课程设计
设计题目：南京市某空调制冷机房
姓名
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专业
年级
学号
指导教师
年月日
目录
0设计任务 (1)
1前言 (1)
2课程设计题目及数据 (2)
3制冷机组的类型及条件 (2)
3.1初参数 (2)
3.2确定制冷剂种类和系统形式 (2)
3.3确定制冷系统设计工况 (2)
3.3.1冷凝温度的确定 (2)
3.3.2蒸发温度的确定 (3)
3.3.3过冷温度的确定 (3)
3.3.4过热温度的确定 (3)
3.3.5制冷系统理论循环p-h图 (4)
4制冷系统热力计算 (5)
5制冷压缩机型号及台数 (6)
5.1压缩机形式的选择 (6)
5.2压缩机台数的选择 (7)
5.3压缩机级数的选择 (7)
5.4电机的选择 (7)
6冷凝器的选择计算 (7)
6.1冷凝器的选择 (7)
6.2冷凝器热负荷计算 (7)
6.3冷凝器的已知参数 (8)
6.4计算肋管特性参数 (8)
6.5计算平均传热温差 (8)
6.6冷却水流量 (9)
6.7概算所需传热面积 (9)
6.8初步规划冷凝器结构 (9)
6.9计算水侧的换热系数 (9)
6.10计算制冷剂测得冷凝换热系数 (10)
6.10.1求水平光管管外冷凝换热系数 (10)
6.10.2计算水平肋管外的冷凝换热系数 (10)
6.10.3计算水平肋管束外冷凝换热系 (11)
6.11实际的热流密度 (11)
6.12计算实际传热面积 (11)
6.13冷凝器的类型 (12)
7蒸发器的选择计算 (12)
7.1蒸发器的预选 (12)
7.2蒸发温度与传热温差的确定 (12)
7.3换热面积的计算 (12)
7.4蒸发器风量的确定 (12)
7.5风机的选择 (12)
8冷却水系统的选择 (13)
8.1冷却塔 (13)
8.2水泵的选型 (13)
8.2.1水泵扬程 (13)
8.2.2阻力计算 (13)
9冷冻水系统的选择 (14)
10管径的计算 (14)
11其它辅助膨胀阀的选择计算 (15)
11.1膨胀阀的选择 (15)
11.2贮液器的选择计算 (15)
11.3油氨分离器的选择计算 (15)
11.4气液分离器的选择计算 (15)
11.5集油器的选择计算 (16)
11.6不凝性气体分离器的选择计算 (16)
12制冷机组与管道的保温 (16)
13设备清单及附图 (16)
14参考文献 (17)
0设计任务
设计一南京地区用制冷系统，采用空冷式直接制冷，制冷量定为100K，制冷剂为氨，冷却水进出口温度为27/30℃。
1前言
近50年来，随着现代科学技术的飞速发展，制冷技术以日新月异的速度发生变化。并且，正在现代国民经济、人民生活、国防科研、文化艺术等领域中发挥着日益重要的作用。我国是最早利用天然冷源的国家之一，随着社会进步，制冷技术已经广泛应用到各个行业，制冷技术的作用更是不可替代的。
因此设计制冷系统已成为重要的环节。制冷系统的设计，无论是厂家装配成的整体机组，还是现场组装的系统，主要是选择制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、节流机构以及风机、电动机和自动控制设备等。其步骤是根据给定的冷冻水温度(或被冷却的空气温度)、流量和所采用的冷却水(或冷却用空气)入口温度、流量，确定该制冷系统的设计工况(即选定蒸发温度和冷凝温度等系统的内在参数设计值)，然后，按照设计工况选择该制冷系统的各个组成设备，使之在运行过程各个设备的相互匹配，以充分发挥每个设备的工作能力。
但是，一个制冷机组或制冷系统，在实际运行过程中，当外在参数(既冷凝器和蒸发器所通过的水流量或空气流量，以及水或空气的入口温度等)在一定范围内改变时，该机组成系统的性能如何变化、选定的各个组成设备是否匹配恰当，都是在设计中要考虑的问题。此外，设计完成，制冷作业安全技术，正确操作制冷设备，是我们在具体操作时的必然选择。
2课程设计题目及数据
课程设计题目： 南京市某空调制冷机房
制冷系统采用空冷式直接制冷，空调制冷量定为100KW 。 数据：
制冷剂为：氨(R717)。
冷却水进出口温度为：27℃/30℃。
南京市空调设计干球温度为35.2℃，湿球温度为28℃。 设计内容
设计一南京地区用制冷系统，采用空冷式直接制冷，制冷量定为100K ，制冷剂为氨，冷却水进出口温度为27/30℃。
3制冷机组的类型及条件
3.1初参数
1）制冷系统主要提供空调用冷冻水，供水与回水温度为：7℃/12℃，空调制冷量定为100KW 。
2）制冷剂为：氨(R717)。
3）冷却水进出口温度为：27℃/30℃。
4）南京市空调设计干球温度为35.2℃，湿球温度为28℃。
3.2确定制冷剂种类和系统形式
根据设计的数据及要求，本制冷系统为100KW 的氨制冷系统。
因为制冷总负荷为100KW,所以可选双螺杆制冷压缩机来满足制冷量要求。
3.3确定制冷系统设计工况
3.3.1 冷凝温度的确定
从《制冷工程设计手册》中查到南京地区夏季室外平均每年不保证50h 的湿球温度（℃）
C t ?=28s
对于使用冷却水塔的循环水系统，冷却水进水温度按下式计算：
t t t s s s ?+=1 （3-1）
式中
——冷却水进冷凝器温度（℃）；
——当地夏季室外平均每年不保证50h 的湿球温度（℃）；
——安全值，对于机械通风冷却塔，
=2~4℃。
则代入数据有冷却水进水温度： 313281=+=t s ℃
冷却水出冷凝器的温度（℃）
按下式确定：
选用卧式壳管式冷凝器
=
+（2~4） （3-2） 代入上面算出的数据有：
=31+3=34℃（注意：
通常不超过35℃），
系统以水为冷却介质，其传热温差取4~6℃。
则冷凝温度为 若系统以水为载冷剂，其
传热温差为
℃， 42+=t t s c （3-3）
式中 ——冷凝温度（℃）。
代入数据有冷凝温度： =34+4=38℃ 3.3.2、 蒸发温度的确定
则蒸发温度为 t t t e ?-=' （3-4）
对于本设计系统，=2℃，因此不采用液体过冷，即=0℃。式中 ——载冷
剂的温度（℃）。
一般对于冷却淡水和盐水的蒸发器，其传热温差取
=5℃。
本制冷机房用空冷式蒸发器，则制冷剂的蒸发温度25-7==t e ℃. 3.3.3、 过冷温度
的确定
对于一般的空气调节用制冷装置，不采用液体过冷；对于大型的蒸发温度较低（<—5℃）的制冷装置，在条件许可时使用液体过冷。 也就是不考虑过冷温度。 3.3.4、过热温度t r 的确定
压缩机吸气口温度的确定
通常 =+ （3-5） 式中对于一般氨压缩机，
=
℃。
代入数据有过热温度： =
℃。
3.3.5、 制冷系统理论循环p-h 图
根据题意绘制的p-h 图，并查表求得各状态参数：
图3-1
查有关资料：
确定压力：Pe=436.34 kPa ， Pc= 1472.4 kPa 比容：=ν
1
0.27kg m
3
， =ν20.087kg m 3
焓值： =h 1 1459kg KJ ，=h 2 1660kg KJ ，=h 3=
h 4380 kg KJ 。
4制冷系统热力计算
1）单位质量制冷量
的计算
410h h q -= （4-1） 代入数据有：0q =（ 1459-380）kg KJ =1079 kg KJ
2）单位冷凝负荷q k 的计算
h h q 3
2k
-= （4-2）
代入数据有：1280380-1660k
==q kg KJ
3）单位理论压缩功ωc 的计算
h h w 12c -= （4-3） 代入数据有：2011459-1660c ==w kg KJ
4）单位容积制冷量的计算
v
q
q 1
v
=
（4-4）
代入数据有：==
27
.01079
v
q 3996m 3
kJ
5） 制冷剂质量流量M r 的计算
q
Q
Mr 0
=
（4-5）
代入数据有：0923.01079
100
==
Mr s kg 6） 压缩机吸入制冷剂蒸汽的体积流量V r 的计算
v
q Q r 0
V =
（4-6）
代入数据有：025.03996
100
V ==
r s 3
m
7）冷凝器热负荷φk 的计算
q k
r ?=M k φ （4-7）
代入数据有：kw 1.11812800923.0k
=?=φ
8） 压缩机所需的理论耗功率p th 的计算
c Mr p
ω?=th
（4-8）
代入数据有：
kw p
552.182010923.0th
=?=
9） 制冷系数εth 的计算
th
th p 0
φε=
（4-9）
代入数据有：39.5552
.18100
==
th ε
10） 逆卡诺循环制冷系数εc 的计算：
k
c k
c T T T -=
ε （4-10） 代入数据有：64.7275
-311275
==
c ε
11）制冷系数ηR 的计算
ω
ωηc
th R = （4-11）
代入数据有： 71.064
.739
.5R ==
η 5制冷压缩机型号及台数的确定
5.1 压缩机形式的选择
根据已知参数，预选螺杆式压缩机。
5.2 压缩机台数的选择
查《实用制冷工程设计手册》根据制冷机组冷负荷100KW 选择压缩机，选用KA12.5—12型压缩机（其标准工况下的制冷量为137KW 大于100KW ，符合要求）。 压缩机台数，应根据总制冷量来确定：
g
Q Q 00
m = （5-1） 式中
——压缩机台数（台）；
——每台压缩机设计工况下的制冷量（
）。
代入数据有：73.0137
100
m ==
（台） 因此，选择1台KA12.5-12型压缩机.
