棉纺厂空调用制冷系统及机房设计

1、编号： 课程设计说明书（课程名称、三号字、加粗、宋体） 题 目 上海高洋棉纺厂空调用 制冷系统及机房设计 院 （系）： 建筑与交通工程学院 专 业： 建筑环境与设备工程 学生姓名： 吕军思 学 号： 1101520116 指导教师： 薛兴 2014 年 2 月 26 日目 录1 绪论 12 课程设计内容和计算选型 12.1 原始材料 12.1.1设计任务及条件 12.1.2地理位置12.1.3室外空调设计参数 12.1.4室内气象参数 22.2 工况确定 22.2.1确定总制冷量 22.2.2制冷剂的选择 22.2.3蒸发温度冷凝温度及过冷度过热度的确定 32.3 状态点的确定和相关热力计算

2、5 2.3.1绘制压焓图 5 2.3.2进行热力计算 62.4 压缩机的选择 7 2.4.1压缩机形式的选择72.4.2压缩机级数 82.4.3压缩机的容积功率82.4.4计算系统的理论输气量与型号选定82.4.5压缩机功率计算92.4.6确定压缩机的台数102.4.7压缩机的校核 112.5 冷凝器的设计计算 112.5.1冷凝器的选择112.5.2确定冷凝器的换热面积 112.5.3冷凝器的设备选择122.5.4冷凝器校核122.5.5冷却水计算122.5.6动力设施132.6 蒸发器的选择计算162.6.1确定蒸发器的型式 162.6.2蒸发器传热面积计算 162.6.3冷冻水系统 16

3、2.7 膨胀阀的选择与计算 172.7.1流量系数 172.7.2进入膨胀阀的质量流量 172.7.3阀孔面积 172.8 其他辅助设备的选择182.8.1油分离器选择计算 182.8.2高压贮液器选择计算 182.8.3气液分离器选择计算 192.8.4不凝性气体分离器选择192.8.5过滤器和干燥器选择 202.9 设备清单 203 机房布置21 3.1 制冷机房的设计原则213.2 制冷设备的布置原则213.3 制冷剂管路的布置原则213.4 冷冻水管的保温 224 制图225 结论总结22参考文献241、 绪论本次设计的是上海高洋棉纺厂空调用制冷系统及机房设计。针对该棉纺厂的功能要求和

4、特点，以及该地区气象条件和空调要求，参考有关文献资料对该厂的制冷系统进行系统规划、设计计算和设备选型。对其进行了冷、热、湿负荷的计算，还对各室的所需的新风量进行了计算。根据计算结果，对性能和经济进行比较和分析，对设备的选择、材料的选用，确保了设备在容量、减震、消声等方面满足人们的要求,并使系统达到了经济、节能的目的，按照国家相关政策做到了环境保护。建筑是人们生活与工作的场所。现代人类大约有五分之四的时间在建筑中度过。人们已逐渐认识到，建筑环境对人类的寿命、工作效率、产品质量起着极为重要的作用。伴随着社会生产力的发展，在生产过程所要求的空气状态及人类自身工作和居住所要求的空气状态不断提高的条件下

5、产生了空调，并得到了很大的发展。因此随着人民生活的提高，空调的普及率也就日益增高。所以对于大型公共、民用建筑及一些特殊场所来说，空调是不可缺少的。但值得注意的是空调在使用过程中耗能量较大，同时，除了空调所具有对生产和人民生活的正面作用外，根据目前的研究表明，它还存在一定的负面作用，例如“病态建筑综合症”等。因此在考虑室内气流组织及冷热源、水泵的合理选用就显得格外重要。2、 课程设计内容和计算选型2.1、 原始材料2.1.1设计任务及条件：上海高洋棉纺厂该厂空调系统冷负荷为1110kw，采用间接供冷方式；冷冻水的供水温度为7，回水温度为12；夏季采用两班工作，工作时间为7:00-23:00，白天

