冷凍水制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)-課程設(shè)計(jì).doc

冷凍水制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：為了理論與實(shí)際相結(jié)合，更好的掌握制冷技術(shù)這門(mén)課程的知識(shí)，現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行冷凍水制冷系統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)內(nèi)容包括以下幾點(diǎn)：1、根據(jù)設(shè)計(jì)要求和任務(wù)，合理擬定制冷系統(tǒng)總體方案。2、根據(jù)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案要求，選擇制冷劑、制冷壓縮機(jī)、節(jié)流閥及制冷輔助設(shè)備等部件。3、依據(jù)熱力學(xué)、傳熱學(xué)及流體力學(xué)原理，設(shè)計(jì)計(jì)算制冷換熱器（主要是冷凝器和蒸發(fā)器）。4、制冷管道計(jì)算及保溫層結(jié)構(gòu)、厚度等設(shè)計(jì)。5、繪制制冷系統(tǒng)流程圖和機(jī)器設(shè)備布置圖，并注明有關(guān)尺寸和技術(shù)要求。 設(shè)計(jì)資料： 冷凍水工藝需冷量 Q=（150+50N）KW， N=34，Q=150+5034=1850KW 載冷劑為冷媒水： 供水溫度t1=+5 ；回水溫度t2=+10，冷媒水采用閉式系統(tǒng)。冷凝器采用水冷卻式，冷卻水進(jìn)水溫度tw=32 。關(guān)鍵字：蒸發(fā)器；壓縮機(jī)；保溫層；冷負(fù)荷目 錄第一章 設(shè)計(jì)說(shuō)明11.1確定制冷劑種類(lèi)和系統(tǒng)型式11.2制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工況確定11.3制冷系統(tǒng)熱力計(jì)算11.4選配制冷壓縮機(jī)2第二章 蒸發(fā)器與冷凝器的設(shè)計(jì)選型52.1臥式殼管式蒸發(fā)器的計(jì)算52.2冷凝器設(shè)計(jì)7第三章 制冷輔助設(shè)備選型113.1油分離器的選擇113.2貯液器的選擇123.3空氣分離器的選擇123.4緊急泄氨器的選擇133.5 氨液分離器的選擇133.6 集油器的選擇14第四章 冷凍站制冷設(shè)備布置154.1冷凍站位置選擇154.2制冷設(shè)備的布置15第五章 制冷系統(tǒng)的管路設(shè)計(jì)185.1管路布置要點(diǎn)185.2 管路管徑的選擇195.3設(shè)備及管道的保溫22設(shè)計(jì)體會(huì)24參考文獻(xiàn)25第一章 設(shè)計(jì)說(shuō)明1.1確定制冷劑種類(lèi)和系統(tǒng)型式制冷劑為氨；單級(jí)蒸汽壓縮式制冷；供冷方式為直接供液；冷凝器的冷卻方式為水冷卻。1.2制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工況確定1.蒸發(fā)溫度to：一般比冷凍水供水溫度低35，由所給條件知冷凍水 供水溫度為t1=5，所以to=5-5=0。2.冷凝溫度tk：由冷卻水進(jìn)出口溫差為410，取t=6，而冷卻水進(jìn)水溫度為tw=32，可得冷卻水出水溫度為tn=32+6=38；則tk=3.吸氣溫度tx：氨制冷壓縮機(jī)吸氣的過(guò)熱度一般為58，取5，故tx=0+5=54.過(guò)冷溫度tg：再冷度一般為35，取5，故tg=40-5=35蒸汽溫度to冷凝溫度tk吸氣溫度tx過(guò)冷溫度tg0405355.繪制制冷LgP-h圖并查出各點(diǎn)參數(shù)：圖1.2 LgP-h圖查焓濕圖可得：h1=1761kJ/kg ,h2=1950 kJ/kg ,h3=h4=523kJ/kg ,v1=0.29m3/kg ,Pk=1.5MPa ,Po=0.41MPa1.3制冷系統(tǒng)熱力計(jì)算1、單位質(zhì)量制冷能力：qo=h1-h4=1761-523=1238kJ/kg2、單位容積制冷能力： qv= q0/v1=1238/0.29=4269kJ/m33、制冷劑的質(zhì)量流量：MR=Qo/qo=1850/1238=1.494kg/s4、制冷劑的體積流量：VR=MRv1=1.4940.29=0.433m3/s5、冷凝器的熱負(fù)荷：Qk=MR(h2-h3)=1.494(1950-523)=2132KW6、壓縮機(jī)的理論耗功率：Pth=MR(h2-h1)=1.494(1950-1761)=282.366KW7、理論制冷系數(shù)：th=Qo/Pth=1850/282.366=6.551.4選配制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)工況下的輸氣系數(shù)：（1）余隙系數(shù) =1-C/1/m-1其中相對(duì)余隙容積C取0.035，膨脹系數(shù) m取1。p=0.27Mpa, =1.735Mpa=1-0.035（1.735/0.27-1）=0.81（2）節(jié)流系數(shù) =1-(1+C) p1/( p1)；一般氨制冷壓縮機(jī)p1/p1=0.03到0.05 取0.04。