《空调用制冷技术》课程设计任务书、指示书

《空调用制冷技术》课程设计任务书、指示书

第一部分 设计任务书

一、设计题目：某地空调用制冷机房

二、设计原始资料

1.参数条件：某制冷机房空调冷负荷1500kw-3500kw 。空调冷冻水参数：供水7℃，回水12℃。冷却方式可按水冷或风冷考虑。

2.土建资料：机房建筑平面图。

三、设计内容

（一）制冷压缩机型号与数量的选择

1.确定机房总制冷量。

2.确定制冷剂种类。

3.确定制冷系统设计工况（蒸发温度t 0、冷凝温度t k 、压缩机排气温度t rp 、冷却剂进口温度t 1），要根据空调系统对冷冻水的要求及当地冷却剂的条件。

4.将设计工况制冷循环表示在lgp —h 图上。

5.将设计工况制冷量换算成标准工况（或空调工况）相应制冷量，选择确定制冷压缩机的类型、型号、台数，并校核压缩机配套电机的功率。

（二）冷凝器的选择计算

1.确定冷凝器的热负荷。

2.确定冷凝器的型式。

3.计算冷凝器所需换热面积，选择冷凝器台数。

4.计算冷却剂用量，并确定冷却剂供应方式及冷却剂所需动力设备。

（三）蒸发器的选择计算

1.确定蒸发器的型式。

2.计算蒸发器的换热面积，选定蒸发器台数。

3.计算冷冻水循环流量。

4.确定冷冻水供水方案，估算选择冷冻水泵型号、台数。（空调系统供回水压力可按0.06—0.08MPa 预留）

（四）膨胀阀的选择计算

1.确定膨胀阀型式。

2.计算确定膨胀阀的规格。

（五）其他辅助设备的选择

按设计工艺要求对除杂质、贮存、干燥、分油、安全等诸方面辅助设备合理选择确定。

（六）机房布臵

1.把所选择的各设备及管道合理地布臵在机房平面图上。

2.按安全规定布臵事故通风设施。

3.绘制工艺流程图、主剖面图。

四、设计要求

1.设计计算说明书：说明书的编写应保证设备计算分析的条件充分性、过程的层次分明性及

结果的数据准确性。所采用的主要公式应给出出处。对所选用设备、确定的方案给出简要的技术经济分析。说明书按顺序组成为：封面、目录、前言（中英文对照更佳）、正文、参考资料。

2.图纸：规格按国家规定标准，长度可根据需要加长。图例、文字按专业制图标准要求。

3.设计说明：在机房平面图上应给出文字的设计说明，主要针对图面上无法清晰表达的，而又需要用户完全清楚的内容（如：管材、防腐、保温等）。

4.设计时间：本设计时间为1周（其中设计计算、设备选择3天，绘图3天，编写、整理计算说明书1天。

第二部分设计指导书

一、课程设计目的

课程设计是专业课程实践教学的重要环节。随生产生活水平的日益提高，建立稳定舒适的气候环境显得日益必要，降温除湿的空气调节方案中采取冷冻喷淋是切实可行的，在天然水源水温尚不能足量保质地满足使用要求条件下，通过人工制冷方案获取低温冷冻水是目前广为选用的空调冷却用水方案。开设本课程设计可使学生在遵循有关设计规范规定，广为利用天然资源基础上，参考有关设计资料，掌握并提高对《空调用制冷机房》的设计定案、计算、绘图等方面的能力，以为着手进行实际施工图设计奠定可靠基础。

二、设计程序

（一）方案的选择

1.根据用户提供的所需制冷量、冷冻水量、水温及使用场所条件；确定制冷系统类型及采用的制冷剂种类。

本设计属普通制冷，制冷剂通用品类为R 717、R 12、R 22、R 134a 等。对应的制冷系统类型可根据用户制冷需要及不同制冷剂的特点，按蒸气压缩式制冷考虑适当的系统形式。（这里应注意考虑方案选择的经济性—空调制冷负荷在175KW 以上者，对卫生无特殊要求工程，可考虑选择R 717制冷，同时要考虑系统运行的安全可靠性。）

2.冷冻水要求参数及冷却剂参数应做为选择确定制冷系统型式及设计工况参数（t 0、t k ）的依据。

（二）设备的选择

1.制冷机选择：根据设计工况参数确定制冷机压缩等级并选择制冷机及配用电机，并注意了解制冷机及电机的规格尺寸及安装要求。在选择制冷机及电机工作参数的计算中，应考虑到管道系统及设备的冷损失，故可对制冷机的制冷能力应考虑备有15~20%的富裕量。

（1）选择压缩机的主要参数确定方法：

压缩机的主要参数即其排汽量V h （理论排汽量），这里V h =V R /ηv ，其中压缩机实际排汽量V R 及容积效率可参见教材P 38（3-8）式按实际条件确定。（设计工况和标准工况不一致时进行换算）后查产品样本确定压缩机型号。

