制冷系统设计要点
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暖通空调安装工程中的制冷系统设计与规范要求一、引言暖通空调安装工程中,制冷系统设计与规范要求是确保空调系统正常运行和提供舒适室内环境的关键。
本文将从制冷系统设计的角度出发,探讨暖通空调安装工程中的制冷系统设计与规范要求,以帮助读者对该领域有更深入的了解。
二、制冷系统设计的原则1. 负荷计算:在制冷系统设计过程中,必须准确计算室内负荷以确定所需冷量。
这包括考虑建筑特征、外部环境条件、人员活动和设备热负荷等因素,以确保制冷系统能够满足室内需求。
2. 设备选择:根据负荷计算结果,选择适当的制冷设备。
这包括制冷机组、冷凝器、蒸发器和空气处理设备等。
在选择过程中,必须考虑设备的效率、可靠性和适应性,以满足系统的要求。
3. 管道布局:制冷系统的管道布局应合理,以确保冷媒的流动顺畅和系统的运行效果。
关键设备之间的距离应适当,管道的配管应符合规范要求,减少能量损耗和维护难度。
4. 控制系统:制冷系统的控制系统应能够自动监测和调节室内温度,确保系统正常运行。
合理的控制策略和传感器的使用可以提高系统的效率和节能性能。
三、规范要求1. 设计规范:在制冷系统设计过程中,必须遵循国家和地方的相关规范要求,例如《建筑节能设计标准》和《空调制冷设计规范》等。
这些规范包括系统的设计参数、设备选择和管道布局等方面的要求,以确保系统的安全性和可靠性。
2. 设备选型:制冷设备必须符合国家或地方的能效标准,以确保系统的能效性能。
设备选型过程中,应考虑设备的运行效率、噪音和对环境的影响等因素,选择符合要求的设备。
3. 施工质量:在制冷系统的安装过程中,必须严格按照规范和设计要求进行施工。
管道的焊接、绝缘和密封等关键环节必须符合标准,以确保系统的密封性和安全性。
4. 运行维护:制冷系统的运行维护是确保系统长期有效运行的关键。
定期检查和维护制冷设备及相关系统部件,清洁冷凝器和蒸发器,以保证系统的运行效果和能效性能。
四、结论暖通空调安装工程中的制冷系统设计与规范要求是确保系统正常运行和提供舒适室内环境的重要保证。
制冷系统设计的详细说明说到制冷系统,很多人脑袋里第一个浮现的可能就是空调。
对吧?夏天一到,空气变得又湿又热,哪怕是站着都能感受到那股热浪扑面而来。
这个时候,空调就成了我们的救星,仿佛一位英雄一般,悄无声息地给你带来一阵阵凉爽。
空调只是制冷系统的一种形式,制冷系统的背后可是有一堆学问的。
制冷系统到底是怎么工作的呢?它是如何在你的家里、办公室里、甚至是大型超市中默默为你保驾护航的呢?今天咱们就来好好聊聊这个话题。
先说说制冷系统的基本构成。
简单来说,制冷系统就是由四大部件组成:压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。
你可以把它们想象成一个团结合作的队伍,每个成员都在自己的岗位上忙活,最终完成一个共同的任务——让你在炎热的天气中感受到清凉。
压缩机是队伍的“头”,它的任务就是将低温低压的制冷剂气体压缩成高温高压的气体。
这个过程可不简单,压缩机得加大气体的压力,这样才有足够的能量继续走下去。
冷凝器就派上了用场。
它的工作是将这个高温高压的气体冷却下来。
冷凝器通常是一个大散热器,像散热片一样,把热量散出去,制冷剂气体也在这个过程中冷却成液体。
这个时候,你会发现冷凝器的表面变得热乎乎的。
为啥?因为它正把压缩机来的热量给排出去,让制冷剂完成由气体到液体的转变。
然后是膨胀阀,膨胀阀是一个“调皮捣蛋”的家伙。
它的作用是把高压液体制冷剂通过一个小小的孔洞“喷”出来,导致液体的压力骤降,从而瞬间变成了低温低压的气体。
就像你开水龙头一样,水流的压力越大,喷出来的水流越急,压强一旦降低,液体就会迅速变得凉爽。
蒸发器就是这支队伍的“明星”了。
蒸发器位于空调的风口附近,主要作用是将低温低压的制冷剂气体蒸发成气体,在这个过程中吸收空气中的热量。
