冷风机设计计算

第二章冷空气参数计算

人工制冷是指借助于制冷装置，以消耗机械能或电磁能、热能、太阳能的呢过形式的能量为代价，把热量从低温系统向高温系统转移而得到低温，并维持这个低温。目前常用的制冷方式有蒸汽压缩式制冷、蒸汽吸收式制冷、蒸汽喷射式制冷、吸附式制冷、电热制冷、磁制冷、涡流管制冷和热声制冷等，其中最为常用的是蒸汽压缩式制冷。蒸汽压缩式制冷是利用气体的节流效应，通过绝热膨胀来制冷的。

蒸汽压缩式制冷由分为单机蒸汽压缩式制冷循环和多级蒸汽压缩式制冷循环及其许多发展形式，这里为了研究方便，采用最简单的单级蒸气压缩式制冷循环。单机压缩式制冷循环系统主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四大部件组成，如下图所示。对制冷剂蒸汽只进行一次压缩，故称为单机蒸汽压缩。整个

循环过程主要由压缩过程、冷凝过程、节流过程以及蒸发过程四个过程组成，每个过程在不同的部件中完成，制冷剂在每个过程中的状态又各不相同。

对于冷风机的设计计算，要对循环的主要参数进行设计计算，并主要关注与蒸发器相关的循环参数。

在冷风机的设计过程中,首先要根据所给条件计算出冷空气参数,冷空气参

数是冷风机设计计算的基础和依据，其计算结果直接影响冷风机的选型和设计，因此其计算要求较高的精度，具有重要的意义。冷空气计算主要是依据相关经验公式和查表所得进行的。计算的内容可大概分为回风参数和送风参数，回风参数是冷风机蒸发器的进口空气参数，送风参数是冷风机的出口空气参数也即要进入室内的空气参数；计算主要涉及冷空气的焓值、含湿量、密度、粘度、饱和蒸汽压等。

2.1制冷循环相关计算

2.11已知条件：

已知：回风干球温度：0℃ 回风相对湿度：90% 送风干球温度：-3℃ 送风相对湿度：95% 大气压： 10132Pa 制冷量： 5.4kw 制冷剂： R22

2.12相关计算：

1.查表得R22的汽化潜热为210.55kJ/kg

2.制冷剂循环量：

代入数据计算得，制冷剂循环量为115.412kg/h

2.2冷空气参数计算

1.热力学温度： T=t+273.15

回风温度：273.15

送风温度：270.15 2.水蒸气饱和压力：

2195768

.2)1(4287.0)1(50475.1lg

028.5)1(79574.10lg 10

1010

10)

1(76955.452969.840

00--⨯⨯+-⨯⨯+⨯--⨯=-

⨯-⨯

--T

T

b

T T T

T

P

T

T

P

其中，P ：水蒸气饱和压力 P b

：大气压力

T ：冷空气温度 T 0：绝对零度

带入数据得：回风温度下水蒸气饱和压力：611.32Pa 送风温度下水蒸气饱和压力：490.34Pa 3.含湿量： P

P P a

b

a

d ϕϕ

-=

622

其中，d ：含湿量 P b

：大气压力

P a

：水蒸气饱和压力 ϕ：相对湿度

代入数据得：回风含湿量：3.40g/kg 送风含湿量：2.87g/kg 4.空气密度：

T

P P

a

b

ϕρ3774.0003484

.0-=

其中，ρ：空气密度 P b

：大气压力

P a

：水蒸气饱和压力 T ：空气温度

ϕ：相对湿度

代入数据得：回风温度下的空气密度：1.29m kg 3

/ 送风温度下的空气密度：1.30m kg 3/ 5.动力粘度：

)

(

10

268.177

.06

T T -⨯=μ

其中，μ：动力粘度 T ：气体温度 T 0：绝对零度

代入数据得：回风动力粘度：105

7268.1-⨯s m /2

送风动力粘度：105

7135.1-⨯s m /2

6.运动粘度：

ρ

μ=

V 其中，V ：运动粘度 μ：动力粘度 ρ：空气密度

带入数据得：回风运动粘度：105

339.1-⨯s Pa ⋅ 送风运动粘度：105314.1-⨯s Pa ⋅ 7.定压比热容：

d

d

C p 001.01846.1001.0006.1+⨯+=

其中，C p ：定压比热容 d ：含湿量 代入数据得：回风定压比热容：1.008843009 kJ/(kg ⋅℃) 送风定压比热容：1.008406308 kJ/(kg ⋅℃) 8.导热率：

查表得：回风导热率：0.02442 W/(m ⋅℃) 送风导热率：0.024174 W/(m ⋅℃)

9.空气平均温度：

5.123

0-=-℃ 10.空气比容：kg m /77098409.030.129.123

=+

11.平均含湿量：134455045.32

87

.24.3=+g/kg

12.平均定压比热容：008624659.12

008406308

.1008843009.1=+ kJ/(kg ⋅℃)

13.风量：

送风焓值

回风焓值空气比容

制冷量风量-⨯=

带入数据有 555048.344214

.449.8360077098409.04.5=-⨯⨯=

风量h m /3

2.3本章小结

冷空气参数的计算是冷风机的依据，在对制冷循环计算的基础上通过相关的经验公式计算出冷空气的各项参数，通过这些参数可以大概确定蒸发器的结构数