制冷技術(shù)課程設(shè)計解讀

1、制冷技術(shù)課程設(shè)計一，設(shè)計任務(wù)本設(shè)計為西安某五層酒店空調(diào)用制冷系統(tǒng)及機(jī)房設(shè)計。房間的總冷負(fù)荷如下所示：管段1樓立管2樓立管3樓立管4樓立管5樓立管冷負(fù)荷kw480.4393.6306.8216.1125.5為一樓總立管的冷負(fù)荷， 為 480.4kw 采用的供冷方式為簡介供冷， 冷凍水供水溫度為 7 攝氏度，回水溫度為 12 攝氏度，采用獨(dú)立空調(diào)制冷機(jī)房，因?yàn)樵摻ㄖ]有地下室，所以制冷機(jī)房設(shè)于地面，距建筑正西方距離為200m，二，原始資料（ 1）空調(diào)夏季室外計算干球溫度： 35.1 （ 2）夏季空調(diào)室外計算濕球溫度： 25.8 （ 3）夏季空調(diào)室外日平均溫度： 30.7 （ 4）夏季大氣壓力： 0

2、.100530MPa三、制冷壓縮機(jī)型號與數(shù)量的選擇1、確定機(jī)房總制冷量制冷系統(tǒng)的總制冷量為用戶實(shí)際所需的制冷量以及制冷系統(tǒng)本身和供冷系統(tǒng)冷損失，而對于間接供冷系統(tǒng)而言，空調(diào)制冷量小于174kw 時，選擇冷損失為 0.15-0.20，當(dāng)制冷量為 174-1744kw 時，系統(tǒng)冷損失為 0.10-0.15，本系統(tǒng)系統(tǒng)總冷負(fù)荷為 480.4kw，為保證建筑在最不利情況下得到充分補(bǔ)充，該設(shè)計選擇最大冷損失，即取15%的冷損失，計算如下：Q(10.15)480.4552.5kw2、確定制冷劑種類因?yàn)樵摻ㄖ橘e館，對衛(wèi)生和安全要求較高，因此選擇R22 為制冷劑， R22的具體情況如下：3、確定制冷系統(tǒng)設(shè)計

3、工況根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)對冷凍水的要求及當(dāng)?shù)乩鋮s劑的條件，確定蒸發(fā)溫度 t0、冷凝溫度 tk、壓縮機(jī)排氣溫度trp、冷卻劑進(jìn)口溫度t1，3.1、冷凝溫度tk 的確定夏季空調(diào)室外計算濕球溫度：25.8 ，冷卻水進(jìn)水溫度即濕球溫度，為25.8 ，冷卻水溫升，對于臥式殼管冷凝器，根據(jù)實(shí)用制冷工程設(shè)計手冊 ，取值范圍為 3-5攝氏度，本設(shè)計取 4，則可知冷卻水出口溫度為：25.8429.80 C ，冷凝器中平均傳熱溫差根據(jù)下表要求取5綜上可知，冷凝溫度：tk0.5(t1t2 )m= 0.5 (25.8 29.8) 5 32.8 3.2、蒸發(fā)溫度t0 的確定蒸發(fā)溫度是制冷劑液體在蒸發(fā)器中氣化時的溫度，蒸發(fā)溫度的

4、高低取決于被冷卻物體的溫度， 另外蒸發(fā)溫度還與蒸發(fā)器的型式有關(guān)， 本系統(tǒng)選用滿液臥式蒸發(fā)器，由設(shè)計任務(wù)可知：載冷劑進(jìn)口溫度為 12 攝氏度，出口溫度為 7 攝氏度，對于氟利昂系統(tǒng)， 取蒸發(fā)器中平均傳熱溫差為 7 攝氏度。按照下表，可得蒸發(fā)溫度t0 0.5 (ts1 t s2 )00.5(127)54.53.3、過冷溫度tg 的確定根據(jù)實(shí)用制冷工程設(shè)計手冊 ，可得如下數(shù)據(jù)：所以本設(shè)計取過冷溫度為53.4、壓縮機(jī)吸氣溫度trp 的確定壓縮機(jī)的吸氣溫度一般與制冷劑種類， 吸氣管的長短。 和保溫情況有關(guān)， 以氟利昂為制冷劑的制冷系統(tǒng)一般希望有一定的吸氣過熱度， 一則可以提高循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性，同時避免液擊事

