棉纺厂空调用制冷系统及机房设计

编号： 课程设计说明书 （课程名称、三号字、加粗、宋体） 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目 上海高洋棉纺厂空调用 制冷系统及机房设计 院 （系）： 建筑与交通工程学院 专 业： 建筑环境与设备工程 学生姓名： 吕军思 学 号： 1101520116 指导教师： 薛兴 2014 年 2 月 26 日 目 录 1 绪论………………………………………………………… 1 2 课程设计内容和计算选型………………………………… 1 2.1 原始材料…………………………………………………… 1 2.1.1设计任务及条件…………………………………………… 1 2.1.2地理位置……………………………………………………1 2.1.3室外空调设计参数………………………………………… 1 2.1.4室内气象参数……………………………………………… 2 2.2 工况确定…………………………………………………… 2 2.2.1确定总制冷量……………………………………………… 2 2.2.2制冷剂的选择……………………………………………… 2 2.2.3蒸发温度冷凝温度及过冷度过热度的确定…………………… 3 2.3 状态点的确定和相关热力计算………………………………… 5 2.3.1绘制压焓图………………………………………………… 5 2.3.2进行热力计算……………………………………………… 6 2.4 压缩机的选择………………………………………………… 7 2.4.1压缩机形式的选择……………………………………………7 2.4.2压缩机级数………………………………………………… 8 2.4.3压缩机的容积功率……………………………………………8 2.4.4计算系统的理论输气量与型号选定……………………………8 2.4.5压缩机功率计算………………………………………………9 2.4.6确定压缩机的台数……………………………………………10 2.4.7压缩机的校核……………………………………………… 11 2.5 冷凝器的设计计算……………………………………………… 11 2.5.1冷凝器的选择……………………………………………………11 2.5.2确定冷凝器的换热面积………………………………………… 11 2.5.3冷凝器的设备选择………………………………………………12 2.5.4冷凝器校核………………………………………………………12 2.5.5冷却水计算………………………………………………………12 2.5.6动力设施…………………………………………………………13 2.6 蒸发器的选择计算…………………………………………………16 2.6.1确定蒸发器的型式……………………………………………… 16 2.6.2蒸发器传热面积计算…………………………………………… 16 2.6.3冷冻水系统……………………………………………………… 16 2.7 膨胀阀的选择与计算……………………………………………… 17 2.7.1流量系数………………………………………………………… 17 2.7.2进入膨胀阀的质量流量…………………………………………… 17 2.7.3阀孔面积………………………………………………………… 17 2.8 其他辅助设备的选择…………………………………………………18 2.8.1油分离器选择计算………………………………………………… 18 2.8.2高压贮液器选择计算……………………………………………… 18 2.8.3气液分离器选择计算……………………………………………… 19 2.8.4不凝性气体分离器选择………………………………………………19 2.8.5过滤器和干燥器选择……………………………………………… 20 2.9 设备清单…………………………………………………………… 20 3 机房布置……………………………………………………………21 3.1 制冷机房的设计原则…………………………………………………21 3.2 制冷设备的布置原则…………………………………………………21 3.3 制冷剂管路的布置原则………………………………………………21 3.4 冷冻水管的保温…………………………………………………… 22 4 制图…………………………………………………………………22 5 结论总结……………………………………………………………22 参考文献…………………………………………………………………24 1、 绪论 本次设计的是上海高洋棉纺厂空调用制冷系统及机房设计。针对该棉纺厂的功能要求和特点，以及该地区气象条件和空调要求，参考有关文献资料对该厂的制冷系统进行系统规划、设计计算和设备选型。对其进行了冷、热、湿负荷的计算，还对各室的所需的新风量进行了计算。根据计算结果，对性能和经济进行比较和分析，对设备的选择、材料的选用，确保了设备在容量、减震、消声等方面满足人们的要求,并使系统达到了经济、节能的目的，按照国家相关政策做到了环境保护。 建筑是人们生活与工作的场所。现代人类大约有五分之四的时间在建筑中度过。人们已逐渐认识到，建筑环境对人类的寿命、工作效率、产品质量起着极为重要的作用。伴随着社会生产力的发展，在生产过程所要求的空气状态及人类自身工作和居住所要求的空气状态不断提高的条件下产生了空调，并得到了很大的发展。因此随着人民生活的提高，空调的普及率也就日益增高。所以对于大型公共、民用建筑及一些特殊场所来说，空调是不可缺少的。 但值得注意的是空调在使用过程中耗能量较大，同时，除了空调所具有对生产和人民生活的正面作用外，根据目前的研究表明，它还存在一定的负面作用，例如“病态建筑综合症”等。