1、 空气调节用制冷技术课程设计- 前言本次设计的目的是为了对空气调节用制冷技术进行巩固，通过前期上课的理论学习，进行实践。具体内容是针对乌鲁木齐地区，设计其适合的空调用冷冻站的。首先通过查阅当地的各项原始资料，然后，确定制冷机的工作工况，通过提供的冷负荷资料选定压缩机的型号和台数。综合冷负荷、工作工况、当地的水质和环境情况，选择合适的冷凝器和蒸发器。再根据已有的设备资料，结合设计具体要求选择合适的辅助设备：油分离器、高压贮液器、集油器、氨液分离器、紧急泄氨器、空气分离器、过滤器、阀门等。最后由工厂发展规划资料初步确定工厂尺寸，将设备进行合理的布局。以求做到最经济合理的布置。并根据设备布局确定管道
2、的布局，计算管道的直径，给管道配置相应的阀门。以上即是此次设计的流程，在设计过程中，应该注意统筹兼顾，有理有据。空气调节用制冷技术课程设计- 目录一 设计题目-4二 设计目的-4三 原始资料-=-4四 设计内容-41 制冷压缩机的型号与台数的选择-41.1 冷冻站的冷负荷的确定-41.2 制冷装置型式的选择-41.3 制冷工况的确定及理论计算-51.4 制冷压缩机的型号及台数的确定-62 冷凝器的选择-7 2.1 冷凝负荷的确定-7 2.2 传热温差 -82.3 确定冷凝器的型号-73 蒸发器的选择-94 油分离器的选择-105 贮液器的选择 -106 油器的选择-117 空气分离器的选择-1
3、18 急泄氨器的选择-11空气调节用制冷技术课程设计- 9 过滤器的选择-1110 冷冻站设备及管路的平面布置-12 10.1 冷冻站房的设计-1210.2 制冷设备的布置-1311 管路和阀件的选择计算-14 11.1 管路计算-1411.2 排气管道-1611.3 冷凝器到贮液器液体管道-1811.4 贮液器到蒸发器液体管道-2011.5 阀件的选择-2212 参考文献-空气调节用制冷技术课程设计- 一 设计题目空调用冷冻站的设计二 设计目的课程设计是“制冷技术”的主要教学环节之一，通过这一环节来达到了解冷冻站设计的内容、程序和基本原则的目的，学习设计计算的步骤和方法，巩固所学的理论知识和
4、实际知识，以培养我们运用所学知识解决工程的能力。三 原始资料1 基本资料：已知某厂空调楼所需总耗冷量为 680kw，以喷淋室为末端装置，要求冷冻水温为 7，空调回水温度为 12，制冷系统以氨为制冷剂。2 设计地点：石家庄3 水源： 由于地区水源紧张，冷却水系统必须选用冷却塔使用循环水。4 室外气象资料：夏季空调干球温度为 34.1，湿球温度为 18.5。四 设计内容1 制冷压缩机的型号与台数的选择1.1 冷冻站的冷负荷的确定QT=(1+A)Qy;式中: QT制冷系统的总制冷量（KW）;Qy用户实际所需要的制冷量（KW）; A冷损失附加系数;对于间接式制冷系统，A0.10.15。本课程设计属于此
5、类，取 A0.11=（1+0.11）550=610.5kwT1.2 制冷装置型式的选择本冷冻站设计采用活塞式制冷机，氨制冷剂，单级压缩1.3 制冷工况的确定及理论计算空气调节用制冷技术课程设计- 1.3.1 蒸发温度 ot当采用喷淋室处理空气，即冷冻水喷淋室使用时，宜采用水箱式蒸发器（包括直立管式蒸发器和螺旋管式蒸发器） 。对于直立管式和螺旋管式蒸发器，蒸发温度宜比冷冻水出口干球 温度低 46。 所以 =6（46）=4ot1.3.2 冷凝温度 Kt采用水冷式冷凝器时，冷凝温度 可用下式计算：Kt)75(21sKtt式中 冷却水进冷凝器的温度，；1st冷却水出冷凝器的温度，。2st对于使用冷却塔
6、的循环水系统，冷却水进水温度可按下式计算：=18.5+ （ ）=21.5sstt1 43式中 当地夏季室外平均每年不保证 50 小时的湿球温度，st安全值。选用机械通风冷却塔， 。st 43st立式壳管式冷凝器进、出水温差 24 =21.5+3=24.52st= =28)75(21sKtt )75(.11.3.3 压缩机的吸汽温度 1t压缩机的吸汽温度一般与压缩机吸汽管的长短和保温情况有关，通常以氨为制冷剂时，吸汽温度 与蒸发温度 的差值不大于 58。 1t0t即 = +5=4+3=71to空气调节用制冷技术课程设计- 1.3.4 再冷温度 tr.c对于立式壳管式冷凝器，均不考虑再冷。以上工况
7、确定以后，就可在 lgPh 图上确定整个制冷的理论循环；并进行循环的理论计算。1.3.5 lgP-h 上理论循环的计算1 根据绘制的 lgP-h 图查表求得各状态参数：图中点 1 为压缩机吸入状态点（t 1=t0=3.5）； 1-1为过热过程(t 1=8.5)；2 为制冷剂出压缩机时状态点(由过 1的等熵线和压力为 Pk 的等压线来确定 )；4 为制冷剂出冷凝器的状态点(t 4=tk=35)2 确定压力：P 1= P0=489.178kpa；P 4=Pk=1353.146kpa；确定焓值:h 1=1460.250kJ/kg；h 1=1472.635kJ/kg；h2=1621.733kJ/kg；
