制冷技术课程设计说明书

工作量： 1、查找相关资料，确定冷凝器的形式 2、风冷冷凝器的热力计算 3、结构设计及计算 4、冷凝器简图 1 张 （★热力计算以表格形式体现）
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1.设计依据 1.1 气象参数
选定设定地点以获得计算参数，以下以广州为例。 设选定地点为广东省广州市，查全国主要城市室外气象参数表数据如下 表 1-1 广州气象参数表 地点 广州 夏室外计算日平均温度 t空 / C 30.6 供暖通风温度 t1 / C 7.1
图 2-1 风冷式冷水机组系统图 1.涡旋式压缩机 2.高压压力表 3 翅片式冷凝器.4.风机 5 干燥过滤器 6.热力膨胀阀 7.板式蒸发器 8.水泵 9.低压压力表。 注：详细见附录附图 1 风冷式冷水机组是由压缩机吸入蒸发制冷后的低温低压制冷剂气体， 然后压 缩成高温高压气体送冷凝器； 高压高温气体经冷凝器冷却后使气体冷凝变为常温
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目录
前言................................................................................................................................ 2 1.设计依据.................................................................................................................... 4 1.1 气象参数.......................................................................................................... 5 1.2 设计工况.......................................................................................................... 5 2.制冷系统设计方案概述............................................................................................ 6 2.1 设计原则.......................................................................................................... 6 2.2 机组工作原理.................................................................................................. 6 2.3 机组特点.......................................................................................................... 7 3.压缩机、蒸发器部件概述........................................................................................ 8 3.1 压缩机类型选择.............................................................................................. 8 3.2 压缩机型号选择.............................................................................................. 8 3.3 水泵选型.......................................................................................................... 8 3.4 蒸发器的选型.................................................................................................. 9 4.冷凝器的设计计算.................................................................................................... 9 4.1 冷凝器的热负荷.............................................................................................. 9 4.2 传热温差.......................................................................................................... 9 4.3 翅片管簇结构参数选择与计算.................................................................... 10 4 .4 进行传热计算.............................................................................................. 12 5.风机的选择计算...................................................................................................... 15 6.总结.......................................................................................................................... 15 参考文献...................................................................................................................... 18 附录.............................................................................................................................. 18
