空調(diào)用制冷技術(shù)課程設(shè)計(jì)

空調(diào)用制冷技術(shù)課程設(shè)

計(jì)-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIANTOC\o"1-5"\h\z目錄 1設(shè)計(jì)任務(wù)書 2設(shè)計(jì)說明書 3\o"CurrentDocument"一、制冷機(jī)組的類型及條件 3二、熱力計(jì)算 6\o"CurrentDocument"三、 制冷壓縮機(jī)型號(hào)及臺(tái)數(shù)的確定 7\o"CurrentDocument"四、冷凝器的選擇計(jì)算 8\o"CurrentDocument"五、蒸發(fā)器的選擇計(jì)算 12\o"CurrentDocument"六、 冷卻水系統(tǒng)的選擇 14\o"CurrentDocument"七、 冷凍水系統(tǒng)的選擇 14八、 管徑的確定 14\o"CurrentDocument"九、 其它輔助設(shè)備的選擇計(jì)算 15\o"CurrentDocument"十、制冷機(jī)組與管道的保溫 17\o"CurrentDocument"十一、設(shè)備清單 18\o"CurrentDocument"十二、參考文獻(xiàn) 18空調(diào)用制冷技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、 課程設(shè)計(jì)題目：本市某空調(diào)用制冷機(jī)房二、 原始數(shù)據(jù)制冷系統(tǒng)采用空冷式直接制冷，空調(diào)制冷量定為100KW。制冷劑為：氨（R717）。冷卻水進(jìn)出口溫度為：28°C/31°C。大連市空調(diào)設(shè)計(jì)干球溫度為C,濕球溫度為25C。三、 設(shè)計(jì)內(nèi)容確定設(shè)計(jì)方案根據(jù)制冷劑為：氨（R717）確定制冷系統(tǒng)型式。根據(jù)冷凍水、冷卻水的要求和條件，確定制冷工況并用壓焓圖來表示。確定壓縮機(jī)型號(hào)、臺(tái)數(shù)、校核制冷量等參數(shù)。根據(jù)蒸發(fā)溫度、冷凝溫度選擇蒸發(fā)器（臥式殼管）冷凝器（水冷或空冷），并做其中一個(gè)設(shè)備（蒸發(fā)器或冷凝器）的傳熱計(jì)算。確定輔助設(shè)備并選型編寫課程設(shè)計(jì)說明書?？照{(diào)用制冷技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書一、制冷機(jī)組的類型及條件1、 初參數(shù)1） 、制冷系統(tǒng)主要提供空調(diào)用冷凍水，供水與回水溫度為：7°C/12°C，空調(diào)制冷量定為100KW。2） 、制冷劑為：氨（R717）。3） 、冷卻水進(jìn)出口溫度為：28C/31C。4） 、大連市空調(diào)設(shè)計(jì)干球溫度為C,濕球溫度為25C。2、 確定制冷劑種類和系統(tǒng)形式根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，本制冷系統(tǒng)為100KW的氨制冷系統(tǒng)，一般用于小型冷庫(kù)，該制冷機(jī)房應(yīng)設(shè)單獨(dú)機(jī)房且遠(yuǎn)離被制冷建筑物。因?yàn)橹评淇傌?fù)荷為100KW,所以可選雙螺桿制冷壓縮機(jī)來滿足制冷量要求（空氣調(diào)節(jié)用制冷技術(shù)第四版中國(guó)建筑工業(yè)出版社P48）。冷卻水系統(tǒng)選用冷卻塔使用循環(huán)水，冷凝器使用立式殼管式冷凝器，蒸發(fā)器使用強(qiáng)制循環(huán)對(duì)流直接蒸發(fā)式空氣冷卻器（即末端制冷設(shè)備）。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確定。、冷凝溫度（L）的確定從《制冷工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》中查到大連地區(qū)夏季室外平均每年不保證50h的濕球溫度（C）25oC

