制冷課程設(shè)計(jì)--空氣調(diào)節(jié)用制冷技術(shù)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書</b></p><p>　　題目名稱： 空氣調(diào)節(jié)用制冷技術(shù) </p><p>　　系 別： 城建系 </p><p>　　專 業(yè)： 建筑環(huán)境與設(shè)備工程 </p><p>　　班 級(jí)：

2、 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　職 稱： 副教授 </p>&

3、lt;p>　　2013年 1月10日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一 設(shè)計(jì)對(duì)象…………………………………………………………………1</p><p>　　二 原始資料……………………………………………………………………1</p><p>　　三 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求………

4、…………………………………………………1　　Ⅰ確定制冷系統(tǒng)總制冷量……………………………………………………１</p><p>　?、颍_定制冷劑種類和系統(tǒng)形式………………………………………………１</p><p>　　Ⅲ．確定制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)工況……………………………………………………3</p><p>　?、?選擇壓縮機(jī)和電機(jī)功率………………………………………………

5、……5</p><p>　?、?選擇蒸發(fā)器……………………………………………………………8</p><p>　　Ⅵ 選擇冷凝器……………………………………………………………8</p><p>　?、鳌∵x擇系統(tǒng)輔助設(shè)備并計(jì)算制冷劑充灌量…………………………………9</p><p>　　Ⅷ 確定系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制方案………………………………………

6、………12</p><p>　　四 附錄………………………………………………………………………13</p><p>　　五 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………17</p><p><b>　　制冷課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　一．設(shè)計(jì)對(duì)象：</b>

7、;</p><p>　　某?？照{(diào)實(shí)驗(yàn)室改建，原有冷源已不能滿足要求，擬定重建一單元制冷系統(tǒng)，供給空調(diào)實(shí)驗(yàn)臺(tái)合格的冷凍水（噴霧室和水冷式空氣冷卻器）。 </p><p><b>　　二．原始資料：</b></p><p>　　1．本制冷系統(tǒng)主要為供給實(shí)驗(yàn)室教學(xué)和科研用冷凍水，冷凍水溫度t=5～7℃?？照{(diào)設(shè)計(jì)工況冷凍水溫度t=5℃，空調(diào)回水t=11

8、℃。</p><p>　　2．空調(diào)冷負(fù)荷Q0=53．5KW。最低負(fù)荷Qmin=37KW。</p><p>　　3．實(shí)驗(yàn)室水源為本校自來(lái)水網(wǎng)供給的16℃深井水。</p><p>　　4．室外氣象參數(shù)：夏季通風(fēng)室外干球溫度30℃，濕球溫度26．5℃，風(fēng)速1．9米/秒，大氣壓P=751mmHg；</p><p>　　5．實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備規(guī)格：<

9、/p><p>　?。?）4F-10氟利昂制冷壓縮-冷凝機(jī)組一臺(tái)，標(biāo)準(zhǔn)制冷量為28000千卡/時(shí)，空調(diào)制冷量60000千卡/時(shí)，配用壓縮機(jī)4F10；轉(zhuǎn)數(shù)960轉(zhuǎn)/分；配用電機(jī)型號(hào)JO2-72-6，功率22KW，電壓380V，轉(zhuǎn)數(shù)970轉(zhuǎn)/分;配冷凝器，臥式殼管式，面積14．4m2（武冷產(chǎn)品）。</p><p>　　（2）FW-30型滿液式殼管式蒸發(fā)器一臺(tái)，冷卻面積30m2,筒外徑Φ=400mm;

10、 管板間長(zhǎng)度1800mm,冷卻管徑Φ18×2.5mm，管根數(shù)138；水通程10；進(jìn)液管38mm，回氣管Dg50mm。</p><p>　　（3）玻璃鋼逆流式冷卻塔一臺(tái)，型號(hào)BNL-20型，冷卻水量MW在水溫降Δt=5℃時(shí)為19．3m3/h,MW在水溫降Δt=6℃時(shí)為15．9m3/h，風(fēng)機(jī)風(fēng)量變11400m3/h，轉(zhuǎn)速n=930轉(zhuǎn)/分，功率P=0．8KW，塔高2030mm，直徑1350mm,進(jìn)水直徑65m

11、m，出水直徑80mm，最大直徑為1470mm填料高720mm.</p><p>　　三．設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求：</p><p>　?、瘢_定制冷系統(tǒng)總制冷量</p><p>　　制冷系統(tǒng)總制冷量包括空調(diào)冷負(fù)荷和制冷系統(tǒng)的冷量損失，其中空調(diào)冷負(fù)荷Q0max=53.5KW</p><p>　　制冷系統(tǒng)總制冷量可表示為空調(diào)冷負(fù)荷乘以一個(gè)系數(shù)Φ0=A

12、83;Q0max</p><p>　　式中A=1.05～1.15，直接連接時(shí)系統(tǒng)冷損失小，A可取小值1.05；間接連接時(shí)系統(tǒng)冷</p><p>　　失大，A應(yīng)取大值1.15。該系統(tǒng)為間接連接，所以A=1.15，則Φ0=53.5*1.15=61.525KW</p><p>　　Ⅱ．確定制冷劑種類和系統(tǒng)形式</p><p><b>　　

