《空气调节用制冷技术课程设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《空气调节用制冷技术课程设计（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、空气调节用制冷技术空气调节用制冷技术课程设计说明书目录设计概况3第一章 制冷工况的确定51.1确定工作参数51.2热力计算6第二章 压缩机的确定82.1压缩机参数92.2压缩机选型92.3压缩机的制冷量102.4对电动机进行校核10第三章 冷凝器的选择及冷却水系统计算113.1.确定冷凝器的热负荷123.2冷凝器的选型133.3传热温差133.4传热面积143.5冷凝器冷却水量计算15第四章 蒸发器的选择164.1蒸发器形式的选择164.2蒸发器传热面积的确定174.3蒸发器中冷冻水循环流量的确定19第五章 辅助设备的计算和选用195.1膨胀阀的选择与计算195.2油分离器215.3高压贮液器
2、225.4汽液分离器235.5集油器的确定235.6油分离器的确定235.7过滤器的选择245.8回热热交换器的选择24第六章 机房布置22第七章 冷水机组制冷系统的流程图24设计小结27参考文献282设计概况本设计是针对赣州市某办公大楼中央空调而设计的，内容全部是按相关规范要求设计的，比较合理。设计的主要内容包括制冷压缩机的选择计算、冷凝器的选择计算、蒸发器的选择计算、膨胀阀的选择计算、其他辅助设备的选择计算以及机房的设计等。对于冷压缩机型号与数量的选择，又包括确定机房总制冷量、确定制冷剂种类、确定制冷系统设计工况等；对于冷凝器的选择计算，又包括确定冷凝器的热负荷、确定冷凝器的型式、计算冷凝
3、器所需换热面积、计算冷却剂用量等；对于蒸发器的选择计算，内容包括确定蒸发器的型式、计算蒸发器的换热面积、计算冷冻水循环流量、确定冷冻水供水方案等；对于膨胀阀的选择计算，内容又包括确定膨胀阀型式、确定膨胀阀的规格等；对于其他辅助设备的选择，本设计选择了油分离器、高压贮液器、气液分离器等；对于机房的设计，本设计依据机房的设计原则及要求，绘制出机房平面图、工艺流程图、主剖面图，具体详见图纸。已知条件：本工程为赣州市某办公大楼，规模为地下一层，地上十层，地下一层为停车库及设备用房，总建筑面积2898平方米，本设计为中央空调主机房的设计,冷负荷采用单位面积指标法90W/m2，则设计总冷负荷300KW。拟
4、采用R22为冷水主机制冷剂制冷系统，循环水冷却，冷却水进水温度为32，出水温度为37，冷冻水出水温度为7，冷冻水回水温度12。冷却塔放在机房顶上，其它设备及辅助用房都在机房空间内。第一章 制冷工况的确定热力计算的目的主要是根据实际制冷循环的工作条件，算出实际循环的性能指标、制冷压缩机的容量、功率以及蒸发器、冷凝器等热交换器的热负荷，为制冷系统的选择计算提供原始依据。1.1确定制冷系统的类型及采用的制冷剂种类本设计中央空调机房为一次泵，冷冻水冷却水系统，采用两台螺杆式水制冷压缩机运行工质为R22制冷剂，R22制冷剂性质如下：R22在常温下为无色，近似无味的气体，不燃烧、不爆炸、无腐蚀，毒性比R1
5、2略大，但仍然是安全的制冷剂，安全分类为A1；加压可液化为无色透明的液体。R22的化学稳定性和热稳定性均很高，特别是在没有水份存在的情况下，在200以下与一般金属不起反应。在水存在时，仅与碱缓慢起作用。但在高温下会发生裂解。R-22 是一种低温制冷剂，可得到-80的制冷温度。 分子量86.48沸点-40.82相对密度（30），液体，g/cm31.177熔点-160.00临界温度 96.15临界压力 MPA4.75破坏臭氧层潜能值 （ODP）0.045全球变暖系数值 （GWP）1700冰点 液体比热 30 ， KJ/(Kg)0.31饱和液体密度 30 ， (g/cm3 )1.174等压蒸气比热
