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1、空调冷冻站设计指导书冷冻站工艺设计，是空调设计中的重要组成，在这里较为详细地介绍一下空调冷冻站的设计程序。一. 空调冷冻站系统的原始资料：(1) .用户要求：包括用户需要冷量及变化情况，供冷方式，供回水温度及及户使用场所和使用安装 方面的内容。(2) .水资源资料：指冷冻站附近地面水和在下水的水量、水温和水质等情况。(3) .电源情况：(4) .气象资料:指当地最高最低气温，大气相对湿度，土壤冻结深度以及全年主导风向和大气压力等。(5) .地质资料：土壤等级，承压能力，地下水位和地震度。(6) .发展规划：在设计冷冻站时，注意了解近、远期规划，以便在设计中考虑扩建余地。二. 确定冷源类型及制冷
2、系统形式确定冷源类型：空调工程常用的冷源的制冷方法主要分为两大类：一类是蒸汽压缩式制冷， 另一类是吸收式制冷。压缩式制冷，根据压缩机的形式分为活塞式(往复式)、螺杆式和离心式 等，一般利用电能作为能源。吸收式制冷根据能源利用形式可分为蒸汽型、热水型、燃油型和 燃气型等，这类制冷机以热能作为能源。根据冷凝器的冷却方式可分为水冷式、风冷式和风冷 热泵式。根据机型结构特点还有压缩机多机头式、模块式等等，下表为空调用制冷机的容量范 围及能耗。冷水机组的容量范围及能耗制冷机类型机型名称容量(KW)动力消耗（KW/KW ）Kg/KWh）备注蒸汽 压缩式水冷活塞式69.8139.50.135水冷螺杆式348
3、.91744.20.307水冷离心式687.71744.20.218风冷活塞式69.8139.50.353-0.333风冷螺杆式348.934890.301-0.533吸收式蒸汽单效348.934892.35蒸汽蒸汽双效348.934891.38蒸汽直燃机348.934890.0757柴油根据空调提出的需要制冷量、冷冻水供水量、冷冻水供水温度和回水温度，以及负荷变化情况、发展规划、能源供应、使用场所等，进行多方案比较，主要是技术和经济方面的比较，以确定制冷系统的型式(如分散或集中建站，用何种制冷剂及制冷机等)。(1)空调冷水机组的能耗：空调工程中，冷水机组是主要的能耗设备，其能耗约占空调系统能
4、耗的 百分之 5565，因此，空调冷水机组的能耗是设备选型的重要因素。下表是各种空调冷水机组 的能耗指标。冷水机组类型动力消耗COP值一次能二次能蒸汽压缩式冷水 机组(kW/kW)离心式0.190.215.4 4.61.26螺杆式0.190.235.4 4.41.16活塞式0.240.35.4 4.61.12螺杆风冷式0.280.344.14.31.21.1活塞风冷式0.310.373.13.331.4/1.0溴化锂吸收式冷 水机组(kW/kW)燃油直燃机0.0680.0773.22.71.22/0.93燃气直燃机1.22/0.93蒸汽双效1.11(2) .制冷剂种类一般空调工况制冷量大于35
5、0KW以上的间接供冷系统，对卫生和安全无特殊要求量，匀宜采 用氨为制冷剂，对空调工况制冷量小于350KW，而且对卫生和安全技术要求较高的系统或直接供 冷系统，均应采用对大气无公害的氟里昂及其替代工质。当然，在热源条件合适或废热可供利用 的情况下，也应考虑采用吸收式或蒸汽喷射式制冷。(2) .制冷系统形式 指采用多台压缩机时，采用并联系统还是单机系统，一般采用多机组或大小机组并联系统。也 可采用多机头冷水机组。(3) .供冷方式 指直接供冷还是间接供冷。大中型集中式空调系统，宜采用间接供冷，若为小型空调 系统，则多采用直接供冷方式。并初步确定蒸发器形式。(4) .冷却水系统方式 根据当地冷却水水
