某卫生院业务楼工程量清单投标报价毕业论文

'200kw空调用水冷冷水机组结构设计1前言1.1现状随着科学技术的不断发展和工业自动化水平的快速提高，制冷空调设备在国民经济各部门和人民生活中应用日益广泛。在所有能耗中，建筑能耗占有很大的比例，而在建筑能耗中，空调制冷用电的上升势头尤为迅猛，有资料表明，我国现阶段住宅每平米的能耗是相同气候条件下发达国家的3倍左右，因此建筑节能也就成为了节能工作中最有潜力的领域之一。大型公共建筑节能的最主要任务是空调系统节能,冷水机组是空调系统的最主要用能部分，冷水机组的性能的好坏直接影响冷水机组的能耗，有必要对冷水机组的运行性能进行科学的评价，使冷水机组处于高效的运行，降低能耗。冷水机组的运行性能通常用COP作为评价指标,COP是指单位耗电量能提供的制冷量，其值越高,机组的效率越高，因此，COP很直观地反映了冷水机组的整体运行性能。在实际运行中,中央空调冷水机组大部分时间都处于部分负荷运行状态，传统的用COP描述冷水机组性能常采用的方法是将COP拟合成负荷率的函数。这种方法有其不足，它认为冷水机组的COP只与负荷率有关，而与机组的实际运行工况无关，比如冷却水温度、冷冻水温度等。实际上，冷水机组的性能不仅与所处的环境有关，还与它的实际运行工况有关。因此，有必要考虑其他因素的影响，更科学的研究冷水机组的运行性能。1.2存在问题70 中国正处于工业化过程中，社会经济发展对能源的依赖要比发达国家大得多，社会发展受到资源约束的矛盾日益突出。近几年来，我国电力生产增长迅猛，据统计，全国有21个省市区采取了拉闸限电的措施来保证基本的电力供应，而随着空调的进一步普及，冷水机组已日渐成为能耗大户。同时由于冷水机组的使用时间比较集中，造成巨大电力供应的峰谷差别，造成高峰时的供不应求，低谷时的电力闲置浪费。在我国许多城市，在夏季用电高峰时期，都出现了由于用电紧张而导致拉闸限电；近几年来供电部门被迫实施强制性错峰用电措施，影响了居民的正常生活和企业的生产经营。中国是世界上的能耗大国，每年消耗约14亿吨的标煤，电能75%来源于煤，SO2、NOX、CO2等污染物的排放量已到必须治理的程度。我国东部的大部分地区都受到酸雨的威胁。我国的酸雨和其他环境污染，一年损失大约是国民生产总值的1.6%，节能是减少污染的有效措施之一。现在全球变暖，臭氧空洞，自然灾害不断都已严重威胁到人类的生存。1.3发展趋势由于冷水机组耗能较大，制冷剂造成温室效应和全球变暖，其市场市场占有率已略有下降，针对此现象变频等其他节能技术和寻找新的环保型的制冷剂是冷水机组发展的主要趋势。1.4设计方向针对运行中冷水机组存在的问题，在接下来的设计中，应着重在以下方面做出该进：冷水机组设计严格按照国家标准进行规范设计；在冷水机组设计时应着重节能技术的应用，通过不同制冷系统循环对比确定能效比高的制冷循环；在制冷机组设计时应选用自动化程度较好的零部件，使系统的自动化程度较高，满足家用水冷冷水机组运行的需要；制冷剂的选用应充分考虑制冷剂性质对环境及商品的影响，保证商品的经济性。70 2冷水机组设计方案的论证2.1制冷系统设计制冷系统是利用逆向循环的能量转换系统，通过能量补偿，使制冷剂在循环中不断地从温度较低的被冷却对象中吸收热量，并向温度较高的冷却介质排放热量。2.1.1制冷方法[8]现在市场大部分冷水机组采用蒸汽压缩式制冷。蒸汽压缩式制冷中液体蒸发制冷以流体为制冷剂，通过一定的机械设备构成制冷循环，可以对被冷却对象进行连续制冷，是制冷技术中应用最主要的方法。本系统采用单级蒸汽压缩式制冷系统。单级蒸汽压缩式制冷系统是由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器组成，用管道将它们连接成一个密封的系统。在蒸发器内处于低温低压的制冷剂液体与被冷却对象发生热交换，吸收被冷却对象的热量而汽化。产生的低压蒸气被压缩机吸入，经压缩后以高压排出。压缩机排出的高压气态的制冷剂进冷凝器，被常温的冷却水或空气冷却，凝结成高压液体。高压液体流经膨胀阀时节流，变成低压低温的气、液两项混合物，进入蒸发器，其中的液态制冷剂在蒸发器中蒸发制冷，产生的低压气体再次被压缩机吸入。如此周而复始，不断循环。[6]70 2.2冷水机组的设计2.2.1冷水机组的分类[6]冷水机组是生产冷水的制冷装置，广泛应用于空调工程和生产工艺中。根据冷水机组所用的动力种类不同分为电力驱动冷水机组和热力驱动冷水机组。电力驱动冷水机组又多是采用蒸汽压缩制冷原理的冷水机组，又称为蒸汽压缩式冷水机组；热力驱动冷水机组多是采用吸收式制冷原理的冷水机组，又称为吸收式冷水机组。压缩式冷水机组根据所用的压缩机的种类不同可分为活塞式、螺杆式、离心式和涡旋式冷水机组等。根据其冷凝器的冷却方式的不同又可分为水冷式、风冷式和蒸发冷却式冷水机组。根据使用的制冷剂种类不同又可分为氟利昂冷水机组和氨冷水机组。模块化冷水机组通常采用活塞式制冷压缩机，所以也属于活塞式冷水机组，但具有结构设计独特，系统构成方便的特点。吸收式冷水机组根据热源方式不同可分为蒸汽型、热水型和直燃型冷水机组。根据所用工质不同可分为氨吸收式和溴化锂吸收式冷水机组。根据热能利用程度不同又可分为单效和双效吸收式冷水机组。根据各换热器的布置情况分为单筒型、双筒型和三筒型吸收式冷水机组。根据应用范围又分为单冷型和冷热水型吸收式冷水机组。2.2.2各种冷水机组的优缺点2.2.2.1活塞式冷水机组优点：1)用材简单，可用一般金属材料，加工容易，造价低2)系统装置简单，润滑容易，不需要排气装置3)采用多机头，高速多缸，性能可得到改善缺点：1)零部件多，易损件多，维修复杂，维护费用高2)压缩比低，单机制冷量小3)单机头部分负荷下调节性能差，卸缸调节不能无极调节4)属上下往复运动，振动较大70 5)单位制冷量重量指标较大2.2.2.2螺杆式冷水机组优点：1)结构简单，运动部件少，易损件少，仅是活塞式的十分之一，故障率低2)圆周运动平稳，低负荷运转时无“喘振”现象，噪音低，振动小3）压缩比可高达20，EER值高4）调节方便，可在10%到100%范围内无极调节，部分负荷效率高。5）体积小，重量轻，可做成立式全封闭大容量机组6）对湿冲程不敏感7）属正压运行，不存在外气侵腐蚀问题缺点：1）价格比活塞式高2）单机容量比离心式小，转速比离心式低3）润滑油系统较复杂，耗油量大4）大容量机组噪声比离心式高5）要求加工精度和装配精度高2.2.2.3离心式冷水机组优点：1）叶轮转速高，输气量大，单机容量大2）易损件少，工作可靠，结构紧凑，运转平稳，振动小，噪声低3）单位制冷量重量指标小4）制冷剂中不混有润滑油，蒸发器和冷凝器的传热性能好5）EER值高，理论值可达6.996）调节方便，可在10%到100%范围内无极调节缺点：1）单机压缩机在低负荷时会出现“喘振”现象，在满负荷运转平稳2）对材料强度，加工精度和制造质量要求严格3）当运行工况偏离设计工况时效率下降较快，制冷量随蒸发温度降低而减少幅度比活塞式快4）离心负压系统，外气易侵入，有产生化学变化腐蚀管路的危险2.2.2.4涡旋式冷水机组优点：1）效率高，振动小，噪声低70 2）结构简单，体积小。重量轻，易损件少，可靠性高缺点：1）由于需要高精度的加工设备和精确的调心装置和技术，制造成本和价格比活塞式高2）冷量范围较小，适用于小型中央空调工程2.2.2.5模块化冷水机组优点：1）系活塞式和螺杆式的改良型，它是由多个冷水单元组合而成2）机组体积小，重量轻，高度低，占地小3）安装简单，无需预留安装孔洞缺点：1）价格较贵2）模块片数一般不宜超过8片，否则冷凝器和蒸发器水侧流动阻力过大2.2.3冷水机组类型的确定综合以上冷水机组的特点、现在市场的发展方向以及自己课题的相关要求，本课题选用螺杆式冷水机组。2.3制冷剂2.3.1制冷剂的要求[8]制冷剂根据其不同的使用场合有着不同的要求，通常需要满足下列要求：1)制冷剂的热力性质好。要求工质在相同的工作条件（即相同的环境温度和制冷空间温度）下，用同样的输入功率，产生较大的制冷量。2)制冷剂具有适宜的饱和压力和压力比。在工作温度范围内，其蒸发压力不要低于大气压力，否则容易使空气进入制冷系统，致使制冷机的制冷能力下降，功耗增加。此外，其冷凝压力不宜过高，否则会导致设备笨重。冷凝压力和蒸发压力比也不宜过大，否则会导致压缩机排气温度过高和往复式压缩机输气系数降低。3)对容积式压缩机，希望有较大的单位体积制冷量70 ，这有利于减小压缩机的尺寸；对离心式压缩机，因过小的尺寸反而会造成制造上的困难，故需要单位体积制冷量较小的制冷机。2.3.2常用制冷剂[21]2.3.2.1氨,R-717氨(NH3)被认为是一种效率最高的天然制冷剂。它是一种今天仍在使用的“原始”制冷剂。多用于正位移压缩机的蒸气压缩过程。ASHRAE标准34将其分类为B2制冷剂(毒性高低可燃).ASHRAE标准15要求对氨制冷站有特殊的安全考虑。尽管在商业空调也使用很多，但氨在工业制冷上的应用更广泛些。2.3.2.2二氧化碳,R-744二氧化碳(CO2)是一种天然制冷剂.它在19世纪末20世纪初停止使用，现在正在研究重新对它的使用。用于蒸气压缩循环正位移压缩机。在32℃时CO2的冷凝压力超过6MPa，这是一个挑战。而且，CO2的临界点很低，能效差。尽管如此，仍可能有一些应用，如复叠制冷，CO2将是有用的。2.3.2.3烃类物质丙烷(R-290)和异丁烷(R-600a),以及其他氢碳物质,能够在蒸气压缩过程中作为制冷剂使用。在北欧，大约有35%的制冷机使用氢碳物质。它们毒性低且能效高，但容易燃烧。后者严重限制了它们在北美的使用，因受现今安全规范的制约。2.3.2.4氯氟碳族(CFC族)氯氟碳族(CFC族)有许多物质，但在空调中最常用的是R-11、R12、R-113和R-114.CFC族到20世纪中叶时已经普遍使用。发达国家在1995应蒙特利尔议定书的要求停止了CFC族的生产。在发展中国家它们仍被生产和使用（按时间表将很快淘汰）。它们用于蒸气压缩过程的所有型式的压缩机中。常用CFC族物质都稳定、安全（从制冷剂标准的角度看）、不可燃且能效高。不幸的是，它们破坏臭氧层。2.3.2.5氢氯氟碳族(HCFC族)氢氯氟碳族(HCFC族)几乎和CFC族同时出现。HCFC-22是世界上使用最广泛的制冷剂。HCFC-123是CFC-11的过渡替代制冷剂。它们用于蒸气压缩过程的所有型式的压缩机中。HCFC-22能效高，被分类成A1(低毒不燃).HCFC123能效高，被分类成B1(高毒不燃).和CFC族一样,70 这些制冷剂按蒙特利尔议定书的要求将逐步淘汰。在发达国家已被限量生产且很快将减产。发展中国家也有一个淘汰时间表，但淘汰时限延长。