散热与制冷效果的关系-毕业设计

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精选优质文档-倾情为你奉上 散热与制冷效果的关系摘要:在我们的日常生活中,热量的传递方式有热传导、热对流和热辐射三种方式,任何一种热量的传播,总是伴随其余能的转换,也就是说,热能可以转换为机械能等其余形式的能,当我们利用天然制冷时,我们不可能完全得到从高温物体散发的热量,相应地,当我们利用人工制冷时,热量也不会以单一的方式传递,人们也不能够完全利用所传递的热能。因此,人们利用热量或冷量是不完全的,我们称这种情况为热量的不饱和利用关键词:不饱和利用;负荷;热负荷;得热量;冷负荷。The Relationship Of The Heat That Scatted And The Cooling Effect Abstract: In our daily lives,heat transfer can come true through three ways: conduction of heat、condection of heat and thermal radiation.That is say,heat can converts machanical energy and so on.When we draw on natural refrigeration,we cant acquire energy completely from the objects that are on high temperature. When we make use of man-make refrigeration,energy transfer isnt through only one way.So we cant draw on heat or cold completely.we can call this case as heat unsatiated useKey Words: Heat Unsatiated Use;Heat Require;Heat Burden;Burden;Cold Burden.1引言:早在3000多年以前,我国劳动人民就已经会采集天然的冰进行冷藏。自此以后,制冷技术日趋发展,不仅在工业、医学和科研等领域有助于发展和应用,而且不断地改善了人民的生活,现在普遍使用的制冷剂等技术,都是制冷方面的应用。谈到制冷技术,我们必须要研究一门理论科学传热学。制冷效果与传热学有着非常紧密的联系,因为制冷涉及到热量的传播、热量的利用等问题。而传热学是研究热量传递规律的科学,也既是研究散热的问题。现在,随着大规模集成电路集成密度的不断提高,电子器件的冷却问题越来越突出,因此,我们研究散热与制冷效果的关系,对于我们有效地冷却以及研究一些隔热方法有一定的意义。本篇文章,从传热学及制冷技术的基础理论出发,讨论热的不饱和利用,研究热量传递对制冷效果的影响,并以我们日常生活中所用的制冷器件为例,分析散热对制冷效果的影响,并说明哪种占主导地位,最后提出一些措施,解决提高制冷效果的途径。2.传热学理论基础导热、对流和热辐射是热量传递的三种基本方式。导热是指物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时,在物体的各部分之间不发生相对位移的情况下,物质微粒(包括分子、原子或自由电子)的热运动传递了热量。在我们日常生活中,导热现象出现很频繁,例如,我们加热一根铁棒时,热量从高温端传给低温端。又当我们把温度不相等的两个物体相接触,热量从高温物体传递给低温物体。从微观角度分析,在气体中导热,导热是气体分子规则热运动时相互碰撞 果。气体的温度越高,其分子的运动动能越大。