5.3 压缩机级数的选择
选择依据：压缩机级数应根据设计工况的冷凝压力与蒸发压力之比来确定。一般若以氨为制冷剂，当时，应采用单级压缩机；当
时，则
应采用两级压缩机。
所以，对于本设计制冷系统中，
37.334
.4364
.1472e
c p
==
p
<8，因此，本设计制冷
系统采用单级压缩。
5.4电机的选择
由于使用KA12.5-12双螺杆压缩机，其配用电机型号为YW200L-2,标准工况功率55KW,电压380V 。
6冷凝器的选择计算
6.1冷凝器的选择
在本系统中选用氨立式壳管冷凝器。
6.2冷凝器热负荷计算
冷凝器热负荷在前面热力计算中已求出。 1.118k =φ (KW)
式中
φ
k
—冷凝器的热负荷（KW ）。
6.3冷凝器的已知参数
氨制冷系统传热管采用无缝钢管，f λ=58.2w/(m ·k)， 肋管外径
0d =15.43mm ，内径i d =13.15mm, 肋片外径f d =17.8mm ，肋片厚度t δ=0.232mm ，
0δ=0.354 mm ，平均肋厚f δ=0.3mm ，肋片的节距e=1.029mm 。
6.4计算肋管特性参数
（以1米长肋管计算）
肋管水平部分的面积：()[
]e
d e d t f 1000A 00p δπδπ+-= （6-1）
依次代入数据有：p A = 44×3-10㎡ 肋管垂直部分面积：e
d d f 1
2)(A 2
02f -=
π （6-2）
依次代入数据有：f A =119×3-10㎡
肋管总外表面积：A =p A +f A (6-3) 依次代入数据有：A=163×3-10㎡ 肋化系数：15.3＝ＡＡ
ｉ
=
τ 肋片的当量高度：f
f d d d )
(4
H 2
02e -=
π （6-4）
依次代入数据有：e H =3.5×3-10m 基管平均表面积：A =
()2
0i
d d +π （6-5）
依次代入数据有：A =44.9×3-10㎡ 所以：f A /A=0.73 ； p A /A= 0.27 ： A/A =3.6
6.5计算平均传热温差
t
t t t t t
t s c
s c s s 2
1
1
2
m ln
---=
? （6-6） 代入数据有：=
?t m =--34
383138ln
31
-34 5.36 ℃
6.6冷却水流量
查水在5.36 ℃的物性参数：p
C =4.2)(k kg kJ ?
=
w M 1000
p k
???t c m φ
（6-7）
代入数据有：=???=
1000
36.52.41000
1.118w M 5.25s kg
6.7概算所需传热面积
假设热流密度ψ=5500w/㎡，则m k 2
c 215500
118100/A ==='ψφ 6.8初步规划冷凝器结构
取管内的流速v=2.7m/s ，则每流程管数m 为 v
d M i w
ρπ
2
4
m = （6-8）
代入数据有：m=14.4 取m=15,这样管束总长等于 )(Am nl A
c
'
=
（6-9）
代入数据有：nl =8.6 如流程数n=2,则冷凝器传热管有效长度为4.3m ；传热总根数N=40根。
6.9计算水侧的换热系数
2.08.02s 1s 2.08
.0)2t 221430(i i w d v t d v +?+==βα （6-10）
代入数据有=w α 1.129×410w/㎡·k
6.10计算制冷剂测得冷凝换热系数
6.10,1 求水平光管管外冷凝换热系数 由于c t =38C ，查物性表可得：
导热系数：λ=0.44w/(m ·k) ， 密度：ρ=582.7kg/3m ， 定压比热容：p C =4.89kj/(kg ·k) ， 粘度：μ=1.282×4-10N ·s/㎡ ， 密度： γ=1094.8kj/kg 所以
3
12
3
3
1g ??
?
???=μγρλβ （6-11）
3
10c 65.0????
???=d ψβα （6-12）
代入数据有：=3
1β 1.34×410 代入数据有：=c α1980w/㎡·k 6.10.2 计算水平肋管外的冷凝换热系数
2
1
2m ???
???
??='f f c
δλα （6-12） ??
?
??????? ??+-=0
0lg 805.012d d d d l f
f （6-13） 代入数据有：m '=474-1m 代入数据有：l =0.00124m 代入数据有肋片效率：
()l
m l m th ''=
f η=0.8981 （l m '=0.59，计算出()l m 'th =0.5298）
肋片的修正系数
f ε=???
?????+???? ??A A H d A A e f p 25
.00
75.0f 3.1η （6-14）
代入数据有：f ε=1.5
所以， c f f c αεα?=? （6-15） 代入数据有：f c ?α 1.5×1980=2970w/(㎡·k) 6.10.3计算水平肋管束外冷凝换热系数
f c z f c ????=αεαz （6-16） 代入数据有：()
=?=?-??f c f c N αα167
.05.0z 6.02406.6w/(㎡·k)
6.11实际的热流密度（ψ'）
取污垢热阻?=8.0R fou 4-10(㎡·k) /w ，按公式
1
11K -?????
????????? ??+++???? ??+=i w fou p oil z f c c A A R A A R R αα （6-17） 其中：油膜热阻oil R 取0.4×3-10㎡·k/w 管壁热阻p R =2.86×5-10㎡·k/w 代入数据有：c K = 689.9w/(㎡·k) 所以，实际热流密度ｍｃｔＫ??='ψ=3698 w/㎡
%,5%87.4%100-<=?'
'ψψ
ψ 计算传热面积有效。
6.12计算实际传热面积
布置管束 Ac=()m c t K ??/k φ (6-18) 代入数据有：Ac=31.9㎡
保持上面确定的m=15,n=2，冷凝器的有效管长为：)(mn A A l c = 解得有效管长：l =6.52m
6.13冷凝器的选型
由冷凝器的计算知，估计选LN-25型立式冷凝器即可符合要求。
7蒸发器的选择计算
7.1蒸发器的预选
由于此制冷系统用于小型冷库，用强制对流式冷却空气干式蒸发器。
7.2蒸发温度与传热温差的确定
对于直接蒸发式空气冷却器，由于空气侧换热系数低，为了不是结构尺寸偏大，所以取较大的传热温差。通常蒸发温度t e 比冷却空气的出口温度低6~8℃，就是说，平均传热温差't m ?约为11~13℃，取12℃.以外肋表面为基准的热流密度约450~550m w .蒸发温度已知为t e =2℃，有5℃过热度，热流密度K 取35()K W
?m 2
.
