制冷机房设计计算书

制冷系统计算书姓名：牛凡班级：建环1301学号：2013024401202016年5月1．项目概况某建筑的空调系统总需冷量300kW，要求供/回水温度7/12℃，已知现有冷却水，供/回水温度32/37℃，环境空气温度35℃。2．项目要求设计一套制冷系统来满足建筑需冷要求，并绘制制冷系统流程图。3．制冷剂、润滑油和载冷剂3.1.制冷剂： R717（NH3）纯氨对润滑油无不良影响，但有水分时，会降低冷冻油的润滑作用；氨在润滑油中的溶解度很小，油进人系统后，会在换热器的传热表面上形成油膜，影响传热效果，因此在氨制冷系统中往往设有油分离器。氨液的密度比润滑油小，运行中油会逐渐积存在贮液器、蒸发器等容器的底部，可以较方便地从容器底部定期放出；纯氨对钢铁无腐蚀作用，但当氨中含有水分时将腐蚀铜和铜合金（磷青铜除外），故在氨制冷系统中对管道及阀件均不采用铜和铜合金；氨与水可以以任意比例互溶，形成氨水溶液，在低温时水也不会从溶液中析出而造成冰堵的危险，所以氨系统中不必设置干燥器。但水分的存在会加剧对金属的腐蚀，所以氨中的含水量仍限制在≤0.2％的范围内单位容积制冷能力大，蒸发压力和冷凝压力适中，制冷效率高；ODP=0,GWP=0，LCGWP+LCODP×10^5=0<100，满足环境友好性，对大气臭氧层无破坏作用；3.2润滑油：CP-1009-68适合用来润滑该制冷系统所使用的压缩机；与制冷剂流体之间存在恰当的可混合性和可溶性。有高度的化学稳定性，包含有抗氧化，耐腐蚀，低倾点及抗泡的添加剂。3.3载冷剂：水性质稳定，安全可靠，无毒害和腐蚀作用，流动传热性较好，容易获得。但是相对而言凝固点较高，适用于工作于工作温度在0℃以上的高温载冷系统中，如空调设备。4.制冷设备选择4．1制冷工况的确定（1）蒸发温度：4℃蒸发温度取值理由：用于冷却水或盐水的蒸发器，被冷却液体的温度降可取5~8℃，蒸发温度比被冷却液体的出口温度低 2~3℃。被冷却液的出口温度为 7℃，故蒸发温度范围为 4℃~5℃。（2）冷凝温度：40℃冷凝温度取值理由：对于水冷式冷凝器，冷凝温度和冷却水进口温度差取7~14℃，冷却水进出口温差取4~10℃；故冷凝温度范围为39~46℃，在此冷凝温度选择为40℃。（3）压缩机的吸汽温度 ：4℃由于压缩机吸气管短且有保温材料，故压缩机吸气过热度可忽略。即取压缩机的吸汽温度为4℃（4）再冷度：5℃4.2压缩机型号的确定该制冷系统的理论循环图如下 :关键状态点的热力参数:蒸汽压缩式制冷系统工况点温度绝对压力比焓比熵比容(℃)（MPa）(KJ/kg)[KJ/（kg/K）]（m3/kg）140.514675.600.252901.616405.600.10423401.63911.550.0017243'351.63721.650.00169440.53911.480.0017394'40.53721.600.001709制冷理论循环的热力计算：单位质量制冷能力：q0h1h4J/kg单位容积制冷能力：qvq010954380kJ3v10.25/m制冷剂质量流量：Mr03000.2740kg/sq01095制冷剂体积流量：VMv0.274030.25=0.0685m/srr1冷凝负荷：kMrqkMr(h2h3')0.2685（1640-372）=340.46kW压缩机理论耗功率：thMr(h2h1)0.2740（1640-1467）=47.40kWP理论制冷系数：th03006.329P47.40th制冷效率：ss6.329tkt00.82t0273.15c再冷器负荷：qzlh3h3'39137219kJ/kg实际循环热力计算：容积效率：V0.94p110.780.085(2)mp1假设以下参数都不发生改变：VMv0.274030.25=0.0685m/srr1300kWqq0109534380kJ/mvv10.25Mr03000.2740kg/sq01095Pth47.4068.35kWPe0.730.95轴功率：imPPth64.93kWi指示功率：i电动机输出功率：PoutPth47.4068.35kW0.730.95imd1实际压缩存在损失，压缩机电动机的输入功率：P47.40Pth80.41kWin0.730.9510.85imde冷凝负荷:k0P30068.35368.35kWe实际制冷系数：实际制冷效率：

