课程设计--制冷技术(1)

空气调节用制冷技术课程设计说明书学校：江西理工大学学院：建筑与测绘工程学院专业班级：建环092班设计人：王学崇学号：14指导老师：罗凯目录目录 (1)前言 (4)一、制冷压缩机选择计算 (5)1、确定机房总制冷量 (5)2、确定制冷剂种类 (5)3、确定制冷系统设计工况 (5)(1) 蒸发温度 (5)(2) 冷却剂的进出口温度 (5)(3) 冷凝温度 (6)4、绘出设计工况制冷循环的压焓图 (6)5、确定制冷压缩机的类型、型号、台数 (7)(1) 将设计工况制冷量换算成实际工况的制冷量 (7)(2) 确定制冷压缩机的类型 (7)(3) 计算压缩机配套电机的功率 (8)①确定制冷压缩机的容积效率 (9)②确定制冷压缩机的理论排气量 (10)③确定压缩机的指示效率和摩擦效率.............. 错误！未定义书签。

(4) 确定压缩机的类型、台数及相关参数 (11)二、冷凝器的选择计算 (12)1、确定冷凝器的热负荷 (12)2、确定冷凝器的形式 (12)3、计算冷凝器所需换热面积并选择冷凝器台数 (12)4、计算冷却水流量及冷却水补水量....................... 错误！未定义书签。

5、确定冷却水供应方式及冷却水所需动力设备 (14)(1)确定冷却水供应方式 (14)(2)确定冷却水所需动力设备 (14)三、蒸发器的选择计算 (15)1、确定蒸发器的形式 (15)2、计算蒸发器的换热面积 (15)3、计算冷冻水循环流量、冷冻水补水量 (16)4、确定冷冻水供水方案及冷冻水所需动力设备 (16)(1)确定冷冻水供水方案 (16)(2)确定冷冻水所需动力设备 (17)四、膨胀阀的选择计算 (17)1、确定膨胀阀形式 (17)2、确定膨胀阀的规格 (18)五、其他辅助设备的选择 (19)1、油分离器 (19)2、高压贮液器 (20)3、汽液分离器 (20)3、过滤器和干燥器 (21)4、不凝性气体分离器 (21)5、集油器、空分器、泄流器等辅件 (21)六、机房设计 (21)1、机房土建设计原则及要求 (21)2、机房净高参考值 (22)3、机房设备布置原则及要求 (22)4、设备布置的间距 (23)5、布置制冷机房设备时注意事项 (23)6、布置事故通风设施 (24)7、绘制工艺流程图、主剖面图 (24)七、参考文献 (243)前言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。

通过本设计可使我们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。

空气调节用制冷技术设计就是通过相关规范选择制冷的四大主要部件即制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀以及其他辅助设备。

本设计是针对赣州地区某办公楼房（详见图纸）而设计的，内容全部是按相关规范要求设计的，比较合理。

设计的主要内容包括制冷压缩机的选择计算、冷凝器的选择计算、蒸发器的选择计算、膨胀阀的选择计算、其他辅助设备的选择计算以及机房的设计等。

对于冷压缩机型号与数量的选择，又包括确定机房总制冷量、确定制冷剂种类、确定制冷系统设计工况等；对于冷凝器的选择计算，又包括确定冷凝器的热负荷、确定冷凝器的型式、计算冷凝器所需换热面积、计算冷却剂用量等；对于蒸发器的选择计算，内容包括确定蒸发器的型式、计算蒸发器的换热面积、计算冷冻水循环流量、确定冷冻水供水方案等；对于膨胀阀的选择计算，内容又包括确定膨胀阀型式、确定膨胀阀的规格等；对于其他辅助设备的选择，本设计选择了油分离器、高压贮液器、气液分离器等；对于机房的设计，本设计依据机房的设计原则及要求，绘制出机房平面图、工艺流程图、主剖面图，具体详见图纸。

通过本次课程设计我系统的掌握的关于制冷的理论知识和整个制冷系统的工作运行流程，将课本的理论知识同具体的实践设计很好的结合在一起，很好地把握了制冷循环理论，设备系统设计、选型，技术指标和性能参数的选择，并学会了资料的查阅方法和途径，工具书的使用，各种性能、参数图的使用以及机房和系统设备的布置与流程。

一、制冷压缩机选择计算1、 确定机房总制冷量本工程对象为赣州地区某办公楼房，该幢建筑共有五层，地下室一层，其余四层为办公楼，地下室有储藏室、设备用房以及文娱室和活动室等，办公楼有休息厅、会议室、门厅以及大厅等房间，每层建筑高度为3.3米。

总制冷量为各层制冷量之和，约为kW 2.180,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，本设计取20%，故总的制冷量kW Q 2.2162.12.180=⨯=。

2、 确定制冷剂种类对制冷剂的基本要求：(1)制冷效率高(2)压力适中(3)单位容积制冷能力大(4)临界温度高(5)导热系数、放热系数高(6)密度、粘度小(7)环境友好性能(8)制冷剂应无毒，不燃烧，不爆炸，而且易购价廉综合以上这些要求，本设计选用氟利昂22(R22)作为制冷剂，它化学性质稳定、无毒、无腐蚀、无刺激性，并且不可燃烧，广泛应用于空调制冷装置。

3、 确定制冷系统设计工况(1) 蒸发温度本设计采用的是卧式壳管式蒸发器，根据相关规范，对于以水作为冷媒，蒸发温度)3~2(0-=c t t 其中c t ——蒸发器中被冷却液的出口温度，一般取7℃，则4370=-=t ℃。