7.3换热面积的计算
传热面积： '
t Q
A m
C
K ?=
(7-1)
代入数据有：223812
35100000
m A C =?=
由换热面积查手册选一台DL-250直接蒸发式空气冷却器,其传热面积 F=2502m
7.4 蒸发器风量的确定
ρ
φ'
??=
m
P c t c V 0
（7-2）
代入数据有：s V c m 2
102
.112005.1100=?=
7.5风机的选择
选用与蒸发器配套的送风机，估计可选用QF36-380型。其送风量为
36000h 3m 。
8冷却水系统的选择
8.1冷却塔
冷却塔冷却水量在冷凝器计算中已知s g 25.5K M w =。根据型号估计选用HL6-30型。
8.2水泵的选型:
水流量为 h 82.18s g 25.53m K M G w === 即：泵的流量为18.82m 3/h 。
8.2.1水泵扬程
冷却水泵所需扬程
Hp=hf+hd+hm+hs+ho （8-1）
式中 hf ，hd ——冷却水管路系统总的沿程阻力和局部阻力，mH2O ； hm ——冷凝器阻力，mH2O ；
hs ——冷却塔中水的提升高度（从冷却盛水池到喷嘴的高差），mH2O ； ho ——冷却塔喷嘴喷雾压力，mH2O ，约等于5 mH2O 。 8.2.2阻力计算
管径长约300，比摩阻选200Pa/m 则 hf=300×200Pa=6mH 2O 局部阻力取0.5
则 hd=0.5×6=3mH 2O 冷凝器阻力约为 hm=4mH 2O 冷却塔在机房房顶，房顶距地面3m 则 hs=3mH 2O
冷却塔喷嘴喷雾压力，约等于5 mH 2O 。 ho=5mH 2O 安全系数0?取1.2
总扬程 p l H H 0?= （8-2） 代入数据有：()O mH H l 22.25534362.1=++++?=
根据流量和扬程，选用立式管道离心泵80-250B 型水泵，（额定流量：20m 3
/h ，
额定扬程：30 mH 2O ，额定功率为15kw ，转速：2900r/min ，泵进、出口公称直径DN80）。
9、冷冻水系统的选择
因为本制冷系统选用直接蒸发式冷风机作蒸发器，所以不需冷却水系统。
10、管径的计算
由上面计算得，制冷剂在总管内流量kg/s 0923.0r =M ，1v =0.27kg m /3，
2v =0.087kg m /3， 排气管内制冷剂流速s m p /11=ω，吸气管内流速s m /13x =ω，
冷凝器内水流速s l /m 3.1=ω，流量为s kg M w /25.5=，蒸发器风s m z /8.0=ω速，风量为s kg M c /10= 。 由公式：4n Mv
d πω
=
?（计算各个管径如下：） （10-1） 吸气水平管： x
r nx v M d πω1
4=
（10-2）
代入数据有：m d nx 05.013
14.327
.00923.04=???=
选用50DN
吸气立管：查R717上升吸气立管最小负荷图得..0.138n x l d m =选用150DN 排气管： p
r np v M d πω2
4=
（10-3）
代入数据有：m d np 030.011
14.3087
.00923.04=???=
选用50DN
在分管中的流量s kg M r /0462.00923.02
1
=?='
排气分管： p
r np v M d πω24'='
（10-4）
代入数据有：m d np 0216.01114.3087.00462.04=???='
选用50DN
吸气分管： x
r nx v M d πω1
4'=
'
（10-5）
代入数据有：m d nx 035.01314.327.00462.04=???='
选用50DN
由于采用直接空冷式蒸发器，所以不用计算管径。肋片间距由蒸发器型号决定。
11、其它辅助设备的选择计算
11.1、膨胀阀的选择
由于该制冷系统属于小型氨制冷系统，毛细管做节流阀。
根据经验选毛细管选用1.2mm 内径，长为0.6m 无缝钢管，电磁阀选用DC80型。
11.2、贮液器的选择计算
贮液器的容积按制冷剂循环量进行计算，但最大贮存量应不超过每小时制冷剂总循环量的1/3~1/2。同时，应考虑当环境温度变化时，贮液器内的液体制冷剂因受热膨胀造成的危险，鼓其贮存量一般不超过整个容积的70%~80%。
贮液器的容积按下列公式代入数值计算：
（11-1）
m
3
3.0360075.0001.07.10923.0
4.0=????
=V
选用配套的ZA —0.5B 可知其容积为： 0.5 ＞ 0.3 满足要求。
11.3、油氨分离器的选择计算
油分离器筒体直径： ω
πλνν12
4q v
D ≥
（11-2）
代入数值计算有：mm D 3703600
27.0087
.03.039964=?????=
π
选用压缩机配套的 YF —40油分离器。 直径为400mm ＞370mm 满足要求。
11.4、气液分离器的选择计算
气液分离器的桶体直径按下列公式计算：
πω
λ
q v
D 4≥
（11-3）
代入数据计算有：mm D 6513600
3
.039964=???=
π
选用配套的 AF —65 桶体的气液分离器。
11.5、集油器的选择计算
集油器的选择是根据经验，当冷冻站的制冷量为100 ~ 300 KW 时，选用120mm 的集 油器一台。
因此，选用型号为：JY —100集油器。
11.6、不凝性气体分离器的选择计算
当冷冻站标准工况下的制冷量小于1163KW 时，宜采用一台小号（桶体直径为108mm ）空气分离器。
因此，根据以上条件可知：KF —32B ，即可满足要求。
12、制冷机组与管道的保温
由于这里是氨制冷系统，氨易燃易爆，这里用自熄型聚苯乙烯泡沫塑料，由于管径最大为150mm ，最小为50mm ，按经验选20mm 厚的自熄型聚苯乙烯泡沫塑料，包裹在DN50裸露管外,50mm 厚的包裹在DN150管外。
13、设备清单及附图 表13-1
名称
单位
型号
规格
数量 双螺杆式制冷压缩机 台 KA12.5-12 Q=137KW
1
配套电动机 台 YW200L-2 P=55KW 1 立式冷凝器
台
LN-25 F=25 1 直接蒸发式空气冷却器 台 DWZ-250
F=250
1
配套风机
台
QF36-380
Q=36000h 3m
1
冷却塔 台 HL6-30
s g 6K M w =
1
立式管道离心泵型水
台80-250B Q=20m3/h 1 泵，
电磁阀台DC80 1
1 节流阀台毛细管D=1.2mm
L=0.6m
1 贮液器台ZA-0.5B
V=0.5
集油器台JY-100 D=200mm 1 油氨分离器台YF-40 D=400mm 1 空气分离器台KF-32B D=108mm 1 气液分离器台AF-65 D=650mm 1 不凝气体分离器台KF—32B 1 紧急泄氨器台KFA系列 1 安全阀台HPb59-1/H62 1
干燥过滤器台QLJ1600-Ⅱ
1
-Z Array
图13-1基本机构示意图
制冷系统设计步骤
一、设计任务和已知条件 根据要求，在武汉地区，以风机盘管为末端装置，冷冻水温度为7℃，空调回水温度为11℃，总制冷量为400KW，冷却水系统选用冷却塔使用循环水。 二、制冷压缩机型号及台数的确定 1、确定制冷系统的总制冷量 制冷系统的总制冷量，应该包括用户实际所需要的制冷量，以及制冷系统本身和供冷系统冷损失，可按下式计算： 式中——制冷系统的总制冷量（KW） ——用户实际所需要的制冷量（KW） A——冷损失附加系数。 一般对于间接供冷系统，当空调制冷量小于174KW时，A=0.15~0. 20；当空调制冷量为174~1744KW时，A=0.10~0.15；当空调制冷量大于1744KW时，A=0.05~0.07；对于直接供冷系统，A=0.05~0. 07。 2、确定制冷剂种类和系统形式
根据设计的要求，选用氨为制冷剂而且采用间接供冷方式。 3、确定制冷系统设计工况 确定制冷系统的设计工况主要指确定蒸发温度、冷凝温度、压缩机吸气温度和过冷温度等工作参数。有关主要工作参数的确定参考《制冷工程设计手册》进行计算。 确定冷凝温度时，冷凝器冷却水进、出水温度应根据冷却水的使用情况来确定。 ①、冷凝温度（）的确定 从《制冷工程设计手册》中查到武汉地区夏季室外平均每年不保证50h的湿球温度（℃） ℃ 对于使用冷却水塔的循环水系统，冷却水进水温度按下式计算： ℃ 式中——冷却水进冷凝器温度（℃）； ——当地夏季室外平均每年不保证50h的湿球温度（℃）； ——安全值，对于机械通风冷却塔，=2~4℃。
