制冷機房課程設計----工藝冷凍水系統設計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　課程設計任務書1</b></p><p>　　第一章 課程設計計算說明書3</p><p>　　1.1確定制冷劑種類和系統型式3</p><p>　　1.2制冷系統的設計工況確定3</p><p>

2、;　　1.3制冷系統熱力計算3</p><p>　　1.4選配制冷壓縮機4</p><p>　　第二章 蒸發(fā)器與冷凝器的設計選型6</p><p>　　2.1臥式殼管式蒸發(fā)器的計算6</p><p>　　2.1.1冷凍水側放熱系數的計算6</p><p>　　2.1.2制冷劑側的放熱系數的計算6</p

3、><p>　　2.1.3傳熱系數計算7</p><p>　　2.1.4蒸發(fā)器的傳熱面積的計算7</p><p>　　2.1.5載冷劑循環(huán)量的計算7</p><p>　　2.1.6蒸發(fā)管的計算8</p><p>　　2.2冷凝器設計8</p><p>　　2.2.1冷凝器的型式選擇8<

4、;/p><p>　　2.2.2冷凝器的選擇計算9</p><p>　　2.2.3冷凝器的熱負荷的計算9</p><p>　　2.2.4傳熱的計算9</p><p>　　2.2.5冷凝器冷卻水循環(huán)量的計算10</p><p>　　2.2.6初步規(guī)劃冷凝器結構10</p><p>　　2.2.

5、7其他相關數據計算10</p><p>　　第三章 制冷輔助設備選型13</p><p>　　3.1油分離器的選擇13</p><p>　　3.2貯液器的選擇14</p><p>　　3.3空氣分離器的選擇15</p><p>　　3.4緊急泄氨器的選擇15</p><p>　　3.

6、5 氨液分離器的選擇15</p><p>　　3.6 集油器的選擇16</p><p>　　3.7制冷機械設備的選型表17</p><p>　　第四章 冷凍站制冷設備布置18</p><p>　　4.1冷凍站位置選擇18</p><p>　　4.2制冷設備的布置18</p><p>

7、　　第五章 制冷系統的管路設計21</p><p>　　5.1管路布置要點21</p><p>　　5.2 管路管徑的選擇22</p><p>　　5.3設備及管道的保溫25</p><p><b>　　設計體會27</b></p><p><b>　　參考文獻28</

8、b></p><p><b>　　課程設計任務書</b></p><p>　　課程設計題目：工藝冷凍水系統設計</p><p><b>　　設計資料：</b></p><p>　　冷凍水工藝需冷量Q0=1650kw;工質為35％乙二醇水溶液；冷凍水采用封閉系統；其供水溫度t1=-7℃,回水溫度

9、t ＝-2℃。冷凝器的冷卻水進水溫度tw＝32℃。</p><p>　　課程設計內容主要包括：</p><p>　　1.根據設計要求和任務，合理擬定制冷系統總體方案。</p><p>　　2.根據制冷系統設計方案要求，選擇制冷劑、　制冷壓縮機、膨脹閥及制冷輔助設備等部件。</p><p>　　3.依據熱力學、傳熱學及流體力學原理，設計技術制冷

10、換熱器（主要是冷凝器和蒸發(fā)器）</p><p>　　4.制冷管道設計及保溫層結構、厚度等設計。</p><p>　　5.繪制制冷系統流程圖和機器設備布置圖，并注明有關尺寸和技術要求。</p><p>　　設計完成后，每個學生要提交設計說明書、設計計算書一份，系統圖及布置圖二張。</p><p><b>　　具體設計步驟：</b

11、></p><p>　　一.確定制冷劑的種類和系統型式。</p><p>　　制冷劑為氨；單級蒸汽壓縮式制冷；供冷方式為直接供冷；冷凝器的冷卻方式為水冷卻。</p><p>　　二.制冷系統的設計工況確定。</p><p>　　1.蒸發(fā)溫度t0；冷凝溫度tk；過冷溫度tg</p><p>　　2.繪制制冷lgP-

12、h圖并查出各點參數</p><p>　　三.制冷系統熱力計算；選配制冷壓縮機；計算浮球膨脹閥公稱直徑。</p><p>　　四.臥式殼管式蒸發(fā)器設計。</p><p>　　1.蒸發(fā)器的結構參數選擇；</p><p>　　2.冷凍水側的放熱系數、制冷剞側放熱系數計算；</p><p>　　3.傳熱系數、對數平均傳熱溫差、

13、蒸發(fā)面積計算；</p><p>　　4.冷凍水循環(huán)量計算。</p><p><b>　　五.冷凝器設計。</b></p><p><b>　　1.冷凝熱負荷</b></p><p><b>　　2.對數平均溫度</b></p><p><b>

14、　　3.冷凝面積</b></p><p><b>　　4.冷卻水循環(huán)量</b></p><p>　　5.水側對流放熱系數</p><p>　　6.制冷劑側放熱系數計算</p><p>　　7.計算傳熱系數與實際所需冷凝面積</p><p>　　六.選擇制冷輔助設備。</p>

15、<p><b>　　1.油氨分離器</b></p><p><b>　　2.高壓貯液器</b></p><p><b>　　3.氣液分離器</b></p><p><b>　　4.集油器</b></p><p><b>　　5.空氣

16、分離器</b></p><p><b>　　6.緊急泄氨器</b></p><p><b>　　七.布置冷凍機房。</b></p><p>　　八.設計管道系統并選擇管子直徑。</p><p><b>　　1.低壓吸氣管</b></p><p&g

17、t;<b>　　2.高壓吸氣管</b></p><p><b>　　3.高壓供液管</b></p><p><b>　　4.低壓供液管</b></p><p>　　九.制冷設備、管道的保溫設計；隔熱層厚度選擇。</p><p><b>　　十.繪制圖紙。</b&