其中, =0.81, C=0.035.所以 =1-（1+0.035）0.04/0.81=0.948（3）預(yù)熱系數(shù) =273-12=261 K ； t0=-12；=273+40=313 K；所以：=261/313=0.834（4）氣密系數(shù) 一般取為0.950.98，取=0.96。輸氣系數(shù)： 理論排氣量： =3658m3/h 壓縮機(jī)功率計(jì)算:制冷壓縮機(jī)的軸功率：；實(shí)際的制冷量，現(xiàn)選用兩臺(tái)大連冷凍機(jī)場(chǎng)生產(chǎn)JZLG25開(kāi)啟螺桿壓縮機(jī)而JZLG25壓縮機(jī)的技術(shù)規(guī)格為：表1-4 JZLG25壓縮機(jī)的技術(shù)規(guī)格型號(hào)JZLG25 機(jī)組項(xiàng)目單位R717制冷量空調(diào)工況kW8730.9標(biāo)準(zhǔn)工況1300.7低溫工況451.5低溫工況帶經(jīng)濟(jì)器548.9外形尺寸長(zhǎng)mm4775寬1975高3070壓縮機(jī)壓縮機(jī)型式開(kāi)啟式噴油螺桿制冷壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子名義直徑mm250能量調(diào)節(jié)方式無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)能量調(diào)節(jié)范圍%10100油冷卻器水冷式進(jìn)水溫度 32最大循環(huán)水量m/h51液氨冷卻最大循環(huán)氨量960油泵型 式齒輪泵排 量l/min330功 率kW5.5電動(dòng)機(jī)功率空調(diào)工況kW560標(biāo)準(zhǔn)工況450低溫工況電 源3P、6kV、50Hz4、驗(yàn)證壓縮機(jī)：所以選用兩臺(tái)JZLG25壓縮機(jī)則Qc=1300.72=2601.42127.5KW第二章 蒸發(fā)器與冷凝器的設(shè)計(jì)選型2.1臥式殼管式蒸發(fā)器的計(jì)算采用滿液式臥式殼管蒸發(fā)器，傳熱管采用323.0mm的無(wú)縫鋼管，排列采用正三角形錯(cuò)排，冷凍水流速為1.5 。2.1.1冷凍水側(cè)放熱系數(shù)的計(jì)算冷凍水的平均溫度為 ；以此為定性溫度，從附錄查得0.515 W/（m.K）,得， 2.1.2制冷劑側(cè)的放熱系數(shù)的計(jì)算因?yàn)閠k=40，查物性表可得： 0.455 W/（m.K）, 得，2.1.3傳熱系數(shù)計(jì)算根據(jù)制冷空調(diào)原理與設(shè)備1，取污垢系數(shù)Rf=0.00035，制冷劑為氨，偏于安全，考慮取，取油垢熱阻Roil=0.0006則， =324.12.1.4蒸發(fā)器的傳熱面積的計(jì)算式中：Q0蒸發(fā)器的熱負(fù)荷( kW)；K 蒸發(fā)器的傳熱系數(shù) W/(.K)tm制冷劑與載冷劑的對(duì)數(shù)平均溫差()。其中傳熱溫差:在蒸發(fā)器中制冷劑和載冷劑之間的溫差按對(duì)數(shù)平均溫差計(jì)算: 式中：tl1-載冷劑進(jìn)蒸發(fā)器的溫度()Tl2-載冷劑出蒸發(fā)器的溫度()-蒸發(fā)溫度() 2.1.5載冷劑循環(huán)量的計(jì)算 式中：載冷劑的比熱容，kJ/(kg.k)；,載冷劑在蒸發(fā)器進(jìn)出口處的溫度，()；=；載冷劑的循環(huán)流量按容積來(lái)計(jì)算；查水的密度密度為=1000kg/m3 =Q0/(-)=2.1.6蒸發(fā)管的計(jì)算冷凍水流速對(duì)氨蒸發(fā)器一般取1.0到1.5m/s,所以取管內(nèi)水流速V=1.5m/s，則每一流程的管子根數(shù)m為m=/(di2v/4) =100.9/(3.140.0262=127v=取m=124,則管內(nèi)流速v=1.5m/s.管子流程數(shù)n與管子有效長(zhǎng)度了l之間的關(guān)系 nl=經(jīng)布置v=1.5m/s，z=8，n=9，則；而管子的總根數(shù)N=mn=1279=1143根。通常工程上為了檢修方便，冷凍水管接口希望設(shè)置在同一側(cè)，因此行程數(shù)n取偶數(shù)為宜。采用大連冷凍機(jī)廠的臥式蒸發(fā)器，型號(hào)如下：表2-1 臥式蒸發(fā)器型號(hào)型號(hào)蒸發(fā)面積 容器類(lèi)別重量KG臥式DWZ-120420-1159852.2冷凝器設(shè)計(jì)2.2.1冷凝器的型式選擇冷凝器的型式很多，目前最常用的是立式殼管式冷凝器，臥式殼管式冷凝器。蒸發(fā)式冷凝器由于耗水量少，故被人們所重視。冷凝器的選擇取決于水質(zhì)，水溫，水源，氣候條件以及布置個(gè)的要求等。一般應(yīng)根據(jù)下列原則選擇：(1)在水質(zhì)較差，水溫較高，水源充足時(shí)，宜采用立式殼管式冷凝器。(2)在水質(zhì)較好，水溫較低，宜采用臥式殼管式冷凝器。(3)缺乏水源或夏季室外空氣含濕量較低時(shí)，宜采用蒸發(fā)式冷凝器；冷卻水質(zhì)較差時(shí)，宜進(jìn)行處理。2.2.2冷凝器的選擇計(jì)算冷凝器的選擇計(jì)算主要是確定冷凝器的傳熱面積,選定適用型號(hào)的冷凝器.因?yàn)椴捎玫氖桥P式殼管式冷凝器。