你会发现,蒸发器周围的空气温度会逐渐变低,而制冷剂则通过吸热将这些热量带走。
这个过程就像魔法一样,空气中的热量被悄悄吸走,而凉爽的气流则顺着风扇吹向你,顿时让人觉得:“哇,太舒服了!”制冷系统的工作原理并不复杂,但它的设计却充满了挑战。
一、设计任务和已知条件根据要求,在武汉地区,以风机盘管为末端装置,冷冻水温度为7℃,空调回水温度为11℃,总制冷量为400KW,冷却水系统选用冷却塔使用循环水。
二、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——制冷系统的总制冷量(KW)——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。
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()的确定从《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50h的湿球温度(℃)℃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:℃式中——冷却水进冷凝器温度(℃);——当地夏季室外平均每年不保证50h的湿球温度(℃);——安全值,对于机械通风冷却塔,=2~4℃。
冷却水出冷凝器的温度(℃),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:选用立式壳管式冷凝器=+(2~4)=31.2+3=34.2℃注意:通常不超过35℃。
系统以水为冷却介质,其传热温差取4~6℃,则冷凝温度为℃式中——冷凝温度(℃)。
②、蒸发温度()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。
制冷系统方案设计制冷系统的方案设计是为了解决室内空间温度调控的需求。
在设计制冷系统方案时,需要考虑到以下几个方面:制冷系统的类型、系统的容量、能源效率、系统的控制方式和系统的维护保养等。
首先,制冷系统的类型可以根据不同的应用领域和需求选择,常见的制冷系统类型有直接蒸发制冷系统和间接蒸发制冷系统等。
直接蒸发制冷系统利用工质直接蒸发来提供制冷效果,适用于冷库、冷藏车等场合;间接蒸发制冷系统通过工质与冷水或其他传热介质进行热交换来实现制冷效果,适用于大型冷气系统或空调系统。
其次,制冷系统的容量需要根据室内空间的大小、使用环境和所需温度调节范围来确定。
可以通过计算室内的热负荷,包括人体热负荷、设备热负荷、外界环境热负荷等,来确定制冷系统的容量大小。
第三,能源效率是设计制冷系统方案时需要重点考虑的因素之一、选择高效能的制冷设备和工质,能够提高制冷系统的能源利用率,减少对环境的影响。
例如,选择低功耗的压缩机、采用高效的换热器和冷凝器等。
第四,制冷系统的控制方式需要根据使用场合和需求来确定。
常见的控制方式有恒温控制、定时控制和智能控制等。
恒温控制适用于需要保持恒定温度的场合,定时控制适用于需要按照时间段进行调控的场合,智能控制则可以根据实时环境条件动态调整。
最后,制冷系统的维护保养也是设计制冷系统方案时需要考虑的因素之一、制冷设备的正常运行需要定期的保养和维修,可以制定相应的保养计划,定期检查设备的运行状态和性能,及时清洁和更换设备的滤网、滤芯等。
总结起来,制冷系统方案的设计需要考虑制冷系统的类型、容量、能源效率、控制方式和维护保养等方面的因素。
通过合理选择和配置制冷设备,充分发挥制冷系统的功效,提供舒适的室内环境,同时降低能源消耗和环境污染。
制冷系统设计与优化制冷系统是在现代工业生产中,为了保证制品的质量,延长货物的保鲜期,以及保证人类生存环境的舒适度,而必要的设备。
其中,制冷系统的设计和优化备受人们关注。
对于设计者来说,选择适当的制冷系统,应用最新的制冷技术,是制冷系统设计和优化的核心思想。
