家用空調(diào)器的設(shè)計(jì)說明

1、目錄序言 2第一章 壓縮機(jī)的選型計(jì)算 4第二章 兩器的設(shè)計(jì)計(jì)算 6第一節(jié)冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算 6第二節(jié)蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 11第三章 系統(tǒng)制冷劑充注量的估算 20第四章 毛細(xì)管的選擇定型 22第五章 電氣控制 24第六章 管路設(shè)計(jì) 27第七章 焓差法測(cè)量制冷量的原理和裝置 28第一節(jié) 焓差法測(cè)試空調(diào)器性能的理論推算方法 -28第二節(jié) 房間空調(diào)器焓差實(shí)驗(yàn)室 37總結(jié) 41致 42參考文獻(xiàn) 43序言中央空調(diào)系統(tǒng)一般都應(yīng)用在各種大型的商用辦公樓、豪華大酒店等設(shè)施中，應(yīng)該說其使用功能是比較卓越的，環(huán)境也比較舒適，但其設(shè)施過于 龐大，需要專門機(jī)房空間進(jìn)行控制管理，購買費(fèi)用高，耗能量大，運(yùn)行成 本過高，一般的家

2、庭、住宅樓、別墅或者小型商業(yè)辦公樓不會(huì)考慮安裝中 央空調(diào)系統(tǒng)。普通的家用分體式空調(diào)或者窗式空調(diào)雖然價(jià)格要低于大型的中央空調(diào)，也易于安裝，但是其使用性能效果要低于中央空調(diào)，而且如果是大面 積空間或多居室住宅，就需要安裝很多的空調(diào)，不僅操作控制增加了困難， 這樣室外機(jī)太多，也影響了樓房的美觀度，給生活環(huán)境增加了負(fù)面影響。 所以說，大面積家庭或者小型的商用辦公環(huán)境一般都不會(huì)選擇普通家用空 調(diào)，當(dāng)然也不會(huì)購買中央空調(diào)，而是購買小型中央空調(diào)中的兩類代表性產(chǎn) 品家庭中央空調(diào)與商用空調(diào)。巨大的市場(chǎng)需求空間，決定了商用空調(diào)未來前景十分看好，其市場(chǎng)容量令廠家和商家尤為樂觀。目前，志高空調(diào)公司已研發(fā)生產(chǎn)了KFR-

3、75FW和KFR-120FW兩種機(jī)型風(fēng)管機(jī)，為了滿足市場(chǎng)需求，增加市場(chǎng)競(jìng)爭力度， 公司將新開發(fā)一種制冷量介于上面兩種機(jī)型的高壓風(fēng)管機(jī)，其型號(hào)為：KFR-88FhW。該機(jī)具體參數(shù)要求如下:制冷量W能效比制熱量W性能 系數(shù)出風(fēng)背壓Pa風(fēng)量m3/h電源8800> 2.210560> 2.81201502100 2300380V50HZ在本次設(shè)計(jì)過程中，我在公司里面主要負(fù)責(zé)空調(diào)性能匹配方面任務(wù)， 因此把畢業(yè)設(shè)計(jì)重點(diǎn)放在冷凝器和蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)計(jì)算以及實(shí)驗(yàn)性能匹配 上，電氣控制只作簡單說明。其它方面比如鈑金結(jié)構(gòu)、工藝流程、商檢參 數(shù)等由專門工程師負(fù)責(zé)，在此不作詳述。第一章壓縮機(jī)的選型計(jì)算壓縮機(jī)在

4、正常工作時(shí)，排氣溫度ts 85 C,蒸發(fā)溫度t07.2 C ,冷凝溫度tk 54.4 c，出 口溫度 46.6 C。查 R22lg p h圖得:h1258KJ / kg ; h2408KJ /kg ; h4446KJ /kg ; V3 40L/kglg P46.6 C7 6 /54.4 C 57.2 C壓縮機(jī)制冷能力：011000W80%80%-工程經(jīng)驗(yàn)值。流量:Mrq0(h2 h1) 408 258110000.0734 kg/s 264.15kg/hVrMr V3264.15 4010566L/h10.566m3/h壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速為2900rpm,所以排氣量V:10.5666V 2900106

5、603V=60.7cm/rev由于壓縮機(jī)的性能參數(shù)是在高溫工況下測(cè)試的，而在實(shí)際運(yùn)行中，冷凝溫度一般在50C左右，較測(cè)試值低，因此可選擇小于計(jì)算值的排氣量。為使壓縮機(jī)充分發(fā)揮制冷能力以及高效率、長期運(yùn)行，根據(jù)壓縮機(jī)能力和排 氣量，選取型號(hào)為350DHN-56C的萬寶壓縮機(jī)。其主要性能參數(shù)如下:產(chǎn)品型號(hào)350DHN-56C2電源形式三相產(chǎn)品規(guī)格3.5HP制冷量W10270吸氣容積 cm3/rev56額定輸入功率Kw3.3額定工作電流A6.2性能系數(shù)COP值W/W3.14聲功率級(jí)噪音值dB (A)< 68工作電壓圍V342418制冷劑R22冷卻方式自然空冷連接管外吸氣mm22徑排氣mm 12

