空调用制冷技术课程设计说明书一、制冷机组的参数与系统的选择1 初参数（1）、冷冻水供水与回水温度为：7℃/12℃，空调制冷量定为Q=100KW。

（2）、制冷剂为：氟利昂（R22）。

（3）、冷却水进出口温度为：27.1/36.1。

（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本制冷系统为100KW的氟利昂空调系统，选用活塞式压缩机来满足制冷量要求。

冷却水系统选用冷却塔使用循环水，冷凝器使用水冷式冷凝器，蒸发器卧式壳管式蒸发器。

二制冷工况及压焓图表示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。

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（t k）的确定系统以水为冷却介质，冷凝温度t k比冷凝器内冷却水出口温度高3~5℃，取t k=36.1+3.9=40℃2蒸发温度（t0）的确定以水为载冷剂，蒸发温度t0比冷冻水出口温度低2~5℃，取t0=7-4=3℃3 再冷温度 （t s.c ）再冷度△t s.c 取3℃，则 t s.c = t k -△t s.c =40-3=37℃ 4 过热温度 （t s.h ）过热度△t s.h 取5℃ ，则 t s.h = t 0+△t s.h =3+5=8℃根据绘制的p-h 图查表求得各状态参数： 压力：P k =1.53MPa P 0=0.55MPa 比容：v 1= 0.043m 3/kg v 2=0.016 m 3/kg 焓值：h 1’=406 kJ/kg, h 1= 410kJ/kg ，h 2= 436 kJ/kg ，h 3= h 4=242kJ/kg三 理论热力计算 1单位质量制冷量q 0：q 0=h 1- h 4=410-242=168kJ/kg2单位冷凝负荷k q ：194kJ/kg 242-436h -h 32k ===q3单位容积制冷量v q ：m3 /98.9063043.081610kJ v q q v ===4冷负荷Q 0：Q 0=ϕQ=1.1⨯100=110kw5制冷剂的质量流量：s kg q M r /56.0816110Q 00===6制冷剂的体积流量r V ：s m v M V r r /802.0043.056.031=⨯==7冷凝器的热负荷k Φ：=Φk r M k q =0.65 ⨯194=126.1kw8压缩机理论耗功率P th ：P th =Mr (h 2- h 1)=0.65⨯（436-410）=16.9kw9理论制冷系数：5.69.61110P th 0===φεth四 压缩机计算和型号、台数、电动机的选择1 压缩机形式的选择与计算根据已知参数，预活塞式压缩机。

查《实用制冷工程设计手册》根据制冷机组冷负荷100KW 选择中型封闭式活塞式制冷压缩机。

查中型活塞式单级制冷压缩机基本参数，半封闭式参数为 气缸直径D=70mm ，活塞行程L=70mm ，气缸z=8，转速n=1400 r/min 理轮输气量h V ：s m Lnz D V h /05.08140007.007.0240322=⨯⨯⨯⨯=240=ππ容积效率v η：2278.01)55.035.1(]1)[(085.094.018.11018.11=]-[⨯0.085-0.94=--=p p k v η实际输气量r V ：sm v V h v r /104.005.02278.03=⨯==η压缩机的制冷量0φ：kw 91.01698.3906104.00=⨯=⋅=qv Vr φ压缩机理论耗功率:Nth=Mr (h 2- h 1)=0.65⨯（436-410）=16.9kw指示效率:84.055.035.116.0116.013.03.00=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=--p p i kη指示功率:kW N N ithi 12.0284.09.61===η摩擦功率:kw 205.040=⨯=⋅=Vm pm Nm 压缩机轴功率:N e =N i +N m =20.12+2=22.12kw 2压缩机型号的选择在给定蒸发温度与冷凝温度情况下，选用8FS7BC 型压缩机，其标准工况下的轴功率约33kw ，符合要求，制冷量为145.35kw 3压缩机台数的选择压缩机台数应根据总制冷量来确定：176.035.145110m 0<===Q Q所以选择一台8FS7BC 型压缩机 4电动机的选择：电动机的功率D N ：kW Ne N D 49.2335.211.11.1=⨯=⨯= 根据计算结果选择西安庆安压缩机厂空调用压缩机电动机，型号为YD-750五 冷凝器的计算与选择选择卧式壳管式冷凝器，已知冷凝器热负荷为773.58kw ，R22制冷系统，冷却水进口温度为25.96℃，传热采用紫铜肋管，=384w/(m.k),=13.124mm,=11.11mm,肋片外径=15.8mm,肋片厚度=0.232mm ，=0.368mm ，平均肋片厚度=0.3mm ，肋片节距e=1.025mm 1计算肋管特性参数肋管水平部分面积肋管水平部分的面积： ()[]ed e d t f 1000A 00p δπδπ+-==37600㎜2 =37.66×10-3㎡ 肋管垂直部分面积: =-=ed d f 12)(A 202f π118.16×10-3㎡肋管总外表面积: A=p A +f A =156.28×3-10㎡ 肋化系数: 48.4＝ＡＡｉ=τ 肋片的当量高度： ff d d d )(4H 202e -=π=3.85×3-10m基管平均表面积： A =()20id d -π=38.1×3-10㎡∴f A /A=0.759 ； p A /A= 0.241 ： A/A =4.1 2冷却水出口温度: t 2=36.1℃ 3冷凝温度:40℃4计算平均传热温差 t tt t t tt kk m 2112ln---=∆=1.36-401.27-40ln1.721.63- = 7.52℃ 5求冷却水流量：M w =()1000mk ⨯∆⨯t p C φ=4.09kg/s6概算所需传热面积: 假设热流密度ψ=6500w/㎡，∴=='ψφ/A c k 19.4㎡7初步规划冷凝器结构: 取管内的流速v=2.5m/s ，则每流程类管数==vd M i wρπ24m 16.87取管内水流速度v 等于2.5m/s ，则每流程肋管数m 为m=16.87，取m=17这样，管总长等于)(Am nl A c '==7.3如果流程数n 取2，则冷凝器传热管有效长度为3.65m ，传热管总根数N=27根8计算水侧的换热系数：=+⨯+==2.08.0212.08.0)2t 221430(i iw d v t d v βα10879.50w/㎡·k9计算制冷剂测得冷凝换热系数按公式（4—1）求水平光管管外冷凝换热系数。

