KLRFP-800Ⅰ-水冷分离式风机盘管空调器——毕业论文.doc

1、 郑州轻工业学院 本科毕业设计（论文 ） 题 目 KLRFP-800 -水冷分离式风机盘管空调器 学生姓名 专业班级 热能与动力工程 学 号 院 （系） 机电工程学院 指导教师（职称） 完成时间 KLRFP-800 -水冷分离式风机盘管空调器 目 录 摘 要 . I ABSTRACT .III 2 原始设计资料和技术条件 . 2 3 系统 热力计算 . 2 3.1 确定制冷系统的总 制冷量 . 2 3.2 制冷剂的选择 . 2 3.2.1 制冷剂性质的要求 . 3 3.2.2 热力学性质的要求 . 3 3.2.3 制冷剂的选择 . 4 3.3 制冷热力计算 . 5 3.4 压缩机的选择 .10

2、 4 蒸发器的选择 计算 .13 4.1 蒸发器的参数 .13 4.2 蒸发器结构设计 .13 4.2.1 确定空 气在流经蒸发器时的状态变化过程 . 14 4.2.2 换热计算 . 15 4.2.3 校核壁温 . 18 4.2.4 风侧阻力计算 . 18 5 冷凝器的选择 计算 .18 5.1 冷凝器的形式选择 .18 KLRFP-800 -水冷分离式风机盘管空调器 5.2 套管式冷凝器的设计计算 .19 5.2.1 冷凝器设计参数 . 19 5.2.2 冷凝器换热面积计算 . 19 5.2.3 冷凝热负荷计算 . 201 5.2.4 内管根数的确定 . 21 5.2.5 传热计算 . 21

3、 5.2.6 冷凝器总体结构设计 . 23 6 管路设计 .23 6.1 制冷循环铜管的设计计算 .23 6.1.1 各主要零部件的尺寸 . 23 6.1.2 系统铜管选择 . 25 7 水环系统的设计 .27 7.1 水系统循环分类 .27 7.2 水系统管制 .27 7.3 水系统的设计 .28 7.3.1 冷凝水系统的设计 . 288 7.3.2 冷却塔选型 . 30 7.3.3 冷却水泵计算选型 . 31 7.3.4 膨胀水箱计算选型 . 33 7.3.5 冷凝器水环系统水管直径设计 . 33 7.3.6 冷凝器水系统连接管 设计 . 35 7.4 水系统截止阀和弯头设计 .36 7.

4、5 水系统保温管设计 .36 8 辅助设备的选择计算选型 .38 8.1 干燥过滤器的计算选型 .38 8.2 风机盘管 风机选型 .40 KLRFP-800 -水冷分离式风机盘管空调器 8.3 风机盘管电机选型 .41 8.4 节流装置计算选型 .42 8.4.1 节流前后压差 p 的计算 . 42 8.4.2 节流装置的选型 . 42 8.5 四通换向阀的选型 .44 8.5.1 四通换向阀的选型 . 44 8.5.2 四通换向阀线圈的选择 . 45 8.6 气液分离器的计算选型 .45 8.6.1 气液分离器选型原则 . 45 8.6.2 气液分离器计算选型 . 46 8.7 压力控制器

5、的选型 .48 8.7.1 工作原理 . 48 8.8 分液器选型 .49 8.9 电磁阀选型 .49 8.9.1 电磁阀的工作原理及作用 . 49 8.9.2 电磁阀的安装和使用 . 50 8.10 截止阀选择 .50 结 束 语 .52 致 谢 .54 参考文献 .55 KLRFP-800 -水冷分离式风机盘管空调器 I KLRFP-800 -水冷分离式风机盘管空调器 摘 要 随着工业工艺质量的严格要求和人们对生活、工作环境舒适性要求的不断提高，国内对空调的需求量也将稳定增长。目前空调除在原有工业领域和商用领域外，已开始运用于住宅小区，实现供热供冷。 水冷分离式风机盘管空调器是家用中央空调

6、，专业上属于水环热泵的范畴。这种空调 调 节 方便，节能，可同时供冷供暖，经济性好，系统布置简洁灵活，设计方便，设计周期短，施工及运行管理方便， 还可分户计费等优点得到了很多用户的青睐，在国 内外的发展速度也非常快 。 它的室外冷凝器部分采用水冷形式，室内蒸发器采用传统空调的风冷形式，制冷范围较大，可以在家用空调与一般中央空调之间灵活调节，同时造价不高，安装方便，因此近年来水冷分离式空调器发展极为迅速。该系统在 水 /空气热泵机组制热时，以水循环环路中的水为加热源；机组制冷时，则以水为排热源。当水环热泵空调系统制热运行的吸热量小于制热运行的放热量时，循环环路中的水温度升高，到一定程度时利用冷却