冷却水出冷凝器的温度（℃），与冷却水进冷凝器的温度及冷凝器的形式有关。 按下式确定： 选用立式壳管式冷凝器=+（2~4）=31.2+3=34.2℃ 注意：一般不超过35℃。 系统以水为冷却介质，其传热温差取4~6℃，则冷凝温度为 ℃ 式中——冷凝温度（℃）。 ②、蒸发温度（）的确定 蒸发温度是制冷剂液体在蒸发器中汽化时的温度。蒸发温度的高低取决于被冷却物体的温度及传热温差，而传热温差与所采用的载冷剂（冷媒）有关。 系统以水为载冷剂，其传热温差为℃，即 ℃ 式中——载冷剂的温度（℃）。 一般对于冷却淡水和盐水的蒸发器，其传热温差取=5℃。
一、集水器、分水器： 集、分水器与静压箱作用相同，把动压转换成静压，有利于风/水分配平衡。 1、直径D的确定： a、按断面流速0.5-1.0计算； b、按经验估算：D=1.5-3dmax d——集、分水器支管中最大直径。 2、其余做法参照《采暖通风设计选用手册》T904。 二、冷凝水管道 1、冷凝水管道沿水流方向有不小于0.5%的坡度，且不允许有积水部位。 2、当冷凝水盘位于机组内的负压段时，凝水盘的出水口处必须设置水封，水封的高度应比凝水盘处的负压 （相当于水柱高度）大50%左右。水封的出口，应与大气相通。 3、冷凝水管排入污水系统时，应有空气隔断措施。冷凝水管不得与室内密封雨水系统直接连接，可设单独的 冷凝水管道排入室外雨水管井。 4、冷凝水管道宜采用聚氯乙烯管或镀锌管，并宜采取防露保温措施。 5、冷凝水管道干管末端应设清扫口，以便定期冲洗；立管顶部宜设透气管。 6、冷凝水管的公称直径DN，可以根据空调器，风机盘管或空调机组的产冷量Q，按下表计算： 三、空调水系统附件： 1、冷水机组、水泵、热交换器、电动调节阀等设备的入口管道上，应安装过滤器或除污器，防止杂志进入。 采用Y形管道过滤器时，滤网孔径一般为18目。 2、空调水系统应在下列部位设置阀门： ①空调器（或风机盘管）供、回水管； ②垂直系统每对立管的供。回水总管； ③水平系统每一环路的供回水总管； ④分、集水器处供回水干管； ⑤水泵的吸入管和供水管，并联水泵供水管阀门前还应设止回阀； ⑥冷水机组、热交换器等设备的供回水管； ⑦自动排气阀前、压力表接管上，泄水口等处。 3、分、集水器及冷水机组、空调器和（吊装等小型机除外）的进、出水管处，应设压力表、温度计，水泵 出口、过滤器两侧及分、集水器各分路外的管道上，应设压力表。 4、温度计应装在阀门内侧管道上，以便拆换；风机盘管铜闸阀应装在电动二通、铜管（或软管）的外侧， 以便检修。 5、系统最高点或有空气聚集的部位应设自动排气阀。 6、系统的最低处，可能有水积存的部位以及检修用关断阀门前，应有泄水装置。
第八章 空调机房设计 8． 1 机房位置及技术要求 8.1.1 机房位置的选择与组成 1 .机房的位置选择 离心式、 螺杆式制冷机组的机房按功能分有两类： 一类是为建筑物空调服务的冷冻机房， 提供空调用的低温冷冻水，常采用冷水机组直接供冷或蓄冷槽与制冷机组组合供冷的方法；另一类是为冷藏、 冷冻服务的制冷机房， 常采用螺杆式制冷机组。 冷冻机房位置的合理选择， 对于整个建筑物的合理布局、安全方便地使用是非常重要的。选择机房位置时，应遵循建筑设计防火规范、采暖通风与空气调节设计规范、冷库设计规范等，并应综合考虑下列因素： 1)应与建筑物的总体布局相协调，机房应设在既靠近负荷中心，又能使进出机房的各类管道布置方便的地方。冷藏、冷冻的制冷机房和设备间除了要满足上述要求外，选址时还应避开库区的主要交通干线。 2)由于制冷机房用电功率大，因此机房应靠近变配电房设置，以减少线路压降损失，保证机组正常运行。 3)对于采用不同制冷剂的机房的布置，应符合下列要求： ①卤代烃压缩式制冷装置可布置在民用建筑、生产厂房及辅助建筑物内，但不得直接布置在楼梯间、走廊、和建筑物的出入口处。 ②由于氨制冷剂具有强烈的刺激性、毒性、易燃的危险性，因此氨压缩式制冷装置应布置在隔断开的房间或单独的建筑物内，但不能布置在民用建筑和工业企业辅助建筑物内。 4)单独建造的制冷机房宜布置在全厂厂区夏季主导风的下风向。在动力站区域内，一般应布置在乙炔站、锅炉房、煤气站、堆煤场和散发尘埃的站房的上风向。 5)为保证机组的散热及可靠运行，并创造一个安全、卫生的工作环境，机房位置的选择应使它能具备良好的通风和采光条件，一般应贴邻外墙布置。 6)选择机房位置时．还应考虑到设备运行时的振动和噪声对周围房间和环境的影响，一般不应贴邻办公、会议、卧室等房间布置。 7)采用冷却塔冷却方式的机房，应靠近冷却塔的位置设置，避免粗大的冷却水管占用过多的空间、消耗更多的输送动力。
空调用冷水机组部分负荷性能与空调系统的匹配分析 龚毅 摘要：本文分析研究了反映空调用冷水机组在部分负荷运行时的综合性能相关参数,讨论了不同部分负荷性能冷水机组的能耗评价方法和节能潜力,划分了冷水机组在不同负荷段的部分负荷性能与全负荷性能的关系，指出美国空调与制冷学会标准（ARI-550/590-98）中提出的综合部分负荷性能系数IPLV的技术意义及其变化,提示了制冷系统的设计与运行能耗与空调动态负荷的相关性，给出了空调用冷水机组部分负荷性能与空调系统匹配的基本思路。 关键词：冷水机组部分负荷性能空调系统匹配 在空调工程中,制冷系统的设计、安装和运行对整个空调系统的能耗影响很大。随着我国经济的快速发展，空调的使用日趋广泛，空调面积数量大幅度上升，各类风冷式、水冷式甚至蒸发式的冷水机组已经成为空调用冷源的主力军，冷水机组的能耗也越来越大，采用合理、科学和经济的设计、选型和运行方案，就成为降低冷水机组消耗的关键问题。 空调用冷水机组的全年运行能耗与冷水机组的性能有关，而冷水机组的性能主要包括全负荷性能和部分负荷性能，两者在选择和匹配冷水机组时均起着重要的作用。由于空调系统的冷负荷总是随室外气象参数扰动和室内状态的改变而变化的，在供冷期间空调系统在部分负荷下运行的时间较多，所以冷水机组的实际运行过程中大部分时间都是处于部分负荷运行状态,因此冷水机组部分负荷时的性能对其运行能耗的影响是很大的。研究冷水机组、空调系统的部分负荷特性及其相互之间的匹配关系，对于挖掘空调制冷总能系统的节能潜力无疑是十分重要的。 1冷水机组部分负荷综合性能参数 在规定的名义工况条件下,冷水机组的制冷量与能耗之比称为冷水机组的能效比EER(Energy Efficiency Ratio),它是标志冷水机组能耗的重要指标。在上个世纪的八十年代，节能研究的重点一直集中在如何提高冷水机组的EER。但是，EER所表示的仅仅是名义工况条件下的能耗。随着系统负荷的减少，它会大幅度的下降。例如某机组，在100%负荷（满负荷）时，它的EER是3.0左右的话，当系统调节为40%附近的负荷率时，EER已经降为1.4了。事实上，系统负荷与冷水机组的制冷量完全匹配的情况几乎是没有的。为此，必须考虑冷水机组在各种负荷下综合能耗。季节能效比 SEER(Seasonal Energy Efficiency Rate)和由美国空调与制冷学会标准（ARI—550/590–98）中提出的综合部分负荷性能系数IPLV（Integrate Partial Load Value）来评价不同类型冷水机组在整个空调季节中的综合性能，可以更准确的反映冷水机组的能耗。这里重点分析综合部分负荷性能系数IPLV。 冷水机组的部分负荷性能一般是以名义工况输入功率百分数和名义工况制冷量的百分数来表示。一般来说，冷水机组的部分负荷性能大致可以有在整个负荷段冷水机组的全负荷性能好于、差于部分负荷性能和部分负荷段好于、部分负荷段差于部分负荷性能这三种情况。由于冷水机组的实际运行情况（串、并联台数；负荷调节方法；地理位置和建筑特点；室内外参数条件和机组运行方案）是有较大差异的，难以准确作出冷水机组的负荷特性曲线，需要寻求一个能描述不同类型冷水机组共同的部分负荷性能评价指标。综合部分负荷性能系数的概念是最早于1986年首先提出来的，后来经过多次修改完善，形成了美国空调与制冷学会ARI550-92《离心式和回转式螺杆式冷水机组》以及ARI590-92《容积式冷水机组》两个标准中规定的综合部分负荷性能系数IPLV（Integrate Partial Load Value），在部分负荷下求得制冷性能系数，再按加权系数公式计算出冷水机组部分负荷性能值，主要反映冷水机组的部分负荷调节功能。这一方程是对于提供冷水机组平均负荷性能的一种进展，使得这一指标能够准确地描述在一个标准年周期内冷水机组运转的实际过程，这样就可以通过扩展的计算机数据分析
