【正文】 根據(jù)我國標準，其設計額定工況為： 0t =5 ℃ kt =40 ℃ 過熱度： ℃ 過冷度： 2 ℃ 其中： vsp? ：名義工況下節(jié)流閥前后的壓力差為 名義工況下的熱力參數(shù)如下： 30kw 別墅蓄能空調(diào)系統(tǒng)設計 28 圖 熱力膨脹閥壓焓圖 對 應 查 得 ， 1h =4h =?? m3/kg 單位制冷量： sq0 = 1h － 4h = － = (71) 具體校核可按下式 [7]進行： vsssvaaasa pq pq ???101000 ?? (72)式中： aq0 、 sq0 分別為實際工作工況和額定工況下的單位制冷量 (kJ/kg) ；a1? 、 s1? 分別為實際工作工況和額定工況下節(jié)流閥前制冷劑液體的密度(kg/m3) ； vap? 、 vsp? 分別為實際工作工況和額定工況下節(jié)流閥前后的壓力差 (Pa)。 如同壓縮機的選擇一樣，熱力膨脹閥也有自己的名義 工況，在選用時需進行相應的校核。 一般來說，在實際工作工況下，熱力膨脹閥制冷量應是壓縮機制冷量的～ 倍 [7]。如果熱力膨脹閥的制冷量較壓縮機的制冷量小的多，會造成工作時熱力膨脹閥始終全開，但制冷劑流量仍小于系統(tǒng)設計流量，系統(tǒng)的自平衡特性會使冷凝壓力上升，蒸發(fā)壓力下降，在新的條件下達到新的平衡，其結果是制冷量與性能系數(shù)均下降。 在此，考慮到本系統(tǒng)的成本及實際需用，在此采用熱力膨脹閥。 (6) 毛 細管：制冷劑在毛細管內(nèi)的膨脹過程，是流體在等截面管道中有摩擦的、有或無熱交換的流動過程。 (4) 熱電膨脹閥：熱電膨脹閥是利用蒸發(fā)器出口處制冷劑過熱度來控制通斷和流量，適用于各種系統(tǒng)。已知空氣露點溫度為 C? （ 1）所以在換熱過程中蓄冷槽內(nèi)介質(zhì)從 2C? 變化至 5 C? ，故蓄冷槽的溫度變化的對數(shù)平均溫差： 21123 3 . 4 1 9 . 4 2 5 . 93 3 . 41 9 . 4aamkakatttCttLnIn tt?? ?? ? ? ??? （ 68） （ 1） 已知外表面溫度為 C? ，比環(huán)境溫度高 1 C? ，空氣的對流傳熱系數(shù)為，可得蓄冷槽外表面的熱流密度： q= t? .h=()*= （ 69） （ 2） 表面散熱量等于傳熱量， 則傳熱量 120mbtqrr?????????= （ 610） （ 4） 蓄冷槽表面為一層硬泡沫塑料和聚苯乙烯，兩者的熱導系數(shù)非常接近，故30kw 別墅蓄能空調(diào)系統(tǒng)設計 26 可取均為 ，則上式可化為 ?? （ 611） 解得蓄冷槽的厚度 ? 為 ： ? = 7 節(jié)流機構的選擇計算 節(jié)流機構在整個熱力循環(huán)計算中起著重要作用，由它來實現(xiàn)制冷劑的壓降。供冷時，通過向室內(nèi)提供冷量，蓄冷槽內(nèi)的溫度將逐漸升高，當溫度上升至 5C? 時，就不能再提供冷量了，可認為供冷過程結束。 ?16? 水在 ? ℃ 時運動粘度 10 /v m s??? 此時的雷諾數(shù)： 28261?? ?? ie dR 410 （ 539） 故水在管內(nèi) 的流動狀態(tài)為湍流，考慮將套管盤成曲率半徑為 125R mm? 的螺旋管，盤管水側(cè)修正系數(shù)： 1 1 . 7 7 1 . 2 0iR dR? ? ? ? （ 540） 水側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)： )( 90 2 kmWdB Riwi ??? ??? （ 541） 30kw 別墅蓄能空調(diào)系統(tǒng)設計 23 B 在 ? ℃ 時的物性集合系數(shù)為： 1 3 9 5 .6 2 3 .2 6 1 6 1 6 .5 7mBt? ? ? （ 542） 乙二醇在 5 10 ft ???℃ 時的物性參數(shù)為： 密度 31030 /kg m? ? ，比熱容? ? /pC kJ kg k??，導熱系數(shù) /W m k? ??，動力粘度 10 /v m s?? ，普朗特數(shù) ? ，粘度 31 10 Pa s? ? ? ? 雷諾數(shù)為： ef lR v??? (543) 努塞爾數(shù)： 0 . 8 0 . 30 . 0 2 3 1 9 . 1 5 5 1 9u f e f rN R P?? (544) 換熱系 數(shù)： 3 0 9 8 . 8 7 5 1uNh l??? ? ?2/W m k? (545) 將有關參數(shù)帶入傳熱方程可得一下方程組： ? ?? ?? ?1221fwi mq h t tq t tq t t???????? （ 546） 其中 1t 為內(nèi)管外表面溫度， 2t 為內(nèi)管內(nèi)表面溫度 整理得： ? ?? ?? ?1221 9 4 8 7 .9 9 .5393qtq t t???? （ 547） 再整理得： ? ?223 4 8 . 2 2 6 1 1 . 49 4 8 7 . 9 9 . 