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1、目 录1 设计资料 .12 设计说明 .12.1 确定制冷剂种类和系统形式 .？2.2 制冷系统的设计工况确定 .？2.3 制冷系统热力计算 .？2.4 卧室壳管式蒸发器设计 .？2.5 冷凝器计算 .？3 设计过程 .？3.1 确定制冷剂种类和系统形式 .？3.2 制冷系统的设计工况确定 .？3.3 制冷系统热 力计算 .？3.4 卧室壳管式蒸发器设计 .？3.5 冷凝器计算 .？结束语 .？参考文献 .？11 设计资料冷冻水工艺需冷量 Q0=（150+5022）=1250KW;载冷剂工质为冷媒水；冷冻水采用封闭系统；其供水温度 t1=5，回水温度 t2=10。冷凝器采用水冷却式，冷却水进水
2、温度 t1w=32。2 设计说明2.1 确定制冷剂种类和系统形式制冷剂为氨；采用单级蒸汽压缩式制冷；供冷方式为直接供冷；冷凝器的冷却方式水冷却。2.2 制冷系统的设计工况确定确定蒸发温度 t0、冷凝温度 tk、过冷温度 trc、吸气温度 tx，绘制制冷 LgP-h 图并查出个点参数。2.3 制冷系统热力计算2.3.1 各个参数计算计算制冷过程的单位质量制冷量、单位容积制冷量、制冷剂质量流量、制冷剂体积流量、冷凝器的热负荷、压缩机的理论功率和理论制冷系数。2.3.2 选配制冷压缩机由冷量换算公式计算制冷量，选择制冷压缩机并确定制冷压缩机配用的电动机功率。2.3.3 计算节流阀公称直径 1(2-1
3、) vlPACG01.6(2-2) 6034.25l式中 G质量流量（kg/h） ；A通道截面积（cm 2） ； l截流阀前液体的密度（kg/m 3） ； Pv截流阀前后的压力差（Pa） ； Co流量系数； 6节流阀出口状态下汽液混合物的比容（m 3/kg） 。22.4 卧室壳管式蒸发器设计2.4.1 计算冷冻水侧放热系数 2(2-3)3.06.3.06. )(22.0 rwrewn pvudpRd式中： 水的导热系数W/(mk)；dw传热管外径（m） ；u冷却水流速（m/s） ；v水的动力粘滞系数（m 2/s） ；Pr普朗特常数。2.4.2 计算制冷剂侧的放热系数(2-4)25.02325.
4、0)()(53.0 rwrwwu ptdgpGdN式中： g重力加速度（m/s 2） ；氨的导热系数W/(mk)；体积膨胀系数；dw传热管外径（m） ；v氨的动力粘滞系数（m 2/s） ；Pr普朗特常数；t壁面与蒸发温度的差值（） ；2.4.3 计算传热系数：K= 1)(nw(2-5)式 中 w、 n分别是管外和管内的放热系数（W /m2k） ；管壁及管壁附着物热阻，氨侧污垢热阻为 4.310-4（m 2K/W）, 水 侧 污 垢 热阻为1.2310-4（m 2K/W） ；肋片系数，可取管外径与管内径之比（即 ） 。 nwd/2.4.4 计算蒸发器的传热面积：A= (2-6)tKQ0式中： Q
5、0蒸发器的热负荷( KW)；K 蒸发器的传热系数 kW/(m 2K)；t制冷剂与载冷剂的对数平均温差()。3其中传热温差:在蒸发器中制冷剂和载冷剂之间的温差按对数平均温差计算:021lntt(2-7)式中： t1载冷剂进蒸发器的温度()；t2载冷剂出蒸发器的温度()；t0蒸发温度()。2.4.5 计算载冷剂循环量：(2-8)360)(1021tcQMp式中： cp载冷剂的比热容kJ/(kgk)；t1 、t 2载冷剂进出蒸发器的温度 ()。2.5 冷凝器计算2.5.1 冷凝器热负荷计算Qk =MRqk=MR（h 3-h5） (2-9)式中： MR制冷剂质量流量（kg/s） ；qk冷凝器单位质量冷