6、空调冷负荷与夜间冷负荷的相差不大；采用独立空调制冷机房,制冷机房与车间及其他办公场地的最小距离为500米；可根据制冷系统的布置需要，确定制冷制房的建筑结构(包括建筑朝向、面积大小、房间高度、门窗等) ，制冷机房设于地上一层。冷冻水供回水温度：供水温度7. 回水温度12 冷却水：自来水最高温度28（上海市地下水资源约22.7亿立方米，潜水补给水量75%，深层承压水可开采量占25%-出自上海市地方志办公室）2.1.2、地理位置：上海，北纬31°10，东经121°26，海拔4.5m2.1.3、室外空调设计参数：夏季计算干球温度： 34夏季计算湿球温度： 28.2冬季计算干球温度：

7、 4冬季计算相对湿度： 75夏季平均风速： 3.2m/s冬季平均风速： 3.1m/s夏季大气压力： 1005.3hpa冬季大气压力： 1025.1hpa注释：以上参数出自暖通空调新技术设计实例图集（中国建筑工业出版社）2.1.4、室内气象参数： 夏季: 室内温度（）：2228；相对湿度（%）：5580；空气流速（m/s）：0.3； 冬季：室内温度（）：1624；相对湿度（%）：5078；空气流速（m/s）：0.2； 注释：以上参数出自建筑环境学纺织厂的相对湿度控制范围表。 2.2 工况确定：2.2.1、确定总制冷量：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

8、冷损失，可按下式计算： q（1+a）×q0(1+12%)×1110kw1243.2 kw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冷损失附加系数一般对于间接供冷系统，当空调制冷量小于174kw时，a=0.150.20；当空调制冷量为1741744kw时，a=0.100.15；当空调制冷量大于1744kw时，a=0.050.07；对于直接供冷系统，a=0.050.07。于本制冷系统采用间接制冷，制冷量为1110kw，所以a取0.12，取太大会浪费能源，取太小又可能导致供冷量不足。2.2.2、制冷剂的选择：常用的制冷剂种类：nh3 、r11、

9、 r123、 r12、 r134a、 r22、 r502今对其进行制冷能力的比较如表一 其中r11，r12已经被禁用。 表一： 常用制冷剂制冷剂nh3r123r134ar22大气压力下的沸点（）-33.327.87-26.16-40.8单位容积制冷能力（kj/kg）2158.7160.71231.32099比率（以氨为1）10.0740.570.97临界点温度270.05362.63213.91205.59临界点压力mpa1643.7531.1588.25723.74导热系数（液体）0.31550.04760.05210.0537粘度（液体）0.3921.2920.6200.503破坏臭氧层潜

10、能值（odp）00.0200.055温室效应潜能值（gwp）09013001500注释：以上资料来自于制冷剂应用手册（美佳空调公司） 本系统用于纺织厂，人物活动频繁，对卫生及人身财产安全要求较高，而氨制冷易燃易爆，不符合要求，故本系统不采用。r22是较为常用的中温制冷剂之一,其沸点为-40.8，凝固点为16。常温下的冷凝压力和单位容积制冷量与氨接近，比r12要大，压缩终温接近于氨和r12之间，能制取的蒸发温度达80。r22不燃烧,不爆炸，也是一种较为安全的制冷剂。r22的流动性比r12要好，传热性能与r12 接近，溶水性比r12略大。但是，r22对大气臭氧层稍有破坏作用，r22化学性质稳定、无

11、毒、无腐蚀、无刺激性，并且不可燃，广泛用于空调用制冷装置，目前对它的实用技术比较成熟，而且比较廉价，虽然对大气的臭氧层有一定的破坏，但还是被广泛使用。综上分析，本制冷装置使用r22。2.2.3、蒸发温度冷凝温度及过冷度过热度的确定：(1）蒸发温度t0的确定：直接蒸发式空气冷却器：t0t出2（68）用于冷却水或盐水的蒸发器：t0t出2（23）此系统采用间接供冷方式，以水为载冷剂，冷冻水供水温度t出2=7，为获取较好的制冷系统的运行经济性以及增大传热温差，减少蒸发器的初投资，取t出2 t03，所以t0=7-3=4其传热温差： t0m= (t进2t出2)/(t进2t0)/( t出t0 2) =(12

