進行熱交換，“氣”化吸熱，達到制冷的效果。圖3.1蒸發(fā)器示意圖蒸發(fā)器通常分為兩類：一是按制冷劑的蒸發(fā)（沸騰）是在殼側進行還是在管內(nèi)進行來分類，在殼側進行的稱為滿液式蒸發(fā)器，在管內(nèi)進行的稱為干式蒸發(fā)器，另一類分類方法是根據(jù)蒸發(fā)器所冷卻的介質來分，可以分為冷趨勢空氣式蒸發(fā)器和冷去液體式蒸發(fā)器。本文空調(diào)器（機）中蒸發(fā)器均為翅片管蔟換熱器，制冷劑在管內(nèi)直接蒸發(fā)，用風機強制通風，使管外空氣降溫去濕。二．初步的結構規(guī)劃傳熱管選用?9.53mm×0.35mm的純銅管，翅片選用縫隙式翅片厚度的鋁片，翅片節(jié)距。條縫高度，條縫寬度。管簇為正三角形排列，管間距；沿氣流方向的管排數(shù)N=2，則翅片寬度（3.1）三．翅片管各部分傳熱面積的計算管外翅片面積（3.2）翅片間管外表面積EQEQ（3.3）管外總表面積（3.4）管內(nèi)表面積（3.5）肋化系數(shù)（3.6）當量直徑（3.7）最窄流通面積與迎風面積之比（3.8）五．確定空氣流經(jīng)蒸發(fā)器時的狀態(tài)變化過程由設定的進風參數(shù)查h-d圖，得。依照風量選擇原則取設計風量，由可知（3.9）進入濕空氣的比體積（3.10）空氣的制冷流量（3.11）進出口空氣的比焓差（3.12）出口空氣的比焓（3.13）假設傳熱管壁面溫度，查得（取φ=100%）得空氣處理飽和過程的飽和狀態(tài)點w，連接1-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℃，含濕量?？諝獾钠骄鶞囟取妫?.14）空氣在此溫度下的物性為：蒸發(fā)器中空氣的平均比焓（3.15）則hm線與1-w線相交于m點，同時查得空氣的平均狀態(tài)參數(shù)3.2計算空氣側傳熱系數(shù)取蒸發(fā)器迎面風速為，單管有效長度為B=0.55m，蒸發(fā)器的高度為（3.16）由此可得蒸發(fā)器的列數(shù)為（3.17）最窄通風面風速為（3.18）雷諾數(shù)為（3.19）由于Ref＞700，則（3.20）其中（3.21）（3.22）（3.23）（3.24）于是（3.25）℃)（3.26）析濕系數(shù)為（3.27）翅片效率為（3.28）其中（3.29）（3.30）其中（3.31）式中，A、B分別為長對邊距離和短對邊距離所以（3.32）故（3.33）空氣側當量表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)（3.34）R22在t0=7.2℃飽和液體密度ρL=1256.6kg/飽和蒸汽密度ρg=26.49kg/汽化熱r0液體的動力粘度μ=201.76*10-6液體的導熱率λL=91.66*液體的普朗特常數(shù)PrL平均干度（3.35）制冷劑質量流量（3.36）每根管子的有效流通橫截面積（3.37）蒸發(fā)器的分路數(shù)取Z=2，設熱流密度為13kw/m2，則R22的質量流速R22在管內(nèi)沸騰換熱，則（3.38）于是（3.39）（3.40）（3.41）（3.42）（3.43）由于則經(jīng)計算得（3.44）3.3求所需傳熱管長度取管內(nèi)傳熱污垢熱阻ri=0，管外污垢熱阻、接觸熱阻以及導熱熱阻之和為r0=0.0048w/(m（3.45）平均傳熱溫差℃（3.46）管內(nèi)熱流密度（3.47）故（3.48）（3.49）有效管長（3.50）實際總管長（3.51）裕度（3.52）取蒸發(fā)器長550mm，高230mm，實際迎風面積為，故垂直于氣流方向的每排管子數(shù)為（3.53）深度方向（沿氣流流動方向）為兩排，供布置18根傳熱管，傳熱管的實際總長度為（3.54）則最終設計的蒸發(fā)器的高為（3.55）實際迎風面積（3.56）蒸發(fā)器寬（即沿氣流方向的平板長）（3.57）由℃（3.58）得EQ℃（3.59）比設計的壁溫12℃低，設計合理。