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制冷课设计指导书2015
制冷课程设计
一、目的
了解冷冻站设计的内容、程序和基本原则;
学习设计计算的步骤和方法;
巩固所学的理论知识,培养学生运用所学知识解决工程问题的能力。
二、设计任务
市某厂空调楼,空调系统总冷负荷 kW,末端装置为风机盘管,要求冷冻水供水温度 ℃,回水温度 ℃,制冷系统以氨为制冷剂。
三、其它原始资料
1.水源:自来水,利用冷却塔实现冷却水循环使用。
2.室外气象参数:冷冻站所在城市夏季空调室外计算干、湿球温度。
3.土建资料:制冷机房、休息室、操作间的面积、高度等具体尺寸由学生自行确定,并提资料给土建专业进行设计。
四、设计内容及要求
(一)制冷压缩机型号、台数的确定
确定制冷系统的总制冷量
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,由于制冷设备、制冷剂、载冷剂管路等的冷损失而带来的附加系数。一般对于间接供冷系统,空调冷负荷小于174kW时,A=0.15~0.20; 空调冷负荷为174~1744kW时,A=0.10~0.15; 空调冷负荷大于1744kW时,A=0.05~0.07。对于直接供冷系统,A=0.05~0.07。《制冷技术》,《制冷设计规范》。
确定制冷剂种类和系统型式
活塞式制冷系统,氨为制冷剂。
系统型式:多机组并联系统。
确定制冷系统的设计工况
根据空调系统对冷冻水温度的要求及当地冷却水源、水质、水温、气象条件,确定蒸发温度te、冷凝温度tc,吸气温度t1、过冷温度tg。在压-焓图上绘制出制冷机的运行工况。
(1)蒸发温度te的确定其值取决于所采用的冷媒种类及蒸发器的形式。
① 以水或盐水为载冷剂,当采用卧式壳管蒸发器时,蒸发温度按对数平均温差计算,即:
式中 ——对数平均温差(℃),对于介质为氨-水的卧式壳管蒸发器取46℃;
——蒸发器入口载冷剂温度(℃);
——蒸发器出口载冷剂温度(℃);
——制冷剂的蒸发温度(℃)。
对数平均温差见《制冷技术》P156。
② 以水或盐水为载冷剂,当采用螺旋管式蒸发器时,蒸发温度可根据蒸发器出口载冷剂温度决定,即:
式中: ——蒸发器出口载冷剂温度(℃)。
须取整。
(2)冷凝温度的确定
冷凝温度按照对数平均温差来计算:
式中: ——冷凝器入口冷却水温度(℃);
——冷凝器出口冷却水温度(℃);
——制冷剂的冷凝温度(℃)。
冷凝器对数平均温差的取值见《空气调节用制冷技术第二版》P74表4-5,或《制冷技术》P154表8-1。
对于使用冷却塔的冷却水系统,冷凝器入口冷却水温度按下式计算:
式中: ——夏季室外平均每年不保证50h的湿求温度(℃);
——冷却塔的冷幅高(℃),即冷却塔出水温度与湿球温度之差。对自然通风冷却塔或喷水池,=5~7℃;对机械通风冷却塔,=2~4℃。见《制冷技术》P151。
,取整。
冷凝器出口冷却水温度按下式确定,见《制冷技术》P151。
立式壳管式冷凝器:
卧式或组合式冷凝器:
淋激式冷凝器:
(3)压缩机吸气温度的确定
当系统无回热循环,且吸气管保温良好时,压缩机的吸气温度应根据过热度确定。即:
对于氨制冷剂,=5~8℃,见《空调工程中的制冷技术》P25。
(4)再冷温度的确定
对于设置再冷却器的制冷系统,通常取再冷温度比冷凝温度低3~5℃,即:
本设计不设再冷却器,再冷度忽略不计。
(5)制冷剂压-焓图的绘制
注:012345表示空调工况,0’1’2’3
确定压缩机型号、台数,校核压缩机配套电机功率
(1)压缩机型式
常用的制冷压缩机有活塞式、离心式和螺杆式等。中、小型冷冻站多采用活塞式制冷压缩机;大、中型冷冻站一般采用离心式或螺杆式。
(2)压缩级数
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,采用单级压缩;当时,采用双级压缩。若以R12、R22、R134a为制冷剂,当时,采用单级压缩;时,采用两级压缩。
(3)压缩机容量及台数
式中:n——压缩机台数(台);
Qog——单台压缩机设计工况下的制冷量(kW)。
压缩机容量及台数应满足:①制冷量满足负荷要求;②对与大、中型制冷装置,不宜少于2台,且应选择相同系列的压缩机;③台数不宜过多,一般不考虑备用。
活塞式制冷压缩机设计工况下制冷量的计算方法有两种:
1)直接计算法
式中:Vth——压缩机的理论体积输气量(m3/s);
——设计工况下单位容积流量制冷剂的制冷能力(kJ/m3);
——压缩机设计工况下的输气系数,见《制冷技术》P61,62。
2)换算法
同一台压缩机不同工况下的制冷量不同。压
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