風冷熱泵性能設(shè)計計算畢業(yè)設(shè)計說明書

1、本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 計 算 說 明 書 題 目 風冷熱泵性能設(shè)計計算 系 別 機 械 工 程 系 專 業(yè) 熱能與動力工程 班 級 能動901 學號 學生姓名 指導老師 2013 年 06 月摘 要風冷熱泵型熱水機組發(fā)展迅速，1996年比1995年增長近二倍。我國的能源政策和環(huán)境保護政策是促進熱泵技術(shù)迅速發(fā)展的主要因素熱泵空調(diào)系統(tǒng)在中國的應(yīng)用迅速增長，目前家用空調(diào)器總量60%為熱泵型甚至在較為寒冷的北京地區(qū)，有許多用戶也喜歡在集中采暖期前后應(yīng)用熱泵型空調(diào)機組來采暖，冬季供應(yīng)熱水，夏季供應(yīng)冷水的電動風冷機組在集中式空調(diào)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，今后的應(yīng)用將更為普及。本設(shè)計為風冷熱泵設(shè)計，結(jié)合所學

2、知識以及工程實際設(shè)計資料（經(jīng)濟效益、環(huán)境效益），要求優(yōu)化管路流程，充分發(fā)揮換熱能力。該設(shè)計詳細介紹了系統(tǒng)方案的確定和該系統(tǒng)循環(huán)熱力計算、壓縮機的選型計算、冷凝器的選型校核、蒸發(fā)器的選型校核、節(jié)流機構(gòu)的選型、經(jīng)濟性分析。 關(guān)鍵詞：熱泵；風冷；循環(huán)abstract air-cooled heat pump hot water unit developed rapidly in 1996 than in 1995, an increase of nearly tripled. chinas energy policy and environmental policy is to promote th

3、e rapid development of heat pump technology is a major factor in heat pump air conditioning system in china is rapidly growing, currently 60% of total household air-conditioner heat pump even in the colder regions of beijing, there are many users like the centralized heating period before and after

4、the application of heat pump type air conditioning units for heating, hot water in winter, summer, supply of cold water in an electric air-cooled central air conditioning system has been widely used, future applications will be more popular. air conditioning system has been widely used, future appli

5、cations will be more popular. the design for the air-cooled heat pump design, combined with the knowledge and practical engineering design information (economic and environmental benefits), requires optimization of process . the design details of the system and the system determines the program cycl

6、e thermodynamic calculation, sizing the compressor, condenser selection checking, evaporator selection, throttle bodies selection, economic analysis.key words: heat pump; air; circulation 目 錄摘 要iabstractii目 錄iii1緒論11.1 設(shè)計目的11.2 設(shè)計要求：11.2.1 設(shè)計具體要求12設(shè)計任務(wù)、依據(jù)及方案32.1 流程設(shè)計及熱力計算3 2.1.1 流程圖設(shè)計32.1.2 循環(huán)熱力計算設(shè)計

7、參數(shù)32.2風冷熱泵系統(tǒng)設(shè)備選型42.2.1壓縮機的選型計算72.2.2冷凝器的設(shè)計校核10 2.2.3蒸發(fā)器的選型計算 162.2.4節(jié)流機構(gòu)選型計算262.2.5四通換向閥的保溫272.2.6風機及配用電機的選型282.2.7制冷劑充灌量293輔助設(shè)備選型和經(jīng)濟性分析303.1 輔助設(shè)備選型303.1.1管路過濾系統(tǒng)303.1.2氣液分離器303.1.3干燥器30 3.2 熱力經(jīng)濟性30 3.2.1經(jīng)濟性分析計算30致 謝32參考文獻33 1緒 論 1.1設(shè)計目的： 通過風冷熱泵的設(shè)計，綜合應(yīng)用所學的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，分析和解決問 題，掌握設(shè)計和開發(fā)的基本方法和技能，了解風冷熱泵的發(fā)展趨

