毕业设计（论文）报告题目：电冰箱空调器制冷系统冷凝器 蒸发器的优姓 名： 单彦杰 专 业：制冷与空调技术班 级： 制冷061 指导教师： 谢义 设计完成日期 2009年4月15日目录第一节：中文摘要 2 关键词 2-3 绪论 3 电冰箱的发展趋势 4 电冰箱蒸发器冷凝器的设计 4-5 空调器的发展及强化传热措施 6 冷凝器蒸发器的优化方法 7-13 电冰箱空调器制冷原理图 14 结束语 15参考文献 15中文摘要：近年来随着科技的飞速发展，社会进步和人民生活水平的不断提高，制冷设 备的应用几乎遍及生产、生活的各个方面同时也带动着制冷效果和冷藏技术的 日益更新电冰箱的出现越来越得到商业各领域的不断需求在当今社会随着国际间的贸易越来越成为经济的主体，地区与地区的合作交 流越来越平凡商品在此当中得到了很好的流通一直以来我们都为食品存放时 间一久就会变得不再新鲜甚至腐败而烦恼那么靠什么来维持产品的新鲜从而达 到不腐败的目的呢？电冰箱的制冷系统很好的发挥了这一作用商用电冰箱的应 用就是为了适应商业不同需要而研制的，根据不同的商业用途可分为冷藏柜、陈 列柜、小型制冰机、冰淇淋机、小型冷饮机等装置商用电冰箱是商业用小型制 冷装置的总称，它与家用电冰箱相比较具有容积大、形式多、功能强的特点。
商 用电冰箱中的制冷系统和电气系统实用性强、能够循环制冷使产品能够长时间保 持新鲜状态，从而使产品达到制冷保鲜的目的关键词：电冰箱空调器的优化制冷系统电气系统绪论一、电冰箱空调器冷凝器与蒸发器的发展背景随着经济发展，国际贸易和城市与城市之间的合作交流越来越平凡， 由此引发的产品保鲜问题得到了多方的共同讨论话题冷凝器蒸发器的出现很好的 解决了电冰箱空调器的问题，电冰箱空调器让鲜货和新鲜生活随手可取20世纪以前，用冰箱保存食物是不可想象的，用空调保持室内恒温更是不可思 仪的在冰箱空调出现以前，我们一直在为食品存放时间一久就会变得不再新鲜甚 至腐败而烦恼为生活更舒适而头疼人们不堪很多食物总是在这个地区运往那个地 区的途中就腐败掉从而推动了人们对这一问题的共同研究真正的电冰箱发明于 20年代，1920年，纽约布鲁克林一家平板印刷厂的一位名叫威利斯・H.卡里尔的工 程师，设计出一种能控制温度和湿度的系统1923年，当弗雷基代尔还是美国通用 汽车公司的分厂的时候，它引进了一种新的机械冰箱组件，并组装成电冰箱弗雷 基代尔电冰箱的设计是把储存易腐烂食品的“冰盒”和制冷机械部分装进一个特制 的柜子这种装置安静、方便，且结构紧凑。
电冰箱空调器冷凝器蒸发的优化是制 约电冰箱空调器发展的瓶劲只有冷凝器蒸发器不段的优化才能有不同种类的电冰 箱和空调来不段符合现代人的需求《一》电冰箱摘要：冷冻室蒸发器采用多层换热片的复合立体结构，在S型制冷盘管壁外侧固 定套装翅片，增加冷冻室顶部和低部两个高温区制冷量将冷冻室按1:1划分出变温 室，通过其中温度传感器控制双稳态电磁阀通断实现制冷剂回路切换,将变温室按冷 冻、软冷冻、冷藏使用，也可关闭通过横、竖盘管混排结构的丝管式冷凝器设计， 借助制冷系统压缩机、冷凝器、蒸发器负荷匹配及其与毛细管制冷剂流量匹配，通过 防凝露管走向及位置设计、蒸发器管道位置及走向布置和回气换热器设计,研制的B CD-186CHS直冷电冰箱最大负荷日耗电0.39度，在变温室为节能状态时耗电在 0.35度以下，最低达0.31度关键词 ：热工学优化设计理论分析直冷电冰箱制冷系统1前言电冰箱发展速度很快，我国电冰箱的产量由1991年的470万台增加到2001年的 1349万台，平均年增长11.1%[1]而电冰箱的耗电量占家用电器总耗电量的32%[2], 所以，节能降耗和环保是电冰箱研发工作的重要课题,而蒸发器和冷凝器的传热能 力、软冷冻及变温技术优化设计则是关键因素。
