制冷系統(tǒng)設(shè)計

1、僅供個人參考課程設(shè)計設(shè)計題目：南京市某空調(diào)制冷機房姓名院系專業(yè)年級學號指導教師年 月 日目 錄0設(shè)計任務(wù) 11前言 12課程設(shè)計題目及數(shù)據(jù) 23制冷機組的類型及條件 23.1 初參數(shù) 23.2確定制冷劑種類和系統(tǒng)形式 23.3確定制冷系統(tǒng)設(shè)計工況 24制冷系統(tǒng)熱力計算 55制冷壓縮機型號及臺數(shù) 65.1壓縮機形式的選擇 65.2壓縮機臺數(shù)的選擇 75.3壓縮機級數(shù)的選擇 75.4電機的選擇 76冷凝器的選擇計算 76.1 冷凝器的選擇 76.2冷凝器熱負荷計算 76.3冷凝器的已知參數(shù) 86.4計算肋管特性參數(shù) 86.5計算平均傳熱溫差 86.6冷卻水流量 96.7概算所需傳熱面積 96.8初

2、步規(guī)劃冷凝器結(jié)構(gòu) 96.9計算水側(cè)的換熱系數(shù) 96.10計算制冷劑測得冷凝換熱系數(shù) 101010116.11實際的熱流密度 116.12計算實際傳熱面積 116.13冷凝器的類型 127蒸發(fā)器的選擇計算 127.1蒸發(fā)器的預(yù)選 127.2蒸發(fā)溫度與傳熱溫差的確定 127.3換熱面積的計算 127.4蒸發(fā)器風量的確定 127.5風機的選擇 128冷卻水系統(tǒng)的選擇 138.1 冷卻塔 138.2水泵的選型 139冷凍水系統(tǒng)的選擇 1410管徑的計算 1411其它輔助膨脹閥的選擇計算 1511.1膨脹閥的選擇1511.2 貯液器的選擇計算 1511.3油氨分離器的選擇計算 1511.4 氣液分離器的

3、選擇計算 1511.5集油器的選擇計算 1611.6不凝性氣體分離器的選擇計算 1612制冷機組與管道的保溫 1613設(shè)備清單及附圖 1614參考文獻 170設(shè)計任務(wù)設(shè)計一南京地區(qū)用制冷系統(tǒng)，采用空冷式直接制冷，制冷量定為100K,制冷劑為氨，冷卻水進出口溫度為 27/30 C。1前？?言近50年來，隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的飛速發(fā)展，制冷技術(shù)以日新月異的速度發(fā) 生變化。并且，正在現(xiàn)代國民經(jīng)濟、人民生活、國防科研、文化藝術(shù)等領(lǐng)域中發(fā) 揮著日益重要的作用。我國是最早利用天然冷源的國家之一，隨著社會進步，制冷技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各個行業(yè)，制冷技術(shù)的作用更是不可替代的。因此設(shè)計制冷系統(tǒng)已成為重要的環(huán)節(jié)。 制冷

4、系統(tǒng)的設(shè)計，無論是廠家裝配成 的整體機組，還是現(xiàn)場組裝的系統(tǒng)，主要是選擇制冷壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、 節(jié)流機構(gòu)以及風機、電動機和自動控制設(shè)備等。其步驟是根據(jù)給定的冷凍水溫度 （或被冷卻的空氣溫度）、流量和所采用的冷卻水（或冷卻用空氣）入口溫度、流量, 確定該制冷系統(tǒng)的設(shè)計工況（即選定蒸發(fā)溫度和冷凝溫度等系統(tǒng)的內(nèi)在參數(shù)設(shè)計 值），然后，按照設(shè)計工況選擇該制冷系統(tǒng)的各個組成設(shè)備，使之在運行過程各 個設(shè)備的相互匹配，以充分發(fā)揮每個設(shè)備的工作能力。但是，一個制冷機組或制冷系統(tǒng)，在實際運行過程中，當外在參數(shù) （既冷凝 器和蒸發(fā)器所通過的水流量或空氣流量，以及水或空氣的入口溫度等）在一定范圍內(nèi)改變時，該機

5、組成系統(tǒng)的性能如何變化、選定的各個組成設(shè)備是否匹配恰當， 都是在設(shè)計中要考慮的問題。此外，設(shè)計完成，制冷作業(yè)安全技術(shù)，正確操作制 冷設(shè)備，是我們在具體操作時的必然選擇。2課程設(shè)計題目及數(shù)據(jù)課程設(shè)計題目：南京市某空調(diào)制冷機房制冷系統(tǒng)采用空冷式直接制冷，空調(diào)制冷量定為100KW數(shù)據(jù)：制冷劑為：氨（R717）。冷卻水進出口溫度為：27 C /30 C。南京市空調(diào)設(shè)計干球溫度為35.2 C,濕球溫度為28CO設(shè)計內(nèi)容設(shè)計一南京地區(qū)用制冷系統(tǒng)，采用空冷式直接制冷，制冷量定為100K,制冷劑為氨，冷卻水進出口溫度為 27/30 C。3制冷機組的類型及條件3.1初參數(shù)1） 制冷系統(tǒng)主要提供空調(diào)用冷凍水，供水