s03003.73Pin80.41ss3.73tkt00.471t0273.15c根据系统的制冷量以及轴功：压缩机选型:JZLGA系列螺杆制冷压缩机组型号：16系列该型号16系列的压缩机，相比12.5系列，制冷量大大超出了需要值，但是12.5系列不能满足轴功率的要求，相比计算所得轴功率偏小，为了使轴功率满足要求，故选择了16系列。它的各个主要参数如下表所示：制冷量654.0kW机组轴功率115.5kW压缩机形式开启式喷油螺杆制冷压缩机转子名义直径160mm理论输气量580m3/h压缩机吸气阀口径100mm排气阀口径80mm能量调节方式无级调节能量调节范围10-100%型号（空调工况）Y280M9-2功率（空调工况）125kW电动机重量（空调工况）700kg电源3P,380V,50Hz4.3冷凝器型号的确定冷凝负荷：k0P30064.93364.93kWi冷凝器形式:水冷式卧式壳管式冷凝器。平均传热温差：tmt2't1'tk5.1℃t1'lnt2'tk冷凝器的传热系数：K'900W/(m2K)传热面积：Qk2FcK'tm79.5m冷凝器型号确定Ⅰ型DWN-90冷凝器，换热面积为902m，满足要求。4.4蒸发器型号的确定蒸发器形式：满液式卧式壳管蒸发器平均传热温差计算：t1t25.1℃tmt1t0lnt2t0计算法得到1d01-1K值，公式如下：K=(+R+)rdiw由课本表4-11，满液式卧式壳管，氨-水的传热系数范围为550~6502初步确定K=600W/(m/K)传热面积：QQF=00Ktmqq的范围为2300-3500W/m2，这里初步定为 3000W/m2；2传热面积F=100m2根据传热面积（蒸发面积） 100m,初步确定蒸发器型号 DWZ-110（蒸发面积2为110m）4.5其他辅助设备的选型（1）油分离器的设计计算4Vh2D36001

4 0.0685 3600 0.25 0.78=0.57m3600 3.14 0.5 0.1042查设计手册，取型号为 YFA-125的油分离器，其缸径 D=616mm..（2）集油器：制冷量为300kW.选择D219+D325.（3）气液分离器设计计算VMv0.27403s0.25=0.0685m/rr1又，筒体气流速度小于0.5m/s，得到外径：D=0.06854；0.43.141000=467mm选择气液分离器型号为： AFA-100，外径为516mm，满足要求。4）贮液器设计计算贮液器的容积是按制冷剂循环量进行计算的。贮液器贮存制冷剂的最大量按每小时制冷剂总循环量 1/2～1/3的计算；考虑到制冷剂受热膨胀可能带来的危险，贮液器贮存制冷剂的最大量不超过本身容积的 80％。MRQT6540.59Kg/s2124Kg/hh1h41467372V1/31/2Mr(1.532.29)m310000.83查设计手册，选用型号为ZA-2.5的贮液器一台。故此处V=2m,（5）过滤器氨液过滤网流速小于 0.07~0.1m/s，氨气过滤网流速 1~1.5m/s.过滤器用来清除制冷剂中的机械杂质； 过滤器、干燥器结构都比较简单，一般制造厂都成套配给，设计中也可按管径的大小来选用。氨液过滤器型号为 YG32。（6）不凝性气体分离器：空气分离器的选择一般不进行计算， 而是根据经验选用。 系统总制冷量为300kw，在750KW以下，故采用空气分离器 ,型号为KF-12。5.管路、阀件选择计算5.1吸气管管径计算初选管径管径的初选值可以按流速来定，一般吸气管流速为 12～20m/s，这里先假定吸气管制冷剂流速 w=14m/s,由之前的计算可知单个制冷剂管道的制冷剂质量流量qm=0.274Kg/s,又密度为4Kg/m3，则得qmD244qm40.274D40.07914初选管径80mm.吸气管管路的当量总长为 10m,10000mm.吸气管单位当量管长允许压力将 98Pa/m.根据允许的每米当量管长的压力降和制冷剂流量查取有关附图，得管径d=32mm,故说明初选管径合适，即吸气管管径为 80mm.5.2排气管管径的计算管径的初选值可以按流速来定，一般排气管流速为 15～25m/s，这里先假定排气管制冷剂流速 w=16m/s,由之前的计算可知单个制冷剂管道的制冷剂质量流量qm=0.274Kg/s,则由：qmD244qm40.274D9.60.048m16初选管径50mm.排气管当量总长为 20m，排气管单位当量管长允许压力降为 196pa/m.根据允许的每米当量管长的压力降和制冷剂流量查取有关附图，得管径d=60mm,故说明初选管径不合适，排气管管径为 60mm.5.3液体管管径的计算从冷凝器到贮液器管径的初选值可以按流速来定， 一般供液管流速小于 0.5m/s，这里假定供液管制冷剂流速 w=0.3m/s,从冷凝器到贮液器相只有一个总管，由之前的计算可知单个制冷剂管道的制冷剂质量流量 qm=0.274Kg/s,则由：qmD244qm40.2740.045mD579.50.3初选管径为50mm.液体管路当量总长 20m,液体管单位当量允许压力降 98pa.根据允许的每米当量管长的压力降和制冷剂流量查取有关附图，得管径d=30mm,,即从冷凝器到贮液器管管径 =50mm.从贮液器到蒸发器管径的初选值可以按流速来定，一般供液管流速为 0.5～1.25m/s，这里先假定供液管制冷剂流速 w=0.8m/s,由之前的计算可知单个制冷剂管道的制冷剂质量流量q=0.274Kg/s，则由qmD244qm40.2740.026mD633.10.8初选管径30mm，根据允许的每米当量管长的压力降和制冷剂流量查取有关附图，得管径d=30mm,说明所选管径合适,即从贮液器到蒸发器管管径 =30mm。管路压力降确