冷冻机组的热力计算

二、设计方案
（ 库用冷冻机设计书）
1 、 设计条件：压缩机选用丹佛斯美优乐 MT18 压缩机 . 使用 R22 制冷剂
2 、 制冷循环的热力计算
1 、确定各设计参数点及压焓图
根据该产品的使用温度为 + 5 ℃～-5℃确定蒸发温度为-10℃
环境温度取30℃，确定冷凝温度tk=30℃+15℃=45℃
取过热度11K，过冷度8.3K
各点参数如下表

点号	P（MPa）	t(℃)	h(kJ/kg)	υ(cm3/kg)
1	0.354	-10°	401.5
1’	0.354	1	410.6	0.065m3/kg
2’	1.729	82	455
3’	1.729	36.7	252
4	0.354	-10	252

热力计算如下：
①单位质量制冷量
qo=h1-h4=401.5-252=149.5kJ/kg
②单位容积制冷量： qv= q/ υ=149.5/0.065=2300kJ/m3
③理论比功：Wo=h12-h11=455-401.5=53.5kJ/Kg
④制冷系数：εo=q/Wo=149.5/53.5=2.8
⑤冷凝器单位热负荷：qk=h12-h13=455-252=203kJ/Kg
⑥制冷剂的质量流量：qm=Qo/qo=1.8÷149.5=0.012kg/s
⑦冷凝器负荷：Qk=qmqk=0.012×203=2.44kw
3. 设计冷凝器
根据热力计算，设备所需的冷凝负荷为2.5kw
3.1 、计算所需要的冷却风量Va
Va=Qk/(cp- Δt)=2.5/(1.005×6)=0.45kg/s
换算成体积流量Va=(0.45/1.165)×3600=1260m3/h
3.2 、确定冷凝器肋管形式和系数
风冷凝器采用整体套片式 结构 . 肋管外径采用 ф 9.5 2 ×0.35紫铜管.肋片厚度
δ+=0.15　肋片间距e=2.4 管束采用正三角形排列.管中心距为25×21.65　
管束排列如下图所示

现计算如下参量：
①每米肋管长的肋片表面积Af
Af=(25 ×21.65-3.14/4×9.522)×2×1000/2.4

=0.392 ×106mm2=0.393m2
②每米肋管长基管外表面积Ap
Ap=1000/2.4 ×3.14×9.52(2.4-0.5)=0.028×106mm2=0.028m2
③每米肋管长总外表面积A
A=Af+Ap=0.392+0.028=0.42m2
④每米肋管长总内表面积Ai
Ai=3.14 ×di=3.14×0.0082=0.026m2
⑤肋化系数τ
τ=A/Ai=0.42÷0.026=16
⑥净面比ε=（S1-do）(e-s)/(S1×e)=(25-9.52)(2.4-0.15)/25×2.4=0.58
3.3 、初步估算冷凝器传热面积Aι
假设热流密度ψ=300w/m2
则AL=Qk/ψ=2500/300=8.3m2
3.4 、初步规划冷凝器结构
肋管总长度为L=AL÷A=8.3÷0.42=19.8米
取每根肋管长度为L=460mm
则肋管总根数N=L÷L=19.8÷46=43根
取冷凝器排数Z=3排.则每排管数可取n=14根
冷凝器的迎面风速为Va=VA/+d=VA/『(n-1)×S1×d』
=0.4/ 『(14-1)×0.025×0.46』=2.7m/s
则最高截面流速V=Va/ε=2.7/0.58=4.7m/s