5、故的發(fā)生， 保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行， 過熱度的大小根據(jù)實(shí)用制冷工程設(shè)計手冊，當(dāng)采用熱力膨脹閥時，蒸發(fā)器出口氣體過熱度為 3-8 攝氏度，本設(shè)計取 5 攝氏度，所以可得壓縮機(jī)的吸氣溫度：trpt054.559.5 4、制冷循環(huán)理論lgp h 圖綜上，可得各數(shù)據(jù)：冷凝溫度tk ：32.8、蒸發(fā)溫度 t0=4.5，壓縮機(jī)吸氣溫度trp=9.5、過冷溫度tg=5則制冷系統(tǒng)理論循環(huán)lgp-h 圖如下所示：根據(jù)繪制的 p-h 圖查表可求出各狀態(tài)參數(shù)：蒸發(fā)壓力 p0=0.59pa， 冷凝壓力 pk=1.28mpa比容： v1=0.043m3/kg，v1=0.0414m3/kg， v2=0.0207m3/kg。比

6、焓： h1= 411.09kJ/kg，h1= 407.43kJ/kg，h2= 430.70kJ/kg，h3=h4= 234.17kJ/kg，h3 = 240.85kJ/kg， h4=206.59kJ/kg，5、制冷系統(tǒng)熱力計算（ 1）、單位質(zhì)量制冷量q0 的計算q0h1h4411.09234.17=176.92kJ/kg（ 2）、單位容積制冷量qv 的計算q0176.92qvv10.043=4114.42kJ/m3（ 3）、制冷劑質(zhì)量流量 M r0552.5kwM r176.92kJ / kgq0=3.12kg/s（ 4）、制冷劑體積流量V rVrM r v13.120.0 4 3=0.134

7、m3/s（ 5）、冷凝負(fù)荷kM r qkM r( h2h3 )=3.12x（ 430.70-234.17）= 613.17kw（ 6）、壓縮機(jī)理論耗功量pthM r(h2h1 )=3.12x（430.70-411.09）=61.18kw（ 7）、理論制冷系數(shù)0thpth=552.59.0361.18（ 8）、制冷效率thRctkt0= 9.03273.15t032.84.5= 9.030.924.5273.156、制冷壓縮機(jī)和電動機(jī)的選擇壓縮機(jī)的選擇計算，主要是根據(jù)制冷系統(tǒng)的總制冷量及系統(tǒng)的設(shè)計工況，確定壓縮機(jī)的種類，型號和臺數(shù)，最后要校核壓縮機(jī)所配置電機(jī)的功率6.1 壓縮機(jī)類型的選擇根據(jù)實(shí)用

8、制冷工程設(shè)計手冊 當(dāng)制冷量在 116-700kw 時，宜選用螺桿式制冷壓縮機(jī)，本建筑總冷負(fù)荷為552.5kw，即使選擇兩臺，依然在該范圍內(nèi)，所以本設(shè)計選擇螺桿式制冷壓縮機(jī)，又因?yàn)榘敕忾]式螺桿壓縮機(jī)維修方便，無泄漏問題的出現(xiàn)，且不需要軸封，噪音小，在市場上有80%的占有率，是市場上的主流產(chǎn)品，所以本設(shè)計選擇半封閉式螺桿壓縮機(jī)6.2 壓縮機(jī)級數(shù)的選擇級數(shù)的選擇應(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，pk1.282.17p00.59根據(jù)規(guī)范，當(dāng)上式小于10 時，應(yīng)采用單級制冷壓縮機(jī)，否則采用兩級壓縮機(jī)，綜上，本設(shè)計采用單機(jī)制冷壓縮機(jī)。6.3 壓縮機(jī)臺數(shù)和型號的確定選擇壓縮機(jī)太數(shù)不能太多， 本系

