制冷技术课程设计解读

1、制冷技术课程设计,设计任务本设计为西安某五层酒店空调用制冷系统及机房设计 房间的总冷负荷如下所示：管段1楼立官2楼立管冷负荷kw480.4393.63楼立管4楼立官5楼立管306.8216.1125.5为一楼总立管的冷负荷，为480.4kw采用的供冷方式为简介供冷，冷冻水供水温 度为7摄氏度，回水温度为12摄氏度，采用独立空调制冷机房，因为该建筑没 有地下室，所以制冷机房设于地面，距建筑正西方距离为200m，原始资料(1) 空调夏季室外计算干球温度：35.1 C(2) 夏季空调室外计算湿球温度：25.8 C(3) 夏季空调室外日平均温度：30.7 C(4) 夏季大气压力：0.100530MPa

2、三、制冷压缩机型号与数量的选择1、确定机房总制冷量制冷系统的总制冷量为用户实际所需的制冷量以及制冷系统本身和供冷系 统冷损失，而对于间接供冷系统而言，空调制冷量小于174kw时，选择冷损失为0.15-0.20,当制冷量为174-1744kw时，系统冷损失为0.10-0.15,本系统系统 总冷负荷为480.4kw，为保证建筑在最不利情况下得到充分补充，该设计选择最 大冷损失，即取15%的冷损失，计算如下：Q =(10.15) 480.4 =552.5kw2、确定制冷剂种类因为该建筑为宾馆，对卫生和安全要求较高，因此选择R22为制冷剂，R22的具体情况如下:适用范围齐注WK压缩机形式特点利川途R2

3、20一80冋转式压力和制冷能力与R717的相 同，制拎能力比R12的鼠 广泛适用于海WL空调*化 学工业口过遊性物喷3、确定制冷系统设计工况根据空调系统对冷冻水的要求及当地冷却剂的条件，确定蒸发温度to、冷凝温度tk、压缩机排气温度trp、冷却剂进口温度tl，3.1、冷凝温度tk的确定夏季空调室外计算湿球温度：25.8 C,冷却水进水温度即湿球温度，为25.8 C,冷却水温升，对于卧式壳管冷凝器，根据实用制冷工程设计手册，取值范围为3-5摄氏度，本设计取4C,则可知冷却水出口温度为：25.8 4 =29.8C冷凝器中平均传热温差根据下表要求取 5 C拎凄曙型式眇凝温度计算式说明立式壳管式拎雙总

4、 轉議式挣彩等 曲式覚晉式净貌器 甘式挣議眸 组舎式拎腳h =+r2 +水畫口提度.U 按当堆挣却水源湿度计11侣不能超过33X臨卩一播邮水出口耀度，亡乳丹皿一冷凝器申平霸传热溫琏璽4宀厂30 r时取FFE值级氮挣農器取統小值策和韓搏却水湄升th - /),对世式売骨式挣躍、嫌豪式挣餐器 取2 r 3对耕式売甘式復超莊彎式冷艇器、塑合武浄时賊上Bl值山J301C时取下限值综上可知，冷凝温度：tk =0.5 魚 t2)飞= 0.5 (25.8 29.8) 5 =32.8 C3.2、蒸发温度to的确定蒸发温度是制冷剂液体在蒸发器中气化时的温度，蒸发温度的高低取决于被 冷却物体的温度，另外蒸发温度还

5、与蒸发器的型式有关， 本系统选用满液卧式蒸 发器，由设计任务可知：载冷剂进口温度为 12摄氏度，出口温度为7摄氏度， 对于氟利昂系统，取蒸发器中平均传热温差为7摄氏度。按照下表，可得蒸发温iult It冷舸迸口魁度.匸2-J.j-ttM出口制度,由生产工艺抵件定。九知無发基中平均U热陽董.rB对氯繰发器就4-6 ,对 氨利昂奏发号就6沁匚4戟潯制蚩出口ffljg/.i Gz), Wil 3 - 5 J 时最利呈取 4 - 6 tt 二 0.5 (tsl ts2)- O= 0.5 (127) -5 =4.5 C33、过冷温度tg的确定根据实用制冷工程设计手册，可得如下数据：狂以飙利昂为制冷剂的制

