论文总字数：20150字

摘 要

热泵型风冷模块机组在是上世纪九十年代进入我国，是一款市场应用前景相当好的产品，市场潜力巨大。该机组既能制冷又能供热，安装简单，结构紧凑，占地面积小，经济性好，广泛应用于写字楼，室内体育馆，图书馆，酒店，火车站等大型室内公共区域，我国的能源政策和环境保护政策也促进了该机组的迅速发展。

本文主要针对65kW热泵型风冷模块机组进行主要零部件的传热、阻力及热平衡计算和相应的结构设计计算，并通过CAD软件完成结构与零件图纸绘制。本设计从产品背景出发，介绍了热泵型风冷模块机组的工作原理及其特点。文章主要内容是对热泵型风冷模块机组进行设计，根据额定制冷量对压缩机、冷凝器、蒸发器进行选型，然后通过热力计算和结构计算对热泵型风冷模块机组进行设计。其中，热力计算部分和结构计算部分以表格的形式展现在文章中，最后用CAD图纸体现出满液式蒸发器与强制对流空冷冷凝器的内部构造、系统的排布及结构设计。

关键字：风冷模块机组 热泵 蒸发器 冷凝器 制冷剂

Design of 65 kW Heat Pump Air Cooling Module Unit

Abstract

Heat pump type air cooling module unit was introduced into China in the 1990s. It is a product with good market application prospect and great market potential. This unit can both refrigerate and heat, simple installation, compact structure, small footprint, good economy, widely used in office buildings, indoor stadium, library, hotel, railway station and other large indoor public areas, China's energy policy and environmental protection policy has also promoted the rapid development of the unit.

In this paper, the heat transfer, resistance and heat balance of the main components of the 65kW heat pump air cooling module unit are calculated and the corresponding structural design is calculated, and the structure and part drawings are drawn by CAD software. Based on the product background, this paper introduces the working principle and characteristics of the heat pump air cooling module unit. The main content of this paper is to design the heat pump type air cooling module unit, select the type of compressor, condenser and evaporator according to the rated cooling capacity, and then design the heat pump type air cooling module unit through thermal calculation and structural calculation. Among them, the thermodynamic calculation part and the structural calculation part are presented in the form of a table in the paper. Finally, CAD drawings are used to reflect the internal structure, system layout and structural design of the liquid-filled evaporator and forced convection air cooling condenser.

Key Words:Air-cooled module unit；heat pump；evaporator；condenser；refrigerant

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1研究意义 1

1.2设计原理 1

1.3机组优点 1

第二章 设计要求 3

2.1设计目的 3

2.2设计参数 3

2.3设计流程 3

第三章 65kW热泵型风冷模块机组的设计计算 4

3.1热泵型风冷模块机组流程图设计 4

3.2制冷循环系统热力计算 4

3.2.1设计参数 4

3.2.2循环参数及压焓图: 5

3.2.3热力计算 6

3.3热泵型风冷模块机组压缩机选型计算 7

3.3.1压缩机型式 7

3.3.2涡旋式压缩机设计计算 7

3.3.3涡旋式压缩机选型 8

3.4热泵型风冷模块机组冷凝器选型计算 9

3.4.1冷凝器选型 9

3.4.2冷凝器热力结构计算 10

3.4.3冷凝器分支路计算 15

3.4.4冷凝器风量计算 19

3.4.5冷凝器技术参数 20

3.5热泵型风冷模块机组蒸发器选型计算 21

3.5.1蒸发器选型 21

3.5.2蒸发器热力计算 21

3.5.3蒸发器结构计算 26

3.4电子膨胀阀选型计算 29

第四章 总结 30

参考文献 31

致谢 33

第一章 绪论

1.1研究意义

近年来，随着我国民众社会经济水平的的提高，民众对于生活环境，工作环境的要求也越发提高^[1]。因此，我们在建筑设计过程中选择空调的型式，不仅需要考虑空调的功能和布置的合理性，还需要着重考虑用户使用时的舒适度。热泵型风冷模块机组技术自上世纪九十年代传入我国以来，因其模块化设计，机组可以自由组合^[2]，在机组布置中不需配置冷却塔和机房，占地面积小，在我国空调行业得到了广泛的应用^[3]，这是因为其具有在运行管理以及维护方面的突出的优点。热泵型风冷模块机组不仅具有有制冷能力又有制热能力，是一种新型的供热供暖一体机，能够实现用户对于夏季制冷和冬季供暖的双重需求^[4]。因其具有结构简单，制冷制热效率高，模块化设计，安装简单，噪音小，便于维护等优点^[5]，广泛应用于写字楼，室内体育馆，图书馆，酒店，火车站等大型室内公共区域^[6]，并能满足电子行业，能源行业，电力行业，机械行业等多行业对空调系统的不同使用要求^[7]。近年来，我国城镇化发展迅速，人民生活条件不断改善，商品住宅、高级住宅类的建筑越来越多，热泵型风冷模块机组在今后将会有更广泛的普及应用^[8]。

1.2设计原理

热泵型风冷模块机组的设计工作原理和其他一般的制冷系统制冷原理是一样的，机组也是由蒸发器—压缩机—冷凝器—膨胀阀等装置组成的一个制冷循环系统^[9]。在蒸发器内，液态制冷剂受热，制冷剂液体被蒸发为气态制冷剂。在压缩机中，制冷剂气体在压缩机的压缩作用下，制冷剂气体压力升高，温度升高，接下来进入到冷凝器中，制冷剂气体冷凝释放出热量，同时制冷剂状态迅速由气态转化为液态，最后冷凝后的制冷剂液体进入到膨胀阀，等焓节流后完成制冷循环的一个过程。制冷剂在压缩机的压缩作用下，实现在整个制冷循环系统的四个主要部件中的循环流动^[10]，这就是机组的运行原理。

1.3机组优点

1.热泵型风冷模块机组因其模块化设计，基本可以满足20-10000平方米的建筑物，应用范围非常广泛。

2.热泵型风冷模块机组具有供冷供热双重功能，因此可以为用户省去用于冬季采暖使用的采暖设备，为用户节省占地面积和投资，经济性较好。

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