13、制冷劑種類的選擇 </b></p><p>　　常用的制冷劑有氟利昂和氨兩種，兩種制冷劑的主要優(yōu)缺點(diǎn)有：</p><p>　　氟利昂： 大多數(shù)氟利昂本身無(wú)毒、無(wú)臭、不然，與空氣混合遇火也不爆炸；如果系統(tǒng)中完全不含水分，氟利昂對(duì)金屬?zèng)]有腐蝕性；只要不處于缺氧狀態(tài)，氟利昂對(duì)人體沒(méi)有危害。因此，適用于公共建筑或?qū)嶒?yàn)室的空調(diào)制冷裝置。但是，氟利昂的放熱系數(shù)低，價(jià)格較高，極易滲透又不容易

14、被發(fā)現(xiàn)；氟利昂與水幾乎不互溶，易出現(xiàn)“冰堵”現(xiàn)象，所以系統(tǒng)中必須設(shè)置干燥過(guò)濾裝置；氟利昂液體和潤(rùn)滑油可以很好的互溶，氣體不溶于潤(rùn)滑油，必須設(shè)置回油問(wèn)題。</p><p>　　氨：氨的傳熱性能強(qiáng)，價(jià)格便宜。但是氨有強(qiáng)烈刺激性，對(duì)人體有危害且氨為可燃物，當(dāng)空氣中氨的體積百分比達(dá)到16%～25%時(shí)，遇明火有爆炸的危險(xiǎn)；氨的排氣溫度比較高，不適合高壓縮比運(yùn)轉(zhuǎn)，也不適合吸氣過(guò)熱度太大的運(yùn)轉(zhuǎn)；氨會(huì)腐蝕銅及其合金、鋅等金屬材料

15、，所以氨制冷設(shè)備中不能有銅及其合金制造的管道和閥件等。</p><p>　　本制冷系統(tǒng)主要為供給實(shí)驗(yàn)室教學(xué)和科研用提供冷凍水，人員密集且儀器精貴，宜采用氟利昂制冷劑。又因?yàn)椴捎每照{(diào)機(jī)組制冷，蒸發(fā)溫度比較低，故選用氟利昂R134a制冷劑。</p><p><b>　　系統(tǒng)形式</b></p><p>　　蒸汽壓縮式制冷理論循環(huán)有節(jié)流損失和過(guò)熱損失

16、，為了使膨脹閥前液態(tài)制冷劑有較大的再冷讀，同時(shí)又能保證壓縮機(jī)吸入具有一定過(guò)熱度的蒸汽，常采用蒸汽回?zé)嵫h(huán)。但采用蒸汽回?zé)嵫h(huán)，雖然單位質(zhì)量制冷能力有所增加，但是壓縮機(jī)的耗功量</p><p>　　ΔωC也增加。因此，該種循環(huán)的理論制冷系數(shù)是否提高，則與制冷劑上的熱物理性質(zhì)有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于節(jié)流損失大的制冷劑如氟利昂R12、R134a等是有利的，而對(duì)氨則不利。由于本設(shè)計(jì)中選用了氟利昂R134a制冷劑，所以選用回?zé)?/p>

17、循環(huán)系統(tǒng)形式是合適的。</p><p>　　綜上所述，制冷劑選用氟利昂R134a，系統(tǒng)形式選用回?zé)嵫h(huán)。</p><p><b>　　制冷劑循環(huán)系統(tǒng)：</b></p><p>　　回?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)主要由制冷系統(tǒng)四大件和輔助設(shè)備組成，并用管道將其連接起來(lái)。</p><p>　?。?）壓縮機(jī)：本設(shè)計(jì)采用活塞式制冷壓縮機(jī)，其構(gòu)造可

18、以概括為機(jī)體、活塞及曲軸連桿機(jī)構(gòu)、氣缸套及進(jìn)排氣閥組、卸載裝置、以及潤(rùn)滑系統(tǒng)。壓縮機(jī)吸入的是過(guò)熱蒸汽，進(jìn)行干壓縮。當(dāng)壓縮機(jī)吸入濕蒸汽時(shí)會(huì)產(chǎn)生閃發(fā)氣體占據(jù)汽缸有效空間，使制冷量降低。</p><p>　?。?）冷凝器：冷凝器的作用是將制冷壓縮機(jī)排出的高溫高壓氣態(tài)制冷劑予以冷卻、使之液化，以便制冷劑在系統(tǒng)中循環(huán)使用。該設(shè)計(jì)系統(tǒng)中采用水冷式冷凝器。</p><p>　?。?）蒸發(fā)器：蒸發(fā)器的作用

