制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、一、 設(shè)計(jì)任務(wù)和已知條件根據(jù)要求，在武漢地區(qū)，以風(fēng)機(jī)盤(pán)管為末端裝置，冷凍水溫度為7，空調(diào)回水溫度為11，總制冷量為400KW，冷卻水系統(tǒng)選用冷卻塔使用循環(huán)水。二、 制冷壓縮機(jī)型號(hào)及臺(tái)數(shù)的確定1、確定制冷系統(tǒng)的總制冷量制冷系統(tǒng)的總制冷量，應(yīng)該包括用戶(hù)實(shí)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(jì)算：式中 制冷系統(tǒng)的總制冷量（KW）用戶(hù)實(shí)際所需要的制冷量（KW）A冷損失附加系數(shù)。一般對(duì)于間接供冷系統(tǒng)，當(dāng)空調(diào)制冷量小于174KW時(shí)，A=0.150.20；當(dāng)空調(diào)制冷量為1741744KW時(shí)，A=0.100.15；當(dāng)空調(diào)制冷量大于1744KW時(shí)，A=0.050.07；對(duì)于直接供冷系統(tǒng)，

2、A=0.050.07。2、確定制冷劑種類(lèi)和系統(tǒng)形式根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，選用氨為制冷劑并且采用間接供冷方式。3、確定制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)工況確定制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工況主要指確定蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、壓縮機(jī)吸氣溫度和過(guò)冷溫度等工作參數(shù)。有關(guān)主要工作參數(shù)的確定參考制冷工程設(shè)計(jì)手冊(cè)進(jìn)行計(jì)算。確定冷凝溫度時(shí)，冷凝器冷卻水進(jìn)、出水溫度應(yīng)根據(jù)冷卻水的使用情況來(lái)確定。、 冷凝溫度（）的確定從制冷工程設(shè)計(jì)手冊(cè)中查到武漢地區(qū)夏季室外平均每年不保證50h的濕球溫度（）對(duì)于使用冷卻水塔的循環(huán)水系統(tǒng)，冷卻水進(jìn)水溫度按下式計(jì)算：式中 冷卻水進(jìn)冷凝器溫度（）；當(dāng)?shù)叵募臼彝馄骄磕瓴槐ＷC50h的濕球溫度（）；安全值，對(duì)于機(jī)械通風(fēng)冷卻塔，=24

3、。冷卻水出冷凝器的溫度（），與冷卻水進(jìn)冷凝器的溫度及冷凝器的形式有關(guān)。按下式確定：選用立式殼管式冷凝器 =+（24）=31.2+3=34.2注意：通常不超過(guò)35。系統(tǒng)以水為冷卻介質(zhì)，其傳熱溫差取46，則冷凝溫度為式中 冷凝溫度（）。、 蒸發(fā)溫度（）的確定蒸發(fā)溫度是制冷劑液體在蒸發(fā)器中汽化時(shí)的溫度。蒸發(fā)溫度的高低取決于被冷卻物體的溫度及傳熱溫差，而傳熱溫差與所采用的載冷劑（冷媒）有關(guān)。系統(tǒng)以水為載冷劑，其傳熱溫差為，即式中 載冷劑的溫度（）。一般對(duì)于冷卻淡水和鹽水的蒸發(fā)器，其傳熱溫差取=5。、 過(guò)冷溫度（）的確定在冷凝壓力下，制冷劑液體的過(guò)冷溫度與冷凝溫度的差值，稱(chēng)為過(guò)冷度。是否采用過(guò)冷應(yīng)進(jìn)行全

4、面的經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析。對(duì)于一般的空氣調(diào)節(jié)用制冷裝置，不采用液體過(guò)冷；對(duì)于大型的蒸發(fā)溫度較低（<5）的制冷裝置，在條件許可時(shí)使用液體過(guò)冷。對(duì)于本設(shè)計(jì)系統(tǒng)，=2，因此不采用液體過(guò)冷，即=0。、 壓縮機(jī)吸氣口溫度（）的確定壓縮機(jī)的吸氣溫度根據(jù)管道中的傳熱情況，或根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的過(guò)熱度確定。通常 =+=式中 對(duì)于一般氨壓縮機(jī)，=、 制冷系統(tǒng)理論循環(huán)p-h圖根據(jù)繪制的p-h圖查表求得各狀態(tài)參數(shù)：確定壓力： 比容： 焓值： 、 制冷系統(tǒng)熱力計(jì)算、 單位質(zhì)量制冷量（）的計(jì)算、 單位容積制冷量（）的計(jì)算、 制冷劑質(zhì)量流量（）的計(jì)算、 單位理論壓縮功（）的計(jì)算、 壓縮機(jī)所需的理論功率（）的計(jì)算、 壓縮機(jī)吸入制冷