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：t=t+At=25+3=28°q式中勺1——冷卻水進(jìn)冷凝器溫度（。0；勺一一當(dāng)?shù)叵募臼彝馄骄磕瓴槐ＷC50h的濕球溫度（°C）；心」一一安全值，對(duì)于機(jī)械通風(fēng)冷卻塔，心』二2~4C。冷卻水出冷凝器的溫度也（°C），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：選用臥式殼管式冷凝器七二上+（2~4）=28+3=31。注意：婦通常不超過35。。系統(tǒng)以水為冷卻介質(zhì)，其傳熱溫差取4~6。，則冷凝溫度為tctc=ts2+4=35C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)。由于蒸發(fā)式空氣冷卻器不需要誰做冷媒，所以蒸發(fā)溫度等于制冷劑液體在蒸發(fā)器中的氣化溫度。若系統(tǒng)以水為載冷劑，其傳熱溫差為4 °C，即式中廣一一載冷劑的溫度（°C）。一般對(duì)于冷卻淡水和鹽水的蒸發(fā)器，其傳熱溫差取&=5。。本制冷機(jī)房用風(fēng)冷式蒸發(fā)器，則制冷劑的蒸發(fā)溫度也應(yīng)為2。.、過冷溫度（七）的確定在冷凝壓力下，制冷劑液體的過冷溫度與冷凝溫度的差值，稱為過冷度。是否采用過冷應(yīng)進(jìn)行全面的經(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，不采用液體過冷；對(duì)于大型的蒸發(fā)溫度較低（八＜—5°C）的制冷裝置，在條件許可時(shí)使用液體過冷。對(duì)于本設(shè)計(jì)系統(tǒng)，八二2°C，因此不采用液體過冷，即七二0°C。、過熱溫度（二）的確定壓縮機(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)定的過熱度確定。通常W+B=8co（式中對(duì)于一般氨壓縮機(jī)，山了=5-8。。。、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：Pe=429380Pa，Pc=1351200Pa。

