制冷技术课程设计指导书

《空气调节用制冷技术》课程设计指导书指导书是根据任务书的要求，提出课程设计的进行程序、完成设计任务的方法、设计计算中应考虑的原则和设计达到的程度。指出设计规范规定的内容及其意义。一、收集资料、初定方案1、建设单位发展规划资料。了解建设单位近期、远期发展规划。以便确定制冷站的扩建和设备布置。2、该地区气象，水文资料，环境空气的最高、最低、平均、月均温度和相对湿度、水温、深井水温、水质等。3、设备产品资料，制冷空调设备手册、产品样本。4、空调用制冷系统应优先选用冷水机组。对于压缩式冷水机组，单机容量小于580kW的制冷机宜用活塞式，350kW以上的大中型空调制冷系统宜用螺杆式，单机容量大于580kW大型空调制冷系统宜用离心式。对于缺少机房面积的建筑宜优先选用风冷热泵等模块化冷水机组。选用冷水机组应执行《旅游旅馆建筑热工与空气调节节能设计标准》的有关规定。冷水机组额定工况下的能效比不得低于下表中的规定。当夏季有可利用的热源且经济上合理时，宜采用额定蒸气耗量低的吸收式冷水机组。5、不能再选用R11和R12工质的制冷机。一般性工程宜优先选用R22的冷水机组或R123、R134a的冷水机组；重要的工程或跨过2030年的工程宜选用R134a的冷水机组。6、根据地区条件确定冷凝器的冷却方式，自来水、河水、空气等。7、根据空调系统(冷库)方式确定冷媒及参数。二、根据初定方案确定制冷系统的运行工况1、蒸发温度(t0)以冷冻水、盐水为冷媒：t0=t冷媒-(4～6)℃以空气为冷媒：t0=t空气-(8~12)℃t冷媒、t空气均以出口温度计算。2、冷凝温度(tK)以空气为冷却介质：tk=t空气+(8～12)℃t空气以环境空气的进口温度计算。以水为冷却介质：tk=(t进水+t出水)÷2+(5～7)℃(t出水-t进水)的取值如下：立式冷凝器2~4卧式冷凝器4～8淋激式冷凝器2~3若选用蒸发式冷凝器tk=ts+(5~10)℃ts按历年夏季室外平均每年不保证50小时的湿球温度计算。3、吸气温度(tn)氨机，过热度△tn=2～10℃(蒸发温度低取大值，通常取5℃tn=t0+△tn氟机吸气温度：tn=154、过冷温度(tg)无过冷器：tg=tk-(3～5)℃有过冷器：tg=t进水+3t进水以过冷器进水温度计算。三、制冷站总冷负荷确定冷负荷是选择制冷设备的依据。对于空调系统，通常按下述方法确定：Q=Qm×A式中：Qm——空调设计工况的总冷量；A——考虑制冷设备的冷损失而附加的系数。概略计算时，可按下列数值选用：直接蒸发式系统A取1.05～1.10间接式系统A取1.10～1.15对于冷水机组可取较小值。四、制冷系统的热力计算序号项目符号计算式数值单位备注1设计工况冷量Qm2冷损附加系数A3设计工况总冷量Q4单位制冷量q05单位容积制冷量qv6制冷剂流量G7单位理论压缩功W08压缩机实际输汽量Vs9压缩机理论输汽量Vh10压缩机总效率η11压缩机轴功率Ne12配用电机功率Nb13冷凝器热负荷Qk14制冷系数ε15能效比EER五、制冷站设备的选择计算1、冷水机组的选择和校核(1)按压缩机组的理论输汽量Vh选择。查产品目录或手册中的冷水机组栏，选出与Vh相近的压缩机所组装的冷水机组。然后找出该机组的制冷能力曲线或表格，校核在设计工况下制冷量是否足够。(2)根据冷水机组的性能参数表或曲线选择。如手头已有选定产品的样本，可直接用设计工况下的条件确定能满足总冷量要求的冷水机组型号。