18、gt;</p><p>　　1.制冷系統循環(huán)原理圖</p><p><b>　　2.機器設備布置圖</b></p><p>　　第一章 課程設計計算說明書</p><p>　　1.1確定制冷劑種類和系統型式</p><p>　　制冷劑為氨；單級蒸汽壓縮式制冷；供冷方式為直接供液；冷凝器的冷卻方式為

19、水冷卻。</p><p>　　1.2制冷系統的設計工況確定</p><p>　　1.蒸發(fā)溫度to：一般比冷凍水供水溫度低3~5℃，由所給條件知冷凍水 供水溫度為t1=-7℃，所以to=-7-5=-12℃。</p><p>　　2.冷凝溫度tk：由冷卻水進出口溫差為4~10℃，取Δt=6℃，而冷卻水進水溫

20、度為tw=32℃，可得冷卻水出水溫度為tn=32+6=38℃；則tk=℃</p><p>　　3.吸氣溫度tx：氨制冷壓縮機吸氣的過熱度一般為5~8℃，取5℃，故tx=-12+5=-7℃</p><p>　　4.過冷溫度tg：再冷度一般為3~5℃，取5℃，故tg=40-5=35℃</p><p>　　5.繪制制冷LgP-h圖并查出各點參數：</p>&

21、lt;p>　　查焓濕圖可得：h1=1753kJ/kg ,h2=2050 kJ/kg ,h3=h4=706kJ/kg ,v1=0.37m3/kg ,</p><p>　　Pk=1.735MPa ,Po=0.27 MPa</p><p>　　1.3制冷系統熱力計算</p><p>　　1、單位質量制冷能力：qo=h1-h4=1753-706=1047kJ/kg&l

22、t;/p><p>　　2、單位容積制冷能力： qv= q0/v1=1047/0.37=2830kJ/m3</p><p>　　3、制冷劑的質量流量：MR=Qo/qo=1650/1047=1.576kg/s</p><p>　　4、制冷劑的體積流量：VR=MRv1=1.576×0.37=0.583m3/s</p><p>　　5、冷凝器的

23、熱負荷：Qk=MR(h2-h3)=1.576×(2050-706)=2118.1KW</p><p>　　6、壓縮機的理論耗功率：Pth=MR(h2-h1)=1.576×(2050-1753)=468.1KW</p><p>　　7、理論制冷系數：εth=Qo/Pth=1650/468.1=3.52</p><p>　　1.4選配制冷壓縮機<

24、;/p><p>　　設計工況下的輸氣系數：</p><p>　?。?）余隙系數 =1-C{[/]1/m-1}</p><p>　　其中相對余隙容積C取0.035，膨脹系數 m取1。p=0.27Mpa, =1.735Mpa</p><p>　　=1-0.035[（1.735/0.27-1）]=0.81</p><p>

25、;<b>　?。?）節(jié)流系數 </b></p><p>　　=1-(1+C) Δp1/( p1)；一般氨制冷壓縮機Δp1/p1=0.03到0.05 取0.04。其中, =0.81, C=0.035.所以 =1-（1+0.035）0.04/0.81=0.948</p><p><b>　　（3）預熱系數 </b></p>&l

26、t;p>　　=273-12=261 K ； t0=-12℃；=273+40=313 K；所以：=261/313=0.834</p><p><b>　?。?）氣密系數 </b></p><p>　　一般取為0.95~0.98，取=0.96。</p><p><b>　　輸氣系數： </b></p>

27、<p>　?、?理論排氣量： ==3658m3/h</p><p>　　⑶ 壓縮機功率計算:</p><p>　　制冷壓縮機的軸功率：；實際的制冷量，</p><p>　　現選用四臺8AS17壓縮機而冰山牌8AS17壓縮機的技術規(guī)格為：</p><p>　　表1—1 8AS17壓縮機的技術規(guī)格</p><p&

28、gt;<b>　　4、驗證壓縮機：</b></p><p>　　Vh=1100 m3/h ×4>3658 m3/h</p><p>　　所以選用四臺8AS17壓縮機</p><p>　　則Qc=512*4=2048>1897.5KW</p><p>　　第二章 蒸發(fā)器與冷凝器的設計選型</p&

29、gt;<p>　　2.1臥式殼管式蒸發(fā)器的計算</p><p>　　采用滿液式臥式殼管蒸發(fā)器，傳熱管采用Φ323.0mm的無縫鋼管，排列采用正三角形錯排，冷凍水流速為1.5 。</p><p>　　2.1.1冷凍水側放熱系數的計算</p><p><b>　　冷凍水的平均溫度為</b></p><p>　　

30、℃；以此為定性溫度，從附錄查得</p><p>　　0.551 W/（m.K）,,</p><p><b>　　得，</b></p><p>　　2.1.2制冷劑側的放熱系數的計算</p><p>　　因為tk=-12℃，查物性表可得：</p><p>　　0.5405 W/（m.K）,, <

31、;/p><p><b>　　得，</b></p><p>　　2.1.3傳熱系數計算</p><p>　　根據《制冷空調原理與設備》[1]，取污垢系數Rf=0.00035，制冷劑為氨，偏于安全，考慮取，取油垢熱阻Roil=0.0006</p><p><b>　　則， =</b></p>

32、;<p><b>　　=[608.82</b></p><p>　　2.1.4蒸發(fā)器的傳熱面積的計算</p><p>　　式中：Q0——蒸發(fā)器的熱負荷( kW)；K ——蒸發(fā)器的傳熱系數 [W/(.K)]</p><p>　　Δtm——制冷劑與載冷劑的對數平均溫差()。</p><p>　　其中傳熱溫差:在