6、(Cp) ， 30 及 101.3kPaKJ/(Kg)0.16临界密度， g/cm30.526沸点下蒸发潜能， KJ/Kg233.51.2确定工作参数在热力计算时，首先应确定工作参数，即确定制冷循环的工作温度及工作压力。 由已知条件冷却水进水温度为=32，出水温度为=37，冷冻水出水温度为=12 ，冷冻水回水温度=7，可得：a. 蒸发温度 对于以淡水或盐水为冷媒，采用卧式管壳式蒸发器时： b.冷凝温度如用水作冷却介质，冷凝温度为：=39.5 c.吸气温度=+6 =10 d.过冷温度 过冷温度是指系统中设置过冷器，或当系统中使用卧式管壳式时，用增大冷凝面积5%10%的方法进行过冷，使制冷剂在冷凝
7、压力下，其温度低于冷凝温度时的温度。也提过冷后的温度取决于冷却介质的温度和传热温差。由于过冷器的热负荷较小，可选用较小的温差。通常取过冷温度较同压力下的冷凝温度低35左右，即： 所以， =4.5=351.3热力计算1.2.1根据确定的工作参数，绘制制冷循环的压焓图，然后再用制冷工质的热力性质图表确定各特定状态点的有关参数。 根据=4，=39.5，=10，=35，查图R22lgp-h图可知 状态点温度()绝对压力(MPa)比焓(kg/kJ)比熵(kg/(kJ*k)比容(m/kg)1100.566054101.760.04545253 1.4974251.730.01666335 1.497241
8、0.00157440.566052411.170.00813 1.2.2计算各性能指标 a.单位质量制冷量：=410-241=169 kJ/kg b.单位容积制冷量：= kJ/ c.冷负荷的计算： =1.16300=348kW （=1.151.20） d.制冷剂的质量流量（质量循环量）：=kg/s e.制冷剂的体积流量：=1.7750.04545=0.08067第二章 压缩机的确定 随着大型空气调节系统和石油化学工业的日益发展，迫切需要大型及低温制冷压缩机，而离心式制冷压缩机能够很好地适应这种要求。 螺杆式制冷压缩机的主要优点是： 螺杆压缩机与活塞压缩机相同，都属于容积式压缩机。就使用效果来看
9、螺杆空压机有如下优点： （1）可靠性高。螺杆压缩机零部件少，没有易损件，因而它运转可靠，寿命长，大修间隔期可达4-8万小时。 （2）操作维护方便。螺杆压缩机自动化程度高，操作人员不必经过长时间的专业培训，可实现无人值守运转。 （3）动力平衡好。螺杆压缩机没有不平衡惯性力，机器可平稳地高速工作，可实现无基础运转，特别适合作移动式压缩机，体积小、重量轻、占地面积少。 （4）适应性强。螺杆压缩机具有强制输气的特点，容积流量几乎不受排气压力的影响，在宽阔的范围内能保持较高效率，在压缩机结构不作任何改变的情况下，适用于多种工况。 螺杆式制冷压缩机的应用状况及趋势: 按与电动机联接方式的不同，螺杆制冷压缩
10、机分为开启式、半封闭式和全封闭式三种。这类压缩机单级有较大的压缩比及宽广的容量范围，适用于蒸发温度为+5-40范围内的高、中、低温各种工况，特别在低温工况及变工况情况下仍有较高的效率，这一优点是其它机型所不具备的。因此，螺杆式制冷压缩机被广泛用于空调、冷冻、化工、水利等各个工业领域。 尤其值得指出的是，螺杆制冷压缩机在中央空调领域的应用正在迅速增加，生产量提高极快，各种冷水机组和风冷热泵系统中螺杆制冷压缩机的应用十分广泛。在机组配置方面，采用经济器循环和变频驱动，可使螺杆制冷机组的性能得到进一步的提高和改善。2.1压缩机参数制冷压缩机的工作特性主要有两点，一为压缩机的制冷量，另一为压缩机的耗功
