1、制冷技術課程設計一，設計任務本設計為西安某五層酒店空調用制冷系統及機房設計。房間的總冷負荷如下所示：管段1樓立管2樓立管3樓立管4樓立管5樓立管冷負荷kw480.4393.6306.8216.1125.5為一樓總立管的冷負荷， 為 480.4kw 采用的供冷方式為簡介供冷， 冷凍水供水溫度為 7 攝氏度，回水溫度為 12 攝氏度，采用獨立空調制冷機房，因為該建筑沒有地下室，所以制冷機房設于地面，距建筑正西方距離為200m，二，原始資料（ 1）空調夏季室外計算干球溫度： 35.1 （ 2）夏季空調室外計算濕球溫度： 25.8 （ 3）夏季空調室外日平均溫度： 30.7 （ 4）夏季大氣壓力： 0

2、.100530MPa三、制冷壓縮機型號與數量的選擇1、確定機房總制冷量制冷系統的總制冷量為用戶實際所需的制冷量以及制冷系統本身和供冷系統冷損失，而對于間接供冷系統而言，空調制冷量小于174kw 時，選擇冷損失為 0.15-0.20，當制冷量為 174-1744kw 時，系統冷損失為 0.10-0.15，本系統系統總冷負荷為 480.4kw，為保證建筑在最不利情況下得到充分補充，該設計選擇最大冷損失，即取15%的冷損失，計算如下：Q(10.15)480.4552.5kw2、確定制冷劑種類因為該建筑為賓館，對衛生和安全要求較高，因此選擇R22 為制冷劑， R22的具體情況如下：3、確定制冷系統設計

3、工況根據空調系統對冷凍水的要求及當地冷卻劑的條件，確定蒸發溫度 t0、冷凝溫度 tk、壓縮機排氣溫度trp、冷卻劑進口溫度t1，3.1、冷凝溫度tk 的確定夏季空調室外計算濕球溫度：25.8 ，冷卻水進水溫度即濕球溫度，為25.8 ，冷卻水溫升，對于臥式殼管冷凝器，根據實用制冷工程設計手冊 ，取值范圍為 3-5攝氏度，本設計取 4，則可知冷卻水出口溫度為：25.8429.80 C ，冷凝器中平均傳熱溫差根據下表要求取5綜上可知，冷凝溫度：tk0.5(t1t2 )m= 0.5 (25.8 29.8) 5 32.8 3.2、蒸發溫度t0 的確定蒸發溫度是制冷劑液體在蒸發器中氣化時的溫度，蒸發溫度的

4、高低取決于被冷卻物體的溫度， 另外蒸發溫度還與蒸發器的型式有關， 本系統選用滿液臥式蒸發器，由設計任務可知：載冷劑進口溫度為 12 攝氏度，出口溫度為 7 攝氏度，對于氟利昂系統， 取蒸發器中平均傳熱溫差為 7 攝氏度。按照下表，可得蒸發溫度t0 0.5 (ts1 t s2 )00.5(127)54.53.3、過冷溫度tg 的確定根據實用制冷工程設計手冊 ，可得如下數據：所以本設計取過冷溫度為53.4、壓縮機吸氣溫度trp 的確定壓縮機的吸氣溫度一般與制冷劑種類， 吸氣管的長短。 和保溫情況有關， 以氟利昂為制冷劑的制冷系統一般希望有一定的吸氣過熱度， 一則可以提高循環的經濟性，同時避免液擊事

5、故的發生， 保證系統的正常運行， 過熱度的大小根據實用制冷工程設計手冊，當采用熱力膨脹閥時，蒸發器出口氣體過熱度為 3-8 攝氏度，本設計取 5 攝氏度，所以可得壓縮機的吸氣溫度：trpt054.559.5 4、制冷循環理論lgp h 圖綜上，可得各數據：冷凝溫度tk ：32.8、蒸發溫度 t0=4.5，壓縮機吸氣溫度trp=9.5、過冷溫度tg=5則制冷系統理論循環lgp-h 圖如下所示：根據繪制的 p-h 圖查表可求出各狀態參數：蒸發壓力 p0=0.59pa， 冷凝壓力 pk=1.28mpa比容： v1=0.043m3/kg，v1=0.0414m3/kg， v2=0.0207m3/kg。比