2.3.2.6氢氟碳族(HFC族)氢氟碳族(HFC族)是相对较新的制冷剂，因CFC族的淘汰将日益受到关注。HFC族制冷剂无臭氧消耗潜值(ODP=0).HFC-134a是CFC-12和R-500的替代制冷剂.它们用于蒸气压缩过程的所有型式的压缩机中。常用HFC族制冷剂能效高被分类成A1(低毒不燃).但对全球变暖有影响。表2–1制冷剂常用性质制冷剂化学名称化学式分子量安全分组大气寿命(年)ODPGWP11三氯一氟甲烷CCl3F137.4A1501380012二氯二氟甲烷CCl2F2120.9A11021810022一氯二氟甲烷CHClF286.5A112.1.055150032二氟甲烷CH2F252A25.60650123二氯三氟乙烷CHCl2CF3153B11.4.0290125五氟乙烷CHF2CF3120A132.602800134a1,1,1,2-四氟乙烷CF3CH2F102A114.601300245a1,1,2,2,3-五氟丙烷CHF2CH2CF3134.05B18.80820290丙烷CH3CH2CH344A3<10~0404aR-125/143a/134a(44/52/4)A13260407CR-32/125/134a(23/25/52)A101530410AR-32/125(50/50)A101730500R-12/152a(73.8/26.2)A1.746010507aR-125/143a(50/50)A1600丁烷CH3CH2CH2CH358.1A3<10~0717氨NH317B2N/A00718水H2O18A1N/A0<1744二氧化碳CO244A1N/A01表2-2具体物理性质70 制冷剂标准沸点(F)临界点泡点(°F)@psi露点(°F)@psi温度滑差(°F)粘度Lbm/ft*h@40°F液体比热atBtu/ib.°R@40°F液体导热系数Btu/h*ft*°F@40°F液体温度(℃)压力(MPA)R1123.71984.411.304.2059.0548R12-21.55233.55599.89.574.2253.0429R22-41.46205.06723.74.503.2825.0537R32-60.97172.59838.61.361.3106.0872R12382.08362.63531.11.292.2379.0476R125-54.64150.83526.34.457.3044.0397R134a-14.93213.91588.75.620.2194.0521R245fa58.82309.2527.11.296.3121.0506R290-43.75206.06616.07.291.6077.0600R404a-51.66b162.5548.1838.8@10039.8@1001.0.405.3349.0438R407C-46.82b186.9672.237.0@9047.8@9010.8.479.3403.0582R410A-60.83b158.4694.8742.9@14043.2@1400.3.380.3652.0652R500-28.31222.0641.9.557.2579.0480R507a-52.79159.34538.79.401.3331.0432R60031.04305.62550.56.469.5588.0665R717-27.99270.051643.71.3921.1094.3155R718211.95705.13200.13.7381.0555.3293R744-109f87.761069.9.222.6460.06072.3.3制冷剂展望[21]90年代中期，空调和制冷工业因蒙特利尔议定书要求淘汰CFC族物质而发生了巨大改变。许多那时未听说过的制冷剂(R-134a和R-123)进入了老制冷剂如R-12和R-11的替代前沿。即将发生的另一个改变是HCFC族将被禁用(R-22到2010年将在美国被禁用)。人们也开始感觉到京都议定书生效后给HVAC行业带来的新的挑战。尽管可获得许多种制冷剂，但只有几种被认真考虑。70 氨(R-717)氨的性能优良，ODP值为零且GWP值很小。但因为着氨的健康和易燃问题，限制了其在工业上的应用，有一些在商业上使用。预测：氨将继续在工业和商业中有一些应用。二氧化碳(R-744)二氧化碳无毒、不可燃，且ODP等于零，GWP较低。但是其低临界点特性，使得它在典型的商用工况下的性能也很差。而且，工作压力也相当高（6MPa）。目前正在进行超临界工况使用的研究。另外，二氧化碳被成功地应用于复叠式制冷系统中。预测：将来可能应用于汽车空调和复叠式制冷系统中。丙烷(R-290)和异丁烷(R-600a)丙烷和异丁烷毒性低、性能好、无ODP值且GWP值低。但它们易燃。北欧已经将它们用于冰箱中。可口可乐公司宣布将放弃HFC而考虑使用可燃制冷剂。但在美国，更加关注可燃性引起的安全问题。有一些研究评价了可燃制冷剂冷却盐水再将盐水泵送到用冷点（类似于干式冷却）的效率。研究报告显示丙烷和异丁烷比传统的R22干式系统效率要低些，但应想到这是在冷却盐水。目前在世界上只有不到十处安装了大型可燃制冷剂制冷设备。预测：可燃制冷剂最有可能继续用于家用和小型系统上。R-134aR-134a是A1类(低毒性不可燃)制冷剂，ODP值为零但GWP为1300。它的换热性能很好，是螺杆和离心压缩机的一种好的备选制冷剂。它在汽车空调上已被广泛接受。R-134a在蒙特利尔议定书和京都议定书中都提及了。蒙特利尔议定书正在全面地排除ODP值大于0的常用制冷剂，议定书正在将ODP=0如R-134a制冷剂推向市场。R-134a是一种最好的解决方案。它的ODP值为0，因此在蒙特利尔议定书中没有规定其要淘汰。尽管HFC族是京都议定书的目标气体，但只有排放控制而没有淘汰日期。虽然CFC族和HCFC族物质是臭氧消耗的主要贡献者70 (占人为臭氧消耗的28%),HFC族、CFC族和HCFC族对气候改变的影响非常小(占人为全球变暖的4%)。所有新一代离心和螺杆制冷机都已经围绕R-134a展开设计。预测：在可预见的未来，R-134a将继续是大型空调工业的主要制冷剂。R-22的替代R-22是A1类(低毒性不可燃)制冷剂。它是世界上最受欢迎的制冷剂。R-22也是一种HCFC物质而将被淘汰。在美国，R-22已被限产并将在2010年完全淘汰，除了少量用于维修。R-22非常通用，它被用于超市冷冻、溜冰场、各种形式的压缩制冷机、单元屋顶机组和大部分家用空调中。R-22没有直接的替代物。不同制冷剂将替代R-22的不同应用需要。表2-3列出了R-22的几种替代物及它们的相对性能。图2-1显示了替代制冷剂在54℃冷凝温度下的COP值。图2-1R-22替代物的COP表2-3R-22替代物的相对性能R-290R-134aR-404AR-407CR-410AR507制冷量85%67%106%95%141%109%效率99%100%93%98%100%94%吸气压力（绝压）94%59%121%91%159%125%冷凝压力（绝压）90%68%120%115%157%122%温度滑差000.5℃4.4℃0.5℃0离心机中使用的R-22已经大部分转移成R-134a。现在螺杆机也正向R-134a转移，所有新一代螺杆压缩机都将用R-134a为工质。R404A和R-507正用于替代冷冻装置中的R-22。70 R-407CR-407C是一种由HFC-32、HFC-125和HFC-134a组成的非共沸混合物。其性质已被调配到很接近R-22但有4.4℃的温度滑差。R-407C能方便地置换原有制冷系统的R22，虽然性能有些损失。很多时候只要将制冷系统的部件作一些细微的改变（如将冷凝器面积加大些），就可增强性能。较大的温度滑差将R-407C限制在只能用于干式系统如屋顶机组和温度滑差不成问题的场合。R-407C常被看作是，将原有系统升级为HFC系统的一种顺便拿来的替代物。有限的几种新产品是基于R-407C开发的。预测：R-407C将是原有R-22系统的一种随便替代物，是新产品开发出来之前原有产品升级的一种过渡方案。R-410AR-410A是一种由HFC-32和HFC-125组成的非共沸混合物，温度滑差小(小于0.5℃)，且容积制冷量大，工作压力比R-22高（为3MPa）。它不能随便置换原有R-22系统而必须进行全新设计。在小系统中替代R-22而设计新产品时R-410A引起了人们的广泛兴趣。压缩机供应商已开始提供R410A的小压缩机(0.5~5冷吨)，这种压缩机已开始用于家用市场（开利推出了称为Pureon的R410A家用系统）。如果开发出大压缩机的话，R-410A将扩展到商用产品。因为R-410A的工作压力高，所有二级部件（阀、视镜、过滤干燥器等）都需要重新设计，这将减缓R-410A进入商用市场的步伐。R-410A的一个问题是临界点低。如风冷设备用于高温环境时，性能将下降很多。R-410A用于水冷机组一般不会受影响，因为其冷凝温度低。预测：由于更多的二级部件可以买到，新得家用和小型商用产品将使用R-410A。关于低临界点问题也将获得技术突破。R-123的替代ASHRAE标准34将R-123归入B1类制冷剂(毒性较高不可燃)。它是CFC-11的HCFC替代物，即将被淘汰。在美国，R-123已经被限产，并将在2020年产量减少到0.5%，在2020年到2030年之间只准用于维修。R-123特别适合于负压离心式制冷机。70 R-123没有清楚的替代物。本来R-601(N-戊烷)或R-601a(异戊烷)可能用于代替，但这两种物质非常易燃，在离心机中的充注量很大而极可能发生爆炸，而且，运行时的负压将漏入空气，极易在机组中聚集爆炸混和物，要替代R-123似乎不可能。两种最接近的HFC物质是R245ca和R-245fa(两者互为同分异构体-原子种数一样但排列不同)。起先人们集中于R-245ca的研究，但后来发现它易燃。而R-245fa是一种B1类制冷剂(毒性较高不可燃)，其工作压力比R-123要高些。R-123不需作为压力容器设计（常压容器），但R-245fa的冷凝器将是压力容器(见图2-2)。R-245fa不能置换原有R-123制冷机，除非原制冷机符合压力容器规范。图2-2低压制冷剂的蒸发压力对制冷剂制造商而言，用于负压离心机的R-123是一个小市场。幸运的是，R-123可从制造其他更常用制冷剂的副产品中得到。而R-245a是一种更加昂贵的制冷剂，从现实的角度讲，R-245a需要扩展其应用范围（如发泡），来提高产量降低成本。预测：R-123将用于副压离心制冷机，直到被蒙特利尔议定书淘汰。由于R-123的效率高，ODP和GWP值很低，大气存活时间短，一些人们如特灵公司正在积极争取将R-123从淘汰清单中拿掉。