一、制冷系统的基本组成制冷系统一般由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四部分组成,其中压缩机是制冷循环中的核心部件。
压缩机工作时,将低温低压的制冷剂吸入后,将其压缩成高温高压的状态,然后输送到冷凝器中进行冷凝。
冷凝器是将高温制冷剂通过散热的方式冷却成液态,在蒸发器中的膨胀过程中,将需要制冷的物质进行制冷。
在设计制冷系统时,需要根据制冷的需求来选择适当的制冷系统组件。
比如,对于大型工厂的制冷需求,需要选用大型制冷机组,以满足大规模制品的冷冻要求。
而对于小型超市或者家庭的制冷需求,则可以选用小型压缩机和膨胀阀等组件,从而满足小规模制品的冷冻要求。
二、制冷系统的设计原则制冷系统设计的关键在于满足特定产品的制冷要求。
这一点需要充分了解待处理物体的条件,包括制品的组成、结构、材料等,还需考虑环境、温度、湿度等因素,才能选用最适合的制冷系统。
在设计制冷系统时,还需要考虑花费和效率两方面,无论是企业还是机构都是这样。
制冷系统的设计应该尽可能地优化节能,以保证系统的高效运行。
例如,在制冷系统的设计中,可以通过合理的结构设计和选择高效的制冷技术,来降低制冷系统的能耗,提高其运行效率。
同时,在制冷系统的维护中,需要定期对系统进行检测和保养,以确保系统的可靠性和安全性。
三、制冷系统的优化方法为了提高制冷系统的效率和节能性,需要采取一些优化方法。
首先,可以考虑采用最新的制冷技术来提高制冷系统的性能。
比如,采用金属吸收技术、周期制冷技术等,可以将制冷技术的效率提高到原来的几倍甚至几十倍。
其次,可以考虑采用智能控制技术,通过提高系统的自动化程度,来提高制冷系统的效率和运行的稳定性。
制冷工艺设计制冷工艺设计一、概述制冷工艺是指通过控制温度和湿度等参数,将热量从一个物体或空间中移除的技术,广泛应用于空调、冰箱、冷库等领域。
本文将详细介绍制冷工艺的设计流程和关键要素。
二、制冷系统设计1. 制冷循环选择:常见的制冷循环包括蒸发-压缩循环、吸收循环和热泵循环等。
根据不同应用场景和要求选择合适的制冷循环。
2. 制冷剂选择:常见的制冷剂包括氨、氟利昂、丙烷等。
根据安全性、环保性和经济性等因素选择合适的制冷剂。
3. 制冷设备选型:根据需要制冷的空间大小和温度要求选择合适的压缩机、蒸发器、凝结器等设备。
4. 管路设计:根据设备选型确定管路直径和布局,保证流量畅通并减小能耗。
三、空调系统设计1. 空调类型选择:常见的空调类型包括中央空调、分体式空调和窗式空调等。
根据使用场景和要求选择合适的空调类型。
2. 空调制冷量计算:根据使用场景的面积、人数、设备功率等因素计算所需制冷量,选择合适的空调容量。
3. 空气处理系统设计:包括新风系统、过滤系统和加湿系统等。
根据需要选择合适的处理设备和布局。
4. 控制系统设计:包括温度控制、湿度控制和风量控制等。
根据需要选择合适的传感器和控制器,并进行编程设置。
四、冰箱设计1. 制冷剂选择:常见的冰箱制冷剂包括R134a、R600a等。
根据环保性和经济性等因素选择合适的制冷剂。
2. 制冷循环设计:采用蒸发-压缩循环,根据需要选择合适的压缩机、蒸发器和凝结器等设备,并确定管路布局。
3. 保温材料选择:常见的保温材料包括聚氨酯泡沫板、挤塑板等。
根据保温要求选择合适的材料。
4. 控制系统设计:包括温度控制和除霜控制等。
根据需要选择合适的传感器和控制器,并进行编程设置。
五、冷库设计1. 冷库类型选择:常见的冷库类型包括低温冷库、中温冷库和高温冷库等。
根据需要选择合适的类型。
2. 制冷设备选型:根据需要制冷的空间大小和温度要求选择合适的压缩机、蒸发器、凝结器等设备。
3. 保温材料选择:常见的保温材料包括聚氨酯泡沫板、挤塑板等。
空调系统制冷设计方案空调系统是现代建筑中不可或缺的设备之一,能够为室内提供舒适的温度和空气质量。
而空调系统的制冷设计方案是确保系统高效运行的关键。