6、挣系统单级压缩系统中、节流前液体的过冷是在气液热交换器中实现的.一般取过冷度为 5 口双级压编系统中，节流前就体一般经过两次过拎首先是在中间冷却中过挣.然疳在 气-液热交换器中过拎。出中间拎却器拎却盘管的液体温度比双级压缩中间温度高5厂心 在气-液热交换器中液体再过拎5C&所以本设计取过冷温度为5C3.4、压缩机吸气温度trp的确定压缩机的吸气温度一般与制冷剂种类，吸气管的长短。和保温情况有关，以 氟利昂为制冷剂的制冷系统一般希望有一定的吸气过热度，一则可以提高循环的 经济性，同时避免液击事故的发生，保证系统的正常运行，过热度的大小根据实 用制冷工程设计手册，当采用热力膨胀阀时，蒸发器出口气体

7、过热度为3-8摄氏度，本设计取5摄氏度，所以可得压缩机的吸气温度：如=t05=4.5 5=9.5 C4、制冷循环理论Igp h图综上，可得各数据：冷凝温度tk: 32.8C、蒸发温度to=4.5C，压缩机吸气温度trp=9.5C、过冷温度tg=5C则制冷系统理论循环lgp-h图如下所示：根据绘制的p-h图查表可求出各状态参数：蒸发压力po=O.59pa, 冷凝压力pk=1.28mpa比容：vi=0.043m3/kg, vi =0.0414m3/kg, V2=0.0207m3/kg。比焓：hi= 411.09kJ/kg, hi = 407.43kJ/kg, h2= 430.70kJ/kg, h3

8、=h4= 234.17kJ/kg, h3 = 240.85kJ/kg, hq =206.59kJ/kg,5、制冷系统热力计算（1）、单位质量制冷量q0的计算q0 北h4 =411.09-234.17=176.92kJ/kg（2）单位容积制冷量qv的计算517692S 0.0433=4114.42kJ/m3（3）、制冷剂质量流量Mr%552.5kwM r =q0176.92kJ / kg=3.12kg/s（4）、制冷剂体积流量VrVr 二 M m =3.12 0.0 4 3(5)、冷凝负荷3=0.134m3/s下=M rqk 二 M r (h2 - h3)=3.12x (430.70-234.1

9、7)=613.17kw(6)、压缩机理论耗功量Pth - M r(h2 - hl)=3.12x (430.70-411.09)=61.18kw(7)、理论制冷系数卄0Pth552.5 ccc =9.0361.18(8)、制冷效率-th；c= 9.03tkt0 -273.1532.84.5= 9.030.924.5 + 273.156、制冷压缩机和电动机的选择压缩机的选择计算，主要是根据制冷系统的总制冷量及系统的设计工况,确定压缩机的种类，型号和台数，最后要校核压缩机所配置电机的功率6.1压缩机类型的选择根据实用制冷工程设计手册当制冷量在116-700kw时，宜选用螺杆式制 冷压缩机，本建筑总冷

10、负荷为 552.5kw，即使选择两台，依然在该范围内，所以 本设计选择螺杆式制冷压缩机，又因为半封闭式螺杆压缩机维修方便， 无泄漏问题的出现，且不需要轴封，噪音小，在市场上有 80%的占有率，是市场上的主流产品，所以本设计选择半封闭式螺杆压缩机6.2压缩机级数的选择级数的选择应根据设计工况的冷凝压力与蒸发压力之比来确定,Pk28?p00.59根据规范，当上式小于机，10时，应米用单级制冷压缩机，否则米用两级压缩综上，本设计采用单机制冷压缩机。6.3压缩机台数和型号的确定选择压缩机太数不能太多，本系统因为在西安，非全年连续使用，所以不考虑备用，本系统选择两台压缩机，则每台压缩机的制冷量为：552

11、 5.=276.25kw2压缩机的容积效率:1 =0.94-0.085（压-1 （ R22 的 n=1.18）Po= 0.94 _0.085（128）1.18 _10.59=0.86系统所需理论输气量：Vr _MrQ。虫冷hi -h4=27650.4 3600411.09 -234.170.863=270.60m /h综上，根据所需理论输气量，查实用制冷工程设计手册选择两台型号为LG16F 00的螺杆式制冷压缩机。具体见下表：125G号!项目ja 厶 j_iO-Z1nif厂y仝戸丄ooNLG16F125C；KF!6 24)! RyrzR22r/tri n2960转子益称直径m m160转子长度

