【導讀】風冷熱泵型熱水機組發(fā)展迅速，1996年比1995年增長近二倍。后的應用將更為普及。本設計為風冷熱泵設計，結合所學知識以及工程實際設計。資料，要求優(yōu)化管路流程，充分發(fā)揮換熱能力。算、冷凝器的選型校核、蒸發(fā)器的選型校核、節(jié)流機構的選型、經(jīng)濟性分析。

　　

【正文】 徑與制冷裝置的工況條件相匹配。目前選配毛細管的方法，一般用計算法或圖解法初步估算毛細管的內徑和長度，然后用實驗方法確定毛細管最佳尺寸。在本設計中由于條件有限，不能夠進行實驗，所以只能選用圖解法進行初步估算 ① 初步估算毛細管的內徑和長度 實際應用 中，選擇毛細管時，首先應計算毛細管的相對流量系數(shù) ? ， ? 表示每根毛細管的實際流量 mq 與標準毛細管流量 maq 之比值，即 mam qq /?? 。 式中， ? — 毛細管的相對流量系數(shù)； mq — 每根毛細管的實際流量； 致謝 29 maq — 標準毛細管流量。 mq 的數(shù)值由熱力計算中求得的制冷劑循環(huán)量除以蒸發(fā)器的分路數(shù)而獲得，由前面的計算可知， maq =50 hkg/ 制冷劑循環(huán)量 3 6 0 00 6 ????? 在 ?? 作一水平線，在圖中找到 A、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 H， 8 個點，這 9個點分別表示在供液能力相同的情況下的 9 組毛細管尺寸，列表 4如下 表 4 毛細管尺寸表 點號 )(mmdi )(mL ? （idL/ ） A B C D E F G H 555 579 600 1250 1923 2500 3333 4063 經(jīng)過比較，實際經(jīng)驗取值，選取 C組的毛細管尺寸， mmdi ? ， mL ? 。 實際調試后，再綜合原材料規(guī)格及運行效果調整并確定毛細管尺寸。 四通換向閥的選擇 本設計為熱泵，必須裝有四通換向閥以實現(xiàn)夏季制冷和冬季制熱的轉換。 我們選用時要選用推薦最大容量略大于本設計制冷量、制熱量的產品。根據(jù)以上選用原則，查文獻 ⑦ P162 表 78 四通換向閥型號 規(guī)格，選擇型號為 DHF5 的四通換向閥，名義容量為 4500W ，進氣接管外徑尺寸 8mm，排氣接管外徑尺寸 10mm。 西安交通大學城市學院城市學院本科生畢業(yè)設計計算 風機及配用電機的選擇 概述 在 熱泵 中，為了強化管外空氣側的換熱，增加氣側換熱系數(shù)，對冷凝器和蒸發(fā)器均采用強迫對流，見表 5。 表 5 風機列表 風機類型 特點 軸流式風機 效率較高，風量大，噪聲大，風壓較低，適用于配用空冷式冷凝器 貫流式風機 它 的轉子較長，出風均勻，風壓低，噪聲小，使用于分體式空調機組中的室內機組 本設計的任務就是給室內、室外機組選擇合適的風機及配用電機。 ① 室外風機（選擇軸流式） 由于冷凝器的迎風面寬度為 L=500mm ,高度 H=,所以平行安裝一臺風機比較適宜。 查文獻 ③ P201 表 634小型軸流風機系列參數(shù)和 P255 表 662 FZL 型系列軸流式通風機性能表，選用 350FZL02型軸流式通風機，主要技術參數(shù)，見表 6。 表 6 軸流風機參數(shù)表 型號 風機 電動機 風量 （ m3 /h） 風壓(Pa) 風葉直徑(mm) 聲功率級 [dB(A)] 質量(kg) 電壓(V) 相數(shù) 頻率(Hz) 功率(W) 轉速(r/min) T30N93 1936 300 58 220 1 50 100 1400 ② 室內風機（選擇貫流式） 由于蒸發(fā)器長 L=550mm，寬 B= ，所以串聯(lián)連接兩臺貫流式風機為宜，中間以電動機相連。 