【導(dǎo)讀】風(fēng)冷熱泵型熱水機(jī)組發(fā)展迅速，1996年比1995年增長近二倍。后的應(yīng)用將更為普及。本設(shè)計為風(fēng)冷熱泵設(shè)計，結(jié)合所學(xué)知識以及工程實際設(shè)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(jī)構(gòu)的選型、經(jīng)濟(jì)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(xì)管的方法，一般用計算法或圖解法初步估算毛細(xì)管的內(nèi)徑和長度，然后用實驗方法確定毛細(xì)管最佳尺寸。在本設(shè)計中由于條件有限，不能夠進(jìn)行實驗，所以只能選用圖解法進(jìn)行初步估算 ① 初步估算毛細(xì)管的內(nèi)徑和長度 實際應(yīng)用 中，選擇毛細(xì)管時，首先應(yīng)計算毛細(xì)管的相對流量系數(shù) ? ， ? 表示每根毛細(xì)管的實際流量 mq 與標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管流量 maq 之比值，即 mam qq /?? 。 式中， ? — 毛細(xì)管的相對流量系數(shù)； mq — 每根毛細(xì)管的實際流量； 致謝 29 maq — 標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)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(xì)管尺寸，列表 4如下 表 4 毛細(xì)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(xì)管尺寸， mmdi ? ， mL ? 。 實際調(diào)試后，再綜合原材料規(guī)格及運行效果調(diào)整并確定毛細(xì)管尺寸。 四通換向閥的選擇 本設(shè)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(zhuǎn)換。 我們選用時要選用推薦最大容量略大于本設(shè)計制冷量、制熱量的產(chǎn)品。根據(jù)以上選用原則，查文獻(xiàn) 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(jìn)氣接管外徑尺寸 8mm，排氣接管外徑尺寸 10mm。 西安交通大學(xué)城市學(xué)院城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計計算 風(fēng)機(jī)及配用電機(jī)的選擇 概述 在 熱泵 中，為了強(qiáng)化管外空氣側(cè)的換熱，增加氣側(cè)換熱系數(shù)，對冷凝器和蒸發(fā)器均采用強(qiáng)迫對流，見表 5。 表 5 風(fēng)機(jī)列表 風(fēng)機(jī)類型 特點 軸流式風(fēng)機(jī) 效率較高，風(fēng)量大，噪聲大，風(fēng)壓較低，適用于配用空冷式冷凝器 貫流式風(fēng)機(jī) 它 的轉(zhuǎn)子較長，出風(fēng)均勻，風(fēng)壓低，噪聲小，使用于分體式空調(diào)機(jī)組中的室內(nèi)機(jī)組 本設(shè)計的任務(wù)就是給室內(nèi)、室外機(jī)組選擇合適的風(fēng)機(jī)及配用電機(jī)。 ① 室外風(fēng)機(jī)（選擇軸流式） 由于冷凝器的迎風(fēng)面寬度為 L=500mm ,高度 H=,所以平行安裝一臺風(fēng)機(jī)比較適宜。 查文獻(xiàn) ③ P201 表 634小型軸流風(fēng)機(jī)系列參數(shù)和 P255 表 662 FZL 型系列軸流式通風(fēng)機(jī)性能表，選用 350FZL02型軸流式通風(fēng)機(jī)，主要技術(shù)參數(shù)，見表 6。 表 6 軸流風(fēng)機(jī)參數(shù)表 型號 風(fēng)機(jī) 電動機(jī) 風(fēng)量 （ m3 /h） 風(fēng)壓(Pa) 風(fēng)葉直徑(mm) 聲功率級 [dB(A)] 質(zhì)量(kg) 電壓(V) 相數(shù) 頻率(Hz) 功率(W) 轉(zhuǎn)速(r/min) T30N93 1936 300 58 220 1 50 100 1400 ② 室內(nèi)風(fēng)機(jī)（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(fēng)機(jī)為宜，中間以電動機(jī)相連。 根據(jù)有關(guān)資料，選擇 GL40?260 型貫流式通風(fēng)機(jī)兩臺，葉輪名義直徑 40mm,葉輪長度 260mm。電機(jī)輸入功率 15W。 制冷劑充灌量的計算 致謝 31 采用毛細(xì)管后制冷系統(tǒng)的制冷劑充灌量一定要準(zhǔn)確，因為毛細(xì)管的阻力值與充灌量有密切關(guān)系。對于 熱泵 而言，故系統(tǒng)內(nèi)制冷劑的充注量對制冷機(jī)的經(jīng)濟(jì)、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(jī)的排氣溫度 升高，影響壓縮機(jī)的使用壽命；充注量過多，不僅蒸發(fā)器內(nèi)積液過多，致使蒸發(fā)器壓力升高，傳熱溫差減小，嚴(yán)重時甚至?xí)a(chǎn)生壓縮機(jī)的液擊現(xiàn)象，而且會使冷凝器內(nèi)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(dǎo)致冷凝壓力升高，壓縮機(jī)耗功增加。由此可知，在一定工況下，系統(tǒng)內(nèi)存在一個最佳充注量問題。 據(jù)文獻(xiàn) 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(yīng)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(fēng)冷熱泵 系統(tǒng) 管 道 及輔助設(shè)備選擇 管路及輔助設(shè)備的選擇 空調(diào)器的制冷系統(tǒng)中，除了前述的壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流機(jī)構(gòu)、蒸發(fā)器、離心風(fēng)機(jī)和軸流（或貫流）風(fēng)機(jī)外，尚有干燥器、氣液分離器、電磁閥等輔助設(shè) 備，各設(shè)備之間用管道接通，構(gòu)成一個封閉系統(tǒng)。所以輔助設(shè)備和管道的選型是否合西安交通大學(xué)城市學(xué)院城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計計算 理，也將影響到空調(diào)器的運行性能。 