《制冷原理及设备》课程设计计算书

《制冷原理及设备》课程设计计算书安徽建筑大学

热能与动力工程系《制冷原理及设备》

课程设计计算说明书学院：环境与能源工程学院专业班级：11热动（2）班组员:王桂生罗亮亮卯俊峰戈豹杨关指导老师：王臣臣 实施周期：2013.12.19至2013.1.2共二周2013年12月#总共的冷凝负荷为Q=(Q+P)*3=( +793.38)义3=kw4k 0it—tAt—tAt=-2 1t-tln—t-tk冷凝水的流量为：27—2473G=5.366℃ln 31-27式中：t1、t2冷却剂进、出口温度;tk 冷凝温度。。=143.187kg/sQ =143.187kg/skk二Cp(t-t)4.186义(27-24)213、冷凝器型号的确定及其传热系数的计算(1)选择冷凝器型号查常用冷凝器的传热系数表，由于采用立式冷凝器假定q=3700kcal/m2・ht1则对每台冷凝器F=QJ=1798-14 =417.881m21q :4.303-t1每台F=417-8813=139.294m2查《制冷与空调设备手册》P441(苏--冷)立式冷凝器规格示例表，取冷凝器型号为LN-150(其传热面积F=148.5m2,通筒体直径D=1080mm,高度H=4800mm,管道211根)，贝Uq=QkF=1798.14/(150义3)=3.996kw/m2；⑵计算冷凝器制冷剂侧放热系数acM*3600 143.187义3600喷淋密度r= = =5736.154Kg/m.hndN n(51-3*2)*10-3义211*3n

冷凝器的水侧放热系数a=513「i/3=9197.521w/m2.kw⑶计算冷凝器制冷剂侧放热系数a；c由《制冷原理及设备》主编：吴正业西安交通大学出版社2010出版P212：对垂直面呈波形流动时C'=1.18,九3P2gy_0.4613x583.2642x9.807x1099.419x103_27793义101s0.1293义10-3冷凝器制冷剂侧放热系数ac二C冷凝器制冷剂侧放热系数ac二C’(qx1000xl)

t3=1.18义(2.7793x1015(3.996x1000x4.8)=6197.81W/m2.k(4)计算冷凝器传热系数由冷凝器型号知：管外径d=51mm。水垢的热阻R查《传热学》P492得R=5.28x10-4mR=5.28x10-4m2.k/w。fR=0.0006m2.k/woil(1一+R(0CA1(1一+R(0CA16197.81oil)A4-+ +—入Aa0p w+0,0006)x300035x卫+(51 43.2 4819197.525\+5.28x10-4)=719.425w//m2.k此时热流密度q*=K.At=719.425x5.366=3.861kw/m2；(At为冷凝器对数传热tc平均温差)相对误差q*-相对误差q*-qttq*t3996-3861=3.26%(5%,说明假定合理，即所选择的冷凝3.861器型号合适。（三）蒸发器的选择在前确定蒸发温度时，已确定使用直立管式或螺旋管式蒸发器。则每台蒸发器的制冷量即为一台压缩机的制冷量Q=520kwot—t13—6 。At=f__wi-=sc=6.917℃mIt-1 113—2In-^w2—oIn t-t6-2w10假设K=520（kcal/m2・h・℃）q=KxAt=520x6.917=3596.84kcal/mzli=4.183kwtm蒸发面积F=Q/q=520/4.183=124.312m2t0t查《制冷与空调设备手册》P499（上冷）SR-144（蒸发面积为F=144m2）。此时单位热负荷Q*=Q/F=520x3/3x144=3.611kw/m.=3104.97kcal/m2.ht0属于直螺旋管式单位热负荷（2500~3500kcal/m2.h）范围之内，符合要求。（四）其它辅助设备的选择1、油分离器的选择计算根据压缩机台数取油分离器台数为三，一台压缩机配一台油分离器。并选用离心式油分离器。压缩机理论输汽V=1兀d2snz=1兀x0.1252x0.1x80x90=0.1473m3/s=530.143m3/hh4 604 60查《实用制冷工程设计手册》编写组.制冷工程设计手册.北京：中国建筑工业出版社，1978年。P156得压缩机输汽系数入a=0.782,取筒体内汽体流速w=0.9m/s则4V入4V入.v h n——2—3600.兀.v.wi=0.019Vhk2=0.019

