制冷空調課程設計說明書某辦公樓制冷與空調系統(tǒng)課程設計

1、 制冷空調課程設計說明書( 2010-2011年度第 一 學期)名 稱： 制冷空調課程設計 題 目：北京某辦公樓制冷與空調系統(tǒng)課程設計院 系： 熱能與動力工程 班 級： 動力0709 學 號： 學生姓名： 指導教師： 設計周數： 三周 成 績： 日期：2011年1月12目錄一、設計概況41.建筑設計資料42.水、電、熱源資料43.氣象資料4二、 主要內容41.空調工程部分42.制冷工程部分4三、空調系統(tǒng)51.冷負荷計算51.1確定室內空氣設計參數51.2計算房間空調冷負荷51.3.計算濕負荷72.空調系統(tǒng)72.1空調選型72.2 送風量計算82.3 空調系統(tǒng)的氣流設計82.4回風的布置選擇12

2、2.5空調水系統(tǒng)12四、制冷機房設計131.計算出建筑最大小時冷負荷132.確定制冷劑種類確定工作參數，進行制冷循環(huán)計算143.對蒸發(fā)器、冷凝器進行設計、校核計算，設計結構144.對壓縮機、節(jié)流機構等設備進行選型計算164.1設計任務和已知條件164.2確定制冷系統(tǒng)設計工況164.3壓縮機選型195.確定制冷劑的充灌量206.計算冷水量、水系統(tǒng)阻力、運行特點、選擇水泵的機型、規(guī)格、型號及數量217.計算冷卻水量、冷卻水系統(tǒng)阻力、運行特點，選擇冷卻水泵的機型、規(guī)格、型號及數量238.冷卻塔選擇計算，根據冷卻水量、冷卻水溫度及進、出水溫差、環(huán)境溫濕度、環(huán)境噪聲要求，選擇冷卻塔的類型、規(guī)格、型號及數

3、量239.計算、選擇其他附屬設備、管道系統(tǒng)2410.制冷機房設計要求25五、水管管徑計算26六、管道保溫、設備的消聲減震設計261.保溫設計262.消聲設計283.減震設計28七、指標匯總29表3 民用建筑空調冷負荷估算指標29表4 通過指標法計算的一至三層的冷負荷29表5 通過指標法計算的一至三層的冷負荷30表6 建筑濕負荷30表7 通過冷負荷系數法計算的第四層視頻會議室的冷負荷32表8 無縫鋼管管徑的選型表35表9 水力計算表36附表1:3713層數據374層數據38附表2:3913層數據表39一、設計概況1.建筑設計資料建筑概況：此辦公樓地處北京，建筑面積約為1672.32m2（不包括地

4、下一層），坐北朝南。平面位置見建筑平面圖。該辦公樓地上共四層：首層至三層包括辦公室，會議室，貴賓室，資料室，和服務員室；四層為辦公室，會議室，資料室和服務員室等用房。地下一層有一間房間用作制冷機房，其他主要為車庫。 土建資料：建筑平面圖。2.水、電、熱源資料水源：建筑物的南面有市政給水干管且已入戶。電源：有380v和220v電源，且用電容量足夠。3.氣象資料北京市區(qū)地處北緯3948，東經11628。二、 主要內容1.空調工程部分空調冷負荷計算；確定空調設計方案；空調系統(tǒng)的風量及空調房間的氣流組織計算；確定空氣處理方案，計算空氣處理過程，選擇設備；布置空調系統(tǒng)，進行水力計算；空調工程圖紙繪制及相

5、關說明。2.制冷工程部分在確定辦公樓的冷負荷后，確定制冷方式（壓縮式制冷）選擇制冷劑（r22或r134a），進行制冷循環(huán)計算；冷凝器、蒸發(fā)器設計與校核計算，并繪制相關圖紙；其他設備的選型計算；確定制冷劑的充灌量；繪制制冷系統(tǒng)原理圖。三、空調系統(tǒng)1.冷負荷計算1.1確定室內空氣設計參數由于涉及的是舒適性空調設計，夏季供冷，此建筑是小型辦公樓，為了節(jié)約成本，根據我國采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范（gbj19-87）中的規(guī)定：取夏季室內空氣計算參數如下：溫度 應采用2428；相對濕度 應采用40%65%;風速 應采用不大于0.3m/s;故取計參數為溫度26，濕度60%，風速小于0.3 m/s。 確定室內