6、焓： h1= 411.09kJ/kg，h1= 407.43kJ/kg，h2= 430.70kJ/kg，h3=h4= 234.17kJ/kg，h3 = 240.85kJ/kg， h4=206.59kJ/kg，5、制冷系統熱力計算（ 1）、單位質量制冷量q0 的計算q0h1h4411.09234.17=176.92kJ/kg（ 2）、單位容積制冷量qv 的計算q0176.92qvv10.043=4114.42kJ/m3（ 3）、制冷劑質量流量 M r0552.5kwM r176.92kJ / kgq0=3.12kg/s（ 4）、制冷劑體積流量V rVrM r v13.120.0 4 3=0.134

7、m3/s（ 5）、冷凝負荷kM r qkM r( h2h3 )=3.12x（ 430.70-234.17）= 613.17kw（ 6）、壓縮機理論耗功量pthM r(h2h1 )=3.12x（430.70-411.09）=61.18kw（ 7）、理論制冷系數0thpth=552.59.0361.18（ 8）、制冷效率thRctkt0= 9.03273.15t032.84.5= 9.030.924.5273.156、制冷壓縮機和電動機的選擇壓縮機的選擇計算，主要是根據制冷系統的總制冷量及系統的設計工況，確定壓縮機的種類，型號和臺數，最后要校核壓縮機所配置電機的功率6.1 壓縮機類型的選擇根據實用

8、制冷工程設計手冊 當制冷量在 116-700kw 時，宜選用螺桿式制冷壓縮機，本建筑總冷負荷為552.5kw，即使選擇兩臺，依然在該范圍內，所以本設計選擇螺桿式制冷壓縮機，又因為半封閉式螺桿壓縮機維修方便，無泄漏問題的出現，且不需要軸封，噪音小，在市場上有80%的占有率，是市場上的主流產品，所以本設計選擇半封閉式螺桿壓縮機6.2 壓縮機級數的選擇級數的選擇應根據設計工況的冷凝壓力與蒸發壓力之比來確定，pk1.282.17p00.59根據規范，當上式小于10 時，應采用單級制冷壓縮機，否則采用兩級壓縮機，綜上，本設計采用單機制冷壓縮機。6.3 壓縮機臺數和型號的確定選擇壓縮機太數不能太多， 本系

9、統因為在西安， 非全年連續使用， 所以不考慮備用，本系統選擇兩臺壓縮機，則每臺壓縮機的制冷量為：552.52276.25kw壓縮機的容積效率：0.940.085( pk ) n11 （ R22 的 n=1.18）p00.940.085( 1.28 ) 1.18110.59=0.86系統所需理論輸氣量：VRM R V1 Q0v1 Vhh1 h4=276.250.04143600411.09234.170.86=270.60m3/h綜上，根據所需理論輸氣量，查實用制冷工程設計手冊選擇兩臺型號為LG16 F 100Z 的螺桿式制冷壓縮機。具體見下表：125G四、冷凝器的選擇計算1、冷凝器的選擇原則冷

10、凝器的選擇取決于當地的水溫，水質，水源，氣候條件，以及壓縮機房布置要求等因素，一般在冷卻水水質較好，水溫較低，水量較充足的地方，宜采用臥式冷凝器，西安地區可選用臥式殼管冷凝器。2、確定冷凝器的換熱面積冷凝器熱負荷：QkQ0 1.16 552.5 640.9kw（ - 冷凝器熱負荷系數，其隨蒸發溫度的降低和冷凝溫度的升高而增加，取1.16.）冷凝器傳熱溫差的計算：tmtw 2t w129.825.84.72 0 CIn tktw1In 32.825.8t ktw232.829.8式中 ： t w1 - -冷卻水出冷凝器的溫度tw 2 -冷卻水進冷凝器的溫度t k - 冷卻水進冷凝器的溫度冷凝器傳

