冰柜冰箱设计计算书文档格式.docx
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6.4冷凝器外形尺寸确定
-.19-
6.5风机的选择计算
-.20-
7蒸发器的设计
7.1冰柜蒸发器设计计算
7.2制冷剂在管内的表面传热系数
-.21-
7.3管板式蒸发器空气表面传热系数
7.4冷冻室蒸发器蒸发面积确定
8毛细管的计算及选型
■-.24-
8.1毛细管的长度计算
.-.24-
8.2毛细管校核
.-..25-
9制冷剂的充注
-.25-
9.1按额定工况法计算
.-.25-
9.2制冷剂充注量校核
.-.26-
11总结
-.29-
参考文献
-.30-
附图一
.-..31-
外观尺寸图
-.31-
附图二
•-•.32-
控制电路图
-.32-
根据所提出的任务给出设计条件：
1）
使用环境条件：
冰柜周围环境温度ta=32C,相对湿度书=75±
5%
2）
箱内温度:
不高于-18C.
3）
箱内有效容积：
302.5L
4）
5）
值如
表1-1，箱体结构见附图。
制冷系统为单级蒸汽压缩式制冷系统，冷却方式采用直冷式，蒸发器采用暗盘管（类似于板管式）,冷凝器采用翅片管式冷凝器，采用毛细管作为节流元件.制冷系统图见附件箱体结构：
外形尺寸1200mmX670mmX950mm（宽x深x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
表1-1
箱面
门体
侧面
底面
冷冻室
70
60
100
6）润滑油
选用合成聚酯油作为系统润滑油
7）干燥过滤器选取
由课本关于R134a系统干燥过滤器的经验，选取XH7型干燥过滤器
冰柜热负荷在冰柜设计中是一个重要参数，它与冰柜的箱体结构、冰柜的内容积，箱体绝热层的厚度和绝热材料的优劣等因素有关。
热负荷包括：
箱体漏热量Qi、开门漏热量Q2、贮物热量Q3和其它热量Q4。
即
Q=Q1+Q2+Q3+Q4
2.1箱体漏热量
箱体漏热量Q1
箱体漏热量包括，通过箱体隔热层的漏热量Qa，通过箱门和门封条的漏热
量Qb，通过箱体结构形成热桥的漏热量Qc。
Qi=Qa+Qb+Qc
（1）箱体隔热层的漏热量Qa，由于箱体外壳钢板很薄，而其热导率入值很
大，所以热阻很小，可忽略不计。
内壳多用ABS或HIPS塑料板真空成形，最
薄的四周部位只有1.0mm。
塑料热阻较大，可将其厚度一起计入隔热层，因此箱体的传热可视为单层平壁的传热过程。
Qa=KA（t1-t2）
式中A---箱体外表面积，单位为m2。
传热系数K（单位为W/（m2K））为
式中a1――箱外空气对箱体外表面的表面传热系数，单位为W/（m2K）;
aa――内箱壁表面对箱内空气的表面传热系数，单位为W/（m2K）;
S――隔热层厚度，单位为m；
入一一隔热材料的热导率，单位为
W/（mK）。
在进行箱体隔热层捕热量计算时,
要注意到冷冻室和冷藏室的隔热层厚度是
不一样的，应采用分段计算相加后的
Qa值。
另外，采用壁板盘管式冷凝器的冰
柜，箱体后壁面的表面温度近似取为冷凝温度tk，也需另外计算该部分漏热量。
通过箱门与门封条进入的漏热量Qb
由于
Qb值很难用计算法计算，一般根据经验数据给出，可取Qb为Qa的15%值。
箱体结构部件的漏热量Qc
箱体内外壳体之间支撑方法不同，Qc值也不同，因此同样也不易通过公式
计算。
一般可取Qc值为Qa值的3%左右。
目前采用聚氨酯发泡成型隔热结构的箱体，无支撑架形成的冷桥，因此Qc值可不计算。
2.2开门漏热量
开门漏热量Q2
根据家用冰箱使用情况，近似取开门次数每小时1次，假定每次开门箱内空气全部被置换成箱外空气，则开门漏热量Q2可按下式计算
式中Vb—电冰箱内容积，单位为m3
n—开门次数;
少一进入箱体空气达到规定温度时的比焓差，单位为kJ/kg
由各值计算的Q2=9.9666W
2.3储物热量
储物热量Q3
冰柜的储物热量无明确规定的标准，一般按电冰箱标准的“制冰能力”项提出的“以电冰箱的内容积0.5%的25C水，在2h内结成实冰”的规定进行计算。
实冰的具体温度按-2C至-5C取值。
储物热量Q3按下式计算
（mct1mrm^t?
