BCD-550WT间冷式家用冰箱制冷系统设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上题 目：直冷式冰箱课程设计 学生姓名： 王登超 学 号： 学 院： 海运与港航建筑工程学院 班 级： A12建环 指导教师： 韩志 目录 1 电冰箱的总体布置设计条件：使用环境条件：冰箱周围环境温度=32，相对湿度=755%。箱内温度：冷冻室不高于-18，冷藏室平均温度=5。箱内有效容积：总容积为550L，其中冷冻室为185L，冷藏室为365L。箱体结构：外形尺寸为736mm890mm1770mm（宽深高）。绝热层用聚氨酯发泡，其厚度根据理论计算和冰箱厂的实践经验选取，其值如表1所示，箱体结构图如图1所示。表1 电冰箱各面的绝热层厚度 （mm）箱面顶面左侧面右侧面背面门体底面冷冻室526265726252冷藏室426542526242图1 箱体结构图2 电冰箱的热负荷计算2.1冷冻室热负荷1）冷冻室箱体漏热量 因为通过箱体结构形成热桥的漏热量不用计算，所以冷冻室箱体漏热量只包括箱体隔热层漏热量和通过箱门与门封条漏热量两部分。冷藏室箱体漏热量的计算也如此。箱体隔热层漏热量 箱体隔热层漏热量按式计算，式中 计算时箱外空气对箱体外表面传热系数取11.3W/()，箱内

2、壁表面对空气的表面传热系数取1.16W/（），隔热层材料的热导率取0.03W/（）。各传热面的传热量计算见表2。表2 冷冻室箱体各表面传热量箱面计算值顶面左侧面右侧面背面门体底面面积0.2111.4981.4980.4290.4290.211传热系数0.5350.4540.4340.3940.4540.535传热温差/505023605050传热量Q/W5.64434.00514.95310.1429.7385.644箱体隔热层漏热量为以上各箱体传热量的总和。通过箱门与门封条漏热量冷冻室箱体漏热量为2)冷冻室开门漏热量 电冰箱冷冻室内容积取0.185，开门次数为每小时两次，空气的比体积取0.9，进入箱内空气达到规定温度时的降温降湿比焓差值如下式：冷冻室开门漏热量为3）贮物热量 水的初始温度取25，实冰的温度取-2，水的质量。则式中 c、r、-水的比热容、水的溶化热、冰的比热容。因其它热量不计，则冷冻室热负荷为2.2冷藏室热负荷1）冷藏室箱体漏热量箱体隔热层漏热量 冷藏室箱体隔热层漏热量的计算以及时所有参数取值与冷冻室热负荷计算时相同。各传热表面的传热量计算见表3。表3 冷藏室箱体各表面

3、的传热量箱面计算值顶面左侧面右侧面背面门体底面面积0.3671.4981.4980.7430.7430.367传热系数0.4250.4340.4250.5350.4540.415传热温差/27-2327272727传热量Q/W4.211-14.95317.19014.7089.1084.211箱体隔热层漏热量为通过箱门与门封条漏热量冷藏室箱体漏热量为2）冷藏室开门漏热量 电冰箱冷藏室内容积取0.365，开门次数为每小时三次，空气的比体积为0.9，进入箱内空气达到规定温度时的降温降湿比焓差值为冷藏室开门漏热量为3）贮物热量 水的质量，其余参数与冷冻室计算相同。冷藏室热负荷为电冰箱的总热负荷为2.3箱体外表面凝露校核 箱体外表面凝露校核也分冷冻室和冷藏室进行。（1）冷冻室 冷冻室绝热层厚度最薄处在顶面与底面，计算时取箱外空气对箱体表面的表面传热系数为11.63，传热系数K值为0.535，环境温度为32，箱内空气温度为-18，则外表面温度 在环境温度32，相对湿度75%下查空气的h-d图，其露点温度为28.2，由此可见，冷冻室绝热层厚度最薄处的顶表面温度大于露点温度，故不会凝露。（2）冷藏室

4、冷藏室顶面底面和右侧面的绝热层厚度最薄，因此只要对它们进行露点校核即可。计算时取传热系数K为0.425，环境温度为32，箱内空气温度为5，其余参数与冷冻室校核计算相同，则外表面温度可见，冷藏室表面同样不会凝露。根据以上计算可知，本设计中冰箱采用上述绝热层厚度在外表面不会出现凝露现象。3制冷循环热力计算3.1 制冷系统的压焓图计算时采用图2所示的压焓图，图中将制冷剂在毛细管内的节流和进一步过冷过程分别用-4和3-表示。作图时，假定工质的过冷过程已经在工质进入毛细管前完成（此假定对以后的计算并无影响）。图2 电冰箱制冷系统压焓图3.2制冷系统的额定工况表4 制冷系统的额定工况工况参数冷凝温度蒸发温度回气温度过冷温度设计例值52-2332（80）17参数来源环境温度加上冷凝传热温差冷冻室温度减去传热温差蒸气进入压缩机壳体前状态，括号值为实际吸入气缸前的过热蒸气环境温度减去过冷度3.3热物性参数列表根据设计冰箱确定的工况和选用的制冷剂，运用压焓图或热力性质表或计算公式求取有关压力、各点比焓值和过热蒸气比体积，将各参数列于表5中。表5 热物性参数列表（工质R134a）参数列表符号单位参数来源设计

