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1、 400kw蒸发式冷凝冷水机组设计目 录1 绪论11.1蒸发式冷却器发展现状21.2蒸发式冷凝器优点42 制冷剂的分类与选择62.1 制冷剂的分类62.2 制冷剂性能要求72.2.1 热力学性质的要求72.2.2物理化学性质的要求72.3 制冷剂的选择83系统压缩机的选择及循环热力计算83.1设计系统的运行条件83.2.1开启式螺杆式压缩机103.2.2半封闭式螺杆式压缩机103.2.3全封闭式螺杆式压缩机103.2.4单螺杆式制冷压缩机113.3 产品选用要点113.4半封闭式螺杆型压缩机的运行工况及选型123.5 循环热力计算144 冷凝器设计计算174.1 换热器概述174.2 蒸发式冷
2、凝器工作原理184.3设计计算204.3.1参数确定204.3.1.1设计工况204.3.1.2换热量的确定204.3.1.3理论传热面积的确定204.3.1.4配风量的确定214.3.2 盘管的设计224.3.3水系统的设计244.3.4风系统的设计254.4 风机的选型274.4.1 轴流风机的工作原理274.4.2 轴流风机的主要构件284.4.3 风机选型294.5 水泵选型295 干式蒸发器设计305.1 蒸发器分类305.2蒸发器选取305.3 制冷剂流量的确定315.4 干式蒸发器设计计算325.4.1初步设计325.4.2计算管外水的换热系数335.4.3管内沸腾表面传热系数计
3、算345.4.4计算阻力及传热温差345.4.5计算热流密度及传热系数355.4.6面积热流量及传热面积A0的计算365.5 壳体设计365.6管板与换热管375.6.1 管板375.6.2 换热管395.7壳体与管板、管板与法兰及换热管的连接415.7.1壳体与管板的连接结构425.7.2管板与法兰的连接445.7.3管子与管板的连接466 节流机构的选型496.1 节流机构的分类496.2 热力膨胀阀的工作原理506.3 热力膨胀阀型号的选择506.3.1 计算热力膨胀阀前后压差506.3.2 热力膨胀阀型号选择517 其他辅助设备选型分析527.1 气液分离器527.1.1 气液分离器工
4、作原理527.1.2 气液分离器规格与选型527.2 干燥过滤器537.2.1 干燥过滤器结构及工作原理537.2.2 干燥过滤器规格与选型547.3 油分离器557.3.1 油分离器工作原理557.3.2 油分离器分类567.3.3 油分离器选型577.4 截止阀577.5 电磁阀587.5.1 电磁阀分类587.5.2电磁阀选型597.6 视液镜60结 论62致 谢63参考文献64400kW蒸发式冷凝冷水机组设计摘 要蒸发式冷凝冷水机组因其关键部件蒸发式冷凝器而命名，它是目前应用最为广泛的制冷机组之一。本文设计的主题是400kw蒸发式冷凝冷水机组设计，分析制冷剂选用原则及限制条件并确定R2
5、2为制冷剂；通过排气量和制冷量且综合考虑了螺杆压缩机的性能特点选择比泽尔半封闭式螺杆型压缩机，型号为hsk8571-140。已知制冷工况：冷水进水温度12，冷水出水温度7；水箱温度31。综合考虑选择壳管式换热器，即蒸发式冷凝器，干式蒸发器，并对冷凝器和蒸发器进行了设计。其换热面积分别为143.56m2和40.7m2 ，分别有8.8%和6.25%的面积裕度，符合要求。冷凝器为管长4000mm，共10管程；蒸发器为三角形布管,总管数300根，横过中心线管数20根，共20排。接下来通过方案论证确定合适的冷凝器、蒸发器以及相关辅助设备,并详细介绍了热力计算、冷凝器的设计计算、蒸发器的设计计算、节流机构
6、的选择计算以及其它零部件的选择过程。关键词 蒸发式冷凝器，热力计算，干式蒸发器设计，压缩机选型全套图纸加扣3012250582 A Design of evaporative condenser chiller of 400 kWABSTRACTEvaporative condenser chillers is named as its key part -evaporative condensers. It is one of the widely used chillers now. This design theme is 400kw evaporative condenser chil
7、ler design, analysis, refrigerant selection principles and constraints and determine the R22 refrigerant; through the exhaust and cooling capacity and comprehensive consideration of the screw compressor performance characteristics to choose Hanbell semi-closed screw type compressor, model hsk8571-14
8、0. Cooling conditions is known: cold water inlet temperature of 12 , cold water temperature 7 ; tank temperature 31 . Considering select shell and tube heat exchangers, namely evaporative condensers, dry evaporator, and condenser and evaporator design. The heat transfer area was 143.56 m2 and 40.7 m