19、是通過(guò)制冷劑壓縮（沸騰），吸收載冷劑的熱量，從而達(dá)到制冷目的。本設(shè)計(jì)采用非滿液式蒸發(fā)器液態(tài)制冷劑經(jīng)膨脹閥進(jìn)入蒸發(fā)器管內(nèi)，隨著在管內(nèi)流動(dòng)，不斷吸收管外載冷劑的熱量，逐漸汽化，故蒸發(fā)器內(nèi)處于汽液共存狀態(tài)；這種蒸發(fā)器雖然克服了滿液式蒸發(fā)器的缺點(diǎn)，同時(shí)非滿液式蒸發(fā)器能使?jié)櫥秃芎玫姆祷貕嚎s機(jī)。</p><p>　?。?）節(jié)流閥：節(jié)流閥是組成制冷系統(tǒng)的重要部件，其作用為：一方面對(duì)高壓液態(tài)制冷劑液體進(jìn)行節(jié)流，起降溫降壓的作用

20、；另一方面調(diào)節(jié)供入蒸發(fā)器的制冷劑的流量，適應(yīng)蒸發(fā)器熱負(fù)荷變化。</p><p>　　（5）油分離器：由于在壓縮過(guò)程，制冷劑處于高溫高壓的過(guò)熱狀態(tài)，潤(rùn)滑油也會(huì)發(fā)生霧化，將與制冷劑一起進(jìn)入冷凝器或蒸發(fā)器內(nèi)就會(huì)在管壁上凝結(jié)一層油膜，影響冷凝及蒸發(fā)器的換熱效果，故應(yīng)在壓縮機(jī)出口設(shè)油分離器。</p><p>　?。?）干燥器：因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)選用的氟利昂系統(tǒng)，在膨脹閥吸入口前設(shè)干燥器可以系統(tǒng)中的水分在節(jié)流

21、出口處發(fā)生“冰堵”現(xiàn)象，影響制冷系統(tǒng)循環(huán)。</p><p>　?。?）過(guò)濾器： 分別安裝在節(jié)流閥處干燥器前和壓縮機(jī)吸入口前防止雜質(zhì)堵塞節(jié)流裝置和保護(hù)壓縮機(jī)汽缸的精度。</p><p>　?。?）回?zé)崞鳎豪没責(zé)崞髂苁古蛎涢y前液態(tài)制冷劑有較大的再冷度減少節(jié)流損失，同時(shí)又能保證壓縮機(jī)吸入具有較大的過(guò)熱度制冷劑蒸汽。</p><p>　　（9）儲(chǔ)液器：本系統(tǒng)儲(chǔ)液器安裝在

22、冷凝器下邊為高壓儲(chǔ)液器，在系統(tǒng)中起穩(wěn)定制冷劑流量，并可用來(lái)儲(chǔ)存液態(tài)制冷劑。</p><p><b>　　2．冷凍水系統(tǒng)：</b></p><p>　　按照用戶需要情況不同，冷凍水系統(tǒng)可分為閉式系統(tǒng)和開式系統(tǒng)，開式系統(tǒng)需設(shè)置冷凍水箱和回水箱，系統(tǒng)水容量大，運(yùn)行穩(wěn)定，控制簡(jiǎn)單。閉式系統(tǒng)與外界空氣接觸少，可以減緩腐蝕現(xiàn)象，再者閉式系統(tǒng)必須采用殼管式蒸發(fā)器，用戶側(cè)應(yīng)采用表面式

23、換熱設(shè)備，而開式系統(tǒng)則不受這些限制，當(dāng)采用水箱式蒸發(fā)器時(shí)可以用它代替冷凍水箱和回水箱。因該冷凍水系統(tǒng)采用水冷式空氣冷卻器與外界空氣直接接觸故選用開式系統(tǒng)。</p><p><b>　　3.冷卻水系統(tǒng)：</b></p><p>　　合理地選用冷卻水源和冷卻水系統(tǒng)對(duì)制冷系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用和初投資具有重要意義。冷卻水系統(tǒng)形式可分為直流式、混合式、循環(huán)式三種。前兩種形式都有冷卻水

24、的排放,從環(huán)保的角度考慮，應(yīng)盡量降低制冷系統(tǒng)的水消耗量，故可采取循環(huán)式冷卻水系統(tǒng)，此種系統(tǒng)就是將來(lái)自冷凝器的冷卻回水先通入蒸發(fā)式冷卻裝置，使之冷卻降溫。然后再用水泵送回冷凝器循環(huán)使用。這樣，只需少量補(bǔ)水即可。考慮到機(jī)械通風(fēng)冷卻塔具有冷卻效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，使用范圍廣，并具有定型產(chǎn)品可選用的優(yōu)點(diǎn)，故蒸發(fā)式冷卻裝置選機(jī)械通風(fēng)冷卻塔。</p><p>　　機(jī)械通風(fēng)冷卻循環(huán)系統(tǒng)采用機(jī)械通風(fēng)冷卻塔，冷凝器的冷卻回水由上部北噴

25、淋在冷卻塔內(nèi)的填充層上，以增大水與空氣的接觸面積，被冷卻后的水從填充層流至下部水池內(nèi)，通過(guò)水泵再送回冷卻水機(jī)組的冷凝器中循環(huán)使用。冷卻塔頂部裝有通風(fēng)機(jī)，使室外空氣以一定的流速紫霞通過(guò)填充層，以增加冷卻效果。 </p><p><b>　　4. 潤(rùn)滑油系統(tǒng)</b></p><p>　　潤(rùn)滑油是活塞式壓縮機(jī)必不可少的潤(rùn)滑劑，而在壓縮機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)時(shí)高溫的氣缸壁會(huì)使一部分潤(rùn)滑

