家用空调毕业设计

青岛理工大学热能与动力工程1目录序言----------------------------------------------2第一章压缩机的选型计算--------------------------4第二章两器的设计计算----------------------------6第一节基本运行工况计算---------------------第二节冷凝器的设计计算---------------------6第三节蒸发器的设计计算---------------------11第三章系统制冷剂充注量的估算--------------------20第四章辅助设备选择------------------------------22第一节毛细管设计--------------------------第二节管路系统的设计----------------------第三节干燥过滤器选择----------------------总结----------------------------------------------41参考文献------------------------------------------43青岛理工大学热能与动力工程2序言家用空调作为一个技术上较为成熟、各方面管理较为规范的行业，很早就参与国际知名品牌的市场竞争。家用空调的主要优点：①初投资少,与居民的实际购买力相适应。②不需经常性的维修和保养。家用空调器若正确安装后,一般可以使用三年左右,用户在此期间根本不需维修,平时也不需专门的保养。近年来，随着市场竞争的白热化和消费者需求的多样化、个性化和环保化，促使生产企业及时转变观念、调整思路，积极寻求技术和产品的创新之处，最大限度地满足消费群体的多层次需求。因此需要有创新思想的家用空调研发、设计人员。在本次毕业设计中，课题为KFR-40/BP,通过家用空调器的设计，掌握了设计空调器的整个程序，培养了解决实际问题的能力和创新意识，不仅为企业提供详细的设计计算书，而且为今后从事空调器产品的研究、开发打下基础。毕业设计是四年来的学习过程、尤其是专业课学习的系统总结。通过毕业设计把所学的理论知识和实际技能有机的结合起来，加以运用和巩固，并培养学生综合运用所学的基础理论、基本知识和基本技能解决工程技术问题的能力，提高学生绘图、计算和查阅文献资料（包括有关标准、规范、手册、标准图和其他资料）的能力，进一步提高工程设计能力、科学研究能力。青岛理工大学热能与动力工程3第一章压缩机的选型计算压缩机在正常工作时，排气温度70st℃，蒸发温度50t℃,冷凝温度50kt℃,出口温度46℃。查22Rhplg图得：kgKJh/2586；kgKJh/4080；kgKJh/4434；kgL/433压缩机制冷能力:WQQ5000%80080%----工程经验值。流量:hkgskghhQqQMR/24.120/0334.02584085000)(600hmhLMVRR/171.5/32.51704324.12033压缩机转速为2900rpm,所以排气量V：61060171.52900VV=29.72cm3/rev由于压缩机的性能参数是在高温工况下测试的，而在实际运行中，冷凝温度一般在50℃左右，较测试值低，因此可选择小于计算值的排气量。为使压缩机充分发挥制冷能力以及高效率、长期运行，根据压缩机能力和排气量，选取型号为2K34C225CUA的松下压缩机。其主要性能参数如下：产品型号2K34C25CUA电源形式单相产品规格3.5HP制冷量W5720吸气容积3cm/rev48额定输入功率wK1.91额定工作电流A7.99性能系数COP值W/W2.995青岛理工大学热能与动力工程4从上表可以看出，现选用的压缩机其能力比设计所需（5000W）高出了近700W。究其原因，是因为压缩机的制冷能力受其运行中温度、压力、以及压缩机的冷却方式所左右。而压缩机的设计能力是在蒸发器和冷凝器为无限大（或蒸发器和冷凝器浸泡在水里，用水冷却），以保证其恒定的试验工况的前提下得出的，而实际应用时一般的壁挂式空调器其蒸发器和冷凝器不可能做得很大，而且当铝铂的材料或生产厂家的生产工艺不一致时会造成换热效果的不一致，即相当于压缩机的工况不能保持恒定，从而影响压缩机的制冷能力。再者，设计装置时，需要一定的设计裕度，既所需压缩机的能力要比所需大10%----20%，这样当热负荷发生剧烈变化时，装置也能够满足要求。另外，一般在装置的设计时，两器的换热面积都应比设计计算时有一定的裕度，但出于成本的考虑，对于在声功率级噪音值dB（A）≤68工作电压范围V0-220V制冷剂R22冷却方式自然空冷连接管外径吸气mmΦ22排气mmΦ12.7电动机种类三相感应电动机极数2绝缘等级F启动方式直接绕阻连接Y堵转电流A40.2电源220-240V50HZ青岛理工大学热能与动力工程5相同的设计裕度的情况下，两器所增加的成本就会很大，而压缩机的成本几乎不变，故将两器的设计裕度的一部分也分落到压缩机上，这样就会使机组的成本大大降低，而同时又可保证装置的能力。虽然这样压缩机的功率会有一点点的增大，但只要匹配得好，其能效比仍能达到或超出国际的要求。第二章蒸发器和冷凝器的选择空气循环系统在制冷时，蒸发器在进口处空气温度ta1=27℃，湿球温度ts1=19.5℃，蒸发温度t0=5℃，在出口处空气温度ta2=15.1℃，湿球温度ts2=13.5℃；冷凝器在进口处在进口处空气温度Ta1=35℃，出口处空气温度Ta2=44.8℃，冷凝温度tk=50℃。