6、空氣設計參數，見表1。表1 室內設計參數夏 季房間名稱溫度 相對濕度 %辦公室2660會議室2660貴賓室2660資料室2660服務員室26601.2計算房間空調冷負荷辦公樓空調屬于舒適性空調，其目的是為員工提供良好的工作環(huán)境并有利于提高工作效率。辦公樓負荷的主要特點是：一般都是非全天非連續(xù)使用或間斷使用或集中在部分時間使用。辦公室的作息基本上是以一周為周期的，有工作日和休息日的區(qū)別，而無季節(jié)性的變化。由于辦公室中的設備主要是電腦，它和人的作息基本上是一致的，因此把辦公室的人員和設備熱擾一同考慮。對于燈光來說，它不但受到人員密度大小的限制，而且和一天中的陽光強度變化有密切的關系。因此辦公人員負

7、荷和燈光負荷占冷負荷的大部分，而建筑圍護結構負荷所占比例很小。冬季外區(qū)由于圍護結構負荷的存在導致熱負荷較大，而內區(qū)由于受建筑圍護結構的影響較小，而人員負荷和照明負荷不變使其熱負荷很小，甚至有可能是冷負荷。過渡季節(jié)室外溫度低于室內溫度，這個時期不存在圍護結構冷負荷，送新風可以降低辦公樓內的溫度。說明：考慮該建筑為辦公樓，空調的運行時間主要在上班時間，所以計算負荷時本設計取的時段為上午9時至下午5時?？照{冷負荷計算方法有諧波反應法、冷負荷系數法、面積指標法。諧波反應法是依照根據室外空氣綜合溫度呈周期性變化來計算房間冷負荷的一種方法。 室外空氣綜合溫度呈周期性波動，使所通過的機構從外表面逐層地跟著波

8、動，這種波幅是由外向內逐漸衰減和延遲的。冷負荷系數法是在傳遞函數法的基礎上為便于在工程中進行手算而建立起來的一種簡化方法。通過冷負荷溫度與冷負荷系數直接從各種擾量值求得各分項逐時冷負荷。當計算某建筑物空調冷負荷時，則可按條件查出相應的冷負荷溫度與冷負荷系數，用穩(wěn)定傳熱公式形式即可算出經圍護結構傳入熱量所形成的冷負荷和日射得熱形成的冷負荷。面積指標法是一種估算的方法即用面積乘以單位面積的冷負荷。在本設計中四層視頻會議室采用冷負荷系數法計算，見表6；本次設計中，建筑冷負荷采用面積指標法估算，見表3和表4?？偟睦湄摵桑?107.00825 kw1.2.1維護結構傳熱形成的冷負荷 qcz=k*a*(t

9、cz-tr) （1-1）建筑結構組成及傳熱系數確定 （北京）處于寒冷地區(qū)。外墻：磚墻（240mm）+ 外粉刷加噴漿（20mm）+保溫層（塑料袋裝膨脹蛭石）（110mm）+鋼板網抹灰加油漆（20mm）屋面：細石混泥土板（25mm）+通風層（200mm）+ 防水層 + 水泥沙漿找平層（20mm）+ 保溫層（瀝青膨脹珍珠巖120mm）+ 隔汽層 +承重層（現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 ）+ 內粉刷（25mm）由以上建筑結構查得傳熱系數：外墻k=0.49w/（m2）屋面 k=0.52 w/（m2）窗戶k=2.69 w/（m2） k=2.6 w/（m2）內墻k= 2.37w/（m2）內門k= 2.6w/（m2）地下