6、.7種類三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電 極數(shù)2動(dòng)絕緣等級(jí)F機(jī) 啟動(dòng)方式直接繞阻連接Y堵轉(zhuǎn)電流A40.2電源3 380V 50HZ設(shè)計(jì)裝置時(shí)，需要有一定的設(shè)計(jì)裕度，即配用壓縮機(jī)的能力要比額定制 冷能力大10%-20%這樣，當(dāng)熱負(fù)荷發(fā)生劇烈變化是時(shí)，裝置也能滿足要 求。另外，一般在裝置設(shè)計(jì)時(shí)，兩器的換熱面積都應(yīng)比設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)大一定 的裕度，但出于成本考慮，對(duì)于在相同的設(shè)計(jì)裕度情況下，兩器所增加的 成本較大，而壓縮機(jī)增加的成本很少，故將兩器的設(shè)計(jì)裕度一部分落到壓 縮機(jī)上，這樣就會(huì)在保證裝置性能的同時(shí)使整機(jī)成本降低。第二章兩器的設(shè)計(jì)計(jì)算第一節(jié)冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算1.確定冷凝器熱負(fù)荷及空氣流量有關(guān)設(shè)計(jì)溫度參數(shù)如下：冷凝溫度

7、tk 50 C,蒸發(fā)溫度to 5 C,進(jìn)口空氣干球溫度tai 35 C,出口干球溫度tao 43 C由文獻(xiàn)查得R22在tk 50 C、to 5 C時(shí)，冷凝器負(fù)荷系數(shù) 負(fù)荷：C01.24 C,則冷凝熱Qk Co Qo 1.24 880010912W進(jìn)出口空氣溫差tao tai 43 35 8 C,則空氣流量QkCpa (taotai)1091231.092 1.013 8 103=1.234m3/s室外溫度t=35 C時(shí)空氣密度，取1.092 X 103Cpa 空氣定壓比熱，取1.0132.結(jié)構(gòu)初步規(guī)劃選定迎面風(fēng)速Wf 1.4m/s ,沿氣流方向排數(shù)Nl 1排 片式。冷凝管用9.52 0.75m

8、m的紫銅管（螺紋），外套 翅片節(jié)距Sf 1.5mm,縱向管間距S1 25mm ,翅片寬度S?冷凝器采用順排套0.12m m厚的鋁片;22mm。套片管單位管長的翅片面積:2 (S&db4Sf2 (0.025 0.02220.0097640.001520.634m /m翅片間管子外表面積:db(1 日Sf面積ff3.計(jì)算空氣側(cè)換熱系數(shù)a。及翅片效率按選定的翅片參數(shù)0.000120.00976 (1)0.001520.0061m2/m故翅化系數(shù):0.6340.00610.0080225.42fb 0.634 0.00610.6401m /mAfAmin(S1db)(Sff)S1Sf(0.02

9、5 0.00976)(0.00150.00012)0.025 0.00150.561故最窄截面風(fēng)速:1.40.5612.5m/s當(dāng)量直徑:deq2(Si db)(Sf f)(S db) (Sff)2 15.24 1.3815.24 1.382.53mm進(jìn)出口空氣的平均溫度:amtaita035432查空氣的熱物性表，得v 17.5 10 6m2/s ；f 0.02643W/(m k); f 1.0955kg/m3deqVf2.5 2.53 10317.5Ld eq222.538.70L沿氣流方向翅片長對(duì)于平套片翅片管簇空氣側(cè)換熱系數(shù)可按下式計(jì)算:a。其中0.518nf Re fdeq(右)d

10、eq0.02315 丄d eq0.000425(丄)2d eq3 10 6(丄)3d eq0.347C=A(1.36- 0.24Ref )=0.441000N=0.45+0.0066 =0.51deqM=-0.28+0.08 邑=-0.251000代入上式得:2=54 W/m k_0.44 0.02 6 4 3 361.40.518.7 0.25a 0=0.00253對(duì)于順排翅片管簇Bdb22976=2.2541= 1.28 p:02 =1-282.254122 02 =2.792當(dāng)量翅片高度：,dbh =(1)(10.35ln)2:0.00976(2.792 1)(10.351 n 2.79

11、2)2=0.01189翅片參數(shù) m=占二 V20320W012 =66-6入f鋁片導(dǎo)熱系數(shù)，取 203 W/m- k故翅片效率th(mh )n f=th(66.60.01189)th(0.8)=0.83mh66.60.011890.8表面效率n s=1-上(1 f。f) 10.634 “(10.83)0.830.64014.計(jì)算管側(cè)冷凝換熱系數(shù)a iR22蒸氣在管冷凝時(shí)的換熱系數(shù)可按下式計(jì)算：1 1 1ai 0.683(殆皿仇 tw) 4 di 4假設(shè)tw 46 C,查表得，R22氣在tk 50 C,亜旦=48.5 C下21的 rs4 =19.811,Bm=66.84,因之1 1a i =0.

12、683 19.811 66.84 0.00802; (tk tw) 41=3022 (tk tw) 4tw管壁表面溫度； t m水膜平均溫度。如忽略銅管熱阻和接觸熱阻，由管外熱平衡關(guān)系：a i n di (t k-t w)n s a 0f 0(t w-t a)3022XnX 0.00802 X (50-t w)z =0.83 X 54X 0.6401 X (tw-39) 解上式得tw=46.2 C非常接近，可不必重算，1故 a i=3022(50-46.2)4 =2164.5 W/m2 k5. 計(jì)算傳熱系數(shù)及傳熱面積2取污垢熱阻 ri=0,r 0=0.0001 m k/wt f01sa

13、6;則 K0=-1 (i= 1=25.4_0.00075 0.640110.0001 -2164.5395 0.02750.83 542=31.5 W/m k平均傳熱溫差為0 m 8=10.5 C,tk ta1 50 35InIntk ta250 43故需要的傳熱面積：Qk109122Fo二-33.0 RTK0Qm 31.5 10.5所需翅片管總長：Lt = P 33 =51.55 m f 00.64016. 確定空冷冷凝器的結(jié)構(gòu)尺寸選取垂直氣流方向管排數(shù)nb=38,沿氣流方向排數(shù)ni=1,則寬 A=5155 =1.36 mnB nL 38 1高 B=rBX S1=38X 0.025=0.95

