空调制冷系统高能效初步设计(编辑修改稿)

空调制冷系统高能效初步设计(编辑修改稿)内容摘要：

s= Mpa 表面张力 ς = 103N/m 液体粘度 ul= 104PaS 蒸气粘度 ug= 106PaS 液体热导率 λ l=(mK) 蒸气热导率 λ g= 102/(mK) 液体普朗特数 Prl= 蒸气普朗特数 Prg= 已知 R22 进入蒸发器 时的干度 x1=， 出口干度 x2=，则 R22 的总质量流量为 qm=Q0 3600/r(x1x2) = 3600/ () =作为迭代计算的初值， 取 qi=7000W/m2,考虑到 R22 的阻力比相同条件下 R12 要大，故取 R22 在管内的质量流速 qi′ =200kg/(ms)。 则总流通截面为 A =qm/(qi′ 3600)=(250 3600) = m2 每根管子的有效流通截面 空调制冷系统高能效初步设计 Ai=π di2/4= ()2/4= m2 蒸发器的分路数 Z=A/Ai=≈ 3 Z 为 3 路，则每一分钟中 R22 的质量流量为 qm d=qm/3=每一分钟中 R22 在管内的实际质量流速 gi =gm/3600 Ai =(3600 ) kg/( m2 s) = ( m2 s) 于是，沸腾特征数 B0=qi/(gi r)=7/(250 )= X=(X1+X2)/2= C0 =[(1X)/ X]（ρ l/ρ g） =() () = Frl = gi2/ρ 2gdi =()2/( )= Rel =gi(1X)di/ ul = 106=1984 α l =(Rel) (Prl) l/ di = (1984) () α i =α l[C1(C0) C2(25FL)C5 +C3B0 C4Ffl] = [ () (25 ) + 空调制冷系统高能效初步设计 ( ) ] =(m2K) (8)传热温差的初步计算 暂先不计 R22 的阻力对蒸发器温度的影响，则有 θ m′=(ta 1ta2)/[ln(ta1ta2)/(ta1ta2)] =()/[ln(2715)/()] =℃ (9)传热系数的计算 由于 R22 与聚酯油能互溶，故管内污垢热阻可忽略，据文献介绍翅片侧污垢热阻，管壁导热热阻及翅片与管壁间接触热阻之和[rw+rs+ (at /am)rt]可取为 W/(m2K) ，故 Ko’ =1/[ a0f/(α i ai)+ rw+rs+ (at /am)rt+1/α j] =1/[( )+ +1/] = W/(m2K) 内螺纹管的换热效果比光管的换热效果提高 3050%左右，且蒸发器工艺材料都比一般的要好，换热效果也会提高大约 60%故 Ko=（ 1++） Ko’ = W/(m2K) (10)核算假设的 qi 值 K0 qo= Koθ m′= qi=(a0f /ai)qo=( /) W/m2 =7094W/m2 计算表明，假设的 qi初值 7000 W/m2与核算值 7094 W/m2较接近，空调制冷系统高能效初步设计 偏差小于 2%，故假设有效。 (11)蒸发器结构尺寸的确定 蒸发器所需的表面传热面积 A′ i= Q0/qi=2800/7000= m2 A′ o=Q0/qo=2800/= m2 蒸发器所需传热管总长 l′ t= A′ o /a0f=迎风面积 Af= qv,a/wf=624/(3 3600)= 取蒸发器宽 B=650 m m，高 H=280 m m，则实际迎风面积 Afs= = 已选定垂直于气流方向的管间距为 S1=，故垂直于气流方向的每排管子数为 nl=H/sl=280/=16 深度方向（沿气流流动方向）为 2 排，共布置 32 根传热管，传热管的实际总长度为 lt= 16 2= 传热管的实际内表面传热面积为 Ai=16 2 π di =32 m2 = m2 又 A′ i /Ai= l′ t/lt=说明计算约有裕度。 上面的计算 没有考虑制冷剂蒸气出口过热度的影响，当蒸气在管内被过热时，过热段的局部表面传热系数很低，空调制冷系统高能效初步设计 即使过热温度不高，如 35℃，过热所需增加的换热面积仍可高达1020%。 值得注意的是，尽管用“计算单元”算出的传热管总内表面积于上面计算出的实际内表面传热面积相同，但是，按“计算单元”计算出的总外表面积却与蒸发器的实际总外表面积不同。 “计算单元”计算出的总外表面积比蒸发器的实际总外表面积稍偏低。 偏差的原因是，实际蒸发器有时并不一定能严格按“计算单元”划分，而且实际存在的计算单元的数量也常大于理论上的“计算单元”的数 量，但是在几何参数计算时，由于蒸发器尚在设计中，无法精确知道“计算单元”的数目，只能先按单个“计算单元”作概算，待蒸发器设计好后在作核算。 