因此在考虑室内气流组织及冷热源、水泵的合理选用就显得格外重要。 2、 课程设计内容和计算选型 2.1、 原始材料 2.1.1设计任务及条件： 上海高洋棉纺厂 该厂空调系统冷负荷为1110Kw，采用间接供冷方式；冷冻水的供水温度为7℃，回水温度为12℃；夏季采用两班工作，工作时间为7:00-23:00，白天空调冷负荷与夜间冷负荷的相差不大；采用独立空调制冷机房,制冷机房与车间及其他办公场地的最小距离为500米；可根据制冷系统的布置需要，确定制冷制房的建筑结构(包括建筑朝向、面积大小、房间高度、门窗等) ，制冷机房设于地上一层。 冷冻水供回水温度：供水温度7℃. 回水温度12℃ 冷却水：自来水最高温度28℃ （上海市地下水资源约22.7亿立方米，潜水补给水量75%，深层承压水可开采量占25%--出自上海市地方志办公室） 2.1.2、地理位置： 上海，北纬31°10′，东经121°26′，海拔4.5m 2.1.3、室外空调设计参数： 夏季计算干球温度： 34℃ 夏季计算湿球温度： 28.2℃ 冬季计算干球温度： ﹣4℃ 冬季计算相对湿度： 75％ 夏季平均风速： 3.2m/s 冬季平均风速： 3.1m/s 夏季大气压力： 1005.3hPa 冬季大气压力： 1025.1hPa 注释：以上参数出自《暖通空调新技术设计实例图集》（中国建筑工业出版社） 2.1.4、室内气象参数： 夏季: 室内温度（℃）：22~28；相对湿度（%）：55~80；空气流速（m/s）：0.3； 冬季： 室内温度（℃）：16~24；相对湿度（%）：50~78；空气流速（m/s）：0.2； 注释：以上参数出自《建筑环境学》纺织厂的相对湿度控制范围表。 2.2 工况确定： 2.2.1、确定总制冷量： 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： Q＝（1+A）×Q0＝(1+12%)×1110Kw＝1243.2 Kw 式中 Q0——制冷系统的总制冷量（Kw）， Q——用户实际所需要的制冷量（Kw）， 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时，A=0.15~0.20； 当空调制冷量为174~1744Kw时，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。 于本制冷系统采用间接制冷，制冷量为1110Kw，所以A取0.12，取太大会浪费能源，取太小又可能导致供冷量不足。 2.2.2、制冷剂的选择： 常用的制冷剂种类：NH3 、R11、 R123、 R12、 R134a、 R22、 R502今对其进行制冷能力的比较如表一 其中R11，R12已经被禁用。 表一： 常用制冷剂 制冷剂 NH3 R123 R134a R22 大气压力下的沸点（℃） -33.3 27.87 -26.16 -40.8 单位容积制冷能力（KJ/Kg） 2158.7 160.7 1231.3 2099 比率（以氨为1） 1 0.074 0.57 0.97 临界点温度℃ 270.05 362.63 213.91 205.59 临界点压力MPa 1643.7 531.1 588.25 723.74 导热系数（液体） 0.3155 0.0476 0.0521 0.0537 粘度（液体） 0.392 1.292 0.620 0.503 破坏臭氧层潜能值（ODP） 0 0.02 0 0.055 温室效应潜能值（GWP） 0 90 1300 1500 注释：以上资料来自于《制冷剂应用 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 》（美佳空调公司） 本系统用于纺织厂，人物活动频繁，对卫生及人身财产安全要求较高，而氨制冷易燃易爆，不符合要求，故本系统不采用。 R22是较为常用的中温制冷剂之一,其沸点为-40.8℃，凝固点为16℃。常温下的冷凝压力和单位容积制冷量与氨接近，比R12要大，压缩终温接近于氨和R12之间，能制取的蒸发温度达80℃。R22不燃烧,不爆炸，也是一种较为安全的制冷剂。R22的流动性比R12要好，传热性能与R12 接近，溶水性比R12略大。但是，R22对大气臭氧层稍有破坏作用，R22化学性质稳定、无毒、无腐蚀、无刺激性，并且不可燃，广泛用于空调用制冷装置，目前对它的实用技术比较成熟，而且比较廉价，虽然对大气的臭氧层有一定的破坏，但还是被广泛使用。 综上分析，本制冷装置使用R22。 2.2.3、蒸发温度冷凝温度及过冷度过热度的确定： (1）蒸发温度t0的确定： 直接蒸发式空气冷却器：t0＝t出2－（6～8℃） 用于冷却水或盐水的蒸发器：t0＝t出2－（2～3℃） 此系统采用间接供冷方式，以水为载冷剂，冷冻水供水温度t出2=7℃，为获取较好的制冷系统的运行经济性以及增大传热温差，减少蒸发器的初投资，取t出2 －t0＝3℃，所以t0=7-3=4℃ 其传热温差： · t0m= (t进2－t出2)/㏑[(t进2－t0)/( t出－t0 2)] =(12－7)/㏑[(12－4)/( 7－4) =5℃ （2）冷凝温度tk的确定： 不同冷凝器冷凝温度的确定方式： 风冷式冷凝器： tk＝t进1＋（10～16℃） 水冷式冷凝器： tk＝t进1＋（7～14℃） 蒸发式冷凝器:tk＝夏季室外计算湿球温度＋(8～15℃) 且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： t进1=ts+△ts=28.2+2.0=30.2 ℃ 式中：ts—夏季空气调节室外计算湿球温度28.2℃ △ts—安全值，对于机械通风冷却塔，△ts =2～4℃。 冷却水出冷凝器的温度t出1，与冷却水进冷凝器的温度及冷凝器的形式有关。选用卧式壳管式冷凝器。