毕业设计指导书（热动专业）建筑环境与设备专业教研室邢秀强2014年2月一．设计原始资料1．工程所在地：每人一个地点，查出该地点的室外设计计算气象参数、水质资料等。

原始资料是设计工作的重要依据之一。

设计时如果原始资料不全或有错误，那就会引起设计方案上的变化，甚至造成经济上的重大损失和浪费。

因此，在进行冷冻站设计之前，应进行一系列的调查研究，收集有关原始资料。

气象资料系指冷冻站所在地区的最高和最低温度、采暖计算温度、大气相对湿度、土壤冷结深度、全年主导风向及当地大气压力等。

水质资料系指确定使用的冷却水水源的水质资料，其主要指标包括水的浑浊度、水中含铁量、水的碳酸盐硬度和PH值。

此外，还应了解水源、水温及供水情况等。

2．土建资料见建筑条件图。

三个建筑图（工程），机房、速冻间建筑图相同。

选择每个建筑图人数不超过三人。

冷藏库围护结构保温材料为聚氨酯发泡，厚度为100mm。

速冻间围护结构保温材料为聚氨酯发泡，厚度为150mm.3、选择同一建筑图的同学，冷藏库、速冻间产品必须不同（肉类、鱼类）。

二．毕业设计说明书要求及内容（一）毕业设计说明书要求1．说明书应包括：前言，英文摘要，目录、正文及小结、参考文献等。

英文摘要约1000个左右印刷符号。

2、说明书中的计算方法及采用的有关数据必须注明出处，并说明公式中的各符号的意义及单位。

a)计算结果宜用表格形式列出，并画出必要的草图。

b)说明书正文15000字以上。

c)说明书应电脑打印，要求文中文字逻辑通顺，计算正确。

3.至少参考2篇外文资料，外文资料到图书馆查阅。

（二）毕业设计说明书内容1设计依据室外气象参数、甲方提出的要求、本工程其他专业提供的设计资料（建筑设计、使用功能、服务对象与工艺过程的要求、建筑物围护结构的热工性能等）。

2设计范围根据设计任务要求和有关资料，说明本专业设计内容。

应明确说明自己设计部分的设计范围。

3冷负荷计算冷冻站的冷负荷是制冷设备选择的依据。

4制冷系统方案的确定（1）制冷装置型式的选择（包括制冷剂的选择）（2）蒸发器型式的选择冷库中冷分配设备的选型应根据食品冷加工或冷藏的要求确定，一般应附和下列要求：①所选的冷分配设备的使用条件和技术条件应附和现行的氨制冷装置用冷却设备的要求。

②冷却间、冻结间和冷却物冷藏间的冷却设备应采用空气冷却器。

③可根据不同食品的冻结工艺要求，选用合理的冻结设备，例如冻结隧道、平板冻结设备、螺旋式冻结设备、流态式冻结设备等。

④冻结物冷藏间的冷却设备，宜选用空气冷却器，当食品无良好的包装时，也可采用顶排管、墙排管。

⑤包装间的冷却设备当室温低于－5℃时应选用排管，当室温高于－5℃时，宜采用空气冷却器。

⑥包装间、分割肉间等人员较多的冷间，当采用氨直接蒸发式冷却设备时，必须确保人身安全。

（3）冷凝器型式的选择：冷凝器型式的选择应根据制冷剂和冷却介质（水或空气）的种类及冷却介质的品质优劣而定。

①在冷却水质较差、水温较高和水量充足的地区，宜采用立式壳管式冷凝器（仅用于氨系统）；②在冷却水质较好、水温较低的地区，宜采用卧式壳管式和组合式冷凝器；③在水质较差和夏季室外空气湿球温度较低的地区，可采用淋激式冷凝器；④在缺少水源和夏季室外空气湿球温度较低的地区，宜采用蒸发式冷凝器；⑤在缺水或无法供水的场合，可采用空冷式冷凝器。

此外，由于冷却水系统现多采用循环水，故在选择冷凝器型式时，不一定按上述（1）～（4）条执行，而更多的考虑其它一些因素，如：机房占地面积、初投资、运行费、管理、维修等。