10、上樓板層k=0.52 w/（m2）1.2.2過玻璃窗的日射得熱引起的冷負荷 （1-2）式中： 窗戶面積，； 有效面積系數，雙層鋼窗取0.85； 窗玻璃的遮陽系數； 窗內遮陽設施的遮陽系數； 夏季各緯度帶的日射得熱因數最大值，w/ m2。說明：以上修正值均可在教材暖通空調附錄2中查得。以四層的視頻會議室為例，采用冷負荷系數法計算此房間的冷負荷，計算結果見表6。1.3.計算濕負荷濕負荷是指空調房間的濕源（人體散濕、敞開水池表面散濕、地面積水等）向室內的散濕量，也就是為維持室內含濕量恒定需要從房間出去的濕量。本例只考慮人體散濕量，計算步驟如下:人體散濕量 (1-3)式中： 人體散濕量，kg/h； 室

11、內全部人數； 群集系數； 成年男子的小時散濕量，g/h，由教材暖通空調表2-13查得。詳細計算結果見表5。2.空調系統(tǒng)2.1空調選型空調系統(tǒng)的方案確定與很多因素有關，在設計時，應與建筑、結構、工藝等專業(yè)密切配合，并與用戶協(xié)商確定?？紤]的因素有：外部環(huán)境和所設計的建筑物的特點。同時在工程上應考慮建筑物的用途和性質、熱濕負荷特點、溫濕度調節(jié)和控制的要求、空調機房的面積和位置、初投資和運行維修費用等許多方面的因素。各種系統(tǒng)的使用條件：(1) 僅需夏季降溫、房間總面積較少宜采用窗式空調機、分體式空調機或帶風管的整體式空調機；(2) 對于大面積空調的旅館、辦公樓等排風量少、要求舒適的房間，宜采用風機盤管

12、系統(tǒng)，要求固定新風量的，應另設新風系統(tǒng)；一般采用兩管制，當兩管制不能滿足要求時，可采用四管制；(3) 對于允許溫度波動1或相對濕度允許波動范圍10%的系統(tǒng)，或具有大量排風，或室內風量按潔凈度要求確定的潔凈室宜采用單風管定風量系統(tǒng)；(4)對于室內溫濕度有一定要求，房間內負荷變化較大，特別是多房間共用一個系統(tǒng)時，宜采用變風量系統(tǒng)；(5)負荷變化比較小或間歇供冷風、供熱風的，如大型建筑的內區(qū)、影劇院、商場等，宜采用單風管集中式系統(tǒng)；小面積或認為經濟合理時，亦可采用帶風管的整體式空調機組。綜上所述，本設計采用半集中式風機盤管系統(tǒng)，新風采用室內漏風方式處理。 2.2 送風量計算下面以一層辦公室101為例

13、計算：(1)計算室內熱濕比：以一層辦公室101為例1.6767kw/1.1895*3600=5074.4783 kj/kg （2-1)送風精度為1，選擇送風溫差為6 (2)確定送風狀態(tài)點，過n點作5074.4786的直線與設定的t=20 的曲線相交得o點，終點含濕量10.34，終點焓46.4429.(3)求風量：g=q/(-)=0.1351kg/s=392.3430/h （2-2）圖1 空氣焓濕處理過程各房間具體送風量見本章末表2.3 空調系統(tǒng)的氣流設計氣流組織是室內空調的一個重要環(huán)節(jié)，它直接影響著空調系統(tǒng)的使用效果，尤其是在有室溫允許波動范圍和潔凈度要求以及高大空間的建筑中，合理的氣流組織具

14、有重要的作用。因為只有合理的氣流組織才能充分發(fā)揮送風的冷卻或加熱作用，均勻地消除室內熱量，并能更有效地排除有害物和懸浮在空氣中的灰塵。因此，不同性質的空調房間，需要不同氣流組織。一般的空調房間，主要是要求在工作區(qū)域內保持比較均勻而穩(wěn)定的溫濕度而工作區(qū)風速有嚴格要求的空調，主要保證工作區(qū)域內風速不超過規(guī)定的數值。 有室內溫濕度允許波動范圍要求的空調房間，主要是在工作區(qū)域內滿足氣流的區(qū)域溫差，室內溫濕度基數及其允許波動范圍的要求。氣流的區(qū)域溫差是指工作區(qū)域內無局部熱源時。由于氣流而引起的不同地點的溫差有潔凈度要求的空調房間，氣流組織和風量計算，主要使工作區(qū)域內保持應有潔凈度和室內正壓。高大空間的空

