完整版MLSC44水冷活塞制冷毕业设计论文Word格式.docx
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空调冷水机组对人民物质文化生活水平的提高有着重要的作用。
这不仅意味着受控的空气环境对各种工业生产过程的稳定运行和保正产品的质量有重要作用，而且对提高劳动生产率，保护人体健康，创造舒适的工作和生活环境有重要意义。
1.方案论证
1.1流程的选择
选择单级压缩式蒸气制冷流程。
我们常用的制冷流程有：
压缩式蒸气制冷流程、复叠式制冷和吸收式制冷流程就目前而言，压缩式蒸气制冷机是应用最广泛的一种制冷剂。
这类制冷机的设备比较紧凑，可以制成大、中、小型，以适用不同场合的需要，能达到的制冷温度范围比较宽广，且在普通制冷范围内具有较高的循环效率。
在压缩式蒸气制冷剂中，有单级压缩式蒸气制冷机，两级压缩式蒸气制冷机，以及多级压缩式蒸气制冷机，其中单级压缩式蒸气制冷机是指将制冷剂经过一级压缩从蒸发压力压缩到冷凝压力的制冷机。
空调器和电冰箱以及中央空调的冷水机组大都采用单机压缩蒸气制冷机。
单级压缩蒸气制冷机一般可用来制取-40·
C以上的低温。
两级压缩式蒸气制冷机：
由于蒸气压缩式制冷循环的冷凝温度受到环境条件的限制，在常温冷却条件下，采用单级压缩式制冷循环能够获得的低温程度有限，一般就采用两级压缩制冷循环，两级压缩制冷循环，就是制冷剂气体从蒸发压力提高到冷凝压力的过程分两个阶段（先经低压级压缩到中间压力，中间压力下的气体经过中间冷却后再到高压级进一步压缩到冷凝压力）的制冷循环。
复叠式制冷循环：
要获得-60·
C以下的低温，采用单一制冷剂的多级压缩已经难以实现，此时应该采用复叠式制冷循环。
所谓复叠式制冷循环，就是将所要求达到低温的总温差分割成两段或若干段，每段选用性质相宜的制冷剂循环，即：
用中温制冷剂循环承担高温段的制冷，采用低温制冷剂循环承担低温区段的制冷。
将它们复叠起来，用中温制冷剂循环的制冷来抵消低温制冷剂循环的冷凝负荷，从而达到最终要求的制冷温度的制冷循环。
吸收式制冷循环：
吸收式制冷机是利用工质的特性完成工作循环，从而获得冷量的制冷装置。
空调冷水机组是用于空调，调节室内的空气温度，不需要很低的温度，所以选择单级压缩式蒸气制冷流程
1.2换热器的选择
1.2.1冷凝器的选择
冷凝器选择卧式壳管式冷凝器
冷凝器制冷装置的主要热交换设备之一。
它的任务是通过环境介质将压缩机排出的高压过热制冷剂蒸气冷却、冷凝成饱和液体，甚至过冷液体。
冷凝器按冷却方式可分为三类：
水冷式冷凝器，空气冷却式冷凝器，蒸发式冷凝器。
水冷式冷凝器又有：
壳管式冷凝器、套管式冷凝器
壳管式冷凝器中有分为：
立式壳管式冷凝器和卧式壳管式冷凝器。
采用哪一种类型与制冷机使用哪种制冷剂有关。
一般立式壳管式冷凝器适用于大型氨制冷装置，而卧式壳管式冷凝器则普遍适用于大中型氨或氟利昂制冷装置中。
套管式冷凝器：
它是由不同直径的管子套在一起，并弯制成螺旋形或蛇形的一种水冷式冷凝器。
在套管的长度较大时，下部管间易被液体充斥，使传热面积不能得到充分利用，而且金属耗量大，一般只在小型氟利昂制冷装置中使用。
空气冷却式冷凝器，这种冷凝器以空气为冷凝介质，制冷剂在管内冷凝，空气在管外流动，吸收管内制冷剂蒸气放出的热量。
由于空气的传热系数小，管外常常要设置肋片，以强化管外换热。
蒸发式冷凝器：
这种冷凝器的热流量有进口空气的湿球温度关系很大，湿球温度越高，则空气相对湿度越大，若要保持一定的蒸发量，就必须提高冷凝温度，会对装置的正常运行造成不利的影响。
这种冷凝器一般用于大中型氨制冷装置。
经过各自的特点以及综合分析，选择卧式壳管式冷凝器作为空调冷水机组的冷凝器。
1.2.2蒸发器的选择
