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摘 要

压缩式制冷系统作为目前运用最广泛的制冷系统，虽然具有结构简单、技术成熟和性能系数高的优点，但它利用的是高品位电能来维持循环，同时会伴有节流损失、压缩机不可逆损失等其他损失。在压缩式制冷系统中增加喷射器组成喷射-压缩式制冷系统是对这一系统的改进，这种系统不仅拥有较好的性能系数，同时喷射器可以利用低品位热源、余热或太阳能，也不会提高整个系统结构的复杂程度。

本设计课题是以R152为工质，冷冻水为外部热源，空气为外部冷源，来设计喷射-压缩式制冷系统。通过建立循环系统的热力学模型来计算各个关键点的状态参数，同时分析蒸发温度和冷凝温度对循环的效率和工质流量的影响。然后对于系统中的重要部件：蒸发器和冷凝器进行热力计算和结构计算，校核使其符合设计要求，绘制CAD装配图和零件图。

关键词：喷射-压缩式 制冷 R152a 蒸发器 冷凝

Design of injection compression refrigeration system based on R152a

Abstract

As a widely used refrigeration system,compression refrigeration system shows some significant advantages such us simple structure,advanced technique and high rate of the performance of the system,but it uses high-grade electric energy to maintain the cycle, with other losses such as throttling loss, irreversible loss of compressor and so on. In the compression refrigeration system, the injection compression refrigeration system is an improvement of this system. This system not only shows a good data but also uses some low grade energy,lefted heat and solar energy without increasing the system’s complexity

In this design, R152a is used as working fluid, chilled water as external heat source and air as external cold source. The thermodynamic model of the cycle system is established to calculate the state parameters of each key point, and the effects of evaporation temperature and condensation temperature on the cycle efficiency and working fluid flow are analyzed. After that two important part of the system which are called evaporator and condenser is analysed from both structure side and heat side.Then,the system is fully tested whether the request is satisfied.At last ,the CAD of Assembly drawing and the part drawing is drawn .

Key words: spray compression refrigeration R152a evaporator condenser

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第一章 绪论 5

1.1研究背景和意义 5

1.2国外研究现状 6

1.3国内研究现状 6

1.4研究内容 9

第二章 喷射-压缩式制冷循环性能分析 10

2.1 建立循环模型 10

2.2关键参数对循环影响的分析 17

2.2.1蒸发温度对循环影响的分析 17

2.2.2冷凝温度对循环影响的分析 19

2.3小结 21

第三章 蒸发器和冷凝器的设计 18

3.1 蒸发器的设计 18

3.1.1 原始数据、流体物性参数、传热量及有效平均温差 18

3.1.2 估算传热面积及传热面积结构 19

3.1.3 管程计算 20

3.1.4 壳程结构及壳程计算 20

3.1.5 需用传热面积 22

3.1.6 阻力计算 22

3.2 冷凝器的设计 23

3.2.1原始数据及流体的物性参数 24

3.2.2 估算传热面积 24

3.2.3管程计算 24

3.2.4 壳程计算 25

3.2.5 需用传热面积 25

3.2.6 阻力计算 25

3.3 小节 25

第四章 总结 26

参考文献 27

附录一 喷射-压缩式循环热力计算程序 30

附录二 蒸发器的计算程序 35

附录三 冷凝器的计算程序 39

致 谢 43

第一章 绪论

1.1研究背景和意义

自中国成立以来，已经走过了70年的岁月。经济与科技水平不断发展，这一切的结果都离不开中国的能源生产与消耗。根据《中国能源大数据报告（2019）》显示，我国对于煤炭等化石燃料的产量在不断降低，而对于清洁的能源如核能等的产量则在不断提高。由此可以看出，随着时代的发展，中国对于利用清洁可持续能源和提高能源利用效率上，是坚定不移的。

近年来，制冷暖通行业急速发展，在暖通制冷方面的耗能已经占全国总耗能的40%左右，我国不仅是制冷空调设备生产大国，也是全球最大的制冷剂生产与消费大国。根据我国的发展方针，低碳、环保、节能始终是制冷行业的主题。虽然处于飞速发展阶段，但是我国的制冷行业科研水平与发达国家相比仍处于一个较为落后的地位，能源利用不足，制冷效率不高。

压缩式制冷系统是目前国内运用的制冷系统的主流之一。工作原理是利用沸腾点较低的制冷剂在相变时的吸热放热，然后在压缩机的压缩、冷凝器的放热冷凝、节流阀的节流降压、蒸发器的吸热汽化的不断循环的过程，达到制冷目的。经过几十年的发展，该技术在我国已经极为成熟，家用空调、冷链运输等普遍都运用于该制冷系统。对于传统的压缩式制冷系统一般都有如下损失：

(1)两个换热器在传热时造成的热量损失；

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