8、勢，為今后更好的從事相關(guān)工作和學習打下良好基礎(chǔ)。 1.2 設(shè)計任務(wù)： 工質(zhì)為r410a額定工況制冷量：12.8 kw；額定工況制熱量：15 kw；額定工況： 制冷工況 室內(nèi)干球溫度27，濕球溫度19； 環(huán)境溫度ta=35，濕球溫度24 制熱工況 環(huán)境溫度ta=7，濕球溫度6 制冷劑：r410a；電源：50hz，220v。 1.2.1 設(shè)計要求： 系統(tǒng)流程的設(shè)計；循環(huán)的熱力計算；蒸發(fā)器和冷凝器的設(shè)計并進行校核；壓縮機、節(jié)流機構(gòu)的選型計算；完成系統(tǒng)流程圖、蒸發(fā)器和冷凝器結(jié)構(gòu)圖；翻譯英文論文一篇；技術(shù)經(jīng)濟分析；計算程序。2 設(shè)計計算方案2.1 系統(tǒng)流程根據(jù)所學專業(yè)知識以及設(shè)計要求進行風冷熱泵系統(tǒng)流程

9、的設(shè)計，并在此基礎(chǔ)上畫出系統(tǒng)流程圖，進行循環(huán)的熱力計算。 2.1.1 風冷熱泵流程圖設(shè)計2-1風冷熱泵系統(tǒng)流程圖 2.1.2 循環(huán)熱力計算1、室內(nèi)外空氣狀態(tài)參數(shù)的確定制冷運行： 室內(nèi)干球溫度27 室內(nèi)濕球溫度19室外干球溫度35 室外濕球溫度24 2、風冷熱泵運行參數(shù)的確定根據(jù)文獻p283表7-11和p284表7-14，選取參數(shù)如下：蒸發(fā)溫度冷凝溫度有效過熱度5有效過冷度5吸氣溫度201、循環(huán)參數(shù)及壓焓圖名義工況下，制冷循環(huán)參數(shù)及室內(nèi)、外空氣參數(shù)如下：蒸發(fā)溫度7.2,冷凝溫度54.4,膨脹閥前液體溫度46.1,出口溫度15,吸氣溫度20;室內(nèi)干球溫度27,濕球溫度19.5,室外干球溫度35,濕

10、球溫度24。根據(jù)條件繪制循環(huán)的-圖，如圖5所示。圖2-2 循環(huán)過程在p-h圖上的表示各點參數(shù)值，查r410a熱力性質(zhì)表和圖（附表和附圖），得循環(huán)各特征點的狀態(tài)參數(shù)如下表1： 表1 p-h圖中各特征點狀態(tài)參數(shù)表狀態(tài)點 /mpa2、熱力計算（1）基本性能指標的計算 單位質(zhì)量制冷量(kj/kg) =420-220 kj/kg =200 kj/kg 單位理論功(kj/kg) =-=470-425 kj/kg=45 kj/kg 制冷系數(shù) 容積系數(shù)式中，相對余隙容積，取為1.2% 冷凝壓力（排氣壓力）（） 蒸發(fā)壓力（吸氣壓力）（） 膨脹指數(shù)，取為1.05 壓力損失系數(shù) 溫度系數(shù)式中，冷凝溫度 蒸發(fā)溫度 壓

11、縮機前吸氣溫度對r410a：a=，b=，所以，= 泄露系數(shù)近似取= 輸氣系數(shù)= 壓力比（2）當總制冷量已給定，設(shè)計或選配壓縮機 制冷劑的循環(huán)量 壓縮機的實際輸氣量= 壓縮機的理論輸氣量=求出的的數(shù)值可作為設(shè)計或選配壓縮機的依據(jù)。2.2 風冷熱泵設(shè)備選型2.2.1壓縮機選型計算壓縮機的實際輸氣量= 壓縮機的理論輸氣量=求出的的數(shù)值可作為設(shè)計或選配壓縮機的依據(jù)。計算壓縮機的功率 壓縮機的理論功率 壓縮機的指示效率式中， 吸入點比體積，單位為 壓力比吸、排氣閥平均壓力降，單位為pa,壓縮開始及終了時的比焓，單位為膨脹指數(shù)取，則，= 壓縮機的機械效率取 壓縮機的指示功率 壓縮機的軸功率 電動機效率取=

