《空調用製冷技術》課程設計任務書
第一部分設計任務書
一、設計題目：某地空調用製冷機房
二、設計原始資料
1.引數條件：某製冷機房空調冷負荷1.3mw。空調冷凍水引數：供水7℃，回水12℃。冷卻方式可按水冷或風冷考慮。
2.土建資料：機房建築平面圖（附後）
三、設計內容
（一） 製冷壓縮機型號與數量的選擇
1.確定機房總製冷量。
2.確定製冷劑種類。
3.確定製冷系統設計工況（蒸發溫度t0、冷凝溫度tk、壓縮機排氣溫度trp、冷卻劑進口溫度t1），要根據空調系統對冷凍水的要求及當地冷卻劑的條件。
4.將設計工況製冷迴圈表示在lgp—h圖上。
5.將設計工況製冷量換算成標準工況（或空調工況）相應製冷量，選擇確定製冷壓縮機的型別、型號、台數，並校核壓縮機配套電機的功率。
（二） 冷凝器的選擇計算
1.確定冷凝器的熱負荷。
2.確定冷凝器的型式。
3.計算冷凝器所需換熱面積，選擇冷凝器台數。
4.計算冷卻劑用量，並確定冷卻劑**方式及冷卻劑所需動力裝置。
（三） 蒸發器的選擇計算
1.確定蒸發器的型式。
2.計算蒸發器的換熱面積，選定蒸發器台數。
3.計算冷凍水迴圈流量。
4.確定冷凍水供水方案，估算選擇冷凍水幫浦型號、台數。
（空調系統供回水壓力可按0.06—0.08mpa預留）
（四） 膨脹閥的選擇計算
1.確定膨脹閥型式。
2.計算確定膨脹閥的規格。
（五） 其他輔助裝置的選擇
按設計工藝要求對除雜質、貯存、乾燥、分油、安全等諸方面輔助裝置合理選擇確定。
（六） 機房布置
1.把所選擇的各裝置及管道合理地布置在機房平面圖上。
2.按安全規定布置事故通風設施。
3.繪製工藝流程圖、主剖面圖。
四、設計要求
1.設計計算說明書：說明書的編寫應保證裝置計算分析的條件充分性、過程的層次分明性及結果的資料準確性。
所採用的主要公式應給出出處。對所選用裝置、確定的方案給出簡要的技術經濟分析。說明書按順序組成為：
封面、目錄、前言（中英文對照更佳）、正文、參考資料。
2.圖紙：規格按國家規定標準，長度可根據需要加長。圖例、文字按專業製圖標準要求。
3.設計說明：在機房平面圖上應給出文字的設計說明，主要針對圖面上無法清晰表達的，而又需要使用者完全清楚的內容（如：管材、防腐、保溫等）。
4.設計時間：本設計時間為1.5周（其中設計計算、裝置選擇3天，繪圖4天，編寫、整理計算說明書1天。
第二部分設計指導書
一、課程設計目的
課程設計是專業課程實踐教學的重要環節。隨生產生活水平的日益提高，建立穩定舒適的氣候環境顯得日益必要，降溫除濕的空氣調節方案中採取冷凍噴淋是切實可行的，在天然水源水溫尚不能足量保質地滿足使用要求條件下，通過人工製冷方案獲取低溫冷凍水是目前廣為選用的空調冷卻用水方案。開設本課程設計可使學生在遵循有關設計規範規定，廣為利用天然資源基礎上，參考有關設計資料，掌握並提高對《空調用製冷機房》的設計定案、計算、繪圖等方面的能力，以為著手進行實際施工圖設計奠定可靠基礎。
二、設計程式
（一） 方案的選擇
1.根據使用者提供的所需製冷量、冷凍水量、水溫及使用場所條件；確定製冷系統型別及採用的製冷劑種類。本設計屬普通製冷，製冷劑通用品類為r717、r12、r22、r134a等。
對應的製冷系統型別可根據使用者製冷需要及不同製冷劑的特點，按蒸氣壓縮式製冷考慮適當的系統形式。（這裡應注意考慮方案選擇的經濟性—空調製冷負荷在175kw以上者，對衛生無特殊要求工程，可考慮選擇r717製冷，同時要考慮系統執行的安全可靠性。）
2.冷凍水要求引數及冷卻劑引數應做為選擇確定製冷系統型式及設計工況引數（t0、tk）的依據。
（二） 裝置的選擇
1.製冷機選擇：根據設計工況引數確定製冷機壓縮等級並選擇製冷機及配用電機，並注意了解製冷機及電機的規格尺寸及安裝要求。
在選擇製冷機及電機工作引數的計算中，應考慮到管道系統及裝置的冷損失，故可對製冷機的製冷能力應考慮備有15~20%的富裕量。
（1）選擇壓縮機的主要引數確定方法：
壓縮機的主要引數即其排汽量vh（理論排汽量），這裡vh=vr/ηv，其中壓縮機實際排汽量vr及容積效率可參見教材p38（3-8）式按實際條件確定。（設計工況和標準工況不一致時進行換算）後查產品樣本確定壓縮機型號。
（2）考慮到壓縮機的執行管理方便，尤其是起動和維修間的影響關係，壓縮機選擇的數量應是同型號且數量不少於兩台，但不裝置用機器。
（3）製冷系統的壓縮等級應保證p=pk/po<8
（4）壓縮機配用電機的選擇
選擇電機主要依據其工作引數—壓縮機軸功率pe。其確定方法參見教材（3-14）式。
2.冷凝器的選擇及冷卻水系統計算
（1）冷凝器的選擇
1） 根據製冷工質及冷卻劑**條件確定冷凝器型別（立式、臥式）。
2） 計算確定冷凝器的換熱面積ak
依據ak=φk /kt
其中：冷凝器熱負荷φk=φφ0
熱負荷係數φ=f(t0、tk、工質)查圖表，傳熱系數k，k依產品型別查經驗數值，傳熱溫差t按對數溫差計算。
3） 確定ak後應按選定壓縮機數目確定每台冷凝器的實需理論面積ak/n，n為冷凝器台數。
4） 按確定的理論引數，查產品樣本選擇產品型號，並應留有15~20%的富餘量，以保證液態製冷劑在冷凝後具有3~5℃的過冷度。
5） 選擇後的校核。依據理論確定的冷卻水量[φk/c（t2-t1）]及產品結構—冷卻水單程過流面積確定冷凝器管束中冷卻水流速查出相應真實k值驗證其值應不小於起始採用的經驗數值。
（2）冷卻水的計算
1) 冷凝器冷卻水量w，依製冷熱負荷φk、冷卻水換熱溫差、依熱平衡q=φk匯出w，其中q=wc（t2-t1）。
2) 壓縮機汽缸冷卻用水量w=0.86peξ/t(m3/h)
其中：pe—壓縮機軸功率
ξ—冷卻水帶走熱量佔全部壓縮機耗功量的百分比，取ξ=0.13~0.18
t—冷卻劑出口溫差，取5~10℃
3）過流阻力計算
根據冷凝器結構型式，由確定，其中λ=0.22re-0.2，確定re時按水溫（冷卻水進水溫度）已知，管中水流速度v=0.