26、油在高溫下霧化，并隨高速的制冷劑氣流離開壓縮機(jī)進(jìn)入制冷循環(huán)系統(tǒng)，如果進(jìn)入泠凝器和蒸發(fā)器等換熱設(shè)備，就會(huì)傳熱面上形成油膜，使得傳熱性能惡化，而且壓縮機(jī)內(nèi)絕對(duì)不能缺少潤(rùn)滑油，為此系統(tǒng)中必須設(shè)置獨(dú)立的油循環(huán)路徑使?jié)櫥秃芎玫姆祷氐綁嚎s機(jī)的曲軸箱。</p><p>　　Ⅲ．確定制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)工況</p><p><b>　?、濉≈评溲h(huán)參數(shù) </b></p>&l

27、t;p>　　1.確定蒸發(fā)溫度t0</p><p>　　因?yàn)橐阎鋬鏊隹跍囟葹閠2=5℃，空調(diào)回水溫度即冷凍水進(jìn)口溫度為t1=11℃。蒸發(fā)溫度t0比被冷卻液體的出口溫度低4～6℃，此處取5℃。</p><p>　　則蒸發(fā)溫度t0=5-5=0℃</p><p>　　2.確定冷凝溫度tk</p><p>　　由原始資料查得該地區(qū)夏季空氣濕球

28、溫度為ts=26.5℃，又冷卻水進(jìn)口溫度比其高3～5℃，此處取3.5℃，則冷卻水進(jìn)口溫度為tw1=26.5+3.5=30℃。而冷凝溫度與冷卻水進(jìn)口溫度又有7</p><p>　　～14℃的溫差，此處取10℃</p><p>　　則冷凝溫度tk=30+10=40℃</p><p><b>　　3.確定過(guò)熱度</b></p><

29、p>　　總過(guò)熱度是又由熱力膨脹閥過(guò)熱度和回?zé)崞鬟^(guò)熱度組成的，即Δtsh=Δtsh‘+Δtsh’‘，取12～18℃。</p><p>　　其中熱力膨脹閥過(guò)熱度Δtsh‘=t1‘-t1’‘=3～5℃，若取4℃，則t1’＇=t1‘+4=0+4=4℃，若取總過(guò)熱度為16℃，則回?zé)崞鬟^(guò)熱度為12℃，則t1=t1‘+16=16℃</p><p>　　4、回?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)壓焓圖各狀態(tài)點(diǎn)如下所示：<

30、;/p><p><b>　?。ǘ┲评溲h(huán)過(guò)程</b></p><p>　　1＇～1 為過(guò)熱過(guò)程：其中1＇～1＇＇為熱力膨脹閥的過(guò)熱過(guò)程，發(fā)生在蒸發(fā)器內(nèi)，1＇＇～1為回?zé)崞鞯倪^(guò)熱過(guò)程；1＇點(diǎn)表示出蒸發(fā)器出口時(shí)的飽和狀態(tài)；1＇＇點(diǎn)為進(jìn)入回?zé)崞鞯倪^(guò)熱蒸汽狀態(tài)；１點(diǎn)為壓縮機(jī)進(jìn)口處的過(guò)熱蒸氣狀態(tài)。</p><p>　　1～2表示制冷劑在壓縮機(jī)中的等熵壓縮過(guò)

31、程；2點(diǎn)為壓縮機(jī)出口的制冷劑蒸汽狀態(tài)點(diǎn)。</p><p>　　2～3為制冷劑的放熱過(guò)程：其中2～3 ‘過(guò)程為制冷劑在冷凝器中的降溫冷凝過(guò)程；3～3’為制冷劑在回?zé)崞髦械倪^(guò)冷過(guò)程；在整個(gè)放熱過(guò)程中制冷劑的壓力保持不變且等于冷凝溫度下飽和壓力。3點(diǎn)為熱力膨脹閥前液體制冷劑的狀態(tài)點(diǎn)。</p><p>　　3～4 表示制冷劑在節(jié)流過(guò)程中壓力和溫度的降低，但焓值保持不變，且進(jìn)入兩相區(qū)；4點(diǎn)為蒸發(fā)器入

32、口制冷劑的狀態(tài)。</p><p>　　4～1‘表示制冷劑在蒸發(fā)器中的沸騰吸熱過(guò)程。</p><p>　　（三）根據(jù)壓焓圖查得圖中各狀態(tài)點(diǎn)的參數(shù)如下表所示</p><p>　?。ㄋ模└鶕?jù)各狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)值進(jìn)行制冷理論循環(huán)的熱力計(jì)算：</p><p>　　1、根據(jù)回?zé)崞鳠崃ζ胶猓篽1-h1’＇=h3’-h3, ∴h3=h3’-(h1-h1’),得h3

33、=248KJ/Kg,由節(jié)流前后焓值不變得:h4=h3=248KJ/Kg</p><p>　　2、單位質(zhì)量制冷能力:q0=h1＇＇-h4=404-248=156KJ/Kg </p><p>　　3、總制冷量：=1.15Q0=1.15×53.5=61.525KW</p><p>　　4、制冷劑質(zhì)量流量：Mr= ==0.39kg/s</p><