6、负荷（kJ/m） 。2.5.2 估算冷凝器传热面积与水量(2-10)tKAk式中： Qk冷凝器的热负荷( KW)；K 冷凝器的传热系数，取 K=700kW/(m2K)；t传热平均温差()。传热温差： (2-11)2wk1tlnt式中： tw1冷却水进口温度()；tw2冷却水出口温度()；tk 冷凝温度()。冷却水循环量：（ 2-12)(21ktcQMp式中： cp冷却水的比热容kJ/(kgk)；4t1 、t 2冷却水进出进出口温度 ()。2.5.4 水侧放热系数计算2 （ 2-13).08ndwB（ 2-14)wt6.3.195（ 2-15)2wtt式中 tw1冷却水进水温度（） ；tw2冷却
7、水出水温度（） ；B系数；w载冷剂流速，取 1.5m/s；dn管道内直径（m） 。2.5.5 制冷剂侧放热系数计算（ 2-16)25.025.0)(7.woknwtBd（ 2-17)43g()(0 wonwokwtdtd（ 2-18)式中 冷凝潜热，由冷凝温度而定（kJ/kg） ；密度（kg/m 3） ；g重力加速度，g=9.8m/s 2；导热系数 W/(mk)；动力粘滞系数（pas） ；B系数；dn管道内直径（m） ；two壁温（） 。2.5.6 传热系数计算与实际所需冷凝面积K= （ 2-19)121)(nnwwRd式 中 w， n分别为制冷剂的凝结放热系数和水侧的放热系数（W /m2k）
8、 ；R1，R2分别为油膜热阻和水垢热阻（m 2K/W） ；dw， dn分别为传热管的外径和内径（m） 。53 设计过程3.1 确定制冷剂种类和系统形式制冷剂为氨；采用单级蒸汽压缩式制冷；供冷方式为直接供冷；冷凝器的冷却方式水冷却。其循环原理图见图 1。图 1 制冷系统循环原理图3.2 制冷系统的设计工况确定(1)蒸发温度 t0比冷冻水供水温度低 4-6，即: t 0=550(2)冷凝温度 tk比冷却水进出口平均温度高 5-7，取立式壳管式冷凝器冷却水进出口温差为 3，则6tk 40623(3)过冷温度 trc比冷凝温度低 3-5，取过冷度为 5，则trc=40-5=35 (4)吸气温度 tx比
9、蒸发温度高 5 ，即tx=0+5=5 (5)制冷系统采用间接式，取附加系数为 10%，制冷系统的制冷量为Q0= Q01.1=12501.11=1375 KW图 2 制冷循环 LgP-h 图3.3 制冷系统热力计算3.3.1 各个参数计算(1）单位质量制冷量：q o=h1-h4=1790-660=1130 kJ/kg(2）单位容积制冷量：qv= kJ/m3 653.02vq(3）制冷剂质量流量： M R= kg/s1.1Q(4）制冷剂体积流量：V R= MRv2=1.10.31=0.344 m3/s(5）冷凝器的热负荷：Q k=MR(h2-h3)=1.11(1980-660)=1465 kJ/k
10、g(6）压缩机的理论功率：P th=MR(h2-h1)=1.11(1980-1790)=211 Kw(7）理论制冷系数： 75.4800thPQ73.3.2 选配制冷压缩机1）计算压缩机制冷量查得冰山牌 6A W-17 型制冷压缩机的标准制冷量 Q02=384 kW5，在 t0=0，t k=40时，从换算系数表查得冷量换算系数 ki=1.84，该台制冷机换算后的制冷量为:Q0b2=kiQ02=1.84384=707kW确定选用冰山牌 6W-17 型制冷压缩机各 2 台，其制冷量为:Q0=Q0b12=7072=1414kW1250kW，满足要求。2）确定制冷压缩机配用的电动机功率（1）理论功率
11、Pth：Pth=MR2wth= kW9.18)70-198(307（2）指示功率 Pi：,查制冷技术取得 i=0.756.429.051PkPi= kW53.187.09ithP（3）轴功率 Pe：从制冷技术取 m=0.85，则Pe= kW5.186.03miP查有关资料得 6W-17 型制冷压缩机配用的电动机功率为 200W，故满足要求。3.3.3 计算节流阀公称直径G= 2VCpoA*式中 A 通道截面积 c 截流阀前液体的密度 pv 截流阀前后的压力差 Co 流量系数 取 0.35；Pv=15.3-3.0=12.3bar=12.310 Pa ；c=579.47kg/m 3 5Gmax= = =10373.4Dv
