制冷与低温技术课程设计

目录

制冷课程设计说明书 (2)

一、设计目的、要求 (2)

（一）目的 (2)

（二）要求 (2)

二．设计任务 (2)

三、设计参数 (2)

（一）空调负荷 (2)

（二）设计工况 (2)

四、系统热力计算 (3)

（一）制冷计算 (3)

(二)热泵计算 (4)

五、系统主要设备选型及设 (5)

（一）压缩机选型 (5)

（三）冷凝器设计 (12)

六、系统管路及辅助设备选型计算 (15)

(一)储液器的选择 (15)

（二）毛细管的选择 (15)

（三）连接管道的确定 (16)

(四)干燥过滤器 (17)

(五)电磁阀 (17)

七、参考文献 (17)

制冷课程设计说明书

一、设计目的、要求

（一）目的

本课程设计是“制冷及低温技术原理”的重要教学环节之一，通过这一环节达到了解制冷系统的设计内容，程序和基本原则，学习设计计算方法，巩固所学知识，培养学生运用所学知识解决工程问题的能力。

（二）要求

1.了解制冷装置设计的一般步骤；

2.培养运用设计规范、设计手册的能力；

3.能正确应用所学课程的知识进行设计计算；

4.初步具备绘制装置图纸的能力。

二．设计任务

设计分体热泵型房间空调器。根据设计参数进行制冷/热泵系统的方案设计和热力计算，选配制冷压缩机，设计室外和室内换热器，完成辅助设备的计算和选用，以及制冷系统管路设计。

三、设计参数

（一）空调负荷

1、房间面积：35m2

2、单位面积冷/热负荷：160W/220W

3、制冷剂：R290

（二）设计工况

1、工况（夏季）

室内干/温度:27/19.5℃

室外环境干/湿球温度：36.5/27.3℃

过冷度：5℃

蒸发温度：7.2℃

冷凝温度：54.4℃

吸气温度：15℃

2、热泵工况（冬季）

室内干/湿球温度：20/13.6℃

室外干/湿球温度：2/1℃

过冷度：5℃

过热度：5℃

蒸发温度：2℃

冷凝温度：46.71℃

四、系统热力计算

（一）制冷计算

过冷度：5℃发温度：7.2℃冷凝温度：54.4℃吸气温度：15℃

个状态点参数

(以下计算公式来源于《制冷与低温技术原理》吴业正编)

（1）单位制冷量：q 0=h 0-h 4=581.04KJ/Kg-319.14KJ/Kg=261.90KJ/Kg （2）单位容积制冷量：q v =q 0/v 1=3046KJ/m3 (3)理论比功：w =ℎ1−ℎ2=56.28KJ/Kg (4)指示比功：w i =ℎ2s −ℎ1=70.35KJ/Kg

(5)指示效率： ηi =w

w i

=80% (6)性能系数：cop =

q 0

w =4.44

指示值: cop i =q 0

w i

=3.520

(7)冷凝器单位热负荷：q k =ℎ2s −ℎ3=316.48KJ/Kg

(8)制冷剂循环的质量流量：q m =Q

0q 0

=0.01413Kg/s

(9)实际输气量：q vs =q m ×v 1=0.00149m 3/s

理论输气量：q vℎ=q vs

λ=0.00144m 3/s (10)压缩机消耗功的理论功率和指示功率：

P =q m .w =0.795KW

P i =P

ηi

=0.994KW

(11)热力学完善度：

cop c =T H

T H −T L

=10.8

η=cop

i cop c

=0.3259

(12)冷凝器热负荷：Φk =q m ×q k =4.4676KW

(二)热泵计算

蒸发温度2℃ 冷凝温度46.71℃ 过冷度5℃ 过热度5℃ 制冷量Φ=4725W

(1)理论比功：w=ℎ2−ℎ1=54.58KJ/Kg

(2)指示比功：w i=w/ηi=68.225KJ/Kg

ℎ2s=ℎ1−w i=652.505KJ/Kg

(3)冷凝器热负荷q k=ℎ2s−ℎ3′=342.865KJ/Kg

(4)体积流量q v=0.001149m3/s

(5)质量流量q m=q v

v1

=0.0124Kg/s

(6)制热量Φ

m

=q m×q k=4.262<4.725KW

(7) 热力学完善度：

cop i=q k

w i

=5.026

cop c=

T H

T H−T L

=11.601

η=cop i

cop c

=0.433

五、系统主要设备选型及设（一）压缩机选型

已知制冷量为3500W，功率为0.759KW

初步选型为：美芝压缩机

压缩机校核

制冷理论功率：795W

ηiηmηe=795÷895=88.9%

热泵理论功率：w×qm=54.58×0.0124×103=676.7W

676.7÷ηiηmηe=676.7÷0.889=761.3W<895W

故压缩机符合标准。

（二）蒸发器设计（以下计算参考吴业正《小型制冷装置设计指导》）

选择表面式蒸发器，用翅片管式换热器、双排。

1、选定蒸发器的结构参数

选用Φ10mm× 0.7mm的紫铜管，翅片选用厚为δf=0.2mm的铝套片，热导率为λ

=237w/(m•k),翅片间距s f=2.2mm ，管束按正三角形叉排排列，垂直于流动方向f

的管间距s1=25mm，管束按正三角形叉排排列，垂直于流动方向管间距S1=25mm 沿流动方向的管排数为n l=4，迎面风速u f=2.5m/s。

2、计算几何参数

翅片为平直套片，考虑套片后的管外径为

d b=d0+2δf=0.0104m

沿气流流动方向的管间距为

S2=s1cos30°=0.02165m

沿气流方向套片的长度L=4s2=0.0866m