【正文】 制冷劑充注量的估算 系統(tǒng)中冷媒的充注量對(duì)整機(jī)制冷能力有著很大的影響。經(jīng)過(guò)多次調(diào)試，當(dāng)毛細(xì)管長(zhǎng)度為 450mm時(shí)，回氣，排氣，蒸發(fā)，冷凝等各溫度較為合理，制冷量也到達(dá)最佳值。再考慮到管長(zhǎng)修正系數(shù)，初選毛細(xì)管尺寸為 :di=，L= = 實(shí)驗(yàn)校正 :在匹配時(shí)使用此規(guī)格毛細(xì)管，發(fā)現(xiàn)回氣溫度偏高，冷凝壓力低，冷媒過(guò)熱度大。 空調(diào)制冷系統(tǒng)高能效初步設(shè)計(jì) 查圖法 :毛細(xì)管前液體過(guò)冷度為 4337=6℃，查《制冷裝置自動(dòng)化》圖 33，得出毛細(xì)管長(zhǎng)度修正系數(shù)為 。毛細(xì)管的阻力應(yīng)能足以在其入口側(cè)建立起一段制冷劑液封，又不能有過(guò)多的液體工作，但由于管內(nèi)兩相流動(dòng)過(guò)程的復(fù)雜性，使實(shí)用而準(zhǔn)確的定量計(jì)算存在一定困難。由于汽液混合物密度增大，流速將增大，致使流動(dòng)阻力明顯提高，故沿流動(dòng)方向壓力降低得越來(lái)越快，溫度則隨壓力按飽和對(duì)應(yīng)關(guān)系變化，直到毛細(xì)管出口。管內(nèi)流態(tài)將出現(xiàn)純液相流動(dòng)和汽液兩相流動(dòng)兩個(gè)階段。毛細(xì)管按使用情況分為有熱交換和無(wú)熱交換。 貫流風(fēng)葉外形是長(zhǎng)筒型與軸流風(fēng)葉相比，存在風(fēng)量不均勻現(xiàn)象，尤其長(zhǎng)度大于 250mm 以上更為突出。 室外風(fēng)機(jī)采用軸流式風(fēng)機(jī)：效率高，風(fēng)量大，噪聲大，風(fēng)壓低（〈 500Pa〉；室內(nèi)風(fēng)機(jī)采用貫流式風(fēng)機(jī)：轉(zhuǎn)子較長(zhǎng)，出風(fēng)均勻，風(fēng)壓低，噪聲小。 管數(shù) 16 翅片形式 開窗式 排數(shù) 2 片距 管徑 親水性 親水膜 蒸發(fā)器參數(shù) 五 .室內(nèi)外風(fēng)機(jī)、電機(jī)選型 空調(diào)的特性不僅取決于壓縮機(jī)的特性，而且也與室內(nèi)外側(cè)空氣的狀態(tài)參數(shù)有關(guān)，猶如風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)取決于風(fēng)機(jī)本身的特性和管道特性一樣。由于室內(nèi)機(jī)外觀厚度的限制，使得蒸發(fā)器不能太厚，故在前兩折蒸發(fā)器上各布置六條 U 形管，后一折蒸發(fā)器上布置四條 U 形管。為了有效利用空間和與貫流式風(fēng)機(jī)的合理配合，理想情況是將蒸發(fā)器外形做成圓形使風(fēng)平行與翅片吹過(guò)。偏差的原因是，實(shí)際蒸發(fā)器有時(shí)并不一定能嚴(yán)格按“計(jì)算單元”劃分，而且實(shí)際存在的計(jì)算單元的數(shù)量也常大于理論上的“計(jì)算單元”的數(shù) 量，但是在幾何參數(shù)計(jì)算時(shí)，由于蒸發(fā)器尚在設(shè)計(jì)中，無(wú)法精確知道“計(jì)算單元”的數(shù)目，只能先按單個(gè)“計(jì)算單元”作概算，待蒸發(fā)器設(shè)計(jì)好后在作核算。 值得注意的是，盡管用“計(jì)算單元”算出的傳熱管總內(nèi)表面積于上面計(jì)算出的實(shí)際內(nèi)表面?zhèn)鳠崦娣e相同，但是，按“計(jì)算單元”計(jì)算出的總外表面積卻與蒸發(fā)器的實(shí)際總外表面積不同。 (11)蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)尺寸的確定 蒸發(fā)器所需的表面?zhèn)鳠崦娣e A′ i= Q0/qi=2800/7000= m2 A′ o=Q0/qo=2800/= m2 蒸發(fā)器所需傳熱管總長(zhǎng) l′ t= A′ o /a0f=迎風(fēng)面積 Af= qv,a/wf=624/(3 3600)= 取蒸發(fā)器寬 B=650 m m，高 H=280 m m，則實(shí)際迎風(fēng)面積 Afs= = 已選定垂直于氣流方向的管間距為 S1=，故垂直于氣流方向的每排管子數(shù)為 nl=H/sl=280/=16 深度方向（沿氣流流動(dòng)方向）為 2 排，共布置 32 根傳熱管，傳熱管的實(shí)際總長(zhǎng)度為 lt= 16 2= 傳熱管的實(shí)際內(nèi)表面?zhèn)鳠崦娣e為 Ai=16 2 π di =32 m2 = m2 又 A′ i /Ai= l′ t/lt=說(shuō)明計(jì)算約有裕度。K) 內(nèi)螺紋管的換熱效果比光管的換熱效果提高 3050%左右，且蒸發(fā)器工藝材料都比一般的要好，換熱效果也會(huì)提高大約 60%故 Ko=（ 1++） Ko’ = W/(m2K) (8)傳熱溫差的初步計(jì)算 暫先不計(jì) R22 的阻力對(duì)蒸發(fā)器溫度的影響，則有 θ m′=(ta 1ta2)/[ln(ta1ta2)/(ta1ta2)] =()/[ln(2715)/()] =℃ (9)傳熱系數(shù)的計(jì)算 由于 R22 與聚酯油能互溶，故管內(nèi)污垢熱阻可忽略，據(jù)文獻(xiàn)介紹翅片側(cè)污垢熱阻，管壁導(dǎo)熱熱阻及翅片與管壁間接觸熱阻之和[rw+rs+ (at /am)rt]可取為 W/(m2 s) 于是，沸騰特征數(shù) B0=qi/(gi則總流通截面為 A =qm/(qi′ 3600)=(250 3600) = m2 每根管子的有效流通截面 空調(diào)制冷系統(tǒng)高能效初步設(shè)計(jì) Ai=π di2/4= ()2/4= m2 蒸發(fā)器的分路數(shù) Z=A/Ai=≈ 3 Z 為 3 路，則每一分鐘中 R22 的質(zhì)量流量為 qm d=qm/3=每一分鐘中 R22 在管內(nèi)的實(shí)際質(zhì)量流速 gi =gm/3600 Ai =(3600 ) kg/( m2K) 液體普朗特?cái)?shù) Prl= 蒸氣普朗特?cái)?shù) Prg= 已知 R22 進(jìn)入蒸發(fā)器 時(shí)的干度 x1=， 出口干度 x2=，則 R22 的總質(zhì)量流量為 qm=Q0 3600/r(x1x2) = 3600/ () =作為迭代計(jì)算的初值， 取 qi=7000W/m2,考慮到 R22 的阻力比相同條件下 R12 要大，故取 R22 在管內(nèi)的質(zhì)量流速 qi′ =200kg/(mS 液體熱導(dǎo)率 λ l=(mK) 空調(diào)制冷系統(tǒng)高能效初步設(shè)計(jì) 飽和液體密度 ρ l=飽和蒸氣密度 ρ g= kg/m3 氣 化潛熱 r=飽 和壓 力 ps= Mpa 表面張力 ? = 103N/m 液體粘度 ul= 104PaK) (7)管內(nèi) R22 蒸發(fā)時(shí)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計(jì)算 R22 在 t0=15oC 時(shí)的物性為： 飽和液體比定壓熱容 Cpl=(kg 析濕系數(shù) 可由下 式確定 ξ =1+(dmdw)/(tmtw) =1+()/() = (5)循環(huán)空氣量的計(jì)算 qm,da=Q0/(h1h2)= 3600/(5440)=720kg/h 進(jìn)口狀態(tài)下干空氣的比體積可由下式確定 V1=RaT1(1+)/pb = (273+27)(1+ )/101110 =故循環(huán)空氣的體積流量為 qv,a=qm,daV1=720 =624 m3/h (6)空氣側(cè)當(dāng)量表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計(jì)算 對(duì)于開縫翅片的當(dāng)量表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)， 而沖縫翅片比平直套片的熱交換率強(qiáng) 倍 需要修正，公式為 α j=ξα 0〔 (η