比容：V廣m『g,V2=mf焓值：R=1464K5,七=1640KJkg,%=h4=380KJ：kg,二、制冷系統(tǒng)熱力計(jì)算1、單位質(zhì)量制冷量（如）的計(jì)算。「^1^4=(1464-380)KJkg=1084KJkg2、2、單位冷凝負(fù)荷（qk）的計(jì)算q=h-h=1640-380=1260KJ!kg3、3、單位理論壓縮功/c）的計(jì)算?=h-h=1640-1464=176KJ/kg4、4、單位容積制冷量（%）的計(jì)算q=匕=1084=4015kjm3vV0.27 -5、5、制冷劑質(zhì)量流量（Mr）的計(jì)算M=￡=I00=0.0923kg：srq108406、6、壓縮機(jī)吸入制冷劑蒸汽的體積流量（Vr）的計(jì)算'100V=#= =0.025m3；srq40156、6、冷凝器熱負(fù)荷（'0）的計(jì)算4=Mxq=0.0923x1260=116.3kW0 rk8、8、壓縮機(jī)所需的理論耗功率（Pth）的計(jì)算P=P=Mxoth r=0.0923x176=16.245kWc9、制冷系數(shù)thPth冬=9、制冷系數(shù)thPth冬=6.1616.24510、逆卡諾循環(huán)制冷系數(shù)（￡c）的計(jì)算:￡=——=——=8.33c1-1 308-275ce11、制冷系數(shù)（“R）的計(jì)算11、n臬=業(yè)=0.74Ro8.33c三、制冷壓縮機(jī)型號(hào)及臺(tái)數(shù)的確定1、壓縮機(jī)形式的選擇根據(jù)已知參數(shù)，預(yù)選螺桿式壓縮機(jī)。2、壓縮機(jī)型號(hào)的選擇查《實(shí)用制冷工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》根據(jù)制冷機(jī)組冷負(fù)荷100KW選擇壓縮機(jī)，選用一12型壓縮機(jī)，其標(biāo)準(zhǔn)工況下的制冷量為137KW大于100KW，符合要求。2、壓縮機(jī)臺(tái)數(shù)的選擇壓縮機(jī)臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)總制冷量來確定：m=g=100=0.73Q1370g式中稱——壓縮機(jī)臺(tái)數(shù)（臺(tái)）；己店一一每臺(tái)壓縮機(jī)設(shè)計(jì)工況下的制冷量（如）。因此，選擇1臺(tái)型壓縮機(jī).4、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)壓力之比來確定。一般若以氨為制冷劑，當(dāng)陣尊時(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)。P=*0=3.15V8P 429380 一對(duì)于本設(shè)計(jì)制冷系統(tǒng)中e ，因此，本設(shè)計(jì)制冷系統(tǒng)采對(duì)于本設(shè)計(jì)制冷系統(tǒng)中用單級(jí)壓縮。5、電機(jī)的選擇由于使用雙螺桿壓縮機(jī)，其配用電機(jī)型號(hào)為YW200L-2，標(biāo)準(zhǔn)工況功率55KW,電壓380V。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。立式殼管式冷凝器具有占地面積小，無凍結(jié)危險(xiǎn)，對(duì)水質(zhì)要求不高，傳熱系數(shù)高的特點(diǎn)，在本系統(tǒng)中選用氨立式殼管冷凝器。2、冷凝器熱負(fù)荷計(jì)算冷凝器熱負(fù)荷在熱力計(jì)算中已求出。小=U63KWk式中k—冷凝器的熱負(fù)荷（KW）3、冷凝器的已知參數(shù)氨制冷系統(tǒng)傳熱管采用無縫鋼管，X=（m?k）,肋管外徑d=,內(nèi)徑d二,肋f 0 i片外徑d=,肋片厚度8=,6=mm,平均肋厚8廣，肋片的節(jié)距e二。f t0 I4、計(jì)算肋管特性參數(shù)（以1米長(zhǎng)肋管計(jì)算）肋管水平部分的面積：A=LzG-S）+測(cè)81292=44X10-3m2P0 0ftQ肋管垂直部分面積：A=71 =119X10-3m2f2e肋管總外表面積：A=A+A=163X10-3m2pfA肋化系數(shù)：t=—=3.15Ai肋片的當(dāng)量高度：H=WT：）=X10-3me4df_ITC?-I-/）基管平均表面積：A= e =X10-3m22所以：A/A=；A/A=:A/A=f p5、計(jì)算平均傳熱溫差[n___31-28cs2In35-28=5.3635-31°C[n___31-28cs2In35-28=5.3635-31°C6、冷卻水流量查水在。c查水在。c的物性參數(shù):C=kJ/(kg-k)、116.3x1000 53…xkt"x1000)(4.2x5.36x1000)-，gSPm7、 概算所需傳熱面積假設(shè)熱流密度w=5500w/m?，則A'=Q/w=1163005500=21m28、 初步規(guī)劃冷凝器結(jié)構(gòu)取管內(nèi)的流速v=s,則每流程類管數(shù)m為m=' =/4d；pv取m=15，這樣管束總長(zhǎng)等于nl=A.(Am)=

c■如流程數(shù)n=2，則冷凝器傳熱管有效長(zhǎng)度為；傳熱總根數(shù)N=40根9、 計(jì)算水側(cè)的換熱系數(shù)a=?！?(1430+22x匕1*I)——=X104w/m^?kwd0.2 2d0.210、 計(jì)算制冷劑測(cè)得冷凝換熱系數(shù)按公式(4—1)求水平光管管外冷凝換熱系數(shù)。由于t=35C，查物性表可得：人=(m?k),p=m3,C=(kg?k),,目=X10-4X10-4N?s/皿，Y=kg所以牛gY13=X104a=0.65xW