暖通空调设计总结 摘要：本文简述了冷热源配置、循环泵、风机配置、洁净室、洁净手术部设计等常见的一些问题，以供借鉴。学而不思则罔、思而不学则殆。对于我们科学技术工作者来说，应该学与思不断。学习不断、思考不断，不断总结经验，有所前进。设计也应有所创新，有所前进。但我们见到的常是套指标的多、拍脑袋的多、照抄照搬的多，就是少点科学态度，少点学与思，因而铸就的教训也多。下面笔者就有关暖通设计，再谈一些粗浅看法，不当之处请批评指正。 一、冷热源 关于冷源，《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ1987第六章“制冷”中有“台数不宜过多”、“应与空气调节负荷变化情况及运行调节要求相适应”、“台数不宜少于两台”等规定。我们在考虑冷水机组配置时，应注意避免下列四种情况。 一要避免机组台数过少，台数过少存在的问题有： (1) 负荷可靠性下降，一旦负荷高峰时机组出现故障，影响的比例就大； (2) 负荷适应性差。因为综合性建筑中往往配置有娱乐场所等，其面积不大、冷负荷也不大，而娱乐场所又往往有提前和延长制冷要求，机组台数少，意味着单台制冷负荷大，一旦开启，负荷就不适应，对离心式机组，往往易发生喘振现象，所以选择离心机组，要满足2 0%～40%负荷时能适应最小冷负荷的需要。 (3) 机组台数过少，机组低负荷运行的概率高，由于机组在低负荷下运行的COP低，因而能耗会增高。 二要避免机组台数过多。机组台数过多有如下缺点：
(1) 单机容量下降，机组COP下降，能耗高； (2) 机组台数多，配置的循环水泵也多，水泵并联多，并联损失高； (3) 机组台数多，配置的循环水泵多，占用机房面积就大。 还有一种情况就是设计者有时会将高区低区的冷水机组截然分开，其实这是没有必要的，因为高区可采用通过换热的办法，使高低区的冷水机组合为一个系统，这样就可减少机组台数。 (4) 机组台数过多，也意味着绝对故障点增多。 三要避免不恰当的使用多机头机组(包括多机头风冷热泵或模块化风冷热泵、模块化冷水机组)。如3台30HT—280有24个机头，3台LSRF829M有36个机头，8台CXAH250，总冷量仅1224kW，却有32个机头，绝对故障点太多。 四要避免一味地采用等容量机组。采用等容量机组，机房布置也许会划一整齐，备品备件会少，但工程中往往有小负荷的不同使用功能的场所，如采用等容量机组，就容易造成负荷适应性差的缺点。其实《采暖通风与空气调节设计规范》中有“大型制冷机房，当选用制冷量大于或等于1160kW(100×104大卡／时)的一台或多台离心式制冷机时，宜同时设置一台或两台制冷量较小的离心式、活塞式或螺杆式等压缩式制冷机”大小容量搭配的规定。 关于热源，这里只谈一点对选用电热锅炉的看法，共同商榷。 在热源选择上，目前似乎有一个趋向，即某些部门偏好推广电热锅炉，笔者认为有失偏颇。首先，电是高品位能源，将它转变成低品位能源的蒸汽、95℃或60℃热水来使用，而且还有输送损失，从能量利用而言，该是划不来的。其次，对于中国来说，电不是“清洁能源”或“环保能源”，因为我国是近80%燃煤用于发电，造成温室气体——的排放量仅次于美
空调系统匹配 一、制冷基本原理 1、定义 制冷：从低于环境的物体中吸取热量，并将其转移给环境介质的过程。 制冷机：完成制冷循环所必需的机器和设备的总称。 制冷装置：将制冷机同使用冷量的设施结合在一起的装置。如冰箱，空调机等。 制冷剂：除半导体制冷以外，制冷机都是依靠内部循环流动的工作介质来实现制冷过程，完成这种功能的工作介质，称为制冷剂，也称制冷工质，俗称雪种。 2、制冷的基本原理 由于热量只能自动地从高温物体传给低温物体，因此实现制冷必须包括消耗能量的补偿过程。制冷机的基本原理：利用某种工质的状态变化，从较低温度的热源吸取一定的热量Q0，通过一个消耗功W的补偿过程，向较高温度的热源放出热量Qk,。在这一过程中，由能量守恒得 Qk= Q0 + W。 3、制冷的基本方法 相变制冷：利用液体在低温下的蒸发过程或固体在低温下的熔化或升华过程向被冷却物体吸取热量。普通空调器都是这种制冷方法。 气体膨胀制冷：高压气体经绝热膨胀后可达到较低的温度，令低压气体复热即可制冷。 气体涡流制冷：高压气体经过涡流管膨胀后即可分离为热、冷两股气流，利用冷气流的复热过程即可制冷。 热电制冷：令直流电通过半导体热电堆，即可在一端产生冷效应，在另一端产生热效应。4、单级压缩蒸气制冷循环 蒸气压缩式制冷机是目前应用最广泛的一种制冷机，有单级、多级和复叠式之分。 单级压缩蒸气制冷机是指将制冷剂经过一级压缩从蒸发压力压缩到冷凝压力的制冷机。单级制冷机一般可用来制取-40℃以上的低温。 普通的空调器都是利用单级压缩蒸气制冷机的原理制造的。 单级压缩蒸气制冷机的由以下几个基本组成部份： 压缩机 冷凝器 节流机构（毛细管） 蒸发器 制冷剂
制冷系统操作说明 大连冷冻机股份有限公司
前言 目前，我国冷冻食品工业和化工行业迅速发展，各种大中小型冷库及制冷站越来越多，其制冷系统广泛采用氨或氟利昂制冷剂。氨或氟制冷系统的专业性、技术性很强，制冷装置的使用、维修、管理，必须严格按照科学办事，认真执行有关标准和法规，做到科学、安全、卫生、节能。 由于现阶段关于氨或氟制冷装置使用、操作、安全管理的操作规程几乎没有，我公司特别编制了?制冷系统操作说明?，以供制冷系统使用单位参考。若与制冷系统设计与安装厂家出具的说明书有冲突，以厂家资料为准。
第一章制冷装置操作的标准、法规及要求 一、制冷装置操作的现行标准及规范 1 ?钢制压力容器? GB150 2 ?钢制管壳式换热器? GB151 3 ?冷库设计规范? GB50072 4 ?工业金属管道工程施工及验收规范? GB50235 5 ?制冷设备，空气分离设备安装工程施工及验收规范? GB50274 6 ?工业金属管道设计规范? GB50316 7 ?建筑物隔热用硬质聚氨酯泡沫塑料? GB10800 8 ?室外给水设计规范? GBJ13 9 ?室外排水设计规范? GBJ14 10 ?建筑给水排水设计规范? GBJ15 11 ?建筑设计防火规范? GBJ16 12 ?工业设备及管道绝热工程施工及验收规范? GBJ126 13 ?活塞式单机双级制冷压缩机? JB/T5446 14 ?组合冷库用隔热夹芯板技术条件? JB/T6527 15 ?喷油螺杆式单级制冷压缩机? JB/T6906 16 ?制冷装置用压力容器? JB/T6917 17 ?组合冷库? JB/T9061 18 ?聚氨酯硬泡体防水保温工程技术规程? JCJ14 19 ?冷藏库建筑工程施工及验收规范? SBJ11 20 ?民用建筑电气设计? JGJ/T16 21 ?压力容器安全技术? 22 ?压力管道安全管理与监察规定? 二、制冷装置操作人员要求
全年供冷制冷系统的设计选用 本文通过两个实例简单说明了全年供冷系统设计选用时，应根据项目所在区域的气象条件及系统用冷量的大小选用合理的制冷系统。工程实践效果表明，所选用的制冷系统均能较好的满足工艺设备全年用冷量的要求。 标签：风冷冷水机组水冷冷水机组全年供冷自然冷却 工业厂房设计中经常会遇到工艺设备需常年供冷的情况，笔者根据两个不同项目所在区域的气象条件及系统用冷量的大小，分别选用了具有“自然冷却”功能的风冷涡旋式冷水机组和水冷冷水机组与冷却塔季节交换供冷两种方式。自然冷却的应用，显著的降低风冷冷水机组运行能耗。冷却塔供冷（又称免费供冷）是空调制冷系统节能降耗的一种形式。 1 具有“自然冷却”功能的风冷涡旋式冷水机组常年供冷 某新建项目涂装车间阴极电泳设备需7~12℃冷冻水，工艺设备最大需冷量为290kW，设备用冷量随生产规模的变化而不同，设备全年供冷。项目位于重庆地区，重庆地区的室外设计参数见下表表1。 因设备用冷量较小，建筑设计中未预留制冷机房位置，结合重庆地区的气象条件及本项目的实际情况，并与业主充分交换意见后确定采用风冷涡旋式冷水机组。本工程全年制冷量290kW，考虑到重庆地区极端最高温度平均值是39.1℃，选用冷水机组的制冷量进行温度修正后在39.1℃应大于290kW，因设备用冷量随生产规模变化，设计选用两台风冷涡旋式冷水机组，机组在冷凝空气温度为40℃时制冷量为154kW，机组名义制冷量为：162kW，内置水力模块，风冷涡旋式冷水机组容量控制达3级。 重庆地区冬季极端最低温度达-1.8℃，阴极电泳设备不工作时须提供约15%的制冷量（43.5kW），风冷涡旋式冷水机组制冷运行环境温度0℃~45℃，因此必须采取措施保证冬季时机组能够正常运行。目前国内常用的解决方法主要有以下几种： ①拆除机组内的保护器，此方法主要应用风冷模块式冷水机组。 ②每台机组上加装一个温度开关，温度开关与室外冷凝风机电机连锁。此温度开关需要放置在冷凝盘管上，感受制冷时冷凝盘管的温度，以此温度来判断是否将室外风机断电。一般来说可在低于－17℃室外环境的情况下制冷，温度开关一般为进口。 ③在控制系统加变频器，防止冬季温度过低，可低频启动，此方法主要适用于风冷模块式和螺杆式冷水机组。
