1、十匹一拖四智能多联空调设 计 计 算 书KDMR240w4编制：审核：批准：广东科龙电器股份有限公司2003 年 9 月设计文件名称 设 计 计 算 书 KDMR240W4产品型号、名称 KDMR240W4 十匹一拖四智能多联空调 共 9 页 第 1 页1. 设 计 计 算 依 据产 品 根 据 智能多联空调技 术 任 务 书 进 行 设 计 ， 主 要 技 术 要 求 如 下 ：1.1 KDMR240W4 电源：AC 380v/50Hz额定制冷量：24kW额定制热量：26kw制冷输入功率：10kw制热输入功率：9.8kwEER/COP： 2.4/2.7（JB/T4329-1997 要求 EE
2、R2.34 W/W）外型尺寸 DWH： 13007501550 mm运转噪音：60dB(A)资 料 来 源 编 制 江清和审 核标准化提出部门 商用空调部 审 定次数 电脑输入文件号 签 字 批 准设计文件名称 设 计 计 算 书KDMR 240W4产品型号、名称 KDMR240W4 十匹一拖四智能多联空调共 9 页 第 2 页2.设 计 计 算 的 主 要 内 容 ：2.1 风 冷 式 冷 凝 器 的 设 计 计 算2.1.1 结构参数的选择及计算风冷式冷凝器的翅片管一般由紫铜管套铝片构成。科龙常用紫铜管规格有9.530.35mm、100.35mm、70.33mm 等数种。所使用的铝片厚度及
3、翅片节距依紫铜管管径不同而有所区别。由于空气通过叉排管簇时的扰动程度大于顺排管簇，空气通过叉排管簇时的表面传热系数较顺排管簇高 10%以上，因而，空冷式冷凝器的管簇排列以叉排为好。为了使弯头的规格统一，一般管簇都按等边三角形排列。为了使翅片管有较高的翅片效率，保证弯头的加工工艺要求，管中心距应是传热管外径的 2.5 倍。为了有效利用空冷式冷凝器的传热面积，沿空气流动方向上的管排数一般为 2m6。右图给出翅片管管簇排列结构参数示意图：按等边三角形叉排布置的整套片管簇，对每根管而言，其翅片形式相当于正六角开翅片。采用整套片的空冷式冷凝器，每米长翅片管的有关换热面积用下列各式计算：每米管长翅片侧面面
4、积 af（单位为 m2/m）fof sdsa/)4(221每米管长翅片间管面面积 ab（单位为 m2/m）fffob/因翅片厚度 f；较小，翅顶面积忽略不计，则每米管长翅片侧总面积 a0f（单位为 m2/m）bffa每米管长管面面积 ai (单位为 m2/m)iid2.1.2 传热计算及主体结构尺寸的确定1 空气流过翅片管簇时的表面传热系数的计算及翅片效率和表面效率的计算在强制通风空气冷却式冷凝器中，空气侧的表面传热系数与管排布置（顺排、叉排） 、翅片形式（平片、波纹片、条形片或开缝片等）有关，也与冷凝器是采用整张套片管管簇还是采用单套片管管簇有关，因此，应采用不同情况采用相应的表面传热系数计
5、算式。在小型制冷装置中，空冷式冷凝器大都采用翅片节距 sf=1.82.5mm、片厚 f=0.150.3mm 的整套片密翅距结构形式，当采用平片的顺排管簇时，其空气侧表面传热系数 of单位为 W/（m 2K） 可由正式计算气s12b图 1设计文件名称 设 计 计 算 书KDMR240W4产品型号、名称 KDMR240W4 十匹一拖四智能多联空调 共 9 页 第 3 页meneaof dbCf)(R式中，C 、n、m系数及指数，见表 1、表 2； a空气的传导率，单位为 W/（m 2K） ；de 当量直径，单位为 m；Ref雷诺数；b翅片宽度，单位为 m，见图 1。空气流过叉排管簇时的表面传热系数
6、较顺排管簇大 10%左右，上式乘 1.1，则可用于叉排管簇空气侧表面传热系数计算。对采用波纹翅片和有缝翅片的管簇，其空气侧表面传热系数目前尚无简单准确的计算式，实践表明，采用波纹片和有缝翅片时，空气侧表面传热系数一般较平翅片分别大 20%和60%以上，若欲计算波纹翅片管和有缝翅片管管簇空气侧表面传热系数时，可先按平套片计算，然后再分别乘以 1.2 和 1.6，即可波纹翅片管管簇和有缝翅片管管簇空气侧表面传热系数的近似值。适用范围是 sf/df=0.180.35、b/d e=450 、s 1/do=25、Re=5002500 及空气平均温度 tm=-4040式中空气的热导率 a 及运动粘度 a
7、是空气进出口平均温度 tm 下的值。当量直径 de（单位为 m）由下式计算)()(21ffoess式中，C 、n、m 分别与 b/de 及 Ref 有关，可分别从表 1、表 2 中查取。表 1 式中系数 及指数 nb/de 8 12 16 20 24 28 32 36 40 0.358 0.296 0.244 0.201 0.166 0.137 0.114 0.095 0.08n 0.503 0.529 0.556 0.582 0.608 0.635 0.661 0.688 0.714表 2 式中系数 C 及指数 mRef 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