11、熱面積的計算：AkQK640.91000123.44m2Ktm 11004.72式中： K- 冷凝器的傳熱系數， 由于是氟利昂臥式殼管冷凝器，其傳熱系數 1000-1500 之間，這里取 1100.因為需要兩臺壓縮機，所以初步選定兩臺冷凝器，其實際所需理論面積為123.4461.72m223、冷凝器型號的選擇由于冷凝器在使用一段時間后會產生污垢， 降低傳熱系數，因此在選擇冷凝器型號前，應將上面計算值放大 5%-10%，以保證液態制冷劑有 3-5 攝氏度的過冷度，綜合上述，放大百分比取 10%，不設再冷卻器放大百分比取 10%。AkAk (1 0.10) (1 0.10) 61.72 1.1 1

12、.1=74.68m2綜上，選擇的冷凝器如下：牌子為江蘇昊陽的型號為GLCQ6 的氟利昂臥式殼管冷凝器 2 臺4、冷卻水計算冷凝器所需冷卻水量的確定：Qk640.9w1000 4.186 (29.8 25.8)C p (tw2 tw1)3=0.0383m /s3=137.88m /h壓縮機需要的冷卻水量的確定：0.8661.180.150.8 0.950.86 pew5t=2.08m3/h式中 pe-壓縮機軸功率，- 冷卻水帶走熱量占全部壓縮機耗功量的百分比，取0.13-0.18，t - 冷卻劑出口溫差綜上，得總冷卻水量為： 137.88+2.08= 139.96 m3/h5、動力設備冷卻塔的選

13、擇：冷卻塔的選擇主要由所需的冷卻水的水量和室外的溫度決定的，冷卻水流量為 139.96 m3（）3 ，又因為先的室外濕球溫度為25.8。/hx1+0.10=153.96m /h綜上，選擇華強牌圓形玻璃鋼冷卻塔，型號為10T-1000T 系列的 DBNL3-150 型號，具體見下表冷卻水泵的選擇：根據 冷 卻水 的流 量確 定水 泵的 型 號 ，由 前 面可 知， 冷卻 水總 量為153.96m3/h，樓高由前面可知為 17m，則水泵的選擇可根據所需的流量和楊程，確定水泵的型號和數量， 可多選一臺作為備用的水泵， 綜上可選擇上海良益泵業的 ISW 型臥式管道離心泵中的 100-125（ I）五、

14、蒸發器的選擇計算1、確定蒸發器的形式本系統采用水冷式表面冷卻器做空氣處理室，以 R22 為制冷劑，查閱實用制冷工程設計手冊，宜采用臥式殼管式蒸發器，所以，本設計制冷系統中，采用臥式殼管式蒸發器。2、蒸發器傳熱面積的計算蒸發器傳熱溫差：tmts 2t s11274.60 CIn ts1t0In 124.5t s2t074.5傳熱面積：AcQ0640.91000253.3m2Kt m5504.6其中，傳熱系數查實用制冷工程設計手冊可知，k 為 500-600，本設計取 550. 同樣考慮 12%的富裕量，所以可得Ac Ac (1 0.12) 253.3 1.12=283.7m2取兩臺臥式蒸發器，則

15、一臺蒸發器所需的傳熱面積為283.7141.85m22綜上所訴，可選擇青島海和制冷空調設備有限公司的型號為WZA-160的蒸發器兩臺3、冷凍水量循環水量：wQ0640.9Cp (t s2ts1 )1000 4.186 (127)3=0.031m /s3=111.6 m /h系統補水量取總水量的2%111.6X2%=2.232m3/h3總冷凍水量： 111.6+2.232=113.8m/h4、冷凍水管徑及水泵選擇查實用制冷工程設計手冊 ，得冷凍水流速的取值范圍為1-1.5m/s，本設計取 1.5m./s 的冷凍水水流速。冷凍水管徑的確定：d4w4113.8v36003.14 1.5=0.16m所