風側阻力干工況阻力：順排時系數(shù)（3.60）（3.61）故濕工況下(3.62)叉排時(3.63)小結：傳熱管：純銅管，?9.53mm×0.35mm翅片：厚度0.12mm，縫隙式翅片節(jié)距1.58mm迎風面管心距S2=25.4mm管簇排列采用正三角形排列蒸發(fā)器長：550mm蒸發(fā)器寬：44mm蒸發(fā)器高：241.3mm迎風面管排數(shù)：9蒸發(fā)器換熱系數(shù)：48.6658w/m2?k空氣流通方向上管排數(shù)：2第四章冷凝器的設計計算4.1空氣側傳熱系數(shù)計算本章選擇了合適的傳熱管材料以及尺寸，并計算了冷凝器所需傳熱管的長度，最終確定了冷凝器的尺寸。一．冷凝器的選擇圖4.1冷凝器示意圖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。冷凝器有空氣冷卻式冷凝器和水冷冷凝器兩種?？諝饫鋮s式冷凝器分為強制通風式和自然對流式兩種。強制通風的空氣冷卻式冷凝是以空氣為冷卻介質節(jié)約了水資源，所以被廣泛的應用于窗式空調(diào)和分體式空調(diào)器，冷凝柜、車用空調(diào)等以氟利昂為制冷劑的小型制冷裝置；自然對流空氣冷卻式冷凝器與強制通風的空氣冷氣式冷凝器相比，沒有風機，因而節(jié)省了功率消耗但是只適用于制冷量小于0.5KW的小型氟利昂制冷機中，例如家用冰箱等。水冷冷凝器分為套管式和臥式殼管式冷凝器兩種，現(xiàn)如今主要被應用于大型工廠或者設備中，來滿足其需要的很大的制冷量。根據(jù)以上的因素，綜合考慮，因為空冷式冷凝器是通過風機鼓吹空氣使制冷劑降溫，所以在換熱管壁不會有水垢生成，干凈，而且拆裝維修方便，適合家用。所以選用空冷式冷凝器。二．冷凝器的結構規(guī)劃及有效參數(shù)傳熱管選用?7mm×0.32mm的純銅管，=0.007m，=0.00636m，肋片選用平直翅片（鋁片），片厚，管排方式采用正三角形排列，管間距,排間距，肋片節(jié)距，沿氣流方向的管排數(shù)n=2，片寬L=0.0866m。管外肋片單位面積為(4.1)由(4.2)得肋間管外單位表面積為（4.3）管外總單位表面積(4.4)管內(nèi)單位表面積(4.5)肋化系數(shù)為(4.6)空氣進出冷凝器的溫差及風量：溫差℃℃(4.7)平均溫度℃℃(4.8)風量(4.9)平均溫度下空氣物性參數(shù)為：密度比定壓熱容運動粘度導熱率肋片效率及空氣側傳熱系數(shù)(4.10)取迎風面風速，則最小流通面的風速(4.11)當量直徑(4.12)空氣的雷諾數(shù)(4.13)單元空氣流道長徑比(4.14)根據(jù)流體流過整張平套片管管簇的換熱公式有(4.15)(4.16)(4.17)(4.18)平直翅片的管外傳熱系數(shù)為(4.19)對于叉排管有(4.20)其中肋片當量高度(4.21)肋片特性參數(shù)(4.22)其中肋片效率(4.23)冷凝器外表面效率(4.24)當量表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)(4.25)4.2計算所需傳熱面積管壁的溫度℃，則平均溫度℃℃(4.26)根據(jù)R22管內(nèi)冷凝換熱計算公式(4.27)其中，，帶入上式(4.28)由熱平衡可得管壁溫度平衡方程(4.29)(4.30)整理得(4.31)由試湊法的℃時，等式成立。與設定值近似相等，證明合適。得(4.32)考慮到傳熱管為純銅管，取傳熱管導熱熱阻、接觸熱阻和污垢熱阻之以管外面積為基準的傳熱系數(shù)為(4.33)平均溫差為℃(4.34)所需管外面積及結構參數(shù)：管外面積(4.35)所需肋片管總長度(4.36)取有效單管長500mm，則迎風面高度H(4.37)迎風面上管排數(shù)(4.38)空氣流通方向的管排數(shù)(4.39)所以冷凝器迎風面高度(4.40)冷凝器寬度