冷凝器的傳熱計(jì)算式為:c=KA2.2.3冷凝器的熱負(fù)荷的計(jì)算冷凝器的熱負(fù)荷c=0+Pi 由于壓縮機(jī)的指示功率Pi與制冷量有關(guān),因此c=0 由t=0,tc=40, 查得：=1.27c=0 =1.271850=2349.5KW2.2.4傳熱的計(jì)算傳熱溫差：設(shè)水的進(jìn)出口溫差為tw=4,則冷卻水出水溫度:t2=t1+tw=32+4=36=9.8傳熱面積：A=k/K根據(jù)空調(diào)與制冷技術(shù)手冊(cè)1，表15.3查得氨臥式殼管冷凝器傳熱系數(shù)K=700900W/M2K，現(xiàn)K=750 w/m2k2.2.5冷凝器冷卻水循環(huán)量的計(jì)算2.2.6初步規(guī)劃冷凝器結(jié)構(gòu)因?yàn)椴捎门P式殼管式冷凝器，傳熱管采用323.0mm的無(wú)縫鋼管。排列采用正三角形錯(cuò)排取管內(nèi)水流速v=2m/s，則每一流程的管子根數(shù)m為；m=/=140.3/(3.14/4) 0.026210002=132v=取m=33，則管內(nèi)水流速v=2m/s。由管內(nèi)流程數(shù)n與管子有效長(zhǎng)度l之間的關(guān)系：nl=經(jīng)布置v=2m/s，z=8，n=9，則l=而管子的總根數(shù)N=MN =339=297根。通常工程上為了檢修方便，冷卻水管希望設(shè)置在同一側(cè)，因此行程數(shù)n取偶數(shù)為宜。2.2.7其他相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算=1.制冷劑側(cè)的冷凝放熱系數(shù)的計(jì)算：因?yàn)閠k=40，查物性表可得：則系數(shù)：=2.71710于是 ：=2.實(shí)際的傳熱系數(shù)的計(jì)算：根據(jù)制冷空調(diào)原理與設(shè)備1，取污垢熱阻Rf=0.00035，根據(jù)課本，制冷劑為氨，偏于安全考慮取，取油垢熱阻Roil=0.0006則， = 3.實(shí)際的熱流密度的計(jì)算： |100=|100=與所設(shè)的值基本一致，故計(jì)算的K值適用。4.實(shí)際傳熱面積的計(jì)算：根據(jù)大連冷凍機(jī)廠的產(chǎn)品選擇臥式冷凝器型號(hào)如下表2-2 臥式冷凝器型號(hào)熱交換面積 容器類(lèi)別重量KG 型 DWN-100360-2172655.浮球膨脹閥公稱(chēng)直徑的計(jì)算：G=式中A通道截面積 c截流閥前液體的密度 pv截流閥前后的壓力差 Co流量系數(shù) 取0.35；Pv=15.3-3.0=12.3bar=12.310Pa ；c=587kg/m3 Gmax=D又Gmaxq0Qo所以 D1088.4900 Dn8.9 mmA=選擇Dn時(shí)，一般考慮使Gmax在1.52.0Qo之間所以取Dn為9所以G=10525.1 D=10525.1（9）2=0.85kg/s=19.16m3/s由下表可確定浮球式膨脹閥的公稱(chēng)直徑為32mm表2-3 浮球式膨脹閥公稱(chēng)直徑Dg（）1015202532流量（L/min）033.787.5611.31518.928.4第三章 制冷輔助設(shè)備選型制冷裝置除了裝有必須具備的四大部件外,通常根據(jù)各種制冷系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)和要求還設(shè)置了一些輔助設(shè)備和自控裝置,安裝這些附件的主要目的有以下幾個(gè)方面：1、使制冷裝置能更有效和安全地運(yùn)行;2、簡(jiǎn)化管理,節(jié)省操作人員,提高制冷裝置運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性;3、提高用戶的用冷質(zhì)量,穩(wěn)定用冷場(chǎng)合所需要的冷量和溫度.3.1油分離器的選擇油分離器用以分離從壓縮機(jī)排出的氣體所帶的油氣，以防止冷凝器及蒸發(fā)器內(nèi)油過(guò)多而影響傳熱效果。油分離器現(xiàn)在較常用的有：慣性式、洗滌式、離心式、填料式和過(guò)濾式等幾種。洗滌式油分離器適用于氨制冷系統(tǒng)。潤(rùn)滑油的分離是依靠排汽減速、流動(dòng)方向改變、排汽在氨液中冷卻、和洗滌四種作用分離出來(lái)的。分出的潤(rùn)滑油沉淀在分離器底部，定期排入集油器，以防止冷凝器及蒸發(fā)器內(nèi)油過(guò)多而影響傳熱效果。油分離器一般可按接管直徑的大小來(lái)選擇。如排氣管管徑為89*4，則可選進(jìn)口直徑為Dg80的油分離器。下列公式計(jì)算其所需的筒身直徑，按直徑選擇適當(dāng)?shù)挠头蛛x器。 (m) 式中，壓縮機(jī)排氣量， m2/h 壓縮機(jī)吸氣系數(shù) w氨氣流速，一般取0.60.8 m/s 取0.8上已求得，蒸發(fā)溫度0時(shí)為0.72則筒身直徑 ：現(xiàn)選用大連冷凍機(jī)廠生產(chǎn)的冰山牌YF200型洗滌式油分離器1臺(tái)。 表3-1 YF200型油分離器技術(shù)規(guī)格 型號(hào)型YF200容積類(lèi)別SM2殼體尺寸(mm)高H02400直徑D1000接管工稱(chēng)尺寸 （mm）進(jìn)氣d1150出氣d2150放油排污d315地腳尺寸（mm）D01000d023重量 Kg1210所以YF200型油分離器的筒身直徑D=1000與390相差無(wú)幾，符合設(shè)計(jì)要求。