计算及箱体制作.docVIP

第四章 系统部件的设计与选型 该制冷系统试验装置部件包括压缩机、冷凝器、节流机构、低温箱体（含蒸发器）、节流元件、冷凝-蒸发器等主要设备，还有回热器、气液分离器、干燥过滤器等辅助设备。本章主要介绍这些设备的设计及选型（或制作）等内容。 §4.1 压缩机的选型计算[53] 压缩机是制冷系统中最主要部件，是实现蒸气压缩式制冷循环必不可少的部件，起着压缩及输送气体的作用。目前，在中、小型空调和冷柜机组中，容积式制冷压缩机为主要机种。随着制造和设计技术的进步，开启式压缩机在小冷量范围内已由半封闭式、全封闭式压缩机所代替。全封闭活塞式制冷压缩机的设计、制造相当成熟，在中小型制冷系统中广泛采用。该类压缩机的优点为：电机的工作性能较可靠，噪音低，使用方便[53-54]。 自上个世纪七十年代能源危机后，为得到较高的能量利用率，出现了一些新型的容积式压缩机，如：旋转活塞式、滑片式、涡旋式制冷压缩机。据本次设计蒸发温度较低的特点，将经验成熟的活塞式压缩机作为选型对象，按照制冷循环热力计算所求压缩机理论输气量进行选配，同时也应考虑压缩机结构性能上的要求。 活塞式制冷压缩机的制冷量与压缩机的工作容积、转速、吸气压力、排气压力、吸气温度等因素密切相关。各种型号压缩机的制冷量和蒸发温度、冷凝温度的关系曲线（性能曲线）一般由制造厂提供。应用这些曲线图，可确定在不同工况下压缩机的制冷量、功率消耗、能效比等数值。若无性能曲线作为参考，可按压缩机产品样本所提供的输气量选型。 §4.1.1压缩机吸气和排气状态参数 吸气状态参数： t1= -20℃，P1=1.5bar，h1=391kJ/kg，s1=1.875kJ/kg v1=0.2092m3/kg，制冷剂状态为过热气体。 排气状态参数： t2=114℃，P2=18bar，h2=473.7kJ/kg，s2=1.875kJ/kg v2=0.019888m3/kg，制冷剂状态为过热气体。 §4.1.2压缩机的热力计算 （1）压比 =18÷1.5=12 （2）制冷剂质量流量G 低温箱的制冷量Q0 设计要求 Q0=100W 二级节流毛细管制冷剂流量G2 G2== 0.7158 g/s 一级节流毛细管制冷剂流量G1 G1= = 5×0.7158=3.579 g/s 总制冷剂流量G G= G1+ G2=3.579+0.7158=4.295 g/s （3）压缩机内实际体积流量Vh Vh= G×v1=4.295×0.2092×3.6=3.235 m3/h （4）输气系数 a）容积系数 (4-1) 式中: c——相对余隙容积,现代中、小型压缩机c=0.015~0.06，低温机取较小的c值，本系统中取c=0.025； m——多变膨胀指数,对氟利昂压缩机m=0.95~1.05, 本系统中m=1.05； ——压比,=12； ——排气压力损失,对氟利昂压缩机Δpd1 =(0.10~0.15)pdk ,本系统中取为0.10 。 ==0.6965 b）压力系数 = (4-2) ——吸气压力损失，对氟利昂压缩机Δps1=(0.06~0.08) pd0，本系统取为0.06 ==0.9117 c）泄漏系数 =0.98 d）温度系数 = (4-3) ==0.8465 = (4-4) =0.6965×0.9117×0.98×0.8465=0.5268 （5）压缩机内理论体积流量Vp Vp==6.141m3/s （6）压缩机单位理论功wo wo= h2-h1=473.7-391.0=82.7 kJ/kg （7）理论功率No No=G×wo=4.295×82.7=355.2 W （8）指示功率Ni 指示效率=0.8 Ni ==444.0 W （9）轴功率Ne 轴效率=0.8 Ne==555.0 W （10）配用电动机功率Nel 配用电动机效率=0.85 Nel ==652.9 W §4.2 风冷冷凝器的选型计算[2,55] 采用φ8×1mm的纯铜管，肋片为平直套片(铝片)，片厚=0.2mm，片宽L=66mm，进风温度ta1=30℃，出风温度ta2=40℃，冷凝温度tk=46℃。 (1)冷凝器负荷的确定 Qk=735+100=835 W (2)冷凝器结构的初步规划及有关参数：管排方式采用正三角排列，管间距s1=25.4mm，排间距s2=22mm；肋片间距sf=1.8mm，沿气流方向的管排数n=4。 肋片面积 ff=2 (4-5