1、郑州轻工业学院本科毕业设计（论文）题 目 15kW-35制冷机组 学生姓名 专业班级 学 号 院 （系） 机电工程学院 指导教师(职称) 完成时间 郑州轻工业学院毕业设计（论文）任务书题目 15kW -30制冷机组 专业 热 能 学号 姓名 一、原始资料及技术条件1. 设计环境温度： 352. 最高环境温度： 383. 最低环境温度： 104. 载冷剂进口温度： -255. 载冷剂出口温度： -306. 控温精度： 27. 制冷量： 15kW8. 冷凝器冷却方式： 强制对流风冷9. 制冷剂： R404a10. 电源： 380 V 50Hz二、主要内容1. 设计计算：载冷剂系统计算、循环热力计算
2、、压缩机选择计算及说明、冷凝器设计计算、蒸发器选择计算、辅助设备选择计算、节流机构选择计算及说明。2. 零部件选择：压缩机选择、蒸发器选择、辅助设备选择、温度控制仪选择、压力控制器选择、其他零部件选择。3. 设计图样：系统流程图、电控原理图、总装图、冷凝器部装图、蒸发器部装图、其他零部件图。三、基本要求1. 认真进行实习(调研) 、完成实习(调研) 报告。2. 阅读文献写出文献综述。3. 按统一格式完成开题报告。4. 阅读英文文献，并译成中文(不少于 5000 汉字)。5. 规范绘制图样，上机绘图不少于二张装配图、一张零件图。6. 英中文对照摘要，中文不少于 400 字。7. 按统一格式编制设
3、计说明书，不少于 30000 字。8. 有全部设计的纸介质文档和电子文档。四、主要参考资料1 吴业正主编小型制冷装置设计指导M北京：机械工业出版社，20042 王如竹等编制冷原理与技术M北京：科学出版社，20033 郑贤德主编制冷原理与装置M北京：机械工业出版社，20014 陈光明主编制冷与低温原理M北京：机械工业出版社，20005 时 阳主编制冷技术M北京：中国轻工业出版社，20076 W.F.Stoecker & J.W.Jones 著；陈国邦等译制冷与空调M北京：机械工业出版社，19877 徐传宙，时 阳，湛清平编。制冷器具原理与技术M北京：中国轻工业出版社，1996.58 张祉祐，石秉
4、三主编制冷及低温技术M北京：机械工业出版社，19829 张祉祐主编制冷原理与设备M北京：机械工业出版社，198710 吴业正，韩宝琦制冷原理及设备(第 2 版) M西安：西安交通大学出版社，1997完 成 期 限：2014 年 5 月 12 日指 导 教 师 签 章 ： 时 阳 专业负责人签章： 2013 年 12 月 26 日15kW -30制冷机组目 录摘 要 .IABSTRACT .II绪论 .11 制冷机组 .11.1 制冷机组概述 .11.2 制冷机组分类 .21.2.1 电驱动的压缩式制冷机 .21.2.2 热驱动吸收式式冷机 .32 课题条件及系统热力计算 .32.1 课题背景及
5、条件 .32.2 设计方案的选择及论证 .42.3 系统热力计算 .42.3.1 初始参数的选定 .42.3.2 进行热力计算 .53 主要制冷设备 .73.1 制冷压缩机 .73.2 冷凝器 .103.2.1 冷凝器概述 .103.2.2 强制通风空气冷却式冷凝器参数 .113.2.3 冷凝器设计计算 .123.3 蒸发器选择计算 .173.3.1 蒸发器概述 .173.3.2 载冷剂选型计算 .193.3.3 蒸发器选型计算 .224 节流装置的选取 .254.1 节流装置分类 .254 .2 节流机构选择计算 .2615kW -30制冷机组4.3 热力膨胀阀的使用 .285 辅助机构选择
6、计算 .295.1 干燥过滤器 .295.2 电磁阀 .315.3 视液镜 .325.4 压力继电器 .335.5 单向阀 .345.6 截止阀的选型 .365.7 气液分离器 .375.8 储液器 .38结 束 语 .40致 谢 .43参考文献 .44I15kW -30制冷机组摘 要此次毕业设计的课题是 15kW -30制冷机组。其中制冷剂为 R404A，系统制冷量为 15kW，冷凝温度 50，蒸发温度-35，过冷度 10，过热度 20，进风温度 35，出出温度 45。本设计主要部件选用的是谷轮公司的 6SUW-400E 活塞式半封闭单级压缩机、杭州奇诺机电设备有限公司的 YWF(K)4D