目录 目录 (1) 设计任务书 (2) 设计说明书 (3) 一、制冷机组的类型及条件 (3) 二、热力计算 (6) 三、制冷压缩机型号及台数的确定 (7) 四、冷凝器的选择计算 (8) 五、蒸发器的选择计算 (12) 六、冷却水系统的选择 (14) 七、冷冻水系统的选择 (14) 八、管径的确定 (14) 九、其它辅助设备的选择计算 (15) 十、制冷机组与管道的保温 (17) 十一、设备清单 (18) 十二、参考文献 (18)
空调用制冷技术课程设计任务书 一、课程设计题目：本市某空调用制冷机房 二、原始数据 1．制冷系统采用空冷式直接制冷，空调制冷量定为100KW。 2．制冷剂为：氨(R717)。 3．冷却水进出口温度为：28℃/31℃。 4．大连市空调设计干球温度为28.4℃，湿球温度为25℃。 三、设计内容 1．确定设计方案根据制冷剂为：氨(R717)确定制冷系统型式。 2．根据冷冻水、冷却水的要求和条件，确定制冷工况并用压焓图来表示。 3．确定压缩机型号、台数、校核制冷量等参数。 4．根据蒸发温度、冷凝温度选择蒸发器（卧式壳管）冷凝器（水冷或空冷），并做其中一个设备（蒸发器或冷凝器）的传热计算。 5．确定辅助设备并选型 6．编写课程设计说明书。
空调用制冷技术课程设计说明书 一、制冷机组的类型及条件 1、初参数 1）、制冷系统主要提供空调用冷冻水，供水与回水温度为：7℃/12℃，空调制冷量定为100KW 。 2）、制冷剂为：氨(R717)。 3）、冷却水进出口温度为：28℃/31℃。 4）、大连市空调设计干球温度为28.4℃，湿球温度为25℃。 2、确定制冷剂种类和系统形式 根据设计的要求，本制冷系统为100KW 的氨制冷系统，一般用于小型冷库，该制冷机房应设单独机房且远离被制冷建筑物。因为制冷总负荷为100KW,所以可选双螺杆制冷压缩机来满足制冷量要求（空气调节用制冷技术第四版中国建筑工业出版社P48）。冷却水系统选用冷却塔使用循环水，冷凝器使用立式壳管式冷凝器，蒸发器使用强制循环对流直接蒸发式空气冷却器（即末端制冷设备）。 3、确定制冷系统设计工况 确定制冷系统的设计工况主要指确定蒸发温度、冷凝温度、压缩机吸气温度和过冷温度等工作参数。有关主要工作参数的确定参考《制冷工程设计手册》进行计算。 确定冷凝温度时，冷凝器冷却水进、出水温度应根据冷却水的使用情况来确定。 ①、 冷凝温度（）的确定 从《制冷工程设计手册》中查到大连地区夏季室外平均每年不保证50h 的湿球温度（℃） C o s 25t 对于使用冷却水塔的循环水系统，冷却水进水温度按下式计算：
目录 1 空调制冷系统匹配计算的目的 (3) 2 制冷循环热力计算 (3) 2.1 设计工况的确定 (3) 2.2 各状态点参数的确定 (3) 2.3 制冷剂质量流量和体积流量 (4) 3 压缩机选型校核 (4) 3.1 所需压缩机排量 (4) 3.2 所选压缩机与汽车的动力匹配计算 (4) 3.2.1 汽车行驶速度及传动比 (4) 3.2.2 与汽车的动力匹配计算 (4) 3.3 设计工况下的压缩机性能 (6) 3.4 怠速工况下的制冷量校核 (6) 3.5 压缩机允许最高转速校核 (6) 4 冷凝器能力计算 (6) 5 蒸发器能力计算 (6) 6 送风量的确定 (6)
CP08空调制冷系统匹配计算书 1 空调制冷系统匹配计算的目的 制冷系统匹配计算的目的有三个： a)所选压缩机的能力是否合理； b)压缩机与汽车的动力匹配是否合理； c)确定所需配置多大的冷凝器和蒸发器。 2 制冷循环热力计算 2.1 设计工况的确定 空调系统的工作压焓图如图1所示： 图1 空调系统工作压焓图 冷凝压力P k＝1.5MPa(表压)；对应的冷凝温度t k＝55.2℃； 蒸发压力P0＝0.3MPa(表压)；对应的蒸发温度t0＝0.67℃； 蒸发器过热度S h＝10℃；冷凝器过冷度S c＝5℃；2.2 各状态点参数的确定 点1（蒸发器出口）： 压力P1＝0.3MPa；温度t1＝10℃； 焓值h1＝407kJ/kg；比容v1＝0.073m3/kg 点2（压缩机出口）： 压力P2＝1.5MPa；温度t1≈75℃； 点3（膨胀阀前）： 压力P3＝1.5MPa；温度t3＝55.2－5＝50.2℃； 焓值h3＝200kJ/kg； 点4（蒸发器进口）： 压力P1＝0.3MPa；温度t4＝0.67℃； 焓值h4＝h3＝200kJ/kg；
制冷系统节流机构及工 作原理 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
节流机构 节流是压缩式制冷循环不可缺少的四个主意过程之一。节流机构的作用有两点：一是对从冷凝器中出来的高压液体制冷剂进行节流降压为蒸发压力；二是根据系统负荷变化，调整进入蒸发器的制冷剂液体的数量。 常用的节流机构有手动膨胀阀、浮球式膨胀阀、热力膨胀阀以及阻流式膨胀阀(毛细管)等。它们的基本原理都是使高压液态制冷剂受迫流过一个小过流截面，产生合适的局部阻力损失(或沿程损失)，使制冷剂压力骤降，与此同时一部分液态制冷剂汽化，吸收潜热，使节流后的制冷剂成为低压低温状态。 一、手动节流阀手动膨胀阀和普通的截止阀在结构上的不同之处主要是阀芯的结构与阀杆的螺纹形式。通常截止阀的阀芯为一平头，阀杆为普通螺纹，所以它只能控制管路的通断和粗略地调节流量，难以调整在一个适当的过流截面积上以产生恰当的节流作用。而节流阀的阀芯为针型锥体或带缺口的锥体，阀杆为细牙螺纹，所以当转动手轮时，阀芯移动的距离不大，过流截面积可以较准确、方便地调整。 节流阀的开启度的大小是根据蒸发器负荷的变化而调节，通常开启度为手轮的1/8至1/4周，不能超过一周。否则，开启度过大，会失去膨胀作用。因此它不能随蒸发器热负荷的变动而灵敏地自动适应调节，几乎全凭经验结合系统中的反应进行手工操作。 目前它只装设于氨制冷装置中，在氟利昂制冷装置中，广泛使用热力膨胀阀进行自动调节。
二、浮球节流阀 1、浮球节流阀的工作原理浮球节流阀是一种自动调节的节流阀。其工作原理是利用一钢制浮球为启闭阀门的动力，*浮球随液面高低在浮球室中升降，控制一小阀门开启度的大小变化而自动调节供液量，同时起节流作用的。当容器内液面降低时，浮球下降，节流孔自行开大，供液量增加；反之，当容器内液面上升时，浮球上升，节流孔自行关小，供液量减少。待液面升至规定高度时，节流孔被关闭，保证容器不会发生超液或缺液的现象。 2、浮球节流阀的结构型式与安装要求浮球节流阀是用于具有自由液面的蒸发器，液体分离器和中间冷却器供液量的自动调节。在氨制冷系统中广泛应用的是一种低压浮球阀。低压浮球阀按液体在其中流通的方式，有直通式和非直通式两种。直通浮球节流阀的特点是，进入容器的全部液体制冷剂首先通过阀孔进入浮球室，然后再进入容器。因此，结构和安装比较简单，但浮球室的液面波动大。非直通式浮球节流阀的特点是，阀座装在浮球室外，经节流后的制冷剂不需要通过浮球室而沿管道直接进入容器。因此，浮球室的液面较平稳，但其结构与安装均较复杂。 目前我国冷冻机厂生产的浮球节流阀都是这种非直通式的。这种浮球节流阀的结构是由壳体、浮球、杠杆、阀座、平衡管、阀芯和盖等组成。 浮球节流阀在安装时的要求是浮球室的气体平衡管应接在筒身上，而不应接在液体分离器的吸气管上。液体平衡管不应接在液体分离器与蒸发器之间的供液管上，也不应接在低压循环贮液筒的氨泵吸液管上，以免浮球室内液面波