7、塔放出热量；反之循环环路中的水温度降低，到一定程度时通过辅助加热设备吸收热量。 本文 主要介绍了 8kw（制冷面积在 60 70 平方米）水冷分离式风机盘管 空调器的设计思路及主要 部分 的设计计算， 先后定性的分析了 制冷剂 的选择、压缩机的选用、 冷凝器 的水冷换热方式的确定 、蒸发器 换热方式的确定、节流机构的选择以及 相关辅助设备 的选择计算。在定量计算上 详细介绍了热力计算、冷凝器的设计计算、蒸发器的设计计算、节流机构的选择计算 、水环系统管路的计算 以及其他 辅助设备 的选择过程。 关键词 水冷分离 /压缩机 /冷凝器 /蒸发器 /水环热泵 KLRFP-800 -水冷分离式风机盘管

8、空调器 II KLRFP-800 - WATER-COOLED FAN COIL SPLIT AIR CONDITIONERS ABSTRACT With strict quality requirements of industrial technology and peoples life, comfortable working environment requirements of the continuous improvement, the domestic demand for central air volume will be steady growth. At presen

9、t, the central air conditioning in addition to the existing industrial and commercial fields, has been used in residential areas, to achieve cooling heating. Water-cooling separate fan coil air is household central air-conditioners, professional belongs to the category of water loop heat pump. This

10、kind of air-conditioning system is convenient adjustment, energy-saving, can both cooling heating, economical, system decorate concise flexible, design is convenient, design cycle is short, construction and operation management convenient, still can individual biling system got many advantages such

11、as the favor of the customers at home and abroad, development speed is also very fast. Its outdoor condenser part adopts water-cooled form, indoor evaporator adopts the traditional air-conditioning cooling form, refrigeration range is bigger, can be in household air-conditioner and general central a

12、ir conditioning, and cost between flexible adjustment is not high, easy installation, so in recent years very rapidly cooled separate air conditioner. In this system, the water/air heat pump units in water, heating water heating source of loop; Unit, criterion with water refrigeration for row heat.

13、When water-loop heat pump system is less than the heat heating operation when the heat heating operation, put the water temperature circular loop, to certain degree gives off heat using cooling towers; Whereas the water temperature drop circular loop, to certain degree absorbs heat through assisted

14、heating equipment. This article mainly introduced the 8kw (refrigeration area in 60-70 square meters) water-cooled separate fan coil air conditioner design idea and main part of the design and calculation, successively qualitative analyses of refrigerant compressor choice, the selection and condense

15、r cooling ways of heat determined, evaporator heat throttle body determination, the way the option and auxiliary equipment choice calculation. Quantitative calculation are introduced in detail in the thermodynamic calculation on KLRFP-800 -水冷分离式风机盘管空调器 III the design calculation, the evaporator desi

16、gn calculation, the throttle body choice calculation, water ring system pipeline calculation and other auxiliary equipment selection process. KEY WORDS water-cooled separation， compressor， condenser， evaporator， water loop heat pump KLRFP-800 -水冷分离式风机盘管空调器 1 1 绪论 该空调系统使典型的水环热泵空调系统，水环热泵空调系统是指小型的水 /空气

17、热泵机组的一种应用方式，即用水环路将小型的水 /热泵机组并联在一起，形成一个封闭环路，构成一套回收建筑物内部余热作为其低位热源的热泵供暖、供冷的空调系统。典型的水环热泵空调系统由三部分组成：（ 1）室内的小型水 /空气热泵机组；（ 2）水循环环路；（ 3）辅助设备（如冷却塔、加热设备、蓄热装置等）。 水环热泵空调系统的基本工作原理是：在水 /空气热泵机组制热时，以水循环环路中的水为加热源；机组制冷时，则以水为排热源。当水环热泵空调系统制热运行的吸热量小于制热运行的放热量时，循环环路中的水温度升高，到一定程度时利用冷却塔放出热量；反之循环环路中的水温度降低，到一定程度时通过辅助加热设备吸收热量。

18、只有当水 /空气热泵机组制热运行的吸热量和制冷运行的放热量基本相等时，循环环路中的水才能维持在一定温度范围内，此时系统高效运行。 水环热泵空调系统是在 20 世纪 60 年代首先由美国提出，出现在美国的加利福尼亚州，故也称为加利福尼亚系统。 1955 年该技术申请专利，从而很快传遍美国并早已商品化，如美国空气过滤器公司（ AAF）生产的恩纳康系统，美意、特灵公司 WP*D 水源热泵机组等。进入 70 年代后，在日本这项技术的推广应用也很快：东芝、三菱电机、 PMAC 公司均有水环热泵产品出售；在东京、名古屋、横滨等城市， 70 年代初就有很多采用水环热泵空调系统的工程实例。我国 80 年代开始