14、 m深 C=nX S2=1 X 0.022=0.022 m則迎風(fēng)面積：A二AB=1.36X 0.95=1.29 m2實(shí)際迎面風(fēng)速為：Wf= 仏 1234 =1.0 m/sAf1.29與原假設(shè)的迎面風(fēng)速相近，不再另作計(jì)算。7. 計(jì)算空氣側(cè)阻力及選定風(fēng)機(jī)由式 P=9.81 x AX （丄）wmax1.7 Padeq可求得空氣橫向六過整套片順排管簇時(shí)的阻力 P=9.81 X 0.0113 X 8.7 X 1.0955 2.51.7=5.35 Pa故空冷冷凝器所需風(fēng)機(jī)的額定風(fēng)量 Va=1.234m/s二74.04m 風(fēng)機(jī)靜壓Hst=6 Pa,2 2全壓 H二H+Hy= Hst + 6 1.0955 1

15、 =7 Pa22注：冷凝器和風(fēng)機(jī)風(fēng)葉具體參數(shù)見第二節(jié)后的表格。第二節(jié)蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)計(jì)算蒸發(fā)器：表面式空氣冷卻器蒸發(fā)器。進(jìn)口空氣干球溫度ta1 27 C,濕球溫度ts1 19 C。管R22蒸發(fā)溫度5 C,大氣壓力P 101.32kpa。要求出風(fēng)參數(shù)是ta2 17.5 C, ts2 14.6 C,蒸發(fā)器的制冷量3/minQ08800W。Sf 1.8mm。1、 傳熱管選用 9.52 0.75紫銅管。翅片f 0.12鋁片,橫向管中心距SinL 3 排。dbdo 2 feq4(Si2(s?S225.4mm,縱S2 22mm。管簇按正三角形叉排排列，管排數(shù)9.52 2 0.129.76mmdb)(Sfdb

16、Sf2 (25.4 9.76) (1.8 0.12)25.4 9.76 1.8 0.123.03mm22(S1S2db )422 (25.4 22 9.76 )41.8 10 320.538m / mfbdb(Sff)9.76 (1.8 0.12)0.0286m2 / mSf 10 31.810 3ftff fb 0.5380.028620.5666mm/mSf103(9.52 0.75) 10 30.02754mm2/md mdi(9.520.75 2)10 30.02518mm2 /m0.5666fi 0.0251822.5min(Sff)(sdb)S1Sf(1.8 0.12) (25.4

17、 9.76)25.4 1.80.5752、確定空氣在蒸發(fā)器的狀態(tài)變化過程由給定的 進(jìn)出風(fēng)參數(shù)查濕空氣的圖I d得出:t a1=27C一一一t mt a2=17. 5$2R22焓濕圖d(g/kg)I155.6KJ /kgI240.1KJ / kgd111.1g / kgd29.2g / kg在濕空氣的圖d上連接空氣的進(jìn)出口狀態(tài)點(diǎn)1與狀態(tài)點(diǎn)2,并延長與飽和空氣線1)相點(diǎn) w 的參數(shù)是Iw 29.5KJ /kgtw9 °C ,dw7.13g/kg(da)。在蒸發(fā)器中空氣的平均焓ImIw "229.5lnb_JI 2 I * w55.6 40.7_ 55.6 29.5In40.7

18、29.547.1KJ/kg3、循環(huán)空氣量的計(jì)算d圖上按過程線與Im 47.1KJ/kg(d a)的線的交點(diǎn)讀得tm 21.4 C ,10g/kg(d a)由式 1 2.46 dm dw ,求得析濕系數(shù) tm t wGdad色也空2126kg/h1255.6 40.7在進(jìn)口狀態(tài)下的干空氣比容RaT1 (10.0016d1)故空氣的體積流量a Gda 12126 0.8661841m3/h287.4 (27327) (10.0016 11.1)31013200.866m kg為確保蒸發(fā)效果，要加大空氣流量，工程經(jīng)驗(yàn)值取1.15倍，va1.15va 2100m3/h4、氣側(cè)換熱系數(shù)的計(jì)算先計(jì)算在迎面

19、風(fēng)速wf2.5m/s時(shí)空氣側(cè)的干換熱系數(shù)翅片沿氣流方向長L4 0.022 0.088m，當(dāng)量直徑deq 3.03mm0.00303m最窄截面處風(fēng)速:WmaxSf Sf(Sf f)g db)1.8 25.4 25(1.80.12)(25.4 9.76)4.35m/S查得空氣在22 C下的物性Kf 15.88 10 6m/s；2.53210 2W/(m k)故丄d eq008829.04;0.00303RefWmaxdeq仙 0.00303。少忖15.88106由公式0.5180.02315 d eq°.000425士)2A(1.360.24Ref話)0.450.28008Ref求得 A

20、=0.13 C=0.151n=0.642 m=-0.214L代入公式a0 CRen(Jd eqd汁并乘以叉排增強(qiáng)系數(shù)1 eq1.10，得0.0066 d eqa。丄 CRen(丄廠 1.1 deqdeq2.532100.6420.2140.151 83029.040.00303250.5W/(m k)按正三角形排列的管簇1.270.31.279.762.765當(dāng)量翅高db(2 I1)(10.35ln9.76(2.765 1) (10.35 In 2.765)11.68mm2a0f fmw2 50.5 1.57204 0.12 10 380.5/m 1凝路工況下的翅片效率th(mwh )th(8

21、0.5 0.01168)fwmwh80.5 0.011680.782故當(dāng)量換熱系數(shù)aj(fwa。-f fb)1.57 50.50.782 0.538 0.028662.87W/(m2 k)0.538 0.02865、管R22蒸發(fā)時(shí)換熱系數(shù)的計(jì)算由表0.16，出蒸發(fā)器時(shí)X21.0。貝y R22總流量7-10 ,對(duì)于，R22在t。5 C時(shí)，B 1.460。設(shè)R22進(jìn)入蒸發(fā)器時(shí)的干度Gr188.48kg/hQ08.8 3600r(x2 X1)200.1(10.16)估計(jì)表面熱流量qi 12000W/m2,按表9-6取R22的質(zhì)量流速g 190kg /(m2 s)則R22的總流通截面188.48、19

