分體式家用空調(diào)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：分體式家用空調(diào)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)部（系）： 機(jī)械與電氣工程學(xué)部 專業(yè)班級(jí) ： 熱能與動(dòng)力工程（ 1 ）班 學(xué)生姓名 ： 陳正 指導(dǎo)老師 ： 鄭正泉 （職稱） ： 副教授 完成日期：2013 年5 月10日目 錄摘 要4abstract5key words6前言71 方案論證91.1 流程選擇91.2 冷凝器的選擇91.3 蒸發(fā)器的選擇91.4 制冷劑的選擇101.5 節(jié)流裝置的選擇101.6 壓縮機(jī)的選擇112 過程論述112.1 已知參數(shù)112.1.1 制冷循環(huán)的圖112.1.2 單供冷工況122.2 制冷循環(huán)熱力計(jì)算132.2.1 單位質(zhì)量制冷量13

2、2.2.2 單位容量制冷量132.2.3 單位絕熱功142.2.4 制冷系數(shù)142.2.5 制冷劑循環(huán)量142.2.6 實(shí)際輸氣量142.2.7 壓縮機(jī)理論功率142.2.8 單位冷凝熱負(fù)荷152.3 冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算152.3.1 冷凝器的結(jié)構(gòu)規(guī)劃及有關(guān)參數(shù)152.3.2 空氣側(cè)傳熱系數(shù)計(jì)算162.3.3 管內(nèi)r22冷凝時(shí)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計(jì)算182.3.4 計(jì)算所需傳熱面積182.3.5 風(fēng)側(cè)阻力的計(jì)算192.4 蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)計(jì)算192.4.1 初步的結(jié)構(gòu)規(guī)劃192.4.2 翅片管各部分傳熱面積的計(jì)算192.4.3 確定空氣流經(jīng)蒸發(fā)器時(shí)的狀態(tài)變化過程202.4.4 計(jì)算空氣側(cè)傳熱系數(shù)212.4.

3、5 計(jì)算制冷劑管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)232.4.6 計(jì)算管內(nèi)傳熱面積242.4.7 求所需傳熱管的長度252.4.8 壁溫校核252.4.9 風(fēng)側(cè)阻力252.5 節(jié)流裝置的選型262.6 壓縮機(jī)的選型262.7 結(jié)果分析273 結(jié)論284 參考文獻(xiàn)295 致謝306 附錄31附錄1整機(jī)系統(tǒng)布置圖：31附錄2 冷凝器參數(shù)圖32附錄3 計(jì)算機(jī)編程與運(yùn)行33設(shè)計(jì)程序33運(yùn)行結(jié)果：33分體式家用空調(diào)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要從低于環(huán)境溫度的空間或物體中吸取熱量，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(jì)各個(gè)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)用日益增多。制冷在商業(yè)上的用途主要是對(duì)

4、易腐食品（如魚、肉、蛋、蔬菜等）進(jìn)行冷加工、冷藏以及冷藏運(yùn)輸，以減少生產(chǎn)和分配中的食品消耗，保證各個(gè)季節(jié)市場(chǎng)的合理銷售。本文主要是對(duì)分體式家用空調(diào)kf-35gw的制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過對(duì)制冷各個(gè)流程的分析，選擇適合家用空調(diào)的流程。在依次對(duì)冷凝器，蒸發(fā)器，壓縮機(jī)，節(jié)流裝置以及制冷劑的選擇，確定家用冰箱各個(gè)部件該用什么。依照初參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算，最后驗(yàn)證設(shè)計(jì)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(jì)原理，以及讓我們對(duì)怎么樣去改進(jìn)怎么樣去創(chuàng)新怎么樣去清潔低耗打下基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：制冷；家用空調(diào)；冷凝器；蒸發(fā)器；壓縮機(jī)；制冷劑；home air conditioning and refrigeration

5、system designed to designabstractfrom the space below the environment or objects draw the heat, and transferred to the process of cooling is called the environment of medium. the heating in all departments and the people of widely used. in the peoples life, refrigerators and air conditioner and the

6、application of growing. refrigeration the commercial purposes is largely on food （ such as fish, meat, eggs, vegetables, etc in cold storage ） processing, storage and transport and to reduce production and distribution of food consumption market and ensure that all the time of sale.this is mainly us