蒸发器选择壳管式干式蒸发器。
蒸发器根据供液方式的不同，有满液式、干式、循环式和喷淋式等。
满液式蒸发器按其结构分为壳管式，直管式、螺旋管式等几种结构形式
满液式蒸发器的共同发特点在于蒸发器内充满了液态制冷剂，运行中吸热蒸发产生的制冷剂蒸气不断的从液体中分离出来。
由于制冷剂与传热面充分接触，具有较大的传热系数。
但不足之处是制冷剂充注量大，液柱静压会给蒸发温度造成不良影响。
干式蒸发器是一种制冷剂液体在传热管内能够完全汽化的蒸发器。
其传热管外侧的被冷却介质是载冷剂（水）或空气，制冷剂则在管内吸热蒸发，其填充量约为传热管内容积的20%-30%。
增加制冷剂的质量流量，可增加制冷剂液体在管内的湿润面积。
同时，其进出口处的压差随流动阻力增大而增加，以致使制冷系数降低。
干式壳管式蒸发器的特点：
（1）能够保证进入制冷系统的润滑油顺利返回压缩机；
（2）所需要的制冷剂充注量少，仅为同能力满液式蒸发器的13；
（3）用于冷却水时，即使蒸发温度达到0·
C，也不会发生冻结事故；
（4）可采用热力膨胀阀供液比满液式蒸发器的浮球阀供液更加可靠。
循环式蒸发器：
循环式蒸发器多用于大型的液泵供液和重力供液冷库系统或低温环境试验装置。
循环式蒸发器的优点在于蒸发器管道内表面能始终完全湿润，表面传热系数高。
但体积大，制冷剂充注量大。
经过综合分析，选择壳管式干式蒸发器作为空调冷水机组的蒸发器。
1.3制冷剂的选择
制冷剂选择R22.。
选择一种物质作为制冷剂，应该具备价廉,易得，安全,可靠等特点，具体来说应满足以下的基本要求：
（1）在使用条件下，化学稳定性和热稳定性要好，与润滑油，制冷设备材料有良好的适用性；
（2）使用安全，不可燃、不可爆或者燃爆性很小，且无毒性；
（3）价格便宜，来源广泛；
（4）具有优良的热力性质，在指定的温度范围内的制冷循环特性优良，如具有高的制冷系数，大的制冷量，适中的排气温度；
（5）对大气环境无公害，不破坏臭氧层，具有尽可能低的温室效应；
（6）气化潜热大，液体比热容小，气体比热容大；
（7）传热性能和流动性好，具有高的导热系数和低的粘度。
当然完全满足上述要求的制冷剂难以寻找，实际中根据具体情况，设备情况，使用条件等对制冷剂的性质进行侧重考虑。
常用的制冷剂有R12，R22，R717和R502等
R12无毒、无色、无味、不可燃，广泛应用于大、中、小型设备中。
R12的标准沸点为-29.8·
C，单位容积制冷量少，流动阻力大，对金属无腐蚀性。
与矿物油油良好的互溶性。
使用R12的制冷系统必须密封严密。
因为其对环境有危害，正在被限制使用。
R22无色、无味、不可燃、毒性很小，也广泛应用于大、中、小型设备中。
R22的标准沸点为-40.8·
C，单位容积制冷量比R12大，与氨差不多，其传热性能和流动性能不如氨，流动性能比R12好。
对金属无腐蚀作用，制冷系统需密封严密。
R22与润滑油有限溶解，在设计系统时应注意回油。
R22对环境的危害较小，根据国际协议可以使用到2040年。
R717氨具有较好的热物理性质，其标准沸点为-33.4·
C，是目前广泛应用的中温制冷剂之一。
氨的气化潜热大，单位容积制冷量大，密度小，节流损失小，传热性能好，流动阻力小。
在低温下也能以任意比例与水互溶。
另外，氨的来源广泛，价格低廉，主要用在大中型设备中。
但氨有较明显的缺点：
有毒，有强烈的刺激性气味，含有水分时，对锌，铜及其合金有腐蚀作用。
氨几乎不溶于润滑油，这对传热和润滑油的回油有影响，目前在干式蒸发器中已使用可溶解的润滑油。
氨还易燃，易爆，在实际使用时存在一定的安全隐患。
R502它是由R22和R115按比例配置而成的共沸混合物。
它无毒、不可燃，主要用于食品冷冻陈列柜等制冷装置中。