15、調氣流組織和風量計算，除保證達到工作區(qū)的溫濕度，風速的要求外，還應合理地組織氣流以滿足節(jié)能的要求。（1）氣流組織設計方法 1）按照房間（或分區(qū)）的尺寸布置百葉風口，計算每個散流器的送風量； 2）初選百葉風口，計算風速，計算射程； 3）計算工作區(qū)的平均風速是否滿足要求，若不滿足，應重新選擇布置風口。（2）送風方式的選擇國內空調房間常用氣流組織的送風方式，按其特點主要可以歸納為側送、孔板送風、散流器送風、條縫送風、噴口送風等。 1）側送側送是空調房間中最常用的一種氣流組織方式一般以貼附射流形式出現(xiàn)，工作區(qū)通常是回流。對于室溫允許波動范圍有要求的空調房間，一般能夠滿足區(qū)域溫差的要求因此，除了區(qū)域溫差

16、和工作區(qū)風速要求很嚴格，以及送風射程很短，不能滿足射流擴散和溫差衰減的要求以外，通常宜采用這種方式。2）孔板送風孔板送風的特點是射流的擴散和混合較好。射流的混合過程很短，溫差和風速衰減快，因而工作區(qū)溫度和速度分布較均勻。按照送冷風還是送熱風、送風溫差和單位送風量大小等條件，在工作區(qū)域內氣流流型有時是不穩(wěn)定流，有時是平行流，且風速均勻而較小，區(qū)域溫差亦很小。因此，對于區(qū)域溫差和工作區(qū)風速要求嚴格、單位面積風量比較大、室溫允許波動范圍較小的空調房間，宜采用孔板送風的方式。3）散流器平送和下送散流器平送和側送一樣，工作區(qū)總是處于回流，只是送風射流的射程和回流的流程都比側送短。空氣由散流器送出時，通常

17、沿著頂棚和墻形成貼附射流，射流擴散較好，區(qū)域溫差一般能夠滿足要求。由于應用散流器平送時，應當設置頂棚，管道暗裝在頂棚間層內，一般都在已經設置或可以設置頂棚或技術層的一些空調房間中應用。散流器下送，只有采用頂棚密集布置向下送風時，工作區(qū)風速才能均勻，有可能形成平行流，對有潔凈度要求的房間有利。單位面積風量一般都比較大由于下送射流的射程短。工作區(qū)內有較大的橫向區(qū)域溫差；又由于頂棚密集布置散流器，使管道布置較復雜因此，僅適用于少數工作區(qū)要求保持平行流和層高較高的一些空調房間4）噴口送風噴口送風是大型體育館、禮堂、劇院，通用大廳以及高大空間(工業(yè)廠房與公共建筑)等建筑中常用的一種送風方式。由高速噴口送

18、出的射流帶動室內空氣進行強烈混合，使射流流量成倍地增加，射流截面不斷擴大，速度逐漸衰減，室內形成大的回旋氣流，工作區(qū)一般是回流。由于這種送風方式具有射程遠、系統(tǒng)簡單、投資較省，一般能夠滿足工作區(qū)舒適條件。因此，在高大空間以及要求舒適性的空調建筑中，宜采用噴口送風方式。5）條縫進風條縫送風屬于扁平射流，與噴口送風相比，射程較短，溫差和速度衰減較快。對于一些散熱量大的只要求降溫的房間，以及民用建筑中宜采用這種送風方式。在我國的紡織廠，目前絕大部分采用條縫型均勻送風方式。在一些高級民用和公共建筑中，還可與燈具配合布置應用條縫送風的方式。在選擇空調房間合宜的氣流組織方式時，應本著節(jié)約投資的原則，根據生