不同能量水平的分子相互碰撞的结果,使热量从高温处传到低温处,而导电固体及非导电固体的传热,也可以从微观角度分析,在非导电固体中,导热通过晶格结构的振动,也即是原子、分子的振动来实现,在导电固体中,自由电子像气体分子那样运动,产生热传递。但是在我们日常生活中,我们研究导热现象,讨论影响导热的因素,可以宏观角度分析。首先介绍一条定律傅立叶定律。我们研究两个表面均维持均匀温度的平板的导热。在xot平面内,用表示其厚度,设平板的面积A,当热量从界面1传到界面2时,两个侧面均维持均匀恒定温度t1和t2,根据傅立叶定律,单位时间内通过该层的导热量与当地的温度变化率及平板A成正比,即: =-Adt/dx (1) t 其为比例系数,即传导率,负号 表热量传递的方向同温度升高的方向相反, A 表示热流量,即单位时间内通过某一给定面 x积的热量,单位为W。在图1-1中, o图1-1=A(tw1-tw2)/(tw1tw2)我们将单位时间内通过单位面积的热流量称为热流密度,记为q.q=/A=-dt/dx (2) 在流体中,温度不同的各部分之间发生相对位移时引起的热量传递过程,称为对流.对流仅发生在流体中,而且由于流体中的分子同时在进行着不规则运动,因而对流必伴随着导热现象.而在我们工程上,我们感兴趣的是流体流过一个物体表面时的热量传递过程,称为对流换热.我们将液体各部分之间由于密度差而引起的相对运动,称自然对流.暖气片表面附近受热空气的向上流动就是一个例子.但在工程上,我们用机械如水泵或风机的作用引起流体的相对运动称为强迫对流.如冷油机、冷凝器等管内冷却水的流动,都是由水泵驱动. 前面讲过,热对流同时伴随着导热,工程上经常遇到的对流换热过程,是热对流过程,是热对流与导热联合作用的热传递过程.现在我们借助图1-2来讨论对流换热过程.当温度为的流体流过温度为(),面积为A的固体壁时,对流传递的热量常写成与面积A、流体和壁面的温差成正比的形式,即: 式(3)即为牛顿冷却公式. 工程上为正值,液体被加热()时,取=-,流体被冷却()时,取=-.为一比例常数,称表面对流传热系数单位为W/K,对流传热系数表示对流传热能力的大小.此系数与换热过程中的许多因素有关它不仅取决于流体的物性以及换热表面的形状、大小和布置,而且还和流速有密切关系.在制冷应用工艺上,水的对流换热比空气强烈,就换热方式而言,有相变的优于无相变的,强制对流高于自然对流.故在空调器等家用制冷电器上,我们常利用制冷剂的相变强制对流过程.物体通过电磁波来传递能量的方式称为辐射.辐射会因各种原因发出辐射能,其中因热的原因而发出辐射能的现象称为热辐射.任何物体只要温度高于0K,就会不停地向四周空间发射辐射能,图1-2中热水管道外壁除依靠空气对流散热外,还依靠热辐射的方式散失热量。 热传导和热对流在物体直接接触是才能进行,而热辐射的电磁波可以在真空中传播(太阳热量经宇宙空间传给地球就是依靠热辐射方式),在热辐射传递能量的过程中伴随有能量形式的转换,这是热辐射区别于热传导和热对流的另一个特点. 同一物体,温度不同时的热辐射能力不同,温度相同的不同物体的热辐射能力也不同.同一温度下黑体的辐射能力最强,热流量与黑体的热力学温度、黑体的辐射面积、黑体的辐射常数有一定的关系.物体不断向四周空间发出热辐射能,并被周围物体吸收,同时,物体也不断吸收周围物体辐射给它的热能,这样,物体发生和接收过程的综合结果产生了物体间通过热辐射而进行的热量传递,称表面辐射传热. 工程上,将热量传递过程分析由导热、对流传热和辐射传热三种传热方式组成. 制冷技术基础 所谓制冷,就是使自然界的某物或某空间达到低于周围环境的温度,并使其维持这个温度.我们将制冷分为天然制冷与人工制冷.由于大自然的气候变化(如变冷),而使物体的温度随之变化(变冷)的过程称为天然制冷.