双源型全新风除湿机15000风量设计报告书蒸发冷凝R134a改1

..完美.格式.编辑专业.资料.整理15000m3/h风量双源型全新风除湿机设计报告书XX五洲制冷集团有限公司二零一零年八月目录..1.设计要求-1-2.空气处理过程-1-3.设计计算-2-3.1进风状态参数-2-3.2热管换热器设计-2-3.3表冷器设计-3-3.4冷冻除湿各元件的设计-4-3.5机组最低出风参数的校核-7-3.6最大补水量的计算-8-3.7确定风口尺寸及风机的选配-8-4.其他季节工况下机组的校核计算-10-4.1夏季最恶劣工况-10-4.2过渡季节工况-11-4.3冬季工况-12-5.机组框架和面板机械强度校核-12-6.技术参数表-12-7.配置清单-13-8成本核算-14-..完美.格式.编辑1.设计要求夏季室外计算工况为DB33℃/WB27℃；高温冷冻水供回水温度为15/20℃；工作电源：AC380V/3P/50Hz；机组夏季设计送风含湿量不高于8g/kg干；机组夏季送风温度在16~22℃之间可调；机组运行补水由自来水提供；送风量：V1=15000m3/h；回风量：V2=12000m3/h2.空气处理过程由设计边界条件可知：夏季进风工况：DB33℃/WB27℃,焓值为84.9kJ/kg,含湿量为20.1g/kg·干；要求出风工况：16℃≤送风温度≤22℃,送风含湿量≤8g/kg干。图1设计条件分析焓湿图从设计条件分析焓湿图上我们知道,含湿量≤8g/kg·干,16℃≤送风温度≤22℃,如焓湿图中的阴影区域所示。为了保证送风含湿量≤8g/kg·干,从焓湿图上查得送风含湿量=8g/kg·干的蒸发器极限出风状态点应位于等含湿量线AB〔dAB=8g/kg·干的左侧区域内,我们以相对湿度95%作为机器露点的参考基准,可得蒸发器极限出风状态点为L点〔具体位置如图1中的L点所示,其相关参数如下：表1蒸发器极限出风状态点〔L点参数干球温度湿球温度露点温度焓相对湿度含湿量空气密度℃℃℃kJ/kg·干%g/kg·干kg/m311.611.14710.72831.8589581.234L点即为满足出风含湿量≤8g/kg·干的蒸发器极限出风状态点。为了充分保证机组夏季设计出风工况的要求,系统设计时考虑足够的安全余量,同时本着既能满足用户要求,又兼顾设计经济型的原则,我们根据上述焓湿图分析,以相对湿度90%作为机器露点的参考基准,确定双冷源全新风除湿机的蒸发器出风状态点为L2点〔具体位置如焓湿图中的L2点所示,其相关参数如下：表2蒸发器实际出风状态点〔L2点参数干球温度湿球温度露点温度焓相对湿度含湿量空气密度℃℃℃kJ/kg·干%g/kg·干kg/m31211.1610.4332.13907.931.232夏季室外新风首先通过空气过滤器过滤,再经热管换热器的蒸发段预冷降温,然后经过表冷器初步降温除湿,机器露点达到19℃,而后再经过直接蒸发冷深度降温除湿,使出风的机器露点达到12℃,最后经过再热冷凝器加热,通过调节再热冷凝的热负荷,使机组送风参数连续可调,从而达到设计要求的温湿度参数〔tDB=16～22℃,送入房间。新风处理过程及焓湿图分析如图2、图3所示。图2：新风处理过程图图3：夏季新风处理焓湿图而室内排风将经过蒸发冷凝器降温、热管换热器冷凝段及散热冷凝器升温后排出机组。排风的利用使热管换热器的热回收得以实现。排风的空气处理过程及焓湿图分析如图4、图5所示。图4：排风处理过程图图5：夏季排风处理焓湿图3.设计计算3.1进风状态参数新风状态参数W<W’>：表3BtWφWρWiWdWtwbWtdpWkPa℃%kg/m3kJ/kgg/kg℃℃10133631.285.5920.412725.18回风状态参数N：表4BtNφNρNiNdNtwbNtdpNkPa℃%kg/m3kJ/kgg/kg℃℃10127501.256.0311.2819.515.723.2热管换热器设计经热管热回收器预冷后空气状态A为：表5BtAφAρAiAdAtwbAtdpAkPa℃%kg/m3kJ/kgg/kg℃℃10129.676.71.282.0320.4126.2825.17eq\o\ac<○,1>计算显热回收量：QA=V1×1.2×〔tW–tA×1.05/3600=〔15000×1.2×〔33-29.6×1.05/3600=17.8kWeq\o\ac<○,2>热管换热器设计初步设计热管换热器为：表6项目项目单位热管迎风面长×宽排数列数间距总传热面积风量迎面风速mm排列mmm2m3/hm/s蒸发段2200×10646282.6316150