7、ed for split style air conditioning, heating kf 35gw of system design, the process of analysis of refrigeration, air conditioner is used for home in the process. in turn to the condenser. the evaporator, compressors and throttling device refrigerant choice, identify and family all components in the

8、fridge. in accordance with the first parameter design calculations, the feasibility of the design. we fully understand the air conditioner is used in the refrigerate principle and design principles, and let us how to improve on how to innovate like to take. clean low consume.key words:refrigeration;

9、 home air conditioning; condenser; evaporimeter; compressor; cryogen 前言隨著科技的不斷發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)日常生活的質(zhì)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?cè)O(shè)計(jì)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(jì)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)

10、冷式冷水機(jī),用空氣散熱代替冷卻塔,其英文名稱是:air cool chiller,簡稱為chiller!隨著我國經(jīng)濟(jì)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)以分體空調(diào)器占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。即使目前以水為傳熱介質(zhì)的家用中央空調(diào)機(jī)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(gè)分體空調(diào)器或多聯(lián)機(jī)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(jī)以及節(jié)流裝置等輔助設(shè)備，我們對(duì)于家用空調(diào)的設(shè)計(jì)就應(yīng)該從這些部分各個(gè)擊破，選擇最合適，最經(jīng)濟(jì)，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要熱交換設(shè)備之一。它的任務(wù)是通過環(huán)境介質(zhì)（

11、水或者空氣）將壓縮機(jī)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(jī)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(jī)的制冷量，提高其經(jīng)濟(jì)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(jī)、小型冷庫、及各種空調(diào)機(jī)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(hù)使用方便及相關(guān)的經(jīng)濟(jì)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

12、蒸發(fā)器。首先由于家用空調(diào)的特性，蒸發(fā)器和冷凝器一樣用選用冷卻空氣式。制冷壓縮機(jī)根據(jù)其對(duì)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。容積型壓縮機(jī)安其壓縮部件的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)可分為往復(fù)活塞式和回轉(zhuǎn)式。而后者根據(jù)壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為滾動(dòng)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(jī)中，一般都采用往復(fù)式或滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī)，全封閉式制冷壓縮機(jī)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(diǎn)，因而在中小型空調(diào)機(jī)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(huì)詳細(xì)的作介紹。由于水平和時(shí)間的限制，書中的不足之處，懇望讀者指正。1 方案論證1.

13、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(jí)壓縮蒸汽制冷機(jī)是指將制冷劑經(jīng)過一級(jí)壓縮從蒸發(fā)壓力壓縮到冷凝壓力的制冷機(jī)，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(gè)過程而完成一個(gè)制冷循環(huán)。兩級(jí)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(gè)階段（先經(jīng)過低級(jí)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(jí)進(jìn)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(jí)壓縮蒸汽制冷更低的溫度。復(fù)疊式制冷循環(huán)常用的兩級(jí)復(fù)疊制冷裝置，由高溫級(jí)和低溫級(jí)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(duì)于家用空調(diào)這一小型制冷系統(tǒng)，

14、我們應(yīng)選用單級(jí)壓縮制冷循環(huán)的工藝流程。1.2 冷凝器的選擇通過對(duì)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(jī)、小型冷庫、及各種空調(diào)機(jī)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(hù)使用方便及相關(guān)的經(jīng)濟(jì)分析角度，應(yīng)采用空冷式冷凝器為佳。自然對(duì)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(jī)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(jī)多采用氟利昂作為

15、制冷劑，制冷量小，所以采用強(qiáng)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(duì)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)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)器有以下幾種結(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(diǎn)，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(diǎn)是傳熱性好，設(shè)計(jì)管路合理；缺點(diǎn)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(diǎn)是單

16、位長度的制冷量小，工藝簡單，并易于清洗，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，通常為光管。在室內(nèi)空氣需要流通，因此蒸發(fā)器需配置風(fēng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制對(duì)流。綜上所述，家用空調(diào)的蒸發(fā)器應(yīng)選用強(qiáng)制對(duì)流式。1.4 制冷劑的選擇通過對(duì)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(duì)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(yán)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(dòng)阻力。4、熱導(dǎo)率高，不燃燒、不爆炸、無毒