天然制冷的主要利用就是两种温度不同的物体相接触就会发生传热的现象,且热量总是从温度较高的物体传向温度较低的物体,直至两物体的温度相同,热量的传递才停止.而且,实现天然制冷的是自然环境,有一定的缺点.在日常生活中,我们更普遍利用人工制冷(制热),这也是我们应用制冷技术的基本目的.我们主要研究用人工制冷的方法获取低温,迫使热量从温度较低的物体传向温度较高的物体,把热量转移给温度较高的环境介质,得到和保持人们所需要的各种低温环境.如现在所使用的家用电冰箱、空调等设备,都采用人工制冷的方法。实现人工制冷这一过程,一是借助于制冷剂的制冷循环,二是消耗了机械功.我们可以用图1-3表示.所以,制冷机向高温物体排送的热量等于它向低温物体吸取的热量,加上输入机械功所相当的热量,即=+. 我们将实现制冷所需的机器和设备总称为制冷机.将产生冷量的制冷机与使用冷量的设备结合在一起称为制冷装置,制冷机中工作介质称为制冷剂.制冷剂在制冷机系统中循环流动,不断地从被冷却对象中吸取热量,并向环境介质排热.为了连续制冷,制冷剂必须周而复始地完成一系列的热力状态变化过程,称为制冷循环.这种循环是逆向循环,具有从低温物体吸热,向高温物体放热的特点,但要消耗一定的能量,即必须有输入功. 空调是空气调节的简称,是一门维持室内良好的热环境(冷环境)的技术.这里所谓的热环境是指室内空气的温度、湿度、空气流动速度、洁净度、新鲜度等.在不同要求的情况下,可分为舒适性空调和技术性空调两种.舒适性空调主要适用于办公室、宾馆、影剧院、家庭等.它是采用人工的方法,在温度较高时,使室内的温度降低几度,在温度较低时,使室内的温度升高几度,因此,舒适性空调要求制冷与制热.而技术性空调也是采用人工的方法,使室内保持一定的温度、湿度、净化度、噪音等范围内的工作环境.这种空调可以使用在计量室、光学实验室、精密仪器生产车间、电子计算机室等. 我们所用的空调系统应包括几个基本组成部分:空气处理设备、冷源或热源、空调风系统、空调水系统、控制调节装置.一般来说,热源是用来提供热能的.常用的热源有提供蒸汽和汽水的锅炉或直接加热空气的电热设备.冷源则是用来提供“冷能”来冷却送风空气的,目前使用的是蒸汽压缩式和吸收式制冷装置.我们通过合理地设计五个部分的装置,制冷系统才能取得满意的工作效果.制冷剂是用来实现能量转换的工作物质.在蒸汽压缩式制冷系统中,它通过压缩冷却(放热)而液化,通过节流降压而汽化(吸热),将低温物体的热量转移给高温物体.正是由于制冷剂在制冷系统中的喜欢吸热和放热,才实现连续的热量转移.我们将物质在加热(或冷却)过程中,温度升高(或降低)所吸收(或放出)的热量叫显热,用Q显表示.将物质在加热(或冷却)过程中,只改变原有状态而温度不发生变化,这种改变状态所消耗(或得到)的热叫潜热.对于一定的空调器来说,有一定的制冷量,制冷量是节流膨胀后的湿蒸汽在恒定的蒸发压力下,在流经蒸发器的过程中,不断地蒸发吸收热量.我们将每立方米制冷剂在蒸发时吸收的热量叫单位容积制冷量.4. 散热与制冷效果的关系 我们所见的制冷系统大致由蒸发器、压缩机、节流阀与冷凝器四部分组成.如图2-1所示。 制冷剂在蒸发器中沸腾,吸收被冷却介质的热量,由液态转化为气态.制冷压缩机通过消耗一定的外界功,吸入蒸发器中的气态制冷剂,并将制冷剂压缩至冷凝压力后排入冷凝器中.在冷凝器中,气态制冷剂将热量传递给冷却介质,冷凝成液体.节流阀的作用是将冷凝后的高压液态制冷剂通过其节流作用,降低到蒸发压力后,送人蒸发器中.其制冷循环过程为:工作开始,压缩机送出高温高压气体,经过冷凝器变成常温常压液体,然后通过干燥过滤器干燥后再经过毛细管(节流阀)减压伴随温度降低,再经过蒸发器,通过蒸发器的吸热沸腾,吸收被冷却介质的热量,变为高温高压气体,再由压缩机送出高温高压气体可用图2-2表示这一循环过程: 其中1-2表示绝热压缩过程,此过程在压缩机内完成.2-3表示在冷凝器中的等压过程.3-4表示在毛细管中的绝热节流过程.4-1表示在蒸发器中的等压蒸发过程.