按下式确定： t出1= t进1+(3～5)=30.2+5.0=35.2℃ 本系统采用水冷式卧式壳管冷凝器，冷凝温度与冷却水进口温度差取7℃ 则冷凝温度为： tk= t进1+(7～14)=30.2+7=37.2℃ 其传热温差: · tkm= (t出1－t进1)/㏑[(tk－t进1)/( tk－t出1)] =(35.2-30.2)/㏑[(37.2-30.2)/(37.2-35.2)] =4℃ 则冷凝器内制冷剂的温度tk′=tk+△tm=41.2℃ （3）过冷度的确定； 是否采用过冷应进行全面的经济技术分析。节流前液体的过冷可在系统中设置再冷却器，或当系统中使用卧式壳管式冷凝器时，增大冷凝器的传热面积5%-10%来实现，一般会提高制冷循环的经济性，但会增加设备的投资，所以要考虑具体条件，合理选择过冷度。一般情况下，过冷温度比冷凝温度低3~5℃，即 过冷度温tgl： tgl＝tk－（3～5℃） 液体过冷可以减少节流损失，有助于提高单位制冷量和制冷系数，但是过冷温度过低对设备的要求提高，不利于经济效益的提高。 这里取过冷度为4℃。过冷温度为 tgl＝tk－（3～5℃） =tk-4=37.2-4=33.2℃ (4)过热度的确定 过热温度一般与制冷剂种类、吸气管的长短和保温情况有关。以氟利昂为制冷剂的制冷系统一般希望有一定的吸气过热度，一则可以提高循环的经济性，同时避免液击事故的发生，保证系统正常运行。氟利昂过热温度为tgr≤t+15℃。 这里取过热度为t=10℃。 综上，汇总如下表 表二： 蒸发温度（℃） 过热度（℃） 冷凝温度（℃） 过冷度（℃） 4 10 37.2 4 2.3、 状态点的确定和相关热力计算： 2.3.1、绘制压焓图： lg-p (MPa) 3′ 3 38.2℃ 2 2′ 4′ 4 4℃ 1 1′ h4/ h4 h1 h1/ h2′ h(kJ/kg) 表三： 根据绘制的p-h图查表求得各状态参数 状态点 温度（℃） 绝对压力（kPa） 比焓 (kJ/㎏) 比容 （m³/㎏） 1 4.50 343.7 410.77 0.05892 1′ 9.50 343.7 404.42 0.05057 2 45.323 949.7 426.02 0.02249 2′ 37.50 949.7 417.08 0.02133 3 37.50 949.7 252.45 — 3′ 32.50 949.7 245.07 — 4 4.50 343.7 252.45 0.0236 4′ 4.50 343.7 245.07 0.0125 2.3.2、进行热力计算： （1）、单位质量制冷量（q0）的计算： 　　　　　　q0 = h1—h4/= 410.77 – 245.07 = 165.7 kJ/kg （2）、单位容积制冷量（qv）的计算： 　　　　　　Qv= 2875.24 kJ/m3 （3）、制冷剂质量流量（Mr）的计算 　　　　　　Mr= = = 7.502 kg/s （4）、制冷剂的体积流量（Vr）的计算： 　　　　　 Vr = = 7.502×0.05057 = 0.38m3/s （5）、压缩机所需的理论功率Pth的计算： 　　　　　 Pth= Mr(h2—h1/) = 7.502×(426.02-404.42)=162.0432Kw （6）、制冷系数（ε0）的计算： 　　　　　　ε0 = = = =7.44 （7）、单位冷凝负荷（qk）的计算： 　　　　　　qk = h2—h3/ = 426.02 – 245.07 = 180.95 KJ/kg （8）、冷凝器热负荷（Qk）的计算： 　　　　　　Qk = Mr × qk= 7.502 × 180.95 = 1357.4869 Kw （9）、逆卡诺循环制冷系数的计算 　　　　　　ε/c= = = 8.35 （10）、热力完善度（η）的计算 　　　　　　η= = = 0.89 2.4、 压缩机的选择： 2.4.1、压缩机形式的选择： 已知： 压缩比：pk/po=949.7/343.7=2.76 压缩机理论功率：Pth=173.5776 kw 总制冷量：Q0=1243.2kw 单位容积制冷量：qv=2875.24 kJ/m3 常用的制冷压缩机有活塞式制冷压缩机﹑螺杆式制冷压缩机﹑离心式制冷压缩机。一般用作空调冷源大﹑中刑冷冻站设计选用离心式或螺杆式。对本设计系统，综合考虑经济﹑选用的制冷工质﹑运行管理及对制冷量调节等方面的因素，选用螺杆式制冷压缩机。 制冷压缩机与活塞式制冷压缩机、离心式制冷压缩机相比是较晚的一种机型。螺杆式制冷压缩机的结构特点，决定了它的许多优点，如： (1)零件数仅为活塞式的1/10，压缩机平衡性好，振动小，转速高； (2)结构紧凑、能适用于大压缩比的工况； (3)排气温度低； (4)结构紧凑，无吸排气阀，易损部件少； (5)容积效率高； (6)对湿压缩不敏感； (7)可实现无级能量调节, （滑阀15%-100%）； (8)维护方便，常用于大中型制冷系统。 其缺点是： (1)油系统复杂，低压缩比下能耗较大； (2)制冷剂气体周期性地高速通过吸、排气孔口，通过缝隙的泄漏等原因，使压缩机有很大噪声，需要采取消音减噪措施； (3)螺旋形转子的空间曲面的加工精度要求高，需用专用设备和刀具来加工；  (4)由于间隙密封和转子刚度等的限制，目前螺杆式压缩机还不能像往复式压缩机那样达到较高的终了压力。 表四： 三种常用的制冷压缩机的比较 压缩机种类 活塞式 螺杆式 离心式 单级最大压缩比 10 20 4.5 单机制冷量（kw） 30~580 60~2730 703~4222 最大排气压力（bar） 15.5 18.5 10.0 最高排气温度（℃） 120~150 90~105 75 单级最大进、出口压差（bar） 14 18 12.6 　　 2.4.2、压缩机级数： 压缩机的级数应根据设计工况的冷凝压力与蒸发压力之比来确定。