9、統(tǒng)因?yàn)樵谖靼玻?非全年連續(xù)使用， 所以不考慮備用，本系統(tǒng)選擇兩臺壓縮機(jī)，則每臺壓縮機(jī)的制冷量為：552.52276.25kw壓縮機(jī)的容積效率：0.940.085( pk ) n11 （ R22 的 n=1.18）p00.940.085( 1.28 ) 1.18110.59=0.86系統(tǒng)所需理論輸氣量：VRM R V1 Q0v1 Vhh1 h4=276.250.04143600411.09234.170.86=270.60m3/h綜上，根據(jù)所需理論輸氣量，查實(shí)用制冷工程設(shè)計手冊選擇兩臺型號為LG16 F 100Z 的螺桿式制冷壓縮機(jī)。具體見下表：125G四、冷凝器的選擇計算1、冷凝器的選擇原則冷

10、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)較好，水溫較低，水量較充足的地方，宜采用臥式冷凝器，西安地區(qū)可選用臥式殼管冷凝器。2、確定冷凝器的換熱面積冷凝器熱負(fù)荷：QkQ0 1.16 552.5 640.9kw（ - 冷凝器熱負(fù)荷系數(shù)，其隨蒸發(fā)溫度的降低和冷凝溫度的升高而增加，取1.16.）冷凝器傳熱溫差的計算：tmtw 2t w129.825.84.72 0 CIn tktw1In 32.825.8t ktw232.829.8式中 ： t w1 - -冷卻水出冷凝器的溫度tw 2 -冷卻水進(jìn)冷凝器的溫度t k - 冷卻水進(jìn)冷凝器的溫度冷凝器傳

11、熱面積的計算：AkQK640.91000123.44m2Ktm 11004.72式中： K- 冷凝器的傳熱系數(shù)， 由于是氟利昂臥式殼管冷凝器，其傳熱系數(shù) 1000-1500 之間，這里取 1100.因?yàn)樾枰獌膳_壓縮機(jī)，所以初步選定兩臺冷凝器，其實(shí)際所需理論面積為123.4461.72m223、冷凝器型號的選擇由于冷凝器在使用一段時間后會產(chǎn)生污垢， 降低傳熱系數(shù)，因此在選擇冷凝器型號前，應(yīng)將上面計算值放大 5%-10%，以保證液態(tài)制冷劑有 3-5 攝氏度的過冷度，綜合上述，放大百分比取 10%，不設(shè)再冷卻器放大百分比取 10%。AkAk (1 0.10) (1 0.10) 61.72 1.1 1

12、.1=74.68m2綜上，選擇的冷凝器如下：牌子為江蘇昊陽的型號為GLCQ6 的氟利昂臥式殼管冷凝器 2 臺4、冷卻水計算冷凝器所需冷卻水量的確定：Qk640.9w1000 4.186 (29.8 25.8)C p (tw2 tw1)3=0.0383m /s3=137.88m /h壓縮機(jī)需要的冷卻水量的確定：0.8661.180.150.8 0.950.86 pew5t=2.08m3/h式中 pe-壓縮機(jī)軸功率，- 冷卻水帶走熱量占全部壓縮機(jī)耗功量的百分比，取0.13-0.18，t - 冷卻劑出口溫差綜上，得總冷卻水量為： 137.88+2.08= 139.96 m3/h5、動力設(shè)備冷卻塔的選