(3)列出选定型号的冷水机组的主要技术指标。如冷却水量、冷冻水量、配用电机功率、外形尺寸、重量、制冷剂充灌量等等。2、水泵选择(1)冷却水泵冷却水质量流量根据G，初步选择冷却水泵。或者用冷凝器额定冷却水量，在加10％的余量，作为初步选择冷却水泵的依据。冷却水泵的选择应以节能、低噪声、占地少、安全可靠、振动小、维修方便等因素，择优选取。冷却水泵一般不设备用泵，必要时可置备用部件，以应急需。(2)冷冻水泵可以用计算出来的冷冻水量初步选择水泵。也可以用冷水机组蒸发器的额定流量，附加10％的余量，来初选冷冻水泵。3、冷却塔的选择应具备必要的基本数据有：冷却水量(m3/h)，进水温度(℃)、出水温度{℃)、大气压力(Pa)、大气干湿球温度(℃)、噪音值(dB(A))。然后查冷却塔选用曲线。六、方案比较设计时出现几种可供选择的方案时，应进行技术经济综合比较后确定。比较内容有：性能指标、负荷变化的适应性、占地面积、初投资、运行费用、运行管理等方面。经比较后，选最佳方案。确定制冷系统的工艺流程，画出流程草图。七、水系统管道、阀门选择l、压力式水管道的水力计算(1)管径计算式中：L——水流量，m3／s；V——计算流速，m／s。一般水管系统的管内水流速可参考以下的推荐值：公称直径DN小于250mm水泵吸入管1.0～1.2m／s公称直径DN小于250mm水泵压出管1.5～2.0m／s公称直径DN等于或大于250mm水泵吸入管1.2～1.6m／s公称直径DN等于或大于250mm水泵压出管2.0～2.5m／s(2)线管段的阻力计算参见教材或手册资料。(3)局部阻力计算参见教材或手册资料。2、校核水泵扬程(1)冷却水泵的扬程：应是冷却水供、回水管道和部件(控制阀、过滤器、冷凝器等)的阻力、冷却塔积水盘水位到布水器之间高差和布水器所需压头之和，再乘以1.1～1.2的安全系数。(2)冷冻水泵的扬程为克服最不利环路的阻力损失，其中包括环路的管道阻力、阀门阻力和设备阻力，并附加10％的余量。一般取离心式冷水机组的蒸发器阻力约为0.08~0.10MPa：活塞式或螺杆式冷水机组的蒸发器阻力约为0.05MPa。3、管道阀门应根据不同使用压力要求和安装条件选用蝶阀、闸阀、截止阀或球阀。由于蝶阀的结构紧凑，操作方便，一般情况下被优先采用。八、制冷站设计l、机房设计(1)氟利昂制冷机可布置在民用建筑、生产厂房和辅助建筑物内，也可布置在地下室。制冷机房与空调机房也可设置在同一房间内。较大型的制冷机房宜分开设置。(2)溴化锂吸收式制冷机可布置在建筑物内的地下室，条件许可时，亦可露天布置。蒸汽喷射式制冷装置宜露天布置。当制冷装置露天布置时，其电气设备和制冷仪表，应布置在室内。(3)采用直燃式溴化锂吸收式制冷机时，制冷机房应设有燃油或燃气的独立供应系统。应执行《锅炉房设计规范》(GB5004—92)及《城镇燃气设计规范》(GB50028—93)的有关规定。(4)高层建筑制冷机房宜设在地下室或底层。超高层建筑制冷机房的位置应根据工作参数、冷却系统、供冷系统、环境要求、一次性投资及维修等因素综合考虑，通过技术经济比较确定。(5)较大型制冷机房的机器间与辅助设备间和水泵间宜分开设置。制冷机房的门窗应朝外开。(6)当设有与制冷压缩机机器间相邻的值班控制室时，相邻的门应为隔声门，观察窗应为隔声窗，窗台高度宜为0.(7)氨制冷机房的机器间和设备间，尽可能有良好的自然通风条件，并应设有不少于3次几的机械通风和不少于7次／h换气的事故通风。