空调用制冷技术课程设计任务书一、课程设计题目：空调用制冷机房设计二、原始数据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℃，空调冷负荷1200kW。

2.制冷剂为：氟利昂（R22）。

3.冷却水进出口温度为：26.5℃/35.1℃。

4.某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：氟利昂（R22）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、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。

目录一、确定设计方案 (1)二、确定制冷工况并用压焓图表示 (1)三、确定压缩机型号、台数，并校核制冷量和电动机 (3)四、冷凝器的选择与传热计算 (4)五、蒸发器的选择与传热计算 (8)六、辅助设备选型 (9)七、管径的计算 (10)八、水泵系统 (12)九、保温层 (12)十、噪声控制 (12)十一、所选设备汇总表 (14)十二、参考资料 (14)一、确定设计方案本制冷系统制冷剂为氟利昂（R22）。

制冷系统主要提供空调用冷冻水，空调冷负荷1200kW 。

冷冻水供水温度为7℃,回水温度为12℃。

冷却水进口温度为26.5℃，出口温度为35.1℃。

大连市空调设计干球温度为28.4℃，湿球温度为25℃。

即：℃71=z t ℃122=z t ℃5.261=l t ℃1.352=l t kW Q 1200=二、确定制冷工况并用压焓图表示2.1确定蒸发温度0t ：蒸发温度0t 比冷冻水供水温度℃71=z t 低3℃，即：℃4 37 310=-=-=z t t 2.2 确定冷凝温度k t ：冷凝温度k t 比冷却水出口温度℃1.352=l t 高3.5℃，即：℃6.38 5.31.35 5.32=+=+=l k t t2.3 确定吸气温度吸t ：过热度一般为5~8℃，选取6℃，即：℃吸10 64 60=+=+=t t 2.4 确定过冷温度过冷t ：再冷度一般为3~5℃，选取5℃，即：℃过冷6.33 56.38 5=-=-=k t t 2.5查R22的压焓图根据℃40=t 、℃6.38=k t 、℃吸10=t 、℃过冷6.33=t 查R22的压焓图得： kg kJ h /5.4111= kg kJ h /8.4061=' kg kJ h /0.4372= kg kJ h /8.2414=kg dm v /4231=' kg dm v /4331= kg dm v /2.1832= kg dm v /880.033=MPa p 568.00= MPa p k 5.1=2.5.1 单位质量制冷量0q ：kg kJ h h q /1658.2418.406410=-=-=' 2.5.2 单位容积制冷量v q ：kg kJ v q q v /21.3837043.016510=== 2.5.3冷负荷的计算0Q ：间接冷却系统附加系数为7%~15%，取附加系数10%，则制冷系统的制冷量为：kW Q Q 132012001.10=⨯==ϕ2.5.4制冷剂的质量流量r M ：s kg q Q M r /8165132000===2.5.5制冷剂的体积流量r V ：s m v M V r r /344.0043.0831=⨯==三、确定压缩机型号、台数，并校核制冷量和电动机3.1根据℃40=t 、℃6.38=k t 查8FS12.5型活塞式压缩机性能曲线图得：该工况下的制冷量g Q ：kW Q g 475=； 该工况下的轴功率e N ：kW N e 115=。

3.2确定压缩机台数m ：台78.247513200===g Q Q m 选三台8FS12.5型压缩机即可满足要求。

3.3校核制冷量：8FS12.5型压缩机参数如下：理轮输气量h V ：s m Lnz D V h /1571.089601.0125.0240322=⨯⨯⨯⨯=240=容积效率v η：8314.01)568.05.1(]1)[(085.094.018.11018.11=]-[⨯0.085-0.94=--=p p k v η实际输气量r V ：s m v V h v r /1306.01571.08314.03=⨯==η 压缩机的制冷量0φ：kW v q v hv 19.501043.01651571.08314.0100=⨯⨯==ηφ由于 g Q >0φ，故压缩机符合要求。

3.4校核电动机：由于 g Q >0φ，故采用制冷量0φ（kW 19.5010=φ）进行校核。

3.4.1理论功率th N ：kW M N c r th 46.77)5.4110.437(8.2418.40619.501=-⨯-=='ω3.4.2指示功率i N ： 压缩比：864.2568.05.10<==p p k ,故选用单级活塞式制冷压缩机。

查活塞式制冷压缩机的指示效率图得：指示效率i η：86.0=i ηkW N N ithi 07.9086.046.77===η 3.4.3轴功率B N ：查活塞式制冷压缩机的摩擦功率图得：摩擦效率m η：95.0=m ηkW N N miB 81.9495.007.90===η 3.4.4电动机的功率D N ：余量附加系数为1.1~1.15，选取1.1。

kW kW N N B D 115291.10481.941.11.1<=⨯=⨯=由于8FS12.5型压缩机配用的电动机轴功率为115kW ，符合要求，故可以选用。

