制冷系统设计Word文档下载推荐.docx
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3.3确定制冷系统设计工况………………………………………………………2
3.3.1冷凝温度的确定…………………………………………………………2
3.3.2蒸发温度的确定…………………………………………………………3
3.3.3过冷温度的确定…………………………………………………………3
3.3.4过热温度的确定…………………………………………………………3
3.3.5制冷系统理论循环p-h图………………………………………………4
4制冷系统热力计算…………………………………………………………………5
5制冷压缩机型号及台数……………………………………………………………6
5.1压缩机形式的选择……………………………………………………………6
5.2压缩机台数的选择……………………………………………………………7
5.3压缩机级数的选择……………………………………………………………7
5.4电机的选择……………………………………………………………………7
6冷凝器的选择计算…………………………………………………………………7
6.1冷凝器的选择…………………………………………………………………7
6.2冷凝器热负荷计算……………………………………………………………7
6.3冷凝器的已知参数……………………………………………………………8
6.4计算肋管特性参数……………………………………………………………8
6.5计算平均传热温差……………………………………………………………8
6.6冷却水流量……………………………………………………………………9
6.7概算所需传热面积……………………………………………………………9
6.8初步规划冷凝器结构…………………………………………………………9
6.9计算水侧的换热系数…………………………………………………………9
6.10计算制冷剂测得冷凝换热系数……………………………………………10
6.10.1求水平光管管外冷凝换热系数………………………………………10
6.10.2计算水平肋管外的冷凝换热系数……………………………………10
6.10.3计算水平肋管束外冷凝换热系………………………………………11
6.11实际的热流密度……………………………………………………………11
6.12计算实际传热面积…………………………………………………………11
6.13冷凝器的类型………………………………………………………………12
7蒸发器的选择计算…………………………………………………………………12
7.1蒸发器的预选…………………………………………………………………12
7.2蒸发温度与传热温差的确定…………………………………………………12
7.3换热面积的计算………………………………………………………………12
7.4蒸发器风量的确定……………………………………………………………12
7.5风机的选择……………………………………………………………………12
8冷却水系统的选择…………………………………………………………………13
8.1冷却塔…………………………………………………………………………13
8.2水泵的选型……………………………………………………………………13
8.2.1水泵扬程…………………………………………………………………13
8.2.2阻力计算…………………………………………………………………13
9冷冻水系统的选择…………………………………………………………………14
10管径的计算………………………………………………………………………14
11其它辅助膨胀阀的选择计算……………………………………………………15
11.1膨胀阀的选择………………………………………………………………15
11.2贮液器的选择计算…………………………………………………………15
11.3油氨分离器的选择计算……………………………………………………15
11.4气液分离器的选择计算……………………………………………………15
11.5集油器的选择计算…………………………………………………………16
11.6不凝性气体分离器的选择计算……………………………………………16
12制冷机组与管道的保温…………………………………………………………16
13设备清单及附图…………………………………………………………………16
14参考文献…………………………………………………………………………17
0设计任务
设计一南京地区用制冷系统,采用空冷式直接制冷,制冷量定为100K,制冷剂为氨,冷却水进出口温度为27/30℃。
1前
言
近50年来,随着现代科学技术的飞速发展,制冷技术以日新月异的速度发生变化。
并且,正在现代国民经济、人民生活、国防科研、文化艺术等领域中发挥着日益重要的作用。
我国是最早利用天然冷源的国家之一,随着社会进步,制冷技术已经广泛应用到各个行业,制冷技术的作用更是不可替代的。
