一拖四設(shè)計計算書

十匹一拖四智能多聯(lián)空調(diào)設(shè)計計算書KDMR－240w4編制：審核：批準：廣東科龍電器股份有限公司2003年9月設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書KDMR－240W4產(chǎn)品型號、名稱KDMR－240W4十匹一拖四智能多聯(lián)空調(diào)共9頁第1頁設(shè)計計算依據(jù)產(chǎn)品根據(jù)智能多聯(lián)空調(diào)技術(shù)任務(wù)書進行設(shè)計，主要技術(shù)要求如下：1.1KDMR－240W4電源：AC380v/50Hz額定制冷量：24kW額定制熱量：26kw制冷輸入功率：10kw制熱輸入功率：9.8kwEER/COP：2.4/2.7（JB/T4329-1997要求EER≥2.34W/W）外型尺寸D×W×H：1300×750×1550mm運轉(zhuǎn)噪音：≤60dB(A)資料來源編制江清和審核標準化提出部門商用空調(diào)部審定次數(shù)電腦輸入文件號簽字批準設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書KDMR－240W4產(chǎn)品型號、名稱KDMR－240W4十匹一拖四智能多聯(lián)空調(diào)共9頁第2頁2.設(shè)計計算的主要內(nèi)容：2.1風冷式冷凝器的設(shè)計計算2.1.1結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇及計算風冷式冷凝器的翅片管一般由紫銅管套鋁片構(gòu)成?？讫埑Ｓ米香~管規(guī)格有Φ9.53×0.35mm、Φ10×0.35mm、Φ7×0.33mm等數(shù)種。所使用的鋁片厚度及翅片節(jié)距依紫銅管管徑不同而有所區(qū)別。由于空氣通過叉排管簇時的擾動程度大于順排管簇，空氣通過叉排管簇時的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較順排管簇高10%以上，因而，空冷式冷凝器的管簇排列以叉排為好。為了使彎頭的規(guī)格統(tǒng)一，一般管簇都按等邊三角形排列。為了使翅片管有較高的翅片效率，保證彎頭的加工工藝要求，管中心距應(yīng)是傳熱管外徑的2.5倍。為了有效利用空冷式冷凝器的傳熱面積，沿空氣流動方向上的管排數(shù)一般為2＜m＜6。右圖給出翅片管管簇排列結(jié)構(gòu)參數(shù)示意圖：按等邊三角形叉排布置的整套片管簇，對每根管而言，其翅片形式相當于正六角開翅片。采用整套片的空冷式冷凝器，每米長翅片管的有關(guān)換熱面積用下列各式計算：每米管長翅片側(cè)面面積af（單位為m2/m）圖1每米管長翅片間管面面積ab（單位為m2/m）圖1因翅片厚度δf；較小，翅頂面積忽略不計，則每米管長翅片側(cè)總面積a0f（單位為m2/m）每米管長管面面積ai(單位為m2/m)2.1.2傳熱計算及主體結(jié)構(gòu)尺寸的確定空氣流過翅片管簇時的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算及翅片效率和表面效率的計算在強制通風空氣冷卻式冷凝器中，空氣側(cè)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與管排布置（順排、叉排）、翅片形式（平片、波紋片、條形片或開縫片等）有關(guān)，也與冷凝器是采用整張?zhí)灼芄艽剡€是采用單套片管管簇有關(guān)，因此，應(yīng)采用不同情況采用相應(yīng)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計算式。在小型制冷裝置中，空冷式冷凝器大都采用翅片節(jié)距sf=1.8~2.5mm、片厚δf=0.15~0.3mm的整套片密翅距結(jié)構(gòu)形式，當采用平片的順排管簇時，其空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)αof［單位為W/（m2·K）］可由正式計算設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書KDMR－240W4產(chǎn)品型號、名稱KDMR－240W4十匹一拖四智能多聯(lián)空調(diào)共9頁第3頁式中，C、Ψ、n、m——系數(shù)及指數(shù)，見表1、表2；λa——空氣的傳導率，單位為W/（m2·K）；de——當量直徑，單位為m；Ref——雷諾數(shù)；b——翅片寬度，單位為m，見圖1?？諝饬鬟^叉排管簇時的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較順排管簇大10%左右，上式乘1.1，則可用于叉排管簇空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計算。