7、450-Z 型外转子轴流风机、杭州钦宝 B3-052 铜钎焊板式换热器、艾默生公司 T 系列外热力膨胀阀中的 X2244088B（TCLE系列） 。除此以外，本文还完成了热力计算、冷凝器设计计算以及辅助设备的选型问题。关键词 制冷 制冷机组 设计计算II15kW -30 REFRIGERATION UNITS ABSTRACTThe graduation design topic is 15kW -30 refrigerating unit.The refrigerant is R404A, refrigerating capacity is 15kW system,condensing te
8、mperature is 50, evaporation temperature is-35, super-cooling degree is 10, superheating temperature is -20, inlet air temperature is 35, and the temperature is 45.Selection of main components of this design are copeland 6SUW-400E piston semi-closed single stage compressor, kino of mechanical and el
9、ectrical equipment co., LTD. Hangzhou YWF(K) 450-Z exterior rotor axial flow fan, hangzhou qin bao B3-052, Emerson T a series of plate heat exchanger copper brazing outside of the thermal expansion valve X2244088B (TCLE series).In addition to this, this article also completed the thermodynamic calcu
10、lation, condenser design calculation and the selection of auxiliary equipment problems.KEY WORDS refrigeration, refrigeration unit,design calculations.15kW -30制冷机组1绪论从较低的环境温度空间或物体中吸取热量，并将其转移给高温环境介质的过程称为制冷。制冷技术是为适应人们对低与环境温度条件的需要而产生和发展起来的。实际制冷所必需的机器和设备，称为制冷机。例如，机械压缩式制冷机包括压缩机、蒸法器、冷凝器和节流机构；吸收式制冷机包括发生器、冷
11、凝器、蒸发器、吸收器和节流机构等。在制冷机中，除压缩机、泵和风机外，其余是换热器及各种辅助设备，统称为制冷设备。而将制冷机同消耗冷量的设备结合一起的装置称为制冷设置，如冰箱、冷库、空调机等。随着人们对生活质量的要求提高，制冷越来越多的应用到人们生活、生产的各方各面。制冷系统从原理上来讲即是：液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却的物体热量之后，汽化成低温低压的蒸汽、被压缩机吸入、压缩成高压高温的蒸汽后排入冷凝器、在冷凝器中向冷却介质(水或空气)放热，冷凝为高压液体、经节流阀节流为低压低温的制冷剂、再次进入蒸发器吸热汽化，达到循环制冷的目的。这样，制冷剂在系统中经过蒸发、压缩、冷凝、节流四个基本过程完成
12、一个制冷循环。在制冷系统中，蒸发器、冷凝器、压缩机和节流阀是制冷系统中必不可少的四大件，这当中蒸发器是输送冷量的设备。制冷剂在其中吸收被冷却物体的热量实现制冷。压缩机是心脏，起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用。冷凝器是放出热量的设备，将蒸发器中吸收的热量连同压缩机功所转化的热量一起传递给冷却介质带走。节流阀对制冷剂起节流降压作用、同时控制和调节流入蒸发器中制冷剂液体的数量，并将系统分为高压侧和低压侧两大部分。实际制冷系统中，除上述四大件之外，常常有一些辅助设备，如电磁阀、分配器、干燥器、集热器、安全阀、压力控制器等部件组成，它们是为了提高运行的经济性，可靠性和安全性而设置的。1 制冷机组1.