经过这一循环过程制冷剂产生相变,四个部分共同作用,便完成了制冷过程.这样,我们可以获得地温保持蔬菜、水果、肉类的新鲜,夏季利用空调给人类带来凉爽的世界. 在我们日常生活中,热量的传递方式有热传导、热对流与热辐射三种方式,任何一种热量的传播,总是伴随有其余能的转换.也就是说,热能可以转换为机械能等其余形式的能.当我们利用天然制冷时,我们不可能完全得到高温物体散发的热量,相应地,我们利用人工制冷时,热量的传递也不会以单一的方式传递,人们也不可能完全利用所传递的冷量.因此,人们利用热量或冷量都是不完全的.我们称这种情况为热量(冷量)的不饱和利用。也就是说,我们所说的Q吸=Q放等情况,只是一种理想的状态. 对于我们所研究的热力系统,总是要和周围环境即外界发生相互作用,如能量交换或质量交换.我们将与外界没有热量交换的系统称绝热系统,而实际上,完全绝热的系统是不存在的.通过热力学第一定律,热量不能完全转化为功,因为热力系统的状态将会发生变化,系统的内能也将发生变化,因此,我们要想百分百地利用热量是不可能的.要想使热量得到充分利用,必须考虑散热. 一般来说,在固体中热量的传递,热传导是主要方式,而在气体或液体中进行的热传递,主要以对流方式来传递的。由于温度低的液体或气体其比重大,在重力作用下流动,而温度高的物体其比重小而上升,我们将这种对流称上下对流.而在我们日常生活中,我们主要利用强迫对流,如图1-2所示.而温度不同的两物体在不互相接触时,会以辐射向外辐射能量.在制冷系统中,存在热传导、热对流及热辐射三种方式.如风扇或电机工作向外辐射热量,制冷剂与管道壁进行对流换热以及互相接触的器件间发生的热传导. 但是,影响制冷效果的因素有许多,散热及制冷介质对制冷效果有一定的影响.对空调来说,被冷却物体的总有效容积及室内温度对制冷效果也有影响.如果忽略其它因素的影响单纯只考虑房间的总有效容积,那么,房间小的制冷效果明显些,达到舒适性温度所用的时间短.相应地,室内温度大的制冷效果不明显.因为两种情况下所需的能量不同。另外,制冷系统的密封性能、门封气密性、制冰能力、冷却速度、化霜性能等对制冷效果都有一定的影响。这里,只考虑散热方面的影响.现在,取舒适性空调为例进行分析。所谓舒适,就是人体能维持正常的散热量和散湿量。首先,通常反映舒适与否的是冷热感受。这就要求保持室内空气一定的温度,湿度。温度过低,人体散热越多,会产生“冷感”;反之,温度过高,人体热散发不出,会产生“热”感。其次,室内的温度对舒适性也有一定的影响,温度过高,身体出的热不易散发,人会觉得热。温度过低,则皮肤表面汗蒸发过快,人体会缺水。还有空气的流动速度,空气的新鲜程度,人们的衣着情况,室内各表面的温度高低等对人的感觉也有影响。参照我国国家的规定,对于舒适性空调,室内设计参数可按表2-1规定的数值选用。季节温度()相对湿度(%)风速(m/s)夏季2428406503冬季1822406002表2-1 舒适性空调室内空气设计参数人们在利用空调对室内进行制冷或制热时,客观上总存在一些干扰因素,要改变室内温度与湿度,在空调技术上,将上述的干扰因素对室内的影响称为负荷。以温度为例,热量的传递可通过三种途径传递。当室外空气温度高于室内空气温度时,就有热量从室外通过墙,屋顶和窗传人室内,还有太阳辐射的影响。室内也有造成负荷的因素,室内存在有热源,如人体等都会向室内散发热量。使空调房间有热量增减的负荷称为热负荷。本论题主要是研究热负荷对空调制冷效果的影响,即散热与制冷效果的关系。可分两方面考虑,即室内热源造成的负荷与室外热源造成的负荷.室内热源造成的负荷,包括人体散热、照明灯具散热与用电设备散热三个方面。