33、蒸發(fā)器中制冷劑和載冷劑之間的溫差按對數平均溫差計算:</p><p><b>　　℃</b></p><p>　　式中：tl1--載冷劑進蒸發(fā)器的溫度()Tl2--載冷劑出蒸發(fā)器的溫度()</p><p><b>　　--蒸發(fā)溫度() </b></p><p>　　2.1.5載冷劑循環(huán)量的計算<

34、;/p><p>　　式中：——載冷劑的比熱容，kJ/(kg.k)；,——載冷劑在蒸發(fā)器進出口處的溫度，()；=；載冷劑的循環(huán)流量按容積來計算；查乙二醇水溶液密度為ρ=1063 kg/m3</p><p><b>　　=Q0/ρ(-)=</b></p><p>　　2.1.6蒸發(fā)管的計算</p><p>　　冷凍水流速對氨蒸發(fā)

35、器一般取1.0到1.5m/s,所以取管內水流速V=1.5m/s，則每一流程的管子根數m為</p><p>　　m=/(di2ρv/4) =103.46/(3.140.0262=124</p><p><b>　　v==</b></p><p>　　取m=124,則管內流速v=1.5m/s.管子流程數n與管子有效長度了l之間的關系</p&g

36、t;<p><b>　　nl==</b></p><p>　　經布置v=1.5m/s，z=8，n=9，則；而管子的總根數N=mn=1249=1116根。通常工程上為了檢修方便，冷凍水管接口希望設置在同一側，因此行程數n取偶數為宜。</p><p>　　采用大連冷凍機廠的臥式蒸發(fā)器，型號如下：</p><p><b>　　

37、表2-1</b></p><p><b>　　2.2冷凝器設計</b></p><p>　　2.2.1冷凝器的型式選擇</p><p>　　冷凝器的型式很多，目前最常用的是立式殼管式冷凝器，臥式殼管式冷凝器。蒸發(fā)式冷凝器由于耗水量少，故被人們所重視。冷凝器的選擇取決于水質，水溫，水源，氣候條件以及布置個的要求等。一般應根據下列原則選

38、擇：</p><p>　　(1)在水質較差，水溫較高，水源充足時，宜采用立式殼管式冷凝器。</p><p>　　(2)在水質較好，水溫較低，宜采用臥式殼管式冷凝器。</p><p>　　(3)缺乏水源或夏季室外空氣含濕量較低時，宜采用蒸發(fā)式冷凝器；冷卻水質較差時，宜進行處理。</p><p>　　2.2.2冷凝器的選擇計算 </p>

39、;<p>　　冷凝器的選擇計算主要是確定冷凝器的傳熱面積,選定適用型號的冷凝器.</p><p>　　因為采用的是臥式殼管式冷凝器。冷凝器的傳熱計算式為:Φc=KA</p><p>　　2.2.3冷凝器的熱負荷的計算</p><p>　　冷凝器的熱負荷Φc=Φ0+Pi </p><p>　　由于壓縮機的指示功率Pi與制冷量有

40、關,因此</p><p><b>　　Φc=φΦ0 </b></p><p>　　由t=-10℃,tc=44℃, 查得：φ=1.27</p><p>　　Φc=φΦ0 =1.27×1897.5=2409.8KW</p><p>　　2.2.4傳熱的計算</p><p>　　傳熱溫差：設

41、水的進出口溫差為tw=4℃,則冷卻水出水溫度:</p><p>　　t2=t1+tw=32℃+4℃=36℃</p><p><b>　　=9.8℃</b></p><p><b>　　傳熱面積：</b></p><p>　　A=Φk/K根據《空調與制冷技術手冊》[1]，表15.3</p>

42、<p>　　查得氨臥式殼管冷凝器傳熱系數K=700—900W/M2*K，現K=750 w/m2*k</p><p>　　2.2.5冷凝器冷卻水循環(huán)量的計算</p><p>　　2.2.6初步規(guī)劃冷凝器結構</p><p>　　因為采用臥式殼管式冷凝器，傳熱管采用Φ323.0mm的無縫鋼管。排列采用正三角形錯排</p><p>　

43、　取管內水流速v=2m/s，則每一流程的管子根數m為；</p><p>　　m=/=143.9/[(3.14/4)× 0.026210002]=135.6</p><p><b>　　v==</b></p><p>　　取m=136，則管內水流速v=1.99m/s。由管內流程數n與管子有效長度l之間的關系：</p>&l

44、t;p><b>　　nl==</b></p><p>　　經布置v=1.99m/s，z=8，n=9，則l==</p><p>　　而管子的總根數N=MN =1369=1224根。通常工程上為了檢修方便，冷卻水管希望設置在同一側，因此行程數n取偶數為宜。</p><p>　　2.2.7其他相關數據計算</p><p>

45、;<b>　　=</b></p><p>　　1.制冷劑側的冷凝放熱系數的計算：</p><p>　　因為tk=44℃，查物性表可得：</p><p>　　則系數：==2.71710</p><p><b>　　于是 ：=</b></p><p>　　2.實際的傳熱系數的計

46、算：</p><p>　　根據《制冷空調原理與設備》[1]，取污垢熱阻Rf=0.00035，根據課本，制冷劑為氨，偏于安全考慮取，取油垢熱阻Roil=0.0006</p><p><b>　　則， =</b></p><p><b>　　= </b></p><p>　　3.實際的熱流密度的計算：&

47、lt;/p><p>　　||100=||100=與所設的值基本一致，故計算的K’值適用。</p><p>　　4.實際傳熱面積的計算：</p><p>　　根據大連冷凍機廠的產品選擇臥式冷凝器型號如下</p><p><b>　　表2-2</b></p><p>　　5.浮球膨脹閥公稱直徑的計算：&l

48、t;/p><p><b>　　G=</b></p><p>　　式中A通道截面積 ρc截流閥前液體的密度 ⊿pv截流閥前后的壓力差 </p><p>　　Co流量系數 取0.35；⊿Pv=15.3-3.0=12.3bar=12.3×10Pa ；ρc=587kg/m3 </p><p><b>　　G