6、源及气象条件，确定冷凝器形式。三. 确定制冷系统的总制冷量总制冷量：包括用户实际所需制冷量以及制冷系统本身和供冷系统的冷损失，可按下式计算：Q0=(1+A)Q式中Q0制冷系统的总制冷量(KW);Q用户所需制冷量(KW);A冷损失附加系数。对于间接供冷系统，当空调制冷工况制冷量小于174KW时，A=0.15 0.2 ;当制冷量为 174-1744KW 时，A=0.10-0.15 ；当制冷量大于 1744KW 时，A=0.050.07。对于 直接供冷系统，A=0.05-0.07。若我们计算的用户所需制冷量Q为最大小时所需制冷量，则总制冷量应符合下式：Q0=A1A2A3A4Q式中A1同时使用系数，一
7、般在0.61.0之间；A2冷损失系数，可取1.05-1.15 ；A3事故备用量修正系数。两台机组时，取1.4 ；三台机组时，取1.12 ；四台机组以上时，取1.0；A4一 虑设备传热及出力效率降低系数，有的厂家样本上已提供，可取10。(1) .冷凝温度tkTk=(tw1+tw2)/2 + 57Ctw1、tw2冷却水进出冷凝器的温度tw1 = tS + tSts当地夏季室外平均每年不保证50h的湿球温度；ts-安全值，对机械通风冷却塔27.4C, ts=3-4C,或组合式冷凝器tw2= tw1+4- 6C(2) .蒸发温度t0采用卧式壳管式蒸发器，t0=t12-24Ct12冷媒出蒸发器时的温度(
8、3) .过冷温度 trc=tk-(35)C(4) 压缩机吸气温度J对于NH3系统，t1=t0+(58)C ；对于氟里昂回热循环t1=15Co根据确定参数，画出在IgPh图上的循环过程，查出叫、h2、h3、P。、Pk、V等。五. 选择制冷压缩机和电动机压缩机的选择计算，主要是根据制冷系统总制冷量及系统的设计工况，确定压缩机的台数、型号和 每台压缩机的制冷量及配用电动机的功率。(1) .压缩机形式的选择用作空调冷源的大中型冷冻站设计，一般采用离心式和螺杆式，中小型冷冻站普遍采用活塞式制冷机。0g(2) .压缩机台数的选择式中m压缩机的台数；Q0g台压缩机设计工况下的制冷量。选择压缩机时，台数不宜过
9、多，除全年连续使用以外，-般不考虑备用。对于制冷量大于1744KW 的大、中型制冷系统，压缩机不宜少于两台，而且应该选用相同系列的压缩机。2. 压缩机制冷量的计算在理论计算时根据压缩机的理论输气量来计算：Qg=Mqh KW式中Vh指压缩机理论输气量，指输气系数，qh指单位容积制冷量。在设计中通常采用的方法是由压缩机的特性曲线来确定压缩机的制冷量3. 压缩机轴功率的计算(1).指示功率n VP 二M W =丄 hi R i V1式中为制冷剂质量流量，Mr 叫、h2、V可由IgPh图查得。Q0gq Vv1KWKg/s， n 为指示效率，可从有关表中查得， i(2).轴功率PP 二一 KWenmn
10、为磨擦效率，可由有关表查得，一般为0.80.9。也可由压缩机特性曲线查得。 m(3) .压缩机配用电动机功率P P 二（1.10 1.15） n d 式中 1.101.15 指裕量系数；n 指传动效率，直联时， n =1，三角带联接时， n =0.90.95 d d d(4) 压缩机实际单位制冷能力Pe(5) 压缩机台数的计算m二QQog六. 冷凝器的选择计算主要是确定冷凝器的传热面积，选定适用的冷凝器，并计算冷凝器 的冷却水用量。1. 冷凝器的选择原则 一般冷却水质较差，水温较高，水量比较充裕的地区，宜采用立式冷凝器；水质较好啊水温较 低的地区，宜采用卧式壳管或组合式缺乏水源或夏季室外空气湿
