【正文】 2 5 1 1 9 2 .3 ( 0 .0 1 2 4 m ) 1 .3 8 4 0 .9 2 t? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?0 .2 5 23 3 0 1 .3 t w / m k?? ? ? 對(duì)數(shù)平均溫差： w 1 w 2mk w 2k w 1tt 34 30t Ct t 37 30lnln 37 34tt? ?? ? ? ????? 取水側(cè)污垢系數(shù) 2iR 0 .0 0 0 0 8 6 m k / w??計(jì)算熱流密度 0 . 2 5o k , oq h t 33 01 .3 t t?? ?? ? ? ?? 制冷循環(huán)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái) 22 熱流密度可用下式表示： moo , f o , fw , i i i mttqaa1h R a a? ? ???? ???????? 其中 ? ?m i ba d d2??? 所以 oo 224 .7 2 C tq 9 7 0 .9 ( 4 .7 2 t )1 0 .1 3 9 0 .0 0 1 0 .1 3 9 m( 0 .0 0 0 0 8 6 m k / w )6 4 0 0 .3 7 w / m k 0 .0 3 2 7 3 9 3 0 .0 3 5 8 m??? ? ? ?? ? ? ? ?? （注： t? 為制冷劑蒸汽與銅管壁面之間的傳熱溫差 ； mt? 為冷卻水與制冷劑蒸汽之間的平均傳熱溫差：o,fw ,i i ia1h R a???????為水側(cè)的熱阻， o,fmaa?? 為銅管壁的熱阻） 選取不同的 t? （ 單位為 ℃） 進(jìn)行試湊計(jì)算 ， 計(jì)算 結(jié)果列于下表 中 t? /℃ 第一式0q (w/m2) 第二式0q ( w/m2) 1 當(dāng) t? =℃ 時(shí)兩式 0q 相差已經(jīng)很小 ，取 0q =3540w/m2計(jì)算實(shí)際所需的傳熱面積 2Fo , f 202 5 0 0 wA 0 .7 0 6 mq 3 5 4 0 w m?? ? ? 初步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中實(shí)際布置冷凝傳熱面積為 ， 較傳熱計(jì)算所需面積大，可作為冷凝傳熱面積的富裕量。初步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所布置的冷凝傳熱面積能滿足負(fù)荷傳熱要求 （ 6）冷卻水側(cè)阻力計(jì)算 冷卻水在冷凝器內(nèi)的總流動(dòng)阻力用下式計(jì)算 ? ?2 i1lp u f N 1 . 5 N 12d??? ? ? ? ????? 式中： u 為冷卻水在管內(nèi)的流速， m/s； ? 為冷卻水的密度， 3kgm ； l 為單根傳熱管長度 ， m； id 為管子內(nèi)徑 ， m； N 為流程數(shù) ； f 為沿程阻力系數(shù) ， 對(duì)于水 ， f 由下制冷循環(huán)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái) 23 面的光滑管內(nèi)流動(dòng)阻力公式求取 ： Re? （上式的適用范圍是雷諾數(shù) Re=3 103～ 1 105 管子外側(cè)制冷劑的流動(dòng)阻力較小，一般可忽略不計(jì)。 本冷凝器的阻力系數(shù)： 0 . 2 5 0 . 2 50 . 3 1 6 4 0 . 3 1 6 4f 0 . 0 2 8R e 1 6 2 3 9 . 4? ? ? 所以，冷卻水側(cè)阻力 ? ?2i1lp u f N N 12d??? ? ? ? ????? ? ? ? ?231 kg m m s 8 8 12 ??? ? ? ? ? ? ? ? ????? = （ 7） 連接管管徑計(jì)算： 取冷卻水在進(jìn)出水接管中的流速 u=，則進(jìn)出水接管管內(nèi)徑為 vi 4qd u? ? 4 0 .0 0 0 1 5 0 4 63 .1 4 0 .5?? ? ? 根據(jù)無縫鋼管規(guī)格，選取 Ф 20mm 2mm 無縫鋼管為進(jìn)出水接管。依據(jù)循環(huán)熱力計(jì)算，可分別求得制冷劑進(jìn)冷凝器時(shí)過熱蒸汽的體積流量及 制冷劑從冷凝器排出時(shí)冷凝液體的體積流量，選取制冷劑在冷凝器進(jìn)氣接管和出液接管的適當(dāng)流速，即可計(jì)算出進(jìn)氣接管和出液接管的管內(nèi)徑。一般臥式殼管式冷凝器的進(jìn)氣接管管徑與所配制冷壓縮機(jī)的排氣管管徑相同。 