3.2貯液器的選擇貯液器在制冷系統(tǒng)的流程中，位于冷凝器與蒸發(fā)器之間。它的功用是貯存和供應(yīng)制冷劑，以使工況變化時(shí)補(bǔ)償循環(huán)制冷劑數(shù)量的改變，使系統(tǒng)各設(shè)備內(nèi)有均衡的氨液量，以保證壓縮機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。貯液器容積一般可按下列原則確定：貯液器應(yīng)能貯藏工質(zhì)每小時(shí)循環(huán)量的1/3到1/2。其計(jì)算公式如下：V=0.5MRv3/0.8 (m3)式中 v3冷凝溫度下氨液的比容 (m3/kg)MR系統(tǒng)氨液循環(huán)量 （kg/h）MR=1.576kg/s=1.5763600=5673.6kg/h查表得v3=1.210-3m3/kgV=0.55673.621.210-3/0.8=8.5m3現(xiàn)選用大連冷凍機(jī)廠生產(chǎn)的ZA5.0B型貯液器表3-2 ZA5.0B型貯液器的結(jié)構(gòu)參數(shù)項(xiàng)目型號(hào)容積 m3容器類(lèi)別 重量 kg ZA-5.0B4.896Cn-217153.3空氣分離器的選擇在制冷系統(tǒng)中，空氣分離器用于排除系統(tǒng)中的不凝性氣體（主要是空氣）。一般壓縮機(jī)總制冷量在100萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)千卡/小時(shí)以下時(shí)，采用冷卻面積0.45平方米空氣分離器一臺(tái)，總制冷量在100萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)千卡/小時(shí)以上時(shí)，采用冷卻面積1.82平方米空氣分離器一臺(tái)。現(xiàn)在選用大連冷凍機(jī)廠生產(chǎn)的冰山牌KF50B型空氣分離器一臺(tái)。表3-3-1 KF50B型空氣分離器技術(shù)規(guī)格外徑高度接 管 通 徑重量進(jìn)液回氣混合氣體進(jìn)口出液放空氣2609002020 20 25652表3-3-2 KF20型空氣分離器附件規(guī)格及數(shù)量氨直通閥DN20氨直通閥DN15氨調(diào)節(jié)閥DN6222表3-3-3 KF50B型空氣分離器附件規(guī)格及數(shù)量配帶附件名稱(chēng)每臺(tái)數(shù)量配帶附件的規(guī)格（mm）用途說(shuō)明直角式截止閥115進(jìn)氣直角式截止閥110放空氣直通式節(jié)流閥110供液直通式截止閥125出氣3.4緊急泄氨器的選擇 為防止制冷設(shè)備在產(chǎn)生意外事故時(shí)引起爆炸，把制冷系統(tǒng)中有大量氨存在的容器（如貯氨器、蒸發(fā)器）用管路與緊急泄氨器聯(lián)接，當(dāng)情況緊急時(shí)，可將緊急泄氨器的液氨排出閥和通往緊急泄氨器的自來(lái)水閥打開(kāi)排出。緊急泄氨器的作用是在緊急情況下，從系統(tǒng)中把氨液泄放。泄放時(shí)，每1公斤氨約需通入8升水。通常一個(gè)制冷系統(tǒng)設(shè)一個(gè)緊急泄氨器?，F(xiàn)在選用XA100型緊急泄氨器。3.5 氨液分離器的選擇1、氨液分離器桶身直徑Df=0.0266（Vp2q）/2 1/2=0.0266（Gv1/2 1/2=0.0266（36000.1562520.435）/2 1/2=0.416m式中v1為蒸發(fā)壓力下氨飽和蒸汽的比容。查表得v1=0.435m3/kg2、氨液分離器桶身高度h=(3 4) Df現(xiàn)取h=3.50.416=1.456m3、 氨液分離器出液管面積為供液管面積的2倍?？蛇x用AFA800型氨液分離器兩臺(tái)表3-5 AFA800型氨液分離器的結(jié)構(gòu)參數(shù)型 號(hào)AFA800外 徑816接管通徑 mm進(jìn)出氣口d150進(jìn)液口d40出液口d80重量 Kg6203.6 集油器的選擇在氨制冷系統(tǒng)中，除了油分離器以外，冷凝器、貯液器和蒸發(fā)器等設(shè)備的底部均積存潤(rùn)滑油，為了收集和放出這些潤(rùn)滑油，應(yīng)裝置集油器。目前生產(chǎn)的集油器有三種規(guī)格，其直徑分別為150、200和300mm。制冷量小于250300 KW，采用直徑150mm者；制冷量大于600700 KW ，采用直徑300mm者。故本設(shè)計(jì)系統(tǒng)選用直徑為300mm的集油器。參照制冷空調(diào)設(shè)備產(chǎn)品樣本，現(xiàn)選用由大連冷凍機(jī)廠生產(chǎn)的冰山牌JY-300型集油器。選用一臺(tái)JY-300型集油器氨液分離器符合要求.表3-6 JY-300型集油器尺寸表 容器類(lèi)別尺寸（mm）主要尺寸（mm）底座尺寸（mm）重量（kg）DH0HH1H2H3H4d0B0b0CM-2325804115193175024791418265215120第四章 冷凍站制冷設(shè)備布置4.1冷凍站位置選擇冷凍站位置選擇時(shí)應(yīng)考慮下列因素：1、冷凍站宜布置在全廠廠區(qū)夏季主導(dǎo)風(fēng)向下風(fēng)向，動(dòng)力區(qū)域內(nèi)。一般應(yīng)布置在鍋爐房和散發(fā)塵埃站房的上風(fēng)向。2、力求靠近冷負(fù)荷中心，并盡可能縮短冷凍管路和冷卻水管網(wǎng)。