34、;p>　　5、冷凝器熱負(fù)荷: Φk=Mr(h2-h3’)=0.39*(438-256)=70.98KW </p><p>　　6、壓縮機(jī)理論耗功率：Pth=Mr(h2-h1)=0.39*(438-412)=10.14KW </p><p>　　7、理論制冷系數(shù)：εth===4.8</p><p>　?、?選擇壓縮機(jī)和電機(jī)功率</p><p

35、>　　壓縮機(jī)的選擇計(jì)算，主要是根據(jù)制冷系統(tǒng)的總制冷量及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工況，確定壓縮機(jī)種類、型號(hào)和臺(tái)數(shù)，最后要校核壓縮機(jī)所配置電機(jī)的功率。</p><p><b>　?、賶嚎s機(jī)類型的選擇</b></p><p>　　目前，用于大中型制冷系統(tǒng)的壓縮機(jī)主要有三種，分別為活塞式制冷壓縮機(jī)、螺桿式制冷壓縮機(jī)、離心式制冷壓縮機(jī)。三種制冷壓縮機(jī)的特點(diǎn)和適用條件見下表。</p

36、><p>　　參考相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范：制冷量大于1758kw時(shí)宜選用離心式；制冷量在1054~1758kw時(shí)宜選用螺桿式或離心式；制冷量在700~1054kw時(shí)宜選用螺桿式；制冷量在116~700kw時(shí)宜選用螺桿式或往復(fù)式；制冷量小于116kw時(shí)宜選用活塞式或渦旋式。</p><p>　　開啟式、封閉式、半封閉式活塞壓縮機(jī)的比較</p><p>　　綜合考慮經(jīng)濟(jì)﹑制冷要求、選

37、用的制冷工質(zhì)﹑運(yùn)行管理及對(duì)制冷量調(diào)節(jié)等方面的因素，本制冷系統(tǒng)選用半封閉活塞制冷壓縮機(jī)。 </p><p>　　②、 壓縮機(jī)級(jí)數(shù)的選擇</p><p>　　壓縮機(jī)級(jí)數(shù)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)工況的冷凝壓力與蒸發(fā)壓力之比來(lái)確定。一般若以氟利昂為制冷劑，當(dāng)Pk/P0≤10時(shí)，應(yīng)采用單級(jí)制冷壓縮機(jī)；否則應(yīng)采用兩級(jí)壓縮機(jī)。</p><p>　　對(duì)于本設(shè)計(jì)制冷系統(tǒng)中，Pk/P0==3.46≤

38、10，因此，本設(shè)計(jì)制冷系統(tǒng)采用單級(jí)壓縮。 </p><p><b>　?、?選擇壓縮機(jī)</b></p><p>　　根據(jù)壓縮進(jìn)口的活塞排量選擇其型號(hào)</p><p>　　由 Φ0=·q0，得Vh=</p><p>　　其中ηv=0.94-0.085[()1/m-1]</p><p>　　

39、=0.94-0.085[()1／1.15-1]=0.77</p><p>　　p1、 p2——分別為壓縮機(jī)的吸氣壓力和排氣壓力。 </p><p>　　m——多變指數(shù)，對(duì)于氟利昂制冷劑R134a，m=1.15</p><p>　　則壓縮機(jī)的活塞排量為：</p><p>　　Vh==0.038 m3/s=136.6m3/h</p>

40、<p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書提供的壓縮機(jī)系列可選如下型號(hào)的壓縮機(jī)</p><p>　　實(shí)驗(yàn)室原有的壓縮機(jī)型號(hào)為4F10,轉(zhuǎn)數(shù)為960轉(zhuǎn)/分，故不可采用原有的壓縮機(jī)，需采購(gòu)型號(hào)匹配的壓縮機(jī)。 </p><p><b>　　（二）電機(jī)功率計(jì)算</b></p><p>　　壓縮比： ===3.47</p><p>

41、　　由壓縮比查得指示功率：</p><p>　　由壓縮比查得摩擦功率：</p><p>　　電動(dòng)機(jī)軸功率：=(1.1～1.15) </p><p>　　電動(dòng)機(jī)采取三角皮帶連接=0.9， 取余量附加系數(shù)為1.1</p><p>　　所以：=1.1**=18.32KW</p><p>　　設(shè)計(jì)指導(dǎo)書提供的電動(dòng)機(jī)型號(hào)JO—

42、72—6為功率為22KW，電壓為380V，轉(zhuǎn)數(shù)為970轉(zhuǎn)/分。由上述計(jì)算可知原有電動(dòng)機(jī)仍然可以使用，所以仍然采用原有電動(dòng)機(jī)。</p><p><b>　　Ⅴ 選擇蒸發(fā)器</b></p><p><b>　　蒸發(fā)器的選型計(jì)算</b></p><p>　　由前述可知蒸發(fā)器中冷卻水入口溫度=11℃，其出口溫度t2=5℃，由蒸發(fā)