对于家用空调来说,由于人相对较少,散热量不会形成主要的空调负荷,但是在会场、剧场和电影院等场所,由于人很多,人体散热可形成主要的空调负荷。因此,夏季我们在人多的房间里,会感到不舒服,就是因为人体散发的热量影响了空调的制冷效果。还有人体的散热量取决于下列诸因素:性别、年龄、活动程度和环境温度等。表2-2列出了一些数据。 表2-2 每个人的散热量(w)活动程度适用场所室温()212427显热Q1潜热Q2显热Q1潜热Q2显热Q1潜热Q21静坐剧场7826643455432有轻微运动学校7634664454573普通事务工作办公室,旅馆7847675755704站立工作有步行商店7959716755845轻工作工厂,轻劳动8462747158886一般工作工厂,中等劳动10011181129611507步行(速度 1.3m/s)工厂,重劳动127150105172831948重作业工厂,强劳动167234145256128273由表2-2可知,在室外,处于不同状态的人散热量的多少Q=Q1+Q2,人数越多,人体散发的热量越大,抑制室内空调的制冷效果。对于室内用电设备的散热,我们只要知道这些用电设备的功率,也就知道了散发的热量。对于家用空调来说,室内热源造成的负荷相对与空调的功率来说,相差很大,这种负荷可以忽略不计。其实,对于我们家用空调或工艺性空调来说,影响空调制冷效果的主要是室外热源造成的负荷,即室外负荷.有两种原因造成室外负荷,一是太阳辐射, 二 是室外与室内的温度差.太阳辐射对建筑物有两种类型的作用,一种是太阳辐射通过玻璃窗直接进入室内,这时,不论冬夏,室内总是得到太阳辐射造成的热量,影响空调的制冷效果.另一种作用是外墙或屋顶在太阳的照射下提高了外表面的温度.对夏季,对空调房间由于室外空气温度高于室内,本来热量是从室外通过墙或屋顶传到室内,现在外表面受到太阳辐射,其温度提高,结果是使室外向室内的传热量增加;在冬季,由于室内空气温度高于室外,热量从室内传向室外,一旦外墙或屋顶受到太阳辐射,外表面温度升高,使向室内的传热量减少.而这种热量的传递,是以传导为主的.太阳光照射在玻璃表面上,有相当一部分能直接透过玻璃进入室内,有小部分被玻璃外表面反射到室外环境中去,有一部分被玻璃吸收.进入室内的太阳辐射热的多少取决于许多因素,包括玻璃外表面的辐射强度,玻璃的性质和层数,遮阳设施等.一般来说,东向窗(事实上也包括西向窗)造成的太阳辐射得热远大于南向窗.所以应当尽可能避免空调房间处于朝东或朝西的方向,在万不得已的情况下,东向(或西向)窗内一定要设遮阳措施.其实,进入室内的热量即”得热量”并不等于室内空气得到的热量(冷负荷).但可以做以下的近似估计:对没有遮阳的玻璃窗:最大冷负荷=(0.60.7)*最大得热量对有内遮阳的玻璃窗:最大冷负荷=(0.80.85)*最大得热量因此,对设有内遮阳的玻璃窗,最大冷负荷出现的时间最大得热量出现的时间推迟约一小时.另一种室外负荷是室外和室内空气的温度差.在自然界热量总是从高温处传到低温处.当室外空气温度高于室内空气温度时,热量就从室外通过窗,外墙或屋顶传人室内.先将外墙和屋顶统称为围护结构.我们用图23表示一围护结构. 其两侧的温度分别是t1和t2,设t1t2, 则必有热量Q从t1侧传向t2侧,如果维持t1和t2不变,传热Q也不变,这称为稳态传热.现以t1b和t2b分别表示该围护结构两侧的表面温度,则在稳定传热的条件下必定存在着以下的关系:t1t1bt2b t2 (1)根据这一情况,我们可以将整个传热过程分解成三个阶段:1. 从t1 侧空气传向表面(温度为t1b)的热量Q1,由传热学基本知识: Q1=1F(t1- t1b) (2)式中1-外表面传热系数 F-传热面积 。2. 从一侧表面(温度为t1b)传向另一表面(温度为t2b)的热量Q2 Q2=(t1b- t2b)*F*/ (3) 表示组成该围护结构的材料的导热系数, 表示围护结构的厚度。 