制冷课程设计说明书.doc

常州大学课程设计目录1.确定制冷机房的总冷量21.1确定制冷机房的总冷量22.确定制冷剂种类及系统型式22.1制冷剂的确定22.2确定系统型式33.水系统设计33.1对冷冻水系统进行水力计算33.1.1 计算各管段阻力43.1.2 检查并联管路的阻力平衡133.1.3确定最不利环路133.1.4 分水器的设计153.1.5 集水器的设计153.1.6 膨胀水箱设计153.2选择冷冻水泵的规格和台数153.3冷却水系统水力计算163.3.1冷却塔水力计算163.3.2冷却水沿程阻力计算163.3.3.冷却水局部阻力计算173.4却水泵的规格和台数173.5凝水水力计算173.5.1绘制冷凝水布置图173.5.2冷凝水水力计算183.6设备汇总及说明204参考文献215.设计小结211.确定制冷机房的总冷量1.1确定制冷机房的总冷量根据“空调工程课程设计”的计算结果，得到北京地区各个房间的热负荷和盘管冷量，计算七层房间的总冷量。将计算结果列入下表1-1中。表1-1 各个房间的冷量汇总房间号七层总热负荷（w）单个房间新风机组的冷量（kw）总计（w）110176.611.0317386.6128322.820.743513527.3238322.820.743513527.3248322.820、743513527.32514969.861.3524419.8668322.820.743513527.3278322、820、743513527.3285069、40.483575072.78916148.510.986223051.9110180001.427800.00118407.930.677713151.83127101.060.561611032.261317513.41.136725470.30147101.060.561611032.26157101.060.561611032.26167101.060.561611032.261771350.4410215.00总计（w）258333.93由上表可知：办公楼层的总冷量为258333.93w。其他楼层的总冷量为231kw，则制冷机房的总冷量为490kw。2.确定制冷剂种类及系统型式2.1制冷剂的确定根据设计要求，选择r134a的制冷剂。2.2确定系统型式根据设计要求，选择两台制冷机。制冷机房的总冷量为490w。根据王牌冷气产品手册 r134a系列基本型技术参数表，选择机组型号为kcwf ，单机系列1070a1。其技术参数列入下表2-1中。表2-1 制冷机系统参数制冷量kw245kcal/h210/700输入功率kw44.3电源型式380v/3n/50hz额定电流a75.2能量控制范围25%100%压缩机型式5-6非对称齿形半封闭螺杆式压缩机启动方式y-a数量台1蒸发器型式满溢式高效换热器水量m3/h42压力降kpa45配管规格dn100冷凝器型式卧式壳管式水量m3/h53压力降kpa45配管规格dn100制冷机种类r134a充注量kg100外形尺寸长mm3100宽mm1100高mm1750重量运输重量kg2600运行重量kg27003.水系统设计3.1对冷冻水系统进行水力计算根据“空调工程课程设计”的设计结果，得到北京地区各个房间的风机盘管的型号、水量以及负担的冷量，将结果列入下表3-1中。表3-1 北京地区各房间的风机盘管型号及水量房间号型号水量（kg/h）盘管负担的冷量（kw）1400c6201.502300c4601.423300c4601.424300c4601.425200c233022.546300c4601.427300c4601.428200c3300.909300c246022.8510300c246022.9111300c4601.0712300c4601.2213200c233022.4114300c4601.2215300c4601.2216300c4601.2217300c4601.223.1.1 计算各管段阻力3.1.1.1计算冷冻水供水管段阻力根据机房土建施工图（见空调制冷专业课程设计指南图12-7）以及设计要求绘制空调冷冻水供水系统布置图 图3-1，并对各管段进行编号，标注管段长度和水量。图3-1 空调冷冻水供水系统布置图a选定环路1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-27，运用假定流速法逐段计算摩擦阻力和局部阻力。管段1-2：（水量l=620kg/h，管段长l=0.8m）摩擦阻力部分：初选流速为0.5m/s，水量为620kg/h，管段的直径为20mm,算得水管流速为根据流速0.55m/s和流速当量直径20mm，查查空调制冷技术手册 表7.3得每米长水管的摩擦阻力rm=248pa/m，则该管段的摩擦阻力为局部阻力部分：该管段不存在阀件，所以不存在局部阻力。