关于空调制冷系统设计的优化 发表时间：2018-08-01T09:58:15.197Z 来源：《电力设备》2018年第11期作者：高威林伟雪杨伟基 [导读] 摘要：现代科技的发展，是人们的生活水平有了质的飞跃，人们对生活要求也在不断提高，空调作为保证人们舒适度的重要工具，对其制冷系统设计要求也在不断提高。 （珠海格力电器股份有限公司广东省珠海市 519100） 摘要：现代科技的发展，是人们的生活水平有了质的飞跃，人们对生活要求也在不断提高，空调作为保证人们舒适度的重要工具，对其制冷系统设计要求也在不断提高。空调制冷设计已经不在局限于初始阶段的了解，而是对其系统功能更加深入的设计，为空调制冷系统技术设计提供指导。 关键词：空调；制冷；系统化；优化 前言 随着国内经济建设的发展，空调制冷系统应用场合也不断扩展，大量运用在工业、民用项目中。空调制冷系统的设计有了很大的进步，其应用技术要求也在不断提高。这对广大暖通工程师提出了更高的要求，仅仅局限于对系统或设备的简单了解，并不一定能保证整个制冷系统稳定、高效和安全运转。笔者结合多年的设计、施工安装和后期运行经验，以及同业项目信息的整理归纳，现将空调制冷系统设计和运行中可能会发生的部分问题进行总结分析。 一、室外低温环境下冷却系统运行设计方案 冷却系统是大多数农业与工业项目生产运行的辅助系统，制冷系统在使用过程中具有周期性长，一年四季均可使用，不受气候的影响等特点。而且，制冷系统具有变化波动较小的负荷侧制冷负荷，主要的设备具有耐用性好，不易出现故障，备用性能优良等优点。在冷却系统的设计过程中，设计人员要重点提高其运行效率，减少能源消耗，增强其适应外界环境的能力，提高系统的应急反应系统设置。其中，在冷却系统设计过程中，需要考虑的因素很多，其中重点要考虑的因素是室外低温环境对冷却系统的影响。以东北地区为例，东北地区冬季的气温较低，制冷系统的设置安装主要用于产品的冷藏保鲜。在东北冬季温度下降到零下30摄氏度以下时，制冷系统依然要工作，这就存在一种满负荷情况下运行的状态。但是，在制冷系统进行设计时，并没有针对这种情况进行科学合理的设置，导致空调系统的室外冷却塔在低温环境下出现冰冻现象，设置系统中的冷却水温过低，在冰点之下，严重超出设计计算的范围，制冷系统因冷却塔无法正常工作而进入停止运行状态，系统发出警报。上述这种情况，如果能够在设计上进行科学合理的优化，不仅可以保证制冷系统正常运行，还能够减少能源消耗，提高制冷系统的运行效率。首先，在制冷系统中安装水气换热装置，通过密闭系统实现高效的水气换热，完成冷却载冷剂的工作。一般使用乙二醇水溶液作制冷剂，因为其凝固点较低，所以可以在低温环境下避免冷却塔冰冻。其次，使用高效密闭循环系统，不仅能够及时有效的补充损耗的水，还能够保证水循环系统的清洁，减少因杂质过多而导致的水循环硬化现象发生[1]。当室外温度较低时，乙二醇溶液不会因低温而结冰，可以保证系统管路通畅，保证制冷系统的稳定性与高效性。总而言之，制冷系统的设计与安装要结合实际的工作环境，针对特殊情况进行优化设计，保证空调制冷系统的正常运行，减少生产经营中不必要的经济损失。 二、注重膨胀水箱的计算，方便优化设计 对于空调系统膨胀水箱容积的计算，国内的设计手册给出了两种不同计算方法。将这两种计算方法运用于水冷式冷水系统或供暖系统，夏季冷水温度7℃，冬季热水温度60℃，其计算结果相差不大。但是对于冬冷、夏热区域的长江流域而言，很多项目采用了风冷热泵主机作为冷热源。此时系统管路里的水温最低为7℃（夏季冷水出水温度），最高达到45℃（冬季热水出水温度），两种方法的计算结果则可能偏差较大，下面将具体举例计算。 三、旁通清洗回路的设置 在空调制冷系统设计与安装的相关规定中表明，制冷系统工作过程中，冷却水及冷热水系统要进行冲洗排出污水的工作，排污工作后要进行检测，当检测符合标准后还要进行2小时循环运行，而且要保证系统中水质正常后方可进行正常使用。但是，在实际的设计与安装过程中，一些制冷系统管道与换热器中会出现焊接时掉下的残渣或其他异物，对系统的正常使用造成一定的不良影响。本文作者在研究这类问题时发现，这些水循环系统缺少完善的旁通清洗回路装置，不能够及时有效的进行系统中污物的排出[2]。因此，在优化空调制冷系统设计过程中，要在制冷系统水管前面增加一个旁路清洗回路装置，实现空调系统安装时排出系统内污物，加强系统维护与保养工作，延长空调系统的使用寿命，保证空调的制冷效果。 四、空调制冷系统优化设计 第一，空调制冷系统优化的内容在产品设计的过程中，可以使用很多种方法将其中的参数问题或者是结构上的问题进行解决，但是在生产的过程中最好的也是最能够使用在产品生产中的方案只有一个，就是将这个方案进行确定的过程我们将其优化，一般表现为提高空调的功能效果、降低能耗、减小噪音，对空调的外形进行优化、降低生产成本等方面，这些都是优化设计要考虑的问题，我们可以从这些优化设计的内容中了解到，对空调制冷系统进行优化设计重点在于提高空调设备的运行效率、节能降耗，提升空调企业的经济效益，让企业得到更好的发展。第二，对空调制冷系统进行优化设计的任务通过对空调系统进行优化设计，可以将空调的一些性能、参数进行提升，让空调的性能更加的安全、经济，让空调的市场竞争力得到提升。对空调进行制冷系统优化设计中最重要的是按空调的型号，对整个空调技术参数进行确定，有详细的技术规范，将各个部件的技术指标进行明确。比如说：空调压缩机的型号。空调中的冷凝器、蒸发器，还有一些结构上的参数，比如说，使用的制冷剂的流动方向、传热管的大小，空调叶片的形状、距离等。空调循环风量大小的指标，比如说将空调电机的转速、功率等参数进行优化设计等等。对空调的制冷系统进行优化设计时为了减少资源的浪费，降低空调的能耗，提高资源的利用率。 五、以最大电流值为标准的冷风机组配电容量的设计 目前，我国各种类型的电气设备配电设计过程中，主要根据额定电流来确定设备的最大线径，以额定电流当作电气设备的运行电流。因此，设计与安装人员在完成设计时，电气工程人员只可能得到作为电气设备选择性型号的标准情况下的额定量流量。空调制冷系统中的冷水系统中的所有设备受温度变化的影响较小，实际运行的电流与标准情况下基本相同，系统的供电容量变化也相对较小，这样的情况下不容易产生设备故障。空调制冷系统中的风冷系统与冷水系统相比，其局限性比较大，受外界温度影响较大，随着温度的变化而变化。一般来说，风冷机组虽外界温度升高而耗电量增加，随着温度下降而耗电量降低。当空调制冷机组采用的是空气或冷却水系统时，其运行环
摘要 汽车空调的普及，是提高汽车竞争能力的重要手段之一。随着汽车工业的发展和人们物质生活水平的提高，人们对舒适性，可靠性，安全性的要求愈来愈高。国内近年来，汽车生产厂家越来越多，产量越来越大，大量中高档车需要安装空调。因此，对汽车空调的研究开发特别重要。 本论文针对吉利LG—1空调系统匹配设计,对普通轿车空调系统的设计开发原理和特点进行了比较系统的阐述. 第一章概论 1.1 汽车空调的作用及其发展 汽车工业是我国的支柱产业之一，其发展必然会带动汽车空调产业的发展。汽车空调作为空调技术在汽车上的应用，它能创造车室内热微环境的舒适性，保持车室内空气温度、湿度、流速、洁净度、噪声和余压等在热舒适的标准范围内，不仅有利于保护司乘人员的身心健康，提高其工作效率和生活质量，而且还对增加汽车行始安全性具有积极作用。 就世界上汽车空调技术发展的历史来看，其发展的速度也是惊人的。1927年就诞生了较为简单的汽车空调装置，它只承担冬季向乘员供暖和为挡风玻璃除霜的任务。直到1940年，由美国Packard公司生产出第一台装有制冷机的轿车。1954年才真正将第一台冷暖一体化整体式设备安装在美国Nash牌小汽车上。1964年，在Cadillac轿车中出现了第一台自动控温的汽车空调。1979年，美国和日本共同推出了用微机控制的空调系统，实现了数字显示和最佳控制，标志着汽车空调已进入生产第四代产品的阶段。汽车空调技术发展至今，其功能已日趋完善，能对车室进行制冷，采暖，通风换气，除霜（雾），空气净化等。我国空调产业发长速度虽然较快，但是目前国内车用空调系统生产基本上仍是处于引进技术与开发、研究并举的阶段。 1.2 汽车空调的特点 汽车空调使用的特殊性，决定了它在结构、材料、安装、布置、设计、技术要求等方面与普通空调，如建筑物空调，有着较大的差别： 1）在动力源处理上，车用空调压缩机只能采用开启式的结构型式，这就带来空调系统轴封要求高，制冷剂容易泄漏的问题。 