制冷课程设计

11、设计任务.....................................................32、制冷供冷方案确定............................................52.1制冷方案....................................................52.2供冷方案....................................................52.3排热方案....................................................53、空调制冷系统的总装机容量的确定及制冷设备的选型.........63.1空调制冷系统的总装机容量....................................63.2制冷机类型的选择............................................63.3制冷机型号、容量、台数的确定................................84、冷却水、冷冻水管路系统的设计及计算.......................94.1冷却塔的选型...............................................94.1.1冷却塔的种类...........................................94.1.2冷却塔型式、容量、台数的确定........................94.2冷冻站的布置..............................................114.3冷冻水、冷却水管路系统的设计计算..........................124.3.1冷冻水、冷却水系统的水流量..........................124.3.2冷冻水、冷却水管路系统的水力计算....................124.3.3冷冻水泵的选择......................................164.3.4冷却水泵的选择......................................165、其它辅助设备的选择.........................................165.1水系统的水质控制...........................................165.2水系统的补水量及补水位置确定...............................175.3冷冻水系统的定压方式定压设备的选择.........................175.4分水器、集水器.............................................186、制冷设备和管道的保温.......................................186.1需要保温的设备和管道.......................................186.2设备和管道的保温要求.......................................186.3保温材料的选择.............................................196.4保温层厚度的确定...........................................196.5保温结构的做法.............................................207、制冷机房的通风..............................................207.1机房通风的规定.............................................207.2机房通风的计算.............................................218、设计总结.....................................................219、参考文献.....................................................2221、设计任务1.1设计题目南京市某公共建筑空调用冷源工程设计1.2设计目的本课程设计是《制冷技术》课程的重要教学环节之一，通过这一环节达到了解常规空调用冷源设计的内容、程序和基本原则，学习设计计算的基本步骤和方法，巩固《制冷技术》课程的理论知识，熟悉相关的规范，培养独立工作能力和解决实际工程问题的能力。1.3设计内容和要求整个设计要求完成南京市某公共建筑空调用冷冻站的全部设计，内容包括:制冷设备选型、容量大小、水力计算、水泵选择、保温材料及厚度的确定等，做到经济合理，满足冷量的要求；应将设计成果整理成设计计算说明书，其中包括：原始资料、设计方案、计算公式、数据来源、设备类型、主要设备材料表；设计成果还应能用工程图纸表达出来,要求绘出该冷冻站的平面布置图、有关的剖面图及系统原理图。1.4设计原始资料1.某公共建筑需要的冷量：已知该冷冻站为某公共建筑（办公楼、旅馆等）提供空调用冷源，该建筑物所需要的夏季空调总冷负荷（包括新风和室内冷负荷），按所服务的（同时使用的）各空气调节区（或房间）逐时冷负荷的综合最大值（即该建筑各空气调节区或各空调房间的冷负荷逐时进行叠加，以某时刻出现的最大值即为逐时冷负荷的综合最大值）为：1200KW（分水器—末端装置—集水器之间压差为15.5mH20），设空调风系统可以用最大送风温差送风，即可以直接用露点温度送风。2.设计参数：末端空气处理设备要求空调设计工况下冷冻水供水温度为7℃,3回水温度为12℃。