49、max==</b></p><p><b>　　=D</b></p><p>　　又Gmaxq0≥Qo</p><p>　　所以 D1088.4900 </p><p><b>　　Dn8.9 mm</b></p><p><b>　　A=</b&

50、gt;</p><p>　　選擇Dn時，一般考慮使Gmax在1.5—2.0Qo之間</p><p><b>　　所以取Dn為9</b></p><p>　　所以G=10525.1 D=10525.1（9）2=0.85kg/s=19.16m3/s</p><p>　　由下表可確定浮球式膨脹閥的公稱直徑為32mm</p

51、><p><b>　　表2-3</b></p><p>　　第三章 制冷輔助設備選型</p><p>　　制冷裝置除了裝有必須具備的四大部件外,通常根據各種制冷系統的運行特點和要求還設置了一些輔助設備和自控裝置,安裝這些附件的主要目的有以下幾個方面：</p><p>　　1.使制冷裝置能更有效和安全地運行;</p>

52、;<p>　　2.簡化管理,節(jié)省操作人員,提高制冷裝置運行的經濟性;</p><p>　　3.提高用戶的用冷質量,穩(wěn)定用冷場合所需要的冷量和溫度.</p><p>　　3.1油分離器的選擇</p><p>　　油分離器用以分離從壓縮機排出的氣體所帶的油氣，以防止冷凝器及蒸發(fā)器內油過多而影響傳熱效果。</p><p>　　油分離器

53、現在較常用的有：慣性式、洗滌式、離心式、填料式和過濾式等幾種。洗滌式油分離器適用于氨制冷系統。潤滑油的分離是依靠排汽減速、流動方向改變、排汽在氨液中冷卻、和洗滌四種作用分離出來的。分出的潤滑油沉淀在分離器底部，定期排入集油器，以防止冷凝器及蒸發(fā)器內油過多而影響傳熱效果。</p><p>　　油分離器一般可按接管直徑的大小來選擇。如排氣管管徑為Φ89*4，則可選進口直徑為Dg80的油分離器。</p>

54、<p>　　下列公式計算其所需的筒身直徑，按直徑選擇適當的油分離器。</p><p><b>　　(m) </b></p><p>　　式中 ， ——壓縮機排氣量， m2/h</p><p><b>　　——壓縮機吸氣系數</b></p><p>　　w——氨氣流速，一般取0.6～0.8

55、 m/s 取0.8</p><p>　　上已求得，蒸發(fā)溫度-12℃時為0.66</p><p><b>　　則筒身直徑 ：</b></p><p>　　現選用大連冷凍機廠生產的冰山牌YF—200型洗滌式油分離器1臺。</p><p>　　YF—200型油分離器技術規(guī)格 表3—1 </p>&l

56、t;p><b>　　續(xù)表3-1</b></p><p>　　所以YF—200型油分離器的筒身直徑D=1000與1030相差無幾，符合設計要求。</p><p><b>　　3.2貯液器的選擇</b></p><p>　　貯液器在制冷系統的流程中，位于冷凝器與蒸發(fā)器之間。它的功用是貯存和供應制冷劑，以使工況變化時補償循

57、環(huán)制冷劑數量的改變，使系統各設備內有均衡的氨液量，以保證壓縮機的正常運轉。</p><p>　　貯液器容積一般可按下列原則確定：貯液器應能貯藏工質每小時循環(huán)量的1/3到1/2。</p><p><b>　　其計算公式如下：</b></p><p>　　V=0.5*MR*v3′/0.8 (m3)</p><p>　

58、　式中 v3′——冷凝溫度下氨液的比容 (m3/kg)</p><p>　　MR—系統氨液循環(huán)量 （kg/h）</p><p>　　MR=1.576kg/s=1.576*3600=5673.6kg/h</p><p>　　查表得v3′=1.2*10-3m3/kg</p><p>　　V=0.5*5673.6*2*1.2*10-3/0.

59、8</p><p><b>　　=8.5m3</b></p><p>　　現選用大連冷凍機廠生產的ZA—5.0B型貯液器</p><p>　　表3—2 ZA—5.0B型貯液器的結構參數</p><p>　　3.3空氣分離器的選擇</p><p>　　在制冷系統中，空氣分離器用于排除系統中的不凝

60、性氣體（主要是空氣）。一般壓縮機總制冷量在100萬標準千卡/小時以下時，采用冷卻面積0.45平方米空氣分離器一臺，總制冷量在100萬標準千卡/小時以上時，采用冷卻面積1.82平方米空氣分離器一臺。</p><p>　　現在選用大連冷凍機廠生產的冰山牌KF—50B型空氣分離器一臺。</p><p>　　表3—3 KF—50B型空氣分離器技術規(guī)格</p><p>　　表

61、3—4 KF—20型空氣分離器附件規(guī)格及數量</p><p>　　表3—5 KF—50B型空氣分離器附件規(guī)格及數量</p><p>　　3.4緊急泄氨器的選擇</p><p>　　為防止制冷設備在產生意外事故時引起爆炸，把制冷系統中有大量‘氨存在的容器（如貯氨器、蒸發(fā)器）用管路與緊急泄氨器聯接，當情況緊急時，可將緊急泄氨器的液氨排出閥和通往緊急泄氨器的自來水閥打

62、開排出。緊急泄氨器的作用是在緊急情況下，從系統中把氨液泄放。泄放時，每1公斤氨約需通入8升水。通常一個制冷系統設一個緊急泄氨器?，F在選用XA—100型緊急泄氨器。</p><p>　　3.5 氨液分離器的選擇</p><p><b>　　氨液分離器桶身直徑</b></p><p>　　Df=0.0266[（Vp2*λq）/2] 1/2=0.02

