2匹家用分体空调器设计毕业设计论文.docx

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本科毕业设计（论文）

匹家用分体空调器设计

2

材料与能源学院

学 院

热能与动力工程

专 业

（制冷与空调方向）

年级班别

2012级

（2）班

3112007072

学 号

学生姓名

指导教师

2016年

6月

摘要

分体空调器是将整体式空调器（窗式、柜式）分为两个部件构成的。

一般是

将压缩机、冷凝器、轴流风机等组装成压缩冷凝机组，置于室外，称为室外机组；

将蒸发器、离心式（或者贯流式）风机、控制元件等组装成冷风箱置于室内，称

为室内机组。

两者之间用连接管道相连，构成一个完整的空调机组。

本设计为两匹家用单冷型分体空调器，两匹对应的制冷量为

4500W。

通过

给定的条件，对家用分体空调器进行理论计算，根据计算结果进行系统部件选型，

最终完成对空调器的整体设计。

设计的主要内容包括：

压缩机的选型、冷凝器设计和室外风机选型、蒸发器

设计和室内风机选型、节流装置的选型、制冷剂充注量的确定。

本课题系基于广州地区气象条件下进行设计，设计的主要参数包括：

冷凝温

度tk=45℃、蒸发温度t0=7℃；过冷度Dtg=5℃、吸气过热度Dtr=6℃；冷凝

器的进口温度为tk1=33℃，出口温度为tk2=41℃；蒸发器的进口干球温度为

tin1=25℃，进口湿球温度为tin2=17℃，出口干球温度为tout1=15℃，出口湿球

温度为tout2=12℃。

通过对机组的整体设计可得到：

室内机组采用壁挂式，节省室内空间；压缩

机采用广东美芝制冷设备有限公司的高能效定频压缩机，型号为

PH270M2CS-4KU2；选用制冷剂为R22；冷凝器与蒸发器均采用翅片管热交换器，

冷凝器的换热面积为23.58m2，尺寸为640mm×

87mm×

500mm，蒸发器换热面

积为

10.5m2，尺寸为

440mm×

87mm×

300mm；节流装置采用毛细管，管长为

0.3m；系统制冷剂充注量为1.68kg。

关键词：

家用空调器，分体壁挂式，翅片管换热器

Abstract

SplitAirConditionercomesfromMonolithicAirConditioner（Window’sand

Cabinet’s）whichisdividedintotwoparts.Oneisthecondensingunitandanotherisa

coldwindbox.Usually,thecondensingunitcanbeassembledbycompressor,

condenserandaxialflowfan,calledoutdoorunitswhichplacedintheoutdoor.The

coldwindboxintheroomisassembledbytheevaporator,thecentrifugalfan（orthe

cross-flowfan）andcontrolcomponents,referredtoastheindoorunit.Thetwoparts

canbeconstitutedacompleteunit,withtheconnectionofpipes.

Thegraduationprojectis:

TheDesignof2.0HPSplitAirConditionerthat

refrigerateonly.Therefrigerationof2.0HPis4500W.Bythegivenconditions,Imake

atheorycalculation,andthenselectsystemcomponentsaccordingtotheresultofthe

calculation.Finally,theintegerdesignoftheairconditionerwillbecompleted.

Themaincontentinclude:

selectionofcompressorandfantype;designof

condenser,evaporatorandthethrottlingdevice;theevaluationoftherefrigerant

chargequantity.Themaindesigningparametersinclude:

condensingtemperatureas

45℃,evaporatingtemperatureas7℃;sub-coolingdegreeas5℃,super-heatdegreeas

6℃;theinlettemperatureofcondenseras33

℃,theoutlettemperatureas41℃;the

inlet

dry-and-wet-bulb

temperature

of

evaporator

as

25℃/17℃,

the

outlet

dry-and-wet-bulbtemperatureofevaporatoras15℃/12℃.

Inthisproject,Ichoosewall-mounted

outdoorunitthatsavespace.The

compressorwasmadebyGMCC,andit’saefficient

andconstant-frequency

compressorasPH270M2CS-4KU2.R22ischosenastherefrigerating

fluid.The

fin-tubeheatexchangerisappliedtocondenserandevaporator,andthedesignofthe

heatexchangers

arecompletedaccording

totheperformanceparameters.The

capillaryisusedinthrottlingdevice.Thedesignofthepipelinessystemandthe

evaluationoftherefrigerantchargequantityarecompletedatlast.

