关于空调制冷机房课程设计

关于空调制冷机房课程设计

空调制冷机房课程设计3篇

空调制冷机房课程设计篇1

《空气调节用制冷技术》课程设计

题 目：北京某建筑空气调节系统制冷机房设计

学 院： 建筑工程学院

专 业： 建筑环境与设备工程

姓 名： 陈兰东

学 号： __106

指导教师： 刘焕胜

2015 年 12月15日

1原始条件1.1工况

本工程为北京某建筑空气调节系统制冷机房设计，空调建筑所需冷量为1200KW，冷冻水供水温度7℃，回水温度12℃。

1.2原始资料

北京夏季空调室外干球温度为33.5℃，空调室外湿球温度为26.4℃。

2方案设计

该机房制冷系统为四管制系统，即冷却水供/回水管、冷冻水供/回水管系统。经冷水机组制冷后的7℃的冷冻水通过冷冻水供水管到达分水器，再通过分水器分别送往旅馆的各个区域，经过空调机组后的12℃的冷冻水回水经集水器再由冷冻水回水管返回冷水机组，通过冷水机组中的

蒸发器与制冷剂换热实现降温过程。从冷水机组出来的冷却水经冷却水供水管到达冷却塔，经冷却塔冷却后降温后再返回冷水机组冷却制冷剂，如此循环往复。考虑到系统的稳定安全高效地运行，系统中配备补水系统，软化水系统，电子水处理系统等附属系统。

3负荷计算3.1制冷机房负荷

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。对于间接供冷系统一般附加7%—15%，这里选取10%。

= (1+10%)=1200×(1+10%)=1320kW

4设备选择4.1制冷机组

4.1.1确定制冷剂种类和系统形式

考虑到机场对卫生及安全的要求较高，宜选用R22为制冷剂，R22的适用范围和特点如下表4-1所示：

R22适用范围 表4-1

4.1.2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。

冷凝温度（）：从《制冷工程设计手册》中查到北京地区夏季室外平均每年不保证50h的湿球温度=26.4 ℃，本制冷系统采用直流式冷却水系

统，冷却水进水温度按下式计算： =26.4 ℃，选用卧式壳管式冷凝器，其冷却水进出口温差为4~7℃。考虑最不利情况，其进、出口水温差取5℃，则冷却水出口温度+5.0=26.4+5.0=31.4℃，系统以水为冷却介质，冷凝温度比冷却水进口温度高约7~14℃，比出口温度高约2~4℃，综合考虑，取冷凝温度=35℃。

蒸发温度（）：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，另外蒸发温度还与蒸发器的型式有关。选用满液卧式蒸发器，蒸发温度比冷冻水出口温度低2~4℃，取=5℃。

过冷温度（）：一般情况下，过冷温度比冷凝温度低3~5℃，这里取过冷度为5℃。

吸气温度（）：压缩机的吸气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。氟利昂过热度为8~15℃，这里取12℃。故+12=17℃