16、以確定管徑為160mm 的管道。選擇塑料管作為運輸冷凍水的管道。冷凍水水泵的選擇：前面已知，冷凍水的流量為113.8m3/h，再增加 20%的流量附加率，所以可3得管道的流量為113.8x120%=136.56m /h，考慮存在兩臺蒸發器和一臺備用，所以選擇 3 臺水泵，則每臺水泵的流量為： 136.56/2=58.28m3/h具體型號為：上海良益泵業，型號為65-160（ I）六、膨脹閥的選擇膨脹閥的選擇應考慮蒸發溫度， 膨脹閥液體進出口溫度和膨脹閥前后的壓差等因素，而熱力膨脹閥是通過蒸發器出口氣態制冷劑過熱度控制膨脹閥開度的，廣泛用于氟利昂系統，因此，本設計的膨脹閥選擇熱力膨脹閥。選擇熱力

17、膨脹閥時，應考慮其容量比蒸發器負荷大20%-30%。即制冷量為：640.9/2x120%=384.54kw綜上 , 選擇的膨脹閥如下：上海恒溫集團的 TCLE系列熱力膨脹閥，型號 TRFE-120H七、其他輔助設備的選擇1、油分離器油分離器簡體直徑：4 Vh4 0.86270.60 2mmmd36003.14 1.00.4058405.8w0式中： Vh- 壓縮機的理論排氣量-壓縮機的容積效率Wo-油分離器內蒸汽的流速，取1m/s。綜上，選擇2、高壓儲液器儲液器的容積按制冷劑循環量進行計算，其儲存量可容納系統最大的小時制冷量對應循環工質的1/3.而且整個儲液量不超過整個容積的70%。則可得儲液

18、器的容積為：1Mv 3 13.123600 0.0 0 0 8 4 9 6v0.730.73=4.54m3上式中： M 為制冷系統制冷劑小時循環量，根據本系統，查表可得為0.0008496m3/kg本系統選擇兩臺高壓儲液器，則每一臺的容積為：4.542.27m32綜上，可選擇上海臻杭公司的ZH-102 型儲液器3、氣液分離器該設備用來分離蒸發器出口的低壓蒸汽中的液滴，防止制冷壓縮機發生濕壓縮甚至液擊現象。簡體直徑：D1.59 Vh 1.59270.60.860.254m 254mm3600氣液分離器的選擇：選擇時應保證簡體橫截面積的氣流速度不超過0.5m/s ，故可得：Vhmsv0.5/D 2

19、4即8Vh8270.6 0.86mmmD36003.140.406406綜上，選擇兩臺氣液分離器。選擇4、不凝性氣體分離器本系統只配一個不凝性氣體分離器，又因為本系統制冷量小于1160kw，所以可采用一臺小號的分離器，即選擇一臺桶體直徑為108mm的分離器。 所以，本設計選擇煙臺冰凍設備總廠生產的KFA-50，其 D=219mm5、過濾器和干燥器過濾器用于清除制冷劑中的游離水分的機械雜質。本設計選用的過濾器為吉氟利過濾器，型號為EB51FZ301G具體參數如下：干燥器用于氟利昂系統吸附制冷劑游離的水分，以免流道狹窄處造成冰塞，所以，本設計選擇的干燥器為：上海頂峰機電設備有限公司的NEUTEK干

20、燥器，型號為 NT-110F-M28-04，具體參數如下：八、機房布置1、制冷機房的設計原則（1）制冷機房應位于冷負荷的中心，靠近冷卻水水源和電源，同時應避免日曬。機房的設計應符合采暖通風與空氣調節設計規范、建筑設計防火規范等的有關規定。（2）機房嚴禁設在人員密集的場所和重要部門的上面、下面及主要通道的兩旁。（3）制冷機房應以非易燃材料建筑，就地取材，符合國家的有關規定。（4）制冷機房的屋架下弦標高取3.64.8m.。（5）機房必須有良好的天然采光，其窗孔投光面積和機房地面的比例不應小于 1：6。（6）冬季設備停止運行時，機房內值班室的溫度不宜低于 5，采暖地區冬季工作的機房，其采暖溫度不宜低