faf+ab)/(af+ab)〕 對(duì)于正三角形叉排排列的平直套片管束，翅片效率η f公式，叉排時(shí)翅片可視為六角形，且此時(shí)翅片的長(zhǎng)對(duì)邊距離和短對(duì)邊距離之比 A/B=2/31/2=，且ρ m=S1/db=,故 空調(diào)制冷系統(tǒng)高能效初步設(shè)計(jì) ρ ,= m(A/)1/2 = ()/()1/2 = 肋片折合高度為 h,=db(ρ ,1)(1+ ,)/2 = ()(1+)/2 = m=(2α 0ξ /λ fδ f)1/2 =(2 103)1/2 =取鋁片熱導(dǎo)率λ =237w/(m 翅片為開縫形翅片 ,先考慮用平直套片的方法來(lái)計(jì)算，套片的管外徑為： db=d0＋ 2δ f=7+20. 12= 沿氣流方向套片的長(zhǎng)度 L=2S 2=2 = af=2（ S1 S2－π /4 db2） 1000/Sf =2（ － ） 1000/ 空調(diào)制冷系統(tǒng)高能效初步設(shè)計(jì) =每米管長(zhǎng)翅片的管子表面積 ab=π db（ Sf－δ f） 1000/Sf = （ － ） 1000/ = m2/m 每米管長(zhǎng)的 翅片 總外表面積 a0f= af ＋ ab=+= m2/m 每米管長(zhǎng)的外表面積 ab0=π db1= 275 m2/m 由以上計(jì)算可得 a0f/ ab0= (1)空氣的物性 空氣的平均溫度為 tf=（ ta2＋ ta1） /2=℃ 取空氣在 22℃下的物性 ρ f= ㎏ /m3 Cpf=1005J/(kg 為節(jié)省空間，在不改變換熱面積的情況下，把雙排冷凝器做成 L型。 這樣，冷凝器的實(shí)際有效總管長(zhǎng)為 L= mlNn ?????? ,實(shí)際傳熱面積為 S= 4 5 mLfo ???? ,較傳熱計(jì)算所需傳熱面積空調(diào)制冷系統(tǒng)高能效初步設(shè)計(jì) 大 ％ ,能滿足冷凝器負(fù)荷的傳熱要求。 k 平均傳熱溫差為 θ m = 42433543ln 7ln2112??????akakaatttttt =℃ 故需要的傳熱面積： F0= 31640 ???mkKQ?m2 所需翅片管總長(zhǎng)： L= ?fF= m 據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，取有效單管長(zhǎng) L=,冷凝器的迎風(fēng)面高度 H=： N= 210 2 ????sH排， 取 24排。 k) 由于采用了內(nèi)螺紋管，換熱效果可以比光管提高 50％，且材料工藝水平較高，比一般常規(guī)冷凝器換熱效果好，可提高 48%的換熱效果。 k/w，污垢熱阻 ri=0, 則 K0 = 00001)1(1arffffrsbtiii ???? ???? = 8 1 10 0 0 0 2 1 9 33 4 5 0 0 2 0 3 0 4 6 0 43 4 5 1??????? = k 由式（ 313）計(jì)算翅片效率 8 7 1 )0 1 ()( 1 1 ????? thmhmhthf? 空調(diào)制冷系統(tǒng)高能效初步設(shè)計(jì) 故表面效率 η s=1 ????? )87 (34 32 )1(0 ffff ? 4．計(jì)算管內(nèi)側(cè)冷凝換熱系數(shù) 查 《小型制冷裝置設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 表 311,R22 在 tk=43℃的物性集合系數(shù) B=, 22R 蒸氣 在管內(nèi)凝結(jié)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)由式 317 計(jì)算： α i=(tktwi) =1 (43twi) =2781(4 3twi) tw—— 管壁內(nèi)表面溫度； tm—— 空氣出口平均溫度（ tm= 24335? =39℃） 如忽略銅管熱阻和接觸熱阻的影響， twi=tw （ tw壁面平均溫度） 由管內(nèi)外熱平衡關(guān)系： α iπ di(tktw)= η sα 0f0(twtm) 2781π (43tw 43) = 92 (tw39) 解上式得 tw=℃