电冰箱毕业设计1. 电冰箱概述2. 可行性设计报告3. 电冰箱的总体布置 冰箱类型 箱体机构 环境条件 温控要求 3.1 电冰箱的总体布置箱体结构;外形尺寸500*600*500(宽 深 高)绝热层用聚氨旨发泡,其厚度根据理论计算和冰箱厂的实践经验得出。
计算冰箱绝热层的厚度 t w =t 1-k/a0(t1-t2)t w ---箱体外表面温度,单位为C 0t1---箱体外空气温度,单位为C 0t2---箱体内空气温度,单位为C 0a0---箱体外空气对箱体外表面的传热系数,单位w/(m2.k)k---传热系数,单位为w/(m2.k)按照国家标准GB8059.1规定温带型N 的露点温度为19-+0.5 C 0在箱体表面温度高于露点温度前提下计算箱体的漏热量1Q ,并用一下公式效验绝热层的厚度tw 1tw 2σ=1)tw2- tw1(Q A λ制冷剂 润滑油 干燥过滤器的选用 制冷剂的选用本设计主要考虑选用一种对臭氧层没有破坏作用的R134a.它的化学式为C 2H 2F2.,氟利昂134A 是一种新型制冷剂,属于氢氟烃类(简称HFC )。
它的热工性能接近氟利昂12(CFC12),破坏臭氧层潜能值ODP 为0,但温室效应潜能值WGP 为1300,现被用于冰箱、冰柜和汽车空调系统,以代替氟利昂12常温常压下蒸发温度为-26.2度,无毒,不燃不爆。
其ODP 值为0,GWP 值为0.24~0.29,对臭氧层无破坏作用,温度效应也较小。
目前市场上绝大多少电冰箱的制冷剂采用的是氟利昂也就是R22化学式为2CHF CL.它的主要缺点是因为含有CL 原子对臭氧层有严重的破坏作用,所以R134a 是未来对氟利昂的最佳替换物质。
R134a 与R22 相比,在相同的温度下,其蒸发压力较低,而在相同的冷凝温度下,其能耐压力要高于R22,单位体积的制冷量要低于R22,其理论循环效率也比R22有一些下降。
它比R12的优越性在于以下几个方面:1、R134a 不含氯原子,对大气臭氧层不起破坏作用;2、R134a 具有良好的安全性能(不易燃,不爆炸,无毒,无刺激性无腐性);3、R134a 的传热性能比较接近,所以制冷系统的改型比较容易;4、R134a 的传热性能比R12好,因此制冷剂的用量可大大减少。
这里要着重指出,对于不安全卤化烃化合物(HFCs ),由于不含亲油性基的氯原子,因此,不能于矿物润滑油亲和,为了确保相容性,在家用空调系统中,可采用聚酯合成润滑油(POE 油)或烷基苯润滑油(AB 油)。
润滑油本设计选用合成聚酯油作为系统的润滑油,最进对新合成的聚酯油进行了实验,结果表明聚酯油不但润滑性好而且具有合适的粘度,低吸收等优点,为此本设计选用合成聚酯油作为系统的润滑油。
干燥过滤器本设计选用XH7型干燥过滤器。
干燥过滤器内的分子筛品种药根据制冷剂的直径大小来选配,应为聚酯类润滑油更容易吸收水分。
4. 电冰箱热负荷的计算冷藏室箱体漏热量F Q 因为通过箱体结构形成热桥的漏热量C Q 不同计算,所以冷藏室的漏热量值包括箱体隔热层漏热量a Q 和通过冰箱门与门封条漏热量b Q 两部分c b f a Q Q Q Q Q +++= 箱体漏热层的漏热量a Q)(21t t KA Q a -=21111a a K ++=λδa1---箱体外空气对箱体外表面的热系数取3.111=aa2---内箱壁表面对箱体的表面传热系数取16.12=a δ---隔热层厚度,单位为mλ---隔热层材料的热导率,单位为w/(m.k).