加0)=2010w/m2?所以牛gY13=X104a=0.65xW

加0)=2010w/m2?k2）計(jì)算水平肋管外的冷凝換熱系數(shù)。2a €■X5=478m-i1+0.8051g—\d\o肋片效率：T|=亟2?=（m7=,查表的th（m7）=）fmfl肋片的修正系數(shù)￡fA+—^所以，a=&xa=X2010=(m2?k)C*ffc3）計(jì)算水平肋管束外冷凝換熱系數(shù)a=exoc=C）.62Vo.5）°i67xoc=（m2?k）c?f?zZc?f c?f11＞實(shí)際的熱流密度（虹）取污垢熱阻R,=0.8X10-4(m2-k)/w,按公式fouA+R +pA-1=(m2?k)iyA+R +pA-1=(m2?k)+———

aJA其中：油膜熱阻R取X10-3II12-k/woil管壁熱阻R=X10-5m2,k/wp所以，實(shí)際熱流密度w'=KxAt=5237w/皿'-W'-WW'x100%=4.8%<5%,計(jì)算傳熱面積有效。12、計(jì)算實(shí)際傳熱面積布置管束Ac=4k/(KxAtm)=皿保持上面確定的m=15,n=2,冷凝器的有效管長(zhǎng)為：l=A/(Amn)=13、冷凝器的選型由冷凝器的計(jì)算知選LN-25型立式冷凝器即可符合要求。(由于沒有設(shè)備選型，此處為估計(jì)型號(hào))。五、蒸發(fā)器的選擇計(jì)算1、蒸發(fā)器的預(yù)選由于此制冷系統(tǒng)用于小型冷庫(kù)，用強(qiáng)制對(duì)流式冷卻空氣干式蒸發(fā)器，來自節(jié)流裝置中的低壓制冷劑濕蒸氣通過分液器分成多通路吸熱蒸發(fā)后為氣態(tài)制冷劑，匯集到集管中流出；而空氣經(jīng)過風(fēng)機(jī)以一定流速?gòu)睦咂艿睦咂g掠過，將熱量傳給管內(nèi)流動(dòng)的制冷劑，溫度降低。2、蒸發(fā)溫度與傳熱溫差的確定對(duì)于直接蒸發(fā)式空氣冷卻器，由于空氣側(cè)換熱系數(shù)低，為了不是結(jié)構(gòu)尺寸偏大，所以取較大的傳熱溫差。通常蒸發(fā)溫度t比冷卻空氣的出口溫度低6~8°C，就是說，平均傳熱溫差A(yù)t約為11~13°C，取12°C.以外肋表面為基準(zhǔn)的熱流密度約450~550w/m.蒸發(fā)溫度已知為t=2C，有5C過熱度，熱流密度K取35W.(2.k)3、換熱面積的計(jì)算Q100000傳熱面積：A= = =238m2cKAt 35x12m由換熱面積查手冊(cè)選一臺(tái)DL-250直接蒸發(fā)式空氣冷卻器,F=250m24、 蒸發(fā)器風(fēng)量的確定V=―“0,= 100—=10m2.scC.At 1005x12Ppm1.25、 風(fēng)機(jī)的選擇選用與蒸發(fā)器配套的送風(fēng)機(jī)，（資料不夠，數(shù)據(jù)有偏差），選用QF36-380型。其送風(fēng)量為36000m3.，h。六、冷卻水系統(tǒng)的選擇1、 冷卻塔冷卻塔冷卻水量在冷凝器計(jì)算中已知M =5.3Kgs。根據(jù)型號(hào)選wHL6-30型。2、 水泵的選型：水流量為G=M=5.3Kgs=19m^h即：泵的流量為19m3/h。