本文将就空调系统制冷设计方案进行讨论,包括设计原则、关键参数及优化措施。
一、设计原则在进行空调系统制冷设计时,需要考虑以下几个原则:1. 舒适性原则:系统应能够提供适宜的室内温度和湿度,确保人们在室内活动时感到舒适。
2. 节能性原则:在满足舒适性的基础上,尽可能降低能耗,减少对环境的影响。
3. 可靠性原则:系统应具备稳定可靠的运行,并能适应不同环境条件和负荷变化。
4. 安全性原则:设计应考虑到安全因素,确保系统的正常运行不会对人身安全和建筑安全造成威胁。
二、关键参数在空调系统制冷设计中,有几个关键参数需要特别关注:1. 制冷负荷:根据建筑面积、用途、朝向、保温材料等因素计算得出的制冷负荷,决定了空调系统的制冷功率需求。
2. 制冷剂选择:根据制冷负荷和环保要求选择合适的制冷剂,考虑到制冷剂的性能、环保性和可获得性等因素。
3. 制冷设备选择:根据制冷负荷和制冷剂选择合适的制冷设备,包括压缩机、冷凝器、蒸发器等。
4. 空调系统布局:合理布置空调机组和风管,确保冷空气能够均匀分布到各个室内区域。
5. 控制系统:设计合理的控制系统,能够及时响应温度变化,并能够根据需求自动调节制冷设备的运行状态。
三、优化措施为了提高空调系统制冷设计的效果,可以采取以下优化措施:1. 加强保温隔热:在建筑物的外墙、屋顶和地板等部位增加保温隔热材料,减少热量流失,从而降低制冷负荷。
2. 采用高效节能设备:选择具有高能效比和低噪音的制冷设备,以减少能耗,提高制冷效果。
3. 优化空气流动:通过合理布置风口和回风口,使空气能够顺畅流动,提高室内空气的质量和舒适性。
4. 定期维护和清洁:定期对空调系统进行维护和清洁,以确保设备的正常运行和高效制冷效果。
5. 使用智能控制系统:采用智能化的控制系统,能够根据室内温度和湿度实时调节制冷设备的运行状态,提高能源利用效率。
制冷系统设计与优化首先,在制冷系统的设计中,要考虑到系统的整体结构。
制冷系统可分为两个主要部分:制冷机组和制冷循环。
制冷机组主要包括压缩机、蒸发器、冷凝器和节流装置等组件,而制冷循环则是这些组件之间的流体流动过程。
设计制冷机组时,需要综合考虑各组件的选型和匹配,以达到高效、稳定和可靠的工作状态。
例如,在选择压缩机时,需要考虑系统的制冷量、压缩比和制冷剂的种类等因素。
在蒸发器和冷凝器的设计中,需要根据需要的制冷效果和工况条件来确定其尺寸和传热方式。
制冷循环的设计是制冷系统设计的核心。
在制冷循环中,流体通过压缩、冷凝、膨胀和蒸发等过程,完成制冷任务。
为了提高循环的效率,需要优化系统的工作参数,例如工质的温度和压力,以及循环的冷却剂流量等。
在制冷系统的优化中,关键是提高系统的热效率和能源利用率。
为了提高系统的热效率,可以采取以下措施:1.提高换热效果:通过优化换热器的结构和调整流体的流动方式,提高换热效率。
例如,在蒸发器中采用增强传热技术,可以提高制冷系统的性能。
2.优化节流装置:节流装置是制冷循环中的关键组件,通过控制液体的流量和压力来实现制冷效果。
通过优化节流装置的设计和调整液体的流动参数,可以提高制冷系统的能效比。
3.优化压缩机的工作参数:压缩机在制冷循环中起到压缩制冷剂的作用,决定了循环的压缩比和制冷量。
通过调整压缩机的工作参数,例如转速和压缩比,可以提高系统的能效比。
除了以上措施,还可以通过采用优化控制策略和增加系统的智能化程度来提高制冷系统的性能。
例如,可以通过优化控制算法来提高系统的运行效率和响应速度,以减少能耗和提高系统的稳定性。
总之,制冷系统设计与优化是一门综合性学科,需要综合考虑多个因素,包括制冷机组的选型和匹配、制冷循环的设计和优化、热效率和能源利用率的提高等。
通过合理的设计和优化,可以提高制冷系统的性能和效率,实现节能减排的目标。
制冷空调系统的设计与优化1.负荷计算:首先需要对要供应制冷空调系统的空间进行负荷计算,包括冷负荷和热负荷。