12、7)/(124)/( 74) =5（2）冷凝温度tk的确定：不同冷凝器冷凝温度的确定方式：风冷式冷凝器： tkt进1（1016） 水冷式冷凝器： tkt进1（714） 蒸发式冷凝器:tk夏季室外计算湿球温度(815)且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进1=ts+ts=28.2+2.0=30.2 式中：ts夏季空气调节室外计算湿球温度28.2 ts安全值，对于机械通风冷却塔，ts =24。冷却水出冷凝器的温度t出1，与冷却水进冷凝器的温度及冷凝器的形式有关。选用卧式壳管式冷凝器。按下式确定：t出1= t进1+(35)=30.2+5.0=35.2本系统采用水冷式卧式壳管

13、冷凝器，冷凝温度与冷却水进口温度差取7则冷凝温度为：tk= t进1+(714)=30.2+7=37.2其传热温差: tkm= (t出1t进1)/(tkt进1)/( tkt出1)=(35.2-30.2)/(37.2-30.2)/(37.2-35.2) =4 则冷凝器内制冷剂的温度tk=tk+tm=41.2（3）过冷度的确定；是否采用过冷应进行全面的经济技术分析。节流前液体的过冷可在系统中设置再冷却器，或当系统中使用卧式壳管式冷凝器时，增大冷凝器的传热面积5%-10%来实现，一般会提高制冷循环的经济性，但会增加设备的投资，所以要考虑具体条件，合理选择过冷度。一般情况下，过冷温度比冷凝温度低35，即

14、过冷度温tgl： tgltk（35）液体过冷可以减少节流损失，有助于提高单位制冷量和制冷系数，但是过冷温度过低对设备的要求提高，不利于经济效益的提高。这里取过冷度为4。过冷温度为 tgltk（35） =tk-4=37.2-4=33.2 (4)过热度的确定 过热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。氟利昂过热温度为tgrt+15。这里取过热度为t=10。综上，汇总如下表 表二：蒸发温度（）过热度（）冷凝温度（）过冷度（）41037.242.3、 状态点的确定和相关

15、热力计算：2.3.1、绘制压焓图： lg-p (mpa) 3 3 38.2 2 2 4 4 4 1 1 h4/ h4 h1 h1/ h2 h(kj/kg) 表三： 根据绘制的p-h图查表求得各状态参数状态点温度（）绝对压力（kpa）比焓 (kj/)比容 （m³/）14.50343.7410.770.0589219.50343.7404.420.05057245.323949.7426.020.02249237.50949.7417.080.02133337.50949.7252.45332.50949.7245.0744.50343.7252.450.023644.50343.724

16、5.070.01252.3.2、进行热力计算：（1）、单位质量制冷量（q0）的计算：q0 = h1h4/= 410.77 245.07 = 165.7 kj/kg（2）、单位容积制冷量（qv）的计算：qv= 2875.24 kj/m3（3）、制冷剂质量流量（mr）的计算mr= = = 7.502 kg/s（4）、制冷剂的体积流量（vr）的计算： vr = = 7.502×0.05057 = 0.38m3/s（5）、压缩机所需的理论功率pth的计算： pth= mr(h2h1/) = 7.502×(426.02-404.42)=162.0432kw（6）、制冷系数（0）的计算

17、：0 = = =7.44（7）、单位冷凝负荷（qk）的计算：qk = h2h3/ = 426.02 245.07 = 180.95 kj/kg（8）、冷凝器热负荷（qk）的计算：qk = mr × qk= 7.502 × 180.95 = 1357.4869 kw（9）、逆卡诺循环制冷系数的计算/c= = 8.35（10）、热力完善度（）的计算= = = 0.892.4、 压缩机的选择：2.4.1、压缩机形式的选择：已知：压缩比：pk/po=949.7/343.7=2.76压缩机理论功率：pth=173.5776 kw总制冷量：q0=1243.2kw单位容积制冷量：qv=2