若以氟利昂为制冷剂时，当PK/P0=949.7/343.7=2.76≤10时，应采用单级制冷压缩机。 2.4.3、压缩机的容积功率： EMBED Equation.3 式 中： P1 — 压缩机的吸气压力，MPa ； P2 — 压缩机的排气压力，MPa ； n — 制冷剂的压缩指数， 制冷剂为R717时，n = 1.28， 制冷机为R12时，n = 1.13， 制冷剂为R22时，n = 1.18。 此处取V n = 1.18。 2.4.4、计算系统的理论输气量与型号选定： =0.46m3/s,根据排气量 制冷剂 理论排量(m3/h) 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 工况制冷量(30℃/-15℃)kw 空调工况电机功率kw 转速r/min 电源 能量调节范围 噪音dB(A) 进气管直径mm 出气管直径mm 进出水管直径mm 冷却水量m3/h 长mm 宽mm 高mm R22 1020 557 350 2960 380V 50Hz 15~100%无级调节 ≤90 DN150 DN100 DN70 ≥20 3450 1346 2000 初步选定冰轮公司QC系列压缩机，型号为QKF20M，其主要技术参数如下 表五： 由其技术参数表可知该型号压缩机的排气量为1020m3/h ，1020×2 m3/h＞1661.729m3/h ，故确定压缩机的台数为两台。 在确定压缩机型号的情况下，校核压缩机在设计工况下的制冷量，若压缩机在设计工况下的制冷量不满足要求，则重新选定压缩机的型号，再进行校核，直到选定的压缩机的制冷量满足设计要求后，再进行压缩机轴功率、压缩机配用电机功率的计算。 压缩机在设计工况下的实际排气量： m3/h 压缩机在设计工况下的制冷量： =1092.59 kw 制冷机及电机工作参数的计算中，应考虑到管道系统及设备的冷损失，故对制冷机的冷凝能力应考虑备有15%~20%的富裕量，则设计工况制冷量： =1242.2×1.2=1491.84kw 则两台压缩机的制冷量Q0=2×Q0g=2483.86 kw＞1491.84kw，可以满足要求 2.4.5、压缩机功率计算: （1） 压缩机的理论功率： 式中： —压缩机内单位质量制冷剂所消耗的理论功， （2）压缩机设计工况下的指示功率： 当压缩比为Pk/P0=949.7/343.7=2.76，查询螺杆式制冷压缩机指示功率关系图可知 =0.80。则： Pi= = （3）压缩机设计工况下的轴功率： Pe= = 式中： ——螺杆制冷压缩机的机械效率，通常在0.95~0.98之间。这里取 =0.95。 （4）压缩机的摩擦功率 式中 ——摩擦力换成的压力值 立式氨压缩机约为0.6 立式氟利昂压缩机约为0.3~0.5 （5）有效功率： 式中 ——压缩机机械效率，一般为0.8~0.9 （6）压缩机设计工况下的配用电动机功率： 式中： — 传动效率，直联时， = 1.0，皮带传动时， = 0.97～0.99。本设计系统采用直联。 压缩机空调工况下配用电动机功率350kw,350 kw＞296.55kw符合要求。 2.4.6、确定压缩机的台数： 压缩机台数： 个 式中N——压缩机台数（个） Q——单台压缩机在设计制冷工况下的制冷量（kw/h） 所以该制冷系统选择两台单机螺杆式压缩机，型号为QKF20M。 2.4.7、压缩机的校核： 在确定压缩机型号的情况下，校核压缩机在设计工况下的制冷量，若压缩机在设计工况下的制冷量不满足要求，则重新选定压缩机的型号，再进行校核，直到选定的压缩机的制冷量满足设计要求后，再进行压缩机轴功率、压缩机配用电机功率的计算。 压缩机在设计工况下的实际排气量： m3/h =0.1285 m3/s 压缩机在设计工况下的制冷量： =1092.59 kw 则两台压缩机的制冷量： ，可以满足要求。 2.5、 冷凝器的设计计算： 2.5.1、冷凝器的选择： 冷凝器的选择原则： 冷凝器的选择取决于当地的水温、水质、水源、气候条件，以及压缩机房布置要求等因素。一般在冷却水水质较好、水温较低、水量比较充足的地方，宜采用卧式冷凝器。上海地区满足上述条件,所以选用卧式壳管式冷凝器。特点如下： （1）结构紧凑，体积比立式小； （2）传热系数比立式高； （3）冷却水进出口温差大，耗水量小； （4）室内布置，操作较为方便。 但是它对水质的要求高，清洗时必须停机，且制冷剂泄漏不易被发现 2.5.2、确定冷凝器的换热面积： 冷凝器热负荷计算： 式中： — 冷凝器热负荷系数，它与蒸发温度、冷凝温度、气缸冷却方式以及制冷剂种类有关，其值随蒸发温度的降低和冷凝温度的升高而增加。这里取 =1.13。 冷凝器传热面积的计算： m2 式中：K — 冷凝器的传热系数，W/（ ·k），由于采用氟利昂作为制冷剂的卧式壳管式冷凝器，其传热系数700~1500 W/（ ·k），在这里K取1100 W/（ ·k）。 由于前面已经确定需要两台压缩机，故初步选定两台冷凝器。 实际所需理论面积为： 2.5.3、冷凝器的设备选择： 计算出所需冷凝器的理论传热面积后，考虑到冷凝器使用一段时间后，由于污垢的影响传热系数会降低，因此在选择冷凝器型号前，应将上面计算值放大5%～10%。此外若系统中不设再冷却器，选用卧式壳管式冷凝器时，应将传热面积再放大5%～10%，以保证液态制冷剂有3～5℃的过冷度。 则冷凝器的实际传热面积： AK=AK/×(1+0.15)=169.645×1.15=195.09 m2 由此可选择冷凝器型号为：武汉新世纪制冷公司的WN200冷凝器；具体参数见下 表六： 型号 冷凝面积 容器类别 筒体直径 外型尺寸 安装尺寸 质量 m2 EM DN(mm) (L) (H) (B) B1 B2 B3 bxl kg WN200 200 二 650 5936 1240 775 590 430 20 20 25 3750 主要尺寸 L1 L2 L3 L4 H1 H2 974 674 4172 1639 533 200 2.5.4、冷凝器校核： 冷却水量w确定： W= = =0.067m3/s 式中： — 冷却剂的定压比热，水为4.186 KJ/Kg.