制冷技術(shù)課程設計指導書

《空氣調(diào)節(jié)用制冷技術(shù)》課程設計指導書指導書是根據(jù)任務書的要求，提出課程設計的進行程序、完成設計任務的方法、設計計算中應考慮的原則和設計達到的程度。指出設計規(guī)范規(guī)定的內(nèi)容及其意義。一、收集資料、初定方案1、建設單位發(fā)展規(guī)劃資料。了解建設單位近期、遠期發(fā)展規(guī)劃。以便確定制冷站的擴建和設備布置。2、該地區(qū)氣象，水文資料，環(huán)境空氣的最高、最低、平均、月均溫度和相對濕度、水溫、深井水溫、水質(zhì)等。3、設備產(chǎn)品資料，制冷空調(diào)設備手冊、產(chǎn)品樣本。4、空調(diào)用制冷系統(tǒng)應優(yōu)先選用冷水機組。對于壓縮式冷水機組，單機容量小于580kW的制冷機宜用活塞式，350kW以上的大中型空調(diào)制冷系統(tǒng)宜用螺桿式，單機容量大于580kW大型空調(diào)制冷系統(tǒng)宜用離心式。對于缺少機房面積的建筑宜優(yōu)先選用風冷熱泵等模塊化冷水機組。選用冷水機組應執(zhí)行《旅游旅館建筑熱工與空氣調(diào)節(jié)節(jié)能設計標準》的有關(guān)規(guī)定。冷水機組額定工況下的能效比不得低于下表中的規(guī)定。當夏季有可利用的熱源且經(jīng)濟上合理時，宜采用額定蒸氣耗量低的吸收式冷水機組。5、不能再選用R11和R12工質(zhì)的制冷機。一般性工程宜優(yōu)先選用R22的冷水機組或R123、R134a的冷水機組；重要的工程或跨過2030年的工程宜選用R134a的冷水機組。6、根據(jù)地區(qū)條件確定冷凝器的冷卻方式，自來水、河水、空氣等。7、根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)(冷庫)方式確定冷媒及參數(shù)。二、根據(jù)初定方案確定制冷系統(tǒng)的運行工況1、蒸發(fā)溫度(t0)以冷凍水、鹽水為冷媒：t0=t冷媒-(4～6)℃以空氣為冷媒：t0=t空氣-(8~12)℃t冷媒、t空氣均以出口溫度計算。2、冷凝溫度(tK)以空氣為冷卻介質(zhì)：tk=t空氣+(8～12)℃t空氣以環(huán)境空氣的進口溫度計算。以水為冷卻介質(zhì)：tk=(t進水+t出水)÷2+(5～7)℃(t出水-t進水)的取值如下：立式冷凝器2~4臥式冷凝器4～8淋激式冷凝器2~3若選用蒸發(fā)式冷凝器tk=ts+(5~10)℃ts按歷年夏季室外平均每年不保證50小時的濕球溫度計算。3、吸氣溫度(tn)氨機，過熱度△tn=2～10℃(蒸發(fā)溫度低取大值，通常取5℃tn=t0+△tn氟機吸氣溫度：tn=154、過冷溫度(tg)無過冷器：tg=tk-(3～5)℃有過冷器：tg=t進水+3t進水以過冷器進水溫度計算。三、制冷站總冷負荷確定冷負荷是選擇制冷設備的依據(jù)。對于空調(diào)系統(tǒng)，通常按下述方法確定：Q=Qm×A式中：Qm——空調(diào)設計工況的總冷量；A——考慮制冷設備的冷損失而附加的系數(shù)。概略計算時，可按下列數(shù)值選用：直接蒸發(fā)式系統(tǒng)A取1.05～1.10間接式系統(tǒng)A取1.10～1.15對于冷水機組可取較小值。四、制冷系統(tǒng)的熱力計算序號項目符號計算式數(shù)值單位備注1設計工況冷量Qm2冷損附加系數(shù)A3設計工況總冷量Q4單位制冷量q05單位容積制冷量qv6制冷劑流量G7單位理論壓縮功W08壓縮機實際輸汽量Vs9壓縮機理論輸汽量Vh10壓縮機總效率η11壓縮機軸功率Ne12配用電機功率Nb13冷凝器熱負荷Qk14制冷系數(shù)ε15能效比EER五、制冷站設備的選擇計算1、冷水機組的選擇和校核(1)按壓縮機組的理論輸汽量Vh選擇。查產(chǎn)品目錄或手冊中的冷水機組欄，選出與Vh相近的壓縮機所組裝的冷水機組。然后找出該機組的制冷能力曲線或表格，校核在設計工況下制冷量是否足夠。