001.78冷凝段2200×10646282.6316120001.423.3表冷器设计经表冷器冷却去湿后空气状态参数L1为：表5BtL1φL1ρL1iL1dL1twbL1tdpL1kPa℃%kg/m3kJ/kgg/kg℃℃10119951.252.7513.2418.5418.2eq\o\ac<○,1>计算表冷制冷量：QL1=V1×1.2×〔iW–iA/3600=〔15000×1.2×〔/3600=146.4kWeq\o\ac<○,2>计算表冷除湿量：WL1=V1×1.2×〔d1–d2/1000=〔15000×1.2×〔=129.06kg/heq\o\ac<○,3>计算表冷冷冻水流量：机组冷水供回水温度为15/20℃,则冷冻水流量为：GL1===25223kg/h=25.2t/h。eq\o\ac<○,4>表冷器设计表冷器逆流设计,空气侧进出风温度29.6/19℃,水侧进出水温度15/20℃,则传热温差为：＝6.4℃取传热系数为55W/〔m2·K,则所需面积为：FL1=146.4×1000/55/6.4=416m2初步设计表冷器：表7迎风面长×宽排数列数间距总传热面积迎面风速mm排列mmm2m/s2200×10648282.64221.78铜管采用¢15.6×0.75型,满足设计要求。3.4冷冻除湿各元件的设计经蒸发器降温去湿后空气状态参数L2为：表8BtL2φL2ρL2iL2dL2twbL2tdpL2kPa℃%kg/m3kJ/kgg/kg℃℃10112901.232.127.9311.1610.43eq\o\ac<○,1>计算蒸发冷量：QL2=V1×1.2×〔iL1–iL2/3600=〔15000×1.2×〔52.75－32.12/3600=103.2kWeq\o\ac<○,2>计算蒸发除湿量：WL2=V1×1.2×〔dL1–dL2/1000=〔15000×1.2×〔/1000=95.58kg/heq\o\ac<○,3>压缩机的选配a．蒸发器出风温度t2=12℃,据此确定蒸发温度to=3℃,采用蒸发冷凝器冷凝,确定冷凝温度tk=40℃；b．按制冷量Qo=103kW,工质为R134a,选择"Refcomp"SRC-S-163一台,在to=3℃,tk=40℃时的制冷量为111kW,对应压缩机输入功率为24.7kW。eq\o\ac<○,4>蒸发器设计蒸发器逆流设计,空气侧进出风温度19/12℃,蒸发温度为3℃,传热温差为△tm=＝12.12℃取传热系数为35W/〔m2·K,则所需面积为FL2=103×1000/35/12.12=243.3m2初步设计蒸发器：表9迎风面长×宽排数列数间距总传热面积迎面风速mm排列mmm2m/s2200×10646283.5239.21.78采用单系统,铜管为¢15.6×0.5型,满足设计要求。eq\o\ac<○,5>再热冷凝器设计按照蒸发温度t0=3℃,冷凝温度tk=40℃,查《制冷原理与设备》第210页图8-2得：冷凝负荷系数C0=1.2,冷凝热负荷Qk=CoQo=1.2×103.2=124kW。a.当机组出风温度16℃时,空气温升△t1=16-12＝4℃,则需再热量为：QS1=CP×V1×1.2×△t/3600=1.05×<15000×1.2×4/3600=21kW这样,空气经再热冷凝器加热升温,达到要求的机组出风,状态参数S1为：表10BtS1φS1ρS1iS1dS1twbS1tdpS1kPa℃%kg/m3kJ/kgg/kg℃℃1011669.381.236.227.9312.810.43b.当机组出风温度22℃时,空气温升△t2=22-12＝10℃,则需冷凝再热量为：QS1=CP×V×1.2×△t/3600=1.05×<15000×1.2×10/3600=52.5kW这样,空气经再热冷凝器加热升温,达到要求的机组出风,状态参数S2为：表11BtS2φS2ρS2iS2dS2twbS2tdpS2kPa℃%kg/m3kJ/kgg/kg℃℃1012247.71.242.377.9315.0910.43按最大热负荷设计再热冷凝器。逆流布置,空气侧进出风温度12/22℃,冷凝温度为40℃,传热温差为：△tm=＝22.6℃取传热系数为30W/〔m2·K,则所需面积为：FS2=52.5×1000/30/22.6=77.4m2初步设计再热冷凝器：表12迎风面长×宽排数列数间距总传热面积迎面风速mm排列mmm2m/s2200×10642283.5801.78采用单系统,铜管为¢15.6×0.5型,满足设计要求。eq\o\ac<○,6>蒸发冷凝器的设计机组制冷系统包括再热冷凝器,蒸发冷凝器和散热冷凝器。三个冷凝器串联连接。当再热冷凝器热负荷最小时,即当机组送风温度为16℃时,蒸发冷凝器热负荷最大,这时蒸发冷凝器热负荷为Qk=124-21=103kW。回风经过蒸发冷凝器前的湿球温度19.5℃,根据热负荷、进风湿球温度和冷凝温度,确定蒸发冷凝器。总排热量以热负荷为