18、875.24 kj/m3常用的制冷压缩机有活塞式制冷压缩机螺杆式制冷压缩机离心式制冷压缩机。一般用作空调冷源大中刑冷冻站设计选用离心式或螺杆式。对本设计系统，综合考虑经济选用的制冷工质运行管理及对制冷量调节等方面的因素，选用螺杆式制冷压缩机。制冷压缩机与活塞式制冷压缩机、离心式制冷压缩机相比是较晚的一种机型。螺杆式制冷压缩机的结构特点，决定了它的许多优点，如： (1)零件数仅为活塞式的1/10，压缩机平衡性好，振动小，转速高； (2)结构紧凑、能适用于大压缩比的工况； (3)排气温度低； (4)结构紧凑，无吸排气阀，易损部件少； (5)容积效率高； (6)对湿压缩不敏感； (7)可实现无级能量

19、调节, （滑阀15%-100%）； (8)维护方便，常用于大中型制冷系统。 其缺点是： (1)油系统复杂，低压缩比下能耗较大； (2)制冷剂气体周期性地高速通过吸、排气孔口，通过缝隙的泄漏等原因，使压缩机有很大噪声，需要采取消音减噪措施； (3)螺旋形转子的空间曲面的加工精度要求高，需用专用设备和刀具来加工； (4)由于间隙密封和转子刚度等的限制，目前螺杆式压缩机还不能像往复式压缩机那样达到较高的终了压力。表四： 三种常用的制冷压缩机的比较压缩机种类活塞式螺杆式离心式单级最大压缩比10204.5单机制冷量（kw）305806027307034222最大排气压力（bar）15.518.

20、510.0最高排气温度（）1201509010575单级最大进、出口压差（bar）141812.6 2.4.2、压缩机级数：压缩机的级数应根据设计工况的冷凝压力与蒸发压力之比来确定。若以氟利昂为制冷剂时，当pk/p0=949.7/343.7=2.7610时，应采用单级制冷压缩机。2.4.3、压缩机的容积功率：式中：p1 压缩机的吸气压力，mpa ；p2 压缩机的排气压力，mpa ；n 制冷剂的压缩指数，制冷剂为r717时，n = 1.28，制冷机为r12时，n = 1.13，制冷剂为r22时，n = 1.18。此处取v n = 1.18。2.4.4、计算系统的理论输气量与型号选定： =0.46

21、m3/s,根据排气量制冷剂理论排量(m3/h)标准工况制冷量(30/-15)kw空调工况电机功率kw转速r/min电源能量调节范围噪音db(a)进气管直径mm出气管直径mm进出水管直径mm冷却水量m3/h长mm宽mm高mmr2210205573502960380v 50hz15100%无级调节90dn150dn100dn7020345013462000初步选定冰轮公司qc系列压缩机，型号为qkf20m，其主要技术参数如下 表五：由其技术参数表可知该型号压缩机的排气量为1020m3/h ，1020×2 m3/h1661.729m3/h ，故确定压缩机的台数为两台。在确定压缩机型号的情况

22、下，校核压缩机在设计工况下的制冷量，若压缩机在设计工况下的制冷量不满足要求，则重新选定压缩机的型号，再进行校核，直到选定的压缩机的制冷量满足设计要求后，再进行压缩机轴功率、压缩机配用电机功率的计算。压缩机在设计工况下的实际排气量： m3/h 压缩机在设计工况下的制冷量： =1092.59 kw 制冷机及电机工作参数的计算中，应考虑到管道系统及设备的冷损失，故对制冷机的冷凝能力应考虑备有15%20%的富裕量，则设计工况制冷量：=1242.2×1.2=1491.84kw 则两台压缩机的制冷量q0=2×q0g=2483.86 kw1491.84kw，可以满足要求2.4.5、压缩机

