制冷系统设计.doc

1、课 程 设 计 设计题目： 南京市某空调制冷机房姓 名 院 系 专 业 年 级 学 号 指导教师 年 月 日目 录0 设计任务11 前言12 课程设计题目及数据23 制冷机组的类型及条件23.1 初参数 23.2 确定制冷剂种类和系统形式23.3 确定制冷系统设计工况23.3.1 冷凝温度的确定23.3.2 蒸发温度的确定33.3.3 过冷温度的确定33.3.4 过热温度的确定33.3.5 制冷系统理论循环 p-h 图44 制冷系统热力计算55 制冷压缩机型号及台数65.1 压缩机形式的选择65.2 压缩机台数的选择75.3 压缩机级数的选择75.4 电机的选择76 冷凝器的选择计算76.1

2、冷凝器的选择76.2 冷凝器热负荷计算76.3 冷凝器的已知参数86.4 计算肋管特性参数86.5 计算平均传热温差86.6 冷却水流量96.7 概算所需传热面积96.8 初步规划冷凝器结构96.9 计算水侧的换热系数96.10 计算制冷剂测得冷凝换热系数 106.10.1 求水平光管管外冷凝换热系数 106.10.2 计算水平肋管外的冷凝换热系数 106.10.3 计算水平肋管束外冷凝换热系 116.11 实际的热流密度 116.12 计算实际传热面积 116.13 冷凝器的类型 127 蒸发器的选择计算127.1 蒸发器的预选127.2 蒸发温度与传热温差的确定127.3 换热面积的计算1

3、27.4 蒸发器风量的确定127.5 风机的选择128 冷却水系统的选择138.1 冷却塔138.2 水泵的选型138.2.1 水泵扬程138.2.2 阻力计算139 冷冻水系统的选择1410 管径的计算 1411 其它辅助膨胀阀的选择计算 1511.1 膨胀阀的选择 1511.2 贮液器的选择计算 1511.3 油氨分离器的选择计算 1511.4 气液分离器的选择计算 1511.5 集油器的选择计算 1611.6 不凝性气体分离器的选择计算 1612 制冷机组与管道的保温 1613 设备清单及附图 1614 参考文献 1700 设计任务设计一南京地区用制冷系统，采用空冷式直接制冷，制冷量定为

4、 100K，制冷剂为氨，冷却水进出口温度为 27/30。1 前 言近 50 年来，随着现代科学技术的飞速发展，制冷技术以日新月异的速度发生变化。并且，正在现代国民经济、人民生活、国防科研、文化艺术等领域中发挥着日益重要的作用。我国是最早利用天然冷源的国家之一，随着社会进步，制冷技术已经广泛应用到各个行业，制冷技术的作用更是不可替代的。因此设计制冷系统已成为重要的环节。制冷系统的设计，无论是厂家装配成的整体机组，还是现场组装的系统，主要是选择制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、节流机构以及风机、电动机和自动控制设备等。其步骤是根据给定的冷冻水温度(或被冷却的空气温度)、流量和所采用的冷却水(或冷却用空气

5、)入口温度、流量，确定该制冷系统的设计工况(即选定蒸发温度和冷凝温度等系统的内在参数设计值)，然后，按照设计工况选择该制冷系统的各个组成设备，使之在运行过程各个设备的相互匹配，以充分发挥每个设备的工作能力。但是，一个制冷机组或制冷系统，在实际运行过程中，当外在参数(既冷凝器和蒸发器所通过的水流量或空气流量，以及水或空气的入口温度等)在一定范围内改变时，该机组成系统的性能如何变化、选定的各个组成设备是否匹配恰当，都是在设计中要考虑的问题。此外，设计完成，制冷作业安全技术，正确操作制冷设备，是我们在具体操作时的必然选择。12 课程设计题目及数据课程设计题目： 南京市某空调制冷机房制冷系统采用空冷式