17、，對(duì)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(jī)器的安全運(yùn)行和壽命提高。6、凝固溫度低，具有良好的電絕緣性能。7、價(jià)格低廉、易于獲得，對(duì)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(jī)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)。在鹵代烷烴中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(shí)際應(yīng)用情況，其制冷劑應(yīng)選r22。1.5 節(jié)流裝置的選擇

18、通過對(duì)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(xì)管等。熱力膨脹閥可根據(jù)蒸發(fā)器出口處制冷劑蒸汽過熱度的大小，自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門的開啟度，達(dá)到調(diào)節(jié)制冷劑流量的目的，使制冷劑的流量與蒸發(fā)器負(fù)荷相匹配，這樣既能充分利用蒸發(fā)器的傳熱面積，又能防止壓縮機(jī)產(chǎn)生“液擊”現(xiàn)象。毛細(xì)管是一根內(nèi)徑很細(xì)（一般在0.62mm）的紫銅管，它適用于工況比較穩(wěn)定的制冷系統(tǒng)。對(duì)于家用空調(diào)這一運(yùn)行穩(wěn)定的制冷系統(tǒng)中，選用毛細(xì)管較好。1.6 壓縮機(jī)的選擇通過對(duì)各種壓縮機(jī)的比較，選擇一種適合于家用空調(diào)的壓縮機(jī)。制冷壓縮機(jī)根據(jù)其對(duì)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。容積型壓縮

19、機(jī)安其壓縮部件的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)可分為往復(fù)活塞式和回轉(zhuǎn)式。而后者根據(jù)壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為滾動(dòng)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(jī)中，一般都采用往復(fù)式或滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī)，全封閉式制冷壓縮機(jī)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(diǎn)，因而在中小型空調(diào)機(jī)組中得到廣泛應(yīng)用。全封閉式滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)在能效比、體積、零件數(shù)等方面均優(yōu)于往復(fù)式壓縮機(jī)，但由于滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)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(jì)性考慮，家用空調(diào)應(yīng)選用往復(fù)式壓縮機(jī)。2 過程論述2.1 已知參數(shù)分體式家用空調(diào)型號(hào)：kf-35gw制冷量：3500w制冷劑：r222.1

20、.1 制冷循環(huán)的圖單級(jí)壓縮蒸汽制冷機(jī)的理論循環(huán)圖如下所示： 2.1.2 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(jì)中采用強(qiáng)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入口溫度干球35.0濕球24.0制冷劑側(cè)入口過熱蒸氣溫度95.0入口壓力對(duì)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(jī)的作用下強(qiáng)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

21、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/s2.0入口溫度干球27.0濕球19.5制冷劑側(cè)膨脹閥前過冷液溫度46.1出口壓力對(duì)應(yīng)的蒸發(fā)溫度7.2出口溫度15.0（3）過冷溫度空冷式冷凝器的過冷溫度規(guī)定為5（4）吸氣溫度窗式空調(diào)蒸發(fā)器的出口溫度為15。壓縮機(jī)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左右。對(duì)于全封閉式壓縮機(jī)，由于機(jī)殼內(nèi)電機(jī)散熱等因素，壓縮機(jī)的吸氣溫度在空調(diào)工況時(shí)要超過15，據(jù)有關(guān)資料介紹，全封閉壓縮機(jī)的吸氣過熱度的實(shí)測(cè)值比開啟式壓縮機(jī)高2030。2.2 制冷循環(huán)熱力計(jì)算已知參數(shù)：制冷量3500w、制冷劑r22。蒸發(fā)溫度7.2，冷凝溫度54.4，膨脹

22、閥前液體溫度46.1，過冷溫度15，吸氣溫度20；室內(nèi)干球溫度27，濕球溫度19.5，室外干球溫度35，濕球溫度24.循環(huán)的p-h圖如圖（2-1）所示，根據(jù)上述條件查r22壓焓圖得各個(gè)狀態(tài)點(diǎn)的參數(shù)如下表所示：mpampa7.20.62554.42.14615414204180.0418845146.1257.92.2.1 單位質(zhì)量制冷量單位質(zhì)量制冷量=-=414-257.9=156.1 kj/kg2.2.2 單位容量制冷量單位容量制冷量=3807.3 kj/2.2.3 單位絕熱功 單位絕熱動(dòng) kj/kg2.2.4 制冷系數(shù)制冷系數(shù)2.2.5 制冷劑循環(huán)量制冷劑循環(huán)量 kg/s2.2.6 實(shí)際輸