℃；ρ—水的密度，为1000kg/m3。 2.5.5、冷却水计算： (1) 冷凝器需要的冷却水量: W=0.067 m3/s=241.2 m3/h (2) 压缩机需要的冷却水量： W=0.86Peξ/△t=0.86×257.87×0.15÷8=4.16 m3/h 式中：Pe​—压缩机轴功率；ξ—冷却水带走热量占全部压缩机耗功量的百分比，取ξ=0.13～0.18；△t—冷却剂出口温差，取5～10℃。 所以需要的总冷却水量为：241.2+4.16=245.36 m3/h 2.5.6、动力设施: (1)冷却塔的选择： 冷却塔的选择主要由所需要的冷却水的水量和室外的温度决定的。冷却水流量V=245.36×(1+0.1)=269.896m3/h ，式子中已加了附加系数0.1上海的室外湿球温度为28.2℃，所以选用安丘市华翔冷却塔厂的圆形逆流式玻璃钢冷却塔，根据其提供的选型参数表： 表七： CDBNL3系列低噪声型逆流冷却塔主要参数表 型号 参数 T=28℃冷却水量（m3/h) T=27℃冷却水量（m3/h) 主要尺寸（mm) 风量 （m3/h) 风机 直径 (mm) 电机 功率（KW） 重量（kg) 进水 压力 104Pa 噪声dB(A) 直径 Dm △t=5℃ △t=8℃ △t=5℃ △t=8℃ 总高度 最大直径 自重 运转重 Dm 10m 16m CDBNL3-12 12 9 15 10 2972 1600 7200 700 0.6 306 584 1.9 50 37.1 33.5 1.5 CDBNL3-20 20 15 24 17 3062 2000 18000 800 0.8 330 644 2 50 36.3 32.6 1.5 CDBNL3-30 30 22 35 27 3281 2400 18000 1200 0.8 546 1100 2.21 51 39.5 35.9 1.8 CDBNL3-40 40 30 46 34 3781 2400 21500 1200 1.1 618 1258 2.6 51 39.5 35.9 1.8 CDBNL3-50 50 37 57 44 3816 2800 28000 1400 1.5 756 1640 2.65 51 40.7 37.1 2.1 CDBNL3-60 60 44 68 51 4066 2800 32300 1400 1.5 950 1752 2.9 52 41.7 38.1 2.1 CDBNL3-70 70 51 79 60 4153 3300 39200 1600 2.2 998 2272 2.78 52 43 39 2.5 CDBNL3-80 80 61 92 70 4403 3300 43400 1600 2.2 1083 2451 3.03 52.5 43.5 39.5 2.5 CDBNL3-100 100 74 114 86 4410 3900 56000 1800 3 1230 3322 2.86 53 46 42 3 CDBNL3-125 125 92 142 108 4690 3900 67200 1800 4 1320 3422 3.15 54 46.7 43.4 3 CDBNL3-150 150 112 171 129 4765 4600 84000 2400 4 2045 4475 2.9 54 47.5 44.1 3.6 CDBNL3-175 175 131 200 150 5015 4600 94300 2400 5.5 2182 4808 3.15 55 48.5 45.1 3.6 CDBNL3-200 200 153 231 180 5194 5700 112000 2800 5.5 2663 6123 3.01 55 49.6 46.3 4.2 CDBNL3-250 250 186 283 215 5444 5700 134300 2800 7.5 2875 6892 3.26 56 50.6 47.3 4.2 CDBNL3-300 300 225 334 260 5713 6400 168000 3400 7.5 4132 9805 3.5 56 51.8 48.5 5 CDBNL3-350 350 267 395 304 5963 6400 187400 3400 11 4434 10479 3.75 56.5 52.3 49 5 CDBNL3-400 400 301 455 341 6269 7400 224000 3800 11 4995 12782 3.6 57 53.8 50.7 5.9 CDBNL3-450 450 343 514 387 6519 7400 242000 3800 11 5341 14160 3.85 57 53.8 50.7 5.9 CDBNL3-500 500 375 576 427 6890 8200 280000 4200 15 6612 17102 3.7 57 55 51.9 6.6 CDBNL3-600 600 454 680 516 7390 8200 302200 4200 18.5 7414 12904 4.2 58 56 52.4 6.6 表八： 选用型号为DBNL3-350。