'v.w530.143x0.865x106.17 =0.2701m267.66x0.9查《制冷与空调设备手册》P614采用离心式有分离器，YF-50（重冷）,D=273mm2、贮液器的选择计算液体制冷剂循环量2、贮液器的选择计算液体制冷剂循环量=520/（1459.168-376.676）x3600x3=1.6843kg/hx3=5.053kg/h液体制冷剂比容v=1.71707L/Kg=0.00171707m3/kg取液体充满度B=0.8.11M.v 1 1684.333x0.0017145V二（一~一）—R—= x x3贮液器的容积： 23P2~3 0.8=3.6097~5.415m3?查《制冷与空调设备手册》P536（上冷）选择ZA-4.5一个。3、集油器的选择通常几套压缩机可共用一个集油器。集油器一般不进行计算，而是根据经验来

选用。冷冻站标准工况下的制冷量Q=Q/K=1530/2.0=760kw,大于600KW,采用标Tt直径为300mm的集油器一台。查《制冷与空调设备手册》P624（洛冷）JY-300，其直径为325mm。4、空气分离器的选择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1530>1163kw，故采用Dg50体直径219的空气分离器。查《制冷与空调设备手册》P631（重冷）选择KF-50,直径为219mm.5、急泄氨器的选择在大、中型制冷系统中，系统中的充氨量是较多的。当发生严重事故时，必须将系统中的氨迅速放掉，以保护设备和人身安全，故系统应设置紧急泄氨阀。目前国内生产的紧急泄氨阀为SA-25型，各系统均可选用。此处采用SA-25型。查《制冷与空调设备手册》P637采用SA-25型（北冷）6、氨液分离器 ；4-V . 机房用：D=:——a―=0.0266、■九•V=0.0266*0.865义530.143=569mm3600・兀・w 、ah查《制冷与空调设备手册》P600采用AF—125六、制冷管道设计制冷剂管道直径，应按其压力损失相当于制冷剂饱和温度的变化值确定。

制冷剂饱和温度的变化值，应符合下列要求：氨吸汽管、排汽管和液体管，不宜大于0.5℃（一）吸气管段1、初选管径d，吸气管道流速为12~20m/s，取16m/sndI正n\'兀wd—管子内径，mnq—流体的质量流量，kg..smv—流体在工作压力和工作温度下的比容，m3/kgw—流体速度，m/s-0.429kg-0.429kg：s 0- q1459.168—247.7670dn4x0.429x0.26766dn4x0.429x0.267663.14x16-0.09561m-95.61mm查《实用制冷工程设计手册》P取管径01O8x4mm，d=100mm554 n2、确定管路的当量总长管道长度L=1115+1211+602+5435+1518+120+200+350+1261+1151=10201m查《实用制冷工程设计手册》p544球形截止阀当量直径Ld-340， L-340xlOOx2-68000mmd dn焊接弯头90。当量直径Ld-60，L-60xl00xl-6000mm

ddn蒸发器出口d=100mm管道直径不变的连接--100-1，当量直径Ld-0,D100 dnL=0mm

d

压缩机进口d=100mm管道为缩小连接-=100=1,当量直径Ld=0,D100 dnL=0mmd管道当量总长L=10201+68000+6000+0+0=11561mmd3、每米当量管长的允许压力降AP蒸发温度1。C时的饱和压力P=463.34KPa1压缩机吸气温度0.5。C时的饱和压力P=454.93KPa2AP=8.175KPa每米当量管长的压力降AP=每米当量管长的压力降AP=8410143.187x9.80665=5.99kgf.m2m查《实用制冷与空调工程手册》P547d=49mm<100mm，所选管段合适n此段管的母管管段质量流量为所选管段的三倍故管段取值为0127x4mm（二）排气管段1、初选管径d，吸气管道流速为15~25m/s，取20m/sv=0.10617kgdn4x0.429x0.10617dn4x0.429x0.106173.14x20=0.05386m=53.86mm《实用制冷工程设计手册》P取管径089x3.5mm， d=82mm554 n2、确定管路的当量总长管道长度L=545+1588+1452+160+400+3058+4096+623+1290=13212mm查《实用制冷工程设计手册》P544

