制冷系统设计步骤.docx
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制冷系统设计步骤
根据要求，在武汉地区，以风机盘管为末端装置，冷冻水温度为7C,空调回水温
度为11C，总制冷量为400KVy冷却水系统选用冷却塔使用循环水。
制冷压缩机型号及台数的确定
1、确定制冷系统的总制冷量
制冷系统的总制冷量，应该包括用户实际所需要的制冷量,
以及制冷系统本身和
供冷系统冷损失，可按下式计算:
式中2――制冷系统的总制冷量（Kvy
2――用户实际所需要的制冷量（Kvy
A——冷损失附加系数。
一般对于间接供冷系统，当空调制冷量小于174KW寸,
A=0.15〜0.20;当空调制冷
量为174〜1744KW寸，A=0.10~0.15；当空调制冷量大于
1744KW时，A=0.05~0.07；
对于直接供冷系统,
A=0.05~0.07。
2、确定制冷剂种类和系统形式根据设计的要求，选用氨为制冷剂并且采用间接供冷方式。
3、确定制冷系统设计工况
确定制冷系统的设计工况主要指确定蒸发温度、冷凝温度、压缩机吸气温度和过冷温度等工作参数。
有关主要工作参数的确定参考《制冷工程设计手册》进行计算。
确定冷凝温度时，冷凝器冷却水进、出水温度应根据冷却水的使用情况来确定。
1、冷凝温度（^亡）的确定
50h的湿球温
从《制冷工程设计手册》中查到武汉地区夏季室外平均每年不保证度（C）
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:
.1=/.1»=28.2F3=31.2C
式中L——冷却水进冷凝器温度（C）；
――当地夏季室外平均每年不保证50h的湿球温度（C）；
冷却水出冷凝器的温度G（C），与冷却水进冷凝器的温度及冷凝器的形式有关。
按下式确定:
注意：
心通常不超过35C。
系统以水为冷却介质，其传热温差取4〜6C，则冷凝温度为
fc=L+（4~6）=34.2+5.8=40c式中J——冷凝温度（C）o
2、蒸发温度（f叮的确定蒸发温度是制冷剂液体在蒸发器中汽化时的温度。
蒸发温度的高低取决于被冷却物体的温度及传热温差，而传热温差与所采用的载冷剂（冷媒）有关。
系统以水为载冷剂，其传热温差为4-6C，即
5=t一（4〜6）=7-5=2c
式中一一载冷剂的温度（C）o
一般对于冷却淡水和盐水的蒸发器，其传热温差取拉=5Co
3、过冷温度（4）的确定在冷凝压力下，制冷剂液体的过冷温度与冷凝温度的差值，称为过冷度。
是否采用过冷应进行全面的经济技术分析。
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
（fy—5C）的制冷装置，在条件许可时使用液体过冷。
=o°c。
对于本设计系统，^=2C，因此不采用液体过冷，即J
4、压缩机吸气口温度（的确定压缩机的吸气温度根据管道中的传热情况，或根据标准规定的过热度确定。
通常儿鼻+耳=2+6工Sc式中对于一般氨压缩机，加X=7c
5、制冷系统理论循环p-h图根据绘制的p-h图查表求得各状态参数:
确定压力：
几"应"4用戸严⑷5795刊
焓值:
妬=147了财仏官h讦、65（旧F畑赵=毎=弓90.247tJ7耘
⑥、
制冷系统热力计算
⑴、
单位质量制冷量（
里0）的计算
⑵、
单位容积制冷量（
9,）的计算
⑶、
制冷剂质量流量（
9™）的计算
⑷、
单位理论压缩功（
肌）的计算
⑸、
P
压缩机所需的理论功率（久）
的计算
⑹、
压缩机吸入制冷剂蒸汽的体积流量
⑺、
制冷系数（勺）的计算
⑻、
单位冷凝负荷（％）的计算
⑼、
冷凝器热负荷（0门的计算
⑽、
热力完善度（吓）的计算
的计算
逆卡诺循环制冷系数:
热力完善度:
4、选择制冷压缩机和电动机
1、压缩机形式的选择
2、压缩机制冷量的计算
查《制冷工程设计手册》选择压缩机，选用4V—12.5型压缩机，其设备规格参数等列于设备清单中，其理论输气量m遊好『A，根据压缩机的理论输气量不变
的原则计算所选定压缩机在设计工况下的制冷量，压缩机设计工况下的制冷量
可由压缩机的理论输气量G甘涉，乘以设计工况下的输气系数丄和单位容积
制冷量来确定，即
从《制冷工程设计手册》查得设计工况下的输气系数丸=0.769
3、压缩机台数的选择
压缩机台数应根据总制冷量来确定:
式中——压缩机台数（台）；
每台压缩机设计工况下的制冷量（0）。
因此，选择两台4V—12.5型压缩机
4、压缩机级数的选择
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P」P用时，应采用单级压缩机；当久伉处时，则应采用两级压缩机。
对于本设计制冷系统中，罠严⑷5.7⑸4（53.34".19，因此，本设计制冷系统米用单级压缩。
⑤、
压缩机轴功率及配用电动机功率的计算
⑴、
计算压缩机的质里输气里（
务）
⑵、
计算压缩机的理论功率（
R）
⑶、
计算压缩机的指示功率（
6
从《制冷工程设计手册》查得指示效率％二°应5指示功率
75KW>53.27KW符合要求。
冷凝器的选择计算
1、冷凝器的选择原则
求等因素。
一般在冷却水水质较差、水温较高、水量比较充足的地方，宜采用立式冷凝器。
武汉地区冷却水温较高，所以选用立式壳管式冷凝器。
2、冷凝器热负荷计算
冷凝器热负荷可按下式计算:
式中2—冷凝器的热负荷（Kvy町—压缩机实际排气的比焓（KJ/Kg）
rn—压缩机的指示效率3、冷凝器传热面积计算4—冷凝器的传热面积（a^2）o庄一冷凝器的传热系数［阳心「幻］.