R502的气化潜热大，气体密度大，制冷循环量大，有较大的制冷量，压缩机排温低。
其对金属物腐蚀性。
R502不溶于水，与烷基苯有良好的互溶性。
R502的ODP（臭氧消耗潜能值）虽然为零，但其GWP（温室效应潜能值）很高，有较强的温室效应作用，是近期将被替代的工质。
侧重考虑到全球比较关心的温室效应，以及其他环境问题，由于我所选用的冷剂用作空调冷水机组的制冷剂，这就要考虑到安全因素，综合考虑各种制冷剂的优缺点，我选用R22作为空调冷水机组的制冷剂。
1.4节流装置的选择
节流装置选择热力膨胀阀。
在制冷系统中的四大部件中，节流装置是其一，功能使它有自己的作用。
首先，对高压液体制冷剂进行节流降压，保证冷凝器和蒸发器之间的压力差，以便使蒸发器中液体制冷剂在要求的低压下蒸发吸热，从而达到制冷降压的目的；
同时，使冷凝器中的气态制冷剂在给定的高压下放热，冷凝。
其次，调整供入蒸发器的制冷剂的流量，以适应蒸发器热负荷的变化，使制冷装置更加有效的运转。
针对节流机构有控制进入蒸发器的液态制冷剂质量流量的功能，所以有时也叫流量控制机构。
还有，它使高压液态制冷剂节流降压，使制冷剂一出阀孔就沸腾膨胀成湿蒸气，因此也叫节流阀或膨胀阀。
常用的节流机构有以下几种：
手动式膨胀阀、浮球式膨胀阀、热力式膨胀阀以及毛细管等
一、手动式膨胀阀
手动式膨胀阀的结构和普通截止阀相似，只是它的阀芯为针形锥体或具有Ⅴ形缺口的锥体。
阀杆采用细牙螺纹，在旋转手轮时，可使阀门的开启度缓慢地增大或碱小，保证良好的调节性能。
它的显著特点是不易坏。
管理人员可根据蒸发器的热负荷的变化和其它因素的影响，要手动调整膨胀阀的开度，因此，管理麻烦，且需要较高的经验，在最近多采用自动膨胀阀，而手动膨胀阀只用在旁通管上，作为辅助作用。
二、浮球式膨胀阀
浮球式膨胀阀多用于满液式蒸发器，这种蒸发器要求液面保持一定的高度，正符合浮球式膨胀阀的特点。
根据液态式制冷剂流动情况不同，它可以分为直通式和非直通式两种，它们各有优缺点。
直通式膨胀阀供给蒸发器的液体，首先全部经过浮球室，然后通过液体平衡管进入蒸发器，所以它有结构简单的特点，但是浮球室的液面波动较大，对阀芯的冲击力也较大，阀芯容易损坏；
处次之外，还需要较大口径的平衡管。
非直通式浮球膨胀阀，阀门机构在浮球室外，节流后的制冷剂不经过浮球室，而是沿管道直接进入蒸发器，所以，浮球室液面平稳
三、热力式膨胀阀
与浮球式膨胀阀不同，它不是通过控制液位，而是控制蒸发器出口气态制冷剂的过热度来控制供入蒸发器的制冷剂流量。
因为有一部分蒸发器的面积必须用来使气态制冷剂过热，所以它广泛的用于空调或低温系统内（尤其是氟利昂制冷系统）的所有非满液式蒸发器。
热力式膨胀阀因平衡方式不同，或是说蒸发压力引向模片下内腔内的方式不同，可有内平衡式和外平衡式两种。
容量是热力膨胀阀的重要特性参数，所以我们必须了解影响容量的主要囚素：
1。
膨胀阀前后的压力差2。
蒸发温度3。
制冷剂过冷度。
热力膨胀阀的安装位必须在靠近蒸发器的地方，阀体应垂直放置，不能倾斜，更不能颠倒安装。
主要是感温包的安装，通常将其缠在吸气管上，紧贴管壁，包扎紧密，接触处应把氧化皮清除干净，露出金属管道本色，必要时可涂一层铝漆作为保护层，以防生锈。
四、毛细管
毛细管是根据“液体比气体非常容易通过”这原理工作的。
它的供液能力主要取决于毛细管入口处制冷剂的状态以及毛细管的几何尺寸。
随着入口压力的提高毛细管的供液能力增加，毛细管的长度增加，内径缩小，相应地使供液能力减小。
毛细管有它的优点，结构简单、无运动部件，价格低廉，使用它时系统可不装设储液器；
充入的制冷剂也少；
而且在压缩机停止运转后，冷凝器与蒸发器内的压力可以较快地自动达到平衡，减轻启动时电动机的荷载。