8~1.2m/s考慮，在每個行程上（一進一出）計為4.0。
壓縮機汽缸冷卻水過流阻力通常沒有冷凝器過水阻力大，一併供水時總阻力可視作與冷凝器相同，但需加設節流閥門以節省水量。
4）動力設施
冷卻水視水源水質各方面條件分析比較，可在直流式、迴圈式二者中取一，若採用迴圈式尚須增設冷卻塔裝置，冷卻水幫浦選擇要定出冷卻水輸送流量，系統水流阻力（按開式系統確定）。設定冷卻塔時，水幫浦應抽吸經風冷落入水池中的水送入被冷卻設施，再經管道流至冷卻塔上部的淋水裝置。
3.蒸發器的選擇及冷凍水系統的計算
（1）蒸發器的選擇
1） 蒸發器型式的選定：基於本設計冷媒迴圈量較大，宜選用潛熱能力較大的製冷劑在滿液式蒸發器中換熱。（在滿液式蒸發器中選擇合適的一種）
2） 蒸發器的換熱面積確定
依據a0=φ0 /kt
式中各值意義及確定方法參見冷凝器計算，但要求a0的選擇較理論需用值有15~20%的富裕量。
（2）冷凍水系統
1） 迴圈水量
式中φ0、t2、t1為每個蒸發器的熱交換熱量及冷凍水的供回水溫度。
2） 系統補水量：按迴圈水量的2%計。
3） 給水幫浦選擇
水幫浦可按全系統綜合選用，總數量n≥2，或與製冷機配套選用，各種方案選擇水幫浦的引數應考慮附加流量的附加率為20%，水幫浦揚程按管路布置特點確定系統迴圈總阻力（管中水流速度可按1.0~2.0m/s計算），總揚程應包括靜揚程和阻力揚程兩個方面。
4.膨脹閥的選擇與計算
（1）膨脹閥的選擇
型式：按製冷特點（種類、負荷）選擇適當型別
（2）計算閥孔推薦公式： (m2)
式中各項意義見教材p109式（5-1）。
考慮系統執行存在超負荷執行可能，選擇採用的閥孔面積應較計算面積加大30%。
5.其它輔助裝置的選擇（按計算尺寸查產品樣本，當不與主要裝置配套時）。
（1） 油分離器
筒身直徑m
或進出氣管直徑m
要求w0=0.8~1.0m/s wd=10~25m/s，v1，v2—進出油分離器製冷劑比容，筒高h/d=3.3~4.5
（2） 高壓貯液器
其容積v的70~80%可容納系統最大的小時製冷量對應迴圈工質的（1/3~1/2）即：
式中m—系統製冷劑小時迴圈量kg/h；
—tk溫度下的液態工質比容m3/kg
（3） 汽液分離器
d=1.59且h=(3~4)d
（4） 集油器、空分器、洩流器等輔件
這些輔件可全系統共選乙個，可由系統容量按設計規定選用額定產品。
（三） 設計製圖
1.裝置、管道平面布置圖
裝置安設位置及管道設定、坡向坡度要滿足規範有關要求，給出裝置定位尺寸、管徑、裝置編號等；
2.製冷機房設定安全（事故排風）設施，應有每小時不少於3次的自然通風、氨製冷機房還應有每小時不少於7次換氣的事故通風裝置；
3.工藝流程圖繪製要求
要給出各管道管徑、坡向坡度、工質流動方向、裝置編號等。
4.剖面圖繪製要求
要給出管徑、標高、坡向坡度等。
5.管線及裝置圖例
按現行本專業製圖標準。
三、參考資料
1. 製冷工程設計手冊中國建築工業出版社 2023年
2. 空調與製冷設計手冊（第二冊）四機部十院編中國建築工業出版社 2023年
3. 暖通、空調、淨化製冷裝置材料手冊農機部二院編 2023年
4. 採暖通風與空氣調節設計規範 gbj19-87中國計畫出版社
5. 教材
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