103kW

的蒸发式冷凝器为例,水膜表面的温度介于冷凝温度40℃,与进风湿球温度19.5℃之间,假设水膜温度一般比进风湿球温度高5～6度,取水蒸发汽化的最终温度为26℃,即水在26℃完全汽化时,最XX论耗水量计算为〔26℃时水的汽化热值为：2440kJ/kg：

103×3600/2430＝153kg/h。而机组的总除湿量为224.6kg/h,水温为16℃,即夏季机组不需要补水。蒸发冷凝器的出风参数B为：表13BtBφBρBiBdBtwbBtdpBkPa℃%kg/m3kJ/kgg/kg℃℃10127951.282.821.7826.4526.24eq\o\ac<○,7>热管换热器的校核由热管蒸发段的显热回收量计算热管冷凝段的出风参数,考虑有3％的热损失。则出风干球为：tc＝27+17.8×〔1-3％×〔1-3％×3600/12000/1.2/1.05＝27＋4＝31℃等湿加热后,空气的出风参数为：表14BtcφcρcicdctwbctdpckPa℃%kg/m3kJ/kgg/kg℃℃1013175.381.28721.7827.3726.25这样,热管的热效率为:h＝eq\o\ac<○,8>散热冷凝器的设计在蒸发冷凝器的前面增加两排的散热冷凝器,使高压气态制冷剂首先在此部分被冷却至接近饱和温度,再进入蒸发冷凝器的冷凝盘管冷凝成液态。这样,一方面可充分利用空气带走雾状水滴进行冷却,同时还可以减轻盘管上的结构现象。在冷凝温度40℃,过热5℃的情况下,过热区的热负荷约为总热负荷的15％,即：QD=Qk×0.15=124×0.15=18.6kW。空气被等湿加热,则出风干球为：tD＝31+18.6×3600/12000/1.2＋4.65＝35.65℃等湿加热后,空气的出风参数为：表15BtDφDρDiDdDtwbDtdpDkPa℃%kg/m3kJ/kgg/kg℃℃10135.6558.081.291.8921.7828.3926.25则散热冷凝器的传热温差为：△tm=＝21.6℃取传热系数为30W/〔m2·K,则所需面积为：FD=18.6×1000/30/21.4=29m2则初步设计散热冷凝器：表16迎风面长×宽排数列数间距总传热面积迎面风速mm排列mmm2m/s2200×10641282.652.61.78采用单系统,铜管为¢15.6×0.5型,满足设计要求。eq\o\ac<○,9>热力膨胀阀的选配按Qo=103kW,因有分液头,系统压降较大,故选用外平衡式热力膨胀阀,根据tk、to、△p、Q0的具体数值,制冷系统采用单系统,选用"ALCO"的TRAE-30H型热力膨胀阀一个。3.5机组最低出风参数的校核当室外新风温度很低时,表冷器失去意义,机组按50％的能量运行。校核机组的最低出风参数。制冷量Q00.5＝Q0/2=111/2=55.5kW；eq\o\ac<○,1>保证蒸发器出风参数L2不变,机组进风焓值为i0.5=55.5×3600/15000/1.2＋32.12＝11.1＋32.12＝43.22kJ/kg；查焓湿图,可得在相对湿度95％的情况下,机组进风w0.5的参数为：表17Btw0.5φw0.5ρw0.5iw0.5dw0.5twbw0.5tdpw0.5kPa℃%kg/m3kJ/kgg/kg℃℃10115.8951.243.1910.7715.3815.01这时候蒸发器的传热温差为△tm0.5=＝10.8℃取传热系数为35W/〔m2·K,则所需面积为：F0.5=55.5×1000/35/10.8=146.8m2,远小于蒸发器设计面积239.2m2,机组可以正常运行。eq\o\ac<○,2>当蒸发器出风参数为保证不结霜的状态时,即表18BtL2minφL2minρL2miniL2mindL2mintwpL2mintdpL2minkPa℃%kg/m3kJ/kgg/kg℃℃1018901.223.296.057.276.54这时候压缩机SRC-S-163在蒸发温度0℃,冷凝温度35℃时,制冷量为104.8kW,对应的输入功率为22.1kW。