管段2-3：（水量l=620kg/h，管段长l=1.6m）摩擦阻力部分：初选流速为0.5m/s，水量为620kg/h，算得水管断面面积为将f规格化为dn20mm，这时的实际流速为根据流速0.55m/s和流速当量直径20mm，查空调制冷技术手册 表7.3得每米长水管的摩擦阻力rm=248pa/m，则管该段的摩擦阻力为局部阻力部分：该管段存在一个90o的弯管。根据当量直径20mm，查空调制冷技术手册表7.4得局部阻力系数=2.0，则该管段局部阻力位管段3-4：（水量l=620kg/h，管段长l=3.8m）摩擦阻力部分：初选流速为0.5m/s，水量为620kg/h，算得水管断面面积为将f规格化为dn20mm，这时的实际流速为根据流速0.55m/s和流速当量直径20mm，查空调制冷技术手册 表7.3得每米长水管的摩擦阻力rm=248pa/m，则该管段的摩擦阻力为局部阻力部分：该管段存在一个90o的弯管。根据当量直径20mm，查空调制冷技术手册表7.4得局部阻力系数=2.0，则该管段局部阻力位管段4-5：（水量l=1080kg/h，管段长l=4.0m）摩擦阻力部分：初选流速为0.65m/s，水量为1080kg/h，算得水管断面面积为将f规格化为dn25mm，这时的实际流速为根据流速0.61m/s和流速当量直径25mm，查空调制冷技术手册 表7.3得每米长水管的摩擦阻力rm=255pa/m，则该管段的摩擦阻力为局部阻力部分：该管段存在一个三通管。根据当量直径25mm，查空调制冷技术手册表7.4得三通管的局部阻力系数为=0.1，则该管段局部阻力位管段5-6：（水量l=1540kg/h，管段长l=3.8m）摩擦阻力部分：初选流速为0.7m/s，水量为1540kg/h，算得水管断面面积为将f规格化为dn32mm，这时的实际流速为根据流速0.53m/s和流速当量直径32mm，查空调制冷技术手册 表7.3得每米长水管的摩擦阻力rm=125pa/m，则该管段的摩擦阻力为局部阻力部分：该管段存在一个三通。根据当量直径32mm，查空调制冷技术手册表7.4得局部阻力系数=0.1，则该管段局部阻力位管段6-7：（水量l=2000kg/h，管段长l=3.7m）摩擦阻力部分：初选流速为0.8m/s，水量为2000kg/h，算得水管断面面积为将f规格化为dn32mm，这时的实际流速为根据流速0.69m/s和流速当量直径32mm，查空调制冷技术手册 表7.3得每米长水管的摩擦阻力rm=237pa/m，则该管段的摩擦阻力为局部阻力部分：该管段存在一个三通。根据当量直径32mm，查空调制冷技术手册表7.4得局部阻力系数=0.1，则该管段局部阻力位管段7-8：（水量l=2330kg/h，管段长l=5.5m）摩擦阻力部分：初选流速为0.75m/s，水量为2330kg/h，算得水管断面面积为将f规格化为dn40mm，这时的实际流速为根据流速0.515m/s和流速当量直径40mm，查空调制冷技术手册 表7.3得每米长水管的摩擦阻力rm=125pa/m，则该管段的摩擦阻力为局部阻力部分：该管段存在一个三通。根据当量直径40mm，查空调制冷技术手册表7.4得局部阻力系数=0.1，则该管段局部阻力位管段8-9：（水量l=2660kg/h，管段长l=1.1m）摩擦阻力部分：初选流速为0.9m/s，水量为2660kg/h，算得水管断面面积为将f规格化为dn40mm，这时的实际流速为根据流速0.59m/s和流速当量直径40mm，查空调制冷技术手册 表7.3得每米长水管的摩擦阻力rm=147pa/m，则该管段的摩擦阻力为局部阻力部分：该管段存在一个三通。根据当量直径40mm，查空调制冷技术手册表7.4得局部阻力系数=0.1，则该管段局部阻力位管段9-10：（水量l=3120kg/h，管段长l=3.9m）摩擦阻力部分：初选流速为0.9m/s，水量为3120kg/h，算得水管断面面积为将f规格化为dn40mm，这时的实际流速为根据流速0.69m/s和流速当量直径40mm，查空调制冷技术手册 表7.3得每米长水管的摩擦阻力rm=198pa/m，则该管段的摩擦阻力为局部阻力部分：该管段存在一个三通。根据当量直径40mm，查空调制冷技术手册表7.4得局部阻力系数=0.1，则该管段局部阻力位管段10-11：（水量l=3580kg/h，管段长l=1.4m）摩擦阻力部分：初选流速为0.9m/s，水量为3580kg/h，算得水管断面面积为将f规格化为dn40mm，这时的实际流速为根据流速0.79m/s和流速当量直径40mm，查空调制冷技术手册 表7.3得每米长水管的摩擦阻力rm=256pa/m，则该管段的摩擦阻力为局部阻力部分：该管段存在一个三通。根据当量直径40mm，查空调制冷技术手册表7.4得局部阻力系数=0.1，则该管段局部阻力位管段11-12：（水量l=3910kg/h，管段长l=7.8m）摩擦阻力部分：初选流速为0.9m/s，水量为3910kg/h，算得水管断面面积为将f规格化为dn40mm，这时的实际流速为根据流速0.86m/s和流速当量直径40mm，查空调制冷技术手册 表7.3得每米长水管的摩擦阻力rm=296pa/m，则该管段的摩擦阻力为局部阻力部分：该管段存在一个三通旁支。