4.1.3制冷系统热力计算

3′ 3 35℃ 2

4′ 4 5℃ 1

根据绘制的p-h图查表求得各状态参数：

蒸发压力p0=0.5747MPa，冷凝压力pk=1.3548MPa ；

比容：v1=0.04365 m3/kg ，v2=0.02022 m3/kg ；

焓值：h1=415.81kJ/kg ，h2=438.62kJ/kg ；h3=h4= 243.10 kJ/kg；

=236.78kJ/kg。

（1）单位质量制冷能力

= =179.03 kJ/kg

（2）单位容积制冷能力

=4101.49kJ/m3

（3）制冷剂质量流量

=7.37 kg/s

（4）制冷剂的体积流量

= ==0.321 m3/s

（5）压缩机单位耗功量

（6）压缩机理论耗功率

=7.37×(438.62—415.81)=168.11kw

（7）理论制冷系数

=7.85

（8）单位质量冷凝负荷

=438.62-236.78=201.84 kJ/kg

（9）冷凝器负荷

=7.37×201.84=1487.56 kw

（10）逆卡诺循环制冷系数

=

（11）制冷效率

η===0.85

4.1.5制冷压缩机的计算

压缩机的容积效率计算公式

（4-1）

式中：— 压缩机的吸气压力，MPa ；

— 压缩机的排气压力，MPa ；

—多变指数，氨：m=1.28，R22：m=1.18

压缩机实际输气量

（4-2）

式中：—理论输气量

—实际输气量

压缩机的制冷量

（4-3）

式中：—制冷量，

—单位质量制冷量，

—单位容积制冷量，

指示功率按下式计算

（4-4）

式中—制冷剂质量流量，

—实际单位耗功率，

—单位理论耗功率，

—指示效率

压缩机轴功率

（4-5）

式中—摩擦效率

电动机的输出功率

（4-6）

式中： — 传动效率，直连为1，三角皮带连接时为0.90～0.95。

，活塞式压缩机的总效率约为0.65~0.72。

压缩机的选择计算，主要是根据制冷系统的总制冷量及系统的设计工况，确定压缩机种类、型号和台数，最后要校核压缩机所配置电机的功率。

一、压缩机类型的选择

目前，用于大中型制冷系统的压缩机主要有三种，分别为活塞式制冷压缩机、螺杆式制冷压缩机、离心式制冷压缩机。三种制冷压缩机的特点和适用条件见下表4-2。

压缩机种类比较 表4-2

参考相关设计规范：制冷量大于1758kw时宜选用离心式；制冷量在1054~1758kw时宜选用螺杆式或离心式；制冷量在700~1054kw时宜选用螺杆式；制冷量在116~700kw时宜选用螺杆式或往复式；制冷量小于116kw时宜选用活塞式或涡旋式。

开启式、封闭式、半封闭式螺杆压缩机的比较 表4-3

综合考虑经济﹑制冷要求、选用的制冷工质﹑运行管理及对制冷量调节等方面的因素，本制冷系统选用半封闭螺杆式制冷压缩机。

二、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。一般若以氟利昂为制冷剂，当Pk/P0≤10时，应采用单级制冷压缩机；否则应采用两级压缩机。对于本设计制冷系统中，Pk/P0==2.36≤10，因此，本设计制冷系统采用单级压缩。

三、压缩机的选择计算

压缩机容积效率计算：

系统所需理论输气量计算：

4.1.6冷凝器的选择及冷却水系统计算

一、冷凝器的选择原则

冷凝器型式的选择应根据制冷剂和冷却介质（水或空气）的种类及冷却介质的品质优劣而定。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。

卧式壳管式冷凝器的优点是传热系数较高，冷却水用量较少，操作管理方便，但是对冷却水的水质要求较高。目前大、中型氟利昂和氨制冷装置普遍采用这种冷凝器。所以采用卧式壳管式冷凝器。制冷剂R22在水流速为1.6~2.8m/s时，传热系数可达。在这里取

二、确定冷凝器的换热面积

冷凝器热负荷在热力计算中已经算出：

冷凝器传热温差的计算：

式中：—冷却水出冷凝器的温度，℃；—冷却水进冷凝器的温度，℃；

— 冷凝温度，℃。

冷凝器传热面积的计算：

式中：K — 冷凝器的传热系数，，由于采用氟利昂卧式壳管式冷凝器，其传热系数，在这里K取。

三、冷凝器实际传热面积

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15%～20%，以保证液态制冷剂有3～5℃的过冷度。综合各方面考虑，因污垢影响需放大百分比取10%，不设再冷却器放大百分比取15%。

则冷凝器的实际传热面积：

×(1+0.10)×（1+0.15）=215.96×1.10×1.15=273.19m2

四、冷凝器需要的冷却水量

冷却水量w确定：

W==

式中：— 冷却剂的定压比热，水为4.186 KJ/Kg.℃；

ρ—水的密度，为1000kg/m3。

五、压缩机需要的冷却水量

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℃。

所以需要的总冷却水量为：

255.6+3.47=259.07

六、动力设施

（1） 冷却塔的计算：

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。

冷却水流量为：

V=259.07×(1+0.1)=284.98 m3/h ，

（2） 冷却水泵的计算：

同样根据冷却水的流量确定水泵的型号

V=259.07×(1+0.1)=284.98 m3/h

冷却水泵所需扬程计算式：

(4-7)

式中： —冷却水系统总的沿程阻力和局部阻力损失,

—设备阻力损失

—冷却塔中水的提升高度，约为1.2m

—冷却塔喷嘴喷雾压力，约为5m

冷却水系统沿程和局部阻力损失约为50kpa，冷凝器阻力为37kpa，

=5+3.7+1.2+5=14.9

取1.1安全系数

Hp=14.9×1.1=16.39

冷却水泵的扬程选择16.39。

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