球形截止阀当量直径L=340,球形截止阀当量直径L=340,dn焊接弯头90。当量直径Ld=60,dnL=340x82x4=111520mmdL=60x82x7=34440mmd止回阀当量直径Ld=80,dnL=80x82xl=6560mmd压缩机排气口d=100mm管道为扩大连接-=里，当量直径Ld=12.24,D100 dnL=1003.68mmd油分离器进口d=50mm管道为缩小连接-=竺，当量直径L-=9.24,D82 dnL=757.68mmd油分离器出口d=50mm管道为扩大连接-=竺，当量直径Ld=18.68,D82 dnL=1531.76mmd冷凝器进口d=100mm管道为扩大连接-=里，当量直径Ld=12.24,D100 dnL=1003.68mmd管道当量总长L=13212+111520+34440+6560+1003.68+757.68+1531.76+1003.68d=175168.8mm3、每米当量管长的允许压力降AP压缩机排气温度31.5。C时的饱和压力P=1222.05.0KPa1冷凝温度温度31.0。C时的饱和压P=1204.1KPa力2AP=17.95KPa每米当量管长的压力降AP==10.449kgf/m每米当量管长的压力降AP==10.449kgf/m2m175.1688义9.80665

查《实用制冷与空调工程手册》P547d=61mm<82mm，所选管段合适n此段管子的母管管段质量流量为所选管段的三倍故管段为0127x4mm(三)冷凝器到贮液器管段1、初选管径d，吸气管道流速为小于0.5m/s，取0.3m/sndn4x0.429x1.68507x10-33.14x0.3v=1.68507x10dn4x0.429x1.68507x10-33.14x0.3=0.0554m=55.40mm《实用制冷工程设计手册》P取管径068x3mm，d=62mm554 n2、确定管路的当量总长及压力降根据《供热工程》P64AP=AP++AP+(Z-Z)p=Rl+AP+(Z-Z)py i2 1 i2 1AP—计算管段的压力损失，PaAP—计算管段的沿程损失，PayAP—计算管段的局部损失，Paip—热媒的密度，kg.m3Z-Z—水头差，m2 1R—每米管长的沿程损失，Pa.ml—管段长度，mR=4吧d2九一管段的摩擦阻力系数d—管子的内径，mv—热媒在管道内的流速，m/svdR—雷诺数ey—热媒的运动粘滞系数，m2/s查《传热学》y=0.21275x10-6m2/svd_0.3xO.06210.21275x10-6=87426.56R>2320时，流动为紊流状态，4000~100000范围内时e、0.3164 0.3164入= = R0.25 87426.560.25e=0.0184R上空d20.0184587.45x0.32 x 0.062 2=7.760Pa.1m管道长度 L=535+8800+4610+400+475=14820mmAP=Rl=7.760x14820=115.0036Pay由AP二次空i2奘一管段中的总局部阻力系数由《实用制冷与空调工程手册》P78冷凝器出液口d=80mm，管道为渐缩连接己=0.01贮液器进液口d=80mm，管道为渐扩连接己=0.0025截止阀1=7.0x2=14焊接弯头&=1.0x2=2戈=0.01+0.0025+14+2=16.035AP=£1丝=16.035x587.45x0.32=423.889Pai2 2冷凝器出液口和贮液器进液口液位差475mm(Z—Z)p=0.475义583.264=279.0388Pa2 1AP=Rl+AP+(Z—Z)p=114.2044+420.944+277.0504i2 1817.9314Pa查《实用制冷工程设计手册》P544球形截止阀当量直径工=340

d球形截止阀当量直径工=340

dnL=62*340x2=42160mmd焊接弯头90。当量直径工=60dnL=62x60x2=7440mmd管道当量总长L=14820+42160+7440=64420mmd每米当量管长的压力降AP= 817.9314 =1.29kgf..m2m64420x9.80665 ,查《实用制冷与空调工程手册》P547d=56mm<62mm，所选管段合适n3~5号管段质量流量为所选管段的三倍故管段为0127x4mm（四）贮液器到蒸发器管段1、初选管径d，吸气管道流速为0.5~1.25m/s，取0.9m/sn4qvv=1.71235x10-3m3.4qv4x0.429x1.71235x10-3=0.03225m=32.25mm3.14x0.9《实用制冷工程设计手册》P取管径050x3mm，d=44mm554 n2、确定管路的当量总长管道长度

L=600+662+1958+1047+800+212+2627+7544+160+1480+576=1766