[毕业设计精品]水冷空调床的制冷和制热

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1、摘 要水冷空调床的制冷和制热是利用地下水源温度与地表环境温度之差来进行热量交换。通过水井内的潜水泵把地下水送到屋顶的水箱内，屋顶水箱内的水通过换热器流到地面的水箱内，在水流经盘管时进行热交换，床内空间的热量让水的温度升高到接近环境温度，床内温度下降到25左右。空调控制系统采用可编程控制器，在回风温度达到设定温度时关闭供水水阀。本水冷空调床能充分利用水资源，对环境不造成任何的伤害，对大气不存在污染。它的额定功率仅50W，在有照明供电和井水供给的地方都可以使用。关键词：制冷 水冷 空调床 风机盘管 目 录一、课题来源及现实意义 1（一）水冷空调床的来源 1（二）水冷空调床的现实意义 1二、总方案的

2、确定 2（一）现场调查情况（二）总体方案 2三、施工事项 3（一）风机盘管的安装 3（二）电路安装 3四、实验过程和数据 4致 谢 5参考文献 6一、课题来源及现实意义（一）课题来源全球变暖，我国电力供不应求。含氟压缩制冷机的广泛应用使大气环境持续恶化。今年北方很多地方气温长时间高达38左右。农村人口在高温下劳作，夜晚却在湿热的环境中彻夜难眠，长时间的休息不足造成抵抗力和耐力下降，许多人在白天劳动时中暑。山东地区去年长达100多天的反常高温中，尽管现在许多农民能买得起空调，但不菲的电费和农村脆弱的电网让人望而却步。农民们只能一遍遍的用井水来降温。为此急需设计一种经济实惠低耗电的降温设备给农民。

3、（二）现实意义1给空调使用提出一个新观念，在必须使用降温设备的情下尽量减少使用范围。目前城市居民使用空调的卧室在10平方米右，而晚上实际需要的面积就只有4平方米，这浪费了大量的能源。更加剧了城市的热岛效应。2促进社会和谐和提高农民的生活质量。取消农业税，农村种地热情空前高涨，收入增加后，使农民提高生活质量的愿望不在遥远。3造价低廉，耗能低，环保，有广阔的市场前景。二、总方案的确定（一）现场调查情况经过在山东省临沭、沂水、沂南等县市的多个村调查发现，当地农民为解决吃水问题几乎家家都打有水井，水井内水温常年在1216，每家楼顶都有一个5M310M3的水箱，每户每天的用水量在5M38M3左右，水井内

4、装有2KW的潜水泵。而且由于汶川大地震后，几乎每家每户都用镀锌管焊接有一个防震床，防震床坚实牢固，房子倒塌都砸不倒，正好可以加以利用。（二）总体方案利用潜水泵把水井内低温的水抽上楼顶水箱，在床上方吊装一台风机盘管，床的四周密封，进人面留活动的门。用水管把楼顶水箱的水引入风机盘管，风机盘管的出水管接入一层储水池。床内温度、盘管风机、电动二通阀控制采用PLC控制。1系统示意图如下：2制冷量的计算：床外温度35，相对湿度80% ，此时空气焓值i1=110Kj/Kg (查表得) 1床内所需温度25，相对湿度80%，此时空气焓值i2=56Kj/Kg (查表得) 1在空气温度为35，相对湿度80%时空气比

5、容为v=0.95M3/Kg所需制冷空气的体积为V=2m*2m*2m=8m3I= i1- i2=110 Kj/Kg -56 Kj/Kg=54 Kj/KgQ=V/v*54 Kj/Kg=8/0.95*54=455 Kj设开机后1小时达到设定温度，那么所需制冷功率为q=455 Kj /3600S=126.3W人体散热冷负荷40W/人*2人=80W (查表得) 1周围渗透热负荷20W/M2*24 M2=480W (查表得) 1制冷总的负荷：q总=480W+80W+126.3W=686.3W3风机盘管的选用风机盘管机组一般范围为2；风量0.0070.236m3/s(250850 m3/h),制冷量1.8K

6、W7KW（200600Kal/h）,风机电机功率为30100W，水量0.140.71L/S（0.50.8M3/h）,盘管水压损失1035KPa(0.10.35bar),根据以上计算结果选用风机盘管为：风量250M3/h，制冷量1.8Kw，水量0.5 M3/h，风机功率30W，压力损失10KPa。（注：风机盘管标注制冷量为标准工况下的制冷量及进水温度为711，此处进水温度为16，制冷量会偏小）4管道的水力计算根据P=1/2*gv2 (P为盘管压力损失，v为流速)L=S*v(L为流量，S为水管横截面积)10 =1/2*9.8v2 v=1.45M/S0.5=1.45S*3600 S=0.000567