1）、水泵揚(yáng)程冷卻水泵所需揚(yáng)程Hp=hf+hd+hm+hs+ho式中hf,hd——冷卻水管路系統(tǒng)總的沿程阻力和局部阻力，mH2O；hm 冷凝器阻力，mH2O；hs——冷卻塔中水的提升高度（從冷卻盛水池到噴嘴的高差），mH2O；ho——冷卻塔噴嘴噴霧壓力，mH2O，約等于5mH2O。2）、阻力計(jì)算管徑長(zhǎng)約300，比摩阻選200Pa/m則 hf=300x200Pa=6mH2O局部阻力取則 hd=x6=3mH2O冷凝器阻力約為hm=4mH2O冷卻塔在機(jī)房房頂，房頂距地面3m則 hs=3mH2O冷卻塔噴嘴噴霧壓力，約等于5mH2O。ho=5mH2O安全系數(shù)中0取總揚(yáng)程H〔二中0H亍=1.2x（6+3+4+3+5）=25.2mHO根據(jù)流量和揚(yáng)程，選用立式管道離心泵80-250B型水泵，額定流量：20m3/h， 額定揚(yáng)程：30mH2O，額定功率為15kw，轉(zhuǎn)速：2900r/min，泵進(jìn)、出口公稱直徑DN80。七、冷凍水系統(tǒng)的選擇因?yàn)楸局评湎到y(tǒng)選用直接蒸發(fā)式冷風(fēng)機(jī)作蒸發(fā)器，所以不需冷卻水系統(tǒng)。八、管徑的計(jì)算V2=m3/kg，排氣管內(nèi)冷凝器內(nèi)水流速制冷劑在總管內(nèi)流量M=0.0923kg/s，VV2=m3/kg，排氣管內(nèi)冷凝器內(nèi)水流速制冷劑流速①p=11m/s，吸氣管內(nèi)流速o=13m/s，

3,=1.3m/s，流量為M=5.3kg/s，蒸發(fā)器風(fēng)速w=0.8m/s，風(fēng)量為M-10kg/s。由公式：d由公式：d=n計(jì)算個(gè)管徑如下:吸氣水平管:d=心=吸氣水平管:d=心=『X0.092330.27=0.05m選用DN50nxv兀3\， 3.14X13x吸氣立管：查R717上升吸氣立管最小負(fù)荷圖得d=0.138m選用DN150：4M,匕排氣管：dnP V：4M,匕排氣管：dnP V兀wIp1

在分管中的流量Mr=2X0.0923=0.0462kg/s,：4X0.0923X0.096=0.032m選用DN503.14x11；4x0.0462x0.096 0.0227m選用DN50'4M'v 1'兀w1pI-—「14Mv11兀wx由于采用直接風(fēng)冷式蒸發(fā)器，所以不用計(jì)算管徑。肋片間距由蒸發(fā)器型號(hào)決排氣分管：dnp吸氣分管：dnx3.14x11：'4X0.0462X0.27=0.035m選用DN503.14x13定。九、其它輔助設(shè)備的選擇計(jì)算1、膨脹閥的選擇由于該制冷系統(tǒng)屬于小型氨制冷系統(tǒng)，毛細(xì)管做節(jié)流閥，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便的優(yōu)點(diǎn)，但不能根據(jù)工況調(diào)節(jié)流量，在它之前再加一電磁閥即可彌補(bǔ)這個(gè)缺點(diǎn)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選毛細(xì)管選用內(nèi)徑，長(zhǎng)為無縫鋼管，電磁閥選用DC80型。2、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)不超過每小時(shí)制冷劑總循環(huán)量的1/3~1/2。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整個(gè)容積的70%~80%。1-p=（_~T貯液器的容積按下列公式計(jì)算：了20.75V=0.4X0.0923X1"0.001x3600.0.3m30.75由配套的ZA-可知其容積為：刑'>履滿足要求。3、油氨分離器的選擇計(jì)算油分離器筒體直徑:DZ =：4x401550.330.096=389心弋兀V①兀x0.27x3600v1壓縮機(jī)配套的YF-40直徑為400mm>389mm滿足要求。4、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：D =4x4015x0.3=653皿兀①、，冗x3600配套的AF-65桶體直徑為：650mm>653mm滿足要求。5、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100~300KW時(shí)，選用120mm的集油器一臺(tái)。型號(hào)為：JY-100。6、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：KF-32B滿足要求。7、其余輔助設(shè)備其余輔助設(shè)備根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選得，具體型號(hào)見設(shè)備清單。

設(shè)備名稱設(shè)備型