A-—制冷剂与冷却介质之间的对数平均温度立式壳管式氨制冷剂冷凝器K=700〜800W^必）0丄一裕量取10%-15%由压缩机配套的冷凝器LN—120可知，其传热面积为120仃＞109.648山满足要求。
4、冷凝器冷却水量的计算:
5、冷却塔冷却水量计算:
四、蒸发器的选择计算
1、蒸发器的选择原则蒸发器形式的选择，应根据制冷剂和载冷剂的种类，以及空调系统处理室的结构形式而确定。
若空气处理室使用水冷式表面冷却器，以氨为制冷剂时，宜采用卧式壳管式蒸发器。
所以，本设计制冷系统中采用卧式壳管式蒸发器。
2、蒸发器传热面积计算
a、传热温差:
2皿
7-2
=540
C、传热面积:
4空=竺匹/攻屏畑》540x6.81
考虑到10%〜15%的富裕量Ac（s）=119.65X（1+0.15）=137.5975m
由压缩机配套的冷凝器DWZ—150可知，其传热面积为150仃＞137.5975满足要求。
3、载冷剂水循环量计算:
五、其它辅助设备的选择计算
1、贮液器的选择计算贮液器的容积按制冷剂循环量进行计算，但最大贮存量应不超过每小时制冷剂总
循环量的1/3〜1/20同时，应考虑当环境温度变化时，贮液器内的液体制冷剂因受
贮液器的容积按下列公式计算:
由配套的ZA—1.5B可知其容积为：
1.5启〉1.279互满足要求。
2、油氨分离器的选择计算
D>牌乜二Mx0.769x2S3xQ.10y二如油分离器筒体直径：
V刖⑷V3.14x0.29x0.t；x3600压缩机配套的YF—40直径为273mm>215mm满足要求。
3、气液分离器的选择计算
汽液分离器的桶体直径按下列公式计算:
配套的AF—80桶体直径为：
400mm>392.33mm满足要求。
4、集油器的选择计算
集油器的选择是根据经验，当冷冻站的制冷量为300〜600KW时，选用219mm
11
5、不凝性气体分离器的选择计算一般的，一个系统只选配一台空气分离器，当冷冻站标准工况下的制冷量小于63KW寸，宜采用一台小号（桶体直径为108mm空气分离器。
根据以上条件可知:
KF—32B满足要求。
六、设备清单
序号
名称
单位
型号
规格
数量
1
制冷压缩机
台
4V-12.5
Q=1OOOOOKal/h
2
2
配套电动机
台
JR91-6
P=75KW
1
3
立式冷凝器
台
LN-120
F=120^°
1
4
卧式蒸发器
台
DWZ-150
F=150^^
1
5
贮液器
台
ZA-1.5B
V=1.5樹？
1
6
集油器
台
JY-300
D=325mm
1
7
油氨分离器
台
YF-40
D=175mm
1
8
空气分离器
台
KF-32B
D=108mm
1
9
氨液分离器
台
AF-80
D=400mm
1
七、制冷机房布置方案的确定及说明
制冷机房的布置见系统设计图纸。
八、制冷系统设计图纸
2、
武汉地区400KW氨制冷系统A-A剖面图（2号图纸）
附录:
1、压缩机规格表
名称
1氨制冷压缩机1
1生产厂家
上海第一冷冻机厂
型号
4V-12.5型
使用工质
NH3
制冷量
标准工况
100000Kcal/hU重量
750Kg
空调工况
250000Kcal/h1汽缸直径
125mm
活塞行程
100mm
汽缸数
4个
主轴转数
960r/min
活塞行程容积
28彩'/h也耳
外型尺寸
长L
1910mm
传动方式
直联
宽W
990mm
配用电动机型号
JO3250M-6
高H
450mm
配用电动机功率
75KW
2、
冷凝器规格表
名称
立式冷凝器
外型尺寸
H
5260mm
型号
LN-150
D
900mm
蒸发面积
149就
重量
4915Kg
名称
卧式蒸发器
外型尺寸
L
4710mm
型号
DWZ-150
D
1350mm
蒸发面积
150就
重量
770Kg
名称
贮氨器
筒体尺寸
L
3000mm
型号
ZA-1.5B
D
800mm
类型
I型
重量
685Kg
容积
1.632加
容器类别
Cm-2
名称
不凝性气体分离器
外型尺寸
L
1593mm
型号
KF-32B
D
108mm
公称直径
32mm
换热面积
0.45rf
6、
氨液分离器规格表
名称
氨液分离器
外型尺寸
H
4710mm
型号
AF-80
D
1350mm
[容器类别
Sm-2
重:
量
150Kg
7、氨油分离器规格表
名称
氨油分离器
外型尺寸
H
984mm
类型
I型
D
273mm
型号
YF-40
重量
85Kg
8、集油器规格表
名称
集油器
外型尺寸
H
647mm
类型
I型
D
219mm
型号
JY-200
重量
65Kg
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