(2)根據(jù)冷水機組的性能參數(shù)表或曲線選擇。如手頭已有選定產(chǎn)品的樣本，可直接用設計工況下的條件確定能滿足總冷量要求的冷水機組型號。(3)列出選定型號的冷水機組的主要技術(shù)指標。如冷卻水量、冷凍水量、配用電機功率、外形尺寸、重量、制冷劑充灌量等等。2、水泵選擇(1)冷卻水泵冷卻水質(zhì)量流量根據(jù)G，初步選擇冷卻水泵?；蛘哂美淠黝~定冷卻水量，在加10％的余量，作為初步選擇冷卻水泵的依據(jù)。冷卻水泵的選擇應以節(jié)能、低噪聲、占地少、安全可靠、振動小、維修方便等因素，擇優(yōu)選取。冷卻水泵一般不設備用泵，必要時可置備用部件，以應急需。(2)冷凍水泵可以用計算出來的冷凍水量初步選擇水泵。也可以用冷水機組蒸發(fā)器的額定流量，附加10％的余量，來初選冷凍水泵。3、冷卻塔的選擇應具備必要的基本數(shù)據(jù)有：冷卻水量(m3/h)，進水溫度(℃)、出水溫度{℃)、大氣壓力(Pa)、大氣干濕球溫度(℃)、噪音值(dB(A))。然后查冷卻塔選用曲線。六、方案比較設計時出現(xiàn)幾種可供選擇的方案時，應進行技術(shù)經(jīng)濟綜合比較后確定。比較內(nèi)容有：性能指標、負荷變化的適應性、占地面積、初投資、運行費用、運行管理等方面。經(jīng)比較后，選最佳方案。確定制冷系統(tǒng)的工藝流程，畫出流程草圖。七、水系統(tǒng)管道、閥門選擇l、壓力式水管道的水力計算(1)管徑計算式中：L——水流量，m3／s；V——計算流速，m／s。一般水管系統(tǒng)的管內(nèi)水流速可參考以下的推薦值：公稱直徑DN小于250mm水泵吸入管1.0～1.2m／s公稱直徑DN小于250mm水泵壓出管1.5～2.0m／s公稱直徑DN等于或大于250mm水泵吸入管1.2～1.6m／s公稱直徑DN等于或大于250mm水泵壓出管2.0～2.5m／s(2)線管段的阻力計算參見教材或手冊資料。(3)局部阻力計算參見教材或手冊資料。2、校核水泵揚程(1)冷卻水泵的揚程：應是冷卻水供、回水管道和部件(控制閥、過濾器、冷凝器等)的阻力、冷卻塔積水盤水位到布水器之間高差和布水器所需壓頭之和，再乘以1.1～1.2的安全系數(shù)。(2)冷凍水泵的揚程為克服最不利環(huán)路的阻力損失，其中包括環(huán)路的管道阻力、閥門阻力和設備阻力，并附加10％的余量。一般取離心式冷水機組的蒸發(fā)器阻力約為0.08~0.10MPa：活塞式或螺桿式冷水機組的蒸發(fā)器阻力約為0.05MPa。3、管道閥門應根據(jù)不同使用壓力要求和安裝條件選用蝶閥、閘閥、截止閥或球閥。由于蝶閥的結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，一般情況下被優(yōu)先采用。八、制冷站設計l、機房設計(1)氟利昂制冷機可布置在民用建筑、生產(chǎn)廠房和輔助建筑物內(nèi)，也可布置在地下室。制冷機房與空調(diào)機房也可設置在同一房間內(nèi)。較大型的制冷機房宜分開設置。(2)溴化鋰吸收式制冷機可布置在建筑物內(nèi)的地下室，條件許可時，亦可露天布置。蒸汽噴射式制冷裝置宜露天布置。當制冷裝置露天布置時，其電氣設備和制冷儀表，應布置在室內(nèi)。(3)采用直燃式溴化鋰吸收式制冷機時，制冷機房應設有燃油或燃氣的獨立供應系統(tǒng)。應執(zhí)行《鍋爐房設計規(guī)范》(GB5004—92)及《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》(GB50028—93)的有關(guān)規(guī)定。(4)高層建筑制冷機房宜設在地下室或底層。超高層建筑制冷機房的位置應根據(jù)工作參數(shù)、冷卻系統(tǒng)、供冷系統(tǒng)、環(huán)境要求、一次性投資及維修等因素綜合考慮，通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定。(5)較大型制冷機房的機器間與輔助設備間和水泵間宜分開設置。制冷機房的門窗應朝外開。