但由于可以有替代技术，又需要大部分蒙特利尔议定书成员投票同意，看起来比较困难。2.3.4制冷剂种类的确定由于R-134a是A1类(低毒性不可燃)70 制冷剂，ODP值为零但GWP为1300。它的换热性能很好，是螺杆和离心压缩机的一种好的备选制冷剂。现在螺杆机也正向R-134a转移，所有新一代螺杆压缩机都将用R-134a为工质。所以本课题选用R134a制冷剂。2.4压缩机[2]压缩机是制冷系统的心脏，无论是空调、冷库、化工制冷工艺等工况都要有压缩机这个重要的环节来做保障。压缩机在系统中的作用在于：抽吸来自蒸发器的制冷剂蒸汽，并提高其温度和压力后，将它排向冷凝器。在冷凝器中，高压制冷剂过热蒸汽在冷凝温度下放热冷凝。而后通过节流元件，降压后的气液混合物流向蒸发器，在那里制冷剂液体在蒸发温度下吸热沸腾，变为蒸汽后进入压缩机，从而实现了制冷系统中制冷剂的不断循环流动。2.4.1制冷压缩机的分类制冷压缩机种类和形式很多，按工作中的蒸发温度范围分可分为高温、中温、低温压缩机。某些著名压缩机产品沿用的大致工作蒸发温度的分类范围如下：高温制冷压缩机（-10—0）℃中温制冷压缩机（-15—0）℃低温制冷压缩机（-40—-15）℃按密封结构形式分类可分为开启式压缩机、半封闭式压缩机、全封闭式压缩机。开启式压缩机的制冷量一般比较大，其最明显的特征是利用轴封装置的隔离作用使原动机独立于制冷剂系统之外，若原动机是电动机，因它与制冷剂和润滑油不接触而无需具备耐制冷剂和耐油的要求。因此开启式压缩机可用于以氨为工质的制冷系统中。半封闭式压缩机的特点是电动机室内充有制冷剂和润滑油，内置电动机的所用材料必须与制冷剂和润滑油相容共处。另一特点是机体上的各种端盖都是用垫片和螺栓拧牢压紧来防止泄露，因而压缩机内零部件易于拆卸修理更换。而全封闭式压缩机是将电动机和压缩机连成一起安装在一个密闭的薄壁机壳中，这样既取消了轴封装置有大大减轻和缩小了整个压缩机的尺寸和重量不过缺点是不易打开进行内部修理。70 按原理可分容积型和速度型两类。容积型压缩机是靠工作腔容积的改变来实现吸气、压缩、排气等过程。属于这类压缩机的有往复活塞式压缩机和回转式压缩机。其中往复活塞式是通过活塞在气缸内做往复运动改变气体工作容积；活塞式压缩机历史悠久，生产技术成熟；主要包括滚动转子式压缩机、涡旋式压缩机、螺杆式压缩机，目前国内生产的空调器多数采用涡旋式压缩机；螺杆式压缩机主要用于大型制冷设备,现在一些大型商场办公楼内也有很多采用螺杆式压缩机。2.4.2各类压缩机的特点2.4.2.1往复活塞式压缩机活塞式压缩机应用最为广泛，但是由于活塞和连杆的惯性力较大，限制了活塞运动速度和气缸容积的增加，故排气量不会太大。适用于制冷量比较小的场合。其中半封闭活塞式制冷压缩机用途广泛，单机制冷量从3kw-100kw,同时可以多机头并联使用，因此可提供制冷量范围从3kw-1000kw,多工况使用，既可用于制冷工况，又可以适用于空调工况。开启活塞式制冷压缩机只常用于冷库，极少数空调工况的冷水机组。2.4.2.2滚动转子式压缩机滚动转子式压缩机的容积效率比往复式压缩机高，其值大约为0.7-0.9范围内。滚动转子式内部不需要吸气阀从而降低了吸排气过程中的流动阻力损失，故指示效率比较高。此外还具有零部件少，结构简单，体积小重量轻，运转平稳，成本低，可靠性较高等优点。近年来，小型全封闭滚动转子式压缩机发展迅速，主要用于批量大的房间空调器、冰箱和商用制冷设备[5]。2.4.2.3涡旋式压缩机涡旋式压缩机与往复式和滚动转子式压缩机相比主要具有以下优点：效率较高，摩擦损失小，振动小噪声更低，结构更简单可靠性更高。这些优点很适合在小型热泵系统中使用，目前还是以小容量为主，其制冷量在1-15kw范围内。2.4.2.4螺杆式制冷压缩机螺杆式制冷压缩机的优点是体积小，易损件少，容积效率高，对湿压缩不敏感，同时双螺杆式压缩机还可以通过能量调节机构实现无极能量调节。单螺杆式压缩机振动小噪声低轴承寿命长。螺杆式压缩机单机制冷量在30kw-1500kw，可用于冷库、人造冰场、冷水机组中。70 2.4.2.5离心式压缩机它应用比较广泛，制造技术成熟，结构简单，而且对加工材料和加工lT艺要求较低，造价比较低，适应性强，能适应广阔的压力范围和制冷量要求，可维修性强。其主要用于空调工况的冷水机组。但是离心式压缩机的转数很高，对于材料强度加工精度和制造质量均要求严格，否则易于损坏其不安全，此外小型离心式压缩机的总效率低于活塞式压缩机，故更适用于大型或特殊用途的场合。表2-4GB18430.1-2001中名义工况性能市场准入值压缩机类型往复活塞式涡旋式机组制冷量kW>50~116>116>50~116>116水冷式3.53.63.553.65压缩机类型螺杆式离心式机组制冷量kW≤116116~230>230≤1163>1163水冷式3.653.753.854.54.72.4.3压缩机种类的确定结合以上压缩机种类的优缺点,本课题200KW的制冷量要求及市场上已经广泛应用的R134a制冷剂的压缩机种类,确定本冷水机组选用单螺杆式压缩机。且与选用的螺杆式冷水机组相吻合。70 2.5冷凝器冷凝器的功能是把由压缩机排出的高温高压制冷剂蒸汽冷凝成液体制冷剂，把制冷剂在蒸发器中吸收的热量以及与压缩机功率相当的热量之和排入周围环境（水或空气等）中。冷凝器是制冷装置中的热交换设备，即放热设备，是制冷系统中的四大主要设备之一。2.5.1水冷式冷凝器的分类水冷式冷凝器是以水作为冷却介质，靠水的温升带走冷凝热量。冷却水一般循环使用，但系统中需设有冷却塔或凉水池。由于水的温度比较低，所以采用水冷式冷凝器可以得到较低的冷凝温度。水冷式冷凝器按其结构形式又可分为壳管式冷凝器、套管式冷凝器和焊接板式冷凝器，常见的是壳管式冷凝器和套管式冷凝器。2.5.1.1立式壳管式冷凝器立式冷凝器的冷却水自上通入管内，吸热后排入下部水池，而高压气态制冷剂从冷凝器外壳的中部进入管束外部空间，冷凝后的液体沿管外壁流下，积于冷凝器的底部，从出液管流出。2.5.1.2卧式壳管式冷凝器[12]它与立式冷凝器有相类似的壳体结构，主要区别在于壳体的水平安放和水的多路流动。卧式冷凝器不仅广泛地用于氨制冷系统，也可以用于氟利昂制冷系统，但其结构略有不同。氨卧式冷凝器的冷却管多采用光滑无缝钢管，而氟利昂卧式冷凝器的冷却管一般采用低肋铜管。这是由于氟利昂放热系数较低的缘故。值得注意的是，有的氟利昂制冷机组一般不设贮液筒，只采用冷凝器底部少设几排管子，兼作贮液筒用。卧式壳管冷凝器的优点是传热系数较高，冷却水用量较少，操作管理方便，但是，对冷却水的水质要求较高。目前大、中型氟利昂和氨制冷装置普遍采用这种冷凝器。2.5.1.3套管式冷凝器套管式冷凝器70 是有不同直的管子直接套在一起，并弯成螺旋形或蛇形的一种水冷换热器。该换热器外套一般为无缝钢管。制冷剂的蒸气从上方进入内外管之间的空腔，在内管外表面上冷凝，液体在外管底部依次下流，从下端流入贮液器中。冷却水从冷凝器的下方进入，依次经过各排内管从上部流出，与制冷剂呈逆流方式。这种冷凝器的优点是结构紧凑，便于制造，价格便宜且因系单管冷凝，介质流动方向相反，故传热效果好，当水流速为1～2m/s时传热系数可达800kcal/(m2·h·℃)。其缺点是金属消耗量大，而且当纵向管数较多时，不仅传热管内流体的流动阻力较大。更由于下部的管子会充有较多的液体，使传热面积不能充分利用。另外紧凑性差，清洗困难，并需大量连接弯头。因此，这种冷凝器在氨制冷装置中已很少应用，多用于制冷量小于40kw的小型氟利昂制冷机组中。2.5.1.4焊接板式冷凝器板式换热器是由一组不锈钢波纹金属板叠装焊接而成，板上的四孔分别为冷热两种流体的进出口，在板四周的焊接线内，形成传热板两侧的冷热流体通道，在流动过程中通过版壁进行热交换。两种流体在流道内形成逆流流动，而板片表面制成的各种形状形成了旺盛湍流强化了传热。由于板式换热器具有体积小、重量轻、传热效率高、可靠性好、加工过程简单等优点，近年来得到广泛应用。但是也存在内容积小、难以清洗、内部渗漏不易修复等缺点，在使用时要加以注意。2.5.2冷凝器类型选择对于水冷冷水机组，常用的水冷冷凝器有套管式和卧式壳管式冷凝器，其中卧式壳管式冷凝器结传热系数较高，冷却水用量较少，操作管理方便，但是，对冷却水的水质要求较高。目前大、中型氟利昂和氨制冷装置普遍采用这种冷凝器。一般来说，卧式壳管式冷凝器的水耗量比套管式冷凝器的水耗量要大，但清洗相对方便。在冷水机组中，制冷量相对较大，，应优先选用卧式壳管式冷凝器。在此选用卧式壳管式冷凝器较为合适，故选择卧式壳管式冷凝器。2.6蒸发器类型选择70 蒸发器的形式很多，按照载冷剂的不同可分为冷却空气和冷却各种液体的蒸发器。根据供液方式的不同，蒸发器可分为以下四种：满液式蒸发器、非满液式蒸发器、循环式蒸发器和淋激式蒸发器。这里主要介绍满液式蒸发器。非满液式蒸发器根据冷却介质的不同可分为冷却液体干式蒸发器和冷却空气干式蒸发器（直接蒸发式空气冷却器）。冷却液体干式蒸发器主要有干式壳管蒸发器和焊接板式蒸发器，而焊接板式蒸发器的结构和焊接板式冷凝器相似这里不再详细介绍。2.6.1干式壳管蒸发器[8]干式壳管蒸发器的构造和满液式壳管蒸发器相似，主要区别在于：制冷剂在管内流动，被冷却液体在管束外部空间流动，筒体内横跨管束装有若干隔板，以加液体横掠管束的流速。干式蒸发器按照管组的排列方式不同可分为直管式和U形管两种。直管式蒸发器由于载冷剂侧的对流换热系数较高，一般不用外肋管，多采用光管或具有螺旋形微内肋的高效蒸发器作为传热管。U形管干式壳管蒸发器采用U形管作为传热管，一个管口为进液端，另一管口为出气端，由此构成了载冷剂为二流程的壳管式结构。它只需要一个将制冷剂进出口分隔开的端盖，这有利于消除材料因温度变化而引起的内应力，延长其寿命，而且传热效果较好，但不宜采用内肋管。2.6.2直接蒸发式空气冷却器直接蒸发式空气冷却器按照空气的运动状态分为自然对流和强制对流两种形式。自然对流形式常用于冰箱、冷藏柜、冷藏车、冷藏库等处。采用氨制冷系统，多为满液式或循环式；采用氟利昂系统多为非满液式或循环式。由于空气侧为自然对流，故这种冷排管的传热系数很低。为了增强传热，在简冷式冰箱的冷冻室、空调机组、冷藏库及除湿机等处多采用强制对流式的直接蒸发式空气冷却器。强制对流式蒸发器与自然对流蒸发器相比，具有传热效果好，结构紧凑等优点，在冷冻、空调设备中得到广泛应用。在此选用强制对流空气冷却式蒸发器，简称为表面式蒸发器。