2600W家用分体挂壁式空调设计说明

毕业设计说明书题 目：2600W 家用冷暖空调设计计算学 院： 专 业： 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成日期：2013 年 5 月 28 日 目 录摘要 .IAbstract .II第一章 绪 论 .11.1 空调设计的背景及意义 .11.2 家用空调的发展历程 .11.3 家用空调的国内外研究状况 .11.4 分体挂壁式空调的结构组成及工作原理 .21.5 空调主要部件介绍 .21.6 研究的主要内容及目标 .3第二章 分体挂壁式空调设计的总体方案 .42.1 设计任务： .42.2 设计目的： .42.3 设计步骤： .4第三章 工况选择及计算 .53.1 设计工况选择 .53.1.1 室内外空气状态参数确定 .53.1.2 房间空调器运行参数的确定 .53.2 制冷循环的热力计算 .53.2.1 制冷循环及压焓图 .53.2.2 热力计算 .63.3 压缩机的选择 .93.3.1 压缩机类型的选择 .93.3.2 压缩机型号的选择 .93.4 热泵循环热力计算 .9第四章 冷凝器设计计算 .114.1 冷凝器介绍及选择 .114.2 冷凝器计算 .114.2.1 有关温度参数及冷凝热负荷确定各有关温度参数 .114.2.2 翅片管蔟结构参数选择及计算 .114.2.3 传热计算 .13第五章 蒸发器介绍及设计计算 .175.1 蒸发器进口空气状态参数 .175.2 风量及风机的选取 .175.3 蒸发器进、出口焓差及出口处空气焓值 .175.4 选定蒸发器的结果参数 .175.5 设计几何参数 .185.6 计算空气侧干表面传热系数 .195.6.1 空气的物性 .195.6.2 最窄截面处空气流速 .195.6.3 干表面传热系数 .195.7 确定空气在蒸发器内的状态变化过程 .205.8 循环空气量的计算 .205.9 空气侧当量表面传热系数的计算 .215.10 管内 R22 蒸发时表面传热系数的计算 .215.11 传热温差的初步计算 .245.12 传热系数的计算 .245.13 核算设定的 iq值 .255.14 蒸发器结构尺寸的确定 .25第六章 其他辅助设备选择及计算 .266.1 节流装置的选择计算 .266.1.1 毛细管的选择计算 .266.2 四通换向阀的选择 .276.2.1 四通换向阀的容量和选用 .276.3 风机及配用电机的选择 .276.3.2 室外风机（选择轴流式风机） .276.3.3 室内风机（选用贯流式） .286.4 制冷剂充满量的计算 .286.5 热泵空调器热力经济性指标核算 .296.6 管路及辅助设备的选择 .296.6.1 管路系统选型 .296.6.2 干燥过滤器选型 .306.6.3 气液分离器选型 .30第七章 设计成果 .317.1 压缩机 .317.2 冷凝器 .317.3 蒸发器 .327.4 节流装置 .327.5 四通换向阀 .327.6 风机及备用风机 .32总 结 .34参考文献 .35致 谢 .36附 录 .37附图一：R22 压焓图 .37附录一：英文翻译 .38附录二：翻译原文 .50I2600W 家用冷暖空调设计计算摘要空调设计不断更新换代，技术也在不断完善和发展，本文通过 R22 小型家用空调实例的设计来介绍空调的基本相关设计计算，让相关人员更清楚的了解小型家用空调的设计计算过程。本文通过对空调的各个重要的零件分别计算，如蒸发器、冷凝器、压缩机、节流装置，对于具体部件的选用采用国家相关的技术标准，结合热力计算及系统的装配，通过计算得出 R22 小型分体挂壁式空调的关键部件。采用 R22 制冷剂设计相关的制冷循环系统，结合相关的物性参数，得出计算结果。最后通过对空调的经济性能指标的核算确定空调的设计是否符合要求。这是一种小型家用空调，安装简单，操作方便，而且设计过程清晰，可以满足大众需求，发展空间大，与其他的空调设计相比显得更简单明了。关键词：分体壁挂式空调；蒸发器；冷凝器；R22IIA design and calculation of 26GW household air conditionerAbstractThe design of air conditioner is upgrading and updating continuously, and the technology is developed and improved, either. This text is focused on the basic design calculation of air conditioner by offering the design case of household air conditioner. The primary goal is to let the related personnel know more clearly about the design calculation process of small-sized household air conditioner.This text is to calculate the critical component of R22 small-sized fission wall-mounted household air conditioner by calculating respectively every significant component of air conditioner such as evaporimeter, condenser, compressor, and throttling gear, employing the relevant national technical standard to choose the specific component and combining with the thermodynamic calculation and systematic assemble to calculate. This text is to employ the refrigerating