2蒸发器的优化设计研制采取了以下措施第一，减小冷藏、冷冻两蒸发器的面积比差值，在总面积 一定情况下，尽量加大冷藏室蒸发器的面积，采用大内径蒸发管、增加蒸发管长度及 双管并行排列结构等,保证在低温或高温环境下有最佳的开停比，从而保证在一定环 境温度下耗电最少第二，设计高效蒸发器冷冻室蒸发器是由从上到下依次排列多 个换热层片和连接所有换热层片的连接管组成的复合立体式结构[3],换热层片由多 个并列S型制冷盘管构成，且在其盘管壁外侧固定套装翅片，大大增加了制冷盘管与 空气间接触面积，如图1示该蒸发器在不改变电冰箱结构情况下，大幅度增加冷冻 室蒸发面积,增加冷冻室顶部和低部两个高温区制冷量，使其快速达到规定要求，缩 短压缩机工作时间，大幅降低能耗冷藏室采用导热粘接胶膜将压扁铜管紧紧粘在传 热铝板上，并通过高粘合双面胶粘贴在冷藏室内胆上，增强传热效果第三，合理安排 蒸发器位置和制冷剂走向据箱内自然对流情况,制冷剂流向采用逆流式换热，毛细 管和回气管采用较长的并行锡焊或热塑工艺等，以提高换热效果第四，通过理论计 算和试验相结合方法，合理匹配蒸发器与冷凝器的传热面积，努力减小冰箱工作系数, 避免过低蒸发压力和过高冷凝压力，达节能目的。
3冷凝器优化设计在优化冷凝器设计中除合理增大冷凝面积外，还应充分考虑以下几点：竖盘管混排结构,并采用外挂式通过这些措施，大大增强了蒸发器与冷凝器 的换热能力，经实测，电冰箱最大负荷时日耗电仅0.39度，而在节能状态下耗电在 0.35度以下《二》空调器摘要：近年来，随着人民生活水平的不断提高，空调器产品已成为冬夏季节 中人民生活不可或缺的产品随着生活中电器的的增加，据报到：2004年国家电网 公司拉闸限电100多万次，高峰时期电力缺口达2000〜3000万KW,我国电力需求 年达14%〜15%，仅家用空调一项为：400亿KW，年家电用量占约全国电力10%， 其年增长率与全国GDP增长接近，因此，空调节能势在必行空调，就是对空气进行调节，空气调节需要能量，所以空调实质上是能量转换设 备，是消耗电能来依靠压缩机对冷媒工质作功，通过换热设备来实现冷、暖调节的 既然是能量转换来实现空气调节，转换效率的高低，就是我们研究的问题在空调中，冷凝器、蒸发器实际上都是换热器，换热器约占50%的份量；在中央 空调中换热器约占50%〜70%份量在能量方面，换热器的好坏直接影响到空调的COP,若换热器传热效率高，制冷效果显著，空调压缩机耗功少，COP就高。
所以， 通过优化设计蒸发器冷凝器来降低空调器的耗电量；通过热交换器的强化传热来改 善空调的制冷效果关键词 ：空调器 热交换器 耗电量 优化设计 强化传热换热器强化传热措施1换热器强化传热的方式1.1增大传热面积F扩展传热面积是增加传热效果,现在使用最多的是通过合理地提高设备单位体积 的传热面积来达到增强传热效果的目的，如在换热器上大量使用单位体积传热面积 比较大的翅片管、波纹管、板翅传热面等材料，通过这些材料的使用，单台设备的 单位体积的传热面积会明显提高，充分达到换热设备高效、紧凑的目的1.2增加传热温差△ t加大换热器传热温差△ t是加强换热器换热效果常用的措施之一但是，增加 换热器传热温差△t是有一定限度的，我们不能把它作为增强换热器传热效果最主 要的手段，使用过程中我们应该考虑到实际工艺或设备条件上是否允许依靠增加 换热器传热温差△ t只能有限度的提高换热器换热效果1.3增强传热系数(K)K = 1/ (1/a 1 + 1/a 2 ) = (a 1 - a 2) / (a 1 +a 2 )从上式可以看出K值必定小于a 1和a 2的值，而且它比二者中较小的一个还 小所以在增强传热的时候，必须增大a中较小的一项(即减小最大热阻项)才能 有效地增大传热系数，提高传热系数，增强换热器传热效果最积极的措施就是设法 提高设备的传热系数（K）。