3、氨冷凍站不應(yīng)設(shè)在食堂、托兒所等建筑物附近或人員集中的場(chǎng)所。其防火要求應(yīng)按現(xiàn)行的建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范執(zhí)行。4、機(jī)器間夏季溫度較高，其朝向盡量選擇通風(fēng)較好，夏季不受陽(yáng)光照射的方向。5、考慮發(fā)展的可能性。要同時(shí)滿足上述條件是困難的，因此，必須根據(jù)具體情況，與建筑、結(jié)構(gòu)一起作綜合分析比較，最后確定冷凍站的位置。4.2制冷設(shè)備的布置4.2.1制冷設(shè)備布置的原則1、設(shè)備布置應(yīng)符合工藝流程及操作檢修的要求，并盡可能使設(shè)備布置緊湊，及節(jié)省建筑面積。2、機(jī)房?jī)?nèi)的主要通道和操作走道寬度1.5米；壓縮機(jī)突出部分與配電盤(pán)或總調(diào)節(jié)站之間的距離1.5米；二臺(tái)壓縮機(jī)突出部分之間距離1米；機(jī)房?jī)?nèi)外主要通道的寬度0.8米；3、壓縮機(jī)的高度，應(yīng)根據(jù)壓縮機(jī)的型號(hào)，考慮在檢修是便于抽出活塞所需的空間。壓縮機(jī)的一般高度不得低于4米。4、為了安全，壓縮機(jī)要有兩個(gè)通向外面的門(mén)，冷凍站的門(mén)、窗均應(yīng)向外開(kāi)啟。5、設(shè)備管路上的壓力表、溫度計(jì)及電動(dòng)機(jī)的電流表等，應(yīng)設(shè)置在便于觀察的地方。4.2.2壓縮機(jī)的布置1、壓縮機(jī)的壓力表及其他操作儀表應(yīng)面向操作通道。2、壓縮機(jī)的進(jìn)氣、排氣閥應(yīng)位于主要操作通道。3、壓縮機(jī)進(jìn)氣、排氣閥的設(shè)置高度在1.21.5米之間，超過(guò)高度時(shí)應(yīng)在壓縮機(jī)旁設(shè)立操作臺(tái)。現(xiàn)有4臺(tái)8AS17壓縮機(jī)，機(jī)組靠墻留有1.4m的空隙，排氣閥高度為1.8米，進(jìn)氣閥高度為1.6米。壓縮機(jī)布置在一層樓。4.2.3油分離器的布置1、除了壓縮機(jī)附帶的油分離器外，油分離器應(yīng)設(shè)在室外。但當(dāng)采用臥式冷凝器時(shí)，油分離器可以一起放在室內(nèi)。2、凡洗滌式油分離器，其進(jìn)液口必須較冷凝器出液口低200250毫米。該油分離器的進(jìn)液管應(yīng)從冷凝器出液管的底部接出。3、油分離器上不必裝壓力表和安全閥。現(xiàn)有1臺(tái)YF-200型油分離器，因選用臥式冷凝器，故設(shè)在室外，布置在一層樓。4.2.4冷凝器的布置1、立式冷凝器布置在室外，離冷凍站外墻約為3米并離機(jī)房出入口較近的地方。應(yīng)設(shè)置操作平臺(tái)。2、臥式冷凝器設(shè)在室內(nèi)，應(yīng)考慮其清洗和更換管子的可能。3、蒸發(fā)式冷凝器一般設(shè)在室外或頂棚上，應(yīng)避免太陽(yáng)的直接照射。4、冷凝器的安裝高度必須考慮其液體能自流入貯液器內(nèi)。5、冷凝器應(yīng)裝設(shè)壓力表和安全閥?，F(xiàn)有1臺(tái) 型 DWN-360冷凝器，設(shè)在三層樓。4.2.5貯液器的布置1、貯液器一般設(shè)在室內(nèi)，如果要設(shè)在室外時(shí)，應(yīng)防止太陽(yáng)的直接照射。2、貯液器應(yīng)布置在冷凝器近側(cè)，其安裝高度必須與冷凝器配合，使冷凝器冷凝的冷劑液體能借重力通暢地自流入貯液器。3、設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的貯液器時(shí)，必須利用其底部的接口用管子接通，連通管上應(yīng)裝關(guān)閉閥，以平衡各個(gè)貯液器的液位。4、貯液器與冷凝器之間應(yīng)裝設(shè)均壓管。每個(gè)貯液器上應(yīng)裝設(shè)壓力表、安全閥和液面指示器?，F(xiàn)有1臺(tái)煙臺(tái)冷凍機(jī)廠生產(chǎn)的煙機(jī)牌ZA-5.0B型貯液器， 設(shè)在室外一樓4.2.6蒸發(fā)器的布置1、立式蒸發(fā)器安裝在設(shè)備間內(nèi)，三臺(tái)以下蒸發(fā)器可以靠墻安裝，多臺(tái)蒸發(fā)器可以連成一片，臺(tái)數(shù)很多時(shí)亦可以分成二組，以便于通行。2、立式蒸發(fā)器的基礎(chǔ)高度一般為200毫米，在箱底下均勻設(shè)置150*150或200*200毫米的枕木，枕木的長(zhǎng)度與水箱寬度相同，其中心距離約為8001000毫米，枕木之間用隔熱材料填實(shí)。3、臥式蒸發(fā)器設(shè)在室內(nèi)，應(yīng)考慮其清洗和更換管子的可能性。4、臥式蒸發(fā)器上必須裝設(shè)安全閥與壓力表。在封頭蓋上，和臥式冷凝器一樣，應(yīng)裝有放空氣及放水閥門(mén)?，F(xiàn)有1臺(tái)臥式DWZ-420蒸發(fā)器，設(shè)在室內(nèi)一樓。4.2.7機(jī)房氨液分離器的布置1、氨液分離器的設(shè)置高度，應(yīng)能保證其液體借液位差自流入低壓貯液器。在氨液分離器與低壓貯液器之間應(yīng)專(zhuān)設(shè)氣體均壓管。