11、球温度较低的地区，可采用蒸发式 冷凝器。如果冷却水采用循环冷却供水方式，可根据制冷设备布置的要求，进行合理选择。2. 冷凝器热负荷计算Qk=gQo式中3冷凝器负荷系数，可由制冷技术及应用中图710查得。3. 冷凝器传热面积计算 可由冷凝器传热计算公式得到，冷凝器传热计算公式为Qk=KFAt式中F冷凝器的传热面积，m2 ；K冷凝器的传热系数，W/(m2.K)，可由制冷技术及应用中表73查得；T tAt制冷剂和冷却水之间的对数平均温差，At二匸Cln =t t k2J、t2冷却水进、出口温度，C ; tk冷凝温度，C。鉴于冷凝器使用一段时间后，由于污垢的影响，会降低其传热性能，因此，在选择冷凝器量
12、其计 算面积应有 1015的裕量。此外，若系统中不设过冷器，卧式壳管式冷凝器的传热面积可再加大 510% ，以保证液态制冷剂有35 C 的再冷度。根据所确定的冷凝器的传热面积，并参考压缩机台 数及系统形式等因素，确定冷凝器台数，并查有关设计手册，选择合适型号的冷凝器，一般选择与压 缩机同一制造厂的产品，以便于供货。4. 冷凝器冷却水量的计算Kg/sgl=Qc (t t )式中glP 2 1冷凝器的冷却水量；般淡水 cp= 4.086 KJ/(KgK),cp冷却水的定压比热容，可参考有关手册，KJ/(KgK)。 海水 cp= 4.312 KJ/(KgK)。5. 空调冷却水系统设计1) 选择冷却塔
13、原理及形式：冷却塔冷却水的原理主要是空气与水充分接触进行热湿交换的过程。冷却水通过布水装置均匀的洒向填料层，风扇从下部吸入空气，经填料层向上排风。在填料层内，空气和水逆向流动并进行热湿交换，水经过冷却后，流入集水盘，回流至机 组。目前冷却塔产品可按外型分为圆形塔和方型塔、按空气流动方向分为逆流塔和横流塔、 按冷却水进、出水温差可分为 标准型、中温型和高温型(工业用)，按噪声等级可分为普 通型、低噪声型和超低噪声型。按集水盘深度可分为标准型和深水盘型。(2) 计算循环水量：G 实=1.2X3600 xGl/ym3/hY冷却水的比重，Kg/m3。(3) .根据冷却循环水量和冷却水供、回水温度及温差
14、便可选择冷却塔。冷却水冷却效果主要取决于空气湿球温度，因此，冷却塔产品的技术资料都是在既定的空气湿球温度下的数据，如果设 计条件与产品技术要求不符，则需对产品的技术数据进行修正。在选择冷却塔时，还应考虑以下因素，如果要求噪声严格时，可选用超低噪声型，冷却塔夜间也需运行时，也可选用变 转速风机冷却塔，在夜间，风机低转速运行。对美观要求较高时，宜选用方型塔，方型塔可 组合使用，调节方便，有利于节能运行，但投资较高，颜色应与主体建筑协调，保证良好的 通风条件，合理组织冷却塔的气流；防止飘水对周围环境的影响，考虑有无防火要求。查有 关设备手册，即可选择出合适的冷却塔或其它晾水设备(3).计算冷却水泵扬程，AH = h+h2+h3+h 式中AH冷却水系统阻力，米叫一冷水机组冷凝器的阻力米h2管网及构件阻力之和米h3冷却塔喷嘴喷雾压力约等于5米水柱。 h冷却塔水盘水面至布水装置的垂直高度。H二申AH4安全系数，1.051.15(4).根据水量、扬程，选取适当水泵。(5)冷却水系统的补水量：冷却水的水量损失包括蒸发损失 W = 4.19 W 山 x 1000 kg/hYW冷却水循环量m3/ht 冷却塔进出温差 CY 水的汽化潜热