根据当量直径40mm，查空调制冷技术手册表7.4得局部阻力系数=1.5，则该管段局部阻力位管段12-27：（水量l=3910kg/h，管段长l=16.6m）摩擦阻力部分：初选流速为0.9m/s，水量为3910kg/h，算得水管断面面积为将f规格化为dn40mm，这时的实际流速为根据流速0.86m/s和流速当量直径40mm，查空调制冷技术手册 表7.3得每米长水管的摩擦阻力rm=296pa/m，则该管段的摩擦阻力为局部阻力部分：该管段存在三个弯头和一个阀门。根据当量直径40mm，查空调制冷技术手册表7.4得弯头局部阻力系数=1 ，则该管段局部阻力位将计算结果列入表3-2中表3-2 冷冻水供水a环路各管段的水力计算表管段编号水量l（kg/h）管长l(m)水管尺寸dn（mm）实际流速v（m/s）单位长度摩擦阻力rm（pa/m）摩擦阻力rn（pa）局部阻力构件局部阻力系数局部阻力r管段总阻力r总（pa）1-26200.8200.55248198.4无198.42-36201.6200.55248396.890o弯头2302.5699.33-46203.8200.55248942.490o弯头2302.51244.94-510804250.612551020三通管0.118.641038.645-615403.8320.53125475三通管0.1144896-720003.7320.69237853.2三通管0.123.88777-823305.5400.515125687.5三通管0.113.3700.88-926601.1400.59147161.7三通管0.117。4161.79-1031203.9400.69198772.2三通管0.123.879610-1135801.4400.79256358.4三通管0.131.2389.611-1239107.8400.862962301三通旁支1.5554.72855.712-27391016.6400.862964913.6三个弯头、阀门31 0.51294.36207.9a环路的总阻力为15658.94pa。b选定环路15-16-17-18-19-20-21-22-23-24-25-26-27，运用上述所示的假定流速法逐段计算摩擦阻力和局部阻力，将计算结果列入下表3-3中。表3-3 冷冻水供水b环路各管段水力计算表管段编号水量l（kg/h）管长l(m)水管尺寸dn（mm）实际流速v（m/s）单位长度摩擦阻力rm（pa/m）摩擦阻力rn（pa）局部阻力构建局部阻力系数局部阻力r管段总阻力r总（pa）15-164602.6200.4163423.8无423.816-179202.3250.5220046090o弯头1.5202.8662.817-1813805320.47130650分流三通、90o弯头1.5、1.5331.4981.418-1918401.1320.64205225.5分流三通、90o弯头0.1、1.5328553.519-2023003.8320.792981132.4三通0.1321164.420-2127603.5400.61152532三通0.118.6550.621-2230905.6400.681981109三通0.123.11132.122-2334201.2400.76240288三通0.128.9316.923-2438804400.863141256三通0.137129324-2543403.8500.61110418三通0.118.6436.625-2648003.8500.68151573.8三通0.123.259726-2752607500.741711197三通、90o弯头、阀门0.1、1、0.54381635b环路的总阻力位9747.1pa。3.1.1.2 冷冻水回水管段总阻力根据机房土建施工图（见空调制冷专业课程设计指南图12-7）以及设计要求绘制空调冷冻水回水系统布置图 图3-2，并对各管段进行编号，标注管段长度和水量。图3-2 空调冷冻水回水系统布置图a 选定环路1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-23，运用上述所示的假定流速法逐段计算摩擦阻力和局部阻力，将计算结果列入下表3-4中。表3-4 冷冻水回水a环路各管段水力计算表管段编号水量l（kg/h）管长l(m)水管尺寸dn（mm）实际流速v（m/s）单位长度摩擦阻力rm（pa/m）摩擦阻力rn（pa）局部力构建局部阻力系数局部阻力r管段总阻力r总（pa）1-433010.96200.2995423.8两个弯头2168.25924-579039250.45145565.5三通0.110.125575.6255-612501.7320.4382139.4三通0.19.245148.6456-715804.9320.546150.5737.45三通0.114.9752.357-819103.6320.66206743.3三通0.121.78765.088-923703.8400.524104395.2三通0.113.7408.99-1028304400.626147588三通0.119.6607.610-1132903.8400.73198752.4三通0.126.677911-2339102.7400.865288779三通、弯头、阀门0.1、1、0.5589.41368.4a环路的总阻力为5997.6pa。