70 3冷水机组的设计计算3.1系统的热力计算3.1.1原始资料及参数的确定3.1.1.1原始资料（1）制冷量：200kw（2）制冷量输出方式：输出冷媒水冷媒水进口温度：12℃冷媒水出口温度：7℃（3）冷凝器冷却方式：强制对流水冷冷却水进口温度：32℃冷却水出口温度：36℃（4）控温精度：±2℃（5）气候环境类型：空气干球温度32℃、空气湿球温度23.7℃（6）使用环境温度：0～35℃（7）使用环境相对湿度：≤85％（8）电源：380V50Hz3.3.1.2各状态点参数的确定[2](1)压缩机的名义制冷量为200kw。冷凝温度:蒸发温度：其中：水冷式冷凝器：70 冷却液体的蒸发器：取△T0=3K△TK=4K那么蒸发温度冷凝温度取过热度3K过冷度5K(取有效过热、过冷)循环的lgp-h图如图3-1所示图3-1系统循环的压焓图（2）各点参数值表3-1R134A各点的状态参数参数t/ocp/kPav/(m3/kg)h/(kJ/kg)s/(kJ/kg．k)04.003380.06036400.81.7246173380.06131403.51.73432s46.7410170.01231426.771.8555340.0010170.000872256.431.1897435.0010170.00086249.081.189770 543380.01409249.081.1773.1.2热力计算由表3-1中各状态点的参数进行以下热力计算单位质量制冷量单位理论功制冷剂循环质量流量实际输气量输气系数取λ=0.85压缩机理论输气量压缩机理论功率压缩机指示功率（取压缩机指示效率为ηi=0.8）压缩机轴功率（取机械效率ηm=0.9）70 压缩机电机即输入功率（取电动机效率ηmo=0.88）3.2压缩机的选择及制冷剂流量校核3.2.1压缩机选择表3-2HY螺杆式压缩机性能参机型HY-110WHY-150WHY-190WHY-230WHY-290WHY-300WHY-400WHY-470W制冷量Kw110150190230290360400470运行控制方式PLC可编程控制器全自动控制制冷剂R22（R1334aR407c）电源380v/50HZ型式5-5非对称半封闭单螺杆压缩机旋转方向顺时针数量1台启动类型Y-△启动转速（r/min）296070 参量调节0-25%-50%-75%-100%或无极调节输入功率Kw2532.5394859.57582.598额定电流A43.556.567.983.5103.5130.5143.6170.5理论输气量m3/h170220296358379402440486吸气管直径mm80100100100100125125150排气管直径mm6565808080100100125注：冷凝温度、蒸发温度7℃/45℃由表3-2知可选用单螺杆式制冷压缩机。额定制冷量为230kW，电动机输出功率为48kW，理论输气量358m3/h，均能满足设计工况的要求。3.2.2压缩机校核3.2.2.1压缩机实际工况：制冷量230kW冷凝温度：45℃冷凝压力：11.60bar焓值h1=427.44kJ/kg蒸发温度：7℃蒸发压力：3.75bar焓值h2=402.50kJ/kg3.2.2.2输气系数1）压力系数压力系数的计算公式为：对于氟利昂压缩机，，取，70 则得到制冷压缩机的压力系数为。2.）容积系数和泄漏系数取13.）温度系数有经验公式实际温度系数实际输气系数3.2.2.3压缩机工况的换算及选型故所选压缩机HY-230W满足使用条件。3.3冷凝器的设计计算[1]设计参数：冷凝温度tk=40℃3.3.1冷凝器传热管的选择及参数计算3.3.1.1传热管的选择表3-3几种低翅片管的结构参数序号12345直径mm×壁厚mmФ16×1.5Ф16×1.5Ф16×1.5Ф19×1.5Ф19×1.5sf/mm1.251.51.21.11.34δt/mm0.2230.350.40.250.25h/mm1.51.51.351.51.4570 di/mm111110.41414db/mm12.861312.415.915.85df/mm15.861615.118.918.75φ---20°20°aof/mm0.150.1340.1390.1790.152ψ1.351.3471.3841.481.457注:表中aof为每米管长管外总面积，ψ为增强系数，其余符号参见图3-2图3-2低翅片管的结构参数及在冷凝器的应用形式a)斜翅b）直翅c）应用形式根据工艺要求，选用Ф19mm×1.5mm的紫铜管轧制的低翅片管为内管，且选用表3-3所示的5号管，其管型结构参数如下：翅节距sf=1.34mm、翅厚δt=0.25mm、管内径di=14mm、翅根管面外径db=15.85mm、翅顶直径df=18.75mm、φ=20o，3.3.1.2传热管的参数计算根据以上选择的的换热管参数进行初步设计计算每1m肋管长的肋片数：每1m管长肋顶面积为每1m管长肋片面积为70 每1m管长肋间基管面积为每1m肋片管外表面积为每1m管长内表面积为肋片当量高度为3.3.2冷凝器热负荷及冷却水流量3.3.2.1冷凝器的热负荷计算单位冷凝负荷冷凝器负荷3.3.2.2冷却水流量冷却水的定性温度为℃查水的物性比定压热容CP=4.179kJ/(kg.K),密度ρw=994.3kg/m3运动粘度vf=0.747×10-6m2/s，所以，冷却水流量为70 3.3.3冷凝器结构的初步规划由于低肋螺纹管传热效率高，故初步取管外表面面积热负荷qf=6000w/m2。故初步规划的所需冷凝器外表面积为所需上述规格低肋管管长为设管内流速为ω=2.5m/s，则每流程管数为取每流程管根数数Z=38根对流程数N，总根数NZ、有效单管长l、壳体内径Di及长径比l/Di进行计算，组合计算结果如表3-4所示表3-4不同流程计算结果流程数N总根数NZ有效单管长l/m壳体内径Di/m长径比l/Di2763.430.26912.841521.720.3814.562281.140.4662.5其中，在组合计算中，当传热管总跟数较多时，壳体内径（单位为m）可按下式估算70 式中S—相邻管中心间距，s=(1.25~1.30)do，单位为do—管外径，单位为m系数1.15~1.25的取法：当壳体内管子基本布满不留空间时取下限，当壳体内留有一定空间时取上限。（取1.251.30do）当长径比为4~10时，换热器有较好的换热性能和经济性，因此这里选择如下参数：流程数N=4,有效单管长l=1.72m，考虑与蒸发器相匹配，取冷凝器有效管长l=1.78m。总管数为153，具体分布如图3-2所示：传热管安正三角形排列，管板上相邻管孔中心距为24mm，考虑最近壳体的传热管与壳体的距离不小于5mm，则则所需最小壳体内径为365mm，根据无缝钢管规格，选用Ф377mm×10mm的无缝钢管作为壳体材料。冷凝器采用管板外径与壳体外径相同的主体结构形式，排管布置及管板尺寸能够保证在管板周边上均匀布置12个端盖螺钉孔以装配端盖，且能避免端盖内侧装配孔周边的密封面不致遮盖管孔，同时壳体内部留有一定空间起储液作用，冷凝器的结构尺寸能满足压缩冷凝机组的装配要求和限制。图3-2传热管分布图3.3.4传热计算及所需传热面积确定水侧表面传热系数计算：从水物性表知水在平均温度tm=34℃时，运动粘度v=0.747×10-6m2/s物性集合参数管内平均水速70 则雷诺数，亦即水在管内的流动状态为湍流，则可根据下式计算水侧表面传热系数氟利昂侧冷凝表面传热系数计算：根据管排布置，管排修正系数由下式计算根据所选管型，低翅片管传热增强系数由下式计算表3-5几种氟利昂的B值Tk/℃2030405060R121447.91392.31344.11275.01197.0R134a1671.51593.81516.31424.91326.2R221658.41557.01447.11325.4~查表3-5知R134a在冷凝温度tk=40℃时,B=1516.3,计算氟利昂侧冷凝表面传热系数对数平均温差计算70 取水侧污垢系数ri=0.000086(m2.K)，将有关各值代入式和计算热流密度qo（单位为w/m2）选取不同的θo（单位为℃）进行试凑计算，计算结果列于表3-6表3-6不同θo的计算结果θo/℃第一式第二式qo(w/m2）25880.4465614.162.15724.4665823.42.075771.265760.897当θo=2.07℃，两式的qo误差已很小，取qo=5766w/m2计算所需实际的传热面积初步结构设计中实际布置冷凝传热面积为，较传热计算所需传热面积大4.15%，70 可作为冷凝器传热的富裕量，初步结构设计所布置的冷凝传热面积满足负荷传热要求。3.3.5冷却水侧阻力计算按式计算冷却水侧阻力，其中，阻力系数冷却水侧阻力式中lt为左右两管板外侧端面间的距离，取每块管板厚50mm，则3.3.6连接管管径计算取冷却水在进出接水管中的流速ω=1m/s，则进出接水管管内径根据无缝钢管规格，选用Ф159mm×10mm无缝钢管为进出水接管。一般卧式壳管式冷凝器的进气接管与所配制冷压缩机的排气管径相同。选用Ф22mm×1.5mm钢管为出液接管。70 现将所设计的卧式壳管式冷凝器的主体结构及有关参数综述如下：低翅片管总数为153根，每根传热管的有效长度是1780mm，管板的厚度取30mm，考虑传热管与管板间加工时两端各伸出2mm，传热管的实际下料长度为1844mm，壳体长度为1780mm（等于传热管有效单管长），壳体规格为Ф377mm×10mm的无缝钢管。端盖铸造厚度约10mm，流程水流动的流程数为4，每流程管数为38根。3.4蒸发器设计计算[3]依据制冷剂为R134a，蒸发温度为t0=4℃，制冷量Q0=200kw，制冷剂流量Mr=1.296kg/s，单位制冷量q0=h1`-h4=154.42kJ/kg，制冷剂进蒸发器干度x1=0.223，制冷剂出蒸发器干度x2=1.0，选用干式蒸发器，并对该干式蒸发器进行设计计算。3.4.1初步结构设计采用内微肋管，外径d0=16mm，内径di=14.66mm，翅高f=0.17mm，翅数Nn=68，设内微肋管的面积热流量qf0=8000w/m2，则所需的外表面传热面积。拟采四流程的直管结构，每根蒸发器直管段全长为L=1796mm，减去N块折流板厚，内微肋管的实际传热长度为Lt=1676mm，故所需的根数为取所需管数为278根设管子中心距则干式蒸发器的具体结构尺寸如下：壳体外径及壁厚管侧流程数管子总数管板厚度折流板厚度折流板数目折流板间距70 折流板上下缺口高缺口内管子数冷媒水横向流过管排数靠近壳体中心一排的管数初步规划结构所得到的有些换热面积为3.4.2管内R134a的表面传热系数先计算内肋片管的流道面积为管内R134a的质量流速为由蒸发温度t0=4℃,查表R134a的物性参数如下:由已知条件可以在R134a压焓图中查出节流后的低压蒸气干度x170 =0.223。