12、m m240*理论排鼻1552应a工况制冷量KW -290281l标淮工况功率jkw80.5i80 配 用 电 机低温工况标准王况型号J KilU-2功率kW! 100电压v 380空调工况型号JKJ13-2JK2112-2功率kW125电压V380四、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，一般在冷却水水质较好，水温较低，水量较充足的地方，宜采 用卧式冷凝器，西安地区可选用卧式壳管冷凝器。2、确定冷凝器的换热面积冷凝器热负荷：Qk 二Q0 =1.16 552.5 =640.9kw(-冷凝器热负荷系数，其随蒸发温度的

13、降低和冷凝温度的升高而增加，取1.16.)冷凝器传热温差的计算：tw2 twl-：tm =2仝空FCIn tk -twi|n 32.8 25.8ttw232.8 29.8式中：twi -冷却水出冷凝器的温度tw2 -冷却水进冷凝器的温度AkQkK :垢640.9 10001100 4.72-123.44mtk-冷却水进冷凝器的温度 冷凝器传热面积的计算：式中：K-冷凝器的传热系数，由于是氟利昂卧式壳管冷凝器，其传热系数1000-1500之间，这里取1100.因为需要两台压缩机，所以初步选定两台冷凝器，其实际所需理论面积为123.4 4 _ (4x0.86x270.60x2 w0 二一3600

14、3.14 1.0式中：vh-压缩机的理论排气量-压缩机的容积效率Wo-油分离器内蒸汽的流速，取1m/s综上，选择2、高压储液器储液器的容积按制冷剂循环量进行计算，其储存量可容纳系统最大的小时制 冷量对应循环工质的1/3.而且整个储液量不超过整个容积的 70%。则可得储液器的容积为：1 Mv313.12 3600 0.000 849 6v丄30.730.7=4.54m3上式中：M为制冷系统制冷剂小时循环量，根据本系统，查表可得为30.0008496mi/kg本系统选择两台高压储液器，则每一台的容积为:综上，可选择上海臻杭公司的 ZH-102型储液器制冷容星尺寸（英寸接口尺寸型号R-1343R 亠

15、 22R-404S/R-507DIA AB機口出口ZH-1026J5.86.05*0010243/B3/84.542= 2.27m3、气液分离器该设备用来分离蒸发器出口的低压蒸汽中的液滴，防止制冷压缩机发生湿压缩甚至液击现象。简体直径：D 1.59、270.6 0.863600二 0.254m 二 254mm气液分离器的选择:选择时应保证简体横截面积的气流速度不超过0.5m/s，故可得:二 0.5m/s8 270.6 0.860.406m = 406mm 3600 3.14综上，选择两台气液分离器。选择4、不凝性气体分离器本系统只配一个不凝性气体分离器，又因为本系统制冷量小于 1160kw,所

16、 以可采用一台小号的分离器，即选择一台桶体直径为108mn的分离器。所以，本 设计选择烟台冰冻设备总厂生产的 KFA-50,其D=219mm5、过滤器和干燥器过滤器用于清除制冷剂中的游离水分的机械杂质。本设计选用的过滤器为吉 氟利过滤器，型号为EB5仆Z301G体参数如下:加工走制是品牌吉嬴利EB51FZ30IG结构形我阀肅开启高度微启式安全阀楚称適fe(mm)65压力开境常压蝶式材质潇冈标准国标潦动方向单向类型(通道位置二通式干燥器用于氟利昂系统吸附制冷剂游离的水分，以免流道狭窄处造成冰塞，所以，本设计选择的干燥器为：上海顶峰机电设备有限公司的NEUTE干燥器，型号为NT-110F-M28-