22、0 36002.76 10 4m2每根管子的有效流通截面Aidi20.008025.05 10 5m2蒸發(fā)器的分路數(shù)刖5.5取Z 6每一分路的R22流量GdGr3600Z3600 6188.480.0087kg/s于是，R22在管蒸發(fā)時(shí)的換熱系數(shù).2 0.6 02 0.6BGd qi 1.46 0.0087 . qiaif0.00802°.6di0'60.610.23qi6、傳熱系數(shù)Ko及傳熱溫差Qm的計(jì)算由于R22與潤滑油部分互溶，故管污垢熱阻可忽略，據(jù)文獻(xiàn)介紹翅片冊(cè)污垢熱阻，管壁導(dǎo)熱熱阻和翅片與管壁間接觸熱阻之和為4.8 10 3m2 k/W 貝卩由K。1ftA1rrwr

23、sa fi0.004810.23qi0'662.870.02071"201qi如果不計(jì)R22的阻力對(duì)蒸發(fā)溫度的影響，則傳熱溫差為Qmtaita2ta1 t0 lnta2ta027 17.5廠偸 cln17.5 57、單位熱流量及蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)尺寸的確定由上述結(jié)果可得q。k0Q016.8220.0207 r qi或 qiq°22.5 16.82 20.0207 飛 qi用試湊法解上式可得2qi 13000W/m213000577.8W/m222.5從而可求得所需要的換熱面積FiQ0 竺00.677m2qi 13000Q°S800 15.23m2q。577.8據(jù)此

24、可以確定蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)尺寸。所需傳熱管總長15.230.566626.88m迎風(fēng)面積Ff Va21000.233m2Wf 2.5 3600800mm，高B 330mm，則實(shí)際迎風(fēng)面積 Ff 0.8 0.33$25.4mm，故每排管子數(shù)為13取蒸發(fā)器長A已選用管間距B 330n1S 25.40.264m2。其總長深度方向計(jì)3排，兩邊各為13根管，中間取12根管，共38根管Lt 0.8 3830.4m它大于計(jì)算數(shù)值，約有13%的裕度。&空氣側(cè)的阻力計(jì)算在蒸發(fā)器中空氣的平均參數(shù)比容VmRaTm 1Pb( 10.0016dm0.001dm287.4 (273 21.4) (10.0016 0.0

25、0877)101320 (10.001 0.00877)0.835m3 / kg密度1Vm31.20kg/m空氣流過平套片翅片管簇，在干工況下的阻力可按下式計(jì)算Pd9.81A(二)(mWmax)1'7deq式中A考慮翅片表面粗糙度的系數(shù)，對(duì)粗糙的翅片表面A 0.0113,對(duì)光滑的翅片表面A 0.007。L沿氣流方向的翅片長(m)。氣流流過整套片叉排管簇的阻力比順排管簇約增加20%Pd 9.81 0.0113 旦 (1.2 4.35)1740.1pa3.03由表9-7中根據(jù)析濕系數(shù)1.57查得系數(shù)1.23，由PwPd得PW 1.23 40.1 1.259.2pa注：蒸發(fā)器和風(fēng)機(jī)參數(shù)如下：

26、冷凝器、蒸發(fā)器具體參數(shù)表冷凝器蒸發(fā)器管道材料:紫銅管紫銅管規(guī)格(mm x mm)© 9.52X 0.75© 9.52X 0.75外套鋁片厚度(mm)0.120.12鋁片形式:百葉窗波紋片翅片節(jié)距(mm)1.51.8沿氣流方向排數(shù)13垂直氣流方向排數(shù)；3813縱向管間距離(mm)2525.4橫向管間距離(mm)22管簇排列形式r順排正三角形叉排實(shí)際尺寸(mm x mm x mm)950X 980x 22800X 330x 66風(fēng)機(jī)、風(fēng)葉參數(shù)表室外側(cè)室側(cè)風(fēng)機(jī)形式軸流風(fēng)機(jī)離心風(fēng)機(jī)電機(jī)型號(hào)YDK-200-6YSK-156/65-4極數(shù)64轉(zhuǎn)速rpm8401400輸入（輸出）功率w(

27、200)600電源380V50HZ220240V50HZ風(fēng)機(jī)電容10卩 F450V25卩 F450V風(fēng)輪（葉）規(guī)格mmx mm© 566X167172X 192風(fēng)輪數(shù)（葉片數(shù)）2黑八、藍(lán)紅（高） 黃（中） 白（低）192175 ”風(fēng)輪形狀第三章系統(tǒng)制冷劑充注量的估算室內(nèi)側(cè)風(fēng)機(jī)接線圖系統(tǒng)中冷媒的充注量對(duì)整機(jī)制冷能力有著很大的影響。充注量過少,蒸發(fā)器只有部分得到潤濕，蒸發(fā)器面積不能得到充分利用，蒸發(fā)量下降， 吸氣壓力降低，蒸發(fā)溫度降低，蒸發(fā)器出口制冷劑過熱度增加，這不僅使 循環(huán)的制冷量下降，而且還會(huì)使壓縮機(jī)的排氣溫度升高，影響壓縮機(jī)的使 用壽命。充注量過多，不僅蒸發(fā)器積液過多，致使蒸發(fā)器