冷负荷包括传导、对流和辐射三种方式的传热,需要考虑室内外温度差、人员数量、设备功率、阳光辐射等因素。
热负荷包括电气热负荷、灯光热负荷、人体热负荷等。
2.系统选择:根据负荷计算结果选择合适的制冷空调系统。
一般有中央空调系统和分体空调系统两种选择。
中央空调系统适用于大型建筑,可以通过管道将制冷空气送至各个房间。
分体空调系统适用于小型建筑,每个房间都有独立的制冷设备。
3.设备选型:根据负荷计算和系统选择,选择合适的制冷设备。
制冷设备包括压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀等。
优选制冷设备需要考虑能效比、稳定性、可靠性等因素。
4.管道设计:制冷空调系统中的管道设计要合理,包括冷媒管道和空气管道。
冷媒管道需要考虑冷媒流动的速度、管道阻力、材料选择等因素。
空气管道要考虑风量分配、风速等因素。
5.控制策略:制冷空调系统的控制策略也是关键。
可以通过温度传感器、湿度传感器等监测室内环境参数,并根据需求调节制冷设备的运行状态。
合理的控制策略可以提高效率、节能。
6.节能措施:在设计和优化制冷空调系统时,应考虑节能措施。
可以采用热回收技术,将废热利用起来,如使用热泵技术回收冷却水的热量。
还可以设置定时开关、人体感应等智能控制技术,根据实际需求合理控制系统运行。
7.维护与检修:制冷空调系统的维护与检修也十分重要。
定期对制冷设备进行检修、清洗、更换零部件,可以提高系统的效率和可靠性。
综上所述,制冷空调系统的设计与优化需要考虑负荷计算、系统选择、设备选型、管道设计、控制策略、节能措施以及维护与检修等多个方面。
只有综合考虑这些因素,才能实现制冷空调系统的高效、节能、可靠运行。
制冷空调系统的设计和能耗优化技术随着气候变化和环境污染的日益严重,越来越多的家庭和企业开始认识到制冷空调系统的能耗问题。
据统计,全球制冷空调系统占用的能源约占所有能源消耗的20%以上,因此如何设计和优化制冷空调系统已成为当今的热点话题。
本文将针对这一话题进行探讨。
一、制冷空调系统设计制冷空调系统的设计涉及很多因素,其中包括环境温度、湿度、所需冷却量、相关部件和设备等,每个因素都必须经过仔细的计算和分析才能确定合适的设计方案。
首先,环境温度和湿度是制冷空调系统设计中的两个重要参数。
在设计过程中,必须考虑到所处的气候条件以及特定时间内的气温和湿度变化,以确保系统的有效性和稳定性。
例如,在高温多湿的环境下,可能需要额外的降温装置,以保持制冷空调系统的良好运行。
其次,所需冷却量也必须被充分考虑。
在设计阶段,必须确定并计算所需的冷却功率,并在选择相关设备和部件时采用匹配的原则,以确保系统在可接受的能耗范围内运行。
最后,相关部件和设备的选择也是决定制冷空调系统设计方案的重要因素。
这些设备包括压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀等,它们的质量和能效将直接影响整个系统的性能水平。
二、制冷空调系统能耗优化技术为了进一步减少制冷空调系统的能耗,一些能耗优化技术被广泛研究开发,其中一些已经被广泛应用。
1. 变频技术变频技术可以使压缩机的运行控制更加智能化,根据需要自动调整压缩机的转速来适应室内运行条件的变化。
这种技术可以有效减少能耗,提高系统的能效比,同时也可以延长空调和制冷设备的使用寿命。
2. 空气侧系统调节通过调节室内和室外的通风系统,可以有效地降低制冷空调系统的能耗。
例如在比较温和的天气条件下可以使用纯外空气通风和冷却来代替传统的制冷空调系统,以降低其能耗。
3. 热回收系统热回收系统可以有效地利用制冷空调系统所产生的废热,将其回收后再利用,以达到节能的目的。
这种技术不仅可以降低制冷空调系统的能耗,还有助于加强室内与室外环境的温度和湿度平衡。