又出口处为过热蒸气，其干度x2=1.0，则蒸发器内R134a蒸气的平均干度为根据R134a在微肋管中沸腾的表面传热系数计算公式附录中表D-2制冷原理与装置（郑贤德），有管内表面传热系数ai为其中对于液膜厚度与翅片高的比值，并且对于低翅片高度可视为1。于是将上述数据代入内微肋管中沸腾的表面传热系数计算公式可得70 3.4.3水侧表面传热系数的计算已知蒸发器的进水温度为tw1=12℃，出水温度为tw2=7℃。由冷水的定性温度℃查水的物性参数有，，，，。冷水的流量为折流板间横向流通面积为管板断横向流通面积为水横向流过管簇的平均面积为由查3-7表,得Kb=0.129。有结构规划得折流板缺口内管数nb=40，则缺口内水流通面积为表3-7折流板缺口面积比值Hb/Di0.150.200.250.300.350.400.45Kb0.07390.1120.1540.1980.2450.2930.34370 则水横向流过管簇的流速为水流过缺口时的流速为水侧平均流速为故水侧雷诺数为根据流体交错流过光管管簇的传热系数计算公式，水侧表面传热系数为考虑折流板周边密封不严，取3.4.4传热系数的计算取水侧污垢热阻r0=0.000172（m2.K）/W，R134a侧污垢热阻ri=0，查金属材料性质都纯铜管热导率，则以管外面积为基准的传热系数为70 3.4.5管内流动阻力和平均传热温差的计算R134a在四流程的管长中流过的管程长所以内肋片管的阻力系数为忽略端盖内转向室的阻力，则氟利昂在内肋片管内蒸发时的阻力为为克服氟利昂在内肋片管内蒸发时的流动阻力，则制冷剂进蒸发器的压力为对应得蒸发温度为t01=4.8℃平均传热温差为℃3.4.6面积热流量及传热面积的计算或联立两个的式子，有用试凑法进行方程的求解，得70 代入需要的传热面积为裕度为3.4.7冷水侧流动阻力计算冷水流过折流板缺口的局部阻力为冷水横向流过光管管簇时的阻力，由于又所以，水横向掠过管簇时的阻力为冷水在折流板缺口间平行流动时的阻力：因为式中，U为湿润周长。同时70 则阻力所以冷冻水侧总阻力为4系统制冷剂充注量的估算及冷冻油的选择4.1制冷剂充注量的计算对于本课题水冷式冷水机组而言，由于没有储液器，故系统内制冷剂的充注量对制冷剂的经济、安全运行起着重要作用。充注量过少，蒸发器只有部分管壁得到润湿，蒸发器面积不能得到充分利用，蒸发量下降，吸气压力降低，蒸发器出口制冷剂过热度增加，这不仅使循环的制冷量下降，而且还会使压缩机的排气温度升高，影响压缩机的使用寿命；充注量过多，不仅蒸发器内积液过多，致使蒸发器压力升高，传热温差减小，严重时甚至会产生压缩机的液击现象，而且会使冷凝器内冷凝后的制冷剂液体不能及时排出，使冷凝器的有效传热面积减小，导致冷凝压力升高，压缩机耗工增加。由此可知，在一定工况下，系统内存在一个最佳充注量问题。[11]系统中制冷剂的充注量不等于制冷剂的循环量，它应根据系统的容积大小、制冷剂在系统各处的状态、干度等分别加以计算。制冷系统的制冷剂充注量应为蒸发器、冷凝器、润滑油及管路中制冷剂质量之和70 Gt--管路中的制冷剂流量，一般估计为0.2kg左右。工程上为简化计算，常采用以下经验公式对制冷剂充注量进行估算VH—蒸发器容积，单位为升；VK—冷凝器容积，单位为升。由前面计算可知，蒸发器的总传热管长471.5m,冷凝器的总传热管长为272m，相应的各自容积为取润滑油内溶解的制冷剂为0.1kg故该系统的制冷剂充注量为以保证机组正常运行4.2冷冻油的选择[7]冷冻油是空调压缩机使用的润滑油，它是一种在高、低温工况下均能正常工作的特殊润滑油。[12]在制冷系统中使用的润滑油，一般称作冷冻机油，其主要左右有以下几个方面：1）润滑作用制冷系统中的压缩机是依靠电动机的旋转带动曲轴、连杆装置及其他机件转动来进行工作的，润滑油就是在这些传动机件的表面形成一层油膜，以减少机件的磨损，使机器转动灵活。2）冷却作用制冷系统的压缩机在工作过程中，由于机件互相摩擦，不可避免的会产生一定的热量，通过润滑油可以将一部分热量带走，使机件的温度不至于升得太高，以确保机器的正常运行。3）密封作用润滑油对机械零件进行润滑的同时，还对零件相互的间隙起这密封作用，从而达到减少传动力和压缩力的损耗，减少气体泄漏，确保制冷压缩机制冷能力的目的。4)动力控制作用70 在多缸制冷压缩机中，利用油压作为能量调节机构的动力，通过对卸载装置的控制来控制气缸投入运行的数量，从而达到减少机件磨损，节省能量消耗的目的。5）消声作用润滑油能阻挡声音的传递，润滑良好的机件，其运行噪声大大降低，有利于环境保护。根据系统的制冷剂及压缩机类型，可选择员嘉实多Castrol公司生产的ICEMATICSW68合成冷冻机油。5节流机构的选择计算5.1节流机构的工作原理及作用[8]节流的工作原理是制冷工质流过阀门时流动截面突然收缩，流体流速加快，压力下降，压力下降的大小取决于流动截面收缩的比例。节流机构的作用：　　1）节流降压：当常温高压的制冷剂饱和液体流过节流阀，变成低温低压的制冷剂液体并产生少许闪发气体。进而实现向外界吸热的目的。　　2）调节流量：节流阀通过感温包感受蒸发器出口处制冷剂过热度的变化来控制阀的开度，调节进入蒸发器的制冷剂流量，使其流量与蒸发器的热负荷相匹配。当蒸发器热负荷增加时阀开度也增大，制冷剂流量随之增加，反之，制冷剂流量减少。　　3）控制过热度：节流机构具有控制蒸发器出口制冷剂过热度的功能，既保持蒸发器传热面积的充分利用，又防止吸气带液损坏压缩机的事故发生。　　4）控制蒸发液位：带液位控制的节流机构具有控制蒸发器液位的功能，既保持蒸发器传热面积的充分利用，又防止吸气带液降低吸气过热度。若节流机构向蒸发器的供液量与蒸发负荷相比过大，部分液态制冷剂一起进入压缩机，引起湿压缩或冲缸事故。相反若供液量与蒸发器负荷相比太少，则蒸发器部分传热面积未能充分发挥其效能，甚至会造成蒸发压力降低，而且使制冷系统的制冷量降低，制冷系数减小，制冷装置能耗增大。节流机构流量的调节对制冷装置节能降耗起着非常重要的作用。大型中央空调冷水机组70 常用的节流机构有手动节流阀、孔板、热力膨胀阀、浮球+主节流阀。本课题选用热力膨胀阀做节流机构。5.2热力膨胀阀热力膨胀阀可根据蒸发器出口处制冷剂蒸汽过热度的大小，自动调节阀门的开启度，达到调节制冷剂流量的目的，使制冷剂的流量与蒸发器负荷相匹配，这样既能充分利用蒸发器的传热面积，又能防止压缩机产生液击现象。[13]热力膨胀阀有内平衡和外平衡之分。内、外平衡式热力膨胀阀工作原理完全相同，只是适用的条件不同，如果蒸发器中制冷剂的压力损失较大，使用内平衡式热力膨胀阀时，就会造成蒸发器供液量不足，出口处气态制冷剂的过热度增大。也就使蒸发器的传热面积的利用率降低，制冷量相应减小，所以在实际应用中，蒸发器压力损失较小时，一般使用内平衡式热力膨胀阀，而压力损失较大时(当膨胀阀出口至蒸发器出口制冷剂的压力降相应的蒸发温度降低超过2～3℃时)，应采用外平衡式热力膨胀阀。因此外平衡式热力膨胀阀用于蒸发器管路较长、管内制冷剂流动阻力较大及带有分液器的场合。由于该系统为多联机组，管路较长，且带有分液器，故选择外平衡式热力膨胀阀。[9]由于热力膨胀阀的选配主要是根据制冷量、制冷剂种类、膨胀阀节流前后压力差。蒸发器管内制冷剂的流动阻力等因素来确定膨胀阀的形式和阀的孔径。选配时，应使阀的容量与蒸发器的制冷量相匹配，如果容量选得过小，将使蒸发器的传热面积得不到充分利用，以致制冷剂系统冷量不足；若选得过大，则使膨胀阀的调节不稳定，蒸发器出口处温度产生较大波动，严重时甚至发生压缩机的液击现象。其选配步骤如下：1)根据蒸发器中压力降大小及有无分液头来确定热力膨胀阀的形式；2)确定膨胀阀两端的压力差3)选择膨胀阀的型号和规格热力膨胀阀的阀体系安装在蒸发器入口处的供液管上，阀体应该垂直，不能倾斜更不能颠倒安装。蒸发器配有分液器者，分液器应直接安装在膨胀阀的出口侧，这样使用效果较好。当蒸发器和膨胀阀系70 安装在贮液器上方时，将由于静压的影响而减少液体的过冷度，若提升高度超过一定限度，会由于管内压力低于其温度相对应的饱和压力使得产生闪发蒸汽，因而降低热力膨胀阀的工作稳定性。如果必须提升相当的高度，应保证高压液体具有足够的过冷度。热力膨胀阀的感温包系安置在蒸发器出口处的回气管上。在包扎前应刮去回气管和感温包表面的氧化层，使新的金属表面贴合一起并使之紧固，避免由于接触不良而降低传感的灵敏度。包扎固定后可用软质泡沫朔料再包扎，使之免受外界气温的影响。5.3热力膨胀阀的设计选型[1]膨胀阀两端的压力差为—冷凝压力，单位为Pa—蒸发压力，单位为Pa—液体管路上的压降—安装在管路上的弯头、过滤器、视液镜、手动阀等的压降设为；—液管出口与进口间的高度差引起的压降；—分液器的压降设为由上可知，冷凝压力为蒸发压力为液管阻力损失可按下式计算—液体制冷剂的密度，单位70 —液体制冷剂的流速（冷凝器至节流机构的液管速度一般在0.5~1.25之间，此处取1m/s）—管长，单位为米—管道的内径，单位为米—沿程阻力系数—雷诺数故由于使用了分液器，阻力损失较大，故使用外平衡式热力膨胀阀参考上海沁华制冷设备有限公司的TE5-TE55型热力膨胀阀，此种膨胀阀适合干式蒸发器，蒸发温度范围大-60℃~10℃,使用与冻结、冷藏和空调装置。参照其设备资料，可选择067G2001型号的产品，其详细结构及技术参数见图5-1图5-1热力膨胀阀结构热力感温元件锅型号压力平衡管毛细管产品代码N系列-4）-+10OCNM系列-40-5OC%ln./6mmm无MOPMOP+15OCMOP0OCTEN5Ext.1)3067B3297067B3298067B3360TEN12Ext.2)3067B3232067B3233TEN12Ext.3)5067B3353TEN20Ext.4)3087B3292087B3293TEN20Ext.5)5087B3370TEN55Ext.6)3067G3222067G3223TEN55Ext.7)5067B323070 管口组件阀型号名义制冷量kW流口编号产品代码TEN5—3.712.901067B2089TEN5—5.419.102067B2090TEN5—8.329.103067B2091TEN5—11.239.604067B2092TEN12—4.716.701067B2005TEN12—7.727.202067B2006TEN12—11.440.003067B2007TEN12—1553.004067B2008TEN20—1865.001067B2170TEN55—41145.001067G2001TEN55—62220.002067G2002表5-1067G2001热力膨胀阀的技术参数6管道和其它辅助设备的设计和选用水冷冷水机组制冷系统中，除有压缩机、节流机构、蒸发器、冷凝器外还有干燥过滤器、电磁阀等辅助设备，且各设备之间用管道接通，构成一个封闭系统。