制冷课程设计

1、目 录一、 设计题目及原始材料-2 -二、方案设计-2 -三、负荷计算- 2 -四、制冷剂、冷水机组选择- 3 -1、确定制冷剂种类和系统形式- 3 -2、确定制冷系统设计工况- 3 -3、制冷系统理论循环lgp-h图- 4 -4、制冷系统热力计算- 4 -5、选择制冷压缩机和电动机-6 -6、冷凝器的选择原则- 8 -7、确定冷凝器的换热面积- 8 -8、选择产品型号-9 -9、冷凝器校核-10-10、确定蒸发器的型式-10 -11、蒸发器传热面积计算- 10 -五、水力计算- 11-1、冷冻水循环系统的水利计算- 11 -2、冷却水循环系统的水力计算- 11 -六、设备选择- 12 -1、

2、冷却水系统- 12-2、冷冻水系统- 12 -3、集水器和分水器管径、管长的确定- 13 -4、膨胀水箱选型- 13 -七、 设计总结- 14 -参考文献- 14 - - 8 -1、 设计题目与原始条件(一) 课程设计题目：某宾馆空气调节系统制冷机房设计 (二) 原始条件 1、冷机房所在城市：重庆2、空调建筑所需冷量： 500KW3、冷冻水供水温度7，回水温度12； 4、冷却水：自来水最高温度28；5、层高：3.5m，层数：7层6、室外空气参数：最热月室外空气平均温度28.4最热月室外空气平均露点温度22.1夏季空气调节室外计算干球温度36.3夏季空气调节室外计算

3、湿球温度27.3夏季主导风向：西南夏季室外平均风速：2.1m/s夏季的大气压力：P=973.2hPa二、方案设计 该机房制冷系统为四管制系统，即冷却水供/ 回水管、冷冻水供/回水管系统。经冷水机组制冷后的7的冷冻水通过冷冻水供水管到达分水器，再通过分水器分别送往商场的各层，经过空调机组后的12的冷冻水回水经集水器再由冷冻水回水管返回冷水机组，通过冷水机组中的蒸发器与制冷剂换热实现降温过程。从冷水机组出来的冷却水经冷却水供水管到达冷却塔，经过冷却塔冷却后降温后的28的冷却水再返回冷水机组冷却制冷剂，如此循环往复。 考虑到系统的稳定、安全并且高效的运行，系统中配备补水系统，软化系统，电子水处理系统

4、等附属系统。三、负荷计算制冷系统的总制冷量，应该包括用户实际所需要的制冷量，以及制冷系统本身和供冷系统冷损失，应考虑备有15%20%的富裕量，可按下式计算： Q0=(1+A)Q=(1+0.15)×500=575KW式中 Q0制冷系统的总制冷量（KW），Q用户实际所需要的制冷量（KW），A富裕量，本设计取15%一般对于间接供冷系统，当空调制冷量小于174KW时，A=0.150.20；当空调制冷量为1741744KW时，A=0.100.15；当空调制冷量大于1744KW时，A=0.050.07；对于直接供冷系统，A=0.050.07。为保证候冷负荷在最不利情况下得到充分补充，这里选取最大

5、值15%。四、制冷剂、冷水机组选择1、确定制冷剂种类和系统形式考虑到对卫生及安全的要求较高，本设计制冷剂选用R717，冷凝器宜采用水冷立为卧壳管式冷凝器。载冷剂、冷却剂选用水，蒸发器宜采用满液卧式壳管式蒸发器。2、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t1和过冷温度等工作参数。有关主要工作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。6、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、水量比较充足的地方

6、，宜采用卧式冷凝器。重庆地区满足上述条件,所以选用卧式壳管式冷凝器。7、确定冷凝器的换热面积冷凝器热负荷计算： kw式中： 冷凝器热负荷系数，它与蒸发温度、冷凝温度、气缸冷却方式以及制冷剂种类有关，其值随蒸发温度的降低和冷凝温度的升高而增加。这里取=1.16冷凝器传热温差的计算： 式中：冷却水出冷凝器的温度，； 冷却水进冷凝器的温度，； 冷凝温度，。冷凝器传热面积的计算： m2式中：K 冷凝器的传热系数，/（·k），由于采用氨卧式壳管式冷凝器，其传热系数10001500W/（·K），在这里K取1000 W/（·K）。由于前面已经确定需要两台压缩机，故初步选定两台冷

7、凝器，其实际所需理论面积为：A/K/2=133÷2=66 m28、选择产品型号计算出所需冷凝器的理论传热面积后，考虑到冷凝器使用一段时间后，由于污垢的影响传热系数会降低，因此在选择冷凝器型号前，应将上面计算值放大5%10%。此外系统中不设再冷却器，选用卧式壳管式冷凝器时，应将传热面积再放大15%20%，以保证液态制冷剂有35的过冷度。综合各方面考虑，因污垢影响需放大百分比取10%，不设再冷却器放大百分比取10%。则冷凝器的实际传热面积：AK=AK/×(1+0.10)×（1+0.10）=161 m2由此可选择冷凝器型号为：武汉新世纪制冷公司的DWN200B冷凝器；具

