制冷机房设计计算书.docx

1、制冷机房设计计算书制冷系统计算书姓名：牛凡班级：建环1301学号：201302440120 2016年5月1项目概况某建筑的空调系统总需冷量300kW，要求供/回水温度7/12，已知现有冷却水，供/回水温度32/37，环境空气温度35。2项目要求设计一套制冷系统来满足建筑需冷要求，并绘制制冷系统流程图。3制冷剂、润滑油和载冷剂3.1.制冷剂： R717（NH3） 纯氨对润滑油无不良影响，但有水分时，会降低冷冻油的润滑作用；氨在润滑油中的溶解度很小，油进人系统后，会在换热器的传热表面上形成油膜，影响传热效果，因此在氨制冷系统中往往设有油分离器。氨液的密度比润滑油小，运行中油会逐渐积存在贮液器、蒸

2、发器等容器的底部，可以较方便地从容器底部定期放出；纯氨对钢铁无腐蚀作用，但当氨中含有水分时将腐蚀铜和铜合金（磷青铜除外），故在氨制冷系统中对管道及阀件均不采用铜和铜合金；氨与水可以以任意比例互溶，形成氨水溶液，在低温时水也不会从溶液中析出而造成冰堵的危险，所以氨系统中不必设置干燥器。但水分的存在会加剧对金属的腐蚀，所以氨中的含水量仍限制在0.2的范围内单位容积制冷能力大，蒸发压力和冷凝压力适中，制冷效率高；ODP=0,GWP=0，LCGWP+LCODP105=0100，满足环境友好性，对大气臭氧层无破坏作用；3.2润滑油：CP-1009-68适合用来润滑该制冷系统所使用的压缩机；与制冷剂流体之

3、间存在恰当的可混合性和可溶性。有高度的化学稳定性，包含有抗氧化，耐腐蚀，低倾点及抗泡的添加剂。3.3载冷剂：水性质稳定，安全可靠，无毒害和腐蚀作用，流动传热性较好，容易获得。但是相对而言凝固点较高，适用于工作于工作温度在0以上的高温载冷系统中，如空调设备。4.制冷设备选择41制冷工况的确定（1）蒸发温度：4蒸发温度取值理由：用于冷却水或盐水的蒸发器，被冷却液体的温度降可取58，蒸发温度比被冷却液体的出口温度低23。被冷却液的出口温度为7，故蒸发温度范围为45。（2）冷凝温度：40冷凝温度取值理由：对于水冷式冷凝器，冷凝温度和冷却水进口温度差取714，冷却水进出口温差取410；故冷凝温度范围为3

4、946，在此冷凝温度选择为40。（3）压缩机的吸汽温度 ：4由于压缩机吸气管短且有保温材料，故压缩机吸气过热度可忽略。即取压缩机的吸汽温度为4（4） 再冷度：54.2压缩机型号的确定 该制冷系统的理论循环图如下:关键状态点的热力参数:蒸汽压缩式制冷系统工况点温度 ()绝对压力（MPa）比焓 (KJ/kg)比熵 KJ/（kg/K）比容（m3/kg）140.514675.600.252901.616405.600.10423401.63911.550.0017243351.63721.650.00169440.53911.480.001739440.53721.600.001709制冷理论循环的热

5、力计算：单位质量制冷能力： 单位容积制冷能力： 制冷剂质量流量： 制冷剂体积流量： 冷凝负荷： 压缩机理论耗功率： 理论制冷系数： 制冷效率： 再冷器负荷： 实际循环热力计算：容积效率： 假设以下参数都不发生改变：轴功率： 指示功率： 电动机输出功率： 实际压缩存在损失，压缩机电动机的输入功率：冷凝负荷: 实际制冷系数： 实际制冷效率： 根据系统的制冷量以及轴功：压缩机选型:JZLGA系列螺杆制冷压缩机组型号：16系列该型号16系列的压缩机，相比12.5系列，制冷量大大超出了需要值，但是12.5系列不能满足轴功率的要求，相比计算所得轴功率偏小，为了使轴功率满足要求，故选择了16系列。它的各个主

6、要参数如下表所示：制冷量654.0kW机组轴功率115.5kW压缩机压缩机形式开启式喷油螺杆制冷压缩机转子名义直径160mm理论输气量580吸气阀口径100mm排气阀口径80mm能量调节方式无级调节能量调节范围10-100%电动机型号（空调工况）功率（空调工况）125kW重量（空调工况）700kg电源3P,380V,50Hz4.3冷凝器型号的确定冷凝负荷： 冷凝器形式:水冷式卧式壳管式冷凝器。平均传热温差： 冷凝器的传热系数：传热面积：冷凝器型号确定型DWN-90冷凝器，换热面积为90，满足要求。4.4蒸发器型号的确定蒸发器形式：满液式卧式壳管蒸发器 平均传热温差计算： 计算法得到K值，公式如