13、擇：冷卻塔的選擇主要由所需的冷卻水的水量和室外的溫度決定的，冷卻水流量為 139.96 m3（）3 ，又因?yàn)橄鹊氖彝鉂袂驕囟葹?5.8。/hx1+0.10=153.96m /h綜上，選擇華強(qiáng)牌圓形玻璃鋼冷卻塔，型號為10T-1000T 系列的 DBNL3-150 型號，具體見下表冷卻水泵的選擇：根據(jù) 冷 卻水 的流 量確 定水 泵的 型 號 ，由 前 面可 知， 冷卻 水總 量為153.96m3/h，樓高由前面可知為 17m，則水泵的選擇可根據(jù)所需的流量和楊程，確定水泵的型號和數(shù)量， 可多選一臺作為備用的水泵， 綜上可選擇上海良益泵業(yè)的 ISW 型臥式管道離心泵中的 100-125（ I）五、

14、蒸發(fā)器的選擇計算1、確定蒸發(fā)器的形式本系統(tǒng)采用水冷式表面冷卻器做空氣處理室，以 R22 為制冷劑，查閱實(shí)用制冷工程設(shè)計手冊，宜采用臥式殼管式蒸發(fā)器，所以，本設(shè)計制冷系統(tǒng)中，采用臥式殼管式蒸發(fā)器。2、蒸發(fā)器傳熱面積的計算蒸發(fā)器傳熱溫差：tmts 2t s11274.60 CIn ts1t0In 124.5t s2t074.5傳熱面積：AcQ0640.91000253.3m2Kt m5504.6其中，傳熱系數(shù)查實(shí)用制冷工程設(shè)計手冊可知，k 為 500-600，本設(shè)計取 550. 同樣考慮 12%的富裕量，所以可得Ac Ac (1 0.12) 253.3 1.12=283.7m2取兩臺臥式蒸發(fā)器，則

15、一臺蒸發(fā)器所需的傳熱面積為283.7141.85m22綜上所訴，可選擇青島海和制冷空調(diào)設(shè)備有限公司的型號為WZA-160的蒸發(fā)器兩臺3、冷凍水量循環(huán)水量：wQ0640.9Cp (t s2ts1 )1000 4.186 (127)3=0.031m /s3=111.6 m /h系統(tǒng)補(bǔ)水量取總水量的2%111.6X2%=2.232m3/h3總冷凍水量： 111.6+2.232=113.8m/h4、冷凍水管徑及水泵選擇查實(shí)用制冷工程設(shè)計手冊 ，得冷凍水流速的取值范圍為1-1.5m/s，本設(shè)計取 1.5m./s 的冷凍水水流速。冷凍水管徑的確定：d4w4113.8v36003.14 1.5=0.16m所

16、以確定管徑為160mm 的管道。選擇塑料管作為運(yùn)輸冷凍水的管道。冷凍水水泵的選擇：前面已知，冷凍水的流量為113.8m3/h，再增加 20%的流量附加率，所以可3得管道的流量為113.8x120%=136.56m /h，考慮存在兩臺蒸發(fā)器和一臺備用，所以選擇 3 臺水泵，則每臺水泵的流量為： 136.56/2=58.28m3/h具體型號為：上海良益泵業(yè)，型號為65-160（ I）六、膨脹閥的選擇膨脹閥的選擇應(yīng)考慮蒸發(fā)溫度， 膨脹閥液體進(jìn)出口溫度和膨脹閥前后的壓差等因素，而熱力膨脹閥是通過蒸發(fā)器出口氣態(tài)制冷劑過熱度控制膨脹閥開度的，廣泛用于氟利昂系統(tǒng)，因此，本設(shè)計的膨脹閥選擇熱力膨脹閥。選擇熱力

17、膨脹閥時，應(yīng)考慮其容量比蒸發(fā)器負(fù)荷大20%-30%。即制冷量為：640.9/2x120%=384.54kw綜上 , 選擇的膨脹閥如下：上海恒溫集團(tuán)的 TCLE系列熱力膨脹閥，型號 TRFE-120H七、其他輔助設(shè)備的選擇1、油分離器油分離器簡體直徑：4 Vh4 0.86270.60 2mmmd36003.14 1.00.4058405.8w0式中： Vh- 壓縮機(jī)的理論排氣量-壓縮機(jī)的容積效率Wo-油分離器內(nèi)蒸汽的流速，取1m/s。綜上，選擇2、高壓儲液器儲液器的容積按制冷劑循環(huán)量進(jìn)行計算，其儲存量可容納系統(tǒng)最大的小時制冷量對應(yīng)循環(huán)工質(zhì)的1/3.而且整個儲液量不超過整個容積的70%。則可得儲液

