家用空调设计计算说明书

制冷系统课程设计说明书

热能与动力工程专业

目录

一、设计工况 (3)

二、压缩机选型 (3)

三、热力计算 (5)

1、循环工况： (5)

2、热力计算： (6)

四、蒸发器设计计算 (7)

1、设计工况： (7)

2、计算过程： (8)

3、风机的选择 (18)

4、汇总 (18)

五、冷凝器换热计算 (19)

第一部分：设计计算 (19)

一、设计计算流程图 (19)

二、设计计算 (19)

3、计算输出 (25)

第二部分：校核计算 (25)

一、校核计算流程图 (25)

二、计算过程 (26)

六、节流装置的估算和选配 (27)

七、空调电器系统 (28)

一、设计工况

3KW机组，半封闭压缩机，风冷冷凝器，风冷蒸发器，毛细管，制冷剂R22，蒸发温度5℃，过热度20℃，冷凝温度50℃，过冷度5℃

二、压缩机选型

1、选型条件：制冷量3kW,制冷剂R22，蒸发温度5℃，过热度20℃，冷凝温度50℃，过冷度5℃。

2、选型结果：使用压缩机选型软件select 6，选择型号为DKM-75的半封闭往复式压缩机。

a.其基本参数如下：制冷量3.15kW，输入功率1.06kW，cop为

2.97，电流(400V)2A,质量流量18.9g/s，放热

3.65kWb.

b.其技术参数：

c.压缩机图纸：

d.附件

3、压缩机的定位与固定

定位见设计制图；固定方法：将压缩机焊接在钢板上，再将钢板与外机底部用螺拴固定。

三、热力计算

1、循环工况：

根据已知条件，通过压焓图以及相关公式求出如图1-1各关键点参数值：

h 图1-1 蒸汽压缩式制冷循环p-h图

（其中1-2s是压缩机实际压缩过程，而1-2是压缩机理论压缩过程，为等熵过程。）

点号P/MPa t/℃h/（KJ/kg）ν/（m³/kg）

0 0.5837 5 407.143

1 0.5837 25 421.903 0.044645

2 1.942

3 455.261

3 1.9423 45 256.384

2、热力计算：

（1）单位质量制冷量

q

q0=h0-h4=407.143 KJ/kg -256.384 KJ/kg =150.759 KJ/kg （2）单位容积制冷量

q

zv

q=q0/v1=150.759 KJ/kg /0.044645 m3/kg=3376.840KJ/m3

zv

（3）理论比功w

w=h

=455.261 KJ/kg-421.903 KJ/Kg=33.358 KJ/Kg

2-h1

（4）指示功率

w i =w /ηi =33.358 KJ/Kg /0.8=41.698 KJ/Kg （5）性能系数。

理论值 COP=q 0/w =150.759 KJ/Kg /33.358 KJ/Kg =4.52 指示值 COP I = q 0/i w =150.759 KJ/kg /41.698 KJ/kg=3.62 （6）冷凝器的单位负荷

h 2s =i w +h 1=41.698 KJ/kg+421.903 KJ/kg=463.601 KJ/kg k q =h 2s -h 3=463.601 KJ/kg-256.384 KJ/kg=207.217 KJ/kg （7）制冷剂循环质量流量

m q =φ0/q 0=3 KW/150.759 KJ/kg=0.01990kg/s （8）实际输气量和理论输气量

vs q =m q v 1= 0.01990kg/s ×0.044645 m ³/kg=0.00089m 3/s vh q =vs q /λ=0.00089 m 3/s /0.8=0.00111 m 3/s （9）压缩机的理论功率和指示功率

P=m q w =0.01990kg/s ×33.358 KJ/Kg =0.664 KW P i =P/ηi =0.664KW/0.8=0.830KW （10）冷凝器热负荷

φk =m q k q =0.01990kg/s ×207.217 KJ/kg=4.124KW

四、蒸发器设计计算

1、设计工况：

进口空气的干球温度是t a1=27℃，湿球温度是t s1=19.5℃；管内制冷剂R22的蒸发温度t 0=5℃，当地大气压101.32kPa ；要求出口空

气的干球温度t 2a =17.5C ︒,湿球温度t 2s =14.6C ︒；蒸发器制冷量

0φ=3000W 。

2、计算过程： ⑴ 选定蒸发器的结构参数

选用mm mm 7.010⨯φ的紫铜管，翅片选用厚为0.2f mm δ=的铝套片，翅片间距 2.2f s mm =。管束按正三角形叉排排列，垂直于流动方向的管间距125s mm =，沿流动方向的管排数2L n =，迎面风速f u =2m/s 。 ⑵计算几何参数

翅片为平直套片，考虑套片后的管外径为 mm mm mm d d f b 4.102.021020=⨯+=+=δ 沿气流流动方向的管间距为 21cos30250.86621.65s s mm mm ==⨯= 沿气流方向套片的长度 3.4365.21222=⨯==s L mm 每米管长翅片的外表面面积

()()

m

m m m m m s d s s a f b f /4148.00022.0/0104.025.002165.0025.0214222

221=⨯-⨯⨯=⎪

⎭⎫ ⎝

⎛

-=ππ

每米管长翅片间的管子表面面积

()()22113.14160.01040.00220.00020.02970.0022

b b f f f a d s m m m m s πδ=-⨯

=⨯⨯-⨯= 每米管长的总外表面面积

()220.41480.02970.4445of f b a a a m m =+=+=