课程设计设计题目:南京市某空调制冷机房姓名院系专业年级学号指导教师年月日目录0设计任务 (1)1前言 (1)2课程设计题目及数据 (2)3制冷机组的类型及条件 (2)3.1初参数 (2)3.2确定制冷剂种类和系统形式 (2)3.3确定制冷系统设计工况 (2)3.3.1冷凝温度的确定 (2)3.3.2蒸发温度的确定 (3)3.3.3过冷温度的确定 (3)3.3.4过热温度的确定 (3)3.3.5制冷系统理论循环p-h图 (4)4制冷系统热力计算 (5)5制冷压缩机型号及台数 (6)5.1压缩机形式的选择 (6)5.2压缩机台数的选择 (7)5.3压缩机级数的选择 (7)5.4电机的选择 (7)6冷凝器的选择计算 (7)6.1冷凝器的选择 (7)6.2冷凝器热负荷计算 (7)6.3冷凝器的已知参数 (8)6.4计算肋管特性参数 (8)6.5计算平均传热温差 (8)6.6冷却水流量 (9)6.7概算所需传热面积 (9)6.8初步规划冷凝器结构 (9)6.9计算水侧的换热系数 (9)6.10计算制冷剂测得冷凝换热系数 (10)6.10.1求水平光管管外冷凝换热系数 (10)6.10.2计算水平肋管外的冷凝换热系数 (10)6.10.3计算水平肋管束外冷凝换热系 (11)6.11实际的热流密度 (11)6.12计算实际传热面积 (11)6.13冷凝器的类型 (12)7蒸发器的选择计算 (12)7.1蒸发器的预选 (12)7.2蒸发温度与传热温差的确定 (12)7.3换热面积的计算 (12)7.4蒸发器风量的确定 (12)7.5风机的选择 (12)8冷却水系统的选择 (13)8.1冷却塔 (13)8.2水泵的选型 (13)8.2.1水泵扬程 (13)8.2.2阻力计算 (13)9冷冻水系统的选择 (14)10管径的计算 (14)11其它辅助膨胀阀的选择计算 (15)11.1膨胀阀的选择 (15)11.2贮液器的选择计算 (15)11.3油氨分离器的选择计算 (15)11.4气液分离器的选择计算 (15)11.5集油器的选择计算 (16)11.6不凝性气体分离器的选择计算 (16)12制冷机组与管道的保温 (16)13设备清单及附图 (16)14参考文献 (17)0设计任务设计一南京地区用制冷系统,采用空冷式直接制冷,制冷量定为100K,制冷剂为氨,冷却水进出口温度为27/30℃。
1前言近50年来,随着现代科学技术的飞速发展,制冷技术以日新月异的速度发生变化。
并且,正在现代国民经济、人民生活、国防科研、文化艺术等领域中发挥着日益重要的作用。
我国是最早利用天然冷源的国家之一,随着社会进步,制冷技术已经广泛应用到各个行业,制冷技术的作用更是不可替代的。
因此设计制冷系统已成为重要的环节。
制冷系统的设计,无论是厂家装配成的整体机组,还是现场组装的系统,主要是选择制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、节流机构以及风机、电动机和自动控制设备等。
其步骤是根据给定的冷冻水温度(或被冷却的空气温度)、流量和所采用的冷却水(或冷却用空气)入口温度、流量,确定该制冷系统的设计工况(即选定蒸发温度和冷凝温度等系统的内在参数设计值),然后,按照设计工况选择该制冷系统的各个组成设备,使之在运行过程各个设备的相互匹配,以充分发挥每个设备的工作能力。
但是,一个制冷机组或制冷系统,在实际运行过程中,当外在参数(既冷凝器和蒸发器所通过的水流量或空气流量,以及水或空气的入口温度等)在一定范围内改变时,该机组成系统的性能如何变化、选定的各个组成设备是否匹配恰当,都是在设计中要考虑的问题。
此外,设计完成,制冷作业安全技术,正确操作制冷设备,是我们在具体操作时的必然选择。
2课程设计题目及数据课程设计题目: 南京市某空调制冷机房制冷系统采用空冷式直接制冷,空调制冷量定为100KW 。
数据:制冷剂为:氨(R717)。
冷却水进出口温度为:27℃/30℃。
南京市空调设计干球温度为35.2℃,湿球温度为28℃。
设计内容设计一南京地区用制冷系统,采用空冷式直接制冷,制冷量定为100K ,制冷剂为氨,冷却水进出口温度为27/30℃。
