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1、桂林航天工业高等专科学校毕业设计论文题目： 小型冷藏柜设计学生姓名：陶绍念学 号: 200605210213指导老师： 贺广兴系 别： 汽车工程系专业班别： 制冷与冷藏技术2班完成时间：2009-11-21目录摘要 3 第一章 概论4 第二章 冷藏柜的总体布置5第三章 冷藏柜的热负荷7第四章 箱体外表面的凝露校核9第五章 制冷系统循环热力计算10 第六章 压缩机的选型及热力计算13 第七章 冷凝器的设计计算15 第八章 蒸发器的设计计算21 第九章 毛细管的选择计算25参考文献 26致谢 26摘要：本课程设计综合运用制冷原理、传热学、小型制冷装置设计指导、工程热力学的知识，借用成熟机型的结构，
2、设计一台小型冷藏柜。关键词：压缩机 蒸发器 冷凝器 毛细管 Abstract ：This curriculum project synthesis utilization refrigeration principle, heat transfer theory, the small refrigerating unit design instruction, engineering thermodynamicss knowledge, borrows the mature type the structure, designs a small freezerKey phrase: Compr
3、essor Evaporator condenser Capillary tube第一章概 论 冷柜是商业和饮食业中使用面较广的商业制冷装置。通常指那些供商店或食堂服务人员用来短期贮存商品或食品的低温柜或箱。 冷柜可分为冷藏柜和冷冻柜,也可以组合在一起。冷藏柜的柜内温度通常在08之间,冷冻柜柜内温度通常在0-18以下,国产冷柜柜内温度也有设计成0-15之间的,而专用型冷柜对柜内温度有不同的要求。冷柜也可根据需要制成具有冻结能力的冻结冷柜。根据使用地区的不同可制成两种形式,对使用在温带气候地区的冷柜使用环境温度是1232,相对湿度是4085;对亚热带地区的使用环境温度是1840,相对湿度是408
4、0,这对设计制作冷柜围壁隔热层和融霜系统应有不同的要求。冷柜的内容积通常在0.43m3之间,小于O.4m3的冷柜通常列入家用冷柜,而大于3m3的冷柜通常制成组合冷库形式,便于操作人员贮存食品。由于要求操作人员在橱柜外面伸手拿取食品,因而冷柜的进深较浅。冷柜在结构形式上分为两大类：立式冷柜和卧式冷柜。立式冷柜和卧式冷柜不但在形式结构上差别较大，而且在功能种类上也不同。立式冷柜早先在国内由于温度在-lO左右且外型类似柜，故简称冷藏柜；而卧式冷柜的外型呈箱式，故早先简称为冷藏箱，用于存取冷食饮料或冷却瓶装饮料，其冷却方式除用空气直接冷却外，也可采用水作为载冷剂间接冷却。卧式冷柜存贮食品易堆积，不如立
5、式冷柜存取方便，但卧式冷柜的上开门方式使冷量损失较少，结构较立式冷柜简单，价格便宜。第二章 冷藏柜的总体布置冷藏柜的总体布置是冷藏柜设计的一个重要环节。本设计的总体布置是以实用、节能为依据。现根据所提出的任务给出如下设计条件：1） 使用环境条件：冷藏柜周围环境温度ta=32，相对湿度=7552） 箱内温度：平均温度为tm=-12,3） 箱内有效容积：总容积为263L4） 制冷系统为单级蒸汽压缩式制冷系统，冷却方式采用直冷，蒸发器为板管式蒸发器，冷凝器采用丝管式冷凝器，采用毛细管作为节流元件。制冷系统图如下形式，不设置水蒸发加热器。5） 箱体结构：外形尺寸为1210mm930mm630mm（宽深
6、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，其值如下表所示，箱体结构图如下所示。冷藏柜各面的绝热层厚度（mm） 箱面两侧面前后面门体底面厚度(mm)555555656） 由于本设计选用R12的代替工质R134a，故在总体布置是还须考虑一下俩方面问题。润滑油 制冷工质R12中的氯原子有利于润滑，尤其是在高的压力下，氯原子起着良好的润滑作用，而替代工质R134a无氯原子，它与矿物质油难以互溶，前几年曾经选用聚烯氢甘醇（PAG）油与R134a配用，虽然解决了互溶性问题，但是由于聚烯氢甘醇润滑性不好，致使摩擦力增加，造成压缩机的COP下降。最近对新合成的聚酯油进行了试验，其结果
