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1、热能与动力工程 毕业设计说明书1一、设计任务一、设计任务：设计一台 KFR32GW 分体壁挂式热泵型房间空调器。 名义制冷量，名义制热量WQ32000WQ36001工质为 R22。二、设计目的二、设计目的：通过房间空调器的设计，综合应用所学的基础理论和专业知识，分析和解决问题，掌握家用空调器产品设计和开发的基本方法和技能，了解家用空调器的发展趋势，为今后更好的从事相关工作和学习打下良好基础。三、设计步骤：三、设计步骤：1、设计工况和设计参数的确定2、制冷循环的热力计算3、压缩机的选择4、热泵循环热力计算5、冷凝器设计计算6、蒸发器设计计算7、毛细管的选择计算8、四通换向阀的选择9、风机及配用电
2、机的选择10、制冷剂充灌量的计算11、热泵空调器热力经济性指标核算12、管路及辅助设备的选择13、空调器电器控制系统设计四、设计成果：四、设计成果：1 1、压缩机、压缩机 本设计选用西安庆安压缩机厂生产的空调用 YZ-30 全封闭滚动转子式压缩机。参数如下：名义制冷量：3580W电机输出功率为 1100W电源：50HZ-220V额定电流：6.5A电机类型：属电容运转型（PSC）质量：13.8kg。KFR-32GW 壁挂式房间空调器的设计2其安装示意图如图 3-1 所示，其中标注的尺寸为 H=286mm,M=237mm,L=237 mm,E=75mm,D=110.5mm。图 1 YZ 系列空调用
3、转子式压缩机安装示意图2 2、冷凝器、冷凝器本设计选用强迫对流空冷式冷凝器。其结构示意图如图 2 所示。参数如下：传热管:紫铜管，mmmm5 . 010翅片: 厚度，波纹型整张铝制套片mm15. 0节距:mm2迎风面管心距mmS251管簇排列采用正三角形叉排冷凝器长：500mm冷凝器宽：86.6mm冷凝器高：312.5mm空气流通方向上的管排数 n:4迎风面上管排数 N：12冷凝器传热系数：30.39W/m .K 2热能与动力工程 毕业设计说明书3图 2 空冷式冷凝器主体结构示意图3 3、蒸发器、蒸发器 本设计采用强制对流的直接蒸发式蒸发器。结构与蒸发器相近。参数如下：传热管:紫铜管，mmmm
4、5 . 010翅片: 厚度，连续整体式铝套片节距:mm8.1迎风面管心距mmS251管簇排列采用正三角形叉排蒸发器长：550mm蒸发器宽：43.3mm蒸发器高：237.5mm空气流通方向上的管排数 n:2迎风面上管排数 N：9蒸发器分路数：3 路蒸发器传热系数：44.41W/m .K 24 4、节流装置、节流装置本设计选用毛细管作为节流装置。参数如下：，（图解法选型）mmdi8 . 1mL7 . 1KFR-32GW 壁挂式房间空调器的设计45 5、四通换向阀、四通换向阀本设计选用型号为 DHF5 的四通换向阀。参数如下：名义容量：4500W进气接管外径尺寸：8mm排气接管外径尺寸：10mm6
5、6、风机及配用电机、风机及配用电机（1）室外风机，本设计选择轴流式风机。FZL 型系列轴流式通风机，型号为350FZL-02 型。参数如下：风机：台数：1 台风量:1800m /h（30 m /min）33全压：98Pa 风叶直径：350mm 配用电机：转速：1400r/min电动机输入功率：100W 电压：220V 相数：1 相频率：50Hz（2）室内风机，本设计选择贯流式风机。型号为 GL40260 型。 参数如下： 风机：台数：2 台叶轮名义直径：40mm叶轮长度 260mm配用电机：电机输入功率：15W。室内风机与室外风机的大致结构分别如图 3 和图 4。热能与动力工程 毕业设计说明书
6、5图 3 轴流风机示意图图 4 贯流风机示意图五、设计计算五、设计计算（一）设计工况选定（一）设计工况选定1 1、房间空调器工作的环境温度的确定、房间空调器工作的环境温度的确定根据 GB/T 77251996 中 4.2.4，对于热泵型空调器通常工作的环境温度为-743（T1 气候类型） ，取参数如下：2 2、室、内外空气状态参数的确定、室、内外空气状态参数的确定制冷运行：室内干球温度 27 室内湿球温度 19室外干球温度 35 室外湿球温度 24 制热运行：室内干球温度 20 室内湿球温度 15（最大）室外干球温度-7 室外湿球温度 -8 3 3、房间空调器运行参数的确定、房间空调器运行参数
7、的确定根据文献P283 表 7-11 和 P284 表 7-14，选取参数如下：蒸发温度2 . 70t冷凝温度4 .54kt有效过热度 5有效过冷度 5KFR-32GW 壁挂式房间空调器的设计6吸气温度 20（二）制冷循环的热力计算（二）制冷循环的热力计算 1 1、循环参数及压焓图、循环参数及压焓图 名义工况下，制冷循环参数及室内、外空气参数如下： 蒸发温度 7.2,冷凝温度 54.4,膨胀阀前液体温度 46.1,出口温度 15,吸 气温度 20; 室内干球温度 27,湿球温度 19.5, 室外干球温度 35,湿球温度 24。 根据条件绘制循环的-图，如图 5 所示。phhp154231“1图