以上设计是建立在假设蒸发器形状为单折平面式的。 为了有效利用空间和与贯流式风机的合理配合，理想情况是将蒸发器外形做成圆形使风平行与翅片吹过。 但实际工艺上难以做到，采用三折 n 型平蒸发器尽量与做到与理想状态相似。 由于室内机外观厚度的限制，使得蒸发器不能太厚，故在前两折蒸发器上各布置六条 U 形管，后一折蒸发器上布置四条 U 形管。 （ 12） R22 的流动阻力及其对传热温差的影响 乌越邦和等的试验表明，在其它条件相同的情况下， R22 在管内的流动阻力比 R12 要高 10%， R12 在管内蒸发时的流 动阻力可按下式计算 △ PR12= (qigi) l/di 空调制冷系统高能效初步设计 = (7094 ) =69Kpa 故 △ PR22=△ p R12= 69= 由于在蒸发温度 15℃时 R22的饱和压力为 795Kpa,故流动阻力损失为 %，不超过 10%,可以忽略不计。 管数 16 翅片形式 开窗式 排数 2 片距 管径 亲水性 亲水膜 蒸发器参数 五 .室内外风机、电机选型 空调的特性不仅取决于压缩机的特性，而且也与室内外侧空气的状态参数有关，犹如风机的工作点取决于风机本身的特性和管道特性一样。 空调器的工作点也取决于上述两个特性的平衡点。 室外风机采用轴流式风机：效率高，风量大，噪声大，风压低（〈 500Pa〉；室内风机采用贯流式风机：转子较长，出风均匀，风压低，噪声小。 （多节叶轮，电机，蜗壳）气流沿着与转子轴线垂直方向，以转子一侧的叶栅进入叶轮，穿过叶轮 内部，再次通过叶轮另一侧的叶栅将气体压出。 贯流风叶外形是长筒型与轴流风叶相比，存在风量不均匀现象，尤其长度大于 250mm 以上更为突出。 ①室内机计算空气侧阻力及选定电机、风机 《小型制冷装置》 (322)动压：△ P1= payWa 22  (323) 静压： 空调制冷系统高能效初步设计 △ P2= padb ae )()( a xW   风机采用电动机直接传动，则传动效率 ,1m 风机全效率 fan ， P= PaPPmfa n )( 21   风量： qv=HL Wf=0. 75 =,则电动机的输入功率为： q= wPPqmfa nv )()( 21     (325) 据以上的数据，选用 YDK25AM6B 轴流风机电机，该电机的有关资料如下 ： 电机参数表 ②室外机计算空气侧阻力及选定电机、风机 《小型制冷装置》 (322)动压：△ P1= payWa 22  (323) 静压： △ P2= padb ae ) 9 (5 0 0 )(1 0 a xW   风机采用电动机直接传动，则传动效率 ,1m 风机全效率 fan ， 室外侧 电机型号 YDK－ 25AM－ 6B 极数 6 转速 rpm 870 输入 (输出 )功率 w 25 电源 220V（ 50Hz） 电机电容 2μ F 电机效率 32% 风机 名称及形式 郎迪轴流式风叶 风叶尺寸 φ 401 115R 空调制冷系统高能效初步设计 P= PaPPmfa n 77 )( 21    风量： qv=B H Wf=0. 28 3=,则电动机的输入功率为： q= wPPqmfa nv ) 77 (5 )( 21     (325) 据以上的数据，选用 YDK164 贯流风机电机，该电机的有关资料如下 ： 电机参数表 风机铭牌上所标出的风量： 标准状态下的气体体积（ P=101325Pa，t=20℃，相对湿度为 50%，空气密度为 ） H=△ Ps+△ P 滤 +△ P 栅 +△ P 余 △ Ps 翅片管簇的通风阻力 △ P 滤 蒸发器前过滤网阻力 40Pa △ P 栅 出风栅阻力 10Pa △ P 余 机外余压 40Pa H=△ Ps+1/2(ρω 2) ω：出口风速 1/2(ρω 2) 室外侧 电机型号 YDK164 极数 4 转速 rpm 1350 输入功率 w 50 电源 220V（ 50Hz） 电机电容 F 风机名称及形式 郎迪 贯 流式风叶 风叶尺寸 φ 97 633 空调制冷系统高能效初步设计 风冷冷凝器出口动压 出口平均风速：ω =qv/(π /4)(D2) qv 风机风量 m3/s D 风叶直径 功率与效率：有效功率 Pe=Hqv/1000 六 .毛细管的选择定型 毛细管节流是利用制冷剂在细长管内流动的阻力而实现的。 毛细管按使用情况分为有热交换和无热交换。 为减少冷量损失，用毛细管阻尼胶包住，可认为工质在管内绝热膨胀过程。 管内流态将出现纯液相流动和汽液两相流动两个阶段。 纯液相流动 :过冷液进入毛细管，因存在。