43、溫度=0℃，可計(jì)算出蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑與冷凍水的對(duì)數(shù)平均溫差</p><p>　　Δtm===7.6℃</p><p>　　蒸發(fā)器的傳熱面積為㎡</p><p>　　Φo——蒸發(fā)器制冷量61.525kw</p><p>　　K——蒸發(fā)器導(dǎo)熱系數(shù)，對(duì)于非滿液式殼管蒸發(fā)器，熱交換形式為氟利昂—水，K為450～550w/（㎡·k），取K為50

44、0w/（㎡·k）.</p><p>　　得蒸發(fā)器的傳熱面積為A===16.19m2</p><p>　　原有蒸發(fā)器A﹦30㎡滿足設(shè)計(jì)要求，但原有蒸發(fā)器屬于滿液式應(yīng)考慮回油問(wèn)題.考慮到回油問(wèn)題應(yīng)選用非滿液式蒸發(fā)器。故選用臥式殼管式蒸發(fā)器。它的冷卻面積35㎡，外徑416mm，管板間長(zhǎng)度1900mm，，冷卻管外徑*內(nèi)徑*根數(shù)=21*14.5*136，水通程數(shù)4.連接管：進(jìn)液Dg25，回

45、汽Dg50，冷卻管為螺紋管，肋化系統(tǒng)=3.4，紋高1.5mm，每米紋數(shù)625個(gè)，螺紋翅端外徑21mm，螺紋管外徑*內(nèi)徑18*14.5.每米管長(zhǎng)外表面積0.0456㎡/m,內(nèi)表面積0.0456㎡/m.</p><p><b>　　Ⅵ 選擇冷凝器</b></p><p>　　冷凝器內(nèi)冷卻水的進(jìn)出口溫差可取4～10℃，故取其溫差為5℃，因此，冷凝器內(nèi)制冷劑的平均對(duì)數(shù)溫差為

46、：</p><p>　　由前述已定，冷卻水進(jìn)口溫度=30℃，則其出口溫度=30+5=35℃，所以可計(jì)算得：</p><p><b>　　Δtm==7.2℃</b></p><p><b>　　冷凝器的面積：</b></p><p>　　Φk——冷凝器的熱負(fù)荷，Φk=Mr(h2-h3’)=0.39*(

47、438-256)=70.98KW </p><p>　　Kc——冷凝器傳熱系數(shù)，對(duì)于臥式殼管式冷凝器，制冷劑種類為氟利昂（低肋管），Kc為700～900w/（㎡·k），取Kc為800w/（㎡·k）.</p><p><b>　　得：冷凝器的面積：</b></p><p><b>　　==12.32m2</b&

48、gt;</p><p>　　由上述計(jì)算可選指導(dǎo)書中提供的如下型號(hào)的氟利昻臥式殼管式冷凝器（低肋管）</p><p>　?、?選擇系統(tǒng)輔助設(shè)備并計(jì)算制冷劑充灌量</p><p>　　（一） 回?zé)崞鞯倪x擇(熱交換器)</p><p>　　回?zé)崞魇且环N熱交換設(shè)備:從蒸發(fā)器出來(lái)的氣態(tài)制冷劑與從冷凝器出來(lái)的液態(tài)制冷劑在回?zé)崞髦谐赡媪魇竭M(jìn)行換熱，液體制

49、冷劑在回?zé)崞鬟M(jìn)口溫度,t3分別為40℃,36℃；氣體制冷劑在回?zé)崞鬟M(jìn)出口溫度t1‘＇,t1分別為4℃,16℃</p><p>　　Δtmin=t3‘-t1=40-16=24℃</p><p>　　Δtmax=t3-t1‘’=36-4=32℃</p><p>　　對(duì)數(shù)平均溫差：Δtm===27.59℃</p><p>　　在回?zé)崞髦? 液體制冷

50、劑和氣體制冷劑的換熱量: Φ1=Φ2=Φ由回?zé)崞鳠峤粨Q公式得: Φ=KA△tm KW</p><p>　　得：回?zé)崞鱾鳠崦娣eA=Φk/ K△tm ㎡</p><p>　　K——回?zé)崞鱾鳠嵯禂?shù), 制冷劑液體在管內(nèi)的流速取0.8～1.0m/s,這時(shí)回?zé)崞鞯膫鳠嵯禂?shù)約為240～300 w/（㎡·k）,取K=250 w/（㎡·k）</p><

51、p>　　Φ1=Φ2=Φ=（）=0.39×(256-248)=3.12 KW</p><p>　　回?zé)崞鞯膫鳠崦娣e： A=Φ/ K△tm==0.45m2</p><p>　　由設(shè)計(jì)任務(wù)指導(dǎo)書提供的熱交換器的系列選如下型號(hào)的回?zé)崞?lt;/p><p>　　(二) 高壓貯液器</p><p>　　已知高壓貯液器儲(chǔ)存量=0.2m3，因

52、為貯液器不能完全充滿根據(jù)規(guī)范,為了防止溫度變化時(shí)因熱膨脹造成危險(xiǎn)貯液器的儲(chǔ)存量不應(yīng)超過(guò)本身容積的80%,所以高壓貯液器的充灌量（容積）：Vc=/0.8=0.2/0.8=0.25m3</p><p><b>　　設(shè)備選型：</b></p><p>　　采用以上三臺(tái)并聯(lián)，才能滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　?。ㄈ?干燥過(guò)濾器的選擇 </p