28、壓力升高，傳熱 溫差減小，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)a(chǎn)生壓縮機(jī)的液擊現(xiàn)象，而且會(huì)使冷凝器冷凝后 的冷凝液體不能及時(shí)排出，使冷凝器的有效面積減小，導(dǎo)致冷凝壓力升高， 壓縮機(jī)耗功增加。由此可知，在一定工況下，系統(tǒng)存在一個(gè)最佳充注量的 問題。據(jù)有關(guān)資料介紹，對(duì)制冷劑為 R22的空冷式空調(diào)器而言，系統(tǒng)的制冷 劑充注量可用下式估算：G=0.5334V+0.2247Vk式中：G -系統(tǒng)制冷劑充注量，kg ；V h-蒸發(fā)器容積，L;V K-冷凝器容積，L。本設(shè)計(jì)中，由前面計(jì)算可知，蒸發(fā)器的傳熱管總長為32.3 m，冷凝器的傳熱管總長為38 m,相應(yīng)的容積為：Vh= x di2x Lh= n /4 x 0.00802, 3

29、2.3 x 103 L =1.63 L4223V二一x di x LH=n /4 x 0.00802 x 38x 10 L =1.92 L4按上式可估算出該系統(tǒng)的制冷劑充注量為：G=0.5334x 1.63+0.2247 x 1.92=1.3 kg經(jīng)過實(shí)驗(yàn)校正，充注量為1.3 Kg的機(jī)組制冷量不及格，排氣、回氣溫 度都偏高，說明冷媒充注量太少。經(jīng)過調(diào)整，最后確定機(jī)組的冷媒充注量 為 2 Kg。第四章毛細(xì)管的選擇定型制冷劑在毛細(xì)管的兩相流動(dòng)過程十分復(fù)雜，難以精確計(jì)算，計(jì)算結(jié)果又往往與實(shí)際情況偏差較大，現(xiàn)行理論確定毛細(xì)管的長度及徑只有圖解法與類比法。而且毛細(xì)管的實(shí)際徑與名義徑之微小偏差對(duì)毛細(xì)管的長

30、度影響較大，因而無論是通過圖解法或類比法求得的毛細(xì)管尺寸，都要經(jīng)過在實(shí) 際裝置中的運(yùn)行試驗(yàn)，經(jīng)校驗(yàn)和修正后，才能獲得毛細(xì)管的最佳尺寸。我廠在毛細(xì)管的選定方面主要用類比法與實(shí)驗(yàn)法相結(jié)合，即在參考比 較成熟的同類產(chǎn)品，進(jìn)行類比得出所需的毛細(xì)管的幾何尺寸。類比法的原 理如下所述：根據(jù)制冷原理的熱力計(jì)算可知，制冷量Q=qmXqo (其中qm為質(zhì)量流量, qo為單位制冷量)，對(duì)于兩臺(tái)制冷劑和工況都相同而制冷量不同的空調(diào)器， 由于兩者的qo相同，則有Qo1/Qo2=qm1/q m2當(dāng)毛細(xì)管長度一定時(shí)，流量qm又與毛細(xì)管的流通面A成正比，即Qo1/Qo2=qm1/q m2=A1/A2故本機(jī)型的設(shè)計(jì)在參照本廠

31、一臺(tái)比較成熟的制冷量為Qi=2.5Kw的空調(diào)器中所采用的毛細(xì)管3X1.4 X650 mm進(jìn)行類比得：A1/A 2=Qo1/Qo2=2.5/8.8又因?yàn)?A1/A2=(d1/d 2)所以 d 2=2.63 mm故取用本廠現(xiàn)有規(guī)格為 4.o X 2.7 的毛細(xì)管。由小型制冷裝置文獻(xiàn)可知，(d1/d 2)4.6=L1/L 2故 L2=L1/(d 1/d2)4.6=65o/(2.63/2.7)4.6=733.5 mm所以由類比法初選毛細(xì)管為 4.oX2.7X73o mm。實(shí)驗(yàn)校正：在匹配時(shí)使用此規(guī)格毛細(xì)管，發(fā)現(xiàn)回氣溫度偏高，冷凝壓力低，冷媒過熱度大。此現(xiàn)象表明毛細(xì)管過長，節(jié)流程度大，使到冷媒循環(huán)量小，

32、蒸發(fā)完成得早。經(jīng)過多次調(diào)試，當(dāng)毛細(xì)管長度為500 mm寸，回氣、排氣、蒸發(fā)、冷凝等各溫度較為合理，制冷量也達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。所以最后確定制冷毛細(xì)管為：4.0 X 2.7 X 500 mm在熱泵制熱情況下，只用制冷毛細(xì)管時(shí)，制熱量達(dá)不到額定值。制熱量額定值一般為制冷量額定值的1.151.2倍。即Q= （1.151.2） Q。根據(jù)公司以往經(jīng)驗(yàn)并通過實(shí)驗(yàn)調(diào)試，當(dāng)制熱毛細(xì)管為950mm時(shí)，制熱量合格。 最終確定制熱毛細(xì)管為© 4.0X2.7X 1050mm。制冷和制熱毛細(xì)管長度的不 同，在工藝上是通過一個(gè)單向閥來實(shí)現(xiàn)各自的運(yùn)行情況。其接法如制冷原 理系統(tǒng)圖所示。第五章 電氣控制低壓保護(hù)：壓力過低