3制冷机组的类型及条件3.1初参数 1)制冷系统主要提供空调用冷冻水,供水与回水温度为:7℃/12℃,空调制冷量定为100KW 。
2)制冷剂为:氨(R717)。
3)冷却水进出口温度为:27℃/30℃。
4)南京市空调设计干球温度为35.2℃,湿球温度为28℃。
3.2确定制冷剂种类和系统形式根据设计的数据及要求,本制冷系统为100KW 的氨制冷系统。
因为制冷总负荷为100KW,所以可选双螺杆制冷压缩机来满足制冷量要求。
3.3确定制冷系统设计工况3.3.1 冷凝温度的确定从《制冷工程设计手册》中查到南京地区夏季室外平均每年不保证50h 的湿球温度(℃)C t ︒=28s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 t t s s s ∆+=1 (3-1)式中 ——冷却水进冷凝器温度(℃);——当地夏季室外平均每年不保证50h 的湿球温度(℃); ——安全值,对于机械通风冷却塔,=2~4℃。
则代入数据有冷却水进水温度: 313281=+=t s ℃ 冷却水出冷凝器的温度(℃) 按下式确定:选用卧式壳管式冷凝器 =+(2~4) (3-2)代入上面算出的数据有:=31+3=34℃(注意:通常不超过35℃), 系统以水为冷却介质,其传热温差取4~6℃。
则冷凝温度为若系统以水为载冷剂,其 传热温差为℃, 42+=t t s c (3-3)式中 ——冷凝温度(℃)。
代入数据有冷凝温度: =34+4=38℃3.3.2、 蒸发温度的确定则蒸发温度为 t t t e ∆-=' (3-4) 对于本设计系统,=2℃,因此不采用液体过冷,即=0℃。
式中 ——载冷剂的温度(℃)。
一般对于冷却淡水和盐水的蒸发器,其传热温差取=5℃。
本制冷机房用空冷式蒸发器,则制冷剂的蒸发温度25-7==t e ℃.3.3.3、 过冷温度的确定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(<—5℃)的制冷装置,在条件许可时使用液体过冷。
也就是不考虑过冷温度。
3.3.4、过热温度t r 的确定压缩机吸气口温度的确定通常 =+ (3-5) 式中对于一般氨压缩机,=℃。
代入数据有过热温度: =℃。
3.3.5、 制冷系统理论循环p-h 图根据题意绘制的p-h 图,并查表求得各状态参数:图3-1查有关资料:确定压力:Pe=436.34 kPa , Pc= 1472.4 kPa比容:=ν10.27kg m 3, =ν20.087kg m 3焓值: =h 1 1459kg KJ ,=h 2 1660kg KJ ,=h 3=h 4380 kg KJ 。
4制冷系统热力计算1)单位质量制冷量的计算410h h q -= (4-1)代入数据有:0q =( 1459-380)kg KJ =1079 kg KJ2)单位冷凝负荷q k 的计算 h h q 32k -= (4-2) 代入数据有:1280380-1660k==q kg KJ 3)单位理论压缩功ωc 的计算h h w 12c -= (4-3) 代入数据有:2011459-1660c ==w kg KJ4)单位容积制冷量的计算v q q 10v = (4-4)代入数据有:==27.01079v q 3996m 3kJ 5) 制冷剂质量流量M r 的计算q Q Mr 00= (4-5)代入数据有:0923.01079100==Mr s kg 6) 压缩机吸入制冷剂蒸汽的体积流量V r 的计算vq Q r 0V = (4-6)代入数据有:025.03996100V ==r s 3m 7)冷凝器热负荷φk 的计算q kr ⨯=M k φ (4-7) 代入数据有:kw 1.11812800923.0k =⨯=φ8) 压缩机所需的理论耗功率p th 的计算c Mr p ω⨯=th(4-8) 代入数据有:kwp 552.182010923.0th =⨯= 9) 制冷系数εth 的计算 thth p 0φε=(4-9) 代入数据有:39.5552.18100==th ε10) 逆卡诺循环制冷系数εc 的计算: kc kc T T T -=ε(4-10) 代入数据有:64.7275-311275==c ε11)制冷系数ηR 的计算 ωωηcthR =(4-11) 代入数据有: 71.064.739.5R ==η5制冷压缩机型号及台数的确定5.1 压缩机形式的选择根据已知参数,预选螺杆式压缩机。