53、><p>　　由任務(wù)指導(dǎo)書提供的資料選如下型號(hào)的干燥器</p><p>　?。ㄋ模?油分離器的選擇</p><p>　　油分離器一般設(shè)置在冷凝器之前壓縮機(jī)的排氣管路中，它的作用是將壓縮機(jī)排出的大部分潤(rùn)滑油予以分離并截留。</p><p>　　油分離器內(nèi)的液體流速。</p><p>　　油分離器筒徑D=0.019=0.019

54、*=117mm</p><p>　　由設(shè)計(jì)指導(dǎo)書提供的資料選如下型號(hào)的油分離器</p><p>　　（五） 電磁閥的選擇</p><p>　　電磁閥是利用被調(diào)節(jié)參數(shù)產(chǎn)生的電信號(hào),控制施加于膨脹閥上的電壓或電流,進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)供液量的目的。</p><p>　　參考工作壓力和干燥過(guò)濾器的管徑選配相符：</p><p>&l

55、t;b>　　電磁閥設(shè)備選型：</b></p><p>　?。?熱力膨脹閥的選擇</p><p>　　熱力膨脹閥是通過(guò)蒸發(fā)器出口氣態(tài)制冷劑過(guò)熱度控制膨脹閥開度的,廣泛應(yīng)用于非滿液式蒸發(fā)器.按照平衡方式的不同,可分為內(nèi)平衡式和外平衡式兩種。</p><p><b>　　膨脹閥的流量系數(shù)：</b></p><

56、p>　　——膨脹閥進(jìn)口制冷劑密度，kg/；</p><p>　　——膨脹閥出口制冷劑比容，/kg。</p><p>　　ＣＤ＝0.02005+6.34*0.016=0.79</p><p>　　根據(jù)膨脹閥的制冷劑流量：</p><p>　　Pvi——膨脹閥進(jìn)口壓力，Pa；</p><p>　　Pvo——膨脹閥出口

57、壓力，Pa；</p><p>　　vvi——膨脹閥進(jìn)口制冷劑比容，/kg；</p><p>　　Av——膨脹閥的通道面積，m2；</p><p><b>　　CD——流量系數(shù)；</b></p><p>　　則可得膨脹閥的通道面積： </p><p><b>　　= </b>

58、</p><p>　　= 0.0000105</p><p>　　膨脹閥的筒徑: </p><p><b>　　=</b></p><p>　　=3.66 </p><p>　　由任務(wù)指導(dǎo)書提供的熱力膨脹閥系列選如下型號(hào)的熱力膨脹閥</p><p>

59、;　　熱力膨脹閥安裝位置應(yīng)靠近蒸發(fā)器,閥體應(yīng)垂直放置,不可傾斜,不可顛倒安裝,而且要正確安裝感溫包。</p><p>　?、? 確定系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制方案</p><p><b>　　自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)</b></p><p>　　制冷裝置的自動(dòng)保護(hù)，制冷裝置的事故可能有：液擊，排氣壓力過(guò)高，潤(rùn)滑油供液不足，蒸發(fā)器內(nèi)載冷劑凍結(jié)，制冷壓縮機(jī)配用電機(jī)過(guò)載，為此

60、，制冷裝置均應(yīng)針對(duì)具體情況設(shè)置一定的保護(hù)裝置。</p><p>　　下面是本制冷系統(tǒng)（氟里昂制冷裝置）的自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)包括：</p><p>　?。?）高、低壓繼電器。接于制冷壓縮機(jī)排氣管和吸氣管，防止壓縮機(jī)排氣壓力過(guò)高和吸氣壓力過(guò)低。（2）油壓繼電器。與制冷壓縮機(jī)吸氣管及油泵出油管相接用于油壓過(guò)低，壓縮機(jī)潤(rùn)滑不良。（3）溫度繼電器。安裝在殼管式蒸發(fā)器的冷凍水管路上，防止冷凍水凍結(jié)。壓縮機(jī)排

61、氣溫度過(guò)高會(huì)使?jié)櫥瑮l件惡化，潤(rùn)滑油碳化，影響壓縮機(jī)壽命，所以在壓縮機(jī)排氣腔內(nèi)或排氣管上設(shè)置溫度繼電器當(dāng)壓縮機(jī)排氣溫度過(guò)高時(shí)，指令壓縮機(jī)停機(jī)，當(dāng)溫度降低后，再恢復(fù)壓縮機(jī)的運(yùn)行。（4）水流量繼電器。分別安裝在蒸發(fā)器和冷凝器的進(jìn)，出水管之間，當(dāng)冷凍水量或冷卻水量過(guò)低時(shí)可自動(dòng)停機(jī)，以防蒸發(fā)器凍結(jié)或冷凝壓力過(guò)高。（5）吸氣壓力調(diào)節(jié)閥。為避免壓縮機(jī)在高吸氣壓力下進(jìn)行，在壓縮機(jī)吸氣管上裝有吸氣壓力調(diào)節(jié)閥，通過(guò)吸氣節(jié)流，增大吸氣比容，減小制冷劑循環(huán)量。