cycle system related to the R22 refrigerating fluid design, combining with the relevant physical property parameter to get the computation result. Finally, this text is to ensure that the design of air conditioner is in line with the demand by adjusting accounts of the air conditioners economic performance index. This is a type of small-sized household air conditioner. It is easy to install and operate, and the design process is clear. The air conditioner can satisfy the public need and has great development space. The design is more concise and explicit than others. Keywords:Fission wall-mounted air-conditioner; evaporator; condenser; R221第一章 绪 论1.1 空调设计的背景及意义能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础。近年来我国在经济发展的同时，也面临着资源匮乏，环境恶化等严峻挑战。人民对生活环境的舒适和健康要求越来越高。而且随着人们生活水平的提高，居住条件也在不断改善，越来越多的人们开始选用和使用家用空调，空调也走进了千家万户。空调的种类很多，但是大部分家用空调还是以分体挂壁式为主。分体挂壁式空调以其体积小，外形美观，使用灵活，噪声低，不影响室内采光，安装检修方便等优点被广泛的应用于家居之中 。并且随着人们对生活环境的要求越来1越高，空调所提供的舒适度也相应提高，所以本设计针对分体式空调进行了基本的设计计算。1.2 家用空调的发展历程在二十世纪六，七十年代，美国地区发生罕见的干旱天气，为解决干旱缺水地区的空调冷热源问题，美国率先研制出风冷式冷水机，用空气散热代替冷却塔，其英文名称是：Air cool Chiller，简称为Chiller.1988年中国第一台国产分体壁挂机KF-19G1A在华宝空调器厂诞生，开启了我国家用空调器行业的一个新时代；20世纪八十年代中国空调市场一直以进口为主；2005年推出了光面板系列空调产品，此后一直使用至今 。2在原有的技术手段上，随着不断的创新和改进，在如今形成了系统完善的生产过程。从压缩机、热交换器。精细阀和电子控制装置等都有了明显的改进。而且空调技术也在如今社会不断的提高，为人们营造更加舒适的环境。1.3 家用空调的国内外研究状况在90年代的中国，从先进国家吸收了较大型空调设备的先进高新技术，并与多数是美国的大公司组成合资企业。如今，中国已经是一个顶级国家，中国主要工厂和合资企业制造了大量SRAC和SPAC以满足增长的国内市场出口需要 。23制冷剂是制冷机中的工作流体，它在制冷机系统中循环流动，通过自身热力状态的循环变化不断与外界发生能量交换，达到制冷的目的。在上世纪30年代成功研发的“氟利昂”系列制冷剂的危害开始被人们所认知，人们开始更加关注氟利昂的破坏作用，并开始寻找替代品 。3现在市面上以R410a使用最为普遍，并占主要地位。但是这种制冷剂仍然含有少量的氟，只能算过度性产品。人们越来越多的把眼光放到了天然工质制冷剂上，主要有碳氢化合物，氨和二氧化碳。但是这类制冷剂仍然存在很多问题，所以一直未得到普遍应用 。12杜邦，霍尼韦尔，大金这三大公司已R134a为主，在中国，有些行业我们采用自主研发的R600a制冷剂 。4分体式空调的其他方面如在制冷过程中产生的冷凝水，一般的做法是将冷凝水直接通到室外，但是这容易损坏建筑物，污染环境。国内对于冷凝水回收利用的研究，基本还处在理论分析阶段。目前对于出现的冷凝水回收几乎大部分是将冷凝水对室内空气所释放的焓值从新从冷凝器中补充，从而达到降低散热器效果节约能源的作用 。51.4 分体挂壁式空调的结构组成及工作原理挂壁式空调的室内机组主要由换热器、贯流风扇、电动机、自动风向系统、排水系统等组成。室外机组主要由全封闭式压缩机、室外换热器、四通换向阀、毛细管、轴流风扇、电动机等组成 。6家用分体挂壁式空调的制冷量一般比较小，在1860-4300W之间，容量小，故其室外机组均为单个风扇类型。制冷过程：低温低压的制冷剂蒸汽被压缩机压缩成高温高压蒸汽，然后进入冷凝器对外放热变成低温高压液体，接着通过节流装置变成低温低压气液混合物，然后进入蒸发器，吸收房间内的热量变成低温低压气体，在压缩机的吸力进入压缩机从新开始新的循环。制热过程：制热过程整好与制冷过程相反。制冷剂通过四通换向阀改变其流路，使其流路与制冷过程的整好相反，这样来实现制热 。65工作原理如图1图1 分体空调原理图1.5 空调主要部件介绍压缩机：压缩机分活塞压缩机，螺杆压缩机，离心压缩机，他们的主要作用是将低温低压的制冷剂压缩成高温高压制冷剂蒸汽。冷凝器：空调机根据冷凝形式可分为：水冷式和空冷式两种，是一种通过散3热把气体转化成液体的装置。蒸发器：蒸发器是制冷四大件中很重要的一个部件，低温的冷凝液体通过蒸发器，与外界空气进行热交换，气化吸热，达到制冷的效果。节流阀：节流阀是通过改变节流截面或节流长度以控制流体流量的阀门。在空调器中，通过节流阀来控制流体改变流体的温度和压强，但是保持焓值不变，即等焓变化 。51.6 研究的主要内容及目标已知条件：名义制冷量 ，名义制热量 ,制冷剂R22。WQ260WQ3601根据已知条件设计工况，确定设计参数，计算制冷循环热，设计蒸发器和冷凝器。预计达到的目标：通过计算设计出空调重要部件，确定制冷循环方案，设计出符合国家标准的家用空调，满足家庭调温要求。4第二章 分体挂壁式空调设计的总体方案2.1 设计任务： 设计一台 KFR-26GW 分体壁挂式家用冷暖空调，名义制