它存在的缺点是它的调节性能很差，它的供液能力不能随工况的波动而调节。
使用毛细管应注意以下几点：
1．在制冷循环的高压侧管路上不能存有制泠剂容易聚集的地方。
2．采用毛细管的制冷系统制冷剂的充注量一定要正确。
3．毛细管入口部分应装设200—300目英寸的过滤器（网），防止污垢堵塞起内孔。
4．当几根毛细管并联使用时，为使流量均匀，其后采用分液器。
5．应在毛细管外包扎异丁橡胶等材料，用以隔声防震。
根据各自的特点，选择热力膨胀阀作为冷水机组的节流装置
1.5压缩机的选择
压缩机选择活塞式压缩机。
在制冷压缩机中，我们经常使用的有活塞式、螺杆式、离心式压缩机，根据所用压缩机的不同，水冷机机组可以分为：
活塞式、螺杆式、离心式和旋式冷水机组。
各自有各自的优缺点。
活塞式冷水机组属于中小型制冷范围的冷水机组，它有如下的优点：
（1）机组装置简单；
（2）在空调制冷范围内有较高的容积效率；
（3）使用普通金属材料，加工容易，造价低；
（4）采用多机头，高速多缸、短行程、大缸径后、容量有所增大，性能可得到改善；
（5）模块式冷水机组是活塞式的改良型，采用了高效板式换热器，机组体积小，重量轻，噪音低，占地少，采用标准化生产的模块单元，可组合成多种容量，调节性能好，部分负荷性能系数不变，电脑控制，自动化程度高，安装简便。
缺点：
（1）往复运动的惯性大，转速不能太高，震动较大；
（2）单机容量不易过大；
（3）单位制冷量重量指标大；
（4）当单机头组转速不变时，只能通过改变工作气缸数来实现能量调节，部分负荷下的调节特性较差；
（5）模块式冷水机组当组合超过八个模块单元时，蒸发器和冷凝器水侧流阻较大。
螺杆式冷水机组属中型冷量范围冷水机组，它有如下主要优点：
（1）与活塞式相比，结构简单，运动部件少，无往复运动的惯性力，转速高，运动平稳，振动小；
（2）机组重量轻，单机制冷量大；
（3）由于缸内无余隙容积和吸排气阀片，因此具有较高的容积效率；
（4）螺杆式易损件少，零部件仅为活塞式的十分之一，运行可靠，易于维修；
（5）对湿冲程不敏感，允许少量带液，无液击危险；
（6）调节方便，制冷量可通过滑阀进行无极调节。
（1）要求加工精度和装配精度高；
（2）单机容量比离心式小；
（3）部分负荷下的调节性能较差。
离心式冷水机组属于大冷量的冷水机组，它有以下的主要优点：
（1）压缩机输气量大，单机制冷量大，结构紧凑，重量轻，单位制冷量重量小，相同制冷量下比活塞式机组轻80%以上，占地面积小；
（2）性能系数高；
（3）叶轮做旋转运动，运动平稳，振动小，噪音较低；
（4）调节方便，在较大的冷量范围内能较经济的实现无极调节；
（5）无气阀，填料，活塞环等易损件，工作比较可靠。
（1）由于转速高，对材料强度，加工精度和制造质量要求较为严格；
（2）单机压缩机在低负荷时易发生喘振；
（3）当运行工况偏离设计工况时，效率下降较快；
制冷量随蒸发温度降低而减少的幅度比活塞式快，制冷量随转速降低而急剧下降。
综合各自的优缺点以及设计的相关要求，我选择活塞式压缩机
2.过程论述
2.1已知参数
2.1.1制冷循环的lgp-（）
{
printf（"
t的迭代算法\n"
）;
floatt=0;
floate=0;
e=2544.7*pow（t,0.75）*6.32*pow（10,-4）+t-5.1;
for（t=0;
t<
10;
）
{
t=t+0.0001;
e=2544.7*pow（t,0.75）*6.32*pow（10,-4）+t-5.1;
if（fabs（e）<
=0.0001）
break;
}
t=%f\n"
t）;
t=fabs（e）;
t=%f"
}
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