63、66[（G*v1/2] 1/2</p><p>　　=0.0266*[（3600*0.15625*2*0.435）/2] 1/2</p><p><b>　　=0.416m</b></p><p>　　式中v1為蒸發(fā)壓力下氨飽和蒸汽的比容。查表得v1=0.435m3/kg</p><p><b>　　氨液分離器

64、桶身高度</b></p><p>　　h=(3 ——4) Df</p><p>　　現取h=3.5* 0.416=1.456m</p><p>　　氨液分離器出液管面積為供液管面積的2倍。</p><p>　　可選用AFA—800型氨液分離器兩臺</p><p>　　表3—6 AFA—800型氨液分離器的

65、結構參數</p><p>　　3.6 集油器的選擇</p><p>　　在氨制冷系統中，除了油分離器以外，冷凝器、貯液器和蒸發(fā)器等設備的底部均積存潤滑油，為了收集和放出這些潤滑油，應裝置集油器。</p><p>　　目前生產的集油器有三種規(guī)格，其直徑分別為150、200和300mm。制冷量小于250～300 KW，采用直徑150mm者；制冷量大于600～700 KW

66、 ，采用直徑300mm者。故本設計系統選用直徑為300mm的集油器。</p><p>　　參照《制冷空調設備產品樣本》，現選用由大連冷凍機廠生產的冰山牌JY-300型集油器。選用一臺JY-300型集油器氨液分離器符合要求.</p><p>　　JY-300型集油器尺寸表 表3-7 </p><p>　　3.7制冷機械設備的選型表</p><

67、p>　　表3—8制冷機械設備表</p><p>　　第四章 冷凍站制冷設備布置</p><p>　　4.1冷凍站位置選擇</p><p>　　冷凍站位置選擇時應考慮下列因素：</p><p>　　(1)冷凍站宜布置在全廠廠區(qū)夏季主導風向下風向，動力區(qū)域內。一般應布置在鍋爐房和散發(fā)塵埃站房的上風向。</p><p>

68、;　　(2)力求靠近冷負荷中心，并盡可能縮短冷凍管路和冷卻水管網。</p><p>　　(3)氨冷凍站不應設在食堂、托兒所等建筑物附近或人員集中的場所。其防火要求應按現行的《建筑設計防火規(guī)范》執(zhí)行。</p><p>　　(4)機器間夏季溫度較高，其朝向盡量選擇通風較好，夏季不受陽光照射的方向。</p><p>　　(5)考慮發(fā)展的可能性。</p>&l

69、t;p>　　要同時滿足上述條件是困難的，因此，必須根據具體情況，與建筑、結構一起作綜合分析比較，最后確定冷凍站的位置。</p><p>　　4.2制冷設備的布置</p><p>　　一.制冷設備布置的原則</p><p>　　⑴ 設備布置應符合工藝流程及操作檢修的要求，并盡可能使設備布置緊湊，及節(jié)省建筑面積。</p><p>　?、?機

70、房內的主要通道和操作走道寬度≥1.5米；</p><p>　　壓縮機突出部分與配電盤或總調節(jié)站之間的距離≥1.5米；</p><p>　　二臺壓縮機突出部分之間距離≥1米；</p><p>　　機房內外主要通道的寬度≥0.8米；</p><p>　?、?壓縮機的高度，應根據壓縮機的型號，考慮在檢修是便于抽出活塞所需的空間。壓縮機的一般高度不得

71、低于4米。</p><p>　?、?為了安全，壓縮機要有兩個通向外面的門，冷凍站的門、窗均應向外開啟。</p><p>　?、?設備管路上的壓力表、溫度計及電動機的電流表等，應設置在便于觀察的地方。</p><p><b>　　二. 壓縮機的布置</b></p><p>　　⑴ 壓縮機的壓力表及其他操作儀表應面向操作通道

72、。</p><p>　?、?壓縮機的進氣、排氣閥應位于主要操作通道。</p><p>　?、?壓縮機進氣、排氣閥的設置高度在1.2～1.5米之間，超過高度時應在壓縮機旁設立操作臺。現有4臺8AS17壓縮機，機組靠墻留有1.4m的空隙，排氣閥高度為1.8米，進氣閥高度為1.6米。壓縮機布置在一層樓。</p><p><b>　　三.油分離器的布置</b

73、></p><p>　?、?除了壓縮機附帶的油分離器外，油分離器應設在室外。但當采用臥式冷凝器時，油分離器可以一起放在室內。</p><p>　?、?凡洗滌式油分離器，其進液口必須較冷凝器出液口低200～250毫米。該油分離器的進液管應從冷凝器出液管的底部接出。</p><p>　?、?油分離器上不必裝壓力表和安全閥。</p><p>

74、　　現有1臺YF-200型油分離器，因選用臥式冷凝器，故設在室外，布置在一層樓。</p><p><b>　　四. 冷凝器的布置</b></p><p>　?、?立式冷凝器布置在室外，離冷凍站外墻約為3米并離機房出入口較近的地方。應設置操作平臺。</p><p>　?、?臥式冷凝器設在室內，應考慮其清洗和更換管子的可能。</p>

75、<p>　?、?蒸發(fā)式冷凝器一般設在室外或頂棚上，應避免太陽的直接照射。</p><p>　　⑷ 冷凝器的安裝高度必須考慮其液體能自流入貯液器內。</p><p>　?、?冷凝器應裝設壓力表和安全閥。</p><p>　　現有1臺Ⅱ 型 DWN-360冷凝器，設在三層樓。</p><p><b>　　五.貯液器的布置<