这样机组进风焓值为：i0.5=104.8/2×3600/15000/1.2＋23.29＝10.48＋23.29＝33.77kJ/kg查焓湿图,可得在相对湿度90％的情况下,机组进风wmin的参数为：表19BtwminφwminρwminiwmindwmintwbwmintdpwminkPa℃%kg/m3kJ/kgg/kg℃℃10112.5921.233.788.3911.8411.25这样,蒸发器的传热温差为：△tmmin=＝10.3取传热系数为35W/〔m2·K,则所需面积为：Fmin=104.8/2×1000/35/10.3=145.4m2,远小于蒸发器设计面积239.2m2,机组可以正常运行。3.6最大补水量的计算当机组工作在进风很干燥的工况,这时表冷器的进、出风露点接近冷冻水的进水温度15℃,表冷器进行干降温过程,机组全部的冷凝水来自蒸发器,压缩机、蒸发器全负荷运行,蒸发器出风参数不变。这样,由露点15℃,焓值52.75kJ/kg得出表冷器的出风参数,即蒸发器的进风参数为：表20BtL1φL1ρL1iL1dL1twbL1tdpL1kPa℃%kg/m3kJ/kgg/kg℃℃1012553.961.252.7510.818.5415.05这时,机组的冷凝水量,即蒸发除湿量为：W’L2=V1×1.2×〔dL1–dL2/1000=〔15000×1.2×〔/1000=51.66kg/h而蒸发冷凝器的理论最大蒸发量为151kg/h,这样机组的最大补水量为：W补＝153-52≈100kg/h。3.7确定风口尺寸及风机的选配eq\o\ac<○,1>风口尺寸及风速如下表：表21风量风量风速限制实际风速尺寸m3/hm/sm/smm×mm新风口150003～44.21000×1000送风口150005~65.21000×800回风口120005~64.21000×800排风口150003~44.21000×1000eq\o\ac<○,2>按照要求：a.工作电源：AC380V/3P/50Hz；b.蜗壳风机；c.机外余压400Pa；eq\o\ac<○,1>送风机15000m3/h,全压900Pa。选用rosenberg的DKNB09-630,如图6所示：图6：送风机曲线参数图eq\o\ac<○,2>排风机12000m3/h,全压500Pa。选用rosenberg的DKNB09-630,如图7所示：图7：排风机曲线参数图4.其他季节工况下机组的校核计算在夏季最恶劣工况、过渡季节、冬季对机组进行校核计算,保证机组在不同的进风参数下正常运行。4.1夏季最恶劣工况eq\o\ac<○,1>变表冷器冷冻水流量,定出水温度、定风量表22夏季最恶劣工况下新风处理过程一中各状态点参数表状态点ttwbtdpiφdρ℃℃℃kJ/kg%g/kg·干kg/m3W3230.6430.33103.419027.781.2W’3230.6430.33103.419027.781.2A30.3330.3330.33101.5310027.781.2L11918.5418.252.759513.241.2L21211.1610.4332.13907.931.2S11612.810.4336.2269.387.931.2S22215.0910.4341.3747.77.931.2表23夏季最恶劣工况下排风处理过程一中各状态点参数表状态点ttwptdpiφdρ℃℃℃kJ/kg%g/kg·干kg/m3N2719.515.756.025011.281.2B2726.4526.2482.89521.781.2C2926.9126.2584.984.5521.781.2D33.6527.9626.2589.7964.921.781.2表24夏季最恶劣工况下机组的主要参数表一型号性能数据CS15X-A/12总冷量kW356总除湿量kg/h357显热回收量kW8.9表冷制冷量kW245蒸发制冷量kW103冷凝热回收量kW20～70冷冻水流量t/h42.2压缩机功率kW24.7由上分析可知,在夏季最恶劣进风参数下,机组可以正常运行,这时表冷器的负荷加大,冷冻水流量增加。eq\o\ac<○,2>定表冷器冷冻水流量,变出水温度、定风量如果在保证表冷器最大负荷及最大冷冻水流量不变,再重新校核机组如下。