23、功率计算:（1） 压缩机的理论功率： 式中：压缩机内单位质量制冷剂所消耗的理论功，（2）压缩机设计工况下的指示功率：当压缩比为pk/p0=949.7/343.7=2.76，查询螺杆式制冷压缩机指示功率关系图可知=0.80。则：pi= （3）压缩机设计工况下的轴功率：pe=式中：螺杆制冷压缩机的机械效率，通常在0.950.98之间。这里取=0.95。 （4）压缩机的摩擦功率 式中摩擦力换成的压力值立式氨压缩机约为0.6立式氟利昂压缩机约为0.30.5 （5）有效功率： 式中 压缩机机械效率，一般为0.80.9（6）压缩机设计工况下的配用电动机功率： 式中： 传动效率，直联时， = 1.0，皮带传

24、动时， = 0.970.99。本设计系统采用直联。压缩机空调工况下配用电动机功率350kw,350 kw296.55kw符合要求。 2.4.6、确定压缩机的台数：压缩机台数： 个 式中n压缩机台数（个） q单台压缩机在设计制冷工况下的制冷量（kw/h） 所以该制冷系统选择两台单机螺杆式压缩机，型号为qkf20m。2.4.7、压缩机的校核：在确定压缩机型号的情况下，校核压缩机在设计工况下的制冷量，若压缩机在设计工况下的制冷量不满足要求，则重新选定压缩机的型号，再进行校核，直到选定的压缩机的制冷量满足设计要求后，再进行压缩机轴功率、压缩机配用电机功率的计算。压缩机在设计工况下的实际排气量：m3/h

25、 =0.1285 m3/s压缩机在设计工况下的制冷量：=1092.59 kw 则两台压缩机的制冷量：，可以满足要求。2.5、 冷凝器的设计计算：2.5.1、冷凝器的选择： 冷凝器的选择原则：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。一般在冷却水水质较好、水温较低、水量比较充足的地方，宜采用卧式冷凝器。上海地区满足上述条件,所以选用卧式壳管式冷凝器。特点如下： （1）结构紧凑，体积比立式小； （2）传热系数比立式高； （3）冷却水进出口温差大，耗水量小； （4）室内布置，操作较为方便。 但是它对水质的要求高，清洗时必须停机，且制冷剂泄漏不易被发现2.5.2、

26、确定冷凝器的换热面积：冷凝器热负荷计算： 式中： 冷凝器热负荷系数，它与蒸发温度、冷凝温度、气缸冷却方式以及制冷剂种类有关，其值随蒸发温度的降低和冷凝温度的升高而增加。这里取=1.13。冷凝器传热面积的计算： m2 式中：k 冷凝器的传热系数，w/（·k），由于采用氟利昂作为制冷剂的卧式壳管式冷凝器，其传热系数7001500 w/（·k），在这里k取1100 w/（·k）。 由于前面已经确定需要两台压缩机，故初步选定两台冷凝器。 实际所需理论面积为： 2.5.3、冷凝器的设备选择：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

27、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%。此外若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5%10%，以保证液态制冷剂有35的过冷度。则冷凝器的实际传热面积： ak=ak/×(1+0.15)=169.645×1.15=195.09 m2由此可选择冷凝器型号为：武汉新世纪制冷公司的wn200冷凝器；具体参数见下表六：型号冷凝面积容器类别筒体直径外型尺寸安装尺寸质量m2emdn(mm)(l)(h)(b)b1b2b3bxlkgwn200200二650593612407755904302020253750主要尺寸l1l2l3l4h1h2974

28、674417216395332002.5.4、冷凝器校核：冷却水量w确定： w=0.067m3/s 式中： 冷却剂的定压比热，水为4.186 kj/kg.；水的密度，为1000kg/m3。2.5.5、冷却水计算：(1) 冷凝器需要的冷却水量: w=0.067 m3/s=241.2 m3/h(2) 压缩机需要的冷却水量： w=0.86pe/t=0.86×257.87×0.15÷8=4.16 m3/h式中：pe压缩机轴功率；冷却水带走热量占全部压缩机耗功量的百分比，取=0.130.18；t冷却剂出口温差，取510。 所以需要的总冷却水量为：241.2+4.16=245