5、劑蒸汽的體積流量（）的計(jì)算、 制冷系數(shù)（）的計(jì)算、 單位冷凝負(fù)荷（）的計(jì)算、 冷凝器熱負(fù)荷（）的計(jì)算、 熱力完善度（）的計(jì)算逆卡諾循環(huán)制冷系數(shù)：熱力完善度：4、選擇制冷壓縮機(jī)和電動(dòng)機(jī) 、 壓縮機(jī)形式的選擇、 壓縮機(jī)制冷量的計(jì)算查制冷工程設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇壓縮機(jī)，選用4V12.5型壓縮機(jī)，其設(shè)備規(guī)格參數(shù)等列于設(shè)備清單中，其理論輸氣量=，根據(jù)壓縮機(jī)的理論輸氣量不變的原則計(jì)算所選定壓縮機(jī)在設(shè)計(jì)工況下的制冷量，壓縮機(jī)設(shè)計(jì)工況下的制冷量可由壓縮機(jī)的理論輸氣量，乘以設(shè)計(jì)工況下的輸氣系數(shù)和單位容積制冷量來(lái)確定，即從制冷工程設(shè)計(jì)手冊(cè)查得設(shè)計(jì)工況下的輸氣系數(shù)=0.769熱力計(jì)算中已經(jīng)求得單位容積制冷量=、 壓縮機(jī)臺(tái)數(shù)

6、的選擇壓縮機(jī)臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)總制冷量來(lái)確定：式中 壓縮機(jī)臺(tái)數(shù)（臺(tái)）；每臺(tái)壓縮機(jī)設(shè)計(jì)工況下的制冷量（）。因此，選擇兩臺(tái)4V12.5型壓縮機(jī)、 壓縮機(jī)級(jí)數(shù)的選擇壓縮機(jī)級(jí)數(shù)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)工況的冷凝壓力與蒸發(fā)壓力之比來(lái)確定。一般若以氨為制冷劑，當(dāng)時(shí)，應(yīng)采用單級(jí)壓縮機(jī)；當(dāng)時(shí)，則應(yīng)采用兩級(jí)壓縮機(jī)。對(duì)于本設(shè)計(jì)制冷系統(tǒng)中，因此，本設(shè)計(jì)制冷系統(tǒng)采用單級(jí)壓縮。、 壓縮機(jī)軸功率及配用電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算、 計(jì)算壓縮機(jī)的質(zhì)量輸氣量（）、 計(jì)算壓縮機(jī)的理論功率（）、 計(jì)算壓縮機(jī)的指示功率（） 從制冷工程設(shè)計(jì)手冊(cè)查得指示效率指示功率、 計(jì)算壓縮機(jī)的軸功率（）、 計(jì)算配用電動(dòng)機(jī)功率（）、 配用電動(dòng)機(jī)的校核計(jì)算選用壓縮機(jī)空調(diào)工況下配用電動(dòng)

7、機(jī)功率75KW75KW>53.27KW 符合要求。、 壓縮機(jī)汽缸套冷卻水量（）的計(jì)算三、 冷凝器的選擇計(jì)算1、冷凝器的選擇原則冷凝器的選擇取決于當(dāng)?shù)氐乃疁?、水質(zhì)、水源、氣候條件，以及壓縮機(jī)房布置要求等因素。一般在冷卻水水質(zhì)較差、水溫較高、水量比較充足的地方，宜采用立式冷凝器。武漢地區(qū)冷卻水溫較高，所以選用立式殼管式冷凝器。2、冷凝器熱負(fù)荷計(jì)算冷凝器熱負(fù)荷可按下式計(jì)算：式中 冷凝器的熱負(fù)荷（KW）壓縮機(jī)實(shí)際排氣的比焓（KJ/Kg）= 壓縮機(jī)的指示效率3、冷凝器傳熱面積計(jì)算冷凝器的傳熱面積（）。 冷凝器的傳熱系數(shù). 制冷劑與冷卻介質(zhì)之間的對(duì)數(shù)平均溫度 立式殼管式氨制冷劑冷凝器K=700800

8、W/。 裕量取10%15%。 由壓縮機(jī)配套的冷凝器 LN 120 可知，其傳熱面積為 120 109.648 滿(mǎn)足要求。 4、冷凝器冷卻水量的計(jì)算： 5、冷卻塔冷卻水量計(jì)算： 四、 蒸發(fā)器的選擇計(jì)算1、蒸發(fā)器的選擇原則蒸發(fā)器形式的選擇，應(yīng)根據(jù)制冷劑和載冷劑的種類(lèi)，以及空調(diào)系統(tǒng)處理室的結(jié)構(gòu)形式而確定。若空氣處理室使用水冷式表面冷卻器，以氨為制冷劑時(shí)，宜采用臥式殼管式蒸發(fā)器。所以，本設(shè)計(jì)制冷系統(tǒng)中采用臥式殼管式蒸發(fā)器。2、蒸發(fā)器傳熱面積計(jì)算a、傳熱溫差： b、傳熱系數(shù)：K 查制冷技術(shù) P156 表8 2 知： K為 500 550 此處取 K=540 c、傳熱面積： 考慮到 10%15% 的富裕量