19、引进该项技术，从 90 年代开始，已在一些工程中采用。据统计， 1997 年国内采用水环热泵空调系统的工程共有 52 项。广州地区第一个水环热泵空调系统在广 州东峻广场应用，但系统没有做成功，主要原因是噪声太大。到 1999 年底全国约有 100 个项目，约 2 万台水 /空气热泵机组在运行，其总制冷量达到87923kw。目前不仅在上海、北京、天津、广州、深圳等大城市的一些工程采用，而且佛山、泉州、绍兴、惠州等中小城市也开始采用水环热泵空调系统 3 。哈尔滨工业大学的马最良教授研究表明 4 ，该系统在国内大多数城市应用可以实现节能，其中包括长江流域。 KLRFP-800 -水冷分离式风机盘管空

20、调器 2 2 原始设计资料和技术条件 1、制冷工况：内机 组进风干球温度 27，湿球温度 19； 外机组水换热器进水温度 30，出水温度 34 制热工况：内机组进风干球温度 20，湿球温度 15； 外机组水换热器进水温度 20，出水温度同制冷工况。 2、名义制热量： 8KW 3、热源：水 4、热泵热水器系统类型：蒸汽压缩式 5、电源： 220V 50HZ 6、工质： HFC 或 HCFC 类 3 系统 热力计算 3.1 确定制冷系统的总制冷量 制冷量是 指 空调 进行制冷运行时，单位时间内从密闭空间、房间或区域内去除的热量总和。制冷量大的空调适用于面积比较大的房间，且制冷速度较快 。 选择制冷

21、量的原则是：空调器的制冷量应略大于房间的冷负荷，房间的热负荷应考虑到房间的朝向，墙壁和屋顶的隔热情况，以及室内热源包括人员的多少。空调器制冷时，空调压缩机由于工作消耗电能而散发出来的热量是无用的，还要消耗掉一部分制冷资源；相反制热时，这部分热量就成为有用功了，故而增加了制热能力，即制热量 =制冷量 +消耗功率。 根据本设计资料中要求的制热量可以确定， 制冷系统的总制冷量， 有名义制热量确定为 0Q =8KW， 3.2 制冷剂的选择 KLRFP-800 -水冷分离式风机盘管空调器 3 制冷剂又称制冷工质，它是在制冷系统 中不断循环并通过其本身的状态变化以实现制冷的工作物质。制冷剂在蒸发器内吸收被

22、冷却介质（水或空气等）的热量而汽化，在冷凝器中将热量传递给周围空气或水而冷凝。 3.2.1 制冷剂性质的要求 .临界温度要高，凝固温度要低。这是对制冷剂性质的基本要求。临界温度高，便于用一般的冷却水或空气进行冷凝；凝固温度低，以免其在蒸发温度下凝固，便于满足较低温度的制冷要求。 .在大气压力下的蒸发温度要低。这是低温制冷的一个必要条件。 .压力要适中。蒸发压力最好与大气压相近并稍高于大气压力，以防空气渗入制冷系统中，从而降低制 冷能力。冷凝压力不宜过高（一般 12 15绝对大气压），以减少制冷设备承受的压力，以免压缩功耗过大并可降低高压系统渗漏的可能性。 .单位容积制冷量 v要大。这样在制冷量

23、一定时，可以减少制冷剂的循环量，缩小压缩机的尺寸。 .导热系数要高，粘度和密度要小。以提高各换热器的传热系数，降低其在系统中的流动阻力损失。 .绝热指数要小。由绝热过程中参数间关系式可知，在初温和压缩比相同的情况下， KT2。可见， 小可降低排气温度。 .具有化学性质稳定性。不燃烧、不爆炸、高温下不分解、对金属不腐蚀、与润滑油不 起化学反应、对人身健康无损无害。 .价格便宜，易于购得。且应具有一定的吸水性，以免当制冷系统中渗进极少量的水分时，产生“冰塞”而影响正常运行。 3.2.2 热力 学性质的要求 制冷剂的选用是一个比较复杂的技术经济问题，需要考虑的因素很多，选择时应根据具体情况，进行全面的技术分析。 1、考虑环保的要求。 必须选用符合国家环 保法规的制冷剂。 2、考虑制冷温度的要求。