制冷系统课程设计-四门三温冰箱设计

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1、中国计量学院制冷系统课程设计四门三温冰箱设计小组成员：指导老师：2015.07.082组员分工：姓名工作成绩系统选型与整体尺寸设计；制冷系统热力计算及压缩机选型；毛细管长度确定负荷计算；绘制整体图纸冷凝器设计计算蒸发器设计计算22目录1冰箱制冷系统21.1冰箱制冷系统的组成及分布21.2冰箱制冷原理41.3冰箱系统工作过程51.4制冷剂的选择52.冰箱的热负荷计算72.1冰箱的设计条件72.2热负荷计算方法83制冷系统热力计算及压缩机的选型173.1制冷系统的热力计算173.2压缩机选型214.1计算过热段及饱和段热负荷224.2过热段和饱和段传热温差

2、224.3自然对流表面传系数αf234.4辐射传热系数234.5冷凝器的传热面积244.6冷凝器整体尺寸245蒸发器的选择265.1蒸发器的分类265.2蒸发器的作用及工作过程265.3实际综合换热系数K的确定275.4冷藏室蒸发器设计275.5冷冻室蒸发器设计285.6软冷冻室蒸发器设计286毛细管的选择306.1毛细管的工作原理及选择方法306.2毛细管长度的确定301冰箱制冷系统1.1冰箱制冷系统的组成及分布压缩式电冰箱的制冷系统由压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管和蒸发器2等五部分组成。制冷系统各部件在冰箱中的分布如下：图1-1压缩式冰箱制冷系

3、统图在系统的整个循环过程中，压缩机的功用是补充能量，把蒸发器中的低温低压的氟利昂蒸汽压缩为高温高压的过热蒸汽，送入冷凝器中，是整个系统的心脏。冷凝器是输出热量的设备，它的功用是把高温高压的蒸汽冷凝成为高压常温的液体，并放出大量的热量。干燥过滤器的功用是吸收氟利昂中的水分，防止冰堵，以及过滤制冷系统中的杂质，防止脏堵。毛细管的功用也有两个方面，其一是节流，控制制冷系统的氟利昂循环量；其二是降压，保证冷凝器中的压力满足冷凝压力同时蒸发器中的压力满足蒸发压力。蒸发器是制冷系统制取冷量的地方，是液态氟利昂蒸发汽化为气体，吸收大量汽化热的场所。根据热力学第二定律

4、，压缩机所消耗的功(电能)起了补偿作用，使制冷剂氟利昂不断从低温物体中吸并向高温物体放热，从而完成冰箱制冷系统的整个循环。21.2冰箱制冷原理1.2.1冰箱类型及特点该冰箱采用直接冷却式压缩式制冷系统。直冷式冰箱，是利用冰箱内空气自然对流的方式来冷却食品的。蒸发器安装在冰箱背部，蒸发器周围的空气要与蒸发器产生热交换，空气把热量传递给蒸发器，蒸发器把冷量传递给空气。空气吸收冷量后，温度下降，密度增大，向下运动。冰箱内下部的空气要与被冷却食品产生热交换，食品把热量传递给空气，空气得到热量后，温度回升，密度减少，又上升到蒸发器周围，把热量传递给蒸发器。冷热空

5、气就这样循环往复地自然对流从而达到制冷目的。按结构分，该压缩式冰箱为四门三温冰箱。冷藏室采用对开门，温度控制在5℃左右；冷冻室温度控制在-18℃左右；软冷冻室温度控制在-10℃左右。1.2.2压缩式冰箱制冷原理冰箱制冷系统理论循环过程热力图如图1-2所示。图1-2理论制冷循环p-h图系统由压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器组成，用管道连成一个封闭的系统。工质在蒸发器内与被冷却对象发生热交换，吸收冰箱内空气和物体的热量并汽化，产生的低压蒸气被压缩机吸入，压缩后以高压排出。压缩过程需要消耗能量。压缩机排出的高温高压气态工质在冷凝器内被水冷却，凝结成高压液体。高

6、压液体流经毛细管时节流，变成低压、低温蒸气，进入蒸发器，其中的低压液体在蒸发31器中汽化制冷。如此周而复始。1.3冰箱系统工作过程制冷系统工作过程如下：常温液态制冷剂被毛细管节流，降低压力和温度，制冷剂由液态变为气态过程中吸收了冰箱内空间的热量，蒸发器表面逐渐地结了霜，箱内温度逐渐下降；已蒸发吸热后的制冷剂蒸气被已运转的压缩机吸回，压缩后成为高压力、高温度蒸汽，再排入冷凝器中将热量散发到空气中而液化；通过干燥过滤器滤除可能携带的污垢或水分，经毛细管节流降压，回到开始的过程，依次连续循环制冷。压缩式冰箱制冷系统工作过程示意图如图1-3所示。循环可简述为：

7、蒸发→压缩→冷凝→节流四个过程。图1-3压缩式冰箱制冷系统示意图1.4制冷剂的选择该冰箱选用R600a制冷剂，具有以下优点：31（1）冰箱R600a制冷剂不但对臭氧层无破坏作用，且无温室效应，符合“蒙特利尔协议书”要求，是较好R12制冷剂的替代品之一。（2）因为冰箱R600a制冷剂系统运行压力低，所以使用R600a制冷剂的冰箱噪声较小。（3）生产冰箱R600a氟利昂的成本较低。（4）制造冰箱R600a制冷剂的过程中其损失较小，且每台冰箱充灌R600a制冷剂量少，只要50g左右就行。（5）冰箱R600a制冷剂对其系统材料无特殊要求，且系统运行可靠。 缺点

8、是： （1）因为R600a制冷剂的可燃性，所以如果使用冰箱R600a制冷剂不当，容易造成燃烧并