23、氣量實(shí)際輸氣量 2.2.7 壓縮機(jī)理論功率壓縮機(jī)理論功率 kw2.2.8 單位冷凝熱負(fù)荷單位冷凝熱負(fù)荷 kj/kg冷凝熱負(fù)荷 kw2.3 冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)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70.32的純銅管，=0.007m，=0.00636m，肋片選用平直翅片（鋁片），片厚m，管排方式采用正三角形排列，管間距m，排間距m，肋片節(jié)距m，沿氣流方向的管排數(shù)n=5，片寬l=0.0866m。管外肋片單位面積為由得肋間管外單位表面積為管外總單位表面積管內(nèi)單位表面積肋化系數(shù)為2.3.2 空氣側(cè)傳熱系數(shù)計(jì)算空氣進(jìn)出冷凝器的溫差及風(fēng)量：溫差 平均溫度 風(fēng)量平均溫度下空氣物性參數(shù)為：密度；比定壓熱

24、容；運(yùn)動(dòng)粘度，導(dǎo)熱率。肋片效率及空氣側(cè)傳熱系數(shù)。取迎風(fēng)面風(fēng)速，則最小流通面的風(fēng)速當(dāng)量直徑空氣的雷諾數(shù)單元空氣流道長徑比根據(jù)流體流過整張平套片管管簇是的換熱公式有平直翅片的管外傳熱系數(shù)為對(duì)于叉排管有其中。肋片當(dāng)量高度肋片特性參數(shù)其中肋片效率冷凝器外表面效率當(dāng)量表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)2.3.3 管內(nèi)r22冷凝時(shí)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計(jì)算管壁的溫度，則平均溫度根據(jù)r22管內(nèi)冷凝換熱計(jì)算公式其中，帶入上式由熱平衡可得管壁溫度平衡方程整理得由試湊法的時(shí)，等式成立。與設(shè)定值近似相等，證明合適。得2.3.4 計(jì)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以管外面積為基準(zhǔn)的傳熱系數(shù)為平均溫差為所需管

25、外面積及結(jié)構(gòu)參數(shù)：管外面積所需肋片管總長度2.3.5 風(fēng)側(cè)阻力的計(jì)算順排是，系數(shù)a=0.0113叉排時(shí)2.4 蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)計(jì)算2.4.1 初步的結(jié)構(gòu)規(guī)劃傳熱管選用9.530.35的純銅管，翅片選用縫隙式的鋁片，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. 2.4.2 翅片管各部分傳熱面積的計(jì)算管外翅片面積翅片間管外表面積管外總表面積 管內(nèi)表面積 肋化系數(shù)當(dāng)量直徑最窄流通面積與迎風(fēng)面積之比2.4.3 確定空氣流經(jīng)蒸發(fā)器時(shí)的狀態(tài)變化過程由設(shè)定的進(jìn)風(fēng)參數(shù)查h-d圖，得。依照風(fēng)量選擇原則取設(shè)計(jì)風(fēng)量，由可知 進(jìn)入濕空氣的比體積空氣的制冷流量進(jìn)出口空氣的

26、比焓差出口空氣的比焓 假設(shè)傳熱管壁面溫度，查得（取=100%）得空氣處理飽和過程的飽和狀態(tài)點(diǎn)w，連接1-w與h2線交于2點(diǎn)，得到蒸發(fā)器出口空氣狀態(tài)干球溫度，含濕量。空氣的平均溫度空氣在此溫度下的物性為： 蒸發(fā)器中空氣的平均比焓則hm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)： 2.4.4 計(jì)算空氣側(cè)傳熱系數(shù)取蒸發(fā)器迎面風(fēng)速為，單管有效長度為b=0.36m，蒸發(fā)器的高度為 由此可得蒸發(fā)器的列數(shù)為 最窄通風(fēng)面風(fēng)速為 雷諾數(shù)為 由于ref700，則 其中 于是 析濕系數(shù)為 翅片效率為 其中 其中 式中，a、b分別為長對(duì)邊距離和斷對(duì)邊距離。所以 故 空氣側(cè)當(dāng)量表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 2.4.5 計(jì)算制冷