5qt?? （ 548） 經(jīng)迭代： 2 9t ? ℃ ， 247 43 .9 5 /q W m? 冷凝器所需傳熱面積： 30kw 別墅蓄能空調(diào)系統(tǒng)設計 24 200 mqQA f ?? （ 549） 所需翅片管有效總管長： 00 ??ffAL ? m （ 550） 采用四 根管并聯(lián)結構，則每根管長度為 6 蓄冰槽設計 本系統(tǒng)要求采用 雙金屬芯冰球蓄冷，由前知蓄冰系統(tǒng)進出換熱器溫度/dt drTT? 5℃ /10℃ （供水溫度為 7℃ /12℃ ,換熱器兩側(cè)溫差 2℃ ），采用全部蓄冷策略，蓄冰時間為晚上 0:00—8:00，總共 8 個小時， 日總負荷 kwNi 1800 ?? ， 考慮蒸發(fā)溫度下降，蒸發(fā)出水溫度由 5℃ 下降到 5℃ ，取效率下降系數(shù)為 ， 蓄冰量： hkw ist ??? 7 （ 61） 蓄冰溫差 ： 0 .6 5 5 0 .6 5 3 .2 5cT? ? ? ? ?℃ （ 62） 由任務書知蓄冰溫度： /ct crTT=5℃ /2℃ 查閱雙金屬芯心冰球有關資料：每個冰球體積為 332 .2 0 2 .2 0 1 0Lm???，每個冰球的熱容量為 ? 單位體積熱容量： 330 .2 2 1 0 0 /2 .2 0 1 0D k W h m?? ? ?? （ 63） 蓄冰球體積： mDQV st ?? （ 64） 蓄冰槽體積： 30kw 別墅蓄能空調(diào)系統(tǒng)設計 25 339。 冷凍水進口溫度 1 12st ? ℃ ，冷凍水出口溫度 2 7st ? ℃ ，載冷劑乙二醇的平均溫度 5 10 ot ???℃ 。 0 . 0 9 2 6 32oim dda ? ??? (527) 所需總管長： mAlmf 39。 管間圓環(huán)面積： 22 23 2 2 2 . 5 1 6 3 7 1 . 3 0 522cA m m????? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ? （ 512） 潤濕周長： ? ?3 2 2 2 . 5 1 8 1 4 1 . 3p m m??? ? ? ? ? （ 513） 管間圓環(huán)當量直徑： 39。 雷諾數(shù)： 30kw 別墅蓄能空調(diào)系統(tǒng)設計 19 4 9 6 8 .2ief dR v??? （ 59） 根據(jù)管內(nèi)強制對流傳熱公式 ： 0 . 8 0 . 30 . 0 2 3 7 8 . 3 0 4 6 1u f e f rN R P?? （ 510） 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)： ? ?22 9 5 1 . 4 8 1 3 5 /uiNh W m kd ?? ? ? （ 511） R22 在 9t?? ℃ 時的物性參數(shù)為：密度 31 3 1 5 .0 /kg m?? ，比熱容? ?1 . 1 4 6 /pC kJ kg k??， 導 熱 系 數(shù) /W m k? ??，動力粘度 10 /v m s?? ，潛熱 2 1 2 .6 9 /r kJ kg? ， 普 朗 特 數(shù) ? ，粘度61 2 4 3 . 4 1 0P a s? ?? ? ?。 每米管長各有關換熱面積分別為： 20 . 0 4 0 8 2 /iid m m???? （ 52） 20 .0 5 0 2 4 /ood m m???? （ 53） 20 . 0 4 5 5 3 /2iom dd mm?? ??? （ 54） 由任務書知該系統(tǒng)蒸發(fā)器制冷量 KWQ 300 ? 載冷劑乙二醇平均溫度： 12 m ttt ?? ? ?℃ （ 55） 乙二醇在此平均溫度下的物性參數(shù)為：密度 31009 kg m? ???，比熱容? ?4 .1 /pC kJ kg k??。 該蒸發(fā)器采用乙二醇走管內(nèi)，制冷劑走管間。 tnnn? ? ％ （ 442） 翅片管簇空氣流動阻力： aata PnP )( a x ???? ?? （ 443） 5 蒸發(fā)器設計計算 本系統(tǒng)共分三個循環(huán)：制冷循環(huán)、蓄冰循環(huán)和供冷循環(huán)。此外，冷凝器 的實際迎面風速與所取迎面風速一致。K)，可得 冷凝器總的傳熱系數(shù)： oofbabofiofkio rraaaaK?????111????? = w/ (m2K)/m, 空氣側(cè)塵垢熱阻ra=(m2 根據(jù)熱量守恒得： )()( mwofofowkiki ttatta ??? ??? (335) 整理得到： )34()45( ??? ww tt 經(jīng)迭代計算得到： tw=℃ 由此可得到 22 在管內(nèi)凝結表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)： )45( ??? wki t? =(m2 39。 1 . 0 6 3 2 . 7 9 1 4 9ff???? （ 4