33、，低壓開關(guān)動(dòng)作進(jìn)入低壓保護(hù)高壓保護(hù)：壓力過高，高壓開關(guān)動(dòng)作進(jìn)入高壓保護(hù) 室溫探頭 : 檢測(cè)室溫度，管溫探頭：檢測(cè)室盤管溫度變化。 除霜：熱泵制熱時(shí)，室外溫度較低，容易引起室外換熱器結(jié)霜，從而影響 整機(jī)性能，為此，加設(shè)了除霜控制。制冷工作模式下的防結(jié)霜保護(hù)功能：1、 制冷工作時(shí)，壓縮機(jī)連續(xù)運(yùn)行10分鐘后，若Tp< 1C,則進(jìn)入防結(jié)霜保護(hù)，此時(shí)，壓縮機(jī)、外風(fēng)機(jī)關(guān)閉，風(fēng)機(jī)微風(fēng)運(yùn)行。2、 防結(jié)霜保護(hù)過程中，若 Tp > 7 C,則退出防結(jié)霜保護(hù)，此時(shí)， 風(fēng)機(jī)按原先的工作方式工作，而壓縮機(jī)、外風(fēng)機(jī)至少須停機(jī)三 分鐘保護(hù)。室外機(jī)異常保護(hù)功能：1 、 制冷工作時(shí)，壓縮機(jī)連續(xù)工作 5 分鐘后，在壓

34、縮機(jī)連續(xù)工作過 程中，若Tp持續(xù)20分鐘高于25C,則定時(shí)燈閃亮（5次18秒）, 指示室外機(jī)異常；若又持續(xù)20分鐘高于25C，則空調(diào)器保護(hù)關(guān) 機(jī)，定時(shí)燈仍保持閃亮狀態(tài)。 （定時(shí)、睡眠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、大功率 運(yùn)行狀態(tài)下亦如此）2、 室外機(jī)異常期間，若 邛W 25C或壓縮機(jī)關(guān)閉，則立即退出室外 機(jī)異常狀態(tài)。3、室外機(jī)異常保護(hù)關(guān)機(jī)后， 須按壓遙控器上的開 /關(guān)鍵或電控器上的RUN 鍵后才可重新開機(jī)。室外板有 1 、相序保護(hù)：相序正確時(shí)，綠燈亮。2、過流保護(hù)：運(yùn)行電流1516A時(shí)進(jìn)入保護(hù)。操作面板功能：模式選擇、制冷、制熱、除濕、定時(shí)開機(jī)、定時(shí)關(guān)機(jī)、 鎖鍵、加/減鍵。待機(jī)狀態(tài)下，同時(shí)按下加/減鍵達(dá)3秒進(jìn)入

35、自檢功能，所有指示燈按順 序亮一遍。溫度設(shè)置：1829C定時(shí)時(shí)間：112小時(shí)縮時(shí)功能：將室板CN23短路1、壓機(jī)停機(jī)后重新啟動(dòng)開機(jī)3分延時(shí)，變3秒延時(shí)2、定時(shí)開、關(guān)機(jī)：X分 X秒3、保護(hù)功能縮時(shí)：X分一一X秒面板故障診斷顯示:定時(shí)溫度故障位置原因維修方法1229118外機(jī)組外機(jī)組故障檢查壓機(jī)外風(fēng)機(jī) 加制冷劑1128118室溫?zé)崦綦娮锜崦綦娮韫收蠐Q熱敏電阻或電路 板1027118管溫?zé)崦綦娮锜崦綦娮韫收蠐Q熱敏電阻或電路 板8 25118外機(jī)組過流電壓異常檢杳外機(jī)組7 24過熱保護(hù)電路短路、電機(jī)故障、除掉遮蔽障礙物，檢118結(jié)霜保護(hù)空氣過濾網(wǎng)堵塞查空氣過濾網(wǎng)第六章管路設(shè)計(jì)管路設(shè)計(jì)如付圖所示。第七章

36、焓差法測(cè)量制冷量的原理和裝置第一節(jié)焓差法測(cè)試空調(diào)器性能的理論推算方法.概述空氣焓差法是通過測(cè)量空調(diào)器進(jìn)口及出口的空氣的焓值和循環(huán)風(fēng)量， 以此來確定空調(diào)器的制冷量或制熱量的一種性能測(cè)試方法。這種方法具有 快速、方便、投資少、測(cè)試精度滿足生產(chǎn)要求的優(yōu)點(diǎn)，它是國標(biāo)中規(guī)定的 常用測(cè)試方法之一。目前，這種測(cè)試方法廣泛應(yīng)用于空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)和一部 分技術(shù)部門。以下是從熱力學(xué)原理出發(fā)，推算出焓差法測(cè)試數(shù)據(jù)處理的理 論技術(shù)方法及實(shí)際推廣應(yīng)用。二.理論推算過程空氣焓差法主要測(cè)試的容是風(fēng)量的測(cè)量和濕空氣焓值的測(cè)量。根據(jù) 焓差法的測(cè)試原理，空調(diào)器的制冷量（或制熱量）可由下式計(jì)算：(1)q_ V(h1 h2)(1 d)式

37、中Q0空調(diào)器的制冷（或制熱）量 kj/h測(cè)風(fēng)量V時(shí)噴嘴進(jìn)口處的濕空氣密度kg/m 33/h以，濕空氣的密度p由干空氣密度pd和水蒸氣密度p q兩者構(gòu)成，即空調(diào)器的循環(huán)風(fēng)量hi,h2空氣進(jìn)出口處焓值 kj/ （kg d）d 測(cè)風(fēng)量V時(shí)噴嘴進(jìn)口處空氣含濕量kg/ （kg d）下面對(duì)（1）式中的各參數(shù)進(jìn)行理論推算：1. 濕空氣的密度p kg/m 3在空氣調(diào)節(jié)圍里，濕空氣可以看成干空氣和水蒸汽兩部分組成，所P = P d+ p qp d-干空氣密度kg/m 3水蒸汽密度kg/m 3空氣中的水蒸汽含量極少，它可以和干空氣一樣看成理想氣體。 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程和道爾頓分壓定律，可分別求出干空氣和水蒸汽的

