空调用制冷技术课程设计(共19页).doc

《空调用制冷技术课程设计(共19页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《空调用制冷技术课程设计(共19页).doc（19页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精选优质文档-倾情为你奉上目 录目录 1设计任务书 2设计说明书 3 一、制冷机组的类型及条件 3 二、热力计算 6 三、制冷压缩机型号及台数的确定 7 四、冷凝器的选择计算 8 五、蒸发器的选择计算 12 六、冷却水系统的选择 14 七、冷冻水系统的选择 14 八、管径的确定 14 九、其它辅助设备的选择计算 15 十、制冷机组与管道的保温 17 十一、设备清单 18 十二、参考文献 18 空调用制冷技术课程设计任务书一、 课程设计题目： 本市某空调用制冷机房二、 原始数据1 制冷系统采用空冷式直接制冷，空调制冷量定为100KW。2 制冷剂为：氨(R717)。3 冷却水进出口温度为：28/3

2、1。4 大连市空调设计干球温度为28.4，湿球温度为25。三、 设计内容1 确定设计方案 根据制冷剂为：氨(R717)确定制冷系统型式。2 根据冷冻水、冷却水的要求和条件，确定制冷工况并用压焓图来表示。3 确定压缩机型号、台数、校核制冷量等参数。4 根据蒸发温度、冷凝温度选择蒸发器（卧式壳管）冷凝器（水冷或空冷），并做其中一个设备（蒸发器或冷凝器）的传热计算。5 确定辅助设备并选型6 编写课程设计说明书。空调用制冷技术课程设计说明书 一、制冷机组的类型及条件1、初参数1）、制冷系统主要提供空调用冷冻水，供水与回水温度为：7/12，空调制冷量定为100KW。2）、制冷剂为：氨(R717)。3）、

3、冷却水进出口温度为：28/31。4）、大连市空调设计干球温度为28.4，湿球温度为25。2、确定制冷剂种类和系统形式 根据设计的要求，本制冷系统为100KW的氨制冷系统，一般用于小型冷库，该制冷机房应设单独机房且远离被制冷建筑物。因为制冷总负荷为100KW,所以可选双螺杆制冷压缩机来满足制冷量要求（空气调节用制冷技术第四版中国建筑工业出版社P48）。冷却水系统选用冷却塔使用循环水，冷凝器使用立式壳管式冷凝器，蒸发器使用强制循环对流直接蒸发式空气冷却器（即末端制冷设备）。3、确定制冷系统设计工况 确定制冷系统的设计工况主要指确定蒸发温度、冷凝温度、压缩机吸气温度和过冷温度等工作参数。有关主要工作

4、参数的确定参考制冷工程设计手册进行计算。确定冷凝温度时，冷凝器冷却水进、出水温度应根据冷却水的使用情况来确定。、 冷凝温度（）的确定 从制冷工程设计手册中查到大连地区夏季室外平均每年不保证50h的湿球温度（） 对于使用冷却水塔的循环水系统，冷却水进水温度按下式计算： 式中 冷却水进冷凝器温度（）；当地夏季室外平均每年不保证50h的湿球温度（）；安全值，对于机械通风冷却塔，=24。 冷却水出冷凝器的温度（），与冷却水进冷凝器的温度及冷凝器的形式有关。 按下式确定：选用卧式壳管式冷凝器 =+（24）=28+3=31注意：通常不超过35。 系统以水为冷却介质，其传热温差取46，则冷凝温度为 4=35

5、式中 冷凝温度（）。、 蒸发温度（）的确定 蒸发温度是制冷剂液体在蒸发器中汽化时的温度。蒸发温度的高低取决于被冷却物体的温度及传热温差，而传热温差与所采用的载冷剂（冷媒）有关。由于蒸发式空气冷却器不需要谁做冷媒，所以蒸发温度等于制冷剂液体在蒸发器中的气化温度。 若系统以水为载冷剂，其传热温差为，即 式中 载冷剂的温度（）。 一般对于冷却淡水和盐水的蒸发器，其传热温差取=5。 本制冷机房用风冷式蒸发器，则制冷剂的蒸发温度也应为2.、 过冷温度（）的确定 在冷凝压力下，制冷剂液体的过冷温度与冷凝温度的差值，称为过冷度。是否采用过冷应进行全面的经济技术分析。 对于一般的空气调节用制冷装置，不采用液体