現(xiàn)將所設(shè)計(jì)的臥式殼管式冷凝器的主體結(jié)構(gòu)及其有關(guān)參數(shù)綜述如下：低翅片管總數(shù)為 16 根，每根傳熱管的有效長度為 330mm，管板的厚度取 12mm，考慮傳熱管與管板之間脹管加工時(shí)兩端各伸出 3mm，傳熱管的實(shí)際下料長度 360mm。殼體長度為 330mm（等于傳熱管有效單管長），殼體規(guī)格為Ф 130mm 4mm 的無縫鋼管。冷卻水流動(dòng) 的流程數(shù)為 8，由于傳熱管總根數(shù)為 16 根，則每流程管數(shù)為 2 根。 制冷循環(huán)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái) 24 膨脹閥的選型計(jì)算 熱力膨脹閥的工作原理是通過感受蒸發(fā)器出口制冷劑蒸氣過熱度的大小，來調(diào)節(jié)制冷劑的流量，以維持恒定的過熱度，在控制原理上屬于比例調(diào)節(jié)器。熱力膨脹閥可以自動(dòng)調(diào)節(jié)制冷劑的流量。 熱力膨脹閥的設(shè)計(jì)選配是根據(jù)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)的制冷量、工況、制冷劑及系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)布置情況，選擇合適的容量和形式的熱力膨脹閥。 每只閥只能用于它規(guī)定的系統(tǒng)中。相同開度下閥前后的壓力差影響制冷劑的流速乃至流量。隨著蒸發(fā)溫度的降低，閥容量變小。閥前液體過冷度影響 到節(jié)流后的兩相制冷劑的干度，對(duì)閥的流量系數(shù)產(chǎn)生影響。閥容量隨節(jié)流前液體過冷的增大而增大。膨脹閥入口處必須避免制冷劑液體中有閃蒸氣，否嚴(yán)重影響閥的容量。冷凝器至閥前的液管有阻力降時(shí)，必須增加液體的過冷度，以防止閥前汽化。 可靠的膨脹閥容量特性由生產(chǎn)廠家提供的熱力膨脹閥容量表中查取。熱力膨脹閥一般有 20﹪的容量裕度，及閥的最大能力可以達(dá)到樣本的 120﹪。所以設(shè)計(jì)時(shí)，選擇容量滿足系統(tǒng)制冷量的要求的閥，而不必要留有過大的容量裕度。若閥選定的過大，不僅價(jià)格高，而且會(huì)引起閥的工作不穩(wěn)定，調(diào)節(jié)時(shí)只是作為動(dòng)作開關(guān)，不能隨負(fù) 荷的變化成比例的做出連續(xù)的平滑的調(diào)節(jié)。此外還會(huì)影響閥的壽命。 上海奉申制冷控制器有限公司生產(chǎn)的膨脹閥及選型方法如下： 選型方法及步驟 一．利用容量表選擇膨脹閥閥型號(hào)規(guī)格的方法及步驟。 首先根據(jù)設(shè)計(jì)工況確定： 1. 制冷系統(tǒng)中制冷劑 2. 進(jìn)入閥的液體制冷劑溫度 3. 蒸發(fā)溫度 4. 通過閥的壓力降 5. 所需要的制冷量 (蒸發(fā)器的冷量 ) 然后根據(jù)上述確定的參數(shù)，在擴(kuò)展容量表中選擇合適的閥型號(hào)與規(guī)格。如果進(jìn)入閥的制冷劑溫度不是 35℃，查閥進(jìn)液溫度修正系數(shù)表，修正該工況下的制冷量。 二．其它必須的選擇 制冷循環(huán)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái) 25 1. 充注形式，見膨脹閥充注選擇表 2. 平衡形式 (內(nèi)平衡或外平衡 )，見外平衡選擇表 3. 連接方式 (螺紋連接或釬焊擴(kuò)口連接 ) 三．可任意選擇的項(xiàng)目： 1. 是否需要壓縮機(jī)的 MOP 馬達(dá)過載保護(hù)，見 MOP 馬達(dá)過載保護(hù)選擇表 上海奉申制冷控制器有限公司生產(chǎn)的膨脹閥 進(jìn)液溫度修正系數(shù) 表 上海奉申制冷控制器有限公司生產(chǎn)的膨脹閥 型號(hào)與參數(shù)表 名義容量是基于冷凝溫度 +38℃，蒸發(fā)溫度 +4℃，閥進(jìn)液溫度過冷 1K，對(duì)于制冷劑R134a，通過閥的壓力降為 ，對(duì)于制冷劑 R2 R407C、 R404A/R507，通過閥的壓力降為 . 