）
Q3
23.6
式中m—水的质量，单位kg
c—水的比热容，c=4.19kJ/（kgK）r—水的凝固热（冰的融解热），r=333kJ/kgcb—冰的比热容，cb=2kJ/（kgK）tlt2—水的初始温度和冻结终了温度，单位为C
计算得Q3=92.798W
2.4其它热量
其它热量Q4
这里所说的其他热量，是指各种加热器、冷却风扇电机的散发热量，可将其电耗功率折算热量计入。
另外，还要考虑开门时漏入的热量，因此，在冰柜箱体热负荷计算时，为了安全起见一般还增加10~15%的余度，即以1.1~1.15Q的
热负荷进行设计。
2.5总热负荷
总热负荷Q
Q=Qi+Q2+Q3+Q4=175.O34W
设计箱体绝热层时，预先参照国内外冰箱的有关资料设定其厚度，并计算
出箱体表面温度。
如果箱体表面温度
tw低于露点温度，则会在箱体表面
上产生凝露现象，因此箱体表面温度
tw必须高于露点温度td，最低限度
tw>
0.2C+td
在达到稳定传热状态后的表面温度
tw可以由下式计算:
K
twti—（ti-t2）=30.476C>
27C
式中tw—箱体外表面温度，单位为C
ti—箱外空气温度，单位为Ct2—箱内空气温度，单位为C
ao—箱外空气对箱体外表面的表面传热系数，单位为W/（m2K）
K—传热系数，单位为W/（m2K）
查设计气候条件下冰箱的露点温度为27C，计算如下式所示
0244
tw32—（3218）=30.476C>
8
所以箱体厚度合适
表2-1制冷系统的额定工况
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
54.4
-25
32
17
例值
（80）
tk3222.4
to187
蒸气进入压缩机壳体
ts3215
环境温度加
冷冻室温度减
前状态，括号值为实际
环境温度减
来源
上冷凝传热
去传热温差
吸入气缸前的过热蒸
去过冷度
温差
气
根据设计冰柜确定的工况和选用的制冷剂，运用压焓图或热力性质表或计算公式求取有关压力、各点比焓值和过热蒸气比体积，将各参数列于表2-2中，制冷系统压焓图如图2-1。
图2-1冰柜制冷系统压焓图
表2-2热物性参数列表（工质R134a）
参数列表
符
单位
参数来源
设计值
号
冷凝压力
Pk
MPa
tk54.4r查热力性质表
1.464
4
蒸发压力
Po
to25C查热力性质表
0.106
出蒸发器时饱和蒸气比焓
hi
kJ/kg
383.4
5
进压缩机前过热蒸气比焓
32C查热力性质图
430.4
3
进压缩机前过热蒸气比体积
Vi
m3/kg
0.229
进气缸前过热蒸气比焓
80C查热力性质图
473.6
2
进气缸前过热蒸气比体积
0.267
排出过热蒸气温度
t2s
r
K1/K
T2Rt1273
P）
181.9
9
冷凝温度下饱和蒸气比焓
h2
tk52C查热力性质表
424.9
1
排出过热蒸气比焓值
..h2shi
h2hi
592.1
7
制冷剂过冷至32C时比焓
h3
tk52C查热力性质图
244.5
毛细管节流前液体比焓
ha
223.3
4.3循环各丿
性能指标计算
（17r）
蒸发器入口制冷剂比焓
h4
h4h3
定熵压缩蒸气比焓值
（32r）
h2s
tk52r查热力性质图
500.6
（80r）
556.0
单位制冷量
q00h4383.45223.38kJ/kg160.07kJ/kg
单位体积制冷量
qv鱼
V1
160.07
33
kJ/m698.74kJ/m
单位等熵压缩功
Wih2shi
500.63
430.43kJ/kg70.2kJ/kg
制冷系数
q。
型凹1.94
82.39
单位冷凝热量
584.7175
223.38kJ/kg361.3375kJ/kg
（6）
制冷剂循环量
Q1753.6kg/h3.94kg/haq0160.07
式中Q----冰柜的总热负荷值。
（7）冷凝器热负荷
QkGaqk3.94361.3375kg/h395.04W
（8）压缩机实际吸入过热蒸气量
VsGav13.940.229m3/h0.90163m3/h
5压缩机选型及热力计算
压缩机选型除采用用热力计算方法外。
首先求出设计工况的输气系数，并计算出压缩机的理论输气量、压缩机的制冷量、压缩机的输入功率，再查有关冰柜压缩机的规格参数表，最后选用压缩机。
所选用压缩机的制冷量必须等于或略大于设计值，其理论输气量和输入功率也要同时满足设计的要求。
设计工况参数如表
2-2所示。
其输气系数v、压力系数P、温度系数t和
a泄露系数e的乘积。
（1）容积系数v
丄
v1c1
其中相对余隙容积
C取0.025，膨胀系数m取1，冷凝压力Pk取1469.6kPa，
蒸发压力Po取115.15kPa，排气压力损失Pk为0.1Pk，则容积系数
1464.
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