根據(jù)有關資料，選擇 GL40?260 型貫流式通風機兩臺，葉輪名義直徑 40mm,葉輪長度 260mm。電機輸入功率 15W。 制冷劑充灌量的計算 致謝 31 采用毛細管后制冷系統(tǒng)的制冷劑充灌量一定要準確，因為毛細管的阻力值與充灌量有密切關系。對于 熱泵 而言，故系統(tǒng)內制冷劑的充注量對制冷機的經(jīng)濟、安全運行起著重要作用。充注量過少，蒸發(fā)器只有部分管壁得到濕潤，蒸發(fā)器面積不能得到充分利用，蒸發(fā)量下降，吸氣壓力降低，蒸發(fā)器出口制冷劑過熱度增加，這不僅使循環(huán)的制冷量下降，而且還會使壓縮機的排氣溫度 升高，影響壓縮機的使用壽命；充注量過多，不僅蒸發(fā)器內積液過多，致使蒸發(fā)器壓力升高，傳熱溫差減小，嚴重時甚至會產生壓縮機的液擊現(xiàn)象，而且會使冷凝器內冷凝后的制冷劑液體不能及時排出，使冷凝器的有效傳熱面積減少，導致冷凝壓力升高，壓縮機耗功增加。由此可知，在一定工況下，系統(tǒng)內存在一個最佳充注量問題。 據(jù)文獻 ① P331 介紹，系統(tǒng)的制冷劑充注量可用下式估算： KH VVG 2 2 4 3 3 ?? 式中， G — 系統(tǒng)制冷劑充灌量，單位 為 kg ； HV — 蒸發(fā)器容積，單位為 L ； KV — 冷凝器容積，單位為 L 。 由前面的計算可知，蒸發(fā)器的總傳熱管長為 53m ， 冷凝器的總傳熱管長為 70m 考慮到彎管等因素，現(xiàn)取蒸發(fā)器、冷凝器的總 傳熱管長為 55m 和 70m ，相應的各自容積為 LLLdV HiH 22 ????? ?? LLLdV KiK 0 22 ????? ?? 所以，該系統(tǒng)的制冷劑充注量為 kgkgG ????? 3 風冷熱泵 系統(tǒng) 管 道 及輔助設備選擇 管路及輔助設備的選擇 空調器的制冷系統(tǒng)中，除了前述的壓縮機、冷凝器、節(jié)流機構、蒸發(fā)器、離心風機和軸流（或貫流）風機外，尚有干燥器、氣液分離器、電磁閥等輔助設 備，各設備之間用管道接通，構成一個封閉系統(tǒng)。所以輔助設備和管道的選型是否合西安交通大學城市學院城市學院本科生畢業(yè)設計計算 理，也將影響到空調器的運行性能。 管路系統(tǒng)選型 制冷管路的設計原則是應合理選擇管材、管徑，盡量縮短管線長度，以減少管路阻力損失，并防止制冷劑產生“閃氣”現(xiàn)象。 為了簡化計算，也可根據(jù)已知條件（冷凝溫度、蒸發(fā)溫度、制冷量、管道當 量長度、允許壓力損失和制冷劑類型）直接從有關圖表中查出管道內徑和管內制冷劑流速。 常用紫銅管的規(guī)格見表 7。 制冷劑管道管徑的配置也可根據(jù)各設備的進、出口口徑的大小適當選配。 表 7 常用連 接管道用紫銅管規(guī)格 規(guī)格 壁厚（ mm） 凈斷面積（ cm2 ） 每米長外表面積（ m2 ） 6? 6? 6?1 1 8? 8? 8?1 1 10? 10? 10?1 1 12? 12?1 1 干燥過濾器選型 干燥器適用制冷系統(tǒng)中，被裝在節(jié)流機構前的液體管路上，用來吸附制冷劑中所含的水分。 氣液分離器選型 在 風冷 熱泵中，為了防止壓縮機發(fā)生液擊現(xiàn)象，在壓縮機入口處都裝有氣液分離器。 熱泵熱力經(jīng)濟性指標核算 熱泵經(jīng)濟分析計算 致謝 33 評價壓縮機能量消耗方面的先進性，可采用兩個指標：制冷壓縮機的性能系數(shù) COP 和能效比 EER。 EER 考慮到驅動電機效率對能耗的影響，從單位電動機輸入功率的制冷量大小來評價。 其定義為 熱泵 進行制冷時，制冷量與所對應消耗的功率之比。 