体育馆冰球场制系统设计.docxVIP

体育馆冰球场制冷系统设计 姓名：葛宇衡 班级：制冷131 学号：130216109 指导老师：王宏 制冷与冷藏技术课程设计说明书 前言 本次课程设计的设计题目为郑州某体育馆冰球场制冷系统设计。在设计的初级阶段，我从图书馆和网上查阅了大量的关于人工冰场的相关资料，进行翻阅、查找和记录进行了制冷系统设计方案的论证。且在整个设计中，我进行了制冷系统冷负荷计算，管道的计算和设备的选型计算。其中制冷系统冷负荷计算包括对流换热负荷、辐射负荷、地下传热负荷、冻冰负荷、人体和照明负荷的计算。通过设备的选型绘制了制冷系统原理图。在绘制图纸的过程中，我对制冷系统的原理、流程，各部件及相关的阀门，自控元件以及制图符号有了全方面的了解。 第一部分 方案论证 气象条件： 郑州地区： 北纬：3444＇ 东经：11342＇ 夏季通风温度：32C 夏季室外湿球温度：27C 二、方案确定并论证： 制冷方案设计是计算单位依据设计任务书而提出的初步设想，是一个关键的环节，制冷装置使用效果的好坏都与所选用的制冷方案有着密切的关系，如果确定的制冷方案不当，会给体育馆的冰球场建造带来不应有的经济损失和操作管理不便。因此，在确定方案时，应根据冰球场使用性质，规模，和投资限额，工艺要求，冷却水水质，水温和水量，制冷装置所处环境，室外空气温湿度等进行确定，并从购进，实用，发展，经济等诸方面出发，选择最佳的设计方案。 1、载冷剂的选择： 采用乙二醇的水溶液作为载冷剂。纯的乙二醇无色无味，无电解性，不燃烧，化学性质稳定。乙二醇的水溶液略显毒性，但对食物无危害，略显腐蚀性，使用时应加缓蚀剂。 2、制冷剂的选择： 间接蒸发式制冷系统的工质用R22。R22 单位制冷量高，DDP,GWP较小，属于过渡性替代制冷剂，在本次设计中可以使用。 3、冷凝器类型的确定： 冷凝器类型有多种，应根据制冷装置所处的环境，冷却水水质，水温和水量来进行确定。根据郑州地区的气象环境等因素，确定本次设计采用卧式壳管式冷凝器。 4、蒸发器类型的确定 ：采用满液壳管式蒸发器 5、节流机构的确定 ： 采用浮球阀节流。用于具有自由液面的蒸发器的自动调节，根据制冷量的大小选型。 第二部分 冰场冷负荷计算 一、冰场负荷设计条件： 1、冰场面积：30X30m2 2、冰面温度：-5℃ 3、初冻时间：48h 4、室内温度： 22℃ 5、冰层厚度： 40mm 6、室内湿度：60% 二、计算冰场热负荷： 1、对流换热负荷： Q1=αCx(ta－tb) =2.58X（22+5）=69.66W/m 其中:αC—对流热系数， V=1m/s, αC=2.58W/m2 ℃ ta—空气温度，+22℃。 tb—冰面温度，-5℃。 P1= Q1 X S=69.66 X 30 X 30=62.694 KW 2、辐射负荷： =78.849J P1 = Q2X S=78.849X30X30=70964w=71.964kw 3、混凝土热负荷： Q3=CmΔt =1050X126000X(22+5) =3.7044 X10^9 J 其中: k—混凝土比热。C=1050 J/（kg.℃） m—混凝土质量。 m=ρV=700X30X30X0.2=126000kg Δt—传热温差。 P3= Q3/t=3.7044 X10^9 /(48X3600)=21.4375kw 4、冰的负荷： 冰的凝固潜热为: 335kJ/kg 冰的质量: m=ρV=917X30X30X0.04=33012kg 1）32℃的水降为0℃的水: qa=CmΔt=4.2X33012X32=4436812.8kJ 2）0℃的水降为0℃的冰: qb=rm=335X33012KJ 3) 0℃的冰降为-5℃的冰: qc=CmΔt=2.1X33012X5=346626KJ Q2= qa+qb+qc8 KJ P4 = Q2 /t8/(48X3600)=91.68 KW 5、地面热负荷 ： Q5=K(td－tp) 其中:k—地下层传热系数， 1/k= d1 /λ1+ d2 /λ2 + d3 /λ3 =0.02/0.93+0.02/0.93+0.15/0.037 =4.097