38、密度：d=pRd ?TB PaRd?TP q=PqRq?T式中:PdPq大氣壓（N/m2)干空氣分壓力（N/ m2）水蒸汽分壓力（N/ m2）(3) +( 4)得:=B PaPaP =Rd?T Rq?T(0.003484 B ) -0.001318P卡(5)由相對(duì)濕度的定義：(6)得:P q= © R(7)將上式代入式（5）得:p =0.003484r0.001318 e此式就是濕空氣的密度計(jì)算公式，式中符號(hào)的意義為:測(cè)量時(shí)濕空氣的總壓力（大氣壓）(N/ m2)干球的熱力學(xué)溫度（K）R, Rr-分別是干空氣和水蒸汽的氣體質(zhì)量常數(shù)（kj/kg K）© 測(cè)量時(shí)濕空氣的相對(duì)濕度（

39、計(jì)算見后）2 .循環(huán)風(fēng)量V m3/h根據(jù)伯努力方程，流體流動(dòng)時(shí)，位于同一流管束的流體遵循著一個(gè)共 同的規(guī)律，即任意一個(gè)截面上流體的動(dòng)壓頭，靜壓頭和位置壓頭三者之和 都相等。(9)截面為“o”，噴嘴出P+£ p v P 1V1= (J)2( 11)因此通過噴嘴的氣體容積流量為:V=A V1=A（2-P）在上面的推導(dǎo)過程中我們假設(shè)空氣為不可壓縮氣體，事實(shí)上空氣通過噴 嘴時(shí)比容（或密度）會(huì)發(fā)生變化，還會(huì)產(chǎn)生壓力損失等，引入一個(gè)系數(shù)來+ p gz=const取風(fēng)量測(cè)量裝置噴嘴進(jìn)口處（靜壓箱整流板后） 口處為截面“ 1”，則由式(9)可知：12 12P0+ p V0 + p gz0二 P1+

40、p V1 + p gz12222V1V2P0- P 1= p2+ p g (zi- z o)(10)由于截面“ 0”和截面“ 1”處于同一水平高度z1- z 0=0又因?yàn)殪o壓箱中氣流速度一般控制在很低的圍（如vo<O.75m/s)所以： V 02 V 12式(10)可簡化為： P= 1 p V122對(duì)這種假設(shè)帶來的誤差進(jìn)行修正，這個(gè)系數(shù)即為流量系數(shù)C。式（12）可化為：1(13)V=A Vi=C A(2-P)2式中各參數(shù)的意義為:噴嘴流通面積（ml）噴嘴前后的靜壓差或噴嘴喉部動(dòng)壓（N/ m）噴嘴進(jìn)口處濕空氣密度kg/m 3流量系數(shù)。它與噴嘴直徑、流體流動(dòng)狀態(tài)、噴嘴前后靜壓差厶P及流體的性

41、質(zhì)等因素有關(guān)。C可通過下圖查得。雷諾數(shù)動(dòng)壓KPa°CRex 1000 匚以I Lrj4T1(一；J.肝-01-in標(biāo)尺0,二噴嘴直徑干球溫度DM 二流量系數(shù)注：由噴咀直徑和粘度線，在標(biāo)尺上得到一點(diǎn)，再由此點(diǎn)與壓力線得到雷諾數(shù)和流量系數(shù)流量系數(shù)C亦可用公式1C=0.9986-6.688 Re 勺 + 1315 Re其中雷諾數(shù):對(duì)于用水(蒸餾水)作為工作液的補(bǔ)償微壓計(jì)測(cè)定的噴嘴前后靜壓差 或噴嘴喉部動(dòng)壓厶P可用下式表示： P=p 水.g H(14)式中：P水-蒸餾水密度，取p水=103kg/m3(常溫常壓下)g-地球重力加速度，取 g=9.8m/s2 H-靜壓差(或喉部動(dòng)壓)產(chǎn)生的水液柱

42、高度(mmH)則(13)式可化為：H -G=4.4272 C- A- (-)2(15)此式即為計(jì)算噴嘴流量的公式，如果測(cè)量風(fēng)量時(shí)同時(shí)開啟幾個(gè)噴嘴，則空 調(diào)器的循環(huán)風(fēng)量應(yīng)為通過這些噴嘴流量的總和。3.進(jìn)、出空調(diào)器空氣的焓差厶h的計(jì)算：焓是代表能量的狀態(tài)參數(shù)，它只與空氣所處的狀態(tài)有關(guān)。由于濕空氣 是由干空氣和水蒸汽組成，因此濕空氣的焓應(yīng)該由干空氣焓和水蒸汽的焓 組成，即：h=1.O1t+d (2500+1.84t) kj/ (kg d)式中：t空氣溫度Cd 空氣含濕量kg/ (kg d)1.01干空氣平均定壓比熱(kj/kg K)1.84-水蒸汽平均定壓比熱(kj/kg K)25000C時(shí)水的汽化

43、潛熱kj/kg進(jìn)、出空調(diào)器的焓差為: h=h-h 2=1.01(t i-t 2)+2500(di-d2)+1.84(t idi-t 2d?) (17)含濕量d的定義為:d=匹（18）md式中，m、m分別表示容積為V,溫度為T時(shí)濕空氣中水蒸汽質(zhì)量和干空氣 質(zhì)量（kg）,在實(shí)驗(yàn)條件下空氣中的水蒸汽和干空氣均可當(dāng)作理想氣體，則 有：Pq V=m Rq T（19）Pd V=m Rd T將（19）代入（18）式得到：PqVRq ?T Rd PPqd=j 二丄丄=0.622（20）PdV Rq PdPdRdT又 P d+R=BPq= © R（19）式可化為：d=0.622（21）B Ps式中：&