因此设计制冷系统已成为重要的环节。
制冷系统的设计,无论是厂家装配成的整体机组,还是现场组装的系统,主要是选择制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、节流机构以及风机、电动机和自动控制设备等。
其步骤是根据给定的冷冻水温度(或被冷却的空气温度)、流量和所采用的冷却水(或冷却用空气)入口温度、流量,确定该制冷系统的设计工况(即选定蒸发温度和冷凝温度等系统的内在参数设计值),然后,按照设计工况选择该制冷系统的各个组成设备,使之在运行过程各个设备的相互匹配,以充分发挥每个设备的工作能力。
但是,一个制冷机组或制冷系统,在实际运行过程中,当外在参数(既冷凝器和蒸发器所通过的水流量或空气流量,以及水或空气的入口温度等)在一定范围内改变时,该机组成系统的性能如何变化、选定的各个组成设备是否匹配恰当,都是在设计中要考虑的问题。
此外,设计完成,制冷作业安全技术,正确操作制冷设备,是我们在具体操作时的必然选择。
2课程设计题目及数据
课程设计题目:
制冷系统采用空冷式直接制冷,空调制冷量定为100KW。
数据:
制冷剂为:
氨(R717)。
冷却水进出口温度为:
27℃/30℃。
南京市空调设计干球温度为35.2℃,湿球温度为28℃。
设计内容
设计一南京地区用制冷系统,采用空冷式直接制冷,制冷量定为100K,制冷剂为氨,冷却水进出口温度为27/30℃。
3制冷机组的类型及条件
3.1初参数
1)制冷系统主要提供空调用冷冻水,供水与回水温度为:
7℃/12℃,空调制冷量定为100KW。
2)制冷剂为:
3)冷却水进出口温度为:
4)南京市空调设计干球温度为35.2℃,湿球温度为28℃。
3.2确定制冷剂种类和系统形式
根据设计的数据及要求,本制冷系统为100KW的氨制冷系统。
因为制冷总负荷为100KW,所以可选双螺杆制冷压缩机来满足制冷量要求。
3.3确定制冷系统设计工况
3.3.1冷凝温度的确定
从《制冷工程设计手册》中查到南京地区夏季室外平均每年不保证50h的湿球温度(℃)
对于使用冷却水塔的循环水系统,冷却水进水温度按下式计算:
(3-1)
式中——冷却水进冷凝器温度(℃);
——当地夏季室外平均每年不保证50h的湿球温度(℃);
——安全值,对于机械通风冷却塔,=2~4℃。
则代入数据有冷却水进水温度:
℃
冷却水出冷凝器的温度(℃)
按下式确定:
选用卧式壳管式冷凝器
=+(2~4)(3-2)
代入上面算出的数据有:
=31+3=34℃(注意:
通常不超过35℃),
系统以水为冷却介质,其传热温差取4~6℃。
则冷凝温度为
若系统以水为载冷剂,其
传热温差为℃,(3-3)
式中——冷凝温度(℃)。
代入数据有冷凝温度:
=34+4=38℃
3.3.2、蒸发温度的确定
则蒸发温度为(3-4)
对于本设计系统,=2℃,因此不采用液体过冷,即=0℃。
式中——载冷剂的温度(℃)。
一般对于冷却淡水和盐水的蒸发器,其传热温差取=5℃。
本制冷机房用空冷式蒸发器,则制冷剂的蒸发温度℃.
3.3.3、过冷温度的确定
对于一般的空气调节用制冷装置,不采用液体过冷;
对于大型的蒸发温度较低(<
—5℃)的制冷装置,在条件许可时使用液体过冷。
也就是不考虑过冷温度。
3.3.4、过热温度的确定
压缩机吸气口温度的确定
通常=+(3-5)
式中对于一般氨压缩机,=℃。
代入数据有过热温度:
=℃。
3.3.5、制冷系统理论循环p-h图
根据题意绘制的p-h图,并查表求得各状态参数:
图3-1
查有关资料:
确定压力:
Pe=436.34kPa,Pc=1472.4kPa
比容:
0.27,0.087
焓值:
1459,1660,380。
4制冷系统热力计算
1)单位质量制冷量的计算
(4-1)
代入数据有:
=(1459-380)=1079
2)单位冷凝负荷的计算
(4-2)
3)单位理论压缩功的计算
(4-3)
4)单位容积制冷量的计算
(4-4)
3996
5)制冷剂质量流量的计算
(4-5)
6)压缩机吸入制冷剂蒸汽的体积流量的计算
(4-6)
7)冷凝器热负荷的计算
(4-7)
8)压缩机所需的理论耗功率的计算
(4-8)
9)制冷系数的计算
(4-9)
10)逆卡诺循环制冷系数的计算:
(4-10)
11)制冷系数的计算
(4-11)
5制冷压缩机型号及台数的确定
5.1压缩机形式的选择
根据已知参数,预选螺杆式压缩机。
5.2压缩机台数的选择
查《实用制冷工程设计手册》根据制冷机组冷负荷100KW选择压缩机,选用KA12.5—12型压缩机(其标准工况下的制冷量为137KW大于100KW,符合要求)。
压缩机台数,应根据总制冷量来确定:
(5-1)
式中——压缩机台数(台);
——每台压缩机设计工况下的制冷量()。
(台)
因此,选择1台KA12.5-12型压缩机.
5.3压缩机级数的选择
选择依据:
压缩机级数应根据设计工况的冷凝压力与蒸发压力之比来确定。
一般若以氨为制冷剂,当时,应采用单级压缩机;
当时,则应采用两级压缩机。
所以,对于本设计制冷系统中,<
8,因此,本设计制冷系统采用单级压缩。
5.4电机的选择
由于使用KA12.5-12双螺杆压缩