9、2, respectively, 8.8% and 5.4% of the area of margin, to meet the requirements. Condenser tube length 4000mm, a total of 10 processes; triangular cloth tube evaporator, shell diameter 300mm, crossed the center line of the number of tubes 20, a total of 20t rows.Then through the demonstration program
10、 to determine the appropriate condenser, evaporator, and related auxiliary equipment, and gave details of thermodynamic calculations, design calculations condenser, evaporator design calculations, selection and calculation throttle mechanism as well as other parts of the selection process .朗读显示对应的拉丁
11、字符的拼音KEY WORDS Evaporative condensers, thermal calculation, design dry evaporator, compressor selectionIVIV1 绪论本设计为400kW蒸发式冷水机组设计，指导老师为吴学红副教授，设计主要内容包括方案论证与选择，制冷工况下压缩机的选型，冷凝器与蒸发器的设计计算，系统流程图的绘制以及辅助零件的选择，开题报告、文献综述、外文翻译、说明书等部分的撰写。随着改革开放的逐步深入，工农业生产日益飞速发展以及人民群众生活水平的不断提高，越来越多的蒸发式冷水机组被广泛应用于民用与工业空调建筑空调工程，如饭店
12、、商店、宾馆、高级住宅、餐馆、游乐场等场所的除湿降温空调技术要求；以及在工业领域中为工艺流程和设备冷却提供低温循环水等。空调设备尤其是冷凝器占地面积很大。而噪声低，并且能够与周围环境保持和谐统一，是空调领域的发展趋势，其对于社会的和谐发展也具有十分重要的意义。风冷是目前空调中常用的冷凝方式，水冷式+冷却塔两种形式，理论研究和工程应用都相对成熟，蒸发式冷凝技术可实现小温差下的高温热流率，具有节能、节水、结构紧凑和占地面积小地等优点，已广泛应用于制冷、化工、石油、食品等行业中。1.1蒸发式冷却器发展现状在国外，对于蒸发式冷却器/密闭式冷却塔的应用研究与填料式冷却塔对比起来，它们的起步比较晚，始于上
13、世纪中期化工、冶金、电子工业的发展，初期主要应用于工业冷却。80年代以来，当发现对人类生存构成巨大威胁的灾难性气候都和空调制冷行业有关以后，使得蒸发式冷却技术等利用自然条件取得冷量的被动式供冷技术有了迅速的发展空间。美国ASHRAE名为“蒸发冷却”的技术委员会也依此而成立，还制定了一个新的标准额定间接蒸发冷却器的实验方法。随着食品、电厂、铸造、电子、化工、建筑等行业的发展，对环保和节能工作的更加重视，对蒸发式冷却器/密闭式冷却塔的需求量日益增长，仅我国在最近十几年内，就有几十家生产厂家涌现出来，市场规模也达到了十几亿。蒸发技术理论研究早在1802年，由道尔顿综合考虑空气温度、湿度、速度对蒸发的
14、影响，提出道尔顿定律，就明确了蒸发的理论计算物理意义和依据。Lillie在1888年设计了用于制糖工业的水平管蒸发器，此后被用于蒸馏式海水淡化，由此水平管表面蒸发技术正式被应用于工业领域。表面蒸发式冷却传热过程中涉及多相流，包含传热和传质，传热机理非常复杂，基本到上世纪五十年代，制冷/冷却领域才采用蒸发技术。Merkel（1927）最先提出蒸发式冷却设备的传热理论，并成为后来许多相关研究的基础理论。在Merkel的理论中，将焓差作为空气与水膜的换热驱动力，并视饱和边界层热质交换的刘易斯数是一致的，同时忽视水的蒸发损失。1962年，Parker 和Treyball研究了蒸发式冷却器的管内介质传热
15、、传质性能，阐明了蒸发式冷却器的传热、传质机理，并通过对管内外流体五种不同的组合实验，得到了传热膜系数的关联式，建立了完整的数学模型。 这个模型作出以下假设:忽略蒸发到冷却空气中的水量；在常温下把饱和空气的焓看作温度的线性函数。五六十年代工业冷却对节能节水要求不高，蒸发式冷却器也因此没有得到广泛的应用。 七十年代的石油危机引起了人们对主要靠自然冷源的节能节水型蒸发式冷却设备的重视，八十年代以来，随着对蒸发式冷却器的强烈需求和计算机应用技术的飞速发展，蒸发式冷却理论与模拟研究达到了新的高度。Webb较早推出了统一的冷却塔、蒸发式冷凝器和蒸发式冷却器的理论模型。采用不同的相关系数来区分水膜的传热系数和通过水膜传递给空气流的传质系数。在模拟冷凝和冷却单元时，用添加的因子来界定管内流体的传热系数。水膜的传热系数符合重力条件下以及没有空气流的水