12、 電效率= 輸入電功率=（4）實際制冷系數(shù)的計算空調(diào)機由制冷向制熱的轉(zhuǎn)變主要是靠四通換向閥改變制冷劑在系統(tǒng)中的流路，故其計算參照制冷循環(huán)熱力計算。計算方法參照文獻p21。1、單位吸熱量2、單位理論功3、單位實際功4、電機輸入單位理論功5、壓縮機實際排氣狀態(tài)焓值6、單位制熱量7、循環(huán)制熱系數(shù)8、壓縮機質(zhì)量流量9、熱泵制熱量10、壓縮機的軸功率11、電動機輸入功率因為本設(shè)計的設(shè)計工況與壓縮機的測試工況一致，所以所選壓縮機不用再經(jīng)過測試。根據(jù)額定制冷量，查文獻p286表7-16，選用壓縮機廠生產(chǎn)的空調(diào)用qw78-3.75g，渦旋式壓縮機，額定制冷量為13688w，電機輸出功率為3.75kw，屬電容運

13、轉(zhuǎn)型（psc），電源為50hz-220v，高度430 mm質(zhì)量40kg,均能滿足設(shè)計要求。 本設(shè)計選用壓縮機廠生產(chǎn)的空調(diào)用qw78-3.75g渦旋式壓縮機。參數(shù)如下：名義制冷量：13688w電機輸出功率為3750w電源：50hz-220v額定電流：6.5a電機類型：屬電容運轉(zhuǎn)型（psc）質(zhì)量：40.0kg。其中標注的尺寸為h=430mm, d=183mm。2.2.2冷凝器設(shè)計計算 本設(shè)計選用強迫對流空冷式冷凝器（如圖2）。其原因如下：首先，空冷式冷凝器不用水，冷卻系統(tǒng)變得十分簡單，而且省去水處理，除水垢等方面的費用，因此隨著近年來，水資源日趨緊張，所以已經(jīng)大量使用空冷式冷凝器，特別是在r410

14、a制冷系統(tǒng)中更適合應(yīng)用空冷式冷凝器。其次，強制對流用于小型制冷和空調(diào)裝置，空氣以23m/s的迎面風速橫向掠過管束帶走制冷劑的冷凝熱，由于空氣側(cè)放熱系數(shù)極低，為強化傳熱，在傳熱管上加有肋片。 由有關(guān)溫度參數(shù)及冷凝熱負荷確定各有關(guān)溫度參數(shù)其取值見表2表2 冷凝器溫度參數(shù)表項目參數(shù)值（）項目參數(shù)值（）冷凝溫度54.4進出口空氣溫差10進口空氣干球溫度35出口空氣干球溫度45對數(shù)平均溫差 r410a在=54.4、時的冷凝負荷系數(shù) =1.19，則冷凝熱負荷 翅片管簇結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇及計算選擇的紫銅管為傳熱管，選用的翅片是厚度的波紋型整張鋁制套片。取翅片節(jié)距，迎風面管心距，管簇排列采用正三角形叉排。每米管長各

15、有關(guān)傳熱面積分別為：.每米管長翅片側(cè)面面積 注：翅片一般有一次翻邊，且利用翻邊保證均勻的翅片節(jié)距，則翅片根部外沿直徑；又波紋片側(cè)面積與平片側(cè)面積誤差很小，按平面計算。.每米管長翅片間管面面積 .每米管長翅片側(cè)總面積 因翅片厚度較小，翅頂面積忽略不計，則.每米管長管內(nèi)面積由文獻p201附錄8干空氣的熱物理性質(zhì)（），查得空氣在平均溫度條件下、 ,在進風溫度條件下， 冷凝器所需空氣體積流量 選取迎面風速，則迎風面積取冷凝器迎風面寬度即有效單管長，則冷凝器的迎風面高度，對叉排管簇，迎風面上的管排數(shù)分別為由于冷凝器有效單管長l、迎風面高度h、迎風面管排數(shù)n這三個量互相聯(lián)系，且它們的值影響到后面流通方向管