（2）考虑到压缩机的运行管理方便，尤其是起动和维修间的影响关系，压缩机选择的数量应是同型号且数量不少于两台，但不设备用机器。

（3）制冷系统的压缩等级应保证?P=P K /P O <8

（4）压缩机配用电机的选择

选择电机主要依据其工作参数—压缩机轴功率P e 。其确定方法参见教材。

2.冷凝器的选择及冷却水系统计算

（1）冷凝器的选择

1） 根据制冷工质及冷却剂供应条件确定冷凝器类型（立式、卧式）。

2） 计算确定冷凝器的换热面积A k

依据A k =Φk /K ?t

其中：冷凝器热负荷Φk =φΦ0

热负荷系数φ=f(t 0、t k 、工质)查图表，传热系数K ，K 依产品类型查经验数值，传热温差?t 按对数温差计算。

3） 确定A k 后应按选定压缩机数目确定每台冷凝器的实需理论面积A k /n ，n 为冷凝器台数。

4） 按确定的理论参数，查产品样本选择产品型号，并应留有15~20%的富余量，以保证液态制冷剂在冷凝后具有3~5℃的过冷度。

5） 选择后的校核。依据理论确定的冷却水量[Φk /C （t 2-t 1）]及产品结构—冷却水单程过流面积确定冷凝器管束中冷却水流速查出相应真实K 值验证其值应不小于起始采用的经验数值。

（2）冷却水的计算

1) 冷凝器冷却水量W ，依制冷热负荷Φk 、冷却水换热温差、依热平衡Q=Φk 导出W ，

其中Q=WC （t 2-t 1）。

2) 压缩机汽缸冷却用水量W=0.86Pe ξ/?t(m 3/h)

其中：Pe —压缩机轴功率

ξ—冷却水带走热量占全部压缩机耗功量的百分比，取ξ=0.13~0.18

?t —冷却剂出口温差，取5~10℃

3）过流阻力计算 根据冷凝器结构型式，由∑+=?g v d l H 2)(2ξλ确定，其中λ=0.22Re -0.2，确定Re 时按水温（冷却水进水温度）已知，管中水流速度v=0.8~1.2m/s 考虑，在每个行程上（一进一出）计为4.0。

压缩机汽缸冷却水过流阻力通常没有冷凝器过水阻力大，一并供水时总阻力可视作与冷凝器相同，但需加设节流阀门以节省水量。

4）动力设施

冷却水视水源水质各方面条件分析比较，可在直流式、循环式二者中取一，若采用循环式尚须增设冷却塔装臵，冷却水泵选择要定出冷却水输送流量，系统水流阻力（按开式系统确定）。设臵冷却塔时，水泵应抽吸经风冷落入水池中的水送入被冷却设施，再经管道流至冷却塔上部的淋水装臵。

3.蒸发器的选择及冷冻水系统的计算

（1）蒸发器的选择

1） 蒸发器型式的选定：基于本设计冷媒循环量较大，宜选用潜热能力较大的制冷剂在满液式蒸发器中换热。（在满液式蒸发器中选择合适的一种）

2） 蒸发器的换热面积确定

依据A 0=Φ0 /K ?t

式中各值意义及确定方法参见冷凝器计算，但要求A 0的选择较理论需用值有15~20%的富裕量。

（2）冷冻水系统

1） 循环水量)120t t C W -=（φ

式中Φ0、t 2、t 1为每个蒸发器的热交换热量及冷冻水的供回水温度。

2） 系统补水量：按循环水量的2%计。

3） 给水泵选择

水泵可按全系统综合选用，总数量n ≥2，或与制冷机配套选用，各种方案选择水泵的参数应考虑附加流量的附加率为20%，水泵扬程按管路布臵特点确定系统循环总阻力（管中水流速度可按1.0~2.0m/s 计算），总扬程应包括静扬程和阻力扬程两个方面。

4.膨胀阀的选择与计算

（1）膨胀阀的选择

型式：按制冷特点（种类、负荷）选择适当类型 （2）计算阀孔推荐公式：21/P P KC M A D R -=(m 2)

式中各项意义见教材P 109式（5-1）。

考虑系统运行存在超负荷运行可能，选择采用的阀孔面积应较计算面积加大30%。

5.其它辅助设备的选择（按计算尺寸查产品样本，当不与主要设备配套时）。

（1） 油分离器 筒身直径04w V D h V πη=m 或进出气管直径d h v w v v V d 124πη=m 要求w 0=0.8~1.0m/s w d =10~25m/s ，v 1，v 2—进出油分离器制冷剂比容，筒高h/D=3.3~4.5

（2） 高压贮液器

其容积V 的70~80%可容纳系统最大的小时制冷量对应循环工质的（1/3~1/2）即： 8.0~7.021~313v M V '=）（ 式中M —系统制冷剂小时循环量kg/h ；

3

v '—t k 温度下的液态工质比容m 3/kg （3） 汽液分离器

D=1.59v h V η且h=(3~4)D

（4） 集油器、空分器、泄流器等辅件

这些辅件可全系统共选一个，可由系统容量按设计规定选用额定产品。

（三）设计制图

1.设备、管道平面布臵图

设备安设位臵及管道设臵、坡向坡度要满足规范有关要求，给出设备定位尺寸、管径、设备编号等；

2.制冷机房设臵安全（事故排风）设施，应有每小时不少于3次的自然通风、氨制冷机房还应有每小时不少于7次换气的事故通风设备；

3.工艺流程图绘制要求

要给出各管道管径、坡向坡度、工质流动方向、设备编号等。

4.剖面图绘制要求

要给出管径、标高、坡向坡度等。

5.管线及设备图例

按现行本专业制图标准。

三、参考资料

1.制冷工程设计手册中国建筑工业出版社1978年

2.空调与制冷设计手册（第二册）四机部十院编中国建筑工业出版社1970年

3.暖通、空调、净化制冷设备材料手册农机部二院编1980年

4.采暖通风与空气调节设计规范GBJ19-87中国计划出版社

5.教材

6.网络上资料库