13、1 制冷机组概述我国制冷机制造业是 20 世纪 50 年代末期才发展起来的。从 20 世纪 50 年代的仿制开始到 60 年代自行设计制造，并制定了比较系统的制冷空调产品系列和标准，以后又开发了各种形式的制冷空调产品。目前，制冷空调行业已具有品种比较齐全15kW -30制冷机组2的大、中、小型制冷空调产品系列及相关技术标准，并已形成有一定技术基础的科研、教学、设计、生产制造和营销管理体系，正在缩小与国外先进水平的差距。1.2 制冷机组分类目前，空调系统中的制冷装置主要利用“液体气化制冷法” 的原理而工作，其主要有电驱动的压缩式和热驱动的吸收式两种。制冷机组就是将制冷系统中的全部或部分设备直接在
14、工厂组装成一个整体，为用户提供所需要的冷量和用冷温度。制冷系统机组化是现代空调用制冷装置的发展方向。1.2.1 电驱动的压缩式制冷机电驱动的压缩式制冷机主要以氟里昂、氨为制冷剂，民用制冷机大部分采用氟里昂作为制冷剂。按冷却介质的种类可分为空气冷却和水冷却两种形式，按压缩机种类可分为活塞式、螺杆式、离心式三种形式，按提供的冷源或热源情况可分为冷水机组和热泵机组两种形式.活塞式冷水机组由活塞式制冷压缩机、风冷式或水冷式冷凝器、热力膨胀阀和蒸发器等组成，并配有自动或手动能量调节和自动安全保护装置，常用的水冷活塞式冷水机组冷凝器进出水温分别设置为 32、37，蒸发器出口冷冻水温度设置为7 度，冷量范围
15、一般为 35580 千瓦。螺杆式冷水机组是由螺杆式制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、热力膨胀阀、油分离器、自控元件和仪表等组成的一个完整的制冷系统。常用的水冷式螺杆式冷水机组冷凝器进出水温分别设置为 32、37，蒸发器出口冷冻水温度设置为 7 度，冷量范围为 5801163 千瓦。离心式冷水机组是由离心式制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、节流机构和调节机构以及各种控制元件组成的整体机组。离心式冷水机组的制冷量较大，常用的水冷式离心式冷水机组冷凝器进出水温分别设置为 32、37，蒸发器出口冷冻水温度设置为 7 度，单机容量通常在 1163 千瓦以上，所以，这种一般用于大型中央空调系统。热泵机组的循环流程有几
16、种形式，但不论何种，系统中除装有制冷系统中的四大元件外，还需装有四通换向电磁阀、单向阀等，使制冷剂的流动方向在制冷或制热状态时能得到控制。热泵机组根据冷却方式可分为风冷式热泵机组、水源热泵机15kW -30制冷机组3组和土壤热泵三种。水源热泵机组是利用地下水、河水、湖水等资源，借助压缩机系统，通过消耗部分电能，冬季，把水中的低品位能量“取” 出来，供给室内采暖或空调；夏季，把室内的热量取出来，释放到水中，达到空调的目的。它不受环境和气候的影响，运行稳定，没有风冷热泵机组的除霜以及小区的热岛效应等问题。土壤热泵系统是利用地下岩土中热量的闭路循环的地源热泵系统，它通过循环液在封闭地下埋管中的流动，
17、实现系统与大地之间的传热。在冬季供热过程中，流体从地下收集热量，再通过系统把热量带到室内。夏季制冷时，系统逆向运行，即从室内带走热量，再通过系统将热量送到地下岩和土中。因此，土壤热泵系统既保持了水源热泵作为冷热源的优点，又克服了空气源热泵效率低下的缺点，是一种可持续发展的建筑节能新技术。简单地说就是低谷时段制冰，高峰时将其冷量释放出来，即将高峰时段较大的制冷负荷转移到低谷时段，起到移峰填谷作用。设备为常规压缩式电制冷空调的主机采用双工况主机，同时增加一套蓄冰装置。利用电力低谷时段让机组工作在制冰工况，将冷量以冰的形式储存在蓄冰装置内，高峰时段通过融冰从蓄冰装置中取出冷量以供空调负荷的需要。1.
18、2.2 热驱动吸收式式冷机热驱动吸收式制冷机组目前主要以溴化锂为吸收剂，有如下分类：第一，按溴化锂吸收式制冷机使用的能源可分为：蒸汽型、热水型、直燃型、太阳能型；第二，按溴化锂吸收式制冷机使用能源被利用程度可分为：单效型、双效型；第三，按溴化锂吸收式制冷机中各换热器布置情况可分为：单筒型、双筒型、三筒型；第四，按溴化锂吸收式制冷机的应用范围可分为：冷水型、温水型；第五，按溴化锂吸收式制冷机的综合方法可分为：蒸汽单效型、蒸汽双效型、直燃型冷温水机组。土壤源热泵是利用地下常温土壤温度相对稳定的特性，通过深埋于建筑物周围的管路系统与建筑物内部完成热交换的装置。冬季从土壤中取热，向建筑物供暖；夏季向土壤排热，为建筑物制冷。它以土壤作为热源、冷源，通过高效热泵机组向建筑物供热或供冷。高效热泵机组的能效比一般能达到 4.0kW/h 以上,与传统的冷水机组加锅炉的配置相比，全年能耗可节省 40%左右,初投资偏高，机房面积较小，节