76、;/b></p><p>　?、?貯液器一般設在室內，如果要設在室外時，應防止太陽的直接照射。</p><p>　?、?貯液器應布置在冷凝器近側，其安裝高度必須與冷凝器配合，使冷凝器冷凝的冷劑液體能借重力通暢地自流入貯液器。</p><p>　?、?設置兩個或兩個以上的貯液器時，必須利用其底部的接口用管子接通，連通管上應裝關閉閥，以平衡各個貯液器的液位。<

77、;/p><p>　?、?貯液器與冷凝器之間應裝設均壓管。每個貯液器上應裝設壓力表、安全閥和液面指示器。</p><p>　　現有1臺煙臺冷凍機廠生產的煙機牌ZA-5.0B型貯液器， 設在室外一樓</p><p><b>　　六.蒸發(fā)器的布置</b></p><p>　?、?立式蒸發(fā)器安裝在設備間內，三臺以下蒸發(fā)器可以靠墻安裝

78、，多臺蒸發(fā)器可以連成一片，臺數很多時亦可以分成二組，以便于通行。</p><p>　?、?立式蒸發(fā)器的基礎高度一般為200毫米，在箱底下均勻設置150*150或200*200毫米的枕木，枕木的長度與水箱寬度相同，其中心距離約為800～1000毫米，枕木之間用隔熱材料填實。</p><p>　?、?臥式蒸發(fā)器設在室內，應考慮其清洗和更換管子的可能性。</p><p>

79、　　⑷ 臥式蒸發(fā)器上必須裝設安全閥與壓力表。在封頭蓋上，和臥式冷凝器一樣，應裝有放空氣及放水閥門。</p><p>　　現有1臺臥式DWZ-420蒸發(fā)器，設在室內一樓。</p><p>　　七.機房氨液分離器的布置</p><p>　?、?氨液分離器的設置高度，應能保證其液體借液位差自流入低壓貯液器。在氨液分離器與低壓貯液器之間應專設氣體均壓管。</p>

80、<p>　?、?當氨液分離器兼作重力系統供液時，其設置高度應能保證其液體借液位差暢流入蒸發(fā)器（冷卻排管、冷風機盤管）。</p><p>　?、?禁止在氨液分離器的氣體進出管上另設旁通管。</p><p>　?、?氨液分離器上應裝設壓力表和液位指示器。</p><p>　　現有一臺AFA—800型氨液分離器，設置高度為2.5米。</p>&

81、lt;p>　　第五章 制冷系統的管路設計</p><p><b>　　5.1管路布置要點</b></p><p>　　（1） 管路布置應考慮操作和檢修方便，經濟合理，阻力小，并適當注意整齊。</p><p>　?。?） 管路坡度方向，可按表6-1選擇。</p><p>　　表5-1

82、 系統管道坡度方向</p><p>　?。?） 管路布置時，供液管不應有局部向上凸起的彎曲現象，氣體吸入管不應有局部向下凹的彎曲現象。以避免產生“氣囊”和“液囊”，阻礙供液和氣體的通過。</p><p>　　管路支、吊架的設置應注意允許最大距離。并且管路支、吊架布置應考慮熱膨脹，一般均利用管道彎曲部分自然補償。但當低壓管直線管段長度超過100米和高壓管段執(zhí)行長度超過50米時，應適

83、當設置伸縮器。</p><p>　　在金屬支、吊架上安裝低壓管路時，應根據保溫層厚度設置木墊塊。</p><p>　　吸入管與排氣管在一起敷設時，其管壁間距不得小于250毫米，如布置在同一垂直面上，吸入管在排氣管下面。</p><p>　　各種管路原則上采用煨制彎頭，彎曲半徑一般不小于4倍管道外徑，對管徑較大的管路，允許彎曲半徑不小于其外徑的2.5倍。</p&

84、gt;<p>　　管路穿墻時應設套管，管子與套管之間應留有10毫米左右的空隙，在空隙內不填充材料。</p><p>　　1）.管路連接和管路附件設置</p><p>　　（1）除閥門之類的附件允許采用法蘭、絲扣連接外，其余管路的連接一律采用焊接。</p><p>　?。?）法蘭連接用墊片，采用浸過甘油和冷凍油的石棉橡膠板，板厚度1～3毫米。絲扣連接應涂

85、料采用氧化鋁和甘油調拌的混合劑。</p><p>　　（3）閥門裝設位置便于操作，閥門禁止朝下裝設。</p><p>　?。?）節(jié)流閥及靜止閥等必須按介質的流向裝設。</p><p>　　2）.設備部分安全閥口徑的選擇</p><p>　　安全閥的直徑應與容器上安全管的直徑相一致，自制容器按下表選用安全閥大小。</p><

86、p>　　表5—2 安全閥選用表</p><p>　　設備的安全閥必須校正在下列壓力時自動啟開。</p><p>　　5.2 管路管徑的選擇</p><p><b>　　1）管路管徑的計算</b></p><p>　　（1）氨系統的管路一律采用無縫鋼管，水系統的管路可采用焊接鋼管，鹽水管路

87、一律采用鍍鋅鋼管。</p><p><b>　?。?）管徑計算</b></p><p>　　D= [4*G*v/（π*w*3600）]1/2</p><p>　　式中 G——管路中介質流量 Kg/h</p><p>　　v——介質比容 m3/Kg</p><p>　　w——介質在管路中的流

88、速（m/s），可查表得</p><p>　　表5—3 管道允許流速</p><p>　?。?）壓縮機出氣管的直徑:</p><p>　　D= [4*G*v/（π*w*3600）]1/2</p><p>　　一臺壓縮機的介質的質量流量G=0.15625*3600=562.5kg/h</p><p>　　介質比容v查表

89、得0.12m3/kg</p><p>　　介質在管路中的流速w=24 m/s</p><p>　　D=[4*562.5*0.12/(3.14*24*3600)] 1/2=0.032m</p><p>　　因為0.032m小于125mm，所以8AS17型壓縮機出氣管的內徑為170mm。 </p><p>　　因為有四臺壓縮機，一臺冷凝器

90、和一臺油分離器，所以從壓縮機出口管道到油分離器的管道的直徑相同，采用Ф38*3.5的熱扎鋼管。從油分離器到冷凝器的管道的直徑相同，采用Ф70*4.5的熱扎鋼管。</p><p>　　由此可得介質在管路中的流速為</p><p>　　w1=562.5*0.12*4/（3.14*0.0312*3600）=24.85 m/s</p><p>　　w2=562.5*2*0.