辅助设备和管道的选择设计是否正确、合理，也将影响到冷水机组的性能。[13]6.1管道的设计制冷管道的布置应符合下列的原则：1）制冷剂管道必须符合工艺流程的流向，便于操作、维修，运行安全可靠。2）配管应尽量短而直，以减少系统制冷剂充灌量及系统的压力降。3）防止液态制冷剂进入制冷压缩机；防止润滑油积聚在制冷系统的其他无关部位；保证压缩机曲轴箱内正常的油面；保证蒸发器供液充分且均匀。4）保证设备、围护结构（墙、地板、顶棚等）与管道之间的合理间距。并尽可能集中沿墙、柱、梁布置，以便于固定和减少吊架。另外，对于不同制冷剂的及不同用途的管道布置还应符合特定的要求：70 排气管1）为了防止润滑油和冬季停车时有可能冷凝下来的液态制冷剂流到回压缩机，排气管应有不小于0.01的坡度，坡向油分离器和冷凝器。2）对于不设油分离器的氟利昂压缩机，当排气上升管在2.5m以上时，一定要在排气管上装设存油弯，排气管相当长时，每隔10m就要设置中间存油弯。3）并联压缩机排气管上（或油分离器的出口处）应装止回阀。两台并联的氟利昂压缩机，曲轴箱之间上部装均压管，下部装均油管，。4）吸气管应有一定的坡度，对于氨压缩机应坡向蒸发器且不小于0.005的坡度，对于氟利昂压缩机应坡向压缩机且不小于0.01的坡度。当蒸发器高于压缩机时，为了防止液态制冷剂在停机时返回压缩机，蒸发器出口回气管应先向上玩至蒸发器最高点后再接至压缩机。氟利昂上升吸气立管必须具有一定的流速才能把润滑油带回压缩机。对于变负荷工作的氟利昂制冷系统，为了保证在最低负荷运行时，润滑油也能从蒸发器返回压缩机，管径可能选得较小。多组蒸发器的回气支管接至总回汽管时，应根据蒸发器与压缩机的相对位置采用不同的布置方式。5）冷凝器或贮液器至蒸发器之间的管道，冷凝器应高于贮液器，它们之间高度差应保证液体靠重力克服管路阻力后尚能顺利地流入贮液器。制冷管路的设计应合理选择管材、管径，尽量缩短管线长度，以减少管路阻力损失，并防止制冷剂产生“闪气”现象。中小型系统中管材多选用紫铜管，为减轻重量和降低成本，又多选用薄壁铜管，如果管径较大，亦可采用无缝钢管。在确定管径时，主要是根据管道总压力损失的许可值。对吸气管道而言，总的允许压力损失约10~20KPa，相当于制冷剂饱和温度降低1℃；对排气管道而言，总的允许压力损失为15~40KPa，相当于制冷剂的饱和温度升高了1~2℃；冷凝器至节流机构之间的液体连接管路总压力损失应小于20KPa。[14]表6-1制冷剂在管路中的允许流速（单位为m/s）吸气管排气管冷凝器至节流机构的液管8~1510~180.5~1.258~1510~180.5~1.2570 制冷剂管道管径的配置也可根据个设备的进、出口口径的大小适当选配。表6-2常用连接管道用紫铜管规格规格壁厚/mm净断面积/cm2每米长外表面积/m26×0.50.50.1960.01896×0.750.750.1596×110.1258×0.50.50.3850.02528×0.750.750.3328×110.28210×0.50.50.6360.013410×0.750.750.56710×110.50512×0.750.750.8660.037812×110.73514×0.750.751.2270.044014×111.1.3016×111.5400.050318×1.51.51.7600.056619×1.51.52.0100.059720×1.51.52.2650.062822×1.51.52.8350.06916.2干燥过滤器的选择70 干燥过滤器是用在氟利昂制冷系统中，装在节流机构前的液体管路上，用来吸附制冷剂中含有的水分。制冷剂液体在干燥器中的流速一般为0.013-0.33m/s，流速过大易使干燥剂粉碎，将过滤器堵塞或将粉末带入系统。这一流速范围将作为选择干燥器直径大小的依据。在氟利昂制冷装置中，通常将过滤器与干燥器合为一体，称为干燥过滤器，如下图所示，为防止吸附剂粉末进入管路系统，干燥过滤器的两端均装有网眼为0.1mm的钢丝以及纱布、脱脂棉等过滤层。干燥过滤器结构简单，一般制造厂都成套配给，可根据接管直径选用。参考宏谷STAS系列的干燥过滤器，可选择STAS969型号的干燥过滤器，其基本参数见表6-3表6-3STAS969型号的干燥过滤筒的基本参数STAS489T过滤筒系列滤芯系列立方英寸接口尺寸以1.8为单位应用于系统T：液管SV:吸气管型号接管滤芯数量名义制冷量冷吨R134AR22R407CR404A/507R502ST61AS4855/8ODF11921201413STAS4877/8ODF3538372524STAS4891-1/8ODF4853513534STAS48111-3/8ODF5661594039STAS48131-5/8ODF7885835655STAS9677/8ODF23741402726STAS9691-1/8ODF58563614240STAS96111-3/8ODF7279775251STAS96131-5/8ODF7885835655STAS14491-1/8ODF35661594039STAS144111-3/8ODF818886585770 STAS144131-5/8ODF8997956463STAS144172-1/8ODF1031121097472STAS192111-3/8ODF48694926261STAS192131-5/8ODF951031016866STAS192172-1/8ODF1061151127674ATD系列（配H-100滤芯）74ATD300131-5/837076745049ATD400172-1/848997956463由表6-3知STAS969型号的干燥过筒器制冷量为58×3.5=203KW，符合要求。6.3气液分离器的计算选型[1]气液分离器的选型时一般考虑能容纳50％机组的充灌量。气液分离器筒径计算公式由得：式中：-筒体直径－压缩机理论输气量－气液分离器内气体流速，一般取。筒体高度筒体高度70 图6-1气液分离器的结构尺寸表6-4气液分离器的基本参数型号modelABCD进气接口尺寸pointsize回气接口尺寸linnetjointsize有效容积availabledimension(L)过滤网strainerSU备注remarksFL01-16/122103035925/81/21.171图一FL02-19/1920038241203/43/41.821图二FL03-22/2230050801287/87/83.341图一FL03-22/22.2230050451287/87/8*23.342双回气图三D172FL06-28/28314501001661-1/81-1/85.951图一FL06A-28/28300401001661-1/81-1/85.93图一FL07-28/35330811001661-1/81-1/86.41图一综合上述计算参数和系统制冷量200kW，可以选择杭州斯波兰冷暖设备有限公司生产的型号为FL06-28/28的气液分离器。其筒体直径166mm，满足要求。70 6.4视液镜选择图6-2浙江新三荣制冷有限公司AKJ系列视液镜结构表6-5AKJ系列视液镜参数型号连接焊接口(in)L(in)L(in)H(in)H(in)D(in)S(in)AKJ-13(S)3/84.600431.420.731.121.14AKJ-14(S)1/24.880541.420.731.341.38AKJ-15(s)5/84.880631.420.731.341.38AKJ-17S7/86.300751.931.081.341.38AKJ-19S1-1/86.300871.931.081.341.38由表6-5知选择型号为AKJ-19(S)的视液镜。6.5冷却塔选型6.5.1冷却塔选型的一般原则1)环境对噪音的要求，应尽量选用低噪音的冷却塔；2)考虑到冷却水塔外形有要求时，易选用方形冷却塔；3)考虑到对新风的要求，应合理组织冷却塔的气流形式；4)要注意到防火的要求；70 6.5.2冷却塔水流量计算公式式中——溶液循环泵计算流量，单位为；——冷凝热负荷，单位为，；——溶液供液、回液温度时的密度，单位为，；——溶液供液、回液温度时比热容，单位为，；——供液温度，单位为℃，℃；——回液温度，单位为℃，℃。表6-6冷却塔基本参数型号t=28OC冷却水量（m3/h）主要尺寸风量（m3/h）风机直径（mm）自重电机功率（KW）重量（kg）进水压力104Pa△t=5OC△t=8OC总高度最大直径运转重CDBNL12129297216000.63065841.961.5CDBNL202015306220000.83306442.001.5CDBNL303022328124000.854611002.211.870 CDBNL404030378124001.161812582.601.8CDBNL505037381628001.575616402.652.1CDBNL606044406628001.595017522.902.1CDBNL707051415333002.2998223722.782.5CDBNL808061440333002.2108324513.032.5CDBNL10010074444039003.0123033222.863.0CDBNL12512592469039004.0132034223.153.0CDBNL150150112476546004.0204544752.903.6CDBNL175175131501546005.5218248083.153.6CDBNL200200153519457005.5266361233.014.2CDBNL250250186544457007.5287668923.264.2CDBNL300300225571364007.5413298053.505.0CDBNL3503502675963640011.04434104793.755.0CDBNL4004003016269740011.04995127823.605.9CDBNL4504503436519740011.05341141603.855.9CDBNL5005003756890820015.06612171023.706.6CDBNL6006004547390820018.57414192044.206.6说明：1.噪声为标准点Dm测定值，即距屏蔽冷却塔直径远，距基础1.5m高。2.本系列标准设计工况为湿球温度t=28OC，进水温度t1=37OC，出水温度t2=32OC，即水温降△t=5OC，逼近度t2→t=4OC。