一、 設計任務和已知條件
根據要求,在武漢地區,以風機盤管為末端裝置,冷凍水溫度為7℃,空調回水溫度為11℃,總制冷量為400KW,冷卻水系統選用冷卻塔使用循環水。
二、 制冷壓縮機型號及臺數的確定
1、確定制冷系統的總制冷量
制冷系統的總制冷量,應該包括用戶實際所需要的制冷量,以及制冷系統本身和供冷系統冷損失,可按下式計算:
式中 ——制冷系統的總制冷量(KW)
——用戶實際所需要的制冷量(KW)
A——冷損失附加系數。
一般對于間接供冷系統,當空調制冷量小于174KW時,A=0.15~0.20;當空調制冷量為174~1744KW時,A=0.10~0.15;當空調制冷量大于1744KW時,A=0.05~0.07;對于直接供冷系統,A=0.05~0.07。
2、確定制冷劑種類和系統形式
根據設計的要求,選用氨為制冷劑并且采用間接供冷方式。
3、確定制冷系統設計工況
確定制冷系統的設計工況主要指確定蒸發溫度、冷凝溫度、壓縮機吸氣溫度和過冷溫度等工作參數。有關主要工作參數的確定參考《制冷工程設計手冊》進行計算。
確定冷凝溫度時,冷凝器冷卻水進、出水溫度應根據冷卻水的使用情況來確定。
①、 冷凝溫度( )的確定
從《制冷工程設計手冊》中查到武漢地區夏季室外平均每年不保證50h的濕球溫度(℃)
℃
對于使用冷卻水塔的循環水系統,冷卻水進水溫度按下式計算:
℃
式中 ——冷卻水進冷凝器溫度(℃);
——當地夏季室外平均每年不保證50h的濕球溫度(℃);
——安全值,對于機械通風冷卻塔, =2~4℃。
冷卻水出冷凝器的溫度 (℃),與冷卻水進冷凝器的溫度及冷凝器的形式有關。
按下式確定:
選用立式殼管式冷凝器 = +(2~4)=31.2+3=34.2℃
注意: 通常不超過35℃。
系統以水為冷卻介質,其傳熱溫差取4~6℃,則冷凝溫度為
℃
式中 ——冷凝溫度(℃)。
三、冷凝器的選擇計算
1、冷凝器的選擇原則
冷凝器的選擇取決于當地的水溫、水質、水源、氣候條件,以及壓縮機房布置要求等因素。一般在冷卻水水質較差、水溫較高、水量比較充足的地方,宜采用立式冷凝器。武漢地區冷卻水溫較高,所以選用立式殼管式冷凝器。
2、冷凝器熱負荷計算
冷凝器熱負荷可按下式計算:
式中
—冷凝器的熱負荷(
KW)
—壓縮機實際排氣的比焓(
KJ/Kg)
=
—壓縮機的指示效率
3、冷凝器傳熱面積計算
—冷凝器的傳熱面積( )。
—冷凝器的傳熱系數
[ ].
—制冷劑與冷卻介質之間的對數平均溫度
立式殼管式氨制冷劑冷凝器
K=700~
800W/ 。
—裕量取
10%~
15%。
由壓縮機配套的冷凝器
LN —120 可知,其傳熱面積為
120 ㎡ ﹥
109.648 ㎡ 滿足要求。
4、冷凝器冷卻水量的計算:
5、冷卻塔冷卻水量計算:
四、 蒸發器的選擇計算
1、蒸發器的選擇原則
蒸發器形式的選擇,應根據制冷劑和載冷劑的種類,以及空調系統處理室的結構形式而確定。若空氣處理室使用水冷式表面冷卻器,以氨為制冷劑時,宜采用臥式殼管式蒸發器。所以,本設計制冷系統中采用臥式殼管式蒸發器。
2、蒸發器傳熱面積計算
a、傳熱溫差:
b、傳熱系數:
K 查《制冷技術》
P156 表
8 ~ 2 知:
K為
500 ~ 550 此處取
K=540
c、傳熱面積:
考慮到
10%~
15% 的富裕量
Ac(s) = 119.65 × (1+ 0.15 ) = 137.5975 ㎡
由壓縮機配套的冷凝器
DWZ —150 可知,其傳熱面積為
150㎡ >
137.5975 ㎡ 滿足要求。
3、載冷劑水循環量計算:
五、 其它輔助設備的選擇計算
1、貯液器的選擇計算
貯液器的容積按制冷劑循環量進行計算,但貯存量應不超過每小時制冷劑總循環量的
1/3~1/2。同時,應考慮當環境溫度變化時,貯液器內的液體制冷劑因受熱膨脹造成的危險,鼓其貯存量一般不超過整個容積的
70%~80%。
貯液器的容積按下列公式計算:
由配套的
ZA—1.5B 可知其容積為:
1.5 >
1.279 滿足要求。
2、油氨分離器的選擇計算
油分離器筒體直徑:
壓縮機配套的
YF—40 直徑為
273mm >
215 mm 滿足要求。
3、氣液分離器的選擇計算
汽液分離器的桶體直徑按下列公式計算:
配套的
AF—80 桶體直徑為:
400mm >
392.33 mm 滿足要求。
4、集油器的選擇計算
集油器的選擇是根據經驗,當冷凍站的制冷量為
300 ~ 600 KW 時,選用
219mm的集 油器一臺。型號為:
JY—200。
5、不凝性氣體分離器的選擇計算
一般的,一個系統只選配一臺空氣分離器,當冷凍站標準工況下的制冷量小于
1163KW時,宜采用一臺小號(桶體直徑為
108mm)空氣分離器。根據以上條件可知:
KF—32B滿足要求。
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