21、于 16。（7）制冷機房內的機器間和設備間應保持良好的自然通風狀況。（8）制冷機房的機器間和設備間內，應設有沖洗地面的給水排水設施。（9）各用水設備停止運行后，必須將水排干凈，以防止腐蝕或凍裂。2、制冷設備布置原則（1）符合制冷工藝流程，流向通暢、連接管路要短、便于設備的安裝、操作管理，且應留有適當的空間，以便設備部件拆卸檢修。（2）盡可能的使設備安裝緊湊，并充分利用機房空間，以節約建筑面積，降低投資。（3）制冷壓縮機一般布置在室內，并有減振基礎；冷凝器、油分離器、集油器布置在室外；蒸發器、貯液器等布置在室內。（4）制冷壓縮機的主軸拔出端、殼管式換熱器的軸向一側應留有足夠的拔出檢修空間。所有低

22、溫設備在布置時均應注意避免 “冷橋 ”的產生。3、制冷劑管路布置原則（1）符合工藝流程，力求簡單，縮短管線，減少部件，以達到減少阻力、泄漏以及降低材料消耗的目的。 還應注意切換的靈活性， 運行的可靠性和切斷檢修的可能性。（2）管路的布置應便于裝設支架，一般管路盡可能沿墻、柱、梁布置，而且應考慮便于維修，不影響室內采光、通風以及門窗的開閉。（3）制冷壓縮機的吸氣管和排氣管設置在同一支架或者吊架上時，應將吸氣管放在排氣管的下面， 數根平行管道之間應留有一定的間距， 以便管道的安裝和檢修。一般下管道間的凈間距不小于 200mm。（4）除特殊要求外，一般液體管路上不應有局部向上凸起的管段，氣體管路上不

23、應有局部向下凹陷的管段，以避免產生 “氣囊 ”和“液囊 ”，影響管內流體的流動。（5）從液體主管上接出支管時，一般從主管的底部接出；從氣體主管上接出支管時，一般從主管的頂部接出。（6）管道布置在地溝內時，溝底應有不小于0.01 的排水坡度，并應在溝底的最低出設置地漏或者其它排水裝置。（7）管道穿越墻壁和頂棚時，應敷設套管，以便管道因溫度變化而伸縮；低溫管道還要考慮留有足夠間隙以便安裝保溫層；壓縮機排氣管穿越易燃墻壁和樓板時，應采用不燃材料進行隔離。（8）對于氟里昂制冷系統，小尺寸管道（直徑在20mm 以下）一般采用紫銅管，對于較大直徑的管道，一般采用無縫鋼管。九、感謝感謝老師在百忙之中輔助我們

24、的課程設計，讓我的設計能圓滿完成，老師您工作認真，一絲不茍， 雖然工作繁忙， 但還是抽出時間來指導我和同學們的設計，我在設計中有很多不懂的地方， 您都一一為我認真解答，不辭辛勞的指點我，讓我看到一個真正教職人員的做事態度和敬業精神，非常佩服，每次老師您都會到教室里面來，并且待上好久，真的十分的佩服您，這次的課程設計，讓我認識到自己專業知識的不足，做事態度和能力的缺陷，在此，再次感謝老師的幫助，自己以后一定會加倍努力，扎實自己的專業知識，不辜負教授您的辛苦在本次設計中，我受益良多，主要有以下幾個方面：1）這次課程設計是根據老師給的圖紙及資料，每個人選取不同的省份，查出所在省份的資料，然后根據各個所選省份氣溫不同完成課程設計，難度大，挑戰艱巨啊，但還是圓滿完成了2 ）