19、產工藝的特點和建筑條件等因素，綜合以上因素本例采散流器平送風，即頂送風。（3）計算舉例 以北京市一層辦公室101為例，恒溫精度為（261），房間長、寬、高分別為：a= 6m、b=3m、h=5.1m。室內顯熱冷負荷1676.7w1）選定送風口形式，確定過程擬采用雙層百葉送風口，其紊流系數為=0.16，射程為 （0.5 m為射流末端寬度） （2-3）2）選取送風溫差t根據辦公室風機盤管選型計算中送風溫差的確定方法，得出對應所需要的送風量和換氣次數分別為：3）定送風口的出流速度假定送風速度 （2-4）。所取，說明假設的送風速度能滿足要求4）確定送風口數目n取,則由 （2-5）查非等溫受限射流軸心溫度

20、衰減曲線得無因次射程，得風口數n為 （2-6）可取n=1個。5）確定送風口尺寸由下式算得每個風口面積 ( 2-7)選取風口長寬尺寸150mm150mm則定送風口的出流速度 ( 2-8)面積當量直徑 (2-9)6）校核射流的貼附長度 (2-10)查相對貼附長度與的關系圖得，因而 (2-11)因為7.35m5.5m，滿足貼附長度要求。7）校核房間高度設風口底邊至頂棚距離為0.4m (2-12)因為3.085m3.5 m符和要求用相同方法計算其他房間，房間風機盤管送風口結果見 附表22.4回風的布置選擇回風口的布置方式應符合下列要求：(1)回風口不應設在送風射流區(qū)和人員經常停留的地方。采用側送時，設

21、在送風口的同側。(2)在有條件時，可采用走廊回風，但走廊的段面風速不宜過大。(3)以冬季送熱風為主的空氣調節(jié)系統(tǒng)，其回風口應設在房間的下部。(4)當室內采用頂送方式時，而且以夏季送冷風為主的空氣調節(jié)系統(tǒng)，宜設與燈具結合的頂部回風口。根據上面的要求，本設計回風采用頂部回風。（計算書及主要數據參見附表）2.5空調水系統(tǒng)在本例中，由于本工程層高不搞，系統(tǒng)壓力小，制冷量小，所以不進行水系統(tǒng)分區(qū)，只設一個水系統(tǒng)；水系統(tǒng)有定水量系統(tǒng)和變水量系統(tǒng)。1）定水量系統(tǒng)系統(tǒng)中循環(huán)水量為定值，或夏季和冬季分別采用兩個不同的定水量，負荷變化時，減少制冷量或熱量，改變供、回水溫度的系統(tǒng)。定水量系統(tǒng)簡單，不需要變水量定壓控

22、制。用戶采用三通閥，改變通過表冷器的水量，各用戶之間不互相干擾，運行較穩(wěn)定。其缺點是水量均按最大負荷確定的，而最大負荷出現(xiàn)時間很短，即使在最大負荷時，各朝向的峰值也不會在同一時間內出現(xiàn)，絕大多數時間供水量都大于所需要的水量，因此水泵無效耗能很大。另外，如采用多臺冷凍機和多臺水泵供水，負荷小時，有的冷凍機停止運行，而水泵卻全部運行，則供水溫度升高，使風機盤管等降濕能力降低，會加大室內相對濕度。通常，采用多臺冷凍機和寥臺水泵的系統(tǒng)，當冷凍機停止運行時，相應的水泵也停止運行。這樣節(jié)約了水泵的能耗，但水量也隨之變化，成為階梯式的定水量系統(tǒng)。 2）變水量系繞保持供水溫度在一定范圍內，當負荷變化時，改變供