2、當(dāng)氨液分離器兼作重力系統(tǒng)供液時(shí)，其設(shè)置高度應(yīng)能保證其液體借液位差暢流入蒸發(fā)器（冷卻排管、冷風(fēng)機(jī)盤(pán)管）。3、禁止在氨液分離器的氣體進(jìn)出管上另設(shè)旁通管。4、氨液分離器上應(yīng)裝設(shè)壓力表和液位指示器。現(xiàn)有一臺(tái)AFA800型氨液分離器，設(shè)置高度為2.5米。第五章 制冷系統(tǒng)的管路設(shè)計(jì)5.1管路布置要點(diǎn)1、管路布置應(yīng)考慮操作和檢修方便，經(jīng)濟(jì)合理，阻力小，并適當(dāng)注意整齊。2、管路坡度方向，可按表5-1選擇。表5-1 系統(tǒng)管道坡度方向管道名稱(chēng)傾斜方向傾斜度參考數(shù)值（%）壓縮排氣管至氨油分離器的水平管段向氨油分離器0.30.5與安裝在室外冷凝器相連結(jié)的排氣管向冷凝器0.30.5壓縮機(jī)吸氣管的水平管段向氨液分離器或低壓貯液器0.10.3冷凝器至高壓貯液桶的出液管水平管段向高壓貯液桶0.30.5液體分配站至蒸發(fā)排管的供液水平管段向排管0.10.3蒸發(fā)排管至氣體分配站的回氣管水平管段向排管0.10.33、 管路布置時(shí)，供液管不應(yīng)有局部向上凸起的彎曲現(xiàn)象，氣體吸入管不應(yīng)有局部向下凹的彎曲現(xiàn)象。以避免產(chǎn)生“氣囊”和“液囊”，阻礙供液和氣體的通過(guò)。4、 管路支、吊架的設(shè)置應(yīng)注意允許最大距離。并且管路支、吊架布置應(yīng)考慮熱膨脹，一般均利用管道彎曲部分自然補(bǔ)償。但當(dāng)?shù)蛪汗苤本€管段長(zhǎng)度超過(guò)100米和高壓管段執(zhí)行長(zhǎng)度超過(guò)50米時(shí)，應(yīng)適當(dāng)設(shè)置伸縮器。在金屬支、吊架上安裝低壓管路時(shí)，應(yīng)根據(jù)保溫層厚度設(shè)置木墊塊。5、 吸入管與排氣管在一起敷設(shè)時(shí)，其管壁間距不得小于250毫米，如布置在同一垂直面上，吸入管在排氣管下面。6、 各種管路原則上采用煨制彎頭，彎曲半徑一般不小于4倍管道外徑，對(duì)管徑較大的管路，允許彎曲半徑不小于其外徑的2.5倍。7、 管路穿墻時(shí)應(yīng)設(shè)套管，管子與套管之間應(yīng)留有10毫米左右的空隙，在空隙內(nèi)不填充材料。5.1.1管路連接和管路附件設(shè)置1、除閥門(mén)之類(lèi)的附件允許采用法蘭、絲扣連接外，其余管路的連接一律采用焊接。2、法蘭連接用墊片，采用浸過(guò)甘油和冷凍油的石棉橡膠板，板厚度13毫米。絲扣連接應(yīng)涂料采用氧化鋁和甘油調(diào)拌的混合劑。3、閥門(mén)裝設(shè)位置便于操作，閥門(mén)禁止朝下裝設(shè)。4、節(jié)流閥及靜止閥等必須按介質(zhì)的流向裝設(shè)。5.1.2設(shè)備部分安全閥口徑的選擇安全閥的直徑應(yīng)與容器上安全管的直徑相一致，自制容器按下表選用安全閥大小。表5-1-2 安全閥選用表設(shè)備內(nèi)氨容量（kg）1000 2000 3000 4000 4000安全閥公稱(chēng)直徑（mm）15 20 25 32 50設(shè)備的安全閥必須校正在下列壓力時(shí)自動(dòng)啟開(kāi)。5.2 管路管徑的選擇5.2.1管路管徑的計(jì)算1、氨系統(tǒng)的管路一律采用無(wú)縫鋼管，水系統(tǒng)的管路可采用焊接鋼管，鹽水管路一律采用鍍鋅鋼管。2、管徑計(jì)算D= 4Gv/（w3600）1/2式中 G管路中介質(zhì)流量 Kg/hv介質(zhì)比容 m3/Kg w介質(zhì)在管路中的流速（m/s），可查表得表5-2-1 管道允許流速管 道 名 稱(chēng)允 許 流 速（m/s）吸入管 1016排氣管1225氨壓縮機(jī)的（氣體）吸入管2025氨壓縮機(jī)的（氣體）排氣管2430冷凝器至高壓貯液器的液體管0.6冷凝器至膨脹閥的液體管1.22.0高壓供液管1.01.5低壓供液管0.81.0膨脹閥至蒸發(fā)器的液體管0.81.4溢液管0.2蒸發(fā)器至氨液分離器的回氣管10163、壓縮機(jī)出氣管的直徑:D= 4Gv/（w3600）1/2一臺(tái)壓縮機(jī)的介質(zhì)的質(zhì)量流量G=0.156253600=562.5kg/h介質(zhì)比容v查表得0.12m3/kg介質(zhì)在管路中的流速w=24 m/sD=4562.50.12/(3.14243600) 1/2=0.032m因?yàn)?.032m小于125mm，所以8AS17型壓縮機(jī)出氣管的內(nèi)徑為170mm。 因?yàn)橛兴呐_(tái)壓縮機(jī)，一臺(tái)冷凝器和一臺(tái)油分離器，所以從壓縮機(jī)出口管道到油分離器的管道的直徑相同，采用383.5的熱扎鋼管。從油分離器到冷凝器的管道的直徑相同，采用704.5的熱扎鋼管。由此可得介質(zhì)在管路中的流速為w1=562.50.124/（3.140.03123600）=24.85 m/sw2=562.520.124/（3.140.06123600）=12.8 m/s4、設(shè)計(jì)壓縮機(jī)到油分蒸離器到冷凝器的最不利管長(zhǎng)度為L(zhǎng)1+L2=11m+16.5m=27.5m。再加上有10個(gè)焊接彎頭（三節(jié)）,查空氣調(diào)節(jié)用制冷技術(shù)得Ld/df=20,得Ld=200.06110=12.2m。