91、12*4/（3.14*0.0612*3600）=12.8 m/s</p><p>　?。?）設計壓縮機到油分蒸離器到冷凝器的最不利管長度為L1+L2=11m+16.5m=27.5m。再加上有10個焊接彎頭（三節(jié)）,查《空氣調節(jié)用制冷技術》得Ld/df=20,得Ld=20*0.061*10=12.2m。,兩個直通截止閥Ld/d=340，Ld=340*0.061*2=41.48m。一個直通閘閥Ld/d=8，Ld=8

92、*0.061=0.488m。一個漸縮變管徑Ld/df =11,得Ld=11*0.125=1.375m</p><p>　　所以總計算長度為L=27.5+12.2+41.48+0.488+1.375=83.043m</p><p>　　因為不能使管路的壓力損失過大，一般氨制冷劑的吸氣管路和排氣管路的壓力損失希望不超過相當于蒸發(fā)溫度降低0.5℃或冷凝溫度升高0.5℃。現由冷凝溫度為38℃的壓縮

93、機到冷凝器管路的壓力損失不能超過20880Pa。</p><p>　　根據制冷劑流量0.498kg/s，管內徑61mm及冷凝溫度38℃查《空氣調節(jié)用制冷技術》得每米當量管長中摩擦壓力降為5.0kg/m2/m.所以壓縮機到冷凝器管路的壓力損失P=L*5.0*9.8=83.04*5*9.8=4069.0 Pa≤20880 Pa</p><p>　　（5） 冷凝器到貯液器的管徑:</p&g

94、t;<p>　　D= [4*G*v/（π*w*3600）]1/2</p><p>　　G=562.5*2=1125 kg/h。介質比容v查表得0.00169m3/kg；介質在管路中的流速w=0.5m/s；D=[4*1125*0.00169/(3.14*0.5*3600)] 1/2=0.037m。而冷凝器出口的接口直徑為外徑57mm，現在37mm小于57-9=48mm，所以用內徑為57mm的鋼管。所以

95、選用Ф57*4.5的熱扎鋼管符合要求。</p><p>　?。?） 貯液器到膨脹閥的管徑：</p><p>　　D= [4*G*v/（π*w*3600）]1/2</p><p>　　總介質的質量流量為G=1125 kg/h；介質比容v查表得0.00169 m2/kg；介質在管路中的流速w=1.2 m/s。D=[4*1125*0.00169/(3.14*1.2*360

96、0)] 1/2=0.024 m?，F選用Ф38*3.5的熱扎鋼管。</p><p>　?。?） 蒸發(fā)器至氨液分離器的回氣管：</p><p>　　D= [4*G*v/（π*w*3600）]1/2</p><p>　　總介質的質量流量為G=1125kg/h；介質比容v查表得0.39 m3/kg ；介質在管路中的流速w=12 m/s。D=[4*1125*0.39/(3.1

97、4*12*3600)] 1/2=0.114 m。而臥式蒸發(fā)器出口的接口直徑為150mm，現在114mm小于150mm，所以用內徑為150mm的鋼管，所以選用Ф159*4.5的熱扎鋼管。</p><p>　?。?）小型氨液分離器到壓縮機的直徑:</p><p>　　D= [4*G*v/（π*w*3600）]1/2</p><p>　　總的介質的質量流量為G=1125

98、kg/h；介質比容v查表得0.39 m3/kg 介質在管路中的流速w=14 m/s；D=[4*1125*0.39/(3.14*14*3600)] 1/2=0.105 m。而氨液分離器進出口的接口直徑為150mm，現在105mm小于150mm，所以用內徑為150mm的鋼管，所以選用Ф159*4.5的熱扎鋼管。</p><p>　　（9） 設計貯液器到節(jié)流閥的最不利管長度為L4+L6=13.6m.再加上有4個焊接彎頭

99、（三節(jié)）,查《空氣調節(jié)用制冷技術》得Ld/d=20,得Ld=20*0.15*4=12m。1個直通閘閥Ld/d=8，Ld=8*0.15*1=1.2m。1個直通截止閥Ld/d=340，Ld=340*0.15=51m。所以總計算長度為L=13.6+12+1.2+51=77.8m</p><p>　　從貯液器到節(jié)流閥的液流的壓力損失，沒有吸氣管或排氣管的壓力損失那樣大的危害，但壓力降也不應過大，以免引起液態(tài)制冷在管內發(fā)生

100、氣化，造成節(jié)流閥供液量不足，降低系統的制冷量，壓力損失應不大于50000 Pa。根據制冷劑流量0.498kg/s，管徑204mm及蒸發(fā)溫度-10℃查《空氣調節(jié)用制冷技術》得每米當量管長中摩擦壓力降為35Kg/m2/m.所以蒸發(fā)器到壓縮機的壓力損失P=L*35*9.8=77.8*35*9.8=26685.4Pa≤50000Pa。所以以上管道都符合要求。</p><p>　?。?0）設計蒸發(fā)器到壓縮機的最不利管長度為

101、L5+L6=15.3m.再加上有3個焊接彎頭（三節(jié)）,查《空氣調節(jié)用制冷技術》得Ld/d=20,得Ld=20*0.15*3=9m。2個直通閘閥Ld/d=8，Ld=8*0.15*2=2.4m。1個直通截止閥Ld/d=340，Ld=340*0.15=51m。所以總計算長度為L=15.3+9+2.4+51=77.7m</p><p>　　因為不能使管路的壓力損失過大，一般氨制冷劑的吸氣管路和排氣管路的壓力損失希望不超過