5.2 压缩机台数的选择查《实用制冷工程设计手册》根据制冷机组冷负荷100KW 选择压缩机,选用KA12.5—12型压缩机(其标准工况下的制冷量为137KW 大于100KW ,符合要求)。
压缩机台数,应根据总制冷量来确定: g Q Q 00m =(5-1) 式中 ——压缩机台数(台);——每台压缩机设计工况下的制冷量()。
代入数据有:73.0137100m ==(台) 因此,选择1台KA12.5-12型压缩机. 5.3 压缩机级数的选择选择依据: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,当时,应采用单级压缩机;当时,则应采用两级压缩机。
所以,对于本设计制冷系统中,37.334.4364.1472e c p ==p<8,因此,本设计制冷系统采用单级压缩。
5.4电机的选择由于使用KA12.5-12双螺杆压缩机,其配用电机型号为YW200L-2,标准工况功率55KW,电压380V 。
6冷凝器的选择计算6.1冷凝器的选择在本系统中选用氨立式壳管冷凝器。
6.2冷凝器热负荷计算冷凝器热负荷在前面热力计算中已求出。
1.118k=φ (KW)式中φk—冷凝器的热负荷(KW )。
6.3冷凝器的已知参数氨制冷系统传热管采用无缝钢管,f λ=58.2w/(m ·k), 肋管外径0d =15.43mm ,内径i d =13.15mm, 肋片外径f d =17.8mm ,肋片厚度t δ=0.232mm ,0δ=0.354 mm ,平均肋厚f δ=0.3mm ,肋片的节距e=1.029mm 。
6.4计算肋管特性参数(以1米长肋管计算)肋管水平部分的面积:()[]ed e d t f 1000A 00p δπδπ+-= (6-1)依次代入数据有:p A = 44×3-10㎡ 肋管垂直部分面积:ed d f 12)(A 202f -=π (6-2)依次代入数据有:f A =119×3-10㎡肋管总外表面积:A =p A +f A (6-3) 依次代入数据有:A=163×3-10㎡ 肋化系数:15.3=AAi=τ 肋片的当量高度:ff d d d )(4H 202e -=π (6-4)依次代入数据有:e H =3.5×3-10m 基管平均表面积:A =()20id d +π (6-5)依次代入数据有:A =44.9×3-10㎡ 所以:f A /A=0.73 ; p A /A= 0.27 : A/A =3.66.5计算平均传热温差tt t t t tt s cs c s s 2112m ln---=∆ (6-6) 代入数据有:=∆t m =--34383138ln31-34 5.36 ℃6.6冷却水流量查水在5.36 ℃的物性参数:pC =4.2)(k kg kJ ⋅=w M 1000pk⨯∆⨯tc mφ(6-7)代入数据有:=⨯⨯⨯=100036.52.410001.118w M 5.25s kg6.7概算所需传热面积假设热流密度ψ=5500w/㎡,则m k 2c 215500118100/A ==='ψφ6.8初步规划冷凝器结构取管内的流速v=2.7m/s ,则每流程管数m 为 vd M i wρπ24m = (6-8)代入数据有:m=14.4 取m=15,这样管束总长等于 )(Am nl Ac'=(6-9)代入数据有:nl =8.6 如流程数n=2,则冷凝器传热管有效长度为4.3m ;传热总根数N=40根。