1.2 设计工况
由广州气象参数表有： （1）蒸发温度 t0 ：制冷剂在蒸发器中汽化时的温度，与被冷却对象（冷冻 水、盐水、空气）、有关。 空气： t0 t1 (8 ~ 10 C ) 水或盐水： t0 t (4 ~ 6 C ) 取蒸发温度 t0 2 C (2)冷凝温度 tk：制冷剂在冷凝器中液化时的温度，与冷凝器结构型式和所 采用的冷却介质（水或空气）有关. 空气：tk＝t 进口＋15℃ 水：tk＝＋t 进口＋（5～7℃） 取冷凝温度 t k 50 C 冷凝温度 t k 50 C ，取蒸发温度 t0 2 C ,设计制冷量 45 kW。压缩机采用全 封闭涡旋式压缩机， 蒸发器采用板式换热器， 冷凝器采用 U 型翅片套片式换热器， 节流装置采用热力膨胀阀。设制冷剂采用 R22。
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2.制冷系统设计方案概述 2.1 设计原则
（1）满足舒适性空调工艺要求； （2）系统要运行可靠，操作管理方便，有安全保障； （3）系统应优先采用新设备、新工艺及新技术； （4）要考虑经济性。
2.2 机组工作原理
风冷机是直接由空气被机械地传热，机器的冷凝盘管，直接驱逐热量大气空 气冷却， 是利用壳管蒸发器使水与冷媒进行热交换，冷媒系统在吸收水中的热负 荷， 使水降温产生冷水后﹐通过压缩机的作用使热量带到翅片式冷凝器，再由散 热风扇散失到外界的空气中(风冷却)。
学
号：
源自文库
学院
课 程 设 计
45kW 风冷冷水机组冷凝器设计
题
目
教 学 院 专 班 姓 业 级 名
指导教师
2016 年
6 月
1
13 日
前言
风冷式冷水机组广泛应用于宾馆、商场、办公楼等公共设施的舒适性中央空 调系统，并能满足电子、制药等行业的工艺性的空调系统的不同使用要求，同时 也将成为户式中央空调的主打产品。 本文通过对风冷式冷水机组冷凝器部分设计 计算， 掌握风冷式冷凝器的基本工作原理与工作特点，掌握基本的设计过程与步 骤。 消化和巩固学习的本专业全部理论知识和实际知识，并将它应用到工程实践 中去解决工程的实际问题， 熟悉有关的技术法规内容，培养施工设计的思维能力 和制图技巧及对工程技术的认真态度。 风冷式冷水机是冷水机型号之一，将常温的水通过冷水机的压缩机制冷到一 定的温度以强化冷却模具或机器，作为单机使用，散热装置为内置之风扇，主要 有三个相互联系的系统：制冷剂循环系统、水循环系统、电器自控系统。风冷冷 水机组采用空气冷却方式， 省去了冷却水系统所必不可少的冷却塔、冷却水泵和 管道系统，避免水质过差地区造成冷凝器结垢、水管堵塞，还节约了水资源，是 冷水空调设备产品中，保养维修最经济、简单的机种。本文首先通过对风冷式冷 水机组工作原理的分析， 根据其组各部件运行特点，提出对冷凝器部分的设计方 案。 风冷式冷水机的冷凝器就是采用强迫对流式空气冷却式冷凝器。高压制冷剂 蒸气从冷凝器上部的分配集管进入蛇形盘管，向下流动冷凝后经下部流出。空气 在风机的作用下，以 2～3m/s 迎面风速吸收并带走制冷剂冷凝时释放的热量。空 气冷凝器式冷凝器空气侧的总传热系数以外表面为基准。一般为 23 ～ 35W （m2.k），并且会随着风速的变化而变化，其平均传热温差通常取 10～15℃， 以免需要的传热面积过大。 本文通过对风冷式冷水机组的设计过程，主要对冷凝部分进行详细的设计计 算，其余部分零部件的粗略计算，了解其的选型安装及构造，冷凝器翅片管的结 构， 形状， 管的排列布置， 风机的选型过程， 加深对制冷设备及制冷原理的了解， 初步认识冷水机组的构造， 制冷供水原理。设计过程严格按照设计任务进行选型 计算，查阅相关资料，遵从老师的指导安排，独立自主完成设计任务书，严格按 照制图标准绘制相关图纸。
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制冷技术课程设计任务书
姓名：吴积涛 院（系）：机电工程学院 专业：能源与动力工程 班号：能源 132 任务起止日期：2016 年 6 月 13 日至 2016 年 6 月 24 日 课程设计题目： 45 kW 风冷冷水机组冷凝器设计
已知技术参数和设计要求： 1、冷负荷：按各自题目 2、制冷剂：R22， 3、冷凝温度：50℃ 4、冷水出水温度 5℃,进水 12℃ 5、环境温度 35℃。
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高压液体；当常温高压液体流入热力膨胀阀，经节流成低温低压的湿蒸气，流入 壳管蒸发器， 吸收蒸发器内的冷冻水的热量使水温度下降；蒸发后的制冷剂再吸 回到压缩机中，又重复下一个制冷循环，从而实现制冷目的。
2.3 机组特点
风冷冷水机组都可以用在小系统上，大机组绝大部分都是水冷的。水冷初投 资就主机而言,是比风冷的少一点.但加上冷却塔和机房\电子水处理仪等,也少 不到什么地方去!再说就长年运行来说,水冷机组的制冷效率相对会下降， 风冷不 会。 在制冷行业中分为风冷式冷水机组和水冷式冷水机组两种，根据压缩机又分 为螺杆式冷水机组和涡旋式冷水机组， 在温度控制上分为低温工业冷水机和常温 冷水机，常温机组温度一般控制在 0 度-35 度范围内。低温机组温度控制一般在 0 度至-100 度左右。 冷水机组又称为：冷冻机、制冷机组、冰水机组、冷却设备等，因各行各业 的使用比较广泛， 所以对冷水机组的要求也不一样。其工作原理是一个多功能的 机器，除去了液体蒸气通过压缩或热吸收式制冷循环。 风冷冷水机组采用空气冷却方式，省去了冷却水系统所必不可少的冷却塔、 冷却水泵和管道系统，避免水质过差地区造成冷凝器结垢、水管堵塞，还节约了 水资源，是冷水空调设备产品中，保养维修最经济、简单的机种。 风冷冷水机组比水冷冷水机组一次性投资要稍高，但是全年运转费用要低于 水冷式冷水机组， 机房建筑费用在各种空调冷热源系统中为最少，维修保养费用 约为水冷式或锅炉的一半费用。 风冷冷水机组的噪音和体积较水冷的大，只能安装在室外。水冷机组大多安 装在地下室内。 风冷式冷水机的产品特点： 1、机组压缩机选用涡旋式全密闭压缩机及电控元件，配备换热高效优质铜 管制作的冷凝器及蒸发器； 2、配备各类安全保护装置，性能稳定、噪音低、使用寿命长、操作简单； 采用液晶显示人机界面，操作简单便捷，运行状况一目了然；