,兩個(gè)直通截止閥Ld/d=340，Ld=3400.0612=41.48m。一個(gè)直通閘閥Ld/d=8，Ld=80.061=0.488m。一個(gè)漸縮變管徑Ld/df =11,得Ld=110.125=1.375m所以總計(jì)算長(zhǎng)度為L(zhǎng)=27.5+12.2+41.48+0.488+1.375=83.043m因?yàn)椴荒苁构苈返膲毫p失過(guò)大，一般氨制冷劑的吸氣管路和排氣管路的壓力損失希望不超過(guò)相當(dāng)于蒸發(fā)溫度降低0.5或冷凝溫度升高0.5?，F(xiàn)由冷凝溫度為38的壓縮機(jī)到冷凝器管路的壓力損失不能超過(guò)20880Pa。根據(jù)制冷劑流量0.498kg/s，管內(nèi)徑61mm及冷凝溫度38查空氣調(diào)節(jié)用制冷技術(shù)得每米當(dāng)量管長(zhǎng)中摩擦壓力降為5.0kg/m2/m.所以壓縮機(jī)到冷凝器管路的壓力損失P=L5.09.8=83.0459.8=4069.0 Pa20880 Pa5、冷凝器到貯液器的管徑:D= 4Gv/（w3600）1/2G=562.52=1125 kg/h。介質(zhì)比容v查表得0.00169m3/kg；介質(zhì)在管路中的流速w=0.5m/s；D=411250.00169/(3.140.53600) 1/2=0.037m。而冷凝器出口的接口直徑為外徑57mm，現(xiàn)在37mm小于57-9=48mm，所以用內(nèi)徑為57mm的鋼管。所以選用574.5的熱扎鋼管符合要求。6、貯液器到膨脹閥的管徑：D= 4Gv/（w3600）1/2總介質(zhì)的質(zhì)量流量為G=1125 kg/h；介質(zhì)比容v查表得0.00169 m2/kg；介質(zhì)在管路中的流速w=1.2 m/s。D=411250.00169/(3.141.23600) 1/2=0.024 m?，F(xiàn)選用383.5的熱扎鋼管。7、蒸發(fā)器至氨液分離器的回氣管：D= 4Gv/（w3600）1/2總介質(zhì)的質(zhì)量流量為G=1125kg/h；介質(zhì)比容v查表得0.39 m3/kg ；介質(zhì)在管路中的流速w=12 m/s。D=411250.39/(3.14123600) 1/2=0.114 m。而臥式蒸發(fā)器出口的接口直徑為150mm，現(xiàn)在114mm小于150mm，所以用內(nèi)徑為150mm的鋼管，所以選用1594.5的熱扎鋼管。8、小型氨液分離器到壓縮機(jī)的直徑:D= 4Gv/（w3600）1/2總的介質(zhì)的質(zhì)量流量為G=1125 kg/h；介質(zhì)比容v查表得0.39 m3/kg 介質(zhì)在管路中的流速w=14 m/s；D=411250.39/(3.14143600) 1/2=0.105 m。而氨液分離器進(jìn)出口的接口直徑為150mm，現(xiàn)在105mm小于150mm，所以用內(nèi)徑為150mm的鋼管，所以選用1594.5的熱扎鋼管。9、設(shè)計(jì)貯液器到節(jié)流閥的最不利管長(zhǎng)度為L(zhǎng)4+L6=13.6m.再加上有4個(gè)焊接彎頭（三節(jié)）,查空氣調(diào)節(jié)用制冷技術(shù)得Ld/d=20,得Ld=200.154=12m。1個(gè)直通閘閥Ld/d=8，Ld=80.151=1.2m。1個(gè)直通截止閥Ld/d=340，Ld=3400.15=51m。所以總計(jì)算長(zhǎng)度為L(zhǎng)=13.6+12+1.2+51=77.8m從貯液器到節(jié)流閥的液流的壓力損失，沒(méi)有吸氣管或排氣管的壓力損失那樣大的危害，但壓力降也不應(yīng)過(guò)大，以免引起液態(tài)制冷在管內(nèi)發(fā)生氣化，造成節(jié)流閥供液量不足，降低系統(tǒng)的制冷量，壓力損失應(yīng)不大于50000 Pa。根據(jù)制冷劑流量0.498kg/s，管徑204mm及蒸發(fā)溫度-10查空氣調(diào)節(jié)用制冷技術(shù)得每米當(dāng)量管長(zhǎng)中摩擦壓力降為35Kg/m2/m.所以蒸發(fā)器到壓縮機(jī)的壓力損失P=L359.8=77.8359.8=26685.4Pa50000Pa。所以以上管道都符合要求。10、設(shè)計(jì)蒸發(fā)器到壓縮機(jī)的最不利管長(zhǎng)度為L(zhǎng)5+L6=15.3m.再加上有3個(gè)焊接彎頭（三節(jié)）,查空氣調(diào)節(jié)用制冷技術(shù)得Ld/d=20,得Ld=200.153=9m。2個(gè)直通閘閥Ld/d=8，Ld=80.152=2.4m。1個(gè)直通截止閥Ld/d=340，Ld=3400.15=51m。所以總計(jì)算長(zhǎng)度為L(zhǎng)=15.3+9+2.4+51=77.7m因?yàn)椴荒苁构苈返膲毫p失過(guò)大，一般氨制冷劑的吸氣管路和排氣管路的壓力損失希望不超過(guò)相當(dāng)于蒸發(fā)溫度降低0.5或冷凝溫度升高0.5?，F(xiàn)由蒸發(fā)溫度為-10的蒸發(fā)器到壓縮機(jī)管路的壓力損失不能超過(guò)5880Pa。根據(jù)制冷劑流量0.498kg/s，管徑150mm及蒸發(fā)溫度-10查空氣調(diào)節(jié)用制冷技術(shù)得每米當(dāng)量管長(zhǎng)中摩擦壓力降為5Kg/m2/m.