8、1300 1400 1500 1600C 1.24 1.216 1.192 1.168 1.144 1.12 1.096 1.072 1.048 1.024 1.0 0.976m -0.24 -0.232 -0.224 -0.216 -0.208 -0.20 -0.192 -0.184 -0.176 -0.168 -0.16 -0.152设计文件名称 设 计 计 算 书KDMR240W4产品型号、名称 KDMR240W4 十匹一拖四智能多联空调 共 9 页 第 4 页在空冷式冷凝器的传热计算中，通常以基管表面温度 two 作为计算温度，而翅片侧面表面温度显然低于基管表面温度，因此，当以基管表面
9、（翅片管面）温度为计算温度时，每米长翅片管相当于翅间管面的有效面积为 ，它与每米长翅片管外的实际面积bfa之比称为翅片管的表面效率，即bfofabf在传热计算中，通常代入计算的是实际面积，因此，必须在 aof 基础上再乘以 o上式中 f 为翅片效率，依据传热理论)(mhtf式中， fo2式中，翅片材料的热导率，对铝片为 203W/（m K） ；h当量翅高，单位为 m； f翅片厚度，单位为 m；对正方形顺排管簇和等边三角形叉排管簇，当量翅高 h可由下式计算)ln(35.01)(21 oodsCds式中，正方形顺排 C=1.145、等边三角形叉排 C=1.063。在选取适当的迎风风速 y 后，最窄
10、截面风速 max（单位为 m/s）用下式计算ffbsd)(12max2.1.3 制冷剂在管内的凝结传热系数 的计算ki氟利昂制冷剂蒸气在空冷式冷凝器的水平管内冷凝，由于冷凝液体积聚在管内下半部份，使冷凝器有效冷凝面积减小。在单根水平管内的冷凝表面传热系数 单位为kiW/（m 2.K）由下式计算 25.025.0)(683. wikiki tBd在空冷式冷凝器中，上根管中凝结的液体流到下根管中，使下根管中的积液更甚，下根管中的凝结换热强度减弱，因此，空冷式冷凝器中氟利昂蒸汽的平均凝结表面传热系数较单根水平管内的凝结传热系数小，可用下式计算 25.025.0)(. wiiki td式中，B 氟利昂
11、制冷剂的物性集合系数；Tk/ 20 30 40 50R22 1658.4 1557.0 1447.1 1625.4twi管内壁温度。设计文件名称 设 计 计 算 书KDMR240W4产品型号、名称 KDMR240W4 十匹一拖四智能多联空调 共 9 页 第 5 页2.1.4 空冷式冷凝器的传热方程忽略管壁热阻、接触热阻、污垢热阻等，据传热方程可推出以下热平衡式 )()(mwoffwki tata式中，t m空气进出口平均温度；tw壁面平均温度。选取适当的 tw，使上式左右两边相等，将所得 tw 代入式 3-17 中，计算制冷剂凝结表面传热系数，然后再计算空冷式冷凝器的总传热系数，忽略管内侧油膜
12、热阻，空冷式冷凝器的总传热系数由下式表示 ofbmofiofko raK110式中，紫铜管壁厚，单位为 m；紫铜管材料热导率，为 393W/（m.K）;am紫铜管每米管长平均面积， ，单位为 m；)(2oidarb胀管后翅片与基管之间的接触热阻，单位为 (m2.K)/W。在 0.00340.0086(m2.K)/W 范围内取值。2.1.5 空冷式冷凝器整体结构的确定所需传热面积 mokfKQA翅片管总长 faL所需空气的体积流量（单位为 m3/s） aapkvtcQq)(12式中，c pa冷凝器进出口空气平均比定压热容，单位为 J/(kg.K)； a冷凝器进口空气的密度，单位为 kg/m3。取
13、迎面风速 y（单位为 m/s） ，则迎风面面积（单位为 m2）yvqA取迎风面上有效单根管长（单位为 m） ，则空冷式冷凝器的高即翅片的高（单位为 m）lHy设计文件名称 设 计 计 算 书KDMR240W4产品型号、名称 KDMR240W4 十匹一拖四智能多联空调共 9 页 第 6 页对顺排管簇和叉排管簇，迎风面上的管排数分别为,1sHN21s故冷凝器的高又可写成 21sNH沿空气流通方向上的管排数 lLn空气流过冷凝器的距离，即翅片宽度（单位为 m） 对排数 N 和 n，均应圆整为2nsb整数。2.1.6 设计计算(设计总能力为 24000W 时)以 R22 为制冷剂的全封闭制冷压缩机在冷