8、h 4=367.188kJ/kg;比容：v 1=0.272135m3/kg；v 2=0.118135 m3/kg；3 制冷系统热力计算单位质量制冷量 q0 的计算:q 0=h1-h4=1472.635-365.188=1105.477kJ/kg；单位容积制冷量 qv 的计算:q v=q0/v1=1105.477/0.272135= 4062.237kJ/kg；制冷剂质量流量 qm 的计算 :qm=QT/q0=1042/1105.477=0.9426kg/s；单位理论压缩功 w0 的计算:w 0=h2-h1=1621.733-1472.635=149.098kJ/kg；压缩机所需的理论功率 P0
9、 的计算:P 0=qmw0=0.9426149.098=140.540kJ/kg；压缩机吸入制冷剂蒸汽的体积流量 qv 的计算:q v=qmv1=0.94260.272135=0.25651m3/s；制冷系数 0 的计算: 0=q0/w0=1105.477/149.095=7.415；单位冷凝负荷 qk 的计算:q k=h2-h1=1621.733-367.188=1254.545kJ/kg；冷凝器热负荷 Qk 的计算:Q k=qmqk=0.94261254.545=1182.534kW；逆卡诺循环制冷系数： c=Tc/(Tk-Tc)=(3.5+273)/(35-3.5)=8.778；热力完善
10、度 =0/c=7.415/8.778=0.845；1.4 制冷压缩机的型号及台数的确定择制冷压缩机时，台数一般选 24 台,且系列应相同，方便维修。标准工况下的制冷量，换算公式 iQK设标 空气调节用制冷技术课程设计- 可查得 =2.19,则 657/2.19=300kw=25.8* kcal/hiK标Q410由使用制冷工程设计手册166 页查得选两台压缩机 型号 6AW12.5(上冷) 标况制冷 15 kcal/h=174.42kw4气缸数 6， 气缸直径 125mm，活塞行程 100mm, 主轴转速 960r/min,理论容积 =424 /h=0.12 /shV3m3轴功率 6 缸：36K
11、W eP配用电动机 J -91-6 电功率 P=(1.11.15)2oedP取 =1.0 6 缸 P=1.136=39.6KWd2 冷凝器的选择2.1 冷凝负荷的确定冷凝器型式的选择应根据制冷剂和冷却介质（水或空气）的种类及冷却介质的品质优劣而定。在冷却水质较差、水温较高和水量充足的地区，宜采用立式壳管式冷凝器，因为冷却水使用循环水，故采用立式壳管式冷凝器。冷凝器的台数参考压缩机的台数，暂取两台。ikPQ0式中 Qk-冷凝器热负荷； Q0-制冷机冷负荷； Pi-压缩机指示一台压缩机的指示功率 = = =74KWiP211ahiVv91.0527*6.80所以： Qk=174.42+74=248
12、.42KW2.2 传热温差空气调节用制冷技术课程设计- 2k1tln式中： t1、 t2-冷却剂进、出口温度,； tk-冷凝温度，所以： =4.845.2481lntl2k1t冷却剂流量：M= = =19.78kg/s12tCpQ).(6.2.3 确定冷凝器的型号Cp 为制冷剂定压比热容:4.187kJ/(kgK)根据推荐值假设冷凝器的单位热负荷 qt=3700kcal/(m2h)=4303.1w/m2;F= =57.73 ;tKQ1.43028m查手册,选择立式冷凝器 LN-70(上海第一冷冻机厂)2 台; 冷凝面积 F=70 2m则： =248420/70=3548.85w/m2;tq喷淋
13、密度 ： ndGw式中 Gw冷却水量，Kg/h; dn管子内径，m;N管子根数。则： 19.8/3.140.032125=1.58kg/m.s=5688kg/m.h管内强制对流放热系数 =513 =9157.4w/ .kw312mNH3 为 37.9时,查其热力性质表,得:导热率 =0.465w/(m K); 密度 =582.6kg/m 3; 潜热 =1108.665kJ/kg; 动力粘度 =0.1315 10-3NS/m2 =2.822;gr23空气调节用制冷技术课程设计- 制冷剂侧放热系数 0.925 10005w/ .k31)(lCc 3115.82)*/340*(2.8 2m冷凝器换热
14、系数 式中 c制冷剂的凝结放热系数，w/m 2.k； w冷却剂的对流放热系数, w/m 2.k； p 金属管壁的厚度，mm； p 金属管壁的导热系数，w/m 2.k；A0 、A i、A 分别为金属管的外、内和平均表面积，m 2;Roil油膜的热阻，0.00035 0.0006m 2.k/w;Rf 水垢的热阻。由传热课本查得 ； ； 20.48/oil kw425.810/fRmkw36.7/mk0382iiAd35Ad代入得到 K=613.37 （介于 600700）2/wmk( -金属壁管的厚度，mm; -金属壁管的导热系数, ; -分别为pp2w/mk0,iA金属管的外,内和平均表面积，m 2; Roil-油膜的热阻 ,0.00035-0.0006, m2K/w; Rf-水垢的热阻, m2K/w);热流密度: =K =613.375.88=360tq相对误差： = =1.6% =0.069m 9.0*2614.3608*.360412wvVnh由制冷与空调设备手册607 页查得选择两台型号 SYF-80 北冷式5 贮液器的选择贮液器的容积是按制冷剂循环量进行计算的。它应满足下述要求：（1）贮液器贮存制冷剂的最大量按每小时制冷剂总循环量 1/21/3 的计算；（2）考虑到制冷剂受热膨胀可能带来的危险，贮液器贮存制冷剂的最大量不超过本身容积的 80。贮液器的容积可按下式计算：