Keywords:

Homeusedairconditioner,Splitandwall-mounted,Fin-tubeheat

exchanger

目录

1.绪论 1.

1.1选题的背景及意义 1

1.2分体空调器的发展概况 1

1.3分体空调器的工作原理 2

2.空调用制冷循环的确定 4

2.1制冷剂的选用 4

2.2制冷循环热力计算 5

2.2.1循环参数及压焓图 5

2.2.2热力计算 6

3.压缩机选型 8

4.蒸发器设计计算 9

4.1蒸发器进口空气状态参数 9

4.2风量及风机的选择 9

4.3蒸发器进、出口空气焓差及出口处空气焓值 10

4.4初步确定蒸发器结构参数 11

4.5结构设计传热面积、管长及外形尺寸 12

4.6传热温差 13

4.7传热计算所需传热面积 13

4.8空气侧流动阻力 13

5.冷凝器设计计算 15

5.1冷凝器热负荷 15

5.2风量及风机的选择 16

5.3初步规划冷凝器的结构 16

5.4传热计算 18

5.5结构设计管长及外形尺寸 21

5.6计算所需传热面积 21

5.7空气侧流动阻力 22

6.毛细管选择计算 23

6.1设计参数 23

6.2毛细管尺寸估算 23

7.管路系统的设计 26

8.系统制冷剂充注量的估算 27

9.其他辅助设备 28

9.1干燥过滤器 28

9.2电磁阀 29

9.3气液分离器 29

10.结论 3.1

参考文献 33

致谢 34

附录A：

R22压焓图 36

附录B：

焓湿图 37

1.绪论

1.1选题的背景及意义

随着全球气候环境变化，人们追求健康舒适的生活环境的需求越来越大，科

技的进步让更多的人享受着高科技带来的方便。

然而，发展也伴随着问题的出现，

资源匮乏，环境恶化，给人类带来严峻的挑战。

既要保护我们仅有的资源，同时，

也要改善我们生存、繁衍的大气环境，因而越来越多人选用和使用家用空调，空

调也就进入了千家万户。

家用空调的种类很多，但是大部分家用空调还是以分体挂壁式为主。

分体挂

壁式空调以其体积小，外形美观，使用灵活，噪声低，不影响室内采光，安装检

修方便等优点被广泛的应用于家居之中，并且随着人们对生活环境的要求越来越

高，空调所提供的舒适度也相应提高。

家用空调的普及，真切地让每家每户都能

感受经济与科技的发展进步。

在未来，家用空调的发展还会向着低成本、高节能

的方向迈进。

本课题针对分体式空调器进行了基本的设计计算，旨在深入了解家

用空调，并打开视野，认识更多节能环保的能为带来人们健康舒适生活的高新技

术。

1.2分体空调器的发展概况

二十世纪六、七十年代，在美国发生罕见的干旱天气，为解决干旱缺水地区

的空调冷热源问题，美国率先研制出用空气散热代替冷却塔的风冷式冷水机。

我

国的第一台家用空调器于1963年在上海冰箱厂诞生。

上世纪八十年代中期以前，

由于我国空调器的使用受公用事业电力供应政策的限制，空调器工业发展缓慢，

生产规模不大。

到八十年代中后期，空调器的市场需求迅速增长。

为满足这一需

求，空调器工业进行了集中的技术引进，总计从国外引进了数十条生产线。

在九

十年代的中国，从先进国家吸收了较大型空调设备的先进高新技术，并与多数是

美国的大公司组成合资企业。

如今，中国已经是一个顶级国家，中国主要工厂和

合资企业制造了大量SRAC和SPAC以满足增长的国内市场出口需要。

1988年中国第一台国产分体壁挂机KF-19G1A

在华宝空调器厂诞生，开启

了我国家用空调器行业的一个新时代；二十世纪八十年代中国空调市场一直以进

3

口为主；2005

年推出了光面板系列空调产品，此后一直使用至今。

在原有的技

术手段上，随着不断的创新和改进，在如今形成了系统完善的生产过程。

压缩机、

热交换器、精细阀和电子控制装置等都有了明显的改进。

自此，我国的空调产业

实现了从小到大的跨越式发展。

目前我国家用空调器的型式结构以分体空调器占绝对优势。

即使目前以水为

传热介质的家用中央空调机组开始兴起，但由