3. 从温度为t2b 的表面传向t2 侧空气的热量Q3 Q3=2*F*( t2b- t2) (4)在稳态传热的条件下,必定有Q1= Q2= Q3=Q (5)由(2),(3),(4),(5)式可得t1- t2=(1/1+1/2+/)*Q/F (6)令K=1/(1/1+1/2+/) (7)则Q=K*F*( t1- t2) (8)对夏季,室外温度tw高于室内温度tn,则式(8)可改写为:Q=K*F*(tw-tn) (9)改用w表示围护结构外表面的表面传热系数,n内表面的表面传热系数,则 K=1/(1/w+1/n+/) (10)以上研究的是单层围护结构,对于多层围护结构,设若每一层的厚度是1,2,3N,每一层材料的导热系数相应是1,2,3N,则 K=1/(1/w+1/n+1/1+2/2+3/3+N/N) (11)然后可利用式(9)求出通过围护结构的传热量。由此我们可以清楚地了解到,对于夏季空调制冷,热源造成的负荷是有很大影响的。对前面两种负荷进行分析,就其散热方式来看,包括太阳光的辐射散热以及建筑物防护结构的传导散热。当这些热量到达被冷却的空间时,必将引起制冷空间空气温度的升高,影响空调的制冷效果。对围护结构进行分析,由上面式(9)及式(11),我们可以看出,K越小,则Q越大,故多层围护结构可以减小冷负荷,从而提高空调的制冷效果。 另外,我们也要考虑制冷系统的散热.对于家用空调来说,制冷剂的连续循环以及由液态转化为气态,在由气态转化为液态,实现制冷循环这一过程主要依靠电能驱动的。 因此,各个部件,包括蒸发器、冷凝器、压缩机、膨胀阀,它们之间会存在有一定的热传递,各个部件工作久了,也会因摩擦生热,这种热量可以通过辐射的形式散发到周围空间,也可以通过与制冷剂进行热交换,从而影响空调的制冷效果。对于空调制冷循环的四个过程,虽说是绝热,况且,制冷剂的状态变化,会产生内能的变化,因此,也会出现散热,影响空调的制冷效果。而制冷剂在流经固体壁时,通过对流换热,这就是主要存在于制冷系统中的散热方式。由前面传热学基本知识,我们知道,对流换热量与对流传热系数、对流传热面积和温差有一定的关系。我们主要研究影响对流传热系数的因素。影响对流传热系数的因素不外乎影响流动的因素及流体本身的热无论性质。从流动的起因考虑,一般来说,同一流体的强迫对流传热系数比自然对流传热系数大。而我们知道,在制冷过程中,制冷剂在循环过程中是有相变的,对于同一种流体,有相变时的对流传热系数比无相变时大。另一方面,制冷系统装置是由一系列管道组成,管道壁面的几何形状,大小和位置对对流传热系数有一定的影响。在冷凝器中,来自压缩机的制冷剂过热蒸汽进入冷凝器后,把热量传递给周围的介质水或空气,自身却冷却凝结为液体。制冷剂在冷凝器中放出的热量,实际上包括三部分:在蒸发器中由被冷却对象吸收的热量;压缩机中被压缩时外加机械功转化的热量;以及在低压侧管道中流通时从外界传入的热量。而制冷剂在冷凝器中被冷却的过程实际上也包括三部分:由过热蒸汽冷却为饱和蒸汽;由饱和蒸汽凝结为饱和温度下的液体;制冷剂由饱和液体的饱和温度之过冷却。考虑影响制冷剂蒸汽凝结放热的因素,首先,制冷剂在冷凝器中多数情况下属于膜状凝结,影响热量的散失,而蒸汽的流速与流向,传热壁面粗糙程度等都对传热系数有影响。因此,我们要想提高制冷效果,提高冷凝器的热交换功能,必须采取一定的措施,如如何保持冷凝器内表面的光滑,增加制冷剂的纯净度等。对于蒸发器的传热问题,要考虑热传导的热阻。当被冷却介质的热量通过管壁或板壁时,须通过多层热阻。热阻越小,则通过的热量越多,制冷效果越明显。因此我们要设法减小管壁或板壁的热阻。如我们可以选择适当的制冷剂流速,尽量减少油和污垢造成的热阻,采用低肋铜管等措施。以下我们来分析两种情形的空调及其散热对空调制冷效果影响。