b. 选定环路13-14-15-16-17-18-19-20-21-22-23，运用上述所示的假定流速法逐段计算摩擦阻力和局部阻力，将计算结果列入下表3-5中。表3-5 冷冻水回水b环路各管段水力计算管段编号水量l（kg/h）管长l(m)水管尺寸dn（mm）实际流速v（m/s）单位长度摩擦阻力rm（pa/m）摩擦阻力rn（pa）局部阻力构建局部阻力系数局部阻力r管段总阻力r总（pa）13-144606.1200.4163994.3弯头21601154.314-159203.8250.52200760三通0.567.6827.615-1613804320.47130520三通0.555.2575.216-1718401.7320.64205348.5三通0.5102.4450.917-1821705320.752721360三通0.5140.61500.618-1925003.5320.863451207.5三通0.5184.91392.419-2029603.8400.65173657.4三通0.5105.676320-2134201.8400.76230414三通、弯头0.5、1433.2847.221-2238805.7400.862981698.5三通、弯头0.5、1554.72253.222-2352608.1500.741711385.1弯头、阀门1、0.5547.61932.7b环路的总阻力为11697.1pa。3.1.2 检查并联管路的阻力平衡图3-3 冷冻水系统立管布置图a环路的总阻力为pa=21656.54pa，b环路的总阻力为pb=21444.2pa。检查结果表明，并联管路的阻力平衡满足设计要求。3.1.3确定最不利环路根据设计要求绘制冷冻水立管系统布置图 图3-3，并对各管段进行编号。运用假定流速法对各管段进行水力计算，并将计算结果列入表3-6中。则冷冻水一根立管的总阻力为4646.4pa，在冷冻水系统中有“一供一回”两根立管，所以冷冻水系统立管的总阻力为9292.8pa。根据设计要求计算制冷机房内的摩擦阻力和局部阻力，并将计算结果列入表3-7中。则制冷机房的总阻力为99293.9pa。综上所诉，最不利环路阻力为p=130243.24pa。表3-6 冷冻水立管各管段阻力计算表管段编号水量l（m3/h）管长l(m)水管尺寸dn（mm）实际流速v（m/s）单位长度摩擦阻力rm（pa/m）摩擦阻力rn（pa）局部阻力构建局部阻力系数局部阻力r管段总阻力r总（pa）8-79.173.5650.767125437.5三通1.5441.2878.77-618.343.5801.01165577.5三通0.151628.56-527.513.51000.97120420三通0.1474675-436.63.51001.29208728三通0.184.5812.54-345.583.51251.0395332.5三通0.153385.53-255.023.51251.245146511三通0.178.1589.12-164.1941251.45195780三通0.1105.1885.1表3-7 制冷机房内的各段阻力计算管段管长流量管径流速比摩阻沿程阻力 pa局部阻力系数局部阻力管段总阻力 pamkg/hmmm/spa/mpa回水干管-集水器27.07564.191251.45203.65512.47弯头7个 0.55329.0610841.53三通 1.5球阀 0.05蝶阀0.2集水器64.1922102.52102.5集水器-泵13.664.191251.45203.62768.96蝶阀 0.233846152.96过滤器 2软接 20pa水泵入口 1泵-机组7.84164.191251.45203.61596.4276软接 20pa13838.5615434.988单向阀 6.5球阀 0.05弯头4个 0.5止回阀 6.5机组64.194500045000机组-分水器37.764.191251.45203.67675.72止回阀 6.5998317658.72弯头6个 0.5分水器64.1922102.52102.53.1.4 分水器的设计根据空调与制冷技术手册对分水器进行设计计算，得分水器的配管间距为：l1=200+60=260 mml2=200+100+120=420 mml3=100+150+120=370 mml4=150+250+120=520 mml5=250+125+120=495 mml6=125+100+120=345 mml7=100+150+120=370 mml8=150+60=210 mm分水器的筒身直径d=3*dmax=750 mm3.1.5 集水器的设计根据空调与制冷技术手册对集水器进行设计计算，得集水器的配管间距为：l1=25+60=85 mml2=25+200+120=345 mml3=200+150+120=470 mml4=150+100+120=370 mml5=100+250+120=470 mml6=250+200+120=570 mml7=200+125+120=445 mml8=125+60=185 mm分水器的筒身直径d=3*dmax=750 mm3.1.6 膨胀水箱设计膨胀水箱的有效容积。