14、凝温度 tk=50、蒸发温度 t0=7时的制冷量Q0=5000W，计算与之配套的空冷器。（1） 有关温度参数及冷凝热负荷确定进口空气干球温度 ta1=35，出口空气干球温度 ta2=43对数平均温差5.1043lnl21akmt查得 R22 在冷凝温度 tk=50、蒸发温度 t0=7时的冷凝负荷系数 C0=1.22，则冷凝负荷： WQCk 6150.10： 8472（2） 翅片管簇结构参数选择及计算选择 100.35mm 的紫铜管，翅片厚度 f=0.105mm 的波纹形铝制套片翅片节距 2匹的 sf=2mm；3 匹的 sf=1.8mm 迎风面上管中心距 s1=25mm，管簇排列采用正三角形叉排
15、。每米管长各有关传热面积： msdsafof /459.02./)0.40265(2/)4(2 221 ： ff 1.8.1.： sfffob /3/).(1/)( 2： dafff 0058.02. ： ；mbfof /493459.02： ff 5daii /0.).21.( 2设计文件名称 设 计 计 算 书KDMR240W4产品型号、名称 KDMR240W4 十匹一拖四智能多联空调 共 9 页 第 7 页取当地大气压为 98.07kPa，由空气（干空气）热物性表，在空气平均温度 39条件下，c pa=1013J/(kg.K)、 a=0.02643W/(m.K)、 a=17.510-6m
16、2/s，在进风温度ta1=35条件下 a=1.1095kg/m3。冷凝器所需空气体积流量 stcQqapakv /6784.0)354(1095.6)( 312 tkv /98选取迎风风速为 2.5m/s，则迎风面积 2714.05.268mqAyv 2319.05.248mqAyv取冷凝器迎风面宽度即有效单根管长 l=2m，则冷凝器的迎风面高度 lHy3 lHy6.391.0迎风面上管排数 排62105.1sN 排825.21sN（3） 进行传热计算，确定所需传热面积、翅片管总长 L 及空气流通方向上的管排数 n。采用波纹翅片及密翅距的叉排管簇的空气侧传热系数预计冷凝器在空气流通方向上的管排
17、数 n=2，则翅片宽度mCosb043.205.3201 微元最窄截面的当量直径最窄截msdsffoe 036.6.3)105.2().1()()(1 面风速 ssmsyffb /4./.).)(.5()(12max 因为 89.1036.4ed32.5.7maxefR查表 1、表 2，得 C=1.156、=0.283、n=0.536、m=-0.212，则空气侧表面传热系数 )/(87.124.)036.4( 32.8560.4283.56)(e21.0 .0KmWdbCmnaof f 设计文件名称 设 计 计 算 书 KDMR240W4产品型号、名称 KDMR240W4 十匹一拖四智能多联空
18、调共 9 页 第 8 页R22 在 tk=50物性集合系数 B=1325.4，在管内凝结的表面传热系数25.0 25.025.0)(75.2368 )(93.41250 wi wiikii t tBd翅片相当高度mdsCdshoo 01.).063.1ln(5.)01.(2.)ln(3.1)(1 取铝片热导率 =203W/（ m.K） ，计算翅片参数 m14.8015.2374mf翅片效率 048)()(thtf效率 72.034.59.7bfoa 101.4f忽略各有关污垢热阻及接触热阻的影响，则 twi=two=tw，将计算所得有关各值代入下式)()(mwoffwki tata)39(48
19、.72.845029.736875. t经整理 3967.tt解上式得 tw=44.57，则 R22 在管内的凝结表面传热系数 )/(7.15).0(.2)(. 22.05.0 KmWki 取管壁与翅片间接触热阻 rb=0.004m2K/W，空气侧尘埃垢层热阻 ro=0.0001m2K/W，紫铜管热导率 =393W/（m.K ） ，则冷凝器的总传热系数 238.26)/(4.38 72.0814003.459.029.54711110KmWraKofbmofiofko 传热面积 21.5.4.386mQAokf 26.15.6.3mKQAmokf 设计文件名称 设 计 计 算 书KDMR240
20、W4产品型号、名称 KDMR240W4 十匹一拖四智能多联空调共 9 页 第 9 页翅片管总长 maALof 89.3245.01 maALof 65.410.2沿空气流通方向上的管排数 排7.6.lNLn 排.8.lNn若取整数 n=2 排，与计算空气侧表面传热系数时预计的空气流通方向上的管排数相符，则换热面积不够。由于风机为顶出风方式，考虑到 2 匹冷凝器在下部，换热效果无法达到设计的效果，实际运行时风量可能不足，为增强换热，n 均取 3 排。 2.1.7 冷凝器结构造型参数：10X0.5mm 翅片厚度=0.105 mm 翅片节距 2 匹为 2 mm，3 匹为 1.8mm 迎风面两管中心距=25 mm 2.2 压缩机的选择根据机组能力要求，压缩机型号：2 匹选用型号是: 美芝 PH420XCS3 匹选用型号是：大金 JB95BHB
