冰柜(冰箱)设计计算书.doc

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1、冰柜设计计算书学院：能源与环境学院专业：热能与动力工程系班级：热能103班：学号：目录整体计算流程图-2-1冰柜的总体布置-3-2冰柜热负荷计算-3-2.1箱体漏热量-3-2.2开门漏热量-4-2.3储物热量-5-2.4其它热量-5-2.5总热负荷-5-3箱体绝热层厚度校核-5-4制冷系统热力计算-6-4.1制冷系统额定工况-6-4.2热物性参数列表-6-4.3循环各性能指标计算-8-5压缩机选型及热力计算-8-5.1压缩机参数计算-8-5.2压缩机选取-11-5.3压缩机工作系数校核-11-5.4冰柜

2、耗电量预算-11-6翅片管式冷凝器设计计算-11-6.1有关温度参数及冷凝热负荷确定-11-6.2翅片管簇结构参数选择及计算-12-6.3传热计算-13-6.4冷凝器外形尺寸确定-14-6.5风机的选择计算-15-7蒸发器的设计-15-7.1冰柜蒸发器设计计算-15-7.2制冷剂在管的表面传热系数-15-7.3管板式蒸发器空气表面传热系数-16-7.4冷冻室蒸发器蒸发面积确定-18-8毛细管的计算及选型-18-8.1毛细管的长度计算-18-8.2毛细管校核-19-9制冷剂的充注-19-9.1按额定工况法

3、计算-19-9.2制冷剂充注量校核-20-10结果-21-11总结-22-参考文献-23-附图一-24-外观尺寸图-24-附图二-25-控制电路图-25-整体计算流程图1冰柜的总体布置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=32℃,相对湿度ψ=75±5％2)箱温度:不高于-18℃.3)箱有效容积:302.5L4)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5)箱体结

4、构:外形尺寸1200mm×670mm×950mm(宽×深×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，其值如表1-1，箱体结构见附图。表1-1箱面门体侧面底面冷冻室70601006）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2冰柜热负荷计算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Q1、开门漏热量Q2、贮物热量Q3

5、和其它热量Q4。即Q=Q1+Q2+Q3+Q42.1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。即Q1=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λ值很大，所以热阻很小，可忽略不计。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。即Qa=KA(t1-t2)式中A---箱体外表面积，单位

6、为m2。传热系数K(单位为W／(m2·K))为式中α1——箱外空气对箱体外表面的表面传热系数，单位为W／(m2·K)；α2——箱壁表面对箱空气的表面传热系数，单位为W／(m2·K)；δ——隔热层厚度，单位为m；λ——隔热材料的热导率，单位为W／(m·K)。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。（2）通过箱门与门封条进入的漏热量Qb由于Q

7、b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。（3）箱体结构部件的漏热量Qc箱体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—电冰箱容积，单位为m3n—开门次数;Δh—进入箱体空气达到规定温度时的

8、比焓差，单位为kJ/kgva—空气的比体积，单位为m3/kg由各值计算的=9.9666W2.3储物热量储物热量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“以电冰箱的容积0.5％的25℃水，在2h结成实冰”的规定进行计算。实冰的具体温度按-2℃至-5℃取值。储物热量Q3按下式计算式中m—水的质量，单位kgc—水的比热容，c=4.19kJ/(kg·K)r—水的凝固热（冰的融解热），r=333kJ/kgcb—冰的比热容