18、器的容積為：1Mv 3 13.123600 0.0 0 0 8 4 9 6v0.730.73=4.54m3上式中： M 為制冷系統(tǒng)制冷劑小時循環(huán)量，根據(jù)本系統(tǒng)，查表可得為0.0008496m3/kg本系統(tǒng)選擇兩臺高壓儲液器，則每一臺的容積為：4.542.27m32綜上，可選擇上海臻杭公司的ZH-102 型儲液器3、氣液分離器該設(shè)備用來分離蒸發(fā)器出口的低壓蒸汽中的液滴，防止制冷壓縮機(jī)發(fā)生濕壓縮甚至液擊現(xiàn)象。簡體直徑：D1.59 Vh 1.59270.60.860.254m 254mm3600氣液分離器的選擇：選擇時應(yīng)保證簡體橫截面積的氣流速度不超過0.5m/s ，故可得：Vhmsv0.5/D 2

19、4即8Vh8270.6 0.86mmmD36003.140.406406綜上，選擇兩臺氣液分離器。選擇4、不凝性氣體分離器本系統(tǒng)只配一個不凝性氣體分離器，又因?yàn)楸鞠到y(tǒng)制冷量小于1160kw，所以可采用一臺小號的分離器，即選擇一臺桶體直徑為108mm的分離器。 所以，本設(shè)計選擇煙臺冰凍設(shè)備總廠生產(chǎn)的KFA-50，其 D=219mm5、過濾器和干燥器過濾器用于清除制冷劑中的游離水分的機(jī)械雜質(zhì)。本設(shè)計選用的過濾器為吉氟利過濾器，型號為EB51FZ301G具體參數(shù)如下：干燥器用于氟利昂系統(tǒng)吸附制冷劑游離的水分，以免流道狹窄處造成冰塞，所以，本設(shè)計選擇的干燥器為：上海頂峰機(jī)電設(shè)備有限公司的NEUTEK干

20、燥器，型號為 NT-110F-M28-04，具體參數(shù)如下：八、機(jī)房布置1、制冷機(jī)房的設(shè)計原則（1）制冷機(jī)房應(yīng)位于冷負(fù)荷的中心，靠近冷卻水水源和電源，同時應(yīng)避免日曬。機(jī)房的設(shè)計應(yīng)符合采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范、建筑設(shè)計防火規(guī)范等的有關(guān)規(guī)定。（2）機(jī)房嚴(yán)禁設(shè)在人員密集的場所和重要部門的上面、下面及主要通道的兩旁。（3）制冷機(jī)房應(yīng)以非易燃材料建筑，就地取材，符合國家的有關(guān)規(guī)定。（4）制冷機(jī)房的屋架下弦標(biāo)高取3.64.8m.。（5）機(jī)房必須有良好的天然采光，其窗孔投光面積和機(jī)房地面的比例不應(yīng)小于 1：6。（6）冬季設(shè)備停止運(yùn)行時，機(jī)房內(nèi)值班室的溫度不宜低于 5，采暖地區(qū)冬季工作的機(jī)房，其采暖溫度不宜低