2）作为空调的对象，汽车车室容积狭小，人员密集，其热、湿负荷大，气流分布难以均匀，要求所选配的车用空调机组制冷量要大，能降温迅速。 3）当车用空调装置消耗汽车主发动机的动力时，必须考虑其对汽车动力也操纵性能的影响，也必须考虑车速变化幅度大或变化频繁，给空调系统制冷剂流量控制、制冷量控制、系统设计带来的影响。 4）汽车本身结构非常紧凑，可供安装空调设备觉得空间极为有限，不仅对车用空调装置的外形、体积和质量要求较高，而且对其性能和选型也会带来影响。 5）汽车是运动中的物体，对汽车空调系统各组成部件的振动、噪声、安全、可靠等方面的技术要求严格。6）车用空调装置的结构、外形和布置，必须考虑其对汽车底盘、车身结构件及汽车行驶稳定性、安全性的影响。 第二章课题的目的及现实意义 2.1 课题主要目的 本空调系统的国产化开发是按照浙江吉利轿车的要求进行系统仿制，本着通用性和互换性的原则而进行的。本系统参照于日本威驰轿车空调系统，适用于小型轿车空调系统的研发。 压缩机总成的装配位置与原装系统相同，重新设计压缩机支架及涨紧机构，仍采用V型皮带轮。 风机、干燥器、电磁阀及各部件，位置和型号与威驰轿车原装系统选配相同。 管路走向及固定方式与原装基本相同，对接口尺寸按我公司标准做相应的修改。
一、设计任务和已知条件 根据要求，在武汉地区，以风机盘管为末端装置，冷冻水温度为7℃，空调回水温度为11℃，总制冷量为400KW，冷却水系统选用冷却塔使用循环水。 二、制冷压缩机型号及台数的确定 1、确定制冷系统的总制冷量 制冷系统的总制冷量，应该包括用户实际所需要的制冷量，以及制冷系统本身和供冷系统冷损失，可按下式计算： 式中——制冷系统的总制冷量（KW） ——用户实际所需要的制冷量（KW） A——冷损失附加系数。 一般对于间接供冷系统，当空调制冷量小于174KW时，A=0.15~0.20；当空调制冷量为1 74~1744KW时，A=0.10~0.15；当空调制冷量大于1744KW时，A=0.05~0.07；对于直接供冷系统，A=0.05~0.07。 2、确定制冷剂种类和系统形式 根据设计的要求，选用氨为制冷剂并且采用间接供冷方式。 3、确定制冷系统设计工况 确定制冷系统的设计工况主要指确定蒸发温度、冷凝温度、压缩机吸气温度和过冷温度等工作参数。有关主要工作参数的确定参考《制冷工程设计手册》进行计算。 确定冷凝温度时，冷凝器冷却水进、出水温度应根据冷却水的使用情况来确定。 ①、冷凝温度（）的确定 从《制冷工程设计手册》中查到武汉地区夏季室外平均每年不保证50h的湿球温度（℃）
℃ 对于使用冷却水塔的循环水系统，冷却水进水温度按下式计算： ℃ 式中——冷却水进冷凝器温度（℃）； ——当地夏季室外平均每年不保证50h的湿球温度（℃）； ——安全值，对于机械通风冷却塔，=2~4℃。 冷却水出冷凝器的温度（℃），与冷却水进冷凝器的温度及冷凝器的形式有关。 按下式确定： 选用立式壳管式冷凝器=+（2~4）=31.2+3=34.2℃ 注意：通常不超过35℃。 系统以水为冷却介质，其传热温差取4~6℃，则冷凝温度为 ℃ 式中——冷凝温度（℃）。 ②、蒸发温度（）的确定 蒸发温度是制冷剂液体在蒸发器中汽化时的温度。蒸发温度的高低取决于被冷却物体的温度及传热温差，而传热温差与所采用的载冷剂（冷媒）有关。 系统以水为载冷剂，其传热温差为℃，即
1、制冷系统原理介绍 一般制冷机的制冷原理压缩机的作用是把压力较低的蒸汽压缩成压力较高的蒸汽，使蒸汽的体积减小，压力升高。压缩机吸入从蒸发器出来的较低压力的工质蒸汽，使之压力升高后送入冷凝器，在冷凝器中冷凝成压力较高的液体，经节流阀节流后，成为压力较低的液体后，送入蒸发器，在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽，再送入压缩机的入口，从而完成制冷循环。压缩制冷系统循环见下图1-1。 单级蒸汽压缩制冷系统，是由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器和节流阀四个基本部件组成。它们之间用管道依次连接，形成一个密闭的系统，制冷剂在系统中不断地循环流动，发生状态变化，与外界进行热量交换。 液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却的物体热量之后，汽化成低温低压的蒸汽、被压缩机吸入、压缩成高压高温的蒸汽后排入冷凝器、在冷凝器中向冷却介质(水或空气)放热，冷凝为高压液体、经节流阀节流为低压低温的制冷剂、再次进入
蒸发器吸热汽化，达到循环制冷的目的。这样，制冷剂在系统中经过蒸发、压缩、冷凝、节流四个基本过程完成一个制冷循环。 在制冷系统中，蒸发器、冷凝器、压缩机和节流阀是制冷系统中必不可少的四大件，这当中蒸发器是输送冷量的设备。制冷剂在其中吸收被冷却物体的热量实现制冷。压缩机是心脏，起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用。冷凝器是放出热量的设备，将蒸发器中吸收的热量连同压缩机功所转化的热量一起传递给冷却介质带走。节流阀对制冷剂起节流降压作用、同时控制和调节流入蒸发器中制冷剂液体的数量，并将系统分为高压侧和低压侧两大部分。实际制冷系统中，除上述四大件之外，常常有一些辅助设备，如电磁阀、分配器、干燥器、集热器、易熔塞、压力控制器等部件组成，它们是为了提高运行的经济性，可靠性和安全性而设置的。 2、冷柜制冷系统设计 2.1、冷柜制冷系统设计的内容和流程 制冷系统设计的主要内容是落实一款产品的整个制冷系统，需明确压缩机、蒸发器、冷凝器等一系列制冷件，但也要考虑其它零件，如感温导管、连接管等。简单来说，就是制冷人员要将整个制冷系统考虑一遍，并在明细表中确定下来。需要考虑的大原则是零件尽量通用，产品设计零件数量少，零件规格通用化，加工设备（包括外协厂制作加工）尽量少，生产效率高。 针对冷柜系统焊点要尽可能少，简单产品不超过10个焊点，最多不超过15个。压缩机物料号需技术副总审批，通用化高的制冷件物料审批需部长级审批，
吉利LG—1空调系统设计计算 3.1 汽车空调的工作原理 图3.1 汽车空调系统工作原理 1—压缩机 2—排气管 3—冷凝器 4—风扇 5、7——高压液管 6—干燥储液器8—膨胀阀 9—低压液管 10—蒸发 器 11—鼓风机 12—感温包 13—吸气管 3.2对微弛空调系统进行数据采集 本系统为仿制系统，外形尺寸于原装系统基本相当。 散热板及翅片示意图，由于为仿制所以测量尺寸不够精准，所以其各部分数据均需要验算。 1、蒸发器设计 散热板: 宽Wt=58mm，高Ht=2.5mm，铝板厚δt=0.5mm。可得: 内部流道尺 寸 hH=Ht—2δt=1mm Wh=Wt—2δt=57mm 翅片：宽度Wf=58mm，高度Hf=8mm，厚δt=0.1mm。翅片角度αl=36o，间距Lf=2mm。 2、冷凝器设计 冷凝器选用平行流式，散热层多孔扁管和翅片结构尺寸： 翅片宽度16mm，高度8mm，厚度0.135mm，翅片间距1.5mm，百叶窗角度27℃，扁管外壁面高度2mm，宽度16mm，分4个流层，扁管数目依次是14-9-7-5。取迎面风速4.5m/s。
3．其他部分由于本身没采用进口件，而且对于本公司来说主要是选配。所以没有仿制微弛。 空调系统设计计算 3.3 空调系统热负荷计算 1．空调系统冷负荷计算 本系统设计主要是估算冷负荷，以便压缩机的选配和两器的设计，本设计中主要是针对压缩机的选配，我们采用较容易确定的太阳辐射热QS和玻璃渗入热QG，他们的总合占系统的70%。即可得总负荷，为了安全再取k=1.05的修正系数。轿车一般的工况条件： 冷凝温度tc=63°，蒸发温度te=0°, 膨胀阀前制冷剂过冷温度△tsc =5°, 蒸发器出口制冷剂气体过热度△tsh=5,压缩机吸气温度ts=10°, 室外温度ti=35°, 室内温度t0=27°,轿车正常行驶速度ve=40km/h ,压缩机正常转速n=1800r/min. 太阳辐射热的确定 故而，机组制冷量取Q0=4000W。即可 压缩机的选配 大部分汽车空调压缩机由发动机驱动，压缩机的转速与发动机呈一定的比例，在很大的范围内同步变化，再加上其固定是通过支架与发动机刚性的连接，工作条件非常的差，因此对汽车空调压缩机有比家用空调压缩机更高的要求。