5制冷系统设备选型5.1制冷压缩机的型号及台数的确定选择制冷压缩机时，台数不宜过多（否则将使制冷机房建筑费用增加，初投资增大，维护管理工作量大等），一般不考虑备用。

在制冷压缩机选型时，可先确定制冷压缩机的台数，再计算出每台制冷压缩机所应负担的冷量。

然后可根据生产厂家提供的制冷压缩机性能曲线，查取看那一种型号的制冷压缩机在设计工况下能满足冷量要求，即可选用这种型号的制冷压缩机；同时，也可利用性能曲线求出在设计工况下制冷压缩机的轴功率。

（如性能曲线不全，则对于同一系列的制冷压缩机，当缸数不同时，制冷量和轴功率可根据缸数成正比例进行折算。

也有的生产厂家利用表格列出各种型号的制冷压缩机在不同工况下的制冷量和耗功率，此时用法相同。

）如若制冷压缩机性能曲线不全或没有，亦可按冷量换算公式进行计算。

这时，首先将每台制冷压缩机在设计工况下的制冷量，换算或在标准工况下的制冷量。

换算公式如下：设设标标设标＝v v v v T T q q Q Q ..ηη⨯或：t T T K Q Q 设标=式中标标标、、v v T q Q η——分别为标准工况下的冷负荷、容积效率和单位容积制冷量；设设设、、v v T q Q η——分别为设计工况下的冷负荷、容积效率和单位容积制冷量；t K ——制冷压缩机在标准工况和实际工况下的制冷量换算系数。

不同工况下的η和t K可根据有关图表查取，其中vη亦可利用经验v公式进行计算。

而v q 则可根据理论计算求得。

最后，根据每台制冷压缩机在标准工况下的制冷量，查取看哪一种型号的制冷压缩机满足冷量要求。

在压缩机型号确定以后，还需计算压缩机的轴功率和配用电机功率。

氨开启式压缩机中的ηi 可用下列经验公式计算：ηi =T k /T 0+bt 0Y m ：平均摩擦力，对氨压缩机取50-70(kpa)V h ：压缩机理论输气量压缩机配用电机功率：双级制冷压缩机及其电动机的选择计算:1.根据设计工况的蒸发温度和冷凝温度,计算最佳中间温mi e P P P +=ih a i R i h h v V w M P ηλ121-⋅⋅=⋅=mh m Y V ∙=P ()eP P 15.1~10.1=度t mopt 。

2.求出此时双级压缩制冷机的V hd 、V hg 及ξ1＝V hd /V hg 。

3.选择高压级压缩机和低压级压缩机。

4.如ξ≠ξ1，则需求出在此ξ下的实际中间温度。

5.校核双级制冷压缩机的实际制冷量。

配用电动机时，应按高、低压压缩机分别考虑。

1.高压压缩机应按最大功率配电动机。

2.低压压缩机应按低压压缩机的启动工况配电动机。

5.2蒸发器的选择计算蒸发器（冷却设备）的选型计算是根据各冷间的冷却设备负荷Q l 分别选配冷却设备或另行设计适宜的冷却装置。

不论选型或另行设计，都需先算出冷却面积F，其计算公式如下：t k Q F l ∆⋅=m 2氨光滑项排管和光滑墙排管传热系数可按下式计算:321'C C C k k ⋅⋅⋅=C 1、C 2、C 3—排管的构造系数、管径换算系数和供液方式换算系数。