對采用波紋翅片和有縫翅片的管簇，其空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)目前尚無簡單準確的計算式，實踐表明，采用波紋片和有縫翅片時，空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)一般較平翅片分別大20%和60%以上，若欲計算波紋翅片管和有縫翅片管管簇空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)時，可先按平套片計算，然后再分別乘以1.2和1.6，即可波紋翅片管管簇和有縫翅片管管簇空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的近似值。適用范圍是sf/df=0.18~0.35、b/de=4~50、s1/do=2~5、Re=500~2500及空氣平均溫度tm=-40~40℃式中空氣的熱導率λa及運動粘度νa是空氣進出口平均溫度tm下的值。當量直徑de（單位為m）由下式計算式中，C、Ψ、n、m分別與b/de及Ref有關(guān)，可分別從表1、表2中查取。表1式中系數(shù)Ψ及指數(shù)nb/de81216202428323640Ψ0.3580.2960.2440.2010.1660.1370.1140.0950.08n0.5030.5290.5560.5820.6080.6350.6610.6880.714表2式中系數(shù)C及指數(shù)mRef5006007008009001000110012001300140015001600C1.241.2161.1921.1681.1441.121.0961.0721.0481.0241.00.976m-0.24-0.232-0.224-0.216-0.208-0.20-0.192-0.184-0.176-0.168-0.16-0.152設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書KDMR－240W4產(chǎn)品型號、名稱KDMR－240W4十匹一拖四智能多聯(lián)空調(diào)共9頁第4頁在空冷式冷凝器的傳熱計算中，通常以基管表面溫度two作為計算溫度，而翅片側(cè)面表面溫度顯然低于基管表面溫度，因此，當以基管表面（翅片管面）溫度為計算溫度時，每米長翅片管相當于翅間管面的有效面積為，它與每米長翅片管外的實際面積之比稱為翅片管的表面效率，即在傳熱計算中，通常代入計算的是實際面積，因此，必須在aof基礎(chǔ)上再乘以ηo上式中ηf為翅片效率，依據(jù)傳熱理論式中，式中，λ——翅片材料的熱導率，對鋁片為203W/（m·K）；h’——當量翅高，單位為m；δf——翅片厚度，單位為m；對正方形順排管簇和等邊三角形叉排管簇，當量翅高h’可由下式計算式中，正方形順排C=1.145、等邊三角形叉排C=1.063。在選取適當?shù)挠L風速ωy后，最窄截面風速ωmax（單位為m/s）用下式計算2.1.3制冷劑在管內(nèi)的凝結(jié)傳熱系數(shù)的計算氟利昂制冷劑蒸氣在空冷式冷凝器的水平管內(nèi)冷凝，由于冷凝液體積聚在管內(nèi)下半部份，使冷凝器有效冷凝面積減小。在單根水平管內(nèi)的冷凝表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)[單位為W/（m2.K）]由下式計算在空冷式冷凝器中，上根管中凝結(jié)的液體流到下根管中，使下根管中的積液更甚，下根管中的凝結(jié)換熱強度減弱，因此，空冷式冷凝器中氟利昂蒸汽的平均凝結(jié)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較單根水平管內(nèi)的凝結(jié)傳熱系數(shù)小，可用下式計算式中，B——氟利昂制冷劑的物性集合系數(shù)；Tk/℃20304050R221658.41557.01447.11625.4twi——管內(nèi)壁溫度。設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書KDMR－240W4產(chǎn)品型號、名稱KDMR－240W4十匹一拖四智能多聯(lián)空調(diào)共9頁第5頁2.1.4空冷式冷凝器的傳熱方程忽略管壁熱阻、接觸熱阻、污垢熱阻等，據(jù)傳熱方程可推出以下熱平衡式式中，tm——空氣進出口平均溫度；tw——壁面平均溫度。選取適當?shù)膖w，使上式左右兩邊相等，將所得tw代入式3-17中，計算制冷劑凝結(jié)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，然后再計算空冷式冷凝器的總傳熱系數(shù)，忽略管內(nèi)側(cè)油膜熱阻，空冷式冷凝器的總傳熱系數(shù)由下式表示式中，δ——紫銅管壁厚，單位為m；λ——紫銅管材料熱導率，為393W/（m.K）;am——紫銅管每米管長平均面積，，單位為m；rb——脹管后翅片與基管之間的接觸熱阻，單位為(m2.K)/W。