换热器传热系数（K）的大小实际上是由传热过程总热阻的大小来决定，换热器 在使用过程中，其总热阻是各项分热阻的叠加，所以要改变传热系数就必须分析传 热过程的每一项分热阻如何控制换热器传热过程的每一项分热阻是决定换热器传 热系数的关键经研究证明，当换热管一侧是气体，一侧是液体进行强制对流换热时，最常用的 强化手段是采用扩展表面的方法因为气体的给热系数比液体的小得多，一般小 10〜50倍传热系数K值的变化主要取决于较少给热系数侧的变化，因此在气体 侧采用异形扩展换热面，可以使普通扩展换热面的换热系数再提高50 %〜150 %常用的异形扩展面形式较多，如交叉短肋型、波型翅多孔型、百页窗型、低翅片 管型、销钉型等，实验表明：R12的工质，内肋管强化传热凝结系数比光管增加20〜 40%，按管子表面积计算不考虑内肋表面积，凝结传热系数是光管的1〜2倍2.2插入纽带法据介绍，国外从1896年就开始研究和应用管内插入物的强化传热管内插入物 有:环式、拉希格图、盘式、螺旋线圈、螺旋带、螺旋片、扭带、静态混合器和径向 混合器等在强化传热技术中管内安装插入物的强化传热技术有显著的特点:不改变 传热面形状;插入物加工简单,特别适合于现有设备改造,不需要更换原有管壳式换 热器。
应用在管内插入纽带后，其凝结换热系数按管子的表面积计算时可比光管凝 结换热系数高30%，流动压力损失与内肋管同，但综合效应远不如采用内肋管2.3表面粗糙法在液体传热场合，这种强化技术可以大大提高传热系数因为，在层流状态下， 如管壁粗糙度较小，低速流体贴着管壁平滑地流过，不形成漩涡，但当相对粗糙度 h/ R ,即粗糙高度与管子内半径之比增大时，流体不再平滑地流过管壁，在管壁附近 会形成漩涡，即粗糙度对换热和阻力产生影响在管子内表面增加粗糙度，用高度 与管子内径比值为0.013、0.021进行实验，凝结系数比光管高近一倍，与内肋管 凝结换热系数基本相同，阻力损失和金属的消耗量比内肋管少2.4螺旋扁管法螺旋扁管由于管子的独特结构，流体在管内处于螺旋流动，促使湍流程度经实验 研究表明螺旋扁管管内膜传热系数通常比普通圆管大幅度提高，在低雷诺数时最为 明显,2〜3倍;随着雷诺数的增大，通常也可提高传热系数50%以上2.5JAD螺旋螺纹管法来自加拿大的JAD螺旋螺纹管换热器设计是针对目前市场大部分非对称流的换 热工况，使两侧换热面积大不相同，壳容积最大可达4.2倍的管容积，在汽一水换 热领域有着无可比拟的优势，并且可满足多种复杂工况要求，被誉为“欧洲蒸汽王 子”。
螺旋螺纹管换热器的换热管内径一般为8mm，考虑到了压降和换热系数的最 佳组合关系，争取以最小的压降达到最好的换热系数，与常规的管壳式换热器相比， JAD螺旋螺纹管换热器换热系数大，传热效率高，具有相当的灵活性、适用性和可 靠性JAD系列螺旋螺纹管换热器独特的螺旋结构、先进的传热机理以及经济实用 性，势必决定了其节能、高效的优越性2.6横纹管法横纹管其形状为管壁被挤压成与管子轴线成90°的横纹，在管壁内形成一圈一 圈突出的圆环用以强化管内气体和液体的传热及管内气体的冷凝当流体流经横 纹管的圆环时，在管壁上形成轴向漩涡，增加了流体边界层的扰动，有利于通过 边界层传递热量当漩涡将要消失时，流体又经过第二个圆环，从而保证轴向漩 涡不断生成比光管换热器的总传热系数提高85%，在相同负荷时，可节约40% 的面积，而且基本无结垢和腐蚀现象2.7波纹管法波纹管是将光管加工成波纹形状的翅片，当流体流经波峰时，速率增加，静压降 低，而当流体流经波谷时，速率减小，静压增大周期性的变化增加了流体的扰动， 促使湍流产生，从而增大了传热系数该管较普通的光管换热器效率提高2~3倍2.8缩放管法缩放管是由依次交替的收缩段和扩张段组成的波形管道。
在扩张段中流体速度降 低，静压增加；在收缩段中流体速度。