8、 2-1 循环过程在 p-h 图上的表示各点参数值，查 R22 热力性质表和图（附表和附图） ，得循环各特征点的状 态参数如下表 1： 表表 1 1 p-hp-h 图中各特征点状态参数表图中各特征点状态参数表状态点 /MPap/ t)/(kgkJh)/(3kgmv5432111 146. 2146. 2625. 01 .464 .548820152 . 79 .257269451418414 041. 02 2、热力计算、热力计算（1 1）基本性能指标的计算）基本性能指标的计算热能与动力工程 毕业设计说明书7 单位质量制冷量单位质量制冷量(kJ/kg)(kJ/kg)0q=414-257.9 k
9、J/kg =156.1 kJ/kg0q51hh 41hh 单位理论功单位理论功 (kJ/kg)(kJ/kg)0 =-=451-418 kJ/kg=33 kJ/kg02h1h 制冷系数制冷系数073. 4331 .15600 0q 容积系数容积系数v 1)(110kk vppc式中，相对余隙容积，取为 1.2%c冷凝压力（排气压力） （）kpPa蒸发压力（吸气压力） （）0pPa膨胀指数，取为 1.05k 9731. 0v 压力损失系数压力损失系数p1p 温度系数温度系数T)(01TTBATkT式中，冷凝温度kT蒸发温度0T压缩机前吸气温度1T对 R22：A=，B=，所以，31057. 2310
10、06. 1=T8279. 0 泄露系数泄露系数l近似取vl=l9731. 0 输气系数输气系数=vpTl7840. 0KFR-32GW 壁挂式房间空调器的设计8 压力比压力比43. 3/0ppk（2 2）当总制冷量）当总制冷量已给定，设计或选配压缩机已给定，设计或选配压缩机0Q 制冷剂的循环量制冷剂的循环量mq00 qQqmskg /0205. 01 .1562 . 3 压缩机的实际输气量压缩机的实际输气量Sqv,=Sqv,1vqm sm /1041. 8041. 00205. 034 压缩机的理论输气量压缩机的理论输气量thqv,=thqv,smqvS/1007. 17840. 01041.
11、 8,334 求出的的数值可作为设计或选配压缩机的依据。thqv,（3 3）计算压缩机的功率）计算压缩机的功率 压缩机的理论功率压缩机的理论功率tPkWqPmt68. 0330205. 00 压缩机的指示效率压缩机的指示效率i )()(5 . 11112/1 vhhppk dmsmlTi式中， 吸入点比体积，单位为1v kgm /3压力比吸、排气阀平均压力降，单位为 Padmsmpp,压缩开始及终了时的比焓，单位为1h 2hkgJ /膨胀指数k取，则，k05. 1kdmsmppp1 . 0, 0=i717. 0 压缩机的机械效率压缩机的机械效率m取95. 0m 压缩机的指示功率压缩机的指示功率
12、iP热能与动力工程 毕业设计说明书9kWPPit i948. 0717. 068. 0 压缩机的轴功率压缩机的轴功率ePkWPPmit e392. 195. 0717. 0948. 0 电动机效率电动机效率mo取=mo88. 0 电效率电效率el=elimmo5994. 088. 095. 0717. 0 输入电功率输入电功率elP=elPeltP kW134. 15994. 068. 0（4 4）实际制冷系数）实际制冷系数的计算的计算s22. 395. 0717. 073. 400miks（三）压缩机的选择（三）压缩机的选择 1 1、压缩机类型的选择、压缩机类型的选择 由于滚动转子式压缩机效
13、率高，可靠性高，零部件少。功耗小，省电，综合起来，更适合空调器的需要。因此，本设计选用滚动转子式压缩机。2 2、压缩机型号选择、压缩机型号选择 因为本设计的设计工况与压缩机的测试工况一致，所以所选压缩机不用再经 过测试。根据额定制冷量，查文献P286 表 7-16，选用西安庆安压缩机厂生产 的空调用 YZ-30 全封闭滚动转子式压缩机，额定制冷量为 3580W，电机输出功率 为 1100W，属电容运转型（PSC） ，电源为 50HZ-220V，质量 13.8kg,均能满足设计 要求。 （四）热泵循环热力计算（四）热泵循环热力计算空调机由制冷向制热的转变主要是靠四通换向阀改变制冷剂在系统中的流路
14、，故其计算参照制冷循环热力计算。计算方法参照文献P21。1 1、单位吸热量、单位吸热量)/(kgkJqekgkJhhqe/1 .1569 .257414512 2、单位理论功、单位理论功)/(0kgkJkgkJhh/33418451120 KFR-32GW 壁挂式房间空调器的设计103 3、单位实际功、单位实际功)/(kgkJekgkJmie/25.4895. 0717. 03304 4、电机输入单位理论功、电机输入单位理论功)/(kgkJelkgkJmoe el/8 .5488. 025.485 5、压缩机实际排气状态焓值、压缩机实际排气状态焓值)/(2kgkJhkgkJfhhel/3 .4679 . 08 .5441812 6 6、单位制热量、单位制热量)/(kgkJqhkgkJhhqh/4 .2099 .2573 .467427 7、循环制热系数、循环制热系数hkgkJqelh h/82. 38 .544 .2098 8、压缩机质量流量压缩机质量流量)/(skgqmaskgvqqsevvt ma/