8、体参数见下表：型号冷凝面积容器类别筒体直径外型尺寸安装尺寸质量m2EMDN(mm)(L)(H)(B)B1B2B3bxlkgDWN200B203二650593612407755904302020253750主要尺寸L1L2L3L4H1H2974674417216395332009、冷凝器校核冷却水量w确定：W=0.032 m3/s=115.2 m3/h式中： 冷却剂的定压比热，水为4.186 KJ/Kg.；水的密度，为1000kg/m3。10、确定蒸发器的型式蒸发器形式的选择，应根据制冷剂和载冷剂的种类，以及空调系统处理室的结构形式而确定。本设计制冷系统中采用满液式卧式壳管式蒸发器。11、蒸发器

9、传热面积计算蒸发器传热温差：传热面积：Ac/=227.3 m2传热系数K:查空气调节用制冷技术P113 表4-11知： K为 550650 这里取K=550。 考虑到 10%15% 的富裕量 Ac= 227.3×(1+ 0.12) = 255 ，选用两台郑州市生产的卧式蒸发器，型号为HS400H，其传热面积为 150×2 255 ，满足要求。其参数如下表：型号换热面积(m2)外型尺寸mm壳体尺寸mm接管通径mm重量KgLD1HL1Ddd1d2d3HS400H15032001660155030001000502002530012300五、水力计算1、冷冻水循环系统水力计算2、

10、冷却水循环系统水力计算六、设备选择1、 冷却水系统 同样根据冷却水的流量确定水泵的型号 V=101×(1+0.1)=111 m3/h水泵的选择可根据所需的流量和扬程，确定水泵的型号及数量。水泵的扬程由输水高度和管道的总压力损失确定，制冷系统的供水系统常用离心水泵。由于水泵的损失较大所以其流量应还要大一点，同时考虑运行故障等问题的出现，每类水泵必须多选一台作为备用。本设计选择两台上海虹兴泵业制造有限公司的ISWD型管道离心泵，其性能参数如下表：型号流量Q(m3/h)扬程(m)效率(%)转速(r/min)电机功率(kw)允许汽蚀余量(m)ISWD200-315(I)A1502478145

11、0454.02、冷冻水系统循环水量W/：W/ =0.0275m3/s = 99总需冷冻水量为：W = W/ + W/×2% =101 ；其中2%为系统补水量。冷冻水管径的确定：d=154mm式中：载冷剂的流速，参照空气调节用制冷技术P113 表4-11，得水速v=12 m/s，这里取1.5 m/s。查水管路比摩阻图可得冷冻水管的阻力为：87Pa/m。冷冻水管选用ABS塑钢管。故选用273x6管径。冷冻水泵的选择：同样根据冷冻水的流量确定水泵的型号 W=101，考虑流量的附加率为20%，所以V=W×(1+20%)=121。考虑前面已采用两台蒸发器和运行故障等问题的出现，冷冻水

12、泵又必须多选一台作为备用。所以选择三台上海虹兴泵业制造有限公司的ISWD型管道离心泵，其性能参数如下表：型号流量Q(m3/h)扬程(m)效率(%)转速(r/min)电机功率(kw)允许汽蚀余量(m)ISWD150-315(I)B1732475145018.53.0备注：膨胀阀由蒸发器自带，=150 mm .3、集水器和分水器管径、管长的确定根据已知冷冻水总流量101 m3/h，冷冻水在分水器、集水器中的断面流速v=0.5ms，计算集水器和分水器管径：D=1000×=267mm。查阅管子规格，拟选用DN300无缝钢管。该冷水机组给一个空调分区供应冷冻水，则d1=200mm，d2=200

13、mm，d3=150mm。根据配管间距表确定管长：L= 1200mm。.4、膨胀水箱选型膨胀水箱的容积根据系统的水容量和最大的水温变化幅度来确定。它可以容纳水温升高时水膨胀增加的体积和水温降低时补充水体积缩小的水量，同时兼有放气和稳定系统压力的作用。分水器和集水器筒身直径的计算可以用两种方法来计算，按各个并联接管的总流量通过筒身时的断面流速确定，并应大于最大接管开口直径的2倍。按经验公式计算，D=（1.5-3.0）dmax，dmax为各支管中的最大管径。本设计采用的是开式膨胀水箱。 一般的膨胀水箱有效容积为0.5-1.0m3，此系统的膨胀水量较小。则本系统的膨胀水箱有效容积可取0.5 m3。那么

14、膨胀水箱的选择为膨胀水箱参数水箱形式型号公称直径m³有效容积外形尺寸mm水箱配管的公称直径mm水箱自重Kg长宽高溢流管排水管膨胀管信号管循环管方形10.50.619009009004032252020156.3七、设计总结在本次课程设计中，将所学空调用制冷技术的理论知识灵活的运用到实际生活当中，理论联系实际，使我更加深刻的了解了所学知识的重要性。在设计中，同学们相互解疑答惑，将遇到的问题加以讨论，同时查阅相关手册，加深了印象，同时也学到了知识。本次的课程设计对于我们将来的工作而言有莫大的帮助。参考文献： 1制冷与空调设备手册中国建筑工业出版社，1987年 2采暖通风与空气调节设计规范 ，（GBJ19-87） 3实用供热空调设计手册陆耀庆编，中国建筑工业出版社 4实用制冷与空调工程手册 ，魏迟斌主编，机械工业出版社，2002年 5现代冷冻与空调彦启森译著，上海交通大学出版社，2001年