102、相當于蒸發(fā)溫度降低0.5℃或冷凝溫度升高0.5℃?，F由蒸發(fā)溫度為-10℃的蒸發(fā)器到壓縮機管路的壓力損失不能超過5880Pa。</p><p>　　根據制冷劑流量0.498kg/s，管徑150mm及蒸發(fā)溫度-10℃查《空氣調節(jié)用制冷技術》得每米當量管長中摩擦壓力降為5Kg/m2/m.所以蒸發(fā)器到壓縮機的壓力損失P=L*5*9.8=77.7*5*9.8 =3807.3Pa≤5000Pa。所以以上管道都符合要求。<

103、;/p><p><b>　　2）管路管徑的選擇</b></p><p>　　表5—4 管路管徑的選擇</p><p>　　5.3設備及管道的保溫</p><p>　　凡屬低溫的設備和管道(在蒸發(fā)壓力下工作)均須做保溫結構.保溫結構主要由下面幾部分組成：防腐層，保溫層，防潮層，保護層，色層。</p><

104、p><b>　　保溫計算</b></p><p>　　保溫計算的目的是確定保溫層的厚度，除滿足保溫層外表不產生凝結水外，還應使管道冷損失引起的溫升不超過允許范圍。</p><p>　　管道和設備保溫層的最小厚度計算，可按下式進行：</p><p>　?。╰k-tn）/（tk-t1）=1+（1/2λ）*α（lnD1/D2）*D1</p

105、><p>　　式中，tk——空氣溫度，當室外架空敷設時，可取最熱月平均溫度（℃），tk=30℃</p><p>　　tn——管內介質溫度（℃）</p><p>　　t1——絕熱層外表面溫度；應采用稍高于周圍空氣露點溫度(1到2℃)</p><p>　　D1——保溫層外徑（米），D1= D2+2δ</p><p>　　D2—

106、—管子外徑（米），</p><p>　　δ——保溫層厚度（米）</p><p>　　α——空氣至保溫層表面的放熱系數</p><p>　　室內管道，α=5～10千卡/米2.小時</p><p>　　室外管道，α=10+6w1/2千卡/米2.小時</p><p>　　w——空氣流速 ，m/s</p><

107、;p>　　λ——保溫材料的導熱系數，</p><p>　　空氣最熱月平均溫度為28℃，相對濕度為80%，查空氣焓濕圖得露點溫度：te=24.5℃，∴取t1=26.5℃</p><p>　　絕熱材料取聚氨脂泡沫塑料：λ=0.03w/m.℃，a=6.978w/m.K，tk =28℃</p><p>　　采用聚氨酯泡沫塑料做隔熱層一般用潛注法施工,這種方法效率高,易

108、于達到質量要求,泡沫塑料能自貼于金屬表面,而不需其他支撐物,表面為一整體,沒有接連,特別適合于形狀不規(guī)則的部位。</p><p>　　(1)臥式蒸發(fā)器到氨液分離器：</p><p>　?。╰k-tn）/（tk-t1）=1+（1/2λ）*α（lnD1/D2）*D1</p><p>　　其中D2=0.159，tn =-5℃。得（lnD1/D2）*D1=[（tk-tn）/

109、（tk-t1）-1]* 2λ/ α</p><p>　　=[（28+10）/（28-26.5）-1]*2*0.03/6.978=0.210。由D2=0.159，（lnD1/D2）*D1=0.030查《制冷工程設計手冊》[4]隔熱層厚度表得保溫層厚度：δ=55mm</p><p>　　(2)小型氨液分離器到壓縮機：</p><p>　　（tk-tn）/（tk-t1）=

110、1+（1/2λ）*α（lnD1/D2）*D1</p><p>　　其中D2=0.159，tn =-4℃。得（lnD1/D2）*D1=[（tk-tn）/（tk-t1）-1]* 2λ/ α=[（28+5）/（28-26.5）-1]*2*0.03/6.978=0.180。由D2=0.159，（lnD1/D2）*D1=0.118查《制冷工程設計手冊》[4]隔熱層厚度表得保溫層厚度：δ=55mm</p>&l

111、t;p><b>　　設計體會</b></p><p>　　一個星期的的制冷系統設計計算和繪圖完成了。在設計過程中，進一步的熟悉了課本，鞏固了書本上的理論知識強化了對公式的應用和記憶，更重要的是加強了實際問題的解決，達到了理論聯系實際的目的。</p><p>　　剛開始設計計算時，出現了這樣那樣的錯誤以及遇到了種種的困難，一時感覺到的是自己的專業(yè)課知識不夠扎實，許

112、多內容都沒弄懂，幸好有老師知道和同學的指點，慢慢地一步一步開始經過認真的設計計算和參閱教材，終于繪出合理的圖和較準確的計算結果。經過這個星期的制冷系統設計計算，使我學習到了很多東西，認識到了很多東西，關于制冷系統方面的知識需要在以后的日子里繼續(xù)學習。</p><p>　　最后特別感謝xx老師的細心指導和同學的幫忙指點，還有學院和學校的支持和鼓勵。</p><p><b>　　參考

113、文獻</b></p><p>　　[1] 張祉佑主編，《制冷空調原理與設備》，北京：機械工業(yè)出版社</p><p>　　[2] 彥啟森主編，《空氣調節(jié)用制冷技術》，北京：機械工業(yè)出版社</p><p>　　[3] 李樹林主編，《空氣調節(jié)用制冷技術》，北京：中國建筑工業(yè)出版社</p><p>　　[4] 制冷工程設計手冊</p