由于 k t =40C ，查物性表可得：λ=0.769w/(m ·k)，ρ=1128.5kg/3m ，p C =1.399kJ/(kg ·k)，μ=1.394×4-10N ·s/㎡， γ=166.6kJ/kg所以=⎥⎦⎤⎢⎣⎡=312331g μγρλβ18929.54 310c 65.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=d ψβα=2795.08w/㎡·k 计算水平肋管外的冷凝换热系数。

1210.29222m -=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡='m ff c δλα ， ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=00l 805.012d d g d d l ff =0.001425m 肋片效率：()lm l m th ''=f η=0.9727 肋片的修正系数f ε=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛A A H d A A e f p 25.0075.0f 3.1η=1.54 所以，=⨯=•c f f c αεα 1.54×2795.08=4304.42w/(㎡·k) 计算水平肋管束外冷凝换热系数 ()=⨯=⨯=•-•••f c f c z f c N ααεα167.05.0z 6.03559.95w/(㎡·k)10实际的热流密度ψ'取污垢热阻⨯=86.0R fou 4-10(㎡·k) /w ，按公式111K -••⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=i w fou p oil z f c c A A R A A R R αα=860.11w/(㎡·k) 实际热流密度ｍｃｔＫ∆⨯='ψ=6201.39 w/㎡%,582%.4%100-<=⨯''ψψψ 11计算实际传热面积，布置管束：Ac=()=∆⨯m c t K /k φ20.33㎡保持上述确定的m=17,n=2，冷凝器的有效管长为： )(mn A A l c ==3.8m 查表选用WNF-25型冷凝器 六 蒸发器的选择与传热计算1传热温差m t '∆：℃17.637312ln 712ln10212=---=---=∆'t t t t t t t z z z z m 2计算蒸发器传热面积z F ：2041.3217.6550110000m t K Q F m z =⨯=∆'=' 3计算冷冻水量z M ：s kg t t c Q M z z p z /26.5)712(186.4110)(120=-⨯=-=查表选用WZ-45型蒸发器 七 辅助设备的选择 1 油分离器确定壳体直径mw v Vh D 188.06.0304.014.3601.08266.005.04412=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=πνλ 查表选择YFF-40型氟利昂油分离器 2 集油器集油器的选择一般根据系统制冷量来选择，当制冷系统标准工况的制冷量小于230kw 时选用直径为159的集油器一台 3 气液分离器氟利昂系统气液分离器直接查表选用FY2-45型 4 空气分离器系统配用一个空气分离器即可，根据供液阀有不同型号。

采用热力膨胀阀作为供液阀，选用ZKF-2型。

5热力膨胀阀（1）热力膨胀阀的热力计算热力膨胀阀的热负荷必须比蒸发器的负荷大20%-30%，所以膨胀阀的热负荷Q p=1.3Q0=1.3⨯110=143kw（2）压力差∆p=（p k - p0）- ∆ps -∆ph -∆pd式中∆ps—膨胀阀前液体管路的压力损失∆ph—膨胀阀后分液器和分液管的压力损失∆pd—冷凝器或贮液器出液口至膨胀阀入口之间的液柱压力这里忽略∆ps，∆ph，∆pd，算出的压差比实际值要大，∆p为0.98MPa。