6、过冷；对于大型的蒸发温度较低（5）的制冷装置，在条件许可时使用液体过冷。对于本设计系统，=2，因此不采用液体过冷，即=0。、过热温度（）的确定 压缩机吸气口温度（）的确定 压缩机的吸气温度根据管道中的传热情况，或根据标准规定的过热度确定。通常 =+=。（式中 对于一般氨压缩机，=）。、 制冷系统理论循环p-h图 根据绘制的p-h图查表求得各状态参数：确定压力：Pe=Pa，Pc= Pa。比容：0.27， 0.096焓值： 1464， 1640，380 ，二、 制冷系统热力计算1、 单位质量制冷量（）的计算 （ 1464-380）=1084 2、单位冷凝负荷（）的计算 3、单位理论压缩功（）的计算

7、 4、单位容积制冷量（）的计算 5、 制冷剂质量流量（）的计算 6、 压缩机吸入制冷剂蒸汽的体积流量（）的计算 6、冷凝器热负荷（）的计算 8、 压缩机所需的理论耗功率（）的计算 9、 制冷系数（）的计算 10、 逆卡诺循环制冷系数（）的计算： 11、制冷系数（）的计算 三、制冷压缩机型号及台数的确定1、 压缩机形式的选择 根据已知参数，预选螺杆式压缩机。2、 压缩机型号的选择 查实用制冷工程设计手册根据制冷机组冷负荷100KW选择压缩机，选用KA12.512型压缩机，其标准工况下的制冷量为137KW大于100KW，符合要求。2、 压缩机台数的选择 压缩机台数应根据总制冷量来确定： 式中 压缩

8、机台数（台）；每台压缩机设计工况下的制冷量（）。 因此，选择1台KA12.5-12型压缩机.4、 压缩机级数的选择 压缩机级数应根据设计工况的冷凝压力与蒸发压力之比来确定。一般若以氨为制冷剂，当时，应采用单级压缩机；当时，则应采用两级压缩机。 对于本设计制冷系统中，因此，本设计制冷系统采用单级压缩。5、电机的选择 由于使用KA12.5-12双螺杆压缩机，其配用电机型号为YW200L-2,标准工况功率55KW,电压380V。四、 冷凝器的选择计算1、冷凝器的选择原则冷凝器的选择取决于当地的水温、水质、水源、气候条件，以及压缩机房布置要求等因素。立式壳管式冷凝器具有占地面积小，无冻结危险，对水质要

9、求不高，传热系数高的特点，在本系统中选用氨立式壳管冷凝器。2、冷凝器热负荷计算 冷凝器热负荷在热力计算中已求出。 式中 冷凝器的热负荷（KW）3、冷凝器的已知参数 氨制冷系统传热管采用无缝钢管，=58.2w/(mk)， 肋管外径=15.43mm，内径=13.15mm, 肋片外径=17.8mm，肋片厚度=0.232mm，=0.354 mm，平均肋厚=0.3mm，肋片的节距e=1.029mm。4、计算肋管特性参数 （以1米长肋管计算）肋管水平部分的面积：=44肋管垂直部分面积：119肋管总外表面积：A=+=163肋化系数：肋片的当量高度：=3.5m基管平均表面积：=44.9所以：/A=0.73 ；

10、 /A= 0.27 ： A/=3.65、计算平均传热温差 6、冷却水流量 查水在5.36 的物性参数：=4.2 7、概算所需传热面积 假设热流密度=5500w/，则8、初步规划冷凝器结构 取管内的流速v=2.7m/s，则每流程类管数m为 14.5 取m=15,这样管束总长等于 =8.6 如流程数n=2,则冷凝器传热管有效长度为3.1m；传热总根数N=40根9、计算水侧的换热系数 1.094w/k10、计算制冷剂测得冷凝换热系数1） 按公式（41）求水平光管管外冷凝换热系数。 由于=35，查物性表可得：=0.45w/(mk) ， =587.5kg/ ， =3.56kj/(kgk) ， =1.25