7、下： 由课本表4-11，满液式卧式壳管，氨-水的传热系数范围为550650 初步确定K=传热面积：q的范围为2300-3500，这里初步定为3000；传热面积F=100m2根据传热面积（蒸发面积）100m2,初步确定蒸发器型号DWZ-110（蒸发面积为110m2）4.5其他辅助设备的选型（1）油分离器的设计计算 查设计手册，取型号为YFA-125的油分离器，其缸径D=616mm.（2）集油器：制冷量为300kW.选择D219+D325.（3）气液分离器设计计算又，筒体气流速度小于0.5m/s，得到外径： ；选择气液分离器型号为：AFA-100，外径为516mm，满足要求。（4）贮液器设计计算贮

8、液器的容积是按制冷剂循环量进行计算的。贮液器贮存制冷剂 的最大量按每小时制冷剂总循环量1/21/3的计算；考虑到制冷剂受热膨胀可能带来的危险，贮液器贮存制冷剂的最大量不超过本身容积的80。故此处V=2m3, 查设计手册，选用型号为ZA-2.5的贮液器一台。（5）过滤器氨液过滤网流速小于0.070.1m/s，氨气过滤网流速11.5m/s.过滤器用来清除制冷剂中的机械杂质；过滤器、干燥器结构都比较简单，一般制造厂都成套配给，设计中也可按管径的大小来选用。氨液过滤器型号为YG32。（6）不凝性气体分离器：空气分离器的选择一般不进行计算，而是根据经验选用。 系统总制冷量为300kw，在750KW以下，

9、故采用空气分离器,型号为KF-12。5.管路、阀件选择计算5.1吸气管管径计算初选管径管径的初选值可以按流速来定，一般吸气管流速为1220m/s，这里先假定吸气管制冷剂流速w=14m/s,由之前的计算可知单个制冷剂管道的制冷剂质量流量qm =0.274Kg/s,又 密度为4Kg/m3，则得初选管径80mm.吸气管管路的当量总长为10m,10000mm.吸气管单位当量管长允许压力将98Pa/m.根据允许的每米当量管长的压力降和制冷剂流量查取有关附图，得管径d=32mm,故说明初选管径合适，即吸气管管径为80mm.5.2排气管管径的计算管径的初选值可以按流速来定，一般排气管流速为1525m/s，这

10、里先假定排气管制冷剂流速w=16m/s,由之前的计算可知单个制冷剂管道的制冷剂质量流量qm =0.274Kg/s,则由：m初选管径50mm.排气管当量总长为20m，排气管单位当量管长允许压力降为196pa/m.根据允许的每米当量管长的压力降和制冷剂流量查取有关附图，得管径d=60mm,故说明初选管径不合适，排气管管径为60mm.5.3液体管管径的计算(1)从冷凝器到贮液器管径的初选值可以按流速来定，一般供液管流速小于0.5m/s，这里假定供液管制冷剂流速w=0.3m/s, 从冷凝器到贮液器相只有一个总管，由之前的计算可知单个制冷剂管道的制冷剂质量流量qm =0.274Kg/s,则由：初选管径为

11、50mm.液体管路当量总长20m,液体管单位当量允许压力降98pa.根据允许的每米当量管长的压力降和制冷剂流量查取有关附图，得管径d=30mm, ,即从冷凝器到贮液器管管径=50mm.(2)从贮液器到蒸发器管径的初选值可以按流速来定，一般供液管流速为0.51.25m/s，这里先假定供液管制冷剂流速w=0.8m/s,由之前的计算可知单个制冷剂管道的制冷剂质量流量q =0.274Kg/s，则由初选管径30mm，根据允许的每米当量管长的压力降和制冷剂流量查取有关附图，得管径d=30mm,说明所选管径合适,即从贮液器到蒸发器管管径=30mm。管路压力降确定根据实际所选管径，以及制冷剂流量，查线算图得到实际比摩阻，可以确定实际管路压力降。管径mm长度m单位管长压力降Pa管路压力降吸气管801040400排气管60201843680冷凝器到贮液器300122.52450贮液器到蒸发器3020122.524505.4阀件的选择计算浮球式膨胀阀的选择计算：制冷剂种类：氨；蒸发器形式：满液式卧式壳管节流装置形式：浮球式膨胀阀蒸发器型号为DWZ-110；与其对应的浮球阀型号为：FQ1-50.6.制冷系统流程图