16、排數(shù)n的校合，所以留到后面與流通方向管排數(shù)n一起計算，這里只列出公式。確定所需傳熱面積、翅片管總長及空氣流通方向上的管排數(shù)，若采用整張波紋翅片及密翅距的叉排管簇，則空氣側(cè)傳熱系數(shù)由文獻公式（611）乘以1.1再乘以1.2進行計算。預計冷凝器在空氣流通方向上的管排數(shù)，則翅片寬度微元最窄截面的當量直徑 最窄截面風速因為查文獻表3-18，用插入法求得=0.15，n=0.623,c=1.151,m=-0.210,則空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 因為 r410a飽和液物性值可得：則物性集合系數(shù)b 式中，-冷凝液的導熱系數(shù) -冷凝液的密度 -制冷劑的比潛熱 -冷凝液的動力粘度所以，則r410a在管內(nèi)凝結(jié)的表面?zhèn)鳠嵯?/p>

17、數(shù) 翅片相當?shù)母叨扔晌墨I公式6-16計算得，式中，c=1.063是由于按等邊三角形叉排排列取鋁片熱導率，由文獻公式6-15計算翅片參數(shù)m，即由文獻公式6-14算翅片效率即表面效率由文獻公式6-13計算得即忽略各有關(guān)污垢熱阻及接觸電阻的影響，則，將計算所得有關(guān)各值代入文獻公式6-20式中，-壁面平均溫度 -外壁面溫度 -內(nèi)壁面溫度 -空氣進出口平均溫度，所以， 選取適當，使上式左右兩邊相等，用試湊法，解上式得=49.1代入文獻公式6-17中，則r410a在管內(nèi)的凝結(jié)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為取管壁與翅片間接觸電阻，空氣側(cè)塵埃垢層熱阻，紫銅管熱導率文獻公式6-21計算冷凝器的總傳熱系數(shù)式中，-紫銅管壁厚-紫銅

18、管每米管長平均面積，所以， 冷凝器的所需傳熱面積所需有效翅片管總長空氣流通方向上的管排數(shù) 取整 排，與計算空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)時預計的空氣流通方向上管排數(shù)相符。冷凝器有效管長66-96m實際傳熱面積33.7較計算所需傳熱面積大9.2，滿足冷凝負荷傳熱要求。本設(shè)計選用強迫對流空冷式冷凝器。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。參數(shù)如下：傳熱管:紫銅管，翅片: 厚度，波紋型整張鋁制套片節(jié)距:迎風面管心距管簇排列采用正三角形叉排冷凝器長：500mm冷凝器寬：86.6mm冷凝器高：312.5mm空氣流通方向上的管排數(shù)n:4迎風面上管排數(shù)n：12冷凝器傳熱系數(shù)：30.39w/m.k 圖2-3 空冷式冷凝器主體結(jié)構(gòu)示意圖

19、2.2.3蒸發(fā)器設(shè)計 本設(shè)計采用直接蒸發(fā)式空氣冷卻器，并采用強制對流方式。其主要優(yōu)點如下：（1）結(jié)構(gòu)緊湊，安裝尺寸小；（2）不用載冷劑，而直接靠液態(tài)制冷劑的蒸發(fā)來冷卻空氣，冷損失少，且房間降溫速度快，起動運行時間短。（3）管理方便，易于實現(xiàn)運行過程自動化。1、蒸發(fā)器進口空氣狀態(tài)參數(shù) 蒸發(fā)器進口處空氣干球溫度t=27，濕球溫度t=19.5,查得，空氣的h-d圖，得蒸發(fā)器進口處濕空氣的相對濕度=48%，比焓值h=56kj/kg（干空氣）,含濕量d=11.3g/kg(干空氣)。2、風量及風機的選擇 蒸發(fā)器所需風量一般按每kw冷量取0.05m/s的風量，故蒸發(fā)器風量為q=12.80.05=0.64m/