21、于 16。（7）制冷機(jī)房內(nèi)的機(jī)器間和設(shè)備間應(yīng)保持良好的自然通風(fēng)狀況。（8）制冷機(jī)房的機(jī)器間和設(shè)備間內(nèi)，應(yīng)設(shè)有沖洗地面的給水排水設(shè)施。（9）各用水設(shè)備停止運(yùn)行后，必須將水排干凈，以防止腐蝕或凍裂。2、制冷設(shè)備布置原則（1）符合制冷工藝流程，流向通暢、連接管路要短、便于設(shè)備的安裝、操作管理，且應(yīng)留有適當(dāng)?shù)目臻g，以便設(shè)備部件拆卸檢修。（2）盡可能的使設(shè)備安裝緊湊，并充分利用機(jī)房空間，以節(jié)約建筑面積，降低投資。（3）制冷壓縮機(jī)一般布置在室內(nèi)，并有減振基礎(chǔ)；冷凝器、油分離器、集油器布置在室外；蒸發(fā)器、貯液器等布置在室內(nèi)。（4）制冷壓縮機(jī)的主軸拔出端、殼管式換熱器的軸向一側(cè)應(yīng)留有足夠的拔出檢修空間。所有低

22、溫設(shè)備在布置時均應(yīng)注意避免 “冷橋 ”的產(chǎn)生。3、制冷劑管路布置原則（1）符合工藝流程，力求簡單，縮短管線，減少部件，以達(dá)到減少阻力、泄漏以及降低材料消耗的目的。 還應(yīng)注意切換的靈活性， 運(yùn)行的可靠性和切斷檢修的可能性。（2）管路的布置應(yīng)便于裝設(shè)支架，一般管路盡可能沿墻、柱、梁布置，而且應(yīng)考慮便于維修，不影響室內(nèi)采光、通風(fēng)以及門窗的開閉。（3）制冷壓縮機(jī)的吸氣管和排氣管設(shè)置在同一支架或者吊架上時，應(yīng)將吸氣管放在排氣管的下面， 數(shù)根平行管道之間應(yīng)留有一定的間距， 以便管道的安裝和檢修。一般下管道間的凈間距不小于 200mm。（4）除特殊要求外，一般液體管路上不應(yīng)有局部向上凸起的管段，氣體管路上不

23、應(yīng)有局部向下凹陷的管段，以避免產(chǎn)生 “氣囊 ”和“液囊 ”，影響管內(nèi)流體的流動。（5）從液體主管上接出支管時，一般從主管的底部接出；從氣體主管上接出支管時，一般從主管的頂部接出。（6）管道布置在地溝內(nèi)時，溝底應(yīng)有不小于0.01 的排水坡度，并應(yīng)在溝底的最低出設(shè)置地漏或者其它排水裝置。（7）管道穿越墻壁和頂棚時，應(yīng)敷設(shè)套管，以便管道因溫度變化而伸縮；低溫管道還要考慮留有足夠間隙以便安裝保溫層；壓縮機(jī)排氣管穿越易燃墻壁和樓板時，應(yīng)采用不燃材料進(jìn)行隔離。（8）對于氟里昂制冷系統(tǒng)，小尺寸管道（直徑在20mm 以下）一般采用紫銅管，對于較大直徑的管道，一般采用無縫鋼管。九、感謝感謝老師在百忙之中輔助我們

24、的課程設(shè)計，讓我的設(shè)計能圓滿完成，老師您工作認(rèn)真，一絲不茍， 雖然工作繁忙， 但還是抽出時間來指導(dǎo)我和同學(xué)們的設(shè)計，我在設(shè)計中有很多不懂的地方， 您都一一為我認(rèn)真解答，不辭辛勞的指點(diǎn)我，讓我看到一個真正教職人員的做事態(tài)度和敬業(yè)精神，非常佩服，每次老師您都會到教室里面來，并且待上好久，真的十分的佩服您，這次的課程設(shè)計，讓我認(rèn)識到自己專業(yè)知識的不足，做事態(tài)度和能力的缺陷，在此，再次感謝老師的幫助，自己以后一定會加倍努力，扎實(shí)自己的專業(yè)知識，不辜負(fù)教授您的辛苦在本次設(shè)計中，我受益良多，主要有以下幾個方面：1）這次課程設(shè)計是根據(jù)老師給的圖紙及資料，每個人選取不同的省份，查出所在省份的資料，然后根據(jù)各個所選省份氣溫不同完成課程設(shè)計，難度大，挑戰(zhàn)艱巨啊，但還是圓滿完成了2 ）