7、表明，聚酯油不但润滑性比聚烯氢甘醇好，而且具有合适的粘度，低吸湿性等优点，为此本设计选用合成的聚酯油作为系统润滑油。干燥过滤器 采用R134a替代R12，要取得好的效果，干燥过滤器需要从新选择。其过滤器内的分子筛品种要根据R134a的直径大小来选配。因为聚酯类润滑油更容易吸水，故干燥过滤器内分子筛的重量比原来的增大20左右。青岛电冰箱厂在试制过程中选用XH7型干燥过滤器替代原XH5型干燥过滤器，使用效果良好，故本设计也选用XH7型干燥过滤器。箱体结构图第三章 冷藏柜的热负荷（1）冷藏柜箱体漏热量Q11） 箱体隔热层漏热量Qa 箱体隔热层漏热量按式Qa=KA（t1- t2）计算，计算时箱外空气对
8、箱体外表面的表面传热系数1取11.3w/（k），箱内壁表面对箱内空气的表面传热系数2取1.16 w/（k），隔热层材料的热导率取0.03 w/（mk）。K=1/（1/1+/+1/2）为隔热层厚度，各传热表面的传热量计算见下表： 冷藏柜箱体各表面的传热量 箱面计算值两侧面前后面门体底面面积A/0.671.3190.7620.762传热系数（）0.3590.3590.3590.321传热温差/44444455.2传热量10.58320.83512.03713.502箱体隔热层漏热量为 Qa=（10.583+20.835+12.037+13.502）W=56.957 W2）通过箱门与门封条漏热量Qb
9、Qb=0.15 Qa =0.1556.957=8.544 W箱体漏热量为Q1= Qa + Qb =（56.957+8.544）=65.501 W（2）冷藏柜开门漏热量Q2 开门漏热量按公式Q2= (VBnh)/(3.6va)计算。冷藏柜内容积VB取，开门次数为每小时10次，空气的比体积va为0.9 m3/ Kg，进入箱内空气达到规定温度时的降温降湿比焓差h值为h=h32，75- h-12，100=90-（-8.3）KJ/Kg=98.3 KJ/Kg 冷藏柜开门漏热量为Q2= (VBnh)/(3.6va)=（0.26312898.3）（3.60.9）=63.863 W（3）贮物热量Q3，贮物热量按
10、Q3= (MCt1+ Mr- MCbt2)/(2 3.6)计算，水的初始温度t1取25，实冰的温度t2取-2，水的质量M =263.120.005 Kg=1.316 Kg。则Q3= (MCt1+ Mr- MCbt2)/(2 3.6)W=1.3164.1925+ 1.316333- 1.3162（-2）(2 3.6) W=（137.851+438.228+5.264）7.2=80.742 W式中M水的质量，单位为Kg；C水的比热容，C=4.19 Kj/(Kg.k)r水的熔化热,r=333 Kj/Kg Cb冰的比热容, Cb =2 Kj/(Kg.k)。则冷藏柜的总热负荷为：Q=1.1（ Q1+ Q
11、2+ Q3）W=65.501+63.863 +80.742 W=210.106 W 第四章 箱体外表面的凝露校核绝热层厚度最薄处在两侧，按式tw= t1- K/0（t1- t2）计算，计算时取箱外空气对箱体表面的表面传热系数0取11.63 w/（k），传热系数K值为0.359 w/（k），环境温度t1为32，箱内空气温度t2为-12，则外表面温度tw= t1- K（t1- t2）/0=32-0.359（32+12）11.63=30.642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，箱体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。根据以上计算可知，本
12、设计的冷藏柜采用上述绝热层厚度在外表面不会出现凝露现象。第五章 制冷系统循环热力计算 热力参数的计算步骤 :本设计时为便于压缩机选型，故选择压缩机工况，工况列表如下：工况参数冷凝温度tk蒸发温度to回气温度tG过冷温度ts设计例值54.4-23.332（80）17参数来源tk=32+22.4=54.4环境温度加上冷凝温度。to=-12-11.3=-23.3箱内温度减去传热温差。蒸汽进入压缩机壳前的状态，括号值为实际吸入汽缸前的过热蒸汽。ts=32-15=17环境温度减去过冷度制冷系统压-焓图见下图并应用R134a的压-焓图、热力性质表及其有关计算公式，现将其设计工况下的有关压力、各点比焓值和过热蒸汽比体积等参数列表如下：热物性参数列表（工质R134a）参数名称符号单位参数来源设计值冷凝压力PkMPatk =54.4查热力性质表1.4696蒸发压力PoMPato =-23.3查热力性质表0.115出蒸发器时饱和蒸汽比焓h1KJ/Kgto =-23.3查热力性质表383.27进压缩机前过热蒸汽比焓h1KJ/Kg32查热力性质图430.0进压缩机前过热蒸汽比体积vm3/ Kg32查热力性质图0.213进入汽缸前过热蒸汽比焓h1KJ/Kg80查热力性质图475.0进入汽缸前过热蒸汽比体积v”m3/ Kg80查热力性质图0