23、水量的系統(tǒng)為變水量系統(tǒng)。變水量系統(tǒng)的水泵能耗隨負荷減少而降低。系統(tǒng)的最大水量亦可按綜合最大負荷計算，因而水泵運行能量可大為降低，管路和水泵的初投資亦可降低。但需采用供、回水壓差進行臺數和流量控制，自控系統(tǒng)較復雜。變水量系統(tǒng)適用于大面積空調全年運行的系統(tǒng)。變水量系統(tǒng)的各用戶流量應采用自動控制。綜合建筑特點及使用特點，由于供回水溫度不變，因而適宜采用變水量系統(tǒng)。根據本工程特點，為了減少管道與設備的腐蝕，投資省，系統(tǒng)簡單，水系統(tǒng)采用閉式循環(huán)系統(tǒng)；對于本工程中，只用于供冷的風機盤管系統(tǒng)采用兩管制；由于本系統(tǒng)采用風機盤管系統(tǒng)，末端裝置多，因而采用同程式。供回水溫度為：7/12；水系統(tǒng)采用閉式循環(huán)系統(tǒng)，所

24、以膨脹水箱設置在樓頂；四、制冷機房設計1.計算出建筑最大小時冷負荷制冷系統(tǒng)的總制冷量，應該包括用戶實際所需要的制冷量，以及制冷系統(tǒng)本身和供冷系統(tǒng)冷損失，可按下式計算：qo=（1+a）q=（1+0.1）107.0=117.7 kw 取 qo=118kw （3-1）式中qo制冷系統(tǒng)的總制冷量（kw）q用戶實際所需要的制冷量（kw）a冷損失附加系數。一般對于間接供冷系統(tǒng)，當空調制冷量小于174kw時，a=0.150.20；當空調制冷量為1741744kw時，a=0.100.15；當空調制冷量大于1744kw時，a=0.050.07；對于直接供冷系統(tǒng)，a=0.050.07。建筑最大冷負荷 118 kw

25、，跟所給的條件：水源：建筑物的南面有市政給水干管且已入戶。電源：有380v和220v電源，且用電容量足夠。選擇蒸汽壓縮式制冷隨著螺桿壓縮機工作可靠性的不斷改進，使之在中等制冷量范圍內的制冷空調應用中得到較普遍的應用！它之所以能擠入原來一直有離心式壓縮機主宰的領域（501500kw）是由于其部分負荷時的良好性能，其效率一般可高出8%10%；并且沒有喘振問題。螺桿式壓縮機是以其較高的可靠性和效率才成功躋身其中，這是因為其裝配零部件少，螺桿型線的最新發(fā)展以及螺桿加工精度的提高。另外它還有尺寸小，重量輕和易于維護保養(yǎng)的優(yōu)點。螺桿式壓縮機的主要優(yōu)點單機制冷量較大，由于缸內無余隙容積和吸排氣閥片，因此具有

26、較高的容積效率，壓縮比達20時，其容積效率的變化不大，cop高。螺桿式易損件少，零部件僅為活塞式的十分之一，運行可靠，易于維修；對濕沖程不敏感，允許少量液滴入缸，無液擊危險；調節(jié)方便，制冷量可通過滑閥進行無級調節(jié)！綜上所述選擇螺桿式壓縮機！ 2.確定制冷劑種類確定工作參數，進行制冷循環(huán)計算制冷劑的選擇：r22與r134a的cop相差無幾，但是r134a對溫室效應的影響要比r22小，尤其是對臭氧層沒有破壞，理論上r134a要比r22好，但是我國作為發(fā)展中大國必須有自己的國策與立場，不能成為外國在制冷劑和制冷機廠家的的傾銷市場，由于生產公司不肯技術轉讓，鑒于r134a的高價和有賴于進口，不管活塞式

27、，螺桿式或者離心式壓縮機，都采用我國能大量生產的而且價格低廉的r22工質。3.對蒸發(fā)器、冷凝器進行設計、校核計算，設計結構殼管式換熱器是由一個殼體和包含許多管子的管束所構成，冷、熱流體之間通過管壁進行換熱的換熱器。管殼式換熱器作為一種傳統(tǒng)的標準換熱設備，在化工、煉油、石油化工、動力、核能和其他工業(yè)裝置中得到普遍采用，特別是在高溫高壓和大型換熱器中的應用占據絕對優(yōu)勢。通常的工作壓力可達4 mpa，工作溫度在200以下，在個別情況下還可達到更高的壓力和溫度。一般殼體直徑在1800mm以下，管子長度在9m以下,在個別情況下也有更大或更長的。管殼式換熱器是換熱器的基本類型之一，19世紀80年代開始就已