所以蒸發(fā)器到壓縮機(jī)的壓力損失P=L59.8=77.759.8 =3807.3Pa5000Pa。所以以上管道都符合要求。5.2.2管路管徑的選擇表5-2-2 管路管徑的選擇管 道 名 稱(chēng)材料管徑 外徑壁厚 mmJZLG25型壓縮機(jī)出氣管熱扎鋼管1334壓縮機(jī)到油分離器管道熱扎鋼管383.5油分離器到冷凝器管道熱扎鋼管704.5冷凝器到貯液器的液體管道熱扎鋼管574.5貯液器至臥式蒸發(fā)器熱扎鋼管383.5臥式蒸發(fā)器到氣液分離器熱扎鋼管1594.5氨液分離器到壓縮機(jī)熱扎鋼管1594.5緊急泄氨器接管熱扎鋼管382.5均壓管熱扎鋼管322.5安全管熱扎鋼管382.5臥式蒸發(fā)器高壓排氣管熱扎鋼管382.5放油管熱扎鋼管322.5臥式蒸發(fā)器排液口的直徑熱扎鋼管383.0空氣分離器接液管熱扎鋼管383.55.3設(shè)備及管道的保溫凡屬低溫的設(shè)備和管道(在蒸發(fā)壓力下工作)均須做保溫結(jié)構(gòu).保溫結(jié)構(gòu)主要由下面幾部分組成：防腐層，保溫層，防潮層，保護(hù)層，色層。保溫計(jì)算保溫計(jì)算的目的是確定保溫層的厚度，除滿足保溫層外表不產(chǎn)生凝結(jié)水外，還應(yīng)使管道冷損失引起的溫升不超過(guò)允許范圍。管道和設(shè)備保溫層的最小厚度計(jì)算，可按下式進(jìn)行：（tk-tn）/（tk-t1）=1+（1/2）（lnD1/D2）D1式中，tk空氣溫度，當(dāng)室外架空敷設(shè)時(shí)，可取最熱月平均溫度（），tk=30 tn管內(nèi)介質(zhì)溫度（） t1絕熱層外表面溫度；應(yīng)采用稍高于周?chē)諝饴饵c(diǎn)溫度(1到2) D1保溫層外徑（米），D1= D2+2D2管子外徑（米）， 保溫層厚度（米） 空氣至保溫層表面的放熱系數(shù)室內(nèi)管道，=510千卡/米2.小時(shí)室外管道，=10+6w1/2千卡/米2.小時(shí)w空氣流速 ，m/s保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)，空氣最熱月平均溫度為28，相對(duì)濕度為80%，查空氣焓濕圖得露點(diǎn)溫度：te=24.5，取t1=26.5絕熱材料取聚氨脂泡沫塑料：=0.03w/m.，a=6.978w/m.K，tk =28采用聚氨酯泡沫塑料做隔熱層一般用潛注法施工,這種方法效率高,易于達(dá)到質(zhì)量要求,泡沫塑料能自貼于金屬表面,而不需其他支撐物,表面為一整體,沒(méi)有接連,特別適合于形狀不規(guī)則的部位。1、臥式蒸發(fā)器到氨液分離器： （tk-tn）/（tk-t1）=1+（1/2）（lnD1/D2）D1 其中D2=0.159，tn =-5。得（lnD1/D2）D1=（tk-tn）/（tk-t1）-1 2/ =（28+10）/（28-26.5）-120.03/6.978=0.210。由D2=0.159，（lnD1/D2）D1=0.030查制冷工程設(shè)計(jì)手冊(cè)4隔熱層厚度表得保溫層厚度：=55mm2、小型氨液分離器到壓縮機(jī)：（tk-tn）/（tk-t1）=1+（1/2）（lnD1/D2）D1其中D2=0.159，tn =-4。得（lnD1/D2）D1=（tk-tn）/（tk-t1）-1 2/ =（28+5）/（28-26.5）-120.03/6.978=0.180。由D2=0.159，（lnD1/D2）D1=0.118查制冷工程設(shè)計(jì)手冊(cè)4隔熱層厚度表得保溫層厚度：=55mm 設(shè)計(jì)體會(huì)這次設(shè)計(jì)，理論與實(shí)際相大結(jié)合，使我對(duì)制冷的專(zhuān)業(yè)只是有了更深的了解。這次設(shè)計(jì)主要是根據(jù)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案要求，選擇制冷劑、制冷壓縮機(jī)、膨脹閥及制冷輔助設(shè)備等部件，依據(jù)熱力學(xué)、傳熱學(xué)及流體力學(xué)原理，設(shè)計(jì)計(jì)算制冷換熱器，然后再布置等等。經(jīng)過(guò)對(duì)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算，使我學(xué)習(xí)到了很多東西，認(rèn)識(shí)到了很多東西，包括壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器以及其他輔助設(shè)備的選型，制冷設(shè)備選擇的依據(jù)和原理等制冷系統(tǒng)方面的知識(shí)，更使得自己認(rèn)識(shí)到需要在以后的日子里繼續(xù)學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)。這次設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我獨(dú)立思考、分析能力，并且在調(diào)查研究、理論分析上有所提高，是正對(duì)專(zhuān)業(yè)就業(yè)的技能培訓(xùn)，為畢業(yè)后參加實(shí)際工作打下了一定的基礎(chǔ)。最后特別感謝洪興龍老師的細(xì)心指導(dǎo)和同學(xué)的幫忙指點(diǎn)。 參考文獻(xiàn)1 張祉佑主編制冷空調(diào)原理與設(shè)備M北京：機(jī)械工業(yè)出版社1