20、s=m/h3、蒸發(fā)器進、出口空氣焓差及出口處空氣焓值蒸發(fā)器進、出口空氣焓差 h = h-h = = kj/kg = 16.66 kj/kg蒸發(fā)器出口處空氣焓值 h= h-h = 56-16.66 kj/kg = 39.34 kj/kg設(shè)蒸發(fā)器出口處空氣的相對濕度=90%，則蒸發(fā)器出口處空氣的干球溫度=16.5，含濕量=10.3g/kg.將h-d圖上的空氣的進、出口狀態(tài)點1、2相連，并延長與飽和線相交，得t=14.5,h=40.5 kj/kg。4、選定蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)采用強制對流的直接蒸發(fā)式蒸發(fā)器，連續(xù)整體式鋁套片。紫銅管為10mm0.5mm,翅片選用=0.15mm的鋁套片，翅片間距=1.8mm

21、。管束按正三角形叉排排列，垂直于流動方向管間距s=25mm，鋁片熱導率=203w/（mk）。圖2-4 計算單元5、計算幾何參數(shù)翅片為平直套片，考慮套片后的管外徑為 =d+2=（10+20.15）mm=10.3mm以圖6-1示出的計算單元為基準進行計算，沿氣流流動方向的管間距為 s=scos30=25 mm =21.65mm 每米管長翅片的外表面積a= 2(ss-d) =22521.65-(10.3) m/m=0.5088 m/m每米管長翅片間的管子表面積 a=d(s-) =10.3 (1.8-0.15) m/m =0.0321 m/m每米管長的總外表面積 a= a+ a=(0.5088+0.0

22、321) m/m=0.5409 m/m每米管長的外表面積a=d1=0.01031 m/m =0.0324 m/m由以上計算可得每米管長的內(nèi)表面積 a=d1=0.0091 m/m =0.0283 m/m肋化系數(shù) =19.11肋通系數(shù)它是指每米肋管外表面積與迎風面積之比，即 a=21.64凈面比它是指最窄流通斷面積與迎風面積之比，即 =0.5396、計算空氣側(cè)干表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)(1)空氣的物性空氣的平均溫度為由文獻附錄干空氣的熱物理性質(zhì)（）查得空氣在22下的物性為：(2)最窄截面處空氣流速取迎面風速=2.5m/s,則最窄截面處流速為 =m/s=4.6 m/s(3)干表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)干表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)可用文獻式

23、計算 7、確定空氣在蒸發(fā)器內(nèi)的狀態(tài)變化過程根據(jù)給定的空氣進出口溫度由濕空氣的h-d圖可得，在圖6-2上連接空氣的進出口狀態(tài)點1和點2，并延長與飽和空氣線（）相交于點，該點的參數(shù)是，。在蒸發(fā)器中空氣的平均比焓為圖6-2 濕空氣的狀態(tài)變化在h-d圖上按過程線與線的交點讀得，。析濕系數(shù)可由下式確定8、循環(huán)空氣量的計算進口狀態(tài)下干空氣的比體積可由下式確定故循環(huán)空氣的體積流量為9、空氣側(cè)當量表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算當量表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 對于三角形叉排排列的平直套片管束，翅片效率可由文獻式（6-52）計算，叉排時翅片可視為六角形，而且此時翅片的長邊距離和短邊距離之比，且，故肋片折合高度為 故在凝露工況下的翅片效率為