(2) 冷却剂的进出口温度由于本设计采用的是冷却塔的循环水系统，故冷却剂采用水，故冷却水进口温度s s t t t ∆+=1其中，s t ——当地夏季室外平均每年不保证50h 的湿球温度s t ∆——安全值，对自然通风冷却塔取7~5℃而根据赣州地区室外相关计算参数，夏季空调计算湿球温度为28.3℃ 则冷却水进口温度3.3463.281=+=t ℃，而对于水冷式冷凝器，冷却水进出口温差取10~4℃，则冷却水出口温度3.40612=+=t t ℃。

(3) 冷凝温度本设计采用的冷凝器为水冷冷凝器，则根据相关规范，冷凝温度)14~7(1+=t t k ，其中1t ——冷凝器冷却水进口温度℃，则3.4283.34=+=k t ℃。

4、 绘出设计工况制冷循环的压焓图氟利昂制冷剂的制冷系统通常为带回热循环，其原理图如下：在R22的压焓图的基础上，当蒸发温度40=t ℃时，对应的压力Mpa p 57.00=，当冷凝温度3.42=k t ℃，对应的压力Mpa p k 62.1=，根据相关规范要求，取过冷温度为3℃，过热温度为5℃，其中2~'1为等熵压缩过程。

所绘压焓图如下：5、 确定制冷压缩机的类型、型号、台数(1) 将设计工况制冷量换算成实际工况的制冷量根据以上所绘制的压焓图，单位质量制冷能力 kg kJ h h q /1615.2495.4105'10'=-=-=制冷剂质量流量 s kg q Q M r /343.1161/2.2160=== 压缩机理论耗功率 kW h h M P r th 31.33)5.4103.435(343.1)('12=-⨯=-= 则理论制冷系数 49.631.33/2.216===thth P Q ε 制冷效率 897.015.273443.4249.615.27349.600=+-⨯=+-⨯==t t t k c th εεη 则实际工况相应制冷量kW Q Q 03.241897.0/2.2161===η(2) 确定制冷压缩机的类型各种制冷压缩机使用的制冷剂、单机制冷量、性能系数比较如下：本设计用的制冷剂是R22，标准工况制冷量为241.03kW ,在综合考虑以上几方面的因素，因此本设计选用活塞式制冷压缩机，由于制冷量相对较大，故选用压缩机的形式为开启式。

(3) 计算压缩机配套电机的功率选择电机主要依据其工作参数—压缩机轴功率e P ，而依据公式mi h v m i e h h v V P P P ηηη'12'1-=+= ，kW 其中，i P ——制冷压缩机的指示功率，kWm P ——制冷压缩机的摩擦功率，kWv η——制冷压缩机的容积效率h V ——制冷压缩机的理论排气量，s m /3'1v ——制冷剂在'1位置时的比容，kg m /32h ——制冷剂在2位置时的焓值，kg kJ /2h ——制冷剂在'1位置时的焓值，kg kJ /i η——制冷压缩机的指示效率m η——制冷压缩机的摩擦效率① 确定制冷压缩机的容积效率对于活塞式制冷压缩机， l t p v v λλλλη=其中，v λ——余隙系数p λ——节流系数t λ——预热系数l λ——气密系数 而⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=1)(110m k v p p C λ，根据规范要求蒸发温度高于-5C o 的制冷压缩机，相对余隙容积C=%5~%4，因此计算中取C=5%，而m 是多变过程指数，一般m=0.95~1.05,计算中取1，则908.01)57.062.1(05.011)(11110=⎢⎢⎣⎡⎥⎦⎤-⨯-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=m k v p p C λ 而1111p p C v p ∆+-=λλ,因制冷所用工质为氟利昻，对于活塞式制冷压缩机1.0~05.011=∆p p ，计算中取0.07，则 919.007.0908.005.0111111=⨯+-=∆+-=p p C v p λλ 由于设计中采用开启式压缩机，则k t T T 0=λ其中，k 0T T 、——热力学温标表示的冷凝温度和蒸发温度，K则 879.015.2733.4215.27340=++==k t T T λ 由教材P59可知，98.0~95.0=l λ，计算中取0.96则容积效率 704.096.0879.0919.0908.0=⨯⨯⨯==l t p v v λλλλη ② 确定制冷压缩机的理论排气量理想制冷剂质量流量 s kg q Q M r /343.11612.2160=== 实际制冷剂循环质量流量 s kg q Q M r /50.116103.241011=== 实际输气量 s m v M V r r /0638.004255.050.13'11=⨯=⨯= 则制冷压缩机的理论排气量 s m V V v rh /091.0704.00638.03===η ③ 确定压缩机的指示效率和摩擦效率下图为活塞式制冷压缩机的指示效率和摩擦效率随压缩比变化的曲线图：指示效率(%)压缩比13579115060708090100高速低中速摩擦效率(%)压缩比135********708090100高速低中速而压缩比84.257.062.10==p p k ，本设计的压缩机一般为低中速，故由上图可知，压缩机的指示效率%83≈i η，摩擦效率%95≈m η，则压缩机轴功率：kW h h v V P P P m i h v m i e 45.4895.083.05.4103.43504159.0091.0704.0'121=⨯-⨯⨯=-=+=ηηη (4) 确定压缩机的类型、台数及相关参数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，在综合考虑与压缩机相配套的电机，故本设计选用的制冷压缩机的型号为125系列2AV-12.5（该型号压缩机为开启式，气缸数2=Z ，气缸直径mm D 125=，活塞行程mm L 100=，转数min /960r n =，机组外形尺寸mm mm mm h b l 14057801800⨯⨯=⨯⨯），它的单机制冷量为122kW ,电机额定功率为30kW 故选两台该型号的压缩机。