取λ=0.03w/(m.k) 面积计算30834.0500358466m v B =⨯⨯=顶面213025.0550550m A =⨯= 42.016.1103.0042.03.11111=++=K侧面2144.02400550m A =⨯⨯= 42.02=K背面 222.0550400m A =⨯= 38.03=K门体 2422.0400550m A =⨯= 37.04=K底面 253025.0550550m A =⨯= 43.05=K 传热量Q冷藏室箱体各表面的传热温度t t t Δ=-21顶面27 0C 侧面270C 背面380C 门体270C 底面-230C顶面 W Q 43.3273025.042.01=⨯⨯= 侧面 W Q 52742.044.02=⨯⨯= 背面 W Q 18.33838.022.03=⨯⨯= 门体 W Q 2.22722.037.04=⨯⨯= 底面 W Q 06.32344.03025.05-=-⨯⨯= 箱体隔热层漏热量为W Q Q Q Q Q Q a 1154321=++++=通过箱门与门封条漏热量b Q w Q Q a b 65.11115.015.0=⨯== 冷藏室箱体漏热量为 W Q Q Q b a R 65.121=+=冷藏室开门漏热量的计算R Q 2aB R v hn v Q 6.32Δ==9.06.36.7120834.0⨯⨯⨯=3.7WB v 电冰箱内容积n 开门次数 根据日本的规定却2次/小时h Δ进入箱内空气达到规定温度时的比焓差 单位kj/kg kg kj kg kj hh h c c /6.71/)4.1890(%100050%7532=-=-=Δa v 空气的比体积。
单位为3m /kg 取a v =0.93m /kg 储物热量R Q 3R Q 3=6.3221⨯-+t mc mr mct b=6.32)43342519.4(42.0⨯++⨯⨯=25.8 WM---水的质量单位kg 按5%的取 m=680.05=0.34kg C---水的比热容,c=4.19kj/(kg.k) r---水的凝固热 r=335kj/kgb c ---冰的比热容 b c =2 kj/kg.k21,t t --水的初始温度和冻结温度 单位为0c冷藏室热负荷为R R R R Q Q Q Q 321++==12.65+3.7+25.8=42.15 W其与因为制造误差和不可预测造成的热量损失按10%取 总热量负荷为W Q Q 365.4615.421.11.1=⨯=⨯= 冷冻室热负荷F Q冷冻室箱体漏热量F Q 1 因为通过箱体结构形成的漏热量 c Q 不用计算,所以冷冻室箱体的漏热量值包括箱体隔热层漏热量a Q 和通过箱门与门封条漏热量b Q 两部分。
c b f a Q Q Q Q Q +++= 箱体漏热层的漏热量a Q)(21t t KA Q a -=21111a a K ++=λδa1---箱体外空气对箱体外表面的热系数取3.111=aa2---内箱壁表面对箱体的表面传热系数取16.12=a δ---隔热层厚度,单位为mλ---隔热层材料的热导率,单位为w/(m.k).取λ=0.03w/(m.k)L v b 5.182********=⨯⨯=面积计算顶面21138.0250550m A =⨯= 32.016.1103.0065.03.11111=++=K侧面2215.02250300m A =⨯⨯= 33.02=K背面 23165.0550300m A =⨯= 286.03=K门体 24165.0550300m A =⨯= 375.04=K底面 25138.0250550m A =⨯= 33.05=K 传热量Q冷藏室箱体各表面的传热温度t t t Δ=-21顶面50 0C 侧面500C 背面61.20C 门体500C 底面500C 顶面 W Q 2.25032.0138.01=⨯⨯= 侧面 W Q 48.25033.015.02=⨯⨯=背面 W Q 89.22.61286.0165.03=⨯⨯= 门体 W Q 1.350375.0165.04=⨯⨯= 底面 W Q 27.25033.0138.05=⨯⨯= 箱体隔热层漏热量为W Q Q Q Q Q Q a 1354321=++++=通过箱门与门封条漏热量b Q w Q Q a b 35.1915.015.0=⨯== 冷冻室箱体漏热量为 W Q Q Q b a f 35.101=+= 冷冻室开门漏热量的计算F Q 2aB F v hn v Q 6.32Δ==9.06.375.10610185.0⨯⨯⨯=0.61WB v 电冰箱内容积n 开门次数 根据日本的规定却1次/小时h Δ进入箱内空气达到规定温度时的比焓差 单位kj/kg kg kj kg kj hh h c c /75.106/)75.1690(%1000180%7532=+=-=-Δa v 空气的比体积。