24、當量表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為10、管內(nèi)r410a蒸發(fā)時表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算查文獻附錄和文獻，得r410a在時的物性為：飽和液體比定壓熱容飽和液體焓飽和蒸氣焓飽和液體密度飽和蒸氣密度氣化熱飽和壓力液體黏度液體熱導率液體普朗特數(shù)r410a在管內(nèi)蒸發(fā)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)可由文獻p115式（4-5）計算。式中，管內(nèi)沸騰的兩相表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，單位為； 液相單獨流過管內(nèi)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，單位為； 對流特征數(shù)； 沸騰特征數(shù)； 液相弗勞德數(shù)； 質(zhì)量流率，單位為； 干度； 管內(nèi)徑，單位為； 液相動力粘度，單位為； 液相熱導率，單位為； 液相普朗特數(shù)； 氣相密度，單位為； 液相密度，單位為； 熱流密度，單位為； 氣化潛熱，單位為。取決

25、于制冷劑性質(zhì)的無量綱系數(shù)，按文獻1表4-2 各種制冷劑值的取值，所以取上式中、和為常數(shù)，它們的值取決于的大小 當 當 以下開始代數(shù)計算：首先計算r410a進入蒸發(fā)器時的干度，可由文獻p218式7-5計算r410a在蒸發(fā)器入口處的，則又知出口干度，則r410a的總質(zhì)量流量為作為迭代計算的初值，取。r410a在管內(nèi)的質(zhì)量流速，則總流通截面為每根管子的有效流通截面蒸發(fā)器的分路數(shù)取z=9，則每一分路中r410a的質(zhì)量流量為每一分路中r410a在管內(nèi)的實際質(zhì)量流速于是， 所以 11、傳熱溫差的初步計算12、傳熱系數(shù)的計算式中，考慮外表面積灰等所形成的附加熱阻，對于 熱泵用蒸發(fā)器，可取 取=0.0008，

26、故13、核算設(shè)定的值偏差計算表明，設(shè)定的初值與核算值較接近，偏差小于2.5%，故設(shè)定有效。14、蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)尺寸的確定蒸發(fā)器所需的表面?zhèn)鳠崦娣e蒸發(fā)器所需傳熱管總長迎風面積 = 取蒸發(fā)器長（即每根肋管的有效長度），蒸發(fā)器高。已選定垂直于氣流方向的管間距為 ，故垂直于氣流方向的每排管子數(shù)為 取為14深度方向（沿氣流流動方向）為4排，共布置56根傳熱管，傳熱管的實際總長度為本設(shè)計采用強制對流的直接蒸發(fā)式蒸發(fā)器。結(jié)構(gòu)與蒸發(fā)器相近。參數(shù)如下：傳熱管:紫銅管，翅片: 厚度，連續(xù)整體式鋁套片節(jié)距:迎風面管心距管簇排列采用正三角形叉排蒸發(fā)器長：550mm蒸發(fā)器寬：43.3mm蒸發(fā)器高：237.5mm空氣流通方向

27、上的管排數(shù)n:2迎風面上管排數(shù)n：14蒸發(fā)器分路數(shù)：3路蒸發(fā)器傳熱系數(shù)：44.41w/m.k 2.2.4節(jié)流裝置毛細管是最簡單的節(jié)流裝置，它無運動部件，不易發(fā)生故障，運行可靠。適合用于蒸發(fā)溫度變化范圍很小、負荷比較穩(wěn)定的制冷設(shè)備，如家用冰箱、房間空調(diào)器、除濕機等小型全封閉式制冷裝置。因此，本設(shè)計選用毛細管作為節(jié)流裝置。1、毛細管的選擇計算為制冷設(shè)備選配節(jié)流用毛細管時，一定要使毛細管的長度、內(nèi)徑與制冷裝置的工況條件相匹配。目前選配毛細管的方法，一般用計算法或圖解法初步估算毛細管的內(nèi)徑和長度，然后用實驗方法確定毛細管最佳尺寸。在本設(shè)計中由于條件有限，不能夠進行實驗，所以只能選用圖解法進行初步估算