6、與回水溫度為：TC/12 C,空調(diào)制冷量定為100KW2）制冷劑為：氨（R717）。3）冷卻水進出口溫度為：27C /30 Co4）南京市空調(diào)設(shè)計干球溫度為 35.2 C,濕球溫度為28Co3.2確定制冷劑種類和系統(tǒng)形式根據(jù)設(shè)計的數(shù)據(jù)及要求，本制冷系統(tǒng)為100KW的氨制冷系統(tǒng)。因為制冷總負荷為100KW所以可選雙螺桿制冷壓縮機來滿足制冷量要求。3.3確定制冷系統(tǒng)設(shè)計工況3.3.1冷凝溫度二的確定從制冷工程設(shè)計手冊中查到南京地區(qū)夏季室外平均每年不保證 50h的濕球溫度（C）對于使用冷卻水塔的循環(huán)水系統(tǒng)，冷卻水進水溫度按下式計算： ts1 =tsts（3-1）式中】一一冷卻水進冷凝器溫度（C）；-

7、當?shù)叵募臼彝馄骄磕瓴槐ＷC 50h的濕球溫度（C）；-；安全值，對于機械通風冷卻塔，二；=24Co則代入數(shù)據(jù)有冷卻水進水溫度：ts廣28 3二31 C冷卻水出冷凝器的溫度 V （C）按下式確定：選用臥式殼管式冷凝器-j =二 + （24）（3-2 ）代入上面算出的數(shù)據(jù)有： V=31+3=34C（注意：二通常不超過35C），系統(tǒng)以水為冷卻介質(zhì)，其傳熱溫差取 46C。則冷凝溫度為若系統(tǒng)以水為載冷劑，其傳熱溫差為:JC,tc=ts2*(3-3)式中和冷凝溫度(C)。代入數(shù)據(jù)有冷凝溫度：/ =34+4=38C蒸發(fā)溫度L的確定則蒸發(fā)溫度為tt-At(3-4)對于本設(shè)計系統(tǒng)，即=2C，因此不采用液體過冷，

8、即* =0C。式中載冷劑的溫度(C) 0一般對于冷卻淡水和鹽水的蒸發(fā)器，其傳熱溫差取 l=5C。本制冷機房用空冷式蒸發(fā)器，則制冷劑的蒸發(fā)溫度te = 7-5 = 2 C .過冷溫度1的確定對于一般的空氣調(diào)節(jié)用制冷裝置，不采用液體過冷；對于大型的蒸發(fā)溫度較低(-：5C)的制冷裝置，在條件許可時使用液體過冷。也就是不考慮過冷溫度。壓縮機吸氣口溫度的確定通常I止+己;.(3-5)式中對于一般氨壓縮機，二-=1:一: C。代入數(shù)據(jù)有過熱溫度：】=一一 -Co制冷系統(tǒng)理論循環(huán)p-h圖根據(jù)題意繪制的p-h圖，并查表求得各狀態(tài)參數(shù)：圖3-1查有關(guān)資料:確定壓力：Pe=436.34 kPa， Pc= 1472

9、.4 kPa比容：、1=0.27 m kg，2 =0.087 m kg不得用于商業(yè)用途焓值：1459 KJ kg，1660 KJ kg，h380 KJ kg4制冷系統(tǒng)熱力計算1）單位質(zhì)量制冷量匚的計算(4-1 )代入數(shù)據(jù)有：q0= ( 1459-380 ) KJ kg =1079 KJ kg2）單位冷凝負荷qk的計算(4-2)qhh3代入數(shù)據(jù)有：q =1660-380 =1280 KJ kgk3）單位理論壓縮功c的計算Wc 十2一山（4-3 ）代入數(shù)據(jù)有： Wc = 1660-1459 = 201 KJ / kg4）單位容積制冷量J的計算q廠（ 4-4）代入數(shù)據(jù)有：OQ 二3996 kJ m5

10、）制冷劑質(zhì)量流量M r的計算MrQ0(4-5)q。代入數(shù)據(jù)有：瑞“09236）壓縮機吸入制冷劑蒸汽的體積流量 Vr的計算VrQ0(4-6)qv代入數(shù)據(jù)有:Vr100399625 m3 s7）冷凝器熱負荷*的計算k(4-7)廠Mr qk代入數(shù)據(jù)有：= 0.0923 1280 = 118.1kw k(4-8)8）壓縮機所需的理論耗功率 6的計算代入數(shù)據(jù)有：Pth 巾0923 20仁 18.552kwPth=Mr - c9）制冷系數(shù)；th的計算(4-9)Pth代入數(shù)據(jù)有：廠覆“3910）逆卡諾循環(huán)制冷系數(shù) c的計算:TkTc -Tk(4-10)代入數(shù)據(jù)有：“僉6411）制冷系數(shù)R的計算(4-11)代