管路系統(tǒng)選型 制冷管路的設(shè)計原則是應(yīng)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(chǎn)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(dāng) 量長度、允許壓力損失和制冷劑類型）直接從有關(guān)圖表中查出管道內(nèi)徑和管內(nèi)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(shè)備的進(jìn)、出口口徑的大小適當(dāng)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(jī)構(gòu)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(fēng)冷 熱泵中，為了防止壓縮機(jī)發(fā)生液擊現(xiàn)象，在壓縮機(jī)入口處都裝有氣液分離器。 熱泵熱力經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)核算 熱泵經(jīng)濟(jì)分析計算 致謝 33 評價壓縮機(jī)能量消耗方面的先進(jìn)性，可采用兩個指標(biāo)：制冷壓縮機(jī)的性能系數(shù) COP 和能效比 EER。 EER 考慮到驅(qū)動電機(jī)效率對能耗的影響，從單位電動機(jī)輸入功率的制冷量大小來評價。 其定義為 熱泵 進(jìn)行制冷時，制冷量與所對應(yīng)消耗的功率之比。 熱泵在制冷和制熱運行時的熱力經(jīng)濟(jì)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(diào)器制冷量 0N — 房間空調(diào)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(diào)器制冷量 1N — 房間空調(diào)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(xué)城市學(xué)院城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計計算 致 謝 這次空氣調(diào)節(jié)畢業(yè)設(shè)計題目是“ 風(fēng)冷熱泵 設(shè)計 ”。設(shè) 計的內(nèi)容包括 風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)流程圖設(shè)計 、 風(fēng)冷熱泵 設(shè)備的選 型 、 蒸發(fā)器冷凝器結(jié)構(gòu)圖 ，并且設(shè)計中對各種 熱泵 系統(tǒng)進(jìn)行了 經(jīng)濟(jì)性 的分析。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我對自己所學(xué)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(diào)設(shè)計，這次設(shè)計我學(xué)到不少設(shè)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(shè)計的目的。作為一名 暖通 專業(yè)的學(xué)生，我對 熱泵 行業(yè)充滿了興趣和期待，而通過這次設(shè)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(chǔ)。 經(jīng)過了近兩個月的畢業(yè)設(shè)計 ,不僅使我對本專業(yè)有了更深層次的理解 ,學(xué)習(xí)到了如何 理論聯(lián)系實際以更好地掌握所學(xué)知識 ,領(lǐng)會到了暖通專業(yè)的重要性，還養(yǎng)成了嚴(yán)謹(jǐn)、自立的學(xué)習(xí)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(shè)計工作過程中，得到了 張 老師等幾位系里老師的的指導(dǎo)和關(guān)心，老師們不僅在設(shè)計初期方案確定方面給了很大的幫助，而且在設(shè)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(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，謙虛敬業(yè)，對學(xué)術(shù)熱點有敏銳的洞察力，關(guān)注學(xué)術(shù)的發(fā)展，并指引學(xué)生向更高方向努力，他們孜孜不倦的學(xué)習(xí)精神和飽滿的工作熱情使我受益匪淺；當(dāng)然，在設(shè)計期間，也離不開同一畢業(yè)設(shè)計小組其它成員的 支持和幫助，在畢業(yè)設(shè)計期間，同學(xué)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(xué)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(xué)習(xí)方法。 今天的這一份設(shè)計報告是大學(xué)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(xiàn) .小型制冷裝置設(shè)計指導(dǎo) .第一版 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2020 ，李樹林 .制冷空調(diào) 原理及應(yīng)用 .第二版 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ，2020 .空調(diào)器應(yīng)用安裝與維修從入門到精通 .第一版 .北京：北京科學(xué)技術(shù)出版社 ， 2020 .空氣調(diào)節(jié)用制冷技術(shù) .第二版 .北京：中國建筑工業(yè)出版社 ， 1987 、陶文銓 .傳熱學(xué) .第三版 .北京：高等教育出版社 ， 2020 、蔣智敏、童鈞耕 .工程熱力學(xué) .第三版 .北京：高等教育出版社， 2020 .空調(diào)用熱泵技術(shù)及應(yīng)用 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ， 1999 GB50189－ 2020．中華人民共和國建設(shè)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(xué)出版社， 2020 年； （第三版），高明遠(yuǎn)、岳秀萍主編，中國建筑工業(yè)出版社， 2020年；