27、劑管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)r22在t0=7.2時(shí)的物性如下：飽和液體的密度 l=1256.6kg/m3飽和蒸氣的密度 g=26.49kg/m3汽化熱 r0=199.1kj/kg液體的動(dòng)力粘度 =201.7610-6pas液體的熱導(dǎo)率 l=91.6610-3w/（mk）液體的普朗特常數(shù) prl=2.62平均干度 制冷劑質(zhì)量流量 每根管子的有效流通橫截面積 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 r22在管內(nèi)沸騰換熱，則 于是 由于，則：經(jīng)計(jì)算得2.4.6 計(jì)算管內(nèi)傳熱面積取管內(nèi)傳熱污垢熱阻ri=0，管外污垢熱阻、接觸熱阻以及導(dǎo)熱熱阻之和為r0=0.0048w/（m2k），

28、則以管外面積為基準(zhǔn)的傳熱系數(shù) 平均傳熱溫差 管內(nèi)熱流密度 故 2.4.7 求所需傳熱管的長度 有效管長 實(shí)際總管長 裕度 2.4.8 壁溫校核由 得 比設(shè)計(jì)的壁溫12低，設(shè)計(jì)合理。2.4.9 風(fēng)側(cè)阻力干工況阻力：順排時(shí) 故濕工況下 叉排時(shí) 2.5 節(jié)流裝置的選型空調(diào)器中的毛細(xì)管的尺寸和根數(shù)可以通過與一臺(tái)比較成熟的、制冷量的空調(diào)器中所采用的毛細(xì)管（）進(jìn)行類比來確定；即由于：所以 所以可以選擇即可以滿足要求。2.6 壓縮機(jī)的選型本文中家用空調(diào)采用的是往復(fù)式壓縮機(jī)，往復(fù)式壓縮機(jī)又分為全封閉式和半封閉式壓縮機(jī)。由于全封閉式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，無軸封裝置，體積小，噪聲低，重量輕等一系列優(yōu)點(diǎn)，因而在中小空調(diào)機(jī)

29、組中得到廣泛應(yīng)用。很據(jù)本設(shè)計(jì)中的制冷量要求我們選用f4-3q全封閉式往復(fù)式壓縮機(jī)。電機(jī)輸出功率/w（hp）1100()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/27.6冷凍機(jī)油牌號(hào)hd-25注油量/ml760制冷劑r22啟動(dòng)方式psc運(yùn)轉(zhuǎn)電容電源50hz-220v質(zhì)量/kg232.7 結(jié)果分析對(duì)于實(shí)際的家用空調(diào)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)和各個(gè)部分的選型可能與本次設(shè)計(jì)中的相關(guān)數(shù)據(jù)存在差距。實(shí)際循環(huán)和理論循環(huán)有許多不同之處，除了壓縮機(jī)中的工作過程以外，主要還有下列一些差別：1 流動(dòng)過程存在阻力，有壓力損失。2 制冷劑流經(jīng)管道及閥門時(shí)同環(huán)境介質(zhì)間有熱交換

30、，尤其是自節(jié)流閥以后，制冷劑溫度降低，熱量便會(huì)從環(huán)境介質(zhì)傳給制冷劑，導(dǎo)致漏熱，引起冷量損失。3 熱交換器中存在溫差，例如冷卻水或空氣的溫度t低于冷凝溫度，且t是變化的（進(jìn)口溫度低，出口溫度高）；載冷劑或冷卻對(duì)象的溫度高于蒸發(fā)溫度，通常載冷劑的溫度也是變化的（進(jìn)口溫度高，出口溫度低）。4 換熱器中的溫差也對(duì)系統(tǒng)的性能也有影響，還存在流動(dòng)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(jìn)行熱交換，產(chǎn)生漏熱。除壓縮機(jī)、排氣管道、冷凝器和液體管道這些高溫部分的漏熱對(duì)于制冷系統(tǒng)無不利影響外（對(duì)于熱泵系統(tǒng)，這些漏熱也是損失），其余漏熱對(duì)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)的制冷量降低，能耗提高。對(duì)于實(shí)際的循環(huán)很難用手算法進(jìn)行熱力計(jì)算。因此，在工程設(shè)計(jì)中常常是對(duì)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(jī)出口壓力作