28、應用在工業(yè)上。這種換熱器結構堅固,處理能力大、選材范圍廣，適應性強，易于制造,生產成本較低，清洗較方便，在高溫高壓下也能適用。但在傳熱效能、緊湊性和金屬消耗量方面不及板式換熱器、板翅式換熱器和板殼式換熱器等高效能換熱器先進。 管殼式換熱器按結構特點分為固定管板式換熱器、浮頭式換熱器、型管式換熱器、雙重管式換熱器、填函式換熱器和雙管板換熱器等。前3種應用比較普遍。下圖為定管板式換熱器的構造。a流體從接管1流入殼體內，通過管間從接管2流出。b流體從接管3流入,通過管內從接管4流出。如果a流體的溫度高于b流體,熱量便通過管壁由a流體傳遞給b流體；反之，則通過管壁由b流體傳遞給a流體。殼體以內、管子和

29、管箱以外的區(qū)域稱為殼程，通過殼程的流體稱為殼程流體 (a流體)。管子和管箱以內的區(qū)域稱為管程,通過管程的流體稱為管程流體(b流體)。管殼式換熱器主要由管箱、管板、管子、殼體和折流板等構成。通常殼體為圓筒形;管子為直管或u形管。為提高換熱器的傳熱效能，也可采用螺紋管、翅片管等。管子的布置有等邊三角形、正方形、正方形斜轉45和同心圓形等多種形式，前3 種最為常見。按三角形布置時，在相同直徑的殼體內可排列較多的管子，以增加傳熱面積，但管間難以用機械方法清洗，流體阻力也較大。管板和管子的總體稱為管束。管子端部與管板的連接有焊接和脹接兩種。在管束中橫向設置一些折流板，引導殼程流體多次改變流動方向，有效地

30、沖刷管子，以提高傳熱效能，同時對管子起支承作用。折流板的形狀有弓形、圓形和矩形等。為減小殼程和管程流體的流通截面、加快流速，以提高傳熱效能，可在管箱和殼體內縱向設置分程隔板，將殼程分為2程和將管程分為2程、4程、6程和8程等。管殼式換熱器的傳熱系數，在水-水換熱時為14002850 w/(m);用水冷卻氣體時,為10280w/(m) ；用水冷凝水蒸汽時,為5704000 w/(m)。圖2 固定管板式換熱器在本例中冷凝器設計成固定管板式，制冷劑在管外流動，冷卻水在管內流動。所設計臥式殼管式冷凝器的主要結構及有關參數：低翅片管16mm*1.5mm，總管數為108根，傳熱管的有效長度1560mm,板

31、的厚度取30mm，考慮傳熱管與管板之間脹管加工時兩端各伸出3mm，傳熱管的實際下料長度為1590mm,殼體長度為1560m,殼體規(guī)格為299mm*9mm無縫鋼管。取端蓋水腔深度50-60mm，端蓋鑄造厚度為10mm，則冷凝器外性總長度為1700-1800mm。冷卻水流動的流程數為4。具體布置見附圖。制冷裝置中的蒸發(fā)器通常有兩種分類方法。一是按制冷劑的蒸發(fā)是在殼側還是在管內進行來分類，在殼側進行的稱為滿液式蒸發(fā)器，在管內進行的稱為干式蒸發(fā)器，另一種分類方法是根據蒸發(fā)器所冷卻的介質來分，可以分為冷卻空氣式蒸發(fā)器和冷卻液體式蒸發(fā)器。冷卻空氣式蒸發(fā)器廣泛用于冰箱、冷藏柜、空調器及冷庫中。此類蒸發(fā)器多做