氨立式墙排管和搁架式排管的传热系数k 值可参照查下表冷风机的选择计算：tk Q F l ∆⋅=表7—29的数值是用于重力供液系统和氨泵下进上出供液系统冷风机。

对于氨泵上进下出供液系统的冷风机，其传热系数可按表7—29中所查到的值乘以修正系数0.9。

氟利昂制冷系统用冷风机的传热系数k 值，可按上表7—29中所需值选用，再乘以0.86的修正系数。

排管总长：L＝F/f排管不能太长：重量太大，安装、固定、检修不便供液量不好控制，供液不均，压力降过大解决办法：根据库房具体尺寸及供液允许通路长度分成几组。

当t 0＝－10℃，氨液分离器液面高于库房中最高一根排管150mm，可直接查表，否则需要修正。

液泵供液系统：当管子内径为20mm，再循环倍数为5，可直接查表，否则需要修正。

5.3冷凝器的选择计算冷凝器台数的确定，可参考压缩机的台数以及系统的型式、冷负荷变化情况及运行调节要求而定。

（1）冷凝负荷的确定ik P Q Q +≈0式中：Q k ----冷凝器热负荷；Q 0----制冷机冷负荷；P i ----压缩机指示功率。

(2)传热温差2k 1k12t t t t ln ---=t t t Δ式中：t 1、t 2----冷却剂进、出口温度；t k ----冷凝温度。

需要注意的是，t 2的确定会涉及到经济问题，这是由于冷却剂的流量为：()12t t C Q M p k-=因此，必须从运行费和设备投资两方面综合考虑，根据当地的条件(如设备供应情况、设备价格、冷却水来源和水、电价格等)以及全年运行时间来选择冷凝器的类型并合理地确定冷凝温度和冷却剂的出口温度。

(3)传热系数对于光管冷凝器，若传热面积以管外表面积为基准，则：若传热面积以内表面积为基准，则：式中：αc —制冷剂的凝结放热系数，w/m 2.k；αw —冷却剂的对流放热系数,w/m 2.k；δp —金属管壁的厚度，mm；λp —金属管壁的导热系数，w/m 2.k；A 0、A i 、A —分别为金属管的外、内和平均表面积，m 2;R oil —油膜的热阻，0.00035—0.0006m 2.k/w;RK 1=k m W A R A A R K i w f p p oil C .112100-⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=λδk m w R A A A A R K f w i p p i oil C .11210-⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=αλδαR f —水垢的热阻。

当制冷剂在管外凝结时，其换热系数可按下式计算：在水平管束上的冷凝对于蒸汽在水平光管管束外表面上的凝结放热，由于下落的冷凝液可使下部管束外侧的液膜增厚，其放热系数有所降低。

因此沿水平管束外表面的平均放热系数应乘以小于1的管束修正系数εz ，即；αz =εz αc =αc Z -0.167式中，Z 为水平管束上下重叠的平均排数。

管子顺排时等于垂直方向的平均列数，正三角形错排时可近似为：Z=0.6N0.5冷却水在管内(或流道内)的强制对流换热在制冷技术范围内，水在管内流动，一般多呈旺盛湍流(Re＞104)，管内强制对流的换热系数可按下式计算：W/m 2.k式中，v 是水的流速(m/s),d i 是管子内径（m），β是物性系数，对于0－50℃的水，可用下式计算：β＝1430＋22t p 3125.0'⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛=l C tl C c ΨβΔβα2.08.0i w d v βα=t p 表示水的平均温度.当冷却剂流体在重力的作用下形成膜层向下流动时（如立式冷凝器和淋激式冷凝器），其换热系数可按麦克亚当斯的试验公式求得：αw =513Γ1/3Γ－喷林密度，Kg/m.h；G w －冷却水量，Kg/h;d n －管子内径，m;N－管子根数。

冷凝器型号的确定，是由冷凝面积查得的。

但要求出冷凝面积，首先须确定传热系数或热流密度。

传热系数或热流密度（单位热负荷）的求法较多，这里仅介绍试凑法。

方法如下：（1）假定1t q ，则11t k q Q F =（2）用1F 选择冷凝器型号（此时换热器面积为F ），若1F F ≠，则F Q q k t =；（3）由冷凝器的结构参数计算水侧放热系数w α；（4）计算冷凝器制冷剂侧放热系数c α；（5）计算冷凝器传热系数c K ，此时热流密度t K q c t ∆=.*；（t ∆为冷凝器对数传热平均温差）n w G πΓ=（6）比较相对误差，*t tt qq-是否小于5％，若小于5％，说明假定正确，即所选择的冷凝器型号合理。