(8)氟利昂制冷机房的机器间和设备间，应设有按机房面积计算为9m2／(m3·h)的机械通风和不少于7次／h(9)为便于检修及防止设备冻裂，应在设备或管道最低处放水阀门。在可能泄水的设备周围宜设置排水沟和地漏。(10)大中型制冷机房内，应设有一定数量的低压行灯插座，以及必要的检修插座。制冷机房内仪表集中处宜设局部照明，在压缩机间主要通道及机房主要出入口处设事故照明。(11)大中型制冷系统，应将制冷系统控制管理纳入楼宇自动化管理系统，做到遥控启动与停机，电流限定值设定，冷水温度设定，“起动准备”，“安全保护”以及停机状态显示等。(12)管路布置应便于装设支架。一般管路沿墙柱布置。但不应妨碍设备操作和通道的自由通行。也不应影响门窗的起闭。管道离墙、柱的距离应便于安装和检修。对于须保温的管路还应考虑保温层厚度及装设方便。2、设备布置间距(1)主要通道、操作走道宽度和压缩机突出部份与配电盘之间距均应≥1.(2)非主要通道和操作走道宽度≥0.(3)大型冷水机组或冷凝机组之间≥2.(4)溴化锂吸收式制冷机之间≥1.(5)溴化锂吸收式制冷机与墙之间≥1.(6)卧式壳管式冷凝器和卧式壳管式蒸发器应考虑清洗和更换管子抽芯的空间。(7)活塞式制冷机、小型螺杆式制冷机的设备间净高在3~4.(8)对于离心式制冷机，大、中型螺杆式制冷机，其机房净高控制在4.5～5.(9)对于吸收式式制冷机原则上同离心式制冷机，设备最高点到梁下不小于1.3、冷却塔的设置(1)冷却塔设在通风良好的地方，不应对建筑物产生潮湿和冰冻影响。设在主楼裙房顶上，应与环境协调，满足环保要求。没有条件时可设在主楼屋顶上，并应考虑冷凝器的承受压力在允许范围内。(2)冷却塔宜采用相同型号，其台数宜与制冷机台数相同。由于各种原因，有时大于制冷机台数时，应在控制上处理好与制冷机的匹配关系。(3)相同型号的冷却塔并联，为防止水位不同而溢流，集水盘下应设有平衡管(设有水池者除外)，或进、出水管上均设有电动阀。屋顶上冷却水管应进行保温。九、图纸要求l、制冷系统工艺流程图l张。制冷机房设备布置图l~3张。2、系统流程图应绘出全部制冷设备、连接管道、阀门、测试仪表。并附有图例、设备明细表、编号和管路、仪表规格。图中设备几何尺寸按实际设备外形定。3、制冷机房设备布置图包括各种设备和主要管路，相应的建筑物，设备管道时定位尺寸，建筑物的主要尺寸。如柱距、跨度、屋架下弦标高等。4、制图过程中应遵守《采暖通风与空气调节制图标准》中有关规定。5、图标可按以下规格：十、设计计算书编制l、计算书的整理(1)前言(简述整个设计工程的概况)：(2)目录；(3)设计题目；(4)原始资料；(5)初定制冷系统方案；(6)运行工况和负荷计算；(7)设计方案的比选；(8)制冷系统的热力计算；(9)制冷设备的选择和校核计算；(10)管路和阀件的选择计算；(11)冷却塔的选型；(12)制冷工艺流程图；(13)制冷站设备布置图。2、计算书用钢笔书写。图纸用铅笔绘制，采用长仿宋字，字迹端正清楚，图面整洁。3、计算书按顺序装订成册(设计过程中应将设计内容按阶段交指导教师审阅)。十一、学时分配l、熟悉设计任务书、指导书、收集资料、初选方案。8学时2、运行工况确定，负荷计算。4学时3、制冷设备选择及校核计算。4学时4、管道计算及阀件选择。4学时5、系统流程图、制冷站设备布置图。50学时6、计算书整编。4学时7、小结、交流、答辨。2学时十二、主要参考