3.末端水路分区：该公共建筑空调末端水系统（即分水器—末端装置—集水器）共分为三路，分别供标准层风机盘管、标准层新风机组和公共部分的柜式空气处理机组，各末端水路的冷量分配比例大约为：42%（盘管）：26%（新风）:32%（公共）。4.夏季室外气象参数见《室外气象参数》资料集。（现直录如下）:南京：夏季空调室外计算干球温度：34.8℃，夏季空调室外计算湿球温度28.1℃，累年最热月月平均室外空气温度：28.2℃，最热月月平均室外空气计算相对湿度：81%，夏季室外平均风速：2.6（m/s），夏季最多风向：SSE；1.5设计任务完成南京市某公共建筑空调用冷源工程设计，具体包括：（1）冷冻站冷负荷总容量大小的确定；（2）制冷、供冷方案、制冷机排热方案的设计；（3）制冷机类型的选择及型号、台数的确定；（4）冷却水系统的设计及计算；（5）冷冻水系统的设计及计算；（6）膨胀水箱、分、集水器及保持水质的水处理设备等辅助设备的选择和确定；（7）制冷设备和管道的保温设计计算；（8）制冷机房的通风校核。1.6撰写设计计算说明书。1.7绘图：冷冻站平、剖面图，冷却塔平剖面图，冷冻水、冷却水系统原理图。42、制冷供冷方案确定2.1制冷方案根据参考文献[16]空调系统的冷源应首先采用天然冷源。当无条件采用天然冷源时，可采用人工冷源。当采用人工冷源时，制冷方式的选择应根据建筑物的性质、制冷容量、供水温度、电源、热源和水源等情况，通过技术经济比较确定。民用建筑应采用电动压缩式和溴化锂吸收式制冷机组。因此，本工程拟采用电动压缩式或溴化锂吸收式制冷机组作为本工程的制冷设备。2.2供冷方案冷冻水环路：在制冷机房，经制冷设备产生的7℃冷冻水通过冷冻水供水管到达分水器，通过分水器分成三路：分别送往公用建筑的标准层风机盘管、标准层新风机组和公用部分的柜式空气处理机组，经过公用建筑的空调末端装置对空气进行冷却去湿处理后，冷冻水升温为12℃的回水，回到集水器，经集水器后通过空调循环水泵（即：冷冻水泵）升压经回水管返回冷水机组，通过制冷机中的蒸发器与制冷剂换热实现降温过程，产生7℃冷冻水再送出，如此周而复始地循环。2.3排热方案按冷凝器的排热方式分，制冷机的排热可分为：水冷式、空气冷却式、蒸发式和淋激式等。据参考文献[5]水源充足的地区应采用水冷冷凝器，由冷却塔循环供水；当干球温度较低，缺乏水源的地区，或不便采用水冷却的中小型制冷系统，可采用风冷式冷凝器；当湿球温度较低、水源不足的地区，或采用水源热泵系统时，可采用蒸发式冷凝器。考虑到本冷源设备需要提供的的总制冷量容量比较大，且处于长江流域，水源相对充足，用水冷式冷凝器来排热方案比较合适。根据冷却水系统设计的基本原则：冷却水应循环使用，由冷却塔循环供水。冷却水环路：从制冷机冷凝器出来的的冷却水经冷却水供水管到达冷却塔，经冷却塔与空气进行热质交换，冷却降温后通过冷却塔回水管经冷却水泵升压返回到冷水机组的冷凝器，在冷凝器中，冷却高压高温制冷剂，冷却水带走制冷剂的排热而5升温后再送出如此循环往复。考虑到系统的稳定安全高效地运行，系统中配备定压、补水，电子水处理等附属设备。3、空调制冷系统的总装机容量的确定及制冷设备的选型3.1空调制冷系统的总装机容量空调冷源设备需要提供的的总供冷量（即制冷系统负荷）应以夏季同时使用的（包括新风和室内冷负荷）各空气调节区或各空调房间的冷负荷逐时进行叠加，以某时刻出现的最大冷负荷作为制冷系统选择设备的依据，还应加上其它有关附加冷负荷。QkkkQ)1)(1)(1(321总式中：1k：风系统冷量附加系数，一般取=5%-10%;2k：水系统冷量附加系数，一般取=7%-10%;3k：冷热抵消引起的附加冷负荷，用附加系数表示，因采用露点送风，3k=0;Q：按所服务的（同时使用的）各空气调节区（或房间）逐时冷负荷的综合最大值，Q=1200KW。∴kwQ6.142512001)1.01()08.01(总3.2制冷机类型的选择根据HVAC设计指南,一般选冷水机组作为空调用冷源。冷水机组的选择,一般依各种型式冷水机组所用制冷剂的种类、性能系数、适用的冷量范围、自动控制程度及对冷却水源的水质、水量等方面进行综合比较确定。据参考文献[5]制冷机的选择应根据制冷工质的种类、装机容量、运行工况、节能效果、环保安全以及负荷变化和运行调节要求等因素确定。即制冷机所用制冷剂应符合环保要求：ODP均和GWP要小；其性能系数COP要高，运行时的调节6性能要好等等。各种制冷机COP值及最佳冷量见表1。表1各种制冷剂冷量范围及等效等级表类型额定制冷量（CC）（KW）能效等级（COP，W/W）12345风冷式或蒸发冷却式CC≤503.203.002.802.602.4050＜CC3.403.203.002.802.60水冷式CC≤5285.004.704.404.102.80528＜CC≤11635.505.104.704.304.001163＜CC6.105.605.104.604.20注：节能型机组要达到表中能效等级2级，其他机组最低要达到表中的5级，该强制标准已经于2005年3月1日实施。结论：由于电制冷机的COP明显高于溴化锂吸收式制冷，本工程采用电制冷冷水机组作为空调用冷源制冷设备。各种冷水机组COP值及最佳冷量范围表见下表2。表2不同形式冷水机组的制冷量范围、使用工质及性能系数制冷机种类制冷剂单机制冷量（kw）性能系数（COP）压缩式制冷机活塞式（模块式）R22、R134a（R12）52～10603.57～4016涡旋式R22＜2104.00～4.35螺杆式R22、(R12)352～38704.50～5.56离心式R123(R11)352～38704.76～5.90R134a、（R12）250～28150R221060～35200吸收式蒸气、热水式3NH/OH2＜210＞0.6OH2/LiBr(双效)240～52791.00～1.23直燃式OH2/LiBr(双效)240～34801.00～1.33压