29、.36 m3/h2.5.6、动力设施: (1)冷却塔的选择：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v=245.36×(1+0.1)=269.896m3/h ，式子中已加了附加系数0.1上海的室外湿球温度为28.2，所以选用安丘市华翔冷却塔厂的圆形逆流式玻璃钢冷却塔，根据其提供的选型参数表： 表七： cdbnl3系列低噪声型逆流冷却塔主要参数表型号参数t=28冷却水量（m3/h)t=27冷却水量（m3/h)主要尺寸（mm)风量（m3/h)风机直径(mm)电机功率（kw）重量（kg)进水压力104pa噪声db(a)直径dm t=5t=8t=5t=8总高度最大

30、直径自重运转重dm10m16mcdbnl3-1212915102972160072007000.63065841.95037.133.51.5cdbnl3-202015241730622000180008000.833064425036.332.61.5cdbnl3-3030223527328124001800012000.854611002.215139.535.91.8cdbnl3-4040304634378124002150012001.161812582.65139.535.91.8cdbnl3-5050375744381628002800014001.575616402.655140

31、.737.12.1cdbnl3-6060446851406628003230014001.595017522.95241.738.12.1cdbnl3-7070517960415333003920016002.299822722.785243392.5cdbnl3-8080619270440333004340016002.2108324513.0352.543.539.52.5cdbnl3-1001007411486441039005600018003123033222.865346423cdbnl3-12512592142108469039006720018004132034223.1554

32、46.743.43cdbnl3-150150112171129476546008400024004204544752.95447.544.13.6cdbnl3-175175131200150501546009430024005.5218248083.155548.545.13.6cdbnl3-2002001532311805194570011200028005.5266361233.015549.646.34.2cdbnl3-2502501862832155444570013430028007.5287568923.265650.647.34.2cdbnl3-30030022533426057

33、13640016800034007.5413298053.55651.848.55cdbnl3-350350267395304596364001874003400114434104793.7556.552.3495cdbnl3-400400301455341626974002240003800114995127823.65753.850.75.9cdbnl3-450450343514387651974002420003800115341141603.855753.850.75.9cdbnl3-500500375576427689082002800004200156612171023.75755

34、51.96.6cdbnl3-60060045468051673908200302200420018.57414129044.2585652.46.6表八： 选用型号为dbnl3-350。具体参数见下表：t=28 冷却水量(m3/h)主要尺寸(mm)风量(m3/h)风机直径(mm)电机功率(kw)重量(kg)进水压力104pa噪声db(a)直径dmt=5t=8总高度最大直径自重运转重dm10m16m35026744735134187400340011386099063.7561.557.3545(2) 冷却水泵的选择：同样根据冷却水的流量确定水泵的型号v=v=245.36×(1+0.1

35、)=269.896m3/h冷却水管径的确定： d=297 mm 从设计指导书上得出冷却水在管中水流速度v=0.81.2m/s考虑，这里取v=1.0m/s。 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。水泵的扬程由输水高度和管道的总压力损失确定，制冷系统的供水系统常用离心水泵。由于水泵的损失较大所以其流量应还要大一点，同时考虑运行故障等问题的出现，每类水泵必须多选一台作为备用。所以我选择三台上海虹兴泵业制造有限公司的iswd型管道离心泵，其性能参数如下表： 表九： 型号流量q(m3/h)扬 程(m) 效率(%)转速(r/min)电机功率(kw)允许汽蚀余量(m)iswd150-315