3.本表列出t=28OC时，△t=5OC及8OC，t2=32OC和t=27OC，△t=5OC及8OC，t2=32OC的冷却水量供选用时参考，其它参数的冷却水量请查热力性能曲线。4.进水压力指接管点处水压，1kgf/cm2=9.8×104Pa，因此本系列水压在0.2~0.43kgf/cm2之间。70 表6-7超低噪声型CDBNL3-12~125型冷却塔外形及安装尺寸表型号LL1L2R1O1O2O3RCDBNL3-1228162563100950160011001216550CDBNL3-20290626531001150200013501116660CDBNL3-30322829281001350240018001750820CDBNL3-40372834281001350240018001750820CDBNL3-50381635161001550280021002180985CDBNL3-60406637601001550280021002180985CDBNL3-704250385040021083300250023801214CDBNL3-804500410040021083300250023801214CDBNL3-1004572417240022543900300025801415CDBNL3-1254822442240022543900300025801415图6-2冷却塔外形及安装尺寸选用型冷却塔，具体参数见上表6-6,6-7图6-2。根据水流量G=52.87m3/h，可选择广州恒星冷冻机械制造有限公司生产的型号为型的冷却塔，其水流量为60m3/h，可以满足使用要求。6.6冷却水泵计算选型6.6.1泵的流量计算由冷却塔选型计算中得到冷却塔的水流量为G=60m3/h，即为泵的水流量。70 6.6.2冷却水泵泵的扬程确定水泵扬程H按下式计算：式中——水泵所承担的最不利环路的水压降，单位为——扬程储备系数取1.1总压降为管网最不利环路的水压降，可以按照以下公式估算水泵的扬程：——冷水机组冷凝器的水压降，单位为；——最不利环路中水压损失最大者的水压降，单位为；——最不利环路中局部助力当量长度总和与该环路管道总长度的比值，当最不利环路较长时K值取0.2～0.3，最不利环路较短时K值取0.4～0.6,在这里取；L——为该最不利环路的管长；式中各参数取值为：——冷凝器的水压降，根据套管式冷凝器冷却水水头阻力损失计算公式为：按式计算冷却水侧阻力，其中，阻力系数冷却水侧阻力式中lt为左右两管板外侧端面间的距离，取每块管板厚50mm，则70 ——根据冷却水塔射流损失，取5L——为最不利环路长度，设冷却塔与室内、外机组在在同一水平面上，冷却塔高4.066m，因此L=4.066m6.6.3泵的功率计算泵的功率可按下式计算：式中——溶液循环泵功率，单位为kw；——溶液循环泵流量，单位为；——溶液循环泵扬程，单位为；——溶液的密度，单位为；——溶液循环泵的效率，设；——溶液循环泵电动机效率，设；102——换算系数。6.6.4泵的选型根据以上计算参数值选择上海博生水泵制造有限公司生产的单级管道离心泵表6-8博生水泵 单级管道离心泵性能参数序号型号流量扬程m效率%转速r/min电机功率kwm3/hL/s9265·315A23.76.581134029002270 9365·315B22.56.2510139290018.59465·315C20.65.728538290018.59565·100(I)5013.912.573290039665·100(I)A44.712.4107229002.29765·125(I)5013.92072.529005.59865·125(I)A4512.51671290049965·160(I)5013.9327129007.510065·160(I)A46.713.0287029007.510165·160(I)B43.312.0246929005.510265·200(I)5013.9506729001510365·200(I)A4713.1446629001110465·200(I)B43,512.1386529007.510565·250(I)5013.9805929002210665·250(I)A46.713.07059290018.510765·250(I)B43.312.0605829001510865·315(I)5013.91255429003710965·315(I)A46.512.91105429003011065·315(I)B44.512.41005329003011165·315(I)C4111.4855129002211280·1005013.912.5732900311380·100A44.712.5107229002.511480·1255013.92072.529005.513080·350A4412.21425129004513180·350B4011.11354829003713280·100(I)10027.812.56729005.513380·100(I)A8924.710742900413480·125(I)10027.8207629001113580·350A8924.7167429007.513680·125(I)A100027.8327629001513780·160(I)93.526.0287429001113880·160(I)A86.624.1247229001113980·200(I)10027.8507429002214080·200(I)A93.526.04473290018.514180·200(I)B8724.2387129001514280·250(I)10027.8806929003714380·250(I)A93.526.0706829003014480·250(I)B8724.2606629003014580·315(I)10027.81256629007514680·315(I)A9526.41136629005514780·315(I)B90251016529004514880·315(I)C8222.88563290037149100·10010027.812.57629005.5150100·100A894710742900470 151100·12510027.82076290011由表6-8并根据自己所需泵的功率和流量，选择型号为100-100A的单级管道离心泵，流量为89，扬程为10m，电动机功率为4，均可满足要求。6.7冷冻水泵计算选型[17]6.7.1泵流量确定由蒸发器计算中得到的水流量为G=9.54kg/s=34.35m3/h，即为泵的水流量。6.7.2冷冻水泵泵的扬程确定水泵扬程H按下式计算：式中——水泵所承担的最不利环路的水压降，单位为——扬程储备系数取1.1总压降为管网最不利环路的水压降，可以按照以下公式估算水泵的扬程：——冷水机组蒸发器的水压降，单位为；——最不利环路中局部助力当量长度总和与该环路管道总长度的比值，当最不利环路较长时K值取0.2～0.3，最不利环路较短时K值取0.4～0.6,在这里取；L——为该最不利环路的管长；式中各参数取值为：——冷凝器的水压降，根据套管式冷凝器冷却水水头阻力损失计算公式为：按式冷水流过折流板缺口的局部阻力为冷水横向流过光管管簇时的阻力，由于70 又所以，水横向掠过管簇时的阻力为冷水在折流板缺口间平行流动时的阻力：因为式中，U为湿润周长。同时则阻力所以冷冻水侧总阻力为L——为最不利环路长度,取L=1m70 6.7.3泵的功率计算泵的功率可按下式计算：式中——溶液循环泵功率，单位为kw；——溶液循环泵流量，单位为；——溶液循环泵扬程，单位为；——溶液的密度，单位为；——溶液循环泵的效率，设；——溶液循环泵电动机效率，设；102——换算系数。6.7.4泵的选型由表6-8并根据自己所需泵的功率和流量，选择型号为80-100A的单级管道离心泵，流量为44.7，扬程为10m，电动机功率为2.2，均可满足要求。7自动控制与电器元件的选用冷水机组的电器系统应对冷水机组的运行实现自动调节，并对压缩机、电动机等部件进行自动保护，以保证冷水机组的安全、可靠、经济运行。冷水机组的电器系统由自动控制元件（如温度继电器、压力继电器、压差继电器、热继电器、时间继电器等）、交流接触器、保护电器等组成。70 7.1温度控制器的选择温度继电器又称温度控制器，它是对被空调房间的室温及其幅差（即温度波动范围）进行控制的电器开关，当室温达到所需温度时，继电器就控制压缩机的电动机的交流接触器，使其停止（或启动）运行，以达到控制室温的目的。空调器（机）中常用的温度继电器是以压力作用的原理来推动电触点的通与断，例如WJ35型温度控制器，它的温度调节范围为15。C~27。C，其动作温差为1C~2。C，当电压为220V时，其触头容量的额定电流为5A。选择ELIWELL温控器ID974表7-1温控器的基本参数型号精度等级温度范围ID9740.5-55~140℃7.2高低压压力控制器压力继电器是一种受压力信号控制的电器开关。当压缩机的吸、排气压力超出其正常工作压力范围时，高、低压继电器的电触头分别切断主机电源，使压缩机停车，以起保护和自动控制作用。压力继电器的型式很多，可以由高压和低压继电器组合成一个压力继电器，也有高、低压继电器各自单独组成的继电器，按实际需要而定。它们的动作原理基本相同，都是以波纹管气箱为动力室，接受压力信号后使气箱产生位移，通过顶杠直接与弹簧力作用，并用传动杆直接推动微动开关，以控制电路中触电的通与断，进而控制压缩机的开与停。参考日本的鹭宫高低压压力控制器，其技术参数见表7-2表7-2鹭宫高低压压力控制器参数型号压力侧调整范围开关压差最小最大最小最大自动复位DNS-D306X低压侧-0.06{-50cmHg}0.6{6}0.06{0.6}0.4{4}70 高压侧0.8{8}6{30}约0.4固定{约4固定}出厂时设定值气密试验压力重量OffOn自动复位型0.2{2}0.3{3}1.65{16.5}0.492{20}1.6{16}4{40}7.3电磁阀[11]电磁阀是制冷系统中重要的自动控制与调节元件，通常与制冷系统的管路串联在一起，其主要作用是自动接通或切断制冷系统的管路流体的流通。电磁阀通常与压缩机同接一启动开关，当压缩机启动时，电磁阀开启，所控制的管路接通，当压缩机停机时，电磁阀立即关闭，所控制的管路也随即被切断。对于装在膨胀阀和冷凝器之间的电磁阀，安装位置应尽量靠近膨胀阀，这样可以防止停机后制冷剂进入蒸发器，以避免下次启动压缩机时发生液击。