44、#169;濕空氣的相對(duì)濕度只-對(duì)應(yīng)于干球溫度td的飽和水蒸汽壓力（N/m）b大氣壓力（N/m）正是由于直接測(cè)量焓濕量 d非常困難，需要一個(gè)間接的測(cè)量方法。從 式（21）可以看出，如果已知干球溫度 td和大氣壓力B及相對(duì)濕度©就可以求出含濕量d。td和B都很容易直接測(cè)量，但相對(duì)濕度©不能直接測(cè)量，必須再找一個(gè)間接測(cè)量©的方法，以下分析相對(duì)濕度©與干球溫度td,濕球 溫度tw的關(guān)系。當(dāng)濕球紗布上水分的蒸發(fā)趨于穩(wěn)定時(shí)，存在著熱濕交換的相對(duì)平衡的關(guān)系，即空氣對(duì)濕球的傳熱量 Q與濕球紗布上的水分蒸發(fā)的耗熱量QOut相等。即：Qin =Qut(22)由對(duì)流換熱定律知

45、：Q = a(t d-t w) F(23)式中：t d、tw-分別表示干、濕球溫度C)水分蒸發(fā)時(shí)的耗熱量(吸熱)：Q out=w 丫(24)式中：w濕球水分蒸發(fā)量kg丫 水的汽化潛熱kj/kg空氣與濕球上的水之間存在著質(zhì)交換，其傳質(zhì)量可根據(jù)傳質(zhì)學(xué)規(guī)律-菲克定律來求得：(Pws Pq)F ? Bow= - q - (kg/s)(25)B式中：(3 傳質(zhì)系數(shù) kg/(m 2 s Pa)Pws-對(duì)應(yīng)于濕球溫度tw的飽和水蒸汽壓力(N/m2)Pq-空氣中水蒸氣分壓力(N/卅)濕球表面積m2Bo標(biāo)準(zhǔn)大氣壓1.01325 X 105N/m2將（26）、（23）式代入（22）式，得:式中:q= Pws-K

46、(t d-t w) B(27)K=51.01325 105（3由實(shí)驗(yàn)確定，且與風(fēng)速 U有關(guān)。一般采用下面的經(jīng)驗(yàn)公式來求 K:6 75K=0.00001 X （65+晉）由式（27）即可計(jì)算相對(duì)濕度©(28)式中:Fq _ Pws K(td tw)B = -FdsPds(29)Pws-對(duì)應(yīng)于濕球溫度tw的飽和水蒸汽壓力（N/m2）Pds對(duì)應(yīng)于干球溫度td的飽和水蒸汽壓力（N/m）實(shí)際大氣壓N/m2將（25）式代入（24）式中:Qut =w 丫I(26)=1.01325 X 105 B 丫 (Pws-Pq)實(shí)際大氣壓N/m2將上面的式（28）、（29）、（21）、（17）、（8）、（15

47、）、（1）聯(lián)合求解, 就可以計(jì)算出空調(diào)器的制冷量（制熱量）。三.總結(jié)：通過對(duì)焓差法測(cè)試原理及熱力學(xué)理論的推演，得出了求解空調(diào)器性能的理論公式。通過對(duì)空氣基本參數(shù)的測(cè)量，可利用這組理論公式計(jì)算出空調(diào)器的制冷、制熱量，其結(jié)果的精度比根據(jù)圖表進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的結(jié)果精度 高，理論依據(jù)更充分，克服了利用圖表所帶入的原理近似誤差。下面是空氣焓差法測(cè)試空調(diào)器性能的理論求解方程，將實(shí)驗(yàn)時(shí)所測(cè)得的一些基本參數(shù)（干球溫度、濕球溫度、大氣壓、噴嘴前后靜壓差所產(chǎn)生 的液柱高度及測(cè)量風(fēng)速等）代入下面的方程即可求解出空調(diào)器的性能參數(shù)K=0.00001x (65+ 6.75) U(28)©丄=Pws K(td tw)

48、B(29)PdsPdsd=0.622Ps(21)BPs h=hi-h 2= 1.01(t i-t 2)+2500(di-d2)+1.84(t idi-t 2d?) (17)p =0.003484 B-0.001318TH -G=4.4272 C A(一)* 2PsT(8)(15)(1)Pds , Pvs與干、濕球溫度相對(duì)應(yīng)的水蒸汽飽和壓力（N/m2）d1,d 2- 空調(diào)器進(jìn)出風(fēng)含濕量kg/ (kg d)h1,h 2- 空氣進(jìn)出口處焓值kj/ (kg d)0 -濕空氣的相對(duì)濕度P噴嘴進(jìn)口處濕空氣密度kg/m3T- 空氣的熱力學(xué)干球溫度（K） H 靜壓差（或喉部動(dòng)壓）產(chǎn)生的水液柱高度 mmH2O

49、A 噴嘴流通面積（ m2）V 空調(diào)器的循環(huán)風(fēng)量 m3/hQ0 空調(diào)器制冷（制熱）量kj/h第二節(jié) 房間空調(diào)器焓差實(shí)驗(yàn)室一技術(shù)概況1 本實(shí)驗(yàn)室提供 GB/T7725-1996 規(guī)定的各種工況條件。2 本試驗(yàn)裝置適用于采用空冷式冷凝器，全封閉制冷壓縮機(jī)的窗式、立式、 柜式和分體式空調(diào)器的測(cè)試。3被測(cè)空調(diào)器可以是50HZ 60HZ 220V單相機(jī)或380V三相電源供電的單冷、熱泵輔助電熱和熱泵型空調(diào)器。4 測(cè)試圍：制冷量：1250-15000W制熱量：1500-15000W除濕量：6kg/h5 測(cè)試精度：同樣測(cè)試條件下，重復(fù)測(cè)試結(jié)果相差不超過 4%。 二主要設(shè)備概述：1 裝置主體采用拼裝式庫板聚氨脂發(fā)泡，外表面為噴塑板。尺寸大約為