11、5Ns/ ， =1100.3kj/kg所以 1.36 =2010w/k2）计算水平肋管外的冷凝换热系数。 =0.00124m肋片效率：=0.8905 （=0.603，查表的=0.5370）肋片的修正系数 =1.5 所以，1.52010=3014.5w/(k) 3）计算水平肋管束外冷凝换热系数 2442.7w/(k) 11、实际的热流密度（） 取污垢热阻(k) /w，按公式 =977.2w/(k) 其中：油膜热阻取0.4k/w 管壁热阻=2.86k/w 所以，实际热流密度=5237 w/ 计算传热面积有效。12、计算实际传热面积 布置管束Ac=21.8 保持上面确定的m=15,n=2，冷凝器的有

12、效管长为：=4.46m13、 冷凝器的选型 由冷凝器的计算知选LN-25型立式冷凝器即可符合要求。（由于没有设备选型，此处为估计型号）。五、 蒸发器的选择计算1、 蒸发器的预选 由于此制冷系统用于小型冷库，用强制对流式冷却空气干式蒸发器，来自节流装置中的低压制冷剂湿蒸气通过分液器分成多通路吸热蒸发后为气态制冷剂，汇集到集管中流出；而空气经过风机以一定流速从肋片管的肋片间掠过，将热量传给管内流动的制冷剂，温度降低。2、 蒸发温度与传热温差的确定 对于直接蒸发式空气冷却器，由于空气侧换热系数低，为了不是结构尺寸偏大，所以取较大的传热温差。通常蒸发温度比冷却空气的出口温度低68，就是说，平均传热温差

13、约为1113，取12.以外肋表面为基准的热流密度约450550.蒸发温度已知为=2，有5过热度，热流密度K取35.3、 换热面积的计算 传热面积： 由换热面积查手册选一台DL-250直接蒸发式空气冷却器, F=2504、 蒸发器风量的确定 5、 风机的选择 选用与蒸发器配套的送风机，（资料不够，数据有偏差），选用QF36-380型。其送风量为36000。六、冷却水系统的选择1、冷却塔冷却塔冷却水量在冷凝器计算中已知。根据型号选HL6-30型。2、水泵的选型: 水流量为即：泵的流量为19m/h。1）、水泵扬程冷却水泵所需扬程 Hp=hf+hd+hm+hs+ho式中hf，hd冷却水管路系统总的沿程

14、阻力和局部阻力，mH2O；hm冷凝器阻力，mH2O；hs冷却塔中水的提升高度（从冷却盛水池到喷嘴的高差），mH2O； ho冷却塔喷嘴喷雾压力，mH2O，约等于5 mH2O。2）、阻力计算 管径长约300，比摩阻选200Pa/m则 hf=300200Pa=6mH2O局部阻力取0.5则 hd=0.56=3mH2O冷凝器阻力约为 hm=4mH2O冷却塔在机房房顶，房顶距地面3m则 hs=3mH2O冷却塔喷嘴喷雾压力，约等于5 mH2O。 ho=5mH2O安全系数取1.5 总扬程 根据流量和扬程，选用立式管道离心泵80-250B型水泵，额定流量：20m3/h， 额定扬程：30 mH2O，额定功率为15

15、kw，转速：2900r/min，泵进、出口公称直径DN80。 七、冷冻水系统的选择 因为本制冷系统选用直接蒸发式冷风机作蒸发器，所以不需冷却水系统。八、 管径的计算 制冷剂在总管内流量，=0.27， =0.096， 排气管内制冷剂流速，吸气管内流速，冷凝器内水流速，流量为，蒸发器风速，风量为 。由公式： 计算个管径如下：吸气水平管： 选用吸气立管：查R717上升吸气立管最小负荷图得 选用排气管： 选用在分管中的流量排气分管： 选用吸气分管： 选用 由于采用直接风冷式蒸发器，所以不用计算管径。肋片间距由蒸发器型号决定。九、 其它辅助设备的选择计算1、膨胀阀的选择 由于该制冷系统属于小型氨制冷系统