36、(i)b1732475145018.53.02.6、 蒸发器的选择计算：2.6.1、确定蒸发器的型式：蒸发器形式的选择，应根据制冷剂和载冷剂的种类，以及空调系统处理室的结构形式而确定。若空气处理室使用水冷式表面冷却器，以r22为制冷剂时，宜采用卧式壳管式蒸发器。所以，本设计制冷系统中采用卧式壳管式蒸发器。2.6.2、蒸发器传热面积计算： 蒸发器传热温差： tkm= (t出1t进1)/(tkt进1)/( tkt出1)=(35.2-30.2)/(37.2-30.2)/(37.2-35.2) =4传热面积： ac/=452.07 m2 传热系数k:查空气调节用制冷技术p105 表4-11知： k为

37、500600 这里取k=550。 考虑到 15%20% 的富裕量 ac= 452.07×(1+ 0.17) = 528.9 ，所以选用型号为wz300，其传热面积为 300×2 528.9 ，满足要求。其参数如下 表十：型号换热面积(m2)外型尺寸mm壳体尺寸mm接管通径mm重量kgld1hl1ddd1d2d3wz-3003006718140035285910162815025032250115502.6.3、冷冻水系统： （1）循环水量w/： w/ =0.0594 m3/s =213.8总需冷冻水量为：w = w/ + w/×2% =218.1 ；其中2%为系统

38、补水量。冷冻水管径的确定： d=226.8 mm式中：载冷剂的流速，参照空气调节用制冷技术p105 表4-11，得水速v=11.5 m/s，这里取1.5 m/s。查水管路比摩阻图可得冷冻水管的阻力为：87pa/m。冷冻水管选用abs塑钢管。 （2）冷冻水泵的选择：型号流量q(m3/h)扬程(m)效率(%)转速(r/min)电机功率(kw)允许汽蚀余量(m)iswd150-200a15044762900304.0同样根据冷冻水的流量确定水泵的型号 w=226.8，考虑流量的附加率为20%，所以v=w×(1+20%)=272.16。考虑前面已采用两台蒸发器和运行故障等问题的出现，冷冻水泵

39、又必须多选一台作为备用。所以我选择三台上海虹兴泵业制造有限公司的iswd型管道离心泵，其性能参数如下：表十一：2.7、 膨胀阀的选择与计算： 膨胀阀的容量是随工况而变的，因此选择膨胀阀时应考虑蒸发温度、膨胀阀液体进口温度和膨胀阀前后的压差等因素对容量的影响。因为热力膨胀阀是通过蒸发器出口气态制冷剂过热度控制膨胀阀开度的，广泛应用于氟利昂系统，所以我选用热力膨胀阀。计算阀孔面积：2.7.1、流量系数： 0.02005=0.020057.41+6.34×0.000789=0.199 其中，=54.95kg/m3,=0.000789m3/kg2.7.2、进入膨胀阀的质量流量: =7.5 k

40、g/s 2.7.3、 阀孔面积： = 其中，为膨胀阀进口制冷剂比容，pvi为膨胀阀进口压力，pvo为膨胀阀出口压力。考虑系统运行存在超负荷运行可能，选择采用的阀孔面积应较计算面积加大30%。a=0.0038×(1+0.3)=0.0049 m2根据济南百福特制冷设备有限公司提供的产品数据及性能参数，选用其tcl(e)系列产品。 特点： （1）蒸发温度范围大:-60+50,可适用于冻结、冷藏和空气调节装置。 （2）可互换的流口组件：更易于库存/便于容量匹配/更好的维修服务。 （3）用于r22时，名义制冷量从0.51890kw(0.15540tp)。 （4）可提供mop(最大操作压力)限制

41、功能保护压缩电机,防止由于过高的蒸发压力导致其损坏。 （5）防腐、防锈的不锈钢动力头。2.8、 其他辅助设备的选择：2.8.1、油分离器选择计算： 油分离器筒体直径： d 式中: 压缩机的理论排气量，一台为1020，两台为2040； 压缩机的容积效率，为0.824；w0 油分离器内蒸汽的流速，为0.81.0m/s，这里取1.0m/s。则选择一台型号为hq-100的油分离器，其筒体直径为900mm，其规格参数如下表十二：型号hq-1hq-3hq-6hq-10hq-20hq-40hq-60hq-100处理气量m3/min13610204060100成品气含油量mg/m31除水效率%99简体尺寸dn