28、初步估算毛細管的內(nèi)徑和長度 實際應(yīng)用中，選擇毛細管時，首先應(yīng)計算毛細管的相對流量系數(shù)，表示每根毛細管的實際流量與標準毛細管流量之比值，即。式中，毛細管的相對流量系數(shù)； 每根毛細管的實際流量； 標準毛細管流量。的數(shù)值由熱力計算中求得的制冷劑循環(huán)量除以蒸發(fā)器的分路數(shù)而獲得，由前面的計算可知，=50制冷劑循環(huán)量在作一水平線，在圖中找到a、b、c、d、e、f、g、h，8個點，這9個點分別表示在供液能力相同的情況下的9組毛細管尺寸，列表4如下 表4 毛細管尺寸表點號（）abcdefgh0.90.951.01.21.31.41.51.60.50.550.61.52.53.55.06.55555796001

29、2501923250033334063經(jīng)過比較，實際經(jīng)驗取值，選取c組的毛細管尺寸，。實際調(diào)試后，再綜合原材料規(guī)格及運行效果調(diào)整并確定毛細管尺寸。2.2.5四通換向閥的選擇本設(shè)計為熱泵，必須裝有四通換向閥以實現(xiàn)夏季制冷和冬季制熱的轉(zhuǎn)換。我們選用時要選用推薦最大容量略大于本設(shè)計制冷量、制熱量的產(chǎn)品。根據(jù)以上選用原則，查文獻p162表7-8 四通換向閥型號規(guī)格，選擇型號為dhf5的四通換向閥，名義容量為4500，進氣接管外徑尺寸8，排氣接管外徑尺寸10。2.2.6風機及配用電機的選擇1、概述在熱泵中，為了強化管外空氣側(cè)的換熱，增加氣側(cè)換熱系數(shù)，對冷凝器和蒸發(fā)器均采用強迫對流，見表5。表5 風機列表

30、風機類型特點軸流式風機效率較高，風量大，噪聲大，風壓較低，適用于配用空冷式冷凝器貫流式風機它的轉(zhuǎn)子較長，出風均勻，風壓低，噪聲小，使用于分體式空調(diào)機組中的室內(nèi)機組本設(shè)計的任務(wù)就是給室內(nèi)、室外機組選擇合適的風機及配用電機。 室外風機（選擇軸流式）由于冷凝器的迎風面寬度為l=500mm ,高度h=312.5mm,所以平行安裝一臺風機比較適宜。查文獻p201表6-34小型軸流風機系列參數(shù)和p255表6-62 fzl型系列軸流式通風機性能表，選用350fzl-02型軸流式通風機，主要技術(shù)參數(shù)，見表6。表6 軸流風機參數(shù)表型號風機電動機風量（m/h）風壓(pa)風葉直徑(mm)聲功率級db(a)質(zhì)量(k

31、g)電壓(v)相數(shù)頻率(hz)功率(w)轉(zhuǎn)速(r/min)t30n93193648.8300582.72201501001400 室內(nèi)風機（選擇貫流式）由于蒸發(fā)器長l=550mm，寬 b= 43.3mm，所以串聯(lián)連接兩臺貫流式風機為宜，中間以電動機相連。根據(jù)有關(guān)資料，選擇gl40260型貫流式通風機兩臺，葉輪名義直徑40mm,葉輪長度260mm。電機輸入功率15w。2.2.7 制冷劑充灌量的計算 采用毛細管后制冷系統(tǒng)的制冷劑充灌量一定要準確，因為毛細管的阻力值與充灌量有密切關(guān)系。對于熱泵而言，故系統(tǒng)內(nèi)制冷劑的充注量對制冷機的經(jīng)濟、安全運行起著重要作用。充注量過少，蒸發(fā)器只有部分管壁得到濕潤，蒸