电磁阀的启闭是由流过其线圈的电流所产生的电磁吸力来控制的，而电流受压力继电器、温度继电器、液面控制器等各种继电器、控制器和手动开关所发出的指挥信号控制。电磁阀按开启方式分为直接启闭式和间接启闭式，直接启闭式电磁阀是通过控制线圈电流，来控制作用在电磁心上的电磁吸力，然后由电磁头所组成的电磁心直接去启、闭阀口的，适用于小口径的管道。间接启闭式电磁阀是通过控制线圈电流，来控制作用在电磁心上的电磁吸力，电磁心则控制着活塞浮阀组，由活塞浮阀组启、闭阀口，适用于大口径的管道。电磁阀对于不同的介质往往不能通用，所以要按照控制的介质如制冷剂、清洁水、蒸汽和油等选择适用的产品。制冷或热泵系统中的电磁阀，应根据电磁阀制造厂的技术参数进行选用，这些技术参数包括产品型号、通径、接管形式、流量系数和外形尺寸等。此外，必须注意所选电磁阀的最高工作压力、最大开阀压差、最小开阀压差、介质温度和线圈使用电压。70 表7-3EVR2-40-NC/NO型电磁阀参数表阀型号使用标准线圈的电磁阀开启压差△pbar介质温度OC最大工作压力PBBarKv值1）最小最大工作压差MOPD液体2）10Wa.c.12Wa.c.20Wd.c.EVR20.02518-40→105350.16EVR30.0212518-40→105350.27EVR60.05212518-40→105350.8EVR6NO0.05212121-40→105350.8EVR100.05212518-40→105351.9EVR10NO0.05212121-40→105351.9EVR150.05212518-40→105322.6EVR15NO0.05212121-40→105322.6EVR20(a.c.)0.05212513-40→105325.0EVR20(d.c.)0.0516-40→105325.0EVR20NO0.05191919-40→105325.0EVR220.05212513-40→105326.0EVR22NO0.05191919-40→105326.0EVR250.20212518-40→1053210.0EVR320.20212518-40→1053216.0EVR400.20212518-40→1053225.0表7-4电磁阀对应制冷量型号名义制冷量kW液体吸气R22R134aR404A/R507R407CR22R134aR404A/R507R407CEVR23.202.902.203.01EVR25.405.003.805.08EVR216.1014.8011.2015.131.801.301.601.66EVR238.2035.3026.7035.914.303.103.903.96EVR252.3048.3036.5049.165.904.205.305.43EVR2101.0092.8070.3094.9411.408.1010.2010.49EVR2121.00111.0084.30113.7413.709.7012.2012.60EVR2201.00186.00141.00188.9422.8016.3020.4020.98EVR2322.00297.00225.00302.6836.5026.1032.6033.58EVR2503.00464.00351.00472.8257.0040.8051.0052.44热蒸汽70 R22R134aR404A/R507R407C1.501.201.201.462.502.002.002.437.405.906.007.1817.5013.9014.3016.9824.0019.0019.6023.2846.2036.6037.7044.8155.4043.9045.2053.7492.3073.2075.3089.53148.00117.00120.00143.56231.00183.00188.00224.07根据系统制冷量可选择合适的电磁阀，参考上海沁华制冷设备有限公司EVR系列的电磁阀，可选择EVR32型号的电磁阀。7.4单向截止阀的选择截止阀的启闭件是塞形的阀瓣，密封面呈平面或锥面，阀瓣沿流体的中心线作直线运动。阀杆的运动形式，有升降杆式（阀杆升降，手轮不升降），也有升降旋转杆式（手轮与阀杆一起旋转升降，螺母设在阀体上）。截止阀只适用于全开和全关，不允许作调节和节流。截止阀属于强制密封式阀门，所以在阀门关闭时，必须向阀瓣施加压力，以强制密封面不泄漏。当介质由阀瓣下方进入阀六时，操作力所需要克服的阻力，是阀杆和填料的磨擦力与由介质的压力所产生的推力，关阀门的力比开阀门的力大，所以阀杆的直径要大，否则会发生阀杆顶弯的故障。截止阀开启时，阀瓣的开启高度，为公称直径的25%～30%时，流量已达到最大，表示阀门已达全开位置。所以截止阀的全开位置，应由阀瓣的行程来决定[17]。选择浙江新三荣制冷有限公司SR系列膜片式单向阀采用导向装置、自吸机构设计，从而使单向阀不受安装角度限制和反向压力大小的关系影响阀门的自动闭合，并以气体为介质，适用于R22、R12、R134a、R407C、R410A等制冷剂。其结构图及技术参数如下表所示：70 图7-1截止阀结构图表7-5单向阀参数表型号接口内径A阀体直径B长度C价格inchmminchmminchmmSR-081/212.81-1/828.65127.070SR-105/816.01-1/828.65127.070SR-123/419.22-5/840.47177.875SR-147/822.42-5/840.47177.8182SR-181-1/828.82-1/853.08-3/8212.9373SR-221-3/835.02-1/853.08-3/8212.9473SR-261-5/841.43-1/879.010-1/4260.5764SR-342-1/854.03-1/879.010-1/4260.51647SR-422-5/867.04-1/8105.013330.2200270 结束语经过四年的专业知识学习生活，自己具备了一定的设计能力。这住下次在老师的指导和同学的帮助下，我独立的完这次的毕业设计——200kw空调用水冷冷水机组的设计。这次设计历经半年，在这半年之中，我按老师要求紧跟步伐，密切和本组同学合作，按时按量的完成自己的设计任务。在毕业设计前期间我借阅了相关的资料并且在网上搜了相关的资料，中期主要计算了蒸发器，冷凝器，压缩机等数据。。在设计后期工作重心是画图和整理说明书对以前不合理数据进行更正，并得到老师的审批和指正，最终完成毕业设计。毕业设计是我对自己专业知识的一次综合运用、扩充和深化，也是我们理论用于实际的一次锻炼，为将来步入社会做铺垫。在这次毕业设计中虽然遇到了好多问题，这次的毕业设计也有许多不合理之处但通过这次毕业设计，我不仅复习了以前的专业知识，同时也体遇到了会了机组设计的基本思想。特别让自己深深认识到做一位设计人员必须有严谨的态度、缜密的思维，在设计中必须严格遵照相关标准，使自己受益匪浅。总之，这次毕业设计让自己学到了很多东西，也认识到自己的不足。相信这次的设计是一次历练，也相信在将来工作中会慢慢更正自己的不足之处，完善这次设计。70 致谢经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，我终于拿出了自己的设计成果。但作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不到的地方，所以没有李老师的指导和同组同学的帮助是难以完成的。在这里首先要感谢我的导师李春艳老师。李老师平日里工作繁忙，但在见老师中，李老师从不迟到，毕业设计每一阶段老师都给予悉心的指导。由于我选的课题好多东西没学过，不太了解，李老师总是不厌其烦的给我们讲解。在设计过程中由于数据比较繁琐，图错误百出但老师仍细心的纠正其中的错误。除了敬佩李老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。其次要感谢我的同学对我无私的帮助，他们的鼓励是我前进的动力。另外，我还要感谢那些曾给我授过课的每一位老师，是你们教会我专业知识。在此，我再说一次谢谢！谢谢大家！70 参考文献[1]吴业正主编．小型制冷装置设计指导[M]．北京：机械工业出版社，2004[2]吴业正，韩宝琦．制冷原理及设备(第2版)[M]．西安：西安交通大学出版社，1997[3]郑贤德主编．制冷原理与装置[M]．北京：机械工业出版社，2001[4]陈光明主编．制冷与低温原理[M]．北京：机械工业出版社，2000[5]缪道平,吴业正主编．制冷压缩机[M]．北京：机械工业出版社，2001[6]袁秀玲主编.制冷与空调装置[M]．西安：西安交通大学出版社，2003[7]董天禄主编.离心式/螺杆式冷水机组应用[M]．北京：机械工业出版社，2001[8]彦启森石文星主编.空气调节用制冷技术（第三版）.北京：中国建筑工业出版社，2004[9]史美中王中铮主编.热交换器原理与设计第二版[M]．南京：东南大学出版社，1996[10]周昆颖编.紧凑换热器[M]．北京：中国石化出版社，1998[11]电子膨胀阀在冷水机组中的试验研究[J]．流体机械，2004，32(5)[12][美]W.M.凯斯.紧凑式热交换器[M]．北京：科学出版社，1997[13]蒋能照主编.空调用热泵技术及应用[M]．北京：机械工业出版社，1997[15]半封闭活塞式和螺杆式冷水机组性能分析[J]．暖通空调2001，31(1)[16]冷水机组工质替代与节能[J]．制冷2001，20(3)[17]庄友明编著，制冷装置设计[M]．厦门：厦门大学出版社，1991[18]陶慰祖主编.冷水机组[M].科学出版社.2001[19]冷式制冷机组的性能比较及选型[J]．能源技术，2004，25(3)[20]中央空调冷水机组能效标准GB19577-2004[21]制冷剂应用知识手册GB19577-2000[22]CodeForDesignofCoolingForIndustrialRecirculationWater.2003,Chinaplanspress,Beijing：2-12[23]LiuXuefeng,LiuJinping.2006,TheCharacteristicAnalysisofWaterChillingUnitParallelOperation[24]徐德胜主编.制冷与空调[M]．上海：上海交通大学出版社，1991[25]时　阳主编.制冷技术[M]．北京：中国轻工业出版社，2007.9[26]冷水机组系统优化控制的设计与实现[J]．流体机械，2004，32(8)70 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