空气循环系统制热时，冷凝器进口处的温度ta1=21℃，出口温度ta2=37℃；蒸发器进口处空气的温度Ta1=7℃，湿球温度Ts1=6℃，出口空气干球温度Ta2=4℃，湿球温度Ts2=3.7℃。2.1基本运行工况计算2.1.1制冷系统的制冷运行循环计算已知所需制冷量WQ40000。1.单位质量制冷剂制冷量0q600hhq=408—258=150kJ/kg2.单位体积制冷剂制冷量vq10qqv3/3750043.0150mkJ3.制冷剂质量循环量0MhkghhQqQM/962584086.34000)(6000004.制冷剂体积循环量0VhmMV/128.4043.0963100压缩机气缸容量61060810.42900VV=29.72cm3/r压缩机排气量6029009.01072.29606nVVs青岛理工大学热能与动力工程6hmhm/128.4/654.4335.单位质量制冷剂移热量kqkqkgkJhh/183260443526.冷凝器的移热量QkWqMQkk2.61126.318324.1206.307.压缩机轴功率Ne此时压缩机总效率为0.7WNe18147.06.3)408446(24.1208.毛细管尺寸初选毛细管内径d=1.6mmMPaPPPk35.159.094.10毛细管流量sgmm/4.333600100024.1203600071.2571.071.2571.06.1)35.1(44.5)(44.54.33LdLPmL=0.53m，初选毛细管长0.53。2.1.2制冷系统的制热运行循环计算已知制热量WQR45001.制热制冷剂质量循环量RMhkghhQqQMRR/57.872554406.34500)(62002.制冷剂体积循环量RVhmhmmVRR/654.4/94.3045.057.873313.蒸发器的制冷量RQ0hmhhmQR/75.36486.3)255405(57.87)(360004.制热时压缩机轴功率N此时压缩机总效率63.0eWQQNeRRR20.135163.075.364845000青岛理工大学热能与动力工程75.毛细管尺寸初选毛细管内径d=1.6mmMPP22.15.072.1毛细管流量)/(325.243600100057.873600sgmmR71.2571.071.2571.06.1)35.1(44.5)(44.5325.24LdLPmL=0.92m初选毛细管长0.92m2.2蒸发器的确定蒸发器基管是Do=Φ7×0.35mm的内螺纹紫铜管，近似正三角形错列排列，前后管中心距S1=13mm，上下管中心距S2=20.5mm，翅片厚为15.0mm，翅片间距S=1.6mm，管路数n=2。基管复合外径DmmDD3.715.027201m长基管外表面面积1A221020773.0207736.11000)15.06.1(3.714.31000)(mmmSSDA1m长基管翅片面积2A2222212280834.02808346.11000)3.714.3415.2013(21000)41(2mmmSDSSA1m长基管外表面面积wA221301607.0280834.0020773.0mAAAw1m长基管内壁表面积nA223300019782.01978210)35.027(14.310)2(mmmDAn肋化系数25.15019782.0301607.0NWAA换热器迎面风速1W=3m/s2.2.1制冷运行时（1）室内换热器的空气循环量tV空气循环设计工况，进口干球温度Ct271,进风湿球温度Ctc5.191；青岛理工大学热能与动力工程8出风干球温度Ct1.152，出风湿球温度Ctc5.132。根据空气焓熵图查出：干）（kgkJh/551，干）（kggd/111；干）（kgkJh/382，干）（kggd/92。机器露点L的参数为：CtL4.11，干）（kgkJhL/3.32，干）（kggdL/4.8空气在蒸发器中的平均比焓mh)/(6.443.32383.3255ln38553.32ln2121干kgkJhhhhhhhhLLLm由)/(6.44干kgkJhm，在焓湿图中找出与热湿比线的交点m，查出m点的各参数：Ctm20，干）（kggdm/8.9。析湿系数，40.14.11204.88.948.21空气循环量tV的确定：干）（kgghhQmt/06.84738556.34000210取空气的密度3/2.1mkghmmVtt/7062.106.8473（2）室内换热器空气侧的相当放热系数空气在平均温度Ctm20时的运动粘度smn/6.152，导热系数)/(1057.222CmWmmSS25.105.2021212肋片高mmSh2613222当量直径mmSDSSDSDd613.2)15.06.1()3.75.20()15.06.1()3.75.20(2)()())((222青岛理工大学热能与动力工程9最窄面风速1221max])()([SSDSSWW3.75.2015.06.15.206.13sm/145.5雷诺数8.861106.1510613.2145.563maxndeDWR空气侧的放热系数w14.054.065.0)()(205.0ShSDSRew)]/([45.796.1266.13.7106.11057.28.861205.0214.054.03265.0CmW按结露形式析出水蒸气，则空气侧相当放热系数w)]/([23.11145.7940.12Cm（3）