当状态A的空气经过表冷器降温除湿后,L1的焓值为：i=101.53-146×3600/15000/1.2＝＝72.33kJ/kg表冷器全负荷运行,取传热系数为55W/〔m2·K,换热面积为422m2,则传热温差为：△tm=146×1000/55/422＝6.29℃这样,计算表冷器的出风温度t＝表25夏季最恶劣工况下新风处理过程二中各状态点参数表状态点ttwbtdpiφdρ℃℃℃kJ/kg%g/kg·干kg/m3W3230.6430.33103.419027.781.2W’3230.6430.33103.419027.781.2A30.3330.3330.33101.5310027.781.2L124.523.9823.7372.39518.691.2L2141.2S11612.810.4336.2269.387.931.2S22215.0910.4341.3747.77.931.2表26夏季最恶劣工况下排风处理过程二中各状态点参数表状态点ttwptdpiφdρ℃℃℃kJ/kg%g/kg·干kg/m3N2719.515.756.025011.281.2B2726.4526.2482.89521.781.2C2926.9126.2584.984.5521.781.2D33.6527.9626.2589.7964.921.781.2表27夏季最恶劣工况下机组的主要参数表二型号性能数据CS15X-A/12总冷量kW356总除湿量kg/h357显热回收量kW8.9表冷制冷量kW146蒸发制冷量kW103冷凝热回收量kW20～70冷冻水流量t/h25.2压缩机功率kW24.7eq\o\ac<○,3>定表冷器冷冻水流量,定出水温度、变风量4.2过渡季节工况表25过渡季节工况下新风处理过程中各状态点参数表状态点ttwbtdpiφdρ℃℃℃kJ/kg%g/kg·干kg/m3W1817.0116.3547.949011.751.2W’1817.0116.3547.949011.751.2A1817.0116.3547.949011.751.2L11817.0116.3547.949011.751.2L21211.1610.4332.13907.931.2S11612.810.4336.2269.387.931.2S22215.0910.4341.3747.77.931.2表26过渡季节工况下排风处理过程中各状态点参数表状态点ttwptdpiφdρ℃℃℃kJ/kg%g/kg·干kg/m3N2719.515.756.025011.281.2B2726.4526.2482.89521.781.2CD表27过渡季节工况下机组的主要参数表型号性能数据CS15X-A/12总冷量kW79.1总除湿量kg/h68.8显热回收量kW0表冷制冷量kW0蒸发制冷量kW79.1冷凝热回收量kW20～70冷冻水流量t/h0压缩机功率kW30.2该工况下,热管换热器、表冷器不工作,压缩机部分负荷运行,通过调节制冷剂管路上的比例三通阀,来调节再热量,从而保证要求的出风参数。4.3冬季工况冬季热管换热器、表冷器,压缩机不工作,送风机和排风机工作,机组运行通风功能。表28冬季工况下新风参数表状态点ttwbtdpiφdρ℃℃℃kJ/kg%g/kg·干kg/m3W52.890.2714.62703.871.2W’52.890.2714.62703.871.25.机组框架和面板机械强度校核6.技术参数表CS15X-A/12双源型全新风除湿机技术参数表型号性能数据CS15X-A/12总冷量kW250总除湿量kg/h224总功率kW33.7空气过滤器型式初效板式＋中效袋式热管换热器类型铜管套铝片显热回收量kW17.8热回收效率％表冷器类型铜管套铝片制冷量kW146冷冻水量m3/h25.2接管管径mmDN65蒸发冷凝器补水量kg/h100蒸发器类型铜管套铝片制冷量kW103除湿量kg/h95再热冷凝器类型铜管套铝片冷凝热回收量kW20~70制冷剂类型R134a充注量kg35节流方式热力膨胀阀压缩机型式半封闭螺杆式功率kW24.7送风机型式无涡壳功率kW5.5送风量m3/h15000回风机型式无涡壳功率kW3.8回风量m3/h12000补风量m3/h3000机外余压Pa400噪音dB〔A85电源型式380V、50Hz、三相四线制外形尺寸长mm3800宽mm2500高mm2500重量kg44007.配置清单CS15X-A/12双源型全新风除湿机配置表序号部件名称品牌"备注1压缩机"Refcomp"半封螺杆2热力膨胀阀"Alco"3干燥过滤器"Alco"可拆卸式4电磁阀"Castel"5单向阀"Castel"6压力控制器"Sanginomiya"7热管换热器"五洲"美国"OAK"设备加工8表冷器"五洲"美国"OAK"设备加工9蒸发冷凝器"BAC"10蒸发器"五洲"美国"OAK"设备加工11再热冷凝器"五洲"美国"OAK"设备加工12散热冷凝器"五洲"美国"OAK"设备加工13外壳部件"五洲"日本"AMADA"设备加工14风机"