具体参数见下表： T=28℃ 冷却水量(m3/h) 主要尺寸(mm) 风量 (m3/h) 风机直径 (mm) 电机功率 (kw) 重量(kg) 进水压力104Pa 噪声dB(A) 直径 Dm △t=5℃ △t=8℃ 总高度 最大直径 自重 运转重 Dm 10m 16m 350 267 4473 5134 187400 3400 11 3860 9906 3.75 61.5 57.3 54 5 (2) 冷却水泵的选择： 同样根据冷却水的流量确定水泵的型号 V=V=245.36×(1+0.1)=269.896m3/h 冷却水管径的确定： d= = =297 mm 从设计指导书上得出冷却水在管中水流速度v=0.8~1.2m/s考虑，这里取v=1.0m/s。 水泵的选择可根据所需的流量和扬程，确定水泵的型号及数量。水泵的扬程由输水高度和管道的总压力损失确定，制冷系统的供水系统常用离心水泵。由于水泵的损失较大所以其流量应还要大一点，同时考虑运行故障等问题的出现，每类水泵必须多选一台作为备用。所以我选择三台上海虹兴泵业制造有限公司的ISWD型管道离心泵，其性能参数如下表： 表九： 型号 流量Q(m3/h) 扬 程 (m) 效率 (%) 转速 (r/min) 电机功率(kw) 允许汽蚀余量(m) ISWD150-315(I)B 173 24 75 1450 18.5 3.0 2.6、 蒸发器的选择计算： 2.6.1、确定蒸发器的型式： 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R22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。 2.6.2、蒸发器传热面积计算： 蒸发器传热温差： · tkm= (t出1－t进1)/㏑[(tk－t进1)/( tk－t出1)] =(35.2-30.2)/㏑[(37.2-30.2)/(37.2-35.2)] =4℃ 传热面积： Ac/= = =452.07 m2 传热系数K:查《空气调节用制冷技术》P105 表4-11知： K为 500～600 这里取K=550。 考虑到 15%～20% 的富裕量 Ac= 452.07×(1+ 0.17) = 528.9㎡ ，所以选用型号为WZ—300，其传热面积为 300×2㎡ ＞528.9㎡ ，满足要求。其参数如下 表十： 型 号 换热面积(m2) 外型尺寸mm 壳体尺寸mm 接管通径mm 重量Kg L D1 H L1 D d d1 d2 d3 WZ-300 300 6718 1400 3528 5910 1628 150 250 32 250 11550 2.6.3、冷冻水系统： （1）循环水量W/： W/ = = =0.0594 m3/s =213.8 总需冷冻水量为：W = W/ + W/×2% =218.1 ；其中2%为系统补水量。 冷冻水管径的确定： d= = =226.8 mm 式中： ——载冷剂的流速，参照《空气调节用制冷技术》P105 表4-11，得水速v=1～1.5 m/s，这里取1.5 m/s。 查水管路比摩阻图可得冷冻水管的阻力为：87Pa/m。冷冻水管选用ABS塑钢管。 （2）冷冻水泵的选择： 型号 流量Q(m3/h) 扬程 (m) 效率 (%) 转速 (r/min) 电机功率(kw) 允许汽蚀余量(m) ISWD150-200A 150 44 76 2900 30 4.0 同样根据冷冻水的流量确定水泵的型号 W=226.8 ，考虑流量的附加率为20%，所以V=W×(1+20%)=272.16 。考虑前面已采用两台蒸发器和运行故障等问题的出现，冷冻水泵又必须多选一台作为备用。所以我选择三台上海虹兴泵业制造有限公司的ISWD型管道离心泵，其性能参数如下：表十一： 2.7、 膨胀阀的选择与计算： 膨胀阀的容量是随工况而变的，因此选择膨胀阀时应考虑蒸发温度、膨胀阀液体进口温度和膨胀阀前后的压差等因素对容量的影响。因为热力膨胀阀是通过蒸发器出口气态制冷剂过热度控制膨胀阀开度的，广泛应用于氟利昂系统，所以我选用热力膨胀阀。 计算阀孔面积： 2.7.1、流量系数： ＝0.02005 =0.02005 7.41+6.34×0.000789=0.199 其中， =54.95kg/m3, =0.000789m3/kg 2.7.2、进入膨胀阀的质量流量: =7.5 kg/s 2.7.3、 阀孔面积： = 其中， 为膨胀阀进口制冷剂比容，Pvi为膨胀阀进口压力，Pvo为膨胀阀出口压力。 考虑系统运行存在超负荷运行可能，选择采用的阀孔面积应较计算面积加大30%。 A=0.0038×(1+0.3)=0.0049 m2 根据济南百福特制冷设备有限公司提供的产品数据及性能参数，选用其TCL(E)系列产品。 特点： （1）蒸发温度范围大:-60℃～+50℃,可适用于冻结、冷藏和空气调节装置。 （2）可互换的流口组件：更易于库存/便于容量匹配/更好的维修服务。 （3）用于R22时，名义制冷量从0.5～1890KW(0.15～540TP)。 （4）可提供MOP(最大操作压力)限制功能保护压缩电机,防止由于过高的蒸发压力导致其损坏。 （5）防腐、防锈的不锈钢动力头。 2.8、 其他辅助设备的选择： 2.8.1、油分离器选择计算： 油分离器筒体直径： D 式中: — 压缩机的理论排气量，一台为1020 ，两台为2040 ； — 压缩机的容积效率，为0.824；w0— 油分离器内蒸汽的流速，为0.8～1.0m/s，这里取1.0m/s。 则选择一台型号为HQ-100的油分离器，，其筒体直径为900mm，其规格参数如下 表十二： 型号 HQ-1 HQ-3 HQ-6 HQ-10 HQ-20 HQ-40 HQ-60 HQ-100 处理气量m3/min 1 3 6 10 20 40 60 100 成品气含油量mg/m3 ≤1 除水效率% ≥99 简体尺寸DN 150 250 300 400 500 600 700 900 进出口管径DN 20 25 40 50 65 80 100 125 重量kg 30 150 180 250 300 380 450 600 2.8.2、高压贮液器选择计算： 贮液器的容积按制冷剂循环量进行计算，其贮存量可容纳系统最大的小时制冷量对应循环工质的1/3~1/2。