小型冷藏柜设计

桂林航天工业高等专科学校

毕业设计

论文题目：小型冷藏柜设计

学生姓名：***

学号: ************

指导老师：***

系别：汽车工程系

专业班别：制冷与冷藏技术2班

完成时间：2009-11-21

目录

摘要 (3)

第一章概论 (4)

第二章冷藏柜的总体布置 (5)

第三章冷藏柜的热负荷 (7)

第四章箱体外表面的凝露校核 (9)

第五章制冷系统循环热力计算 (10)

第六章压缩机的选型及热力计算 (13)

第七章冷凝器的设计计算 (15)

第八章蒸发器的设计计算 (21)

第九章毛细管的选择计算 (25)

参考文献 (26)

致谢 (26)

摘要：

本课程设计综合运用制冷原理、传热学、小型制冷装置设计指导、工程热力学的知识，借用成熟机型的结构，设计一台小型冷藏柜。

关键词：

压缩机蒸发器冷凝器毛细管

Abstract：

This curriculum project synthesis utilization refrigeration principle, heat transfer theory, the small refrigerating unit design instruction, engineering thermodynamics's knowledge, borrows the mature type the structure, designs a small freezer

Key phrase:

Compressor Evaporator condenser

Capillary tube

第一章概论

冷柜是商业和饮食业中使用面较广的商业制冷装置。通常指那些供商店或食堂服务人员用来短期贮存商品或食品的低温柜或箱。

冷柜可分为冷藏柜和冷冻柜,也可以组合在一起。冷藏柜的柜内温度通常在0～8℃之间,冷冻柜柜内温度通常在0～-18℃以下,国产冷柜柜内温度也有设计成0～-15℃之间的,而专用型冷柜对柜内温度有不同的要求。冷柜也可根据需要制成具有冻结能力的冻结冷柜。根据使用地区的不同可制成两种形式,对使用在温带气候地区的冷柜使用环境温度是12～32℃,相对湿度是40％～85％;对亚热带地区的使用环境温度是18～40℃,相对湿度是40％～80％,这对设计制作冷柜围壁隔热层和融霜系统应有不同的要求。冷柜的内容积通常在0.4～3m3之间,小于O.4m3的冷柜通常列入家用冷柜,而大于3m3的冷柜通常制成组合冷库形式,便于操作人员贮存食品。由于要求操作人员在橱柜外面伸手拿取食品,因而冷柜的进深较浅。

冷柜在结构形式上分为两大类：立式冷柜和卧式冷柜。立式冷柜和卧式冷柜不但在形式结构上差别较大，而且在功能种类上也不同。立式冷柜早先在国内由于温度在-lO℃左右且外型类似柜，故简称冷藏柜；而卧式冷柜的外型呈箱式，故早先简称为冷藏箱，用于存取冷食饮料或冷却瓶装饮料，其冷却方式除用空气直接冷却外，也可采用水作为载冷剂间接冷却。卧式冷柜存贮食品易堆积，不如立式冷柜存取方便，但卧式冷柜的上开门方式使冷量损失较少，结构较立式冷柜简单，价格便宜。

第二章冷藏柜的总体布置

冷藏柜的总体布置是冷藏柜设计的一个重要环节。本设计的总体布置是以实用、节能为依据。现根据所提出的任务给出如下设计条件：

1）使用环境条件：冷藏柜周围环境温度t a=32℃，

相对湿度Ψ=75±5﹪

2）箱内温度：平均温度为t m=-12℃,

3）箱内有效容积：总容积为263L

4）制冷系统为单级蒸汽压缩式制冷系统，冷却方式采用直冷，蒸发器为板管式蒸发器，冷凝器采用丝管式冷凝器，采用毛细管作为节流元件。制

冷系统图如下形式，不设置水蒸发加热器。

5）箱体结构：外形尺寸为1210mm×930mm×630mm（宽×深×高）。绝热层用聚氨酯发泡，其厚度根据理论计算和冰箱厂的实践经验选取，其值

如下表所示，箱体结构图如下所示。

冷藏柜各面的绝热层厚度（mm）

6）由于本设计选用R12的代替工质R134a，故在总体布置是还须考虑一下俩方面问题。

①润滑油制冷工质R12中的氯原子有利于润滑，尤其是在高的压力下，

氯原子起着良好的润滑作用，而替代工质R134a无氯原子，它与矿物质油难以互溶，前几年曾经选用聚烯氢甘醇（PAG）油与R134a配用，虽然解决了互溶性问题，但是由于聚烯氢甘醇润滑性不好，致使摩擦力增加，造成

压缩机的COP下降。最近对新合成的聚酯油进行了试验，其结果表明，聚酯油不但润滑性比聚烯氢甘醇好，而且具有合适的粘度，低吸湿性等优点，为此本设计选用合成的聚酯油作为系统润滑油。

②干燥过滤器采用R134a替代R12，要取得好的效果，干燥过滤器需要从新选择。其过滤器内的分子筛品种要根据R134a的直径大小来选配。因为聚酯类润滑油更容易吸水，故干燥过滤器内分子筛的重量比原来的增大20％左右。青岛电冰箱厂在试制过程中选用XH7型干燥过滤器替代原XH5型干燥过滤器，使用效果良好，故本设计也选用XH7型干燥过滤器。

箱体结构图

第三章冷藏柜的热负荷

（1）冷藏柜箱体漏热量Q1

1）箱体隔热层漏热量Qa 箱体隔热层漏热量按式Qa=KA（t1-t2）计算，计算时箱外空气对箱体外表面的表面传热系数α1取11.3w/（㎡．k），箱内壁表面对箱内空气的表面传热系数α2取1.16 w/（㎡．k），隔热层材料的热导率λ取0.03 w/（m．k）。K=1/（1/α1+δ/λ+1/α2）δ为隔热层厚度，各传热表面的传热量计算见下表：

冷藏柜箱体各表面的传热量

箱体隔热层漏热量为

Qa=（10.583+20.835+12.037+13.502）W=56.957 W

2）通过箱门与门封条漏热量Q b

Q b=0.15 Qa =0.15×56.957=8.544 W

箱体漏热量为

Q1= Qa + Q b =（56.957+8.544）=65.501 W