熱力膨脹閥 CTV、 DTV 系列： 制冷循環(huán)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái) 26 R134a 擴(kuò)展容量表 (擴(kuò)展容量是基于進(jìn)入閥的不帶蒸汽的液體制冷劑溫度為 +35℃ ) 單位： KW 針對(duì)本實(shí)驗(yàn)臺(tái)的制冷系統(tǒng)，熱力膨脹閥的選型如下： 工況：制冷劑： R134a 通過閥的壓力降：Δ P = 蒸發(fā)溫度 te = 6℃ 蒸發(fā)器的冷量為 2KW(所需制冷量 ) 制冷循環(huán)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái) 27 進(jìn)入閥的液體制冷劑為 30℃ 查閥進(jìn)液溫度修正系數(shù)表得修正系數(shù) Kt = 修正后的蒸發(fā)器的冷量為 2/= 如果蒸發(fā)器的壓力降 大于 ，須選擇外平衡膨脹閥。 一般膨脹閥的容量要比修正的蒸發(fā)器冷量要稍大，查擴(kuò)展容量表可得選擇 DTV( E)N1 釬焊連接熱力膨脹閥 DTV 型外形尺寸 (單位 :mm) 壓縮機(jī)的選型計(jì)算 隨著能源的緊缺和保護(hù)環(huán)境的呼聲越來越高，人們對(duì) 高耗能設(shè)備 中占重要地位的制冷設(shè)備 提出了節(jié)能、降低對(duì)環(huán)境直接污染和間接污染等要求。滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)作為房間空調(diào)器一種常用的、效率較高的壓縮機(jī)形式，它與往復(fù)式壓縮機(jī)相比，具有容積效率高，往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件少，振動(dòng)小，不需要內(nèi)部懸掛支撐彈簧，零部件少等優(yōu) 點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，相對(duì)于往復(fù)式壓縮機(jī)，轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)體積減少 40－ 50％，重量輕 40－ 50％。制冷循環(huán)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái) 28 從二十世紀(jì)八十年代起，對(duì)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的研究非?；钴S， 并 已實(shí)現(xiàn)商品化。目前在國內(nèi)外，滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)已替代往復(fù)式壓縮機(jī)廣泛應(yīng)用于空調(diào)等家用制冷設(shè)備中[17]。 滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式 壓縮機(jī) 工作原理 ： 滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式 壓縮機(jī) 主要由汽缸、轉(zhuǎn)子、滑片、排汽閥和汽缸端蓋等部件組成，如圖 6 所示。 圖 6 滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式 壓縮機(jī) 結(jié)構(gòu)原理圖 1氣缸； 2轉(zhuǎn)子； 3排氣閥； 4滑片； 5圓柱型導(dǎo)向器； 6進(jìn)氣口； 7排氣口； 8滑片彈簧； 工作過程 ： 滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式 壓縮機(jī) 的工作 過程如圖 7所示。 圖 7 滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式 壓縮機(jī) 工作原理 1汽缸； 2旋轉(zhuǎn)活塞； 3排氣閥； 4滑片； 5導(dǎo)向座 由上述的工作過程可以看出： 制冷循環(huán)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái) 29 轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)一周，將完成上一工作循環(huán)的壓縮和排氣過程及下一工作循環(huán)的吸氣過程。 由于不設(shè)進(jìn)汽閥，吸氣開始的時(shí)機(jī)和汽缸上吸氣孔口位置有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，不隨工況的變化而變動(dòng)。 由于設(shè)置了排汽閥，壓縮終了的時(shí)機(jī)將隨排氣管中壓力的變化而變動(dòng)。 根據(jù) 所設(shè)計(jì)制冷系統(tǒng)需要壓縮機(jī)的制冷量為 Q＝ 2KW，制冷量不大，選取全封閉 轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)較為合適。