5、值冷凝压力1.3851蒸发压力0.1168出蒸发器时饱和蒸气比焓383.45进压缩机前过热蒸气比焓430.16进压缩机前过热蒸气比体积0.208进气缸前过热蒸气比焓473.45进气缸前过热蒸气比体积0.243排出过热蒸气温度116.705冷凝温度下饱和蒸气比焓423.224排出过热蒸气比焓值579.998制冷剂过冷至32时比焓244.72毛细管节流前液体比焓（17）223.38蒸发器入口制冷剂比焓223.38定熵压缩蒸气比焓值（32）494.94定熵压缩蒸气比焓值（80）549.283.4.循环各性能指标计算（1）单位制冷量（2）单位体积制冷量（3）单位等熵压缩功（4）制冷系数（5）单位冷凝热量（6）制冷剂循环量式中Q-电冰箱的总热负荷值。（7）冷凝器热负荷（8）压缩机实际吸入过热蒸气量4 冷凝器设计计算冷凝器的总热负荷。冷凝温度，压缩机机壳出口制冷剂蒸气温度可假设为80，箱体底部化霜水盘中不设预冷盘管，设置门框防露管，制冷剂出防露管温度为32，空气温度为32。（1）有关温度参数及实际冷凝热负荷确定 各有关温度参数取值见表6。表6 温度参数项目参数值/项目参数值/冷凝温度52进出口空气

6、温差8进口空气干球温度32出口空气干球温度40对数平均温差冷凝器热负荷,现取防露管中放出热量占总热负荷的40%，则实际冷凝热负荷。（2）翅片管簇结构参数选择及计算 冷凝器采用强制通风空冷式冷凝器，选择的紫铜管为传热管，选用的翅片是厚度的波纹型整张铝制套片。取翅片节距，迎风面上管中心距，管簇排列采用正三角形叉排。每米管长各有关传热面积分别为取当地大气压力为101.32，由空气热物理性质表，在空气平均温度条件下，、，在进风温度条件下，。冷凝器所需空气体积流量选取迎面风速，则迎风面积取冷凝器迎风面宽度即有效单管长，则冷凝器的迎风面高度迎风面上管排数取整数排，则迎风面上管排数。（3）进行传热计算，确定所需传热面积，翅片管总长L及空气流通方向上的管排数n，采用整张波纹翅片及密翅距的叉排管簇的空气侧传热系数由式（3-10）（小型制冷装置设计指导，P90）乘以1.1再乘以1.2计算预计冷凝器在空气流通方向上的管排数n=4，则翅片宽度微元最窄截面的当量直径最窄截面风速因为 查表3-18和表3-19（小型制冷装置设计指导，P90），用插值法求得、，、，则空气侧表面传热系数制冷剂R134a在水平管内凝结的

7、表面传热系数由式（3-18）（小型制冷装置设计指导，P93）计算其中， 查冷凝温度下制冷剂液体的动力粘度，则查冷凝温度下液体和蒸气的比体积、。则于是由于，故、。查冷凝温度下，、，则翅片当量高度由式（3-15）（小型制冷装置设计指导，P91）计算式中，等边三角形叉排。取铝片热导率，由式（3-14）（小型制冷装置设计指导，P91）计算翅片参数m，即由式（3-13）（小型制冷装置设计指导，P91）计算翅片效率表面效率由式（3-12）（小型制冷装置设计指导，P91）计算忽略各有关污垢热阻及接触热阻的影响，则，将计算所得有关各值带人式（3-20）（小型制冷装置设计指导，P93）即解上式得。取管壁与翅片间接触热阻、空气侧尘埃垢层热阻、紫铜管热导率，由式（3-21）（小型制冷装置设计指导，P94）计算冷凝器的总传热系数其中，则 冷凝器所需传热面积所需有效翅片管总长空气流通方向上的管排数取整数排，与计算空气侧表面传热系数时预计的空气流通方向上的管排数相符。冷凝器实际有效管长实际传热面积较传热计算所需传热面积大22.1%，能满足冷凝负荷的传热要求。实际迎风面积实际迎面风速与所取迎面风速相近。（4）风机的选择计算 动压 静压 风机采用电动机直接传动，则传动效率；取风机全压效率，则电动机输入功率风机风量为145.7，输入功率为1.51W，风压为22.4Pa。选取风机。5 蒸发器设计计算（1）选定蒸发器的结构参数 传热管选用的纯铜管，肋片选用缝隙式铝片，肋片节距。条缝高度，条缝宽度。管簇为正三角形排列，管间距；沿气流方向的管排数N=2排，则沿气流方向肋片长度。取迎面风速。（2）肋片管各部分传热面积的计算管外肋片面积肋间管外表面积管外总表面积管内表面积肋化系数当量直径最窄流通面积与迎风面积之比（3）计算空气侧干表面传热系数1）空气的物性空气的平均温度为空气在-18下的物性为2）最窄截面处空气流速3）干表

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