32、成蛇管式，制冷劑在管內蒸發(fā)，空氣在管外流過而被冷卻。通常將制冷劑在管內蒸發(fā)的蒸發(fā)器統(tǒng)稱為干式蒸發(fā)器或直接膨脹式蒸發(fā)器。為了強化空氣側的換熱，管外側常裝有各類翅片，按引起空氣流動的原因，又可分為自然對流式和強制對流式兩大類型。冷卻液體式蒸發(fā)器通常采用管殼式換熱器的結構形式，其它一些結構形式如板殼式、套管式和盤管式等雖然也有應用，但應用場合尚不普遍。一般用水、鹽水、有時還用三氯乙稀作載冷劑，制冷劑通過自身的蒸發(fā)吸收熱量，冷卻上述液體載冷劑，由液體載冷劑再向外輸出冷量。此類蒸發(fā)器又可分為兩類，一類為滿液式蒸發(fā)器。它是制冷劑在管束外蒸發(fā)，載冷劑在管內被冷卻。此類蒸發(fā)器在小型制冷裝置中應用較少，主要用于

33、大中型制冷機中。另一類為管殼式蒸發(fā)器，制冷劑在管側蒸發(fā)，載冷劑在殼側被冷卻。為了提高載冷劑的流速，增強傳熱，殼側一般裝有折流板。由于本設計中的制冷量較大，因此應用滿液式蒸發(fā)器。所設計滿液式蒸發(fā)器的主要結構及有關參數：低翅片管16mm*1.5mm，總管數為132根，傳熱管的有效長度2080mm,板的厚度取30mm，考慮傳熱管與管板之間脹管加工時兩端各伸出3mm，傳熱管的實際下料長度為2116mm,殼體長度為2080m,殼體規(guī)格為325mm*10mm無縫鋼管。取端蓋水腔深度50-60mm，端蓋鑄造厚度為10mm，則冷凝器外性總長度為2200-2300mm。冷卻水流動的流程數為4。具體布置見附圖。4

34、.對壓縮機、節(jié)流機構等設備進行選型計算4.1設計任務和已知條件根據要求，在北京地區(qū)，以風機盤管為末端裝置，冷凍水溫度為7，空調回水溫度為11，總制冷量為107 kw，冷卻水系統(tǒng)選用冷卻塔使用循環(huán)水。4.2.1確定制冷系統(tǒng)的總制冷量制冷系統(tǒng)的總制冷量，應該包括用戶實際所需要的制冷量，以及制冷系統(tǒng)本身和供冷系統(tǒng)冷損失，可按下式計算：q0=1+aq=117.71(118.77) kw （3-2）式中q0制冷系統(tǒng)的總制冷量（kw）q用戶實際所需要的制冷量（kw）a冷損失附加系數。一般對于間接供冷系統(tǒng)，當空調制冷量小于174 kw時，a=0.150.20；當空調制冷量為1741744 kw時，a=0.1

35、00.15；當空調制冷量大于1744 kw時，a=0.050.07；對于直接供冷系統(tǒng)，a=0.050.07。4.2確定制冷系統(tǒng)設計工況確定制冷系統(tǒng)的設計工況主要指確定蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、壓縮機吸氣溫度和過冷溫度等工作參數。有關主要工作參數的確定參考制冷工程設計手冊進行計算。確定冷凝溫度時，冷凝器冷卻水進、出水溫度應根據冷卻水的使用情況來確定。（1） 冷凝溫度（tc）的確定從已知條件知北京（南京）地區(qū)夏季室外平均每年不保證50h的濕球溫度（）ts=20.9（28.3）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=ts+ts=20.928.3+3=23.9(31.3) （3-3）式中ts1冷卻水進冷凝器溫度（）；ts當地夏季室外平均每年不保證50h的濕球溫度（）；ts安全值，對于機械通風冷卻塔，ts =24。冷卻水出冷凝器的溫度ts2（），與冷卻水進冷凝器的溫度及冷凝器的形式有關。按下式確定：選用立式殼管式冷凝器 ts2=ts1+（24）=23.9(31.3)+3=26.9(34.3) (3-4)注意：ts2通常不超過35。系統(tǒng)以水為冷卻介質，其傳熱溫差取