6、直接制冷，空调制冷量定为 100KW。数据：制冷剂为：氨(R717)。冷却水进出口温度为：27/30。南京市空调设计干球温度为 35.2，湿球温度为 28。设计内容设计一南京地区用制冷系统，采用空冷式直接制冷，制冷量定为 100K，制冷剂为氨，冷却水进出口温度为 27/30。3 制冷机组的类型及条件3.1 初参数1）制冷系统主要提供空调用冷冻水，供水与回水温度为：7/12，空调制冷量定为 100KW。2）制冷剂为：氨(R717)。3）冷却水进出口温度为：27/30。4）南京市空调设计干球温度为 35.2，湿球温度为 28。3.2 确定制冷剂种类和系统形式根据设计的数据及要求，本制冷系统为 10

7、0KW 的氨制冷系统。因为制冷总负荷为 100KW,所以可选双螺杆制冷压缩机来满足制冷量要求。3.3 确定制冷系统设计工况3.3.1 冷凝温度 的确定从制冷工程设计手册中查到南京地区夏季室外平均每年不保证 50h 的湿球温度（）Ct28s对于使用冷却水塔的循环水系统，冷却水进水温度按下式计算：（3-1）ss1式中 冷却水进冷凝器温度（） ；2当地夏季室外平均每年不保证 50h 的湿球温度（） ；安全值，对于机械通风冷却塔， =24。则代入数据有冷却水进水温度： 31281ts冷却水出冷凝器的温度 （） 按下式确定：选用卧式壳管式冷凝器 = +（24） （3-2）代入上面算出的数据有： =31+

8、3=34（注意： 通常不超过 35） ，系统以水为冷却介质，其传热温差取 46。则冷凝温度为若系统以水为载冷剂，其传热温差为 ， （3-3）42tsc式中 冷凝温度（） 。代入数据有冷凝温度： =34+4=383.3.2、 蒸发温度 的确定则蒸发温度为 （3-4） te对于本设计系统， =2，因此不采用液体过冷，即 =0。式中 载冷剂的温度（） 。一般对于冷却淡水和盐水的蒸发器，其传热温差取 =5。本制冷机房用空冷式蒸发器，则制冷剂的蒸发温度 .25-7te3.3.3、 过冷温度 的确定对于一般的空气调节用制冷装置，不采用液体过冷；对于大型的蒸发温度较低（ 5）的制冷装置，在条件许可时使用液体

9、过冷。也就是不考虑过冷温度。3.3.4、过热温度 tr的确定压缩机吸气口温度 的确定 3通常 = + （3-5）式中对于一般氨压缩机， = 。代入数据有过热温度： = 。3.3.5、 制冷系统理论循环 p-h 图根据题意绘制的 p-h 图，并查表求得各状态参数：图 3-1查有关资料：确定压力：Pe=436.34 kPa， Pc= 1472.4 kPa比容： 10.27 kgm3， 20.087 kg3焓值： h 1459KJ， h 1660KJ， h34380 kgKJ。44 制冷系统热力计算1）单位质量制冷量 的计算（4-1）410hq代入数据有： =（ 1459-380） kgKJ=107

10、9 kgJ2）单位冷凝负荷 k的计算（4-2）hq32代入数据有： kgKJ180-6k3）单位理论压缩功 c的计算（4-3）hw12c代入数据有： kgKJ20459-64）单位容积制冷量 的计算（4-4）vq10代入数据有： 399627.9m3kJ5） 制冷剂质量流量 Mr的计算（4-5）qQ0代入数据有： 923.17rskg6） 压缩机吸入制冷剂蒸汽的体积流量 Vr的计算（4-6）vqQr0V5代入数据有： 025.3961Vrs3m7）冷凝器热负荷 的计算k（4-7）qrM代入数据有： kw1.82093.k8） 压缩机所需的理论耗功率 pth的计算（4-8）crpth代入数据有： kw52.180923.th9） 制冷系数 t的计算（4-9）thtp0代入数据有： 39.52.18t10） 逆卡诺循环制冷系数 c的计算：（4-10）kcT代入数据有： 64.725-3111）制冷系数 R的计算（4-11）cth代入数据有： 71.064.395R5 制冷压缩机型号及台数的确定5.1 压缩机形式的选择根据已知参数，预选螺杆式压缩机。