62、</p><p><b>　?。ǘ?壓力調(diào)節(jié)</b></p><p><b>　　1.冷凝壓力調(diào)節(jié)。</b></p><p>　　制冷裝置運(yùn)行時(shí)，冷凝壓力對(duì)對(duì)系統(tǒng)性能有很大影響。當(dāng)冷凝壓力偏高，容積效率減小，制冷量減小，耗功率增大，排氣溫度升高。</p><p>　　冷凝壓力的調(diào)節(jié)方法的實(shí)質(zhì)是通過(guò)

63、調(diào)節(jié)冷凝器容量實(shí)現(xiàn)的。調(diào)節(jié)冷卻劑流量和冷凝器的傳熱面積是調(diào)節(jié)冷凝壓力得主要方法。①冷卻劑流量法：在水冷式冷凝器中，常采用水流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)冷凝壓力，水流量調(diào)節(jié)閥有壓力控制型和溫度控制型兩類。②冷凝器傳熱面積的調(diào)節(jié)方法：適用于具有多組冷凝器串聯(lián)時(shí)，通過(guò)電磁閥開啟或截?cái)嗬淠?，以改變冷凝器面積。</p><p><b>　　2.蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)。</b></p><p>　　外

64、界條件變化和負(fù)荷變化時(shí)，會(huì)引起制冷裝置蒸發(fā)壓力（蒸發(fā)溫度）變化。蒸發(fā)壓力的波動(dòng)，會(huì)使被控對(duì)象的控制精度降低，蒸發(fā)溫度過(guò)低，導(dǎo)致系統(tǒng)能效降低；蒸發(fā)溫度過(guò)高，又會(huì)出現(xiàn)壓縮機(jī)過(guò)載、除濕功能降低等。</p><p>　　蒸發(fā)壓力的調(diào)節(jié)的實(shí)質(zhì)是調(diào)節(jié)蒸發(fā)器的容量。蒸發(fā)壓力控制還可以采用蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥來(lái)實(shí)現(xiàn)，它是根據(jù)蒸發(fā)壓力高低自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門開度，控制從蒸發(fā)器中流出制冷劑質(zhì)量流量，以維持蒸發(fā)壓力的恒定。</p>&

65、lt;p><b>　　附錄</b></p><p>　　中小型制冷壓縮機(jī)各系列主要技術(shù)規(guī)格參見習(xí)題集表。</p><p>　　氟利昻臥式殼管式冷凝器（光管）無(wú)縫鋼管。</p><p>　　（3）R-12臥式殼管式蒸發(fā)器（上海冷凍機(jī)廠）</p><p>　　冷卻面積35m2,外徑ф416，管板間長(zhǎng)度1900mm,冷卻

66、管外徑×內(nèi)徑×根數(shù)ф21×ф14．5×136；水通程數(shù)4，連接管：進(jìn)液Dg25，回汽Dg50，冷卻管為螺紋管，肋化系統(tǒng)τ=3．4；紋高1．5mm,每米紋數(shù)625個(gè)，螺紋翅端外徑φ21mm，螺紋管外徑×內(nèi)徑φ18×14．5，每米管長(zhǎng)外表面積0．155m2/m，內(nèi)表面積0．0456m2/m。</p><p>　?。?）貯液器：（上冷）</p>

67、<p>　?。?）油分離器：（上冷）</p><p>　?。?）熱交換器：（上冷）</p><p>　　（7）熱力式膨脹伐 （上冷）</p><p>　?。?）干燥過(guò)濾器：（北冷）</p><p>　　外徑×長(zhǎng)度=Ф133×330mm;配管Dg40。</p><p>　　DF型電磁閥（上冷

68、）</p><p>　　中小型制冷壓縮機(jī)各系列的主要技術(shù)規(guī)格表</p><p><b>　　四.參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　中國(guó)計(jì)劃出版社主編，《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》(國(guó)標(biāo)GBJ50019-2003)，北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2003</p><p>　　中國(guó)計(jì)劃出版社主編，《暖通空調(diào)制圖標(biāo)準(zhǔn)》(國(guó)標(biāo)GB

69、/T 50114-2001)，北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2001</p><p><b>　　李樹林主李樹林</b></p><p>　　《小型制冷裝置設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 第一版，西安交通大學(xué)出版社，1998</p><p>　　馮玉琪主編，《新型空調(diào)制冷設(shè)備及配件選用手冊(cè)》，北京：人民郵電出版社，1999</p><p>　　何耀

70、東主編，《暖通空調(diào)制圖與設(shè)計(jì)施工規(guī)范應(yīng)用手冊(cè)》，北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1999</p><p>　　彥啟森、石文星、田長(zhǎng)青編著，《空氣調(diào)節(jié)用制冷技術(shù)》（第四版），北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010</p><p>　　趙榮義、范有養(yǎng)、薛殿華、錢以明編著，《空氣調(diào)節(jié)》（第四版），北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008</p><p>　　《小型制冷裝置設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 第一