17、04,具体参数如下：型号工作Ik力lOlkg/cm3kK3m1 /min八、机房布置1、制冷机房的设计原则(1) 制冷机房应位于冷负荷的中心，靠近冷却水水源和电源，同时应避免日晒。机房的设计应符合采暖通风与空气调节设计规范、建筑设计防火规范等的有关规定。(2) 机房严禁设在人员密集的场所和重要部门的上面、下面及主要通道的 两旁。(3) 制冷机房应以非易燃材料建筑，就地取材，符合国家的有关规定。(4) 制冷机房的屋架下弦标高取3.64.8m.。(5) 机房必须有良好的天然采光，其窗孔投光面积和机房地面的比例不应 小于1: 6。(6) 冬季设备停止运行时，机房内值班室的温度不宜低于5C,采暖地区

18、冬季工作的机房，其采暖温度不宜低于 16C。(7) 制冷机房内的机器间和设备间应保持良好的自然通风状况。(8) 制冷机房的机器间和设备间内，应设有冲洗地面的给水排水设施。(9) 各用水设备停止运行后，必须将水排干净，以防止腐蚀或冻裂。2、制冷设备布置原则(1) 符合制冷工艺流程，流向通畅、连接管路要短、便于设备的安装、操 作管理，且应留有适当的空间，以便设备部件拆卸检修。（2）尽可能的使设备安装紧凑，并充分利用机房空间，以节约建筑面积， 降低投资。（3）制冷压缩机一般布置在室内，并有减振基础；冷凝器、油分离器、集 油器布置在室外；蒸发器、贮液器等布置在室内。（4）制冷压缩机的主轴拔出端、壳管式

19、换热器的轴向一侧应留有足够的拔出检修空间。所有低温设备在布置时均应注意避免冷桥”的产生。3、制冷剂管路布置原则（1）符合工艺流程，力求简单，缩短管线，减少部件，以达到减少阻力、 泄漏以及降低材料消耗的目的。还应注意切换的灵活性，运行的可靠性和切断检 修的可能性。（2）管路的布置应便于装设支架，一般管路尽可能沿墙、柱、梁布置，而 且应考虑便于维修，不影响室内采光、通风以及门窗的开闭。（3）制冷压缩机的吸气管和排气管设置在同一支架或者吊架上时，应将吸 气管放在排气管的下面，数根平行管道之间应留有一定的间距，以便管道的安装 和检修。一般下管道间的净间距不小于 200mm。（4）除特殊要求外，一般液体

20、管路上不应有局部向上凸起的管段，气体管路上不应有局部向下凹陷的管段，以避免产生气囊”和 液囊”影响管内流体的流动。（5）从液体主管上接出支管时，一般从主管的底部接出；从气体主管上接 出支管时，一般从主管的顶部接出。（6）管道布置在地沟内时，沟底应有不小于 0.01的排水坡度，并应在沟底 的最低出设置地漏或者其它排水装置。（7）管道穿越墙壁和顶棚时，应敷设套管，以便管道因温度变化而伸缩；低温管道还要考虑留有足够间隙以便安装保温层；压缩机排气管穿越易燃墙壁和 楼板时，应采用不燃材料进行隔离。（8）对于氟里昂制冷系统，小尺寸管道（直径在 20mm以下）一般采用紫 铜管，对于较大直径的管道，一般采用无

21、缝钢管。九、感谢感谢老师在百忙之中辅助我们的课程设计，让我的设计能圆满完成，老师您工作认真,一丝不苟，虽然工作繁忙，但还是抽出时间来指导我和同学们的设计，我在设计中有很多不懂的地方，您都一一为我认真解答， 不辞辛劳的指点我， 让我看到一个真正教职人员的做事 态度和敬业精神，非常佩服，每次老师您都会到教室里面来，并且待上好久，真的十分的佩服您，这次的课程设计，让我认识到自己专业知识的不足，做事态度和能力的缺陷，在此， 再次感谢老师的帮助， 自己以后一定会加倍努力， 扎实自己的专业知识， 不辜负教授您的辛 苦在本次设计中，我受益良多，主要有以下几个方面：1）这次课程设计是根据老师给的图纸及资料，每个人选取不同的省份，查出所在省份的资 料，然后根据各个所选省份气温不同完成课程设计，难度大，挑战艰巨啊，但还是圆满完成了2 ）学以致用才是真的理解懂得所学课程，将所学的理论知识和实际的设计结合起来， 通过课程设计能更加强化我们所学的书本知识，让我们更牢记和理解书本的理论知识。 最后，十分