在0.0034~0.0086(m2.K)/W范圍內(nèi)取值。2.1.5空冷式冷凝器整體結(jié)構(gòu)的確定所需傳熱面積翅片管總長所需空氣的體積流量（單位為m3/s）式中，cpa——冷凝器進出口空氣平均比定壓熱容，單位為J/(kg.K)；ρa——冷凝器進口空氣的密度，單位為kg/m3。取迎面風速ωy（單位為m/s），則迎風面面積（單位為m2）取迎風面上有效單根管長（單位為m），則空冷式冷凝器的高即翅片的高（單位為m）設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書KDMR－240W4產(chǎn)品型號、名稱KDMR－240W4十匹一拖四智能多聯(lián)空調(diào)共9頁第6頁對順排管簇和叉排管簇，迎風面上的管排數(shù)分別為故冷凝器的高又可寫成沿空氣流通方向上的管排數(shù)空氣流過冷凝器的距離，即翅片寬度（單位為m）對排數(shù)N和n，均應(yīng)圓整為整數(shù)。2.1.6設(shè)計計算(設(shè)計總能力為24000W時)以R22為制冷劑的全封閉制冷壓縮機在冷凝溫度tk=50℃、蒸發(fā)溫度t0=7℃時的制冷量Q0=5000W，計算與之配套的空冷器。有關(guān)溫度參數(shù)及冷凝熱負荷確定進口空氣干球溫度ta1=35℃，出口空氣干球溫度ta2=43℃對數(shù)平均溫差℃查得R22在冷凝溫度tk=50℃、蒸發(fā)溫度t0=7℃時的冷凝負荷系數(shù)C0=1.22，則冷凝負荷①：②：翅片管簇結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇及計算選擇Φ10×0.35mm的紫銅管，翅片厚度δf=0.105mm的波紋形鋁制套片翅片節(jié)距2匹的sf=2mm；3匹的sf=1.8mm迎風面上管中心距s1=25mm，管簇排列采用正三角形叉排。每米管長各有關(guān)傳熱面積①：②：①：②：①：；②：設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書KDMR－240W4產(chǎn)品型號、名稱KDMR－240W4十匹一拖四智能多聯(lián)空調(diào)共9頁第7頁取當?shù)卮髿鈮簽?8.07kPa，由空氣（干空氣）熱物性表，在空氣平均溫度39℃條件下，cpa=1013J/(kg.K)、λa=0.02643W/(m.K)、νa=17.5×10-6m2/s，在進風溫度ta1=35℃條件下ρa=1.1095kg/m3。冷凝器所需空氣體積流量①②選取迎風風速為2.5m/s，則迎風面積①②取冷凝器迎風面寬度即有效單根管長l=2m，則冷凝器的迎風面高度①②迎風面上管排數(shù)①②進行傳熱計算，確定所需傳熱面積、翅片管總長L及空氣流通方向上的管排數(shù)n。采用波紋翅片及密翅距的叉排管簇的空氣側(cè)傳熱系數(shù)預計冷凝器在空氣流通方向上的管排數(shù)n=2，則翅片寬度微元最窄截面的當量直徑最窄截面風速因為查表1、表2，得C=1.156、Ψ=0.283、n=0.536、m=-0.212，則空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書KDMR－240W4產(chǎn)品型號、名稱KDMR－240W4十匹一拖四智能多聯(lián)空調(diào)共9頁第8頁R22在tk=50℃物性集合系數(shù)B=1325.4，在管內(nèi)凝結(jié)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)翅片相當高度取鋁片熱導率λ=203W/（m.K），計算翅片參數(shù)m翅片效率效率①②忽略各有關(guān)污垢熱阻及接觸熱阻的影響，則twi=two=tw，將計算所得有關(guān)各值代入下式經(jīng)整理解上式得tw=44.57℃，則R22在管內(nèi)的凝結(jié)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)取管壁與翅片間接觸熱阻rb=0.004m2K/W，空氣側(cè)塵埃垢層熱阻ro=0.0001m2K/W，紫銅管熱導率λ=393W/（m.K），則冷凝器的總傳熱系數(shù)①②＝238.26傳熱面積①②設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書KDMR－240W4產(chǎn)品型號、名稱KDMR－240W4十匹一拖四智能多聯(lián)空調(diào)共9頁第9頁翅片管總長①②沿空氣流通方向上的管排數(shù)