32、發(fā)器面積不能得到充分利用，蒸發(fā)量下降，吸氣壓力降低，蒸發(fā)器出口制冷劑過熱度增加，這不僅使循環(huán)的制冷量下降，而且還會使壓縮機的排氣溫度升高，影響壓縮機的使用壽命；充注量過多，不僅蒸發(fā)器內(nèi)積液過多，致使蒸發(fā)器壓力升高，傳熱溫差減小，嚴重時甚至會產(chǎn)生壓縮機的液擊現(xiàn)象，而且會使冷凝器內(nèi)冷凝后的制冷劑液體不能及時排出，使冷凝器的有效傳熱面積減少，導致冷凝壓力升高，壓縮機耗功增加。由此可知，在一定工況下，系統(tǒng)內(nèi)存在一個最佳充注量問題。據(jù)文獻p331介紹，系統(tǒng)的制冷劑充注量可用下式估算： 式中，系統(tǒng)制冷劑充灌量，單位為； 蒸發(fā)器容積，單位為； 冷凝器容積，單位為。由前面的計算可知，蒸發(fā)器的總傳熱管長為53，

33、冷凝器的總傳熱管長為70考慮到彎管等因素，現(xiàn)取蒸發(fā)器、冷凝器的總傳熱管長為55和70，相應(yīng)的各自容積為所以，該系統(tǒng)的制冷劑充注量為3 風冷熱泵系統(tǒng)管道及輔助設(shè)備選擇3.1管路及輔助設(shè)備的選擇空調(diào)器的制冷系統(tǒng)中，除了前述的壓縮機、冷凝器、節(jié)流機構(gòu)、蒸發(fā)器、離心風機和軸流（或貫流）風機外，尚有干燥器、氣液分離器、電磁閥等輔助設(shè)備，各設(shè)備之間用管道接通，構(gòu)成一個封閉系統(tǒng)。所以輔助設(shè)備和管道的選型是否合理，也將影響到空調(diào)器的運行性能。3.1.1管路系統(tǒng)選型 制冷管路的設(shè)計原則是應(yīng)合理選擇管材、管徑，盡量縮短管線長度，以減少管路阻力損失，并防止制冷劑產(chǎn)生“閃氣”現(xiàn)象。為了簡化計算，也可根據(jù)已知條件（冷凝

34、溫度、蒸發(fā)溫度、制冷量、管道當量長度、允許壓力損失和制冷劑類型）直接從有關(guān)圖表中查出管道內(nèi)徑和管內(nèi)制冷劑流速。常用紫銅管的規(guī)格見表7。制冷劑管道管徑的配置也可根據(jù)各設(shè)備的進、出口口徑的大小適當選配。表7 常用連接管道用紫銅管規(guī)格規(guī)格壁厚（mm）凈斷面積（cm）每米長外表面積（m）60.50.50.1960.018960.750.750.1596110.12580.50.50.3850.025280.750.750.3328110.282100.50.50.6360.0134100.750.750.56710110.505120.750.750.8660.037812110.7353.1.2干燥

35、過濾器選型干燥器適用制冷系統(tǒng)中，被裝在節(jié)流機構(gòu)前的液體管路上，用來吸附制冷劑中所含的水分。3.1.3氣液分離器選型在風冷熱泵中，為了防止壓縮機發(fā)生液擊現(xiàn)象，在壓縮機入口處都裝有氣液分離器。3.2 熱泵熱力經(jīng)濟性指標核算3.2.1熱泵經(jīng)濟分析計算評價壓縮機能量消耗方面的先進性，可采用兩個指標：制冷壓縮機的性能系數(shù)cop和能效比eer。eer考慮到驅(qū)動電機效率對能耗的影響，從單位電動機輸入功率的制冷量大小來評價。其定義為熱泵進行制冷時，制冷量與所對應(yīng)消耗的功率之比。熱泵在制冷和制熱運行時的熱力經(jīng)濟性分別為能效比和性能系數(shù)。1、 能效比式中，房間空調(diào)器制冷量 房間空調(diào)器總輸入功率 符合要求2、 性能系數(shù)式中，房間空調(diào)器制冷量 房間空調(diào)器總輸入功率 符合要求 致 謝這次空氣調(diào)節(jié)畢業(yè)設(shè)計題目是