熱泵在制冷和制熱運行時的熱力經(jīng)濟性分別為能效比 EER 和性能系數(shù)COP 。 能效比 EER 00 NQEER 有效輸入功率 制冷量? 式中， 0Q — 房間空調器制冷量 0N — 房間空調器總輸入功率 12800 ?????E E R 符合要求 性能系數(shù) COP 11 NQC O P 有效輸入功率 制熱量? 式中， 1Q — 房間空調器制冷量 1N — 房間空調器總輸入功率 0 04 5 9 01 5 0 0 0 ?????C O P 符合要求 西安交通大學城市學院城市學院本科生畢業(yè)設計計算 致 謝 這次空氣調節(jié)畢業(yè)設計題目是“ 風冷熱泵 設計 ”。設 計的內容包括 風冷熱泵系統(tǒng)流程圖設計 、 風冷熱泵 設備的選 型 、 蒸發(fā)器冷凝器結構圖 ，并且設計中對各種 熱泵 系統(tǒng)進行了 經(jīng)濟性 的分析。通過這次畢業(yè)設計使我對自己所學的知識有了一次系統(tǒng)化、深入化的了解。作為第一次全面系統(tǒng)的模擬工程空調設計，這次設計我學到不少設計專業(yè)知識，對暖通軟件也有一定了解，這些知識和收獲也正是這次畢業(yè)設計的目的。作為一名 暖通 專業(yè)的學生，我對 熱泵 行業(yè)充滿了興趣和期待，而通過這次設計所得的知識為我們從事本專業(yè)的工作打下了堅實的基礎。 經(jīng)過了近兩個月的畢業(yè)設計 ,不僅使我對本專業(yè)有了更深層次的理解 ,學習到了如何 理論聯(lián)系實際以更好地掌握所學知識 ,領會到了暖通專業(yè)的重要性，還養(yǎng)成了嚴謹、自立的學習態(tài)度 .這對即將投入工作的我有很大的幫助 . 在本次畢業(yè)設計工作過程中，得到了 張 老師等幾位系里老師的的指導和關心，老師們不僅在設計初期方案確定方面給了很大的幫助，而且在設計過程中也給與了很多頗有價值的建議，在此表示衷心的感謝。老師們治學嚴謹，謙虛敬業(yè)，對學術熱點有敏銳的洞察力，關注學術的發(fā)展，并指引學生向更高方向努力，他們孜孜不倦的學習精神和飽滿的工作熱情使我受益匪淺；當然，在設計期間，也離不開同一畢業(yè)設計小組其它成員的 支持和幫助，在畢業(yè)設計期間，同學們給與了我很多的幫助，正是大家的共同的努力、激烈的研討，才有今天的成果；同時也非常感謝大學四年來辛勤教育和幫助過我的所有老師，謝謝你們傳授了我這么多的知識和學習方法。 今天的這一份設計報告是大學四年我向各位老師提交的最后一份作業(yè)，希望能夠得到您們的批評和指正。 致謝 35 參考文獻 .小型制冷裝置設計指導 .第一版 .北京：機械工業(yè)出版社 ， 2020 ，李樹林 .制冷空調 原理及應用 .第二版 .北京：機械工業(yè)出版社 ，2020 .空調器應用安裝與維修從入門到精通 .第一版 .北京：北京科學技術出版社 ， 2020 .空氣調節(jié)用制冷技術 .第二版 .北京：中國建筑工業(yè)出版社 ， 1987 、陶文銓 .傳熱學 .第三版 .北京：高等教育出版社 ， 2020 、蔣智敏、童鈞耕 .工程熱力學 .第三版 .北京：高等教育出版社， 2020 .空調用熱泵技術及應用 .北京：機械工業(yè)出版社 ， 1999 GB50189－ 2020．中華人民共和國建設部， 2020 年發(fā)布； ．柴慧娟編著，中國建筑工業(yè)出版社， 1995 年； ．何耀東，何青編著，中國建筑工業(yè)出版社， 1995 年； ．黃緒鏡編著，中國建筑工業(yè)出版社， 1992 年； （第二版）鄭愛平編著，科學出版社， 2020 年； （第三版），高明遠、岳秀萍主編，中國建筑工業(yè)出版社， 2020年；