(6)當設有與制冷壓縮機機器間相鄰的值班控制室時，相鄰的門應為隔聲門，觀察窗應為隔聲窗，窗臺高度宜為0.(7)氨制冷機房的機器間和設備間，盡可能有良好的自然通風條件，并應設有不少于3次幾的機械通風和不少于7次／h換氣的事故通風。(8)氟利昂制冷機房的機器間和設備間，應設有按機房面積計算為9m2／(m3·h)的機械通風和不少于7次／h(9)為便于檢修及防止設備凍裂，應在設備或管道最低處放水閥門。在可能泄水的設備周圍宜設置排水溝和地漏。(10)大中型制冷機房內(nèi)，應設有一定數(shù)量的低壓行燈插座，以及必要的檢修插座。制冷機房內(nèi)儀表集中處宜設局部照明，在壓縮機間主要通道及機房主要出入口處設事故照明。(11)大中型制冷系統(tǒng)，應將制冷系統(tǒng)控制管理納入樓宇自動化管理系統(tǒng)，做到遙控啟動與停機，電流限定值設定，冷水溫度設定，“起動準備”，“安全保護”以及停機狀態(tài)顯示等。(12)管路布置應便于裝設支架。一般管路沿墻柱布置。但不應妨礙設備操作和通道的自由通行。也不應影響門窗的起閉。管道離墻、柱的距離應便于安裝和檢修。對于須保溫的管路還應考慮保溫層厚度及裝設方便。2、設備布置間距(1)主要通道、操作走道寬度和壓縮機突出部份與配電盤之間距均應≥1.(2)非主要通道和操作走道寬度≥0.(3)大型冷水機組或冷凝機組之間≥2.(4)溴化鋰吸收式制冷機之間≥1.(5)溴化鋰吸收式制冷機與墻之間≥1.(6)臥式殼管式冷凝器和臥式殼管式蒸發(fā)器應考慮清洗和更換管子抽芯的空間。(7)活塞式制冷機、小型螺桿式制冷機的設備間凈高在3~4.(8)對于離心式制冷機，大、中型螺桿式制冷機，其機房凈高控制在4.5～5.(9)對于吸收式式制冷機原則上同離心式制冷機，設備最高點到梁下不小于1.3、冷卻塔的設置(1)冷卻塔設在通風良好的地方，不應對建筑物產(chǎn)生潮濕和冰凍影響。設在主樓裙房頂上，應與環(huán)境協(xié)調(diào)，滿足環(huán)保要求。沒有條件時可設在主樓屋頂上，并應考慮冷凝器的承受壓力在允許范圍內(nèi)。(2)冷卻塔宜采用相同型號，其臺數(shù)宜與制冷機臺數(shù)相同。由于各種原因，有時大于制冷機臺數(shù)時，應在控制上處理好與制冷機的匹配關(guān)系。(3)相同型號的冷卻塔并聯(lián)，為防止水位不同而溢流，集水盤下應設有平衡管(設有水池者除外)，或進、出水管上均設有電動閥。屋頂上冷卻水管應進行保溫。九、圖紙要求l、制冷系統(tǒng)工藝流程圖l張。制冷機房設備布置圖l~3張。2、系統(tǒng)流程圖應繪出全部制冷設備、連接管道、閥門、測試儀表。并附有圖例、設備明細表、編號和管路、儀表規(guī)格。圖中設備幾何尺寸按實際設備外形定。3、制冷機房設備布置圖包括各種設備和主要管路，相應的建筑物，設備管道時定位尺寸，建筑物的主要尺寸。如柱距、跨度、屋架下弦標高等。4、制圖過程中應遵守《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)制圖標準》中有關(guān)規(guī)定。5、圖標可按以下規(guī)格：十、設計計算書編制l、計算書的整理(1)前言(簡述整個設計工程的概況)：(2)目錄；(3)設計題目；(4)原始資料；(5)初定制冷系統(tǒng)方案；(6)運行工況和負荷計算；(7)設計方案的比選；(8)制冷系統(tǒng)的熱力計算；(9)制冷設備的選擇和校核計算；(10)管路和閥件的選擇計算；(11)冷卻塔的選型；(12)制冷工藝流程圖；(13)制冷站設備布置圖。2、計算書用鋼筆書寫。圖紙用鉛筆繪制，采用長仿宋字，字跡端正清楚，圖面整潔。3、計算書按順序裝訂成冊(設計過程中應將設計內(nèi)容按階段交指導教師審閱)。十一、學時分配l、熟悉設計任務書、指導書、收集資料、初選方案。8學時2、運行工況確定，負荷計算。4學時3、制冷設備選擇及校核計算。4學時4、管道計算及閥件選擇。4學時5、系統(tǒng)流程圖、制冷站設備布置圖。50學時6、計算書整編。4學時7、小結(jié)、交流、答辨。2學時十二、主要參考