四、冷凝器的选择与传热计算4.1选择氟利昂系列卧式壳管冷凝器冷却水进口温度：℃5.261=l t ，出口温度：℃1.352=l t 。

4.2肋管特性参数（以m 1长肋管计算）： 氟利昂卧式壳管冷凝器中肋管特性参数：肋管外径mm d o 20=，肋管内径mm d i 18=，肋片外径mm d f 23= 肋端厚度mm t 2.0=δ，肋基厚度mm o 4.0=δ，肋片节距：mm e 0.1= 平均肋片厚度mm ot f 3.024.02.02=+=+=δδδ，紫铜肋管导热系数： )/(380K m W f ⋅=λ。

肋管水平部分面积p A ：2321015.52 52150 0.11000]2.023)4.00.1(20[1000])([m mm e d e d A t f o o p -⨯==⨯⨯⨯+-⨯⨯=+-=ππδπδπ肋管垂直部分面积f A ：m mm e d d A o f f 322221063.202 63.202 0.112)2023( 12)(-⨯==⨯-=-=ππ 肋管总外表面积A ：231078.25463.20215.52m A A A f p -⨯=+=+=肋化系数τ：23210549.56565491000181000m mm d A i i -⨯==⨯⨯==ππ51.410549.561078.25433=⨯⨯==--i A A τ 肋片当量高度e H ：23222221041.441.423202344m mm d d d H fof e -⨯==-=-=ππ管基平均表面积A ：231069.592)1820(2)(m d d A i o -⨯=+⨯=+=ππ故 795.01078.2541063.20233=⨯⨯=--A A f205.01078.2541015.5233=⨯⨯=--A A p 268.41069.591078.25433=⨯⨯=--A A 4.3计算冷凝器的热负荷k Q ：根据℃40=t 、℃6.38=k t 查冷凝器的热负荷系数图得：13.1=ϕkW Q Q k 6.1491132013.10=⨯==ϕ4.4 计算冷却水量l M ： 传热温差m t ∆：℃93.61.356.385.266.38ln 5.261.35ln2112=---=---=∆l k l k l l m t t t t t t t s kg t t c Q M l l p kl /92.41)6.261.35(186.46.1491)(12=-⨯=-=概算传热面积c A '：假设热流密度为2/5000m W =φ，则2332.2985000106.1491m Q A kc =⨯=='φ 取管内水流速s m l /6.1=ω，则每流程肋管数N ：96.1026.11000018.0492.41422=⨯⨯⨯==πρωπli l d M N取103=N ，管束总长（即流程数n 与肋管有效长度的乘积）等于：m AN A nl c 37.111031075.25432.2983=⨯⨯='=- 4.5计算水侧换热系数：)/(35.6855 018.06.1)235.15.26221430( )2t 221430(22.08.02.08.0l212.08.0K m W d t d ill il w ⋅=⨯+⨯+=+⨯+==ωωβα 4.6计算制冷剂侧冷凝换热系数： 4.6.1求水平光管管外冷凝换热系数： 由于℃6.38=k t ，查R22的物性参数表得：)/(07753.0K m W ⋅=λ 3/408.1134m kg =ρkg kJ r /1456.168= 26/10822.141m s N ⋅⨯=-μ4316233123311091.1]10822.1411456.1688.9408.113407753.0[][⨯=⨯⨯⨯⨯==-μρλβgr )/(73.2674)02.050001(1091.165.0)(65.0231431K m W d o c ⋅=⨯⨯⨯⨯==φβα4.6.2求水平肋管管外冷凝换热系数：1212162.216]0003.038073.26742[2-=⨯⨯=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=m m f f c δλαmd d d d l o f o f 001573.0 )]020.0023.0lg(805.01[2020.0023.0 lg 805.012=⨯+⨯-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-= 4.6.3肋片效率f η：()9630.0001573.062.216)001573.062.216(f =⨯⨯==th ml ml th η 4.6.4肋片修正系数f ε：1.67]205.0)1041.402.0(795.09630.03.1[ 3.125.0375.0p 25.0075.0=+⨯⨯⨯⨯=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-A A H d A A e f ff ηε 即：)/(80.446673.267467.12K m W c f f c ⋅=⨯=⨯=•αεα()49.3303 80.4466)1036.0( 6.0167.05.0167.05.0z =⨯⨯=⨯=⨯=-⋅-⋅⋅⋅fc f c z f c N ααεα4.7实际热流密度φ'：取污垢热阻W k m R fou /1086.024⋅⨯=-，由于是氟利昂系统，故可取0=oil R)/(47.735 ]51.4)35.68551000086.0(268.4380001.0)049.33031[(11211K m W A A R A A R R K i w fou p oil z f c c ⋅=⨯++⨯++=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=--⋅⋅αα 实际热流密度φ'：2/81.509693.647.735m W t K m c =⨯=∆⨯='φ%5%90.1%10081.5096500081.5096%100-<=⨯-=⨯''φφφ 计算传热系数有效。