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1、制冷循坏系统的热力计算是根据确定的蒸发温度，冷凝温度，液态制冷剂的再冷度和压 缩机的吸汽温度等已知条件通过压焰图，求出各状态点的参数以及相关数值.A/(kJ-kg)图2跨临界CO,压焰图1循坏参数跨临界co：空调设计工况制冷量为2.8 kw,制热量为3kw,制冷剂为R744,蒸发温度 取为0C,冷却器出I温度取为40C。指示效率= 0.75,机械效率几=0.8。査资料(参考文献1)知，根据冷却压力对循环的影响，最佳冷却压力与冷凝器出口温度的关系式 为：Pk=-0. 71471+0. 27243 tk( MPa) 式中：32C WtkW48C.根据冷凝器出口温度为40C,计算得最佳冷凝压力为lO
2、MPa.根据吸气过热度对循环的影响，利用回热提高点1的过热度使循环的性能系数增大，但是过热度 不是任意可以提高的。由于传热温差的存在，点1的温度总是低于点3的温度。由此假定点1的过热度为 15C。由回热器热平衡计算，hl-h0=h3-h4,推得h4=296kj/kg,査压焙图得t4=36C.过冷度为4C.点4 到点5的过程为等熔节流过程，得点5的状态：t5=0rC, h5=h4=296kj/kg.点1到点2s过程为等爛压缩，p2s=10MPa,从而确定点2s的状态：t2s=100rC, h2s=504kJ/kg.由压缩机指示效率 H i=0. 75,得h2=(h2s-hl)/ n i+hl=5
3、20. 67kJ/kg各点参数toCpo bar110 kJ/kgtiCpi barhi kJ/kgtzCP： bar112: kJ/kgh： kJ/kg0354321535454100100504520.67t3CP3 bar113 kJ/kgt4Cp bar114 kJ/kgtsCPS bar115 kJ/kg40100314361002960352962 热力计算2.1 夏季热力计算单位质量制冷量qqQ=hQ-h5=136kJ/kg单位理论功% =h2s-hl = 50kJ/kg= =75Nj % h2hlw0 = - = 66.61kJ/kg7h2 = 520.67kJ/kg单位容枳制
4、冷屋4，qv = =空-kJ5f =11333 3kJ 丨 弘 vx 0.012单位冷凝热 qks = h2s-h. = 190 kJ/kg制冷循坏质量流量2.8kw36kJ【kg=0.021kg/s压比n兀=p2/pl = 100/35 = 2.86性能系数COPCOP 二务二邑-二 1.632 %热力完善度n亠= 6. = 0.5982.2冬季热力计算实际单位冷凝热乞qk = h2 -/?3 = 206.67kJ/kgr制冷剂流量3k w206.671 kg=0.0145 kg/s制热系数勺4热力完善度= 0.665t2-tq以冬季制冷剂流屋为标准时夏季的制冷量00Co =qoq“产 L9
5、7kw通过改变压缩机转速来改变循环流量，从而满足夏天制冷，冬天制热的工况。Q0=2.SkWQk =3kW2.3换热器计算实际工况参数夏季制冷设计工况为32 C,设计降到25 C,冬季制热设计工况为5 C,设计升到20 C。夏季蒸发器25C 熔值为 298.422kJ/kg,18C焰值为 291.394kJ/kg, 20Ctt值为 293.402kJ/kg(1)平均温度G；J + 1化2皿,”1 Q平均温差加=仝畫=21.3匸,111 18九逆=耳=21眈，ln-18仏+/泌2= 21.3C(2)空气流量帀Qo =用/? = in (298.422 - 291 394) = 2.Skw= hi
6、=0.398kg/s冬季时此换热器作为冷凝器,Qk = in /? = m (/? 一 293.402) = 3k w =F = 30094kJ/kg经查表知此时对应的温度为28.4Co_ 20+ 28.4 平均温度-”22 _QA_ 1 %平均温差仏=飞1 = 36.9匸，111 13仏= 40.9C,11120冬季蒸发器5C的焙值为 278.343kJ/kg, 1C 的焰值为 274.329kJ/kg, 32C 的焰值为 305.455kJ/kg平均温度f,”3C = 3C5-1平均温差:顺= = 249C ,hi-15-1:逆=F = 249 C ,hi-1G =卅/ = tn (278
7、 343 - 274 329) = 1.97kw = 0492kg/s夏季时此换热器作为冷凝器:Qk = m - A/? = m (305.455 -h) = qk .qm = 206.67 x 0.021 RW = 4.34kwah” = 29663kJ/kg查表得知此时对应的温度为39.5C。平均温度tl4 = 竺尹 C = 35.75C ,平均温差厶仏=色嘗= 13.7C,1110.5_ 25 9q叫逆一 t 60.5 一lii83部件设计3.1气体冷却器和蒸发器形式为管带式，此形式的换热器在耐压和换热方面有较兴的优势。 根据参考文献2,空气流过管带式换热器时当量表面传热系数a W/(m
8、2.k) a = c-Renl P严(纟严()”*(二严daddP2业2nd_ 2( - 5 -b)(b -)+($/ - b)g空气在流通截面上的流量密度，kg/(m2, s) u空气平均温度下的动力粘度，N. s/m2Cn2“30. 17580. 50570. 33330.31331. 99080. 5268Cp空气平均温度下的比定圧热容，J/(kg. K) 入一空气在平均温度下的热导率，W/(m. K) d当量直径，m f翅带厚度，m管带式换热器的形式如图:N椭圆扁管排数Excel计算表格概况如图，C0. 1758nl0. 5057n20. 3333n30. 3133n41. 9908n
9、5-0.5268X0.026Pru0.71. 82E-05de0.005500.00638672463765546218b椭圆扁管宽度 h椭圆扁管高度 s波形翅片高度L椭圆扁管长度Sf翅片间距6 f翅片厚度S1椭圆扁管间距H换热器高度b0. 040. 025s0.010. 02h0. 0250. 025sf0. 0040. 0045f0. 00020. 0002si0. 0350. 045n11510. 550. 550. 6H0. 3850. 2250.4F0.7865 tlA t2.49221.3Q11970Q22500qml0.492qm20. 356Q2169.732639.36327
10、7840401 t338.9A t419.8Q33000Q437204820. 24517253. 2176596792bshsfSfSIn1H0. 0250. 020. 0250. 0040. 00020. 04550. 550. 225利用以上表达式，经Exxl试算，得知夏季蒸发器,也即冬季冷凝器的人致尺寸为Sl=s+h, H=sl*n,同样，利用以上表达式，经Excel试算，得知冬季蒸发器，也即夏季冷凝器的人致尺寸为bshsfSfSIn1H0. 040. 010. 0250. 0040. 00020. 035110. 550. 3853. 2压缩机选型：轿车正常行驶速度为40km/h,压缩机正常转速n=1800r/min,单位压缩功为66. 67kJ/kg,制冷剂循环量为0. 018kg/s,所以压缩功为66. 67*0. 018=1. 2kW,取输气系数为0. 7,从而压缩机排量可得：匕=1.67xl04- = 10.53c屛 / rqQ.nA3. 3膨胀阀选型：系统制冷屋为2. 8kW,即2800/3300=0. 84冷吨，故选用容屋为1冷吨的膨胀阀。3. 4连接管的选型：由于换热器为扁椭圆形截面，而压缩机接II为圆形，所以选择橡胶管为连接管，耐压胶 管。