選擇廣東美 芝 壓縮機(jī)公司生產(chǎn)的型號(hào)為 PH135X1C8DZD2 的滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī) ，其參數(shù)如下： 型號(hào) 單位 PH135X1C8DZD2 排量 cm3/rev 制冷量 W 2280 功率 W 750 COP W/W 電流 A 噪音 dB 59 電容 μF 25 油量 ml 400 重量 kg 12 第三章 制冷系統(tǒng)輔助部件的選型 為了保證制 冷系統(tǒng)能安全有效運(yùn)行，輔助設(shè)備起著至關(guān)重要的作用。常用的輔助設(shè)備有截止閥，電磁閥，單向閥，干燥過濾器，安全閥，液視鏡等。 截止閥的選型 在制冷回路上，為安裝和維修的方便而設(shè)置截止閥。它有二通閥和三通閥兩種型號(hào)。三通閥帶有一個(gè)旁通孔。通常在氣態(tài)制冷劑通道上安裝三通閥，而在液態(tài)制冷劑通道既可安裝二通閥，也可安裝三通閥。 以下的截止閥適用于以 R2 R407C 和 R134a 等為制冷劑的制冷系統(tǒng)中，順時(shí)針制冷循環(huán)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái) 30 轉(zhuǎn)動(dòng)閥桿并按規(guī)定扭矩上緊，可以關(guān)閉閥的內(nèi)部通路。反之可打開。在維修時(shí)作為檢修閥，用來抽真空、添加制冷劑等。 以下是 浙江三花集團(tuán)生產(chǎn)的部分截止閥的型號(hào)： 選用型號(hào)為和 FSVA2 和 FSVJA4 的 截止閥。 干燥過濾器的選型 制冷系統(tǒng)中含微量的空氣和水分，再加上制冷劑和冷凍潤滑油中含有的少量水分，若其總含水量超過系統(tǒng)的極限含水量，當(dāng)制冷劑通過毛細(xì)管或熱力膨脹閥節(jié)流降壓時(shí)，制冷劑中含有的水分就可能在毛細(xì)管進(jìn)口或熱力膨脹閥的閥芯處凍結(jié)成小冰塊，堵塞毛細(xì)管或熱力膨脹閥的閥芯通道，使空調(diào)器制冷系統(tǒng)不能正常工作。另外，空調(diào)制冷系統(tǒng)中還有可能含有一些贓物和其他雜質(zhì)，若不把它們除掉，也可能堵塞毛細(xì)管或膨脹閥的閥 芯處。所以，空調(diào)器一般都要安裝干燥過濾器。 制冷循環(huán)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái) 31 干燥過濾器在氟利昂制冷系統(tǒng)中，采用無縫鋼管作為殼體，內(nèi)裝 ～ 網(wǎng)孔的黃銅絲或不銹鋼絲網(wǎng)，兩端蓋用螺紋與筒體聯(lián)接并用錫焊焊牢。一般安裝在液管段的供液電磁閥前的管道中。同時(shí)在筒體標(biāo)有流向指示符號(hào)，避免發(fā)生安裝錯(cuò)誤。在實(shí)際的氟利昂系統(tǒng)中常常將過慮筒體內(nèi)填充干燥劑，使過慮和干燥功能合而為一，叫做過濾干燥器。干燥劑一般采用無水氯化鈉、硅膠、活性氧化鋁和分子篩等，以吸收制冷劑液體中的水分。 以下是 浙江三花集團(tuán)生產(chǎn)的部分干 燥過濾器 的型號(hào)： 選用型號(hào)為 BG2 型 的干燥過濾器。 電磁閥的選型 在本實(shí)驗(yàn)臺(tái)中，制冷循環(huán)有無回?zé)岬倪x擇需要用到電磁閥來改變制冷劑的流向。 電磁閥一般是指二通電磁閥。特殊的有三通和四通電磁閥，二通電磁閥作為自動(dòng)截止閥，起使流動(dòng)截止和接通的作用。三通和四通電磁閥作為自動(dòng)切換閥，起使流動(dòng)換向的作用。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)可用三通電磁閥也可用二通電磁閥，在這里選用上海奉申制冷控制器有限公司的電磁閥，有關(guān)規(guī)格如下： 制冷循環(huán)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái) 32 型號(hào)與參數(shù)表： Kv值表示介質(zhì)通過閥門壓差等于 時(shí)的流量，單位為 m3/h，密度ρ =1000kg/m3 型號(hào)后面字母 ”W” 表示釬焊連 接，字母 ”A” 、 ”B” 表示閥體形式，字母 ”K” 表示常開型。 選用焊接型 電磁閥 ～ 3 型直動(dòng)式電磁閥動(dòng)作迅速，對(duì)電訊號(hào)響應(yīng)極快，在真空、負(fù)壓或零壓時(shí)都能正常工作，