7、M2S=r20.000567=3.14 r2 r0.015M水箱位于11M高的屋顶，其静压为11KPa,符合风机盘管对压力的要求。选用DN32管作为进出水管。进出水管均采用2cm厚PEF保温材料进行保温。5屋顶水箱、一楼储水池容积的确定根据风机盘管的流量0.5 M3/h和使用时间10小时计算，水箱、水池的容积应大与6M3。屋顶水箱为避免水温升高在水箱表面加5CM厚的PU保温材料进行保温。6送风风道、风口的确定根据舒适性空调流过人体表面的风速不得大于0.25M/S的规定，以及本风机盘管的循环风量250M3/h，确定送风口的大小为400mm*150mm双层可调百叶，风道为400mm*200mm，外

8、贴2cm厚PEF保温材料。7控制系统控制系统采用方便在农村维修的双金属片感温旋扭，开启风机开关，风量三档可调节，双金属片温度传感器的通/断控制电动二通阀的开/关。潜水泵的控制因为原有设备，其靠高位水箱的水位控制器控制，考虑到常年生活供水的可靠性，它的控制不并入空调床的控制系统内。8床体密封普通床一方或二方靠墙，留出上下口后用木板封闭，外贴保温材料。三、施工事项（一）风机盘管的安装1安装风机盘管时，应使机组的凝接水盘保持一定的坡度（一般坡度为5度）以利于排放冷凝水。2盘管风机的进出水管应加保温层，以免温差太大时产生凝结水，进出水管的螺纹应有一定锥度，螺纹连接处应采取密封措施（一般选用聚四氟乙烯生

9、料带），进出水管与外管连接时必须对准，最好采用挠性接管或铜管连接，连接时应掌握好力度，避免用力过猛或着劲。3盘管风几的冷凝水排水管应有一定的坡度（1%），排水管不得压扁、折弯以保证冷凝水的排水通畅4安装时应保护好风机盘管的换热翅片和弯头。不要压倒影响散热。5安装风机盘管应合理使用膨胀螺栓和吊杆，应确保它的可靠和牢固性。6当安装风机盘管的进出水管时，可先在地上先把进出水管接出机外，再吊装机组，吊装后与管道相连接，注意保温材料的保温工艺，确保不出现冷凝水滴落现象。7风几盘管的出水管上有排气阀试水时应打开排气阀排放空气，排放完毕后关闭。8在机体上准备接地螺栓，安装时要与保护接地系统连接。9安装时要注

10、意不要损坏机体上的保温棉，有脱落时要重新粘牢。风管和风口、风机连接处要严密密封。10管路安装完成后要进行严密性和强度实验，实验压力不得小于0.2MPa。12严密性、强度实验后要对管路进行冲洗、消毒。冲洗进出水颜色一致为合格。（二）电路安装1线路的敷设应符合国家标准（电器装置工程施工及验收规范）。2检查潜水泵的绝缘性能，绝缘值应大于20M欧。3导线在管内不应有接头，导线的接头应在接线盒内焊接或用端子排连接。4敷设在多光或潮湿场所管路的管口管子连接处应做密封处理。5管子入合时，盒外侧应套锁母，内侧应装护口 ，在吊顶内敷设时盒的内外侧均应套锁母。6在吊顶内安装管路时应采用单独的支撑点。7端子排的每个

11、接线端子接线不得超过2条，电缆芯和导线应预留不小于20cm的余量。8主电源必须使用带漏电保护和过流保护的开关。9控制器安装在墙上便于使用的地方。四、实验过程和数据在抽满高位水箱水后，开启空调控制器，风机高速运转，电动二通发阀打开，空调开始制冷实验时间从早上8:00-20:00，床上睡成年人2人。整个实验过程跨越不同时间的温度变化。实验数据如下：测量时间8：0010:0012:0014:0016:0018:0020:00平均值室外温度3333.53535.535343234.1室内温度3132333433323032.1床上温度2425272727262525.9一层水池内有水4.5M3，小于设计值是因为实际流速小于设计流速。通过以上数据表明水冷空调床实际运用可行，在地下水源充足的地方可以用来对大面积降温制冷。在以上条件下做一套水冷空调床造价在3000元以内，日耗电约为2.5度。经济可行。致 谢感谢深圳市锦灿锋空调电器有限公司的技术、资金支持，没有您的支持，水冷空调床不可能这么快的完成实验。十分感谢与我一起实验的各位同事和支持帮助这个实验的各界朋友。更衷心感谢给予我辅导的导师。参考文献1 徐得胜 制冷与空调第二版 上海交通大学出版社 2004年9月 第461页2 孙见君 空调施工与运行管理第一版 北京机械工业出版社 2003年3月 第30页. 9