9、 Ac(s) = 119.65 × (1+ 0.15 ) = 137.5975 由壓縮機(jī)配套的冷凝器DWZ 150 可知，其傳熱面積為 150 137.5975 滿(mǎn)足要求。3、載冷劑水循環(huán)量計(jì)算： 五、 其它輔助設(shè)備的選擇計(jì)算1、貯液器的選擇計(jì)算貯液器的容積按制冷劑循環(huán)量進(jìn)行計(jì)算，但最大貯存量應(yīng)不超過(guò)每小時(shí)制冷劑總循環(huán)量的1/31/2。同時(shí)，應(yīng)考慮當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，貯液器內(nèi)的液體制冷劑因受熱膨脹造成的危險(xiǎn)，鼓其貯存量一般不超過(guò)整個(gè)容積的70%80%。貯液器的容積按下列公式計(jì)算： 由配套的ZA1.5B 可知其容積為： 1.5 1.279 滿(mǎn)足要求。2、油氨分離器的選擇計(jì)算油分離器筒體直

10、徑： 壓縮機(jī)配套的 YF40 直徑為273mm 215 mm 滿(mǎn)足要求。3、氣液分離器的選擇計(jì)算汽液分離器的桶體直徑按下列公式計(jì)算： 配套的 AF80 桶體直徑為： 400mm 392.33 mm 滿(mǎn)足要求。4、集油器的選擇計(jì)算集油器的選擇是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)冷凍站的制冷量為300 600 KW 時(shí)，選用219mm的集 油器一臺(tái)。型號(hào)為：JY200。5、不凝性氣體分離器的選擇計(jì)算一般的，一個(gè)系統(tǒng)只選配一臺(tái)空氣分離器，當(dāng)冷凍站標(biāo)準(zhǔn)工況下的制冷量小于1163KW時(shí)，宜采用一臺(tái)小號(hào)（桶體直徑為108mm）空氣分離器。根據(jù)以上條件可知：KF32B滿(mǎn)足要求。六、 設(shè)備清單序號(hào)名稱(chēng)單位型號(hào)規(guī)格數(shù)量1制冷壓縮機(jī)臺(tái)

11、4V-12.5Q=100000Kal/h22配套電動(dòng)機(jī)臺(tái)JR91-6P=75KW13立式冷凝器臺(tái)LN-120F=12014臥式蒸發(fā)器臺(tái)DWZ-150F=15015貯液器臺(tái)ZA-1.5BV=1.516集油器臺(tái)JY-300D=325mm17油氨分離器臺(tái)YF-40D=175mm18空氣分離器臺(tái)KF-32BD=108mm19氨液分離器臺(tái)AF-80D=400mm1七、 制冷機(jī)房布置方案的確定及說(shuō)明制冷機(jī)房的布置見(jiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙。八、 制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙1、武漢地區(qū)400KW氨制冷系統(tǒng)平面圖（2號(hào)圖紙）2、武漢地區(qū)400KW氨制冷系統(tǒng)A-A剖面圖（2號(hào)圖紙）3、武漢地區(qū)400KW氨制冷系統(tǒng)系統(tǒng)圖（1號(hào)圖紙）九

12、、 參考文獻(xiàn)1、建筑環(huán)境與設(shè)備工程專(zhuān)業(yè)用制冷技術(shù) 李樹(shù)林主編 機(jī)械工業(yè)出版社2、空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社3、制冷工程設(shè)計(jì)手冊(cè) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社4、氨制冷系統(tǒng)附屬設(shè)備 大連冰山集團(tuán)5、125系列氨制冷壓縮機(jī) 大連冰山集團(tuán)附錄：1、壓縮機(jī)規(guī)格表名稱(chēng)氨制冷壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家上海第一冷凍機(jī)廠型號(hào)4V-12.5型使用工質(zhì)NH3制冷量標(biāo)準(zhǔn)工況100000Kcal/h重量750Kg空調(diào)工況250000Kcal/h汽缸直徑125mm活塞行程100mm汽缸數(shù)4個(gè)主軸轉(zhuǎn)數(shù)960r/min活塞行程容積283/h外型尺寸長(zhǎng)L1910mm傳動(dòng)方式直聯(lián)寬W990mm配用電動(dòng)機(jī)型號(hào)JO3 250M-6高H450mm配用電動(dòng)機(jī)功率75KW2、冷凝器規(guī)格表名稱(chēng)立式冷凝器外型尺寸H5260mm型號(hào)LN-150D900mm蒸發(fā)面積149重量4915Kg3、蒸發(fā)器規(guī)格表名稱(chēng)臥式蒸發(fā)器外型尺寸L4710mm型號(hào)DWZ-150D1350mm蒸發(fā)面積150重量770Kg4、貯氨器規(guī)格表名稱(chēng)貯氨器筒體尺寸L3000mm型號(hào)ZA-1.5BD800mm類(lèi)型型重量685Kg容積1.632容器類(lèi)別Cm-25、不凝性氣體分離器規(guī)格表名稱(chēng)不