同时，考虑当环境温度变化时，贮液器内的液体制冷剂因受热膨胀造成的危险，其贮液量一般不超过整个容积的70%~80%。 贮液器的容积按下列 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 计算： V=( ) = =11.3m3 式中：M—系统制冷剂小时循环量kg/h ； — 温度下的液态工质比容，查表得知 =0.00088m3/kg。 所以选用两台ZA—7型高压贮液器，其规格为7m3,两台14m3＞11.3m3，满足要求。2.8.3、气液分离器选择计算： 气液分离器是用来分离蒸发器出口的低压蒸气中的液滴，防止制冷压缩机发生湿压缩甚至液击现象。气液分离器的筒体直径按下列公式计算： D =0.768m=768mm 所以，选择两台南通艾尔气体设备有限公司生产的气液分离器，型号为QHF-100。 表十三： 型号 QHF-1 QHF-3 QHF-6 QHF-10 QHF-20 QHF-40 QHF-60 QHF-100 处理气量m3/min 1 3 6 10 20 40 60 100 除水效率% ≥99 压力降MPa ≤0.02 简体尺寸DN 150 250 300 400 500 600 700 900 进出口管径DN 20 25 40 50 65 80 100 125 重量kg 30 80 100 150 200 250 350 500 2.8.4、不凝性气体分离器选择： 一般的，一个系统只选配一台空气分离器，当制冷系统在标准工况下的制冷量小于1160kw时，宜采用一台小号（桶体直径为108mm）空气分离器。制冷量在1160kw以上时选用大号不凝性气体分离器一台。该系统的制冷量大于1160kw，所以选择烟台冰冻设备总厂生产的KFA-50,其D=219mm。 2.8.5、过滤器和干燥器选择： 制冷剂的过滤器用于清除制冷剂中游离的水分的机械杂质，如金属屑、焊渣、氧化皮等。液体过滤器通常设在节流阀、热力膨胀阀、浮球调节阀、电磁阀和液泵之前，用以保护阀的严密性和液泵的运转部件。气体过滤器设在压缩机的吸入口，用于保护压缩机的气缸和阀片，避免磨损。 干燥器用于氟利昂系统吸附制冷剂游离的水分，以免流道狭窄处造成冰塞，通常氟利昂系统干燥器和过滤器做成一体，称为干燥过滤器。针对该系统我选择上海顶峰机电设备有限公司生产的NEUTEK干燥过滤器，型号为NT-110F-M28-04，其处理流量为3.00 m³/min。 2.9、 设备清单： 表十四： 序号 名称 单位 型号 规格 数量 1 制冷压缩机 台 QKF20M =944.37.0 kw 2 2 卧式壳管式冷凝器 台 WN200 =200 m2 2 3 卧式蒸发器 台 WZ—300 =300 m2 2 4 油分离器 台 HQ-100 D=900mm 1 5 高压贮液器 台 ZA—7 V=7m3 2 6 气液分离器 台 QHF-100 D=900mm 2 7 不凝性气体分离器 台 KFA-50 D=219mm 2 8 干燥过滤器 台 NT-110F-M28-04 V=3.00 m³/min 2 9 冷却塔 台 DBNL3-350 V=350m3/h 1 10 冷却水泵 台 ISWD150-315(I)B Q=173m3/h 3 11 冷冻水泵 台 ISWD150-2A Q=150 m3/h 3 12 热力膨胀阀 台 TCL(E) 名义制冷量0.5～1890KW 2 3、 机房布置： 3.1、 制冷机房的设计原则： （1） 制冷机房应位于冷负荷的中心，靠近冷却水水源和电源，同时应避免日晒。机房的设计应符合《采暖通风与空气调节设计规范》、《建筑设计防火规范》等的有关规定。 （2） 机房严禁设在人员密集的场所和重要部门的上面、下面及主要通道的两旁。 （3） 制冷机房应以非易燃材料建筑，就地取材，符合国家的有关规定。 （4） 制冷机房的屋架下弦标高取3.6~4.8m.。 （5） 机房必须有良好的天然采光，其窗孔投光面积和机房地面的比例不应小于1：6。 （6） 冬季设备停止运行时，机房内值班室的温度不宜低于5℃，采暖地区冬季工作的机房，其采暖温度不宜低于16℃。 （7） 制冷机房内的机器间和设备间应保持良好的自然通风状况。 （8） 制冷机房的机器间和设备间内，应设有冲洗地面的给水排水设施。 （9） 各用水设备停止运行后，必须将水排干净，以防止腐蚀或冻裂。 3.2、 制冷设备的布置原则： （1）符合制冷工艺流程，流向通畅、连接管路要短、便于设备的安装、操作管理，且应留有适当的空间，以便设备部件拆卸检修。 （2）尽可能的使设备安装紧凑，并充分利用机房空间，以节约建筑面积，降低投资。 （3）制冷压缩机一般布置在室内，并有减振基础；冷凝器、油分离器、集油器布置在室外；蒸发器、贮液器等布置在室内。 （4） 制冷压缩机的主轴拔出端、壳管式换热器的轴向一侧应留有足够的拔出检修空间。所有低温设备在布置时均应注意避免“冷桥”的产生。 3.3、制冷剂管路的布置原则： (1) 符合工艺流程，力求简单，缩短管线，减少部件，以达到减少阻力、泄漏以及降低材料消耗的目的。还应注意切换的灵活性，运行的可靠性和切断检修的可能性。 (2) 管路的布置应便于装设支架，一般管路尽可能沿墙、柱、梁布置，而且应考虑便于维修，不影响室内采光、通风以及门窗的开闭。 (3) 制冷压缩机的吸气管和排气管设置在同一支架或者吊架上时，应将吸气管放在排气管的下面，数根平行管道之间应留有一定的间距，以便管道的安装和检修。一般下管道间的净间距不小于200mm。 (4) 除特殊要求外，一般液体管路上不应有局部向上凸起的管段，气体管路上不应有局部向下凹陷的管段，以避免产生“气囊”和“液囊”，影响管内流体的流动。 (5) 从液体主管上接出支管时，一般从主管的底部接出；从气体主管上接出支管时，一般从主管的顶部接出。 (6) 管道布置在地沟内时，沟底应有不小于0.01的排水坡度，并应在沟底的最低出设置地漏或者其它排水装置。 (7) 管道穿越墙壁和顶棚时，应敷设套管，以便管道因温度变化而伸缩；低温管道还要考虑留有足够间隙以便安装保温层；压缩机排气管穿越易燃墙壁和楼板时，应采用不燃材料进行隔离。 (8) 对于氟里昂制冷系统，小尺寸管道（直径在20mm以下）一般采用紫铜管，对于较大直径的管道，一般采用无缝钢管。 3.4、冷冻水管的保温： 制冷管路系统保温的目的：一是为了减少管道系统的热损失，二是防止冷冻管路表面结露。 根据冷冻水管的管径和冷冻水的出水温度查表可得出经济保温层的厚度为40mm ，选用岩棉管板结露、岩棉管壳为保温材料。 为了长期保温可靠，保温层外需加一层保护层。本系统采用油毡玻璃丝布作为保护层，用直径为1~1.6mm的镀心铁丝捆扎。 管道的防腐：由于采用的是ABS塑钢管，故采用一般的红丹油性防锈漆（HG 2-581—74）打底，外涂沥青耐酸漆L04-2，涂层不少于两遍。 4、 制图： 制冷系统各类设计图绘出全部制冷设备、连接管路、部分阀门等，同时还进行了各类设备型号的统计等，具体见各类设计图： 4.1、 制冷系统工艺流程图 4.2、 制冷机房平面设计图 5、 结论总结： 经过两周的时间，完成了对上海空调棉纺厂空调系统制冷机房的设计，包括对系统各部件的计算与选型，对制冷机房的整体布置。对书本所学有了进一步感性的认识，对今后的学习及工作有很大的帮助。明确了本专业将来的就业方向 设计过程中我认识到理论与实际存在误差，理论计算与实际估算存在误差。在实际工作和设计中往往需要用估算的方法来获得一些数据，从而进行计算和设计。因此实际的工作经验非常重要。 空气调节用制冷技术是一门实用性很强的建筑环境技术，因此它要求设计施工人员有丰富的实践经验和丰富的理论知识。 通过本次课程设计我更进一步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。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。 参考文献： [1] 梁才航 《空调用制冷技术课程设计任务书》 桂林电子工业学院讲义,2005 [2] 国标GB/T50114-2001 《暖通空调制图标准》 北京：中国计划出版,2001 [3] 李树林，南晓红，李夏莉 《制冷机辅助设备》 北京：科学出版社，2001 [4] 电子工业部第十设计研究院 《空气调节设计手册》 北京：中国建筑工业出版社，2001 [5] 何耀东主编，《暖通空调制图与设计施工规范应用手册》，北京:中国建筑工业出版社,1999 [6] 郭庆堂主编，《实用制冷工程技术手册》，北京：中国建筑工业出版社，1994 [7] 中国计划出版社主编，《采暖通风与空气调节设计规范》(国标GBJ50019-2003)，北京：中国计划出版社，2003 [8] 中国计划出版社主编，《暖同空调制图标准》(国标GB/T 50114-2001)，北京：中国计划出版社，2001 [9] 李树林主编，《建筑环境与设备工程专业用制冷技术》，北京： 机械工业出版社，2000 [10] 《暖通空调新技术设计实例图集》（中国建筑工业出版社） 整理范文，仅供参考 欢迎您下载我们的文档 资料可以编辑修改使用 致力于 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 简历、论文写作、PPT设计、计划书、策划案、学习课件、各类模板等方方面面，打造全网一站式需求 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_1234567934.unknown _1234567931.unknown _1234567932.unknown _1234567930.unknown _1234567925.unknown _1234567927.unknown _1234567928.unknown _1234567926.unknown _1234567923.unknown _1234567924.unknown _1234567922.unknown _1234567905.unknown _1234567913.unknown _1234567917.unknown _1234567919.unknown _1234567920.unknown _1234567918.unknown _1234567915.unknown _1234567916.unknown _1234567914.unknown _1234567909.unknown _1234567911.unknown _1234567912.unknown _1234567910.unknown _1234567907.unknown _1234567908.unknown _1234567906.unknown _1234567897.unknown _1234567901.unknown _1234567903.unknown _1234567904.unknown _1234567902.unknown _1234567899.unknown _1234567900.unknown _1234567898.unknown _1234567893.unknown _1234567895.unknown _1234567896.unknown _1234567894.unknown _1234567891.unknown _1234567892.unknown _1234567890.unknown