11、入數(shù)據(jù)有：二邑9 =0.71R 7.645制冷壓縮機型號及臺數(shù)的確定5.1壓縮機形式的選擇根據(jù)已知參數(shù)，預(yù)選螺桿式壓縮機。5.2壓縮機臺數(shù)的選擇查實用制冷工程設(shè)計手冊根據(jù)制冷機組冷負荷100KW選擇壓縮機，選用KA12.512型壓縮機（其標準工況下的制冷量為137KW大于100KV，符合要求）壓縮機臺數(shù)，應(yīng)根據(jù)總制冷量來確定：(5-1)）。Q。m Q0g式中壓縮機臺數(shù)（臺）；:每臺壓縮機設(shè)計工況下的制冷量（代入數(shù)據(jù)有：口二100，（臺）137因此，選擇1臺KA12.5-12型壓縮機.5.3壓縮機級數(shù)的選擇選擇依據(jù)：壓縮機級數(shù)應(yīng)根據(jù)設(shè)計工況的冷凝壓力與蒸發(fā)壓力之比來確定。 一般若以氨為制冷劑，當

12、L，.- - J時，應(yīng)采用單級壓縮機；當 =時，則 應(yīng)采用兩級壓縮機。所以，對于本設(shè)計制冷系統(tǒng)中，R二凹24 =3.37 0.3 /滿足要求11.3、油氨分離器的選擇計算油分離器筒體直徑:(11-2 )代入數(shù)值計算有： 4 3996 .3 0.087 = 370mmV 兀 X 0.27X3600選用壓縮機配套的YF40油分離器。直徑為400mm370mm滿足要求11.4、氣液分離器的選擇計算氣液分離器的桶體直徑按下列公式計算:(11-3)代入數(shù)據(jù)計算有：D4 3996 O3-651mmV 兀匯3600選用配套的AF65桶體的氣液分離器。11.5、集油器的選擇計算集油器的選擇是根據(jù)經(jīng)驗，當冷凍站

13、的制冷量為100300 KW時，選用120mm勺集 油器一臺。因此，選用型號為：JY100集油器。11.6、不凝性氣體分離器的選擇計算當冷凍站標準工況下的制冷量小于 1163KW寸，宜采用一臺小號（桶體直徑 為108mm空氣分離器。因此，根據(jù)以上條件可知：KF-32B,即可滿足要求。12、制冷機組與管道的保溫由于這里是氨制冷系統(tǒng)，氨易燃易爆，這里用自熄型聚苯乙烯泡沫塑料，由 于管徑最大為150mm最小為50mm按經(jīng)驗選20mml厚的自熄型聚苯乙烯泡沫塑 料，包裹在DN50裸露管外,50mm厚的包裹在DN150管外。13、設(shè)備清單及附圖表 13-1名稱單位型號規(guī)格數(shù)量雙螺桿式制冷壓縮機臺KA12

14、.5-12Q=137KW1配套電動機臺YW200L-2P=55KW1立式冷凝器臺LN-25F=25 用1直接烝發(fā)式空氣冷卻器臺DWZ-2502F=250沽1配套風機臺QF36-380Q=36000m3/h1冷卻塔臺HL6-301立式管道離心泵型水泵，臺80-250BQ=20riT/h1電磁閥臺DC801節(jié)流閥臺毛細管D=1.2mmL=0.6m1貯液器臺ZA-0.5BV=0.5 /1集油器臺JY-100D=200mm1油氨分離器臺YF-40D=400mm1空氣分離器臺KF-32BD=108mm1氣液分離器臺AF-65D=650mm1不凝氣體分離器臺KF 32B1緊急泄氨器臺KFA系列1安全閥臺H

15、Pb59-1/H621干燥過濾器臺QLJ1600- n-Z1圖13-1基本機構(gòu)示意圖14、參考文獻1 嚴啟森 石文星 田長青空氣調(diào)節(jié)用制冷技術(shù)（第四版） 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.72 郭慶堂 編著 實用制冷工程設(shè)計手冊北京：中國建筑工業(yè)出版社，1994.43 章熙民 任澤霈 梅飛鳴 編著 傳熱學（第五版）北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007.74 王增長 編著 建筑給水排水工程（第六版）北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.85陳沛霖岳孝方編著 頭用空調(diào)制冷設(shè)備手冊上海.冋濟大學出版社，19906陸耀慶編著實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊北京：中國建筑工業(yè)出版社，1996.5L J7陸耀慶編著實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006.4僅供個人用于學習、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forsc