根据空调与制冷技术手册选择方形，1型号的膨胀水箱。其参数如下：公称容积：0.5m3；有效容积：0.61m3；外形尺寸：900900mm、高900mm；水箱配管的公称直径（mm）：溢流管40、排水管32、膨胀水箱25、信号管20、循环管20；水箱自重：156.3kg；采暖通风标准图集图号：t905(一)。3.2选择冷冻水泵的规格和台数根据实用供热空调工程设计手册，选择型号为is 100-65-250的泵2台。其扬程为h=17.413，流速为v=32m3/h，转速为n=2900r/mh。3.3冷却水系统水力计算3.3.1冷却塔水力计算冷却水量取决于冷水机组冷凝器的散热量和冷却水供回水温差。可按下式计算： w=qcc（tw1-tw2） 式中qc冷却塔排走的热量，kw 对于压缩式制冷机，取制冷机负荷的1.3倍左右； 对于吸收式制冷机，取制冷机负荷的2.5倍左右。 c水的比热，kj/kg。常温时c=4.1868 kj/kg tw1-tw2冷却塔的进出水温差，；对于压缩式制冷机，去4-5；对于吸收式制冷机，去6-9。 计算得 选取2台型号为80的逆流式冷却塔，每台处理水量55.2m3/h，进塔水压为3.5m3.3.2冷却水沿程阻力计算绘制冷却系统水管布置图 图3-4。图3-4 冷却水系统布置图初选流速为1.8m/s，水量为57600kg/h，算得水管断面面积为将f规格化为dn125mm，这时的实际流速为根据流速1.3m/s和流速当量直径150mm，查空调制冷技术手册 表7.3得每米长水管的摩擦阻力rm=157pa/m。沿程管段的长度估算为138.4m则沿程管段的沿程阻力为 3.3.3.冷却水局部阻力计算由于采用2个冷却塔，供水时一个90弯头，一个三通，回水时2个90弯头，一个三通流量为16kg/s，流速为1.3m/s,局部阻力为： 其他局部管件流量为57.6m3/h，流速为1.3m/s。类型局部阻力系数局部阻力pa1个球阀0.0542.2514个90弯头1*14118307个蝶阀0.2*711831个y型过滤器216903个软接20*31个止回阀6.55492.51个水泵入口1845总和21142.75冷却塔进塔水压为3.5m水柱，约35000pa制冷机组压力降为45000pa则冷却水环路总阻力为+沿程阻力=126232pa=12.7m水柱3.4却水泵的规格和台数根据实用供热空调工程设计手册，选择型号为is 100-65-200泵2台。其杨程为h=17.413m,流速v=28.8m3/h,转速n=1450r/min。3.5凝水水力计算3.5.1绘制冷凝水布置图根据空调制冷专业课程设计指南图12-4六层空调水管平面图以及设计要求，绘制冷凝水系统布置图3-1以及绘制各冷凝水立管布置图3-2。图5-1冷凝水系统布置图图5-2 冷凝水立管布置图（a）0点以下立管 （b）21点以下立管（c）20点以下立管(c)(a)(b)3.5.2冷凝水水力计算凝结水管水管处理的凝结水负荷可由计算风系统时所选取的风机盘管直接选取，各层的冷负荷值相同。凝结水管管径直接由各段冷负荷近似查空调工程制冷专业课程设计指南表6-5选取，将结果列入下表3-1中。表3-1 冷凝水各管段水力计算表管段冷负荷kw管径dn652.5420543.9620435.3820326.820218.2220109.7225781.4220892.84209214.262015142.412014133.632013124.72012117.612011109.0652010013.372516171.222017182.442018193.66201920520216f4.26206f5f8.52255f4f12.78254f3f17.04323f2f21.3322f1f25.56321f地面29.8232206f5256f5f10255f4f15324f3f20323f2f25322f1f30321f地面353206f23.09326f5f46.18325f4f69.27324f3f92.36323f2f115.45402f1f138.54401f地面161.6340 至此，冷凝水管径全部确定。3.6设备汇总及说明1.制冷机：2台机组型号为kcwf ，单机系列1070a1。其技术参数如下：制冷量kw245kcal/h210/700输入功率kw44.3电源型式380v