11、率，这两项工作特性除与制冷压缩机的类型、结构形式、尺寸以及加工质量等有关外，主要取决于运行工况。 空调用离心式制冷压缩机的容积效率可按以下图表查得： 压缩比= =2.645 查得0.88 （双级螺杆式制冷压缩机一般取 0.70 0.92）2.2压缩机选型压缩机的实际输气量可按照吸气状态的比体积v1计算：= = （ m3/s）= 0.08067 （ m3/s） = = （m3/s）=（m3/h）选用两台双级螺杆式制冷压缩机，分别按75%工作，根据 ，可知单台制冷压缩机所需制冷量为200KW。查找产品样本手册选用KF12.5-17型螺杆式制冷压缩机，其相关参数为：（m3/h）标况制冷量为：标况功率
12、为：配用电机参数为：配用电机型号：YW225M-2功率：电压：2.3对电动机进行校核由于所选压缩机为双级螺杆式压缩机，其压缩机电动机装有变频装置。为此，现根据单台压缩机得制冷量及常见螺杆压缩机的能效比进行估算压缩机的轴功率，进而确定电动机的额定功率。当制冷压缩机已经选定需要核算制冷系统的制冷量Q0时，可按下式计算：制冷压缩机的理论功率No,指示功率，轴功率，配用电机功率分别为：式中 分别为：指示效率，机械效率，传动效率冷凝器的热负荷实际制冷系数：第三章 冷凝器的选择及冷却水系统计算冷凝器的作用是将制冷压缩机推出的高温高压气态制冷剂予以冷却、使之野花，以使制冷剂在系统中循环使用。根据冷却剂种类的
13、不同，冷凝器可归纳为四类，即：水冷、风冷、水空气冷却（蒸蒸发式和淋水式）一级靠制冷剂或其他工艺介质进行冷却的冷凝器。空气调节用制冷装置中主要使用前三类冷凝器。水冷式冷凝器是用水冷却高温高压气态制冷剂而使之冷凝的设备。冷却水可以是地下水、地表水、经冷却后再利用的循环水，后者使用最为广泛。由于水的温度比较低，所以，采用水冷式冷凝器可以得到较低的冷水温度啊，对制冷系统的制冷能力和运行经济性均有利。常用的水冷式冷凝器有壳管冷凝器、套管式冷凝器呵焊接板式冷凝器。其中壳管冷凝器又分为卧式壳管冷凝器和立式壳管冷凝器。冷凝器的选择计算主要是确定冷凝器的传热面积、选择适用的冷凝器并计算冷凝器的冷却水用量3.1.
14、确定冷凝器的热负荷冷凝器的热负荷是指制冷剂蒸汽在冷凝器中放出的热量。它包括制冷剂在蒸发器中吸收的热量（压缩机的制冷量）和在压缩过程由机械功转化给制冷剂的热量两部分，即：3.2冷凝器的选型冷凝器形式的选择应根据当地的水温、水质、水量、气候条件以及制冷机房布置要求全面考虑。冷凝器的选择原则：水质较差、水温较高，水源充足时，宜采用立式管壳冷凝器；水质较好、水温较低时，宜采用卧式壳管冷凝器；在缺乏水源或夏季室外空气含湿量较低时，宜采用蒸发式冷凝器。根据以上原则，本设计采用卧式壳管冷凝器。3.3传热温差制冷压缩机排出的过热蒸汽进入冷凝器后，先冷却为饱和蒸汽，接着冷却为饱和液体，还可能进一步冷却为过冷液体。由于使过热蒸汽冷却为饱和蒸汽和使饱和液体再冷却为过冷液体所带走的热量与冷凝器的总热负荷相比，所占的比例很小，所以在计算传热温差时，把制冷剂的温度当做定值。冷凝器内制冷剂和冷却水之间的平均温差通常用下式计算：式中 冷凝温度，冷凝器进出水温度， 冷凝器进出水温度取：卧式壳管冷凝器8 = 3.4传热面积冷