单位为3m /kg 取a v =0.93m /kg储物热量F Q 3 水的初始温度t1取25度 ,实冰的温度取t2=-2度,水的质量093.0005.05.18=⨯=c mF Q 3=6.3221⨯-+t c m r m ct m b c c c=6.32)43342519.4(093.0⨯++⨯⨯=5.72WM---水的质量单位kg 按5%的取 C---水的比热容,c=4.19kj/(kg.k) r---水的凝固热 r=335kj/kgb c ---冰的比热容 b c =2 kj/kg.k21,t t --水的初始温度和冻结温度 单位为0c冷冻室热负荷为F F F F Q Q Q Q 321++==10.35+0.61+5.72=16.7 W其与因为制造误差和不可预测造成的热量损失按10%取 冷冻室总热量负荷为W Q Q 4.187.161.11.1=⨯=⨯= 电冰箱冷藏室和冷冻室总热量负荷为()=⨯+=1.1F R Q Q Q 18.4+46.365=65W5. 箱体外表面凝露校核冷冻室外表面的绝热层厚度最薄处在侧面,计算时取箱外表面的表面传热系数0a 为11.63()k m w ⋅2/ 传热系数k 值为0.376()k m w ⋅2/ 环境温度取1t 为32C 0 箱内温度2t 为-18C 0则外表面的温度为)(2101t t a kt t w --==)1832(63.11376.032+-=30.380c在环境温度为为32C 0,相对湿度为75%下查空气的d h - 图,其露点温度为28.2C 0由此可见,冷冻室绝热层厚度最薄处的侧面温度大于露点温度,由此不会凝露。
冷藏室)(2101t t a kt t w --==)532(63.11432.032--=310ct1---环境温度取 t1=320c箱内温度t2=50c0a ---热系数 取11.63K---传热系数取 K=0.376 k m w ./2按照国家标准GB805.1规定温热带行的冰箱露点.............................................000000 .+6. 制冷系统的热力计算本设计是采用一台自然对流冷却方式的BCD-195温带型电冰箱制冷剂选用R134a 、对于温带型电冰箱环境温度取320c 主要参数如下 工况参数 冷凝温度 蒸发温度 回气温度 过冷温度 设计值 0c54.4-233217本设计为了便于压缩机的选型,在选择压缩机的工况其冷凝温度选为54.4 ,在查找压--焓图后得出结果循环各个性能指标计算值如下 单位制冷量kg kj h h q /21.16006.22327.383410=-=-=单位体积制冷量3'141'10/16.752213.021.160m kj v h h v q q v ==-==单位等熵压缩功kg kj h h w s i /69)0.4300.499(32=-=-=制冷系数3.26921.160'12410==--==h h h h w q s i ε单位冷凝热量kg kj h h q k /63.28337.2445283'2=-=-=制冷剂循环量h kg q Q G a /46.121.160656.30=⨯==其中Q 为电冰箱的总热量负荷值冷凝器热负荷w h h G q G Q a k a k 11536001063.28346.1)(33'2=⨯⨯=-==压缩机实际吸入过热蒸汽量h m v G v a s /31.0213.046.13'1=⨯==7. 压缩机选型及热力计算压缩机的选型可以采用查阅全性能曲线,也可以用热力计算的方法。