(1).实验室空调 该实验室东面和北面墙朝室外开,南面,西面墙连房屋,空调放置西边。空调进风口处在室内。房间面积大约为50m2,型号KCD-31B,为窗式电热型空调器。该空调制冷量为3150w,制冷时额定输入功率为1300w,下表反映了空调制冷时的工作状况。表23 实验室空调制冷时间t3:003:103:203:303:403:504:004:104:204:30室内温度t0()2292222121221621421221221208北面室外温度t1()238239242248254248244242238236东面室外温度t2()24224825225826258256258254252我们由上表可以看出,由于空调运行于制冷档,使室内温度有所下降,当下降得不是挺明显。可以知道该空调的制冷效果不是挺好。我们从散热方面来分析,可以了解到有那几种散热形式制约空调的制冷效果。第一,通过太阳透过玻璃的热量;第二,墙壁内外表面的温度差;第三,由于进风口处于室内,故与室内空气产生热交换;该热交换是通过对流形式传热的;第四,由于空调运行是电带动的,故又有机器的散热。而人体散发的热量可以忽略不计。室内也不存在其余的用电设备,故机器负荷可以不考虑。由于南面与西边温度与室内温度相差不大,故可忽略其负荷。(2).车间热平衡 表24 车间热平衡表得热量(kal/h)共计机器发热量灯光发热量太阳辐射热人体散热量夏季传导热量夏季冬季屋顶玻璃墙46991813091139027069,由表24可以看出,在车间中,考虑到空调的热负荷,如机器发热量、灯光发热量、太阳辐射热以及人体散发的热量等,都会使被冷却空间的气体得到热量,虽然,该气体的得热量并不等于冷负荷,既被冷却空间的空气并不是完全得到这些热量,但是,这些负荷造成的热量制约了空调的制冷效果,故在该车间内,由于负荷较大,空调的制冷效果必大受影响。现在,我们总结一下有哪些散热制约空调的制冷效果。从冷热源设备负荷考虑,包括室内外负荷与风管系统负荷及水管系统负荷、冷热源系统负荷。室内外负荷包括围护结构及照明、人体、室内发热设备;风管系统负荷包括风管传热泄露损失、风机动力转化热;水管系统负荷包括水管传热、冷冻水泵动力转化热、水箱热损失;冷热源系统负荷包括制冷机动力转化热、锅炉废热等。而这些负荷造成的热量传递,大多以传导的形式向外散失,影响了空调的制冷效果。至此,就得出了散热与制冷效果的关系,这些负荷散发的热量越少,空调的制冷效果就越好,而对于蒸发器却是,蒸发器吸收的热量越多,制冷效果越好。5 结论 综合前述负荷对制冷效果的影响,为了减小空调的能耗,所以,我们可以采用以下措施:建筑物的建址应选在绿化条件好,空气质量好的环境场所;建筑物的外形应以立方体最为理想;建筑物方位应取南北为主面;对于供暖负荷大而供冷负荷小的建筑物,其外表面采用深色为好,对于供冷负荷小而供暖负荷大的建筑物,其外表面采用浅色为好。建筑物的内壁面,天花板和家具应采用反射率大的材料,有利于提高照明度而使照明负荷减小。考虑到窗的要求,首先应注意窗的气密性。对于一般空调建筑物,应采用双层玻璃窗的构造形式,增加遮阳设施等。在进行建筑物外围护层的构造设计时,应强调外围护层的热特性要求。还有空调主机的放置位置,一般应离墙有一定的距离,且应不放在窗户边上,最好安置在房间的南面。还有空调房间的气密性问题等,这些措施与注意点,都对我们以后使用空调有很大的帮助。答谢:在整个完成期间,衷心感谢指导老师对我的帮助,由于笔者水平有限,该文章有许多不足之处,敬请指出。参考文献: 1陈沛霖,岳孝方空调与制冷技术手册T上海同济出版社1996 节选 2杨世铭,陶文铨传热学T北京 高等教育出版社 1998 节选专心-专注-专业
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