16、，毛细管做节流阀，它具有结构简单，安装方便的优点，但不能根据工况调节流量，在它之前再加一电磁阀即可弥补这个缺点。根据经验选毛细管选用1.2mm内径，长为0.6m无缝钢管，电磁阀选用DC80型。2、贮液器的选择计算 贮液器的容积按制冷剂循环量进行计算，但最大贮存量应不超过每小时制冷剂总循环量的1/31/2。同时，应考虑当环境温度变化时，贮液器内的液体制冷剂因受热膨胀造成的危险，鼓其贮存量一般不超过整个容积的70%80%。 贮液器的容积按下列公式计算： 由配套的ZA0.5B 可知其容积为： 0.5 0.3 满足要求。3、油氨分离器的选择计算 油分离器筒体直径： 压缩机配套的 YF40 直径为400

17、mm 389mm 满足要求。4、气液分离器的选择计算 汽液分离器的桶体直径按下列公式计算： 配套的 AF65 桶体直径为： 650mm 653 mm 满足要求。5、集油器的选择计算 集油器的选择是根据经验，当冷冻站的制冷量为100 300 KW 时，选用120mm的集 油器一台。型号为：JY100。6、不凝性气体分离器的选择计算 一般的，一个系统只选配一台空气分离器，当冷冻站标准工况下的制冷量小于1163KW时，宜采用一台小号（桶体直径为108mm）空气分离器。根据以上条件可知：KF32B满足要求。7、 其余辅助设备 其余辅助设备根据经验选得，具体型号见设备清单。设备名称设备型号紧急泄氨器KF

18、A系列安全阀HPb59-1/H62过滤器QLJ1600-Z 十、 制冷机组与管道的保温 根据表和管径数据加保温层，由于这里是氨制冷系统，氨易燃易爆，这里用自熄型聚苯乙烯泡沫塑料，由于管径最大为150mm，最小为50mm，按经验选20mm厚的自熄型聚苯乙烯泡沫塑料，包裹在DN50裸露管外,50mm厚的包裹在DN150管外。十一、 设备清单序号名称单位型号规格数量1 双螺杆式制冷压缩机台KA12.5-12Q=137KW12配套电动机台YW200L-2P=55KW13立式冷凝器台LN-25F=2514直接蒸发式空气冷却器台DWZ-250F=25015配套风机台QF36-380Q=3600016冷却塔

19、台HL6-3017立式管道离心泵型水泵，台80-250BQ=20m3/h18电磁阀台DC8019节流阀台毛细管D=1.2mmL=0.6m110贮液器台ZA-0.5BV=0.5111集油器台JY-100D=200mm112油氨分离器台YF-40D=400mm113空气分离器台KF-32BD=108mm114氨液分离器台AF-65D=650mm115不凝气体分离器台KF32B116紧急泄氨器台KFA系列117安全阀 台HPb59-1/H62118干燥过滤器台QLJ1600-Z1十二、 参考文献 以上设计计算、校核与设备选用参照以下参考文献：1 严启森 石文星 田长青空气调节用制冷技术（第四版） 北京： 中国建筑工业出版社，2010.7 2郭庆堂 编著 实用制冷工程设计手册 北京：中国建筑工业出版社，1994.4 3 章熙民 任泽霈 梅飞鸣 编著 传热学（第五版） 北京： 中国建筑工业出版社，2007.74王增长 编著 建筑给水排水工程（第六版） 北京： 中国建筑工业出版社，2010.8 5 陈沛霖 岳孝方 编著 实用空调制冷设备手册上海：同济大学出版社，19906 陆耀庆 编著 实用供热空调设计手册 北京： 中国建筑工业出版社，1996,57连之伟 编著 热质交换原理与设备北京；中国建筑工业出版社，2006,4专心-专注-专业