42、150250300400500600700900进出口管径dn202540506580100125重量kg301501802503003804506002.8.2、高压贮液器选择计算：贮液器的容积按制冷剂循环量进行计算，其贮存量可容纳系统最大的小时制冷量对应循环工质的1/31/2。同时，考虑当环境温度变化时，贮液器内的液体制冷剂因受热膨胀造成的危险，其贮液量一般不超过整个容积的70%80%。贮液器的容积按下列公式计算： v=()=11.3m3 式中：m系统制冷剂小时循环量kg/h ；温度下的液态工质比容，查表得知=0.00088m3/kg。所以选用两台za7型高压贮液器，其规格为7m3,两台1

43、4m311.3m3，满足要求。2.8.3、气液分离器选择计算：气液分离器是用来分离蒸发器出口的低压蒸气中的液滴，防止制冷压缩机发生湿压缩甚至液击现象。气液分离器的筒体直径按下列公式计算：d=0.768m=768mm 所以，选择两台南通艾尔气体设备有限公司生产的气液分离器，型号为qhf-100。表十三：型号qhf-1qhf-3qhf-6qhf-10qhf-20qhf-40qhf-60qhf-100处理气量m3/min13610204060100除水效率%99压力降mpa0.02简体尺寸dn150250300400500600700900进出口管径dn202540506580100125重量kg3

44、0801001502002503505002.8.4、不凝性气体分离器选择： 一般的，一个系统只选配一台空气分离器，当制冷系统在标准工况下的制冷量小于1160kw时，宜采用一台小号（桶体直径为108mm）空气分离器。制冷量在1160kw以上时选用大号不凝性气体分离器一台。该系统的制冷量大于1160kw，所以选择烟台冰冻设备总厂生产的kfa-50,其d=219mm。2.8.5、过滤器和干燥器选择： 制冷剂的过滤器用于清除制冷剂中游离的水分的机械杂质，如金属屑、焊渣、氧化皮等。液体过滤器通常设在节流阀、热力膨胀阀、浮球调节阀、电磁阀和液泵之前，用以保护阀的严密性和液泵的运转部件。气体过滤器设在压缩

45、机的吸入口，用于保护压缩机的气缸和阀片，避免磨损。干燥器用于氟利昂系统吸附制冷剂游离的水分，以免流道狭窄处造成冰塞，通常氟利昂系统干燥器和过滤器做成一体，称为干燥过滤器。针对该系统我选择上海顶峰机电设备有限公司生产的neutek干燥过滤器，型号为nt-110f-m28-04，其处理流量为3.00 m³/min。2.9、 设备清单：表十四：序号名称单位型号规格数量1制冷压缩机台qkf20m=944.37.0 kw22卧式壳管式冷凝器台wn200=200 m223卧式蒸发器台wz300=300 m224油分离器台hq-100d=900mm15高压贮液器台za7v=7m326气液分离器台q

46、hf-100d=900mm27不凝性气体分离器台kfa-50d=219mm 28干燥过滤器台nt-110f-m28-04v=3.00 m³/min29冷却塔台dbnl3-350v=350m3/h110冷却水泵台iswd150-315(i)bq=173m3/h311冷冻水泵台iswd150-2aq=150 m3/h312热力膨胀阀台tcl(e)名义制冷量0.51890kw23、 机房布置：3.1、 制冷机房的设计原则：（1） 制冷机房应位于冷负荷的中心，靠近冷却水水源和电源，同时应避免日晒。机房的设计应符合采暖通风与空气调节设计规范、建筑设计防火规范等的有关规定。（2） 机房严禁设在人员密集的场所和重要部门的上面、下面及主要通道的两旁。（3） 制冷机房应以非易燃材料建筑，就