南京某制冷机房工艺设计

一．参数条件

某制冷机房空调冷负荷。

1.2 土建资料

机房建筑平面图（附后）。

1.3 室外气象参数

南京地区地理位置：北纬32°00′ 东经118°48′；

夏季空调室外计算干球温度：35.0℃；

夏季空调室外计算湿球温度：28.3℃；

室外风速：夏季 2.6m/s；风向：夏季SE

1.4 空调负荷与冷热源

本建筑空调计算冷负荷：3663kW；

根据负荷要求选用冷水机组作为空调冷热源；

空调冷冻水参数：供水7℃，回水12 ℃；

冷却方式可按水冷或风冷考虑。

二．制冷系统型式确定是多种因素综合考虑的结果，一般应根据用途、总制冷量、当地环境条件来定。本设计为大型集中空调系统的冷冻站，周围无废气余热可供利用，故采用单机压缩式制冷系统，并优先选用冷水机组。在冷却系统的方式上有水冷、风冷、蒸发冷却等，本设计中水源较为便捷且冷凝负荷较大，故采用水冷方式。

制冷压缩机一般包括活塞式、螺杆式、离心式等，本设计选用螺杆式，即采用螺杆式水冷冷水机组。螺杆式与活塞式压缩机相比，具有结构简单，易损部件少，重量轻，单机压缩比大，对湿行程不敏感，振动小，对基础要求低，通常无需采用隔震措施，输气系数高，排气温度低，热效率高，加工件少，压缩机的零件总数只有活塞式的1/10，检修周期长，无故障运行时间可达3~5万小时，制冷量可在10~100%的范围内无极调节，运行稳定、安全。

该机房制冷系统为四管制系统，即冷却水供/回水管、冷冻水供/回水管系统。在冷量输送方式上采用间接供冷方式，经冷水机组制冷后的7℃的冷冻水通过冷冻水供水管到达分水器，再通过分水器分别送往各个区域，经过空调机组后的12℃的冷冻水回水经集水器再由冷冻水回水管返回冷水机组，通过冷水机组中的

蒸发器与制冷剂换热实现降温过程。从冷水机组出来的37℃的冷却水经冷却水供水管到达冷却塔，经冷却塔冷却降温后再返回冷水机组冷却制冷剂，如此循环往复。

三、设计步骤

(一)制冷压缩机型号与数量的选择

冷源设备的选择计算主要是根据工艺的要求和系统的总制冷量确定，是在制冷量的基础上进行的。冷源设备选择的恰当与否，将会影响到整个制冷源装置的运行特性。

1、确定机房的总制冷量

制冷系统的总制冷量，应该包括用户实际所需要的制冷量，以及制冷系统本身和供冷系统冷损失，可按下式计算：

白天：Q0=(1+A)Q=(1+0.15)×1370= 1575.50KW

晚上：Q0=(1+A)Q=(1+0.15)×1370/3= 525.17KW

式中Q0——制冷系统的总制冷量（KW），Q——用户实际所需要的制冷量（KW），A——冷损失附加系数

一般对于间接供冷系统，当空调制冷量小于174KW时，A=0.15~0.20；当空调制冷量为174~1744KW时，A=0.10~0.15；当空调制冷量大于1744KW时，A=0.05~0.07；对于直接供冷系统，A=0.05~0.07。为保证候机楼冷负荷在最不利情况下得到充分补充，这里选取最大值15%。

2、确定制冷剂种类和系统形式

考虑到机场对卫生及安全的要求较高，宜选用R22为制冷剂，R22的适用范围和特点如下表所示：

制冷剂

适用范围

备注温度（℃）压缩机形式特点和用途

R22 0 ~ -80 活塞式、离心式、

回转式

压力和制冷能力与R717的相

同，制冷能力比R12的高，

过渡性物质

广泛适用于冷藏、空调、化

学工业。

根据桂林的气候条件及周边水系、水质情况，冷凝器宜采用水冷立为卧壳管式冷凝器。载冷剂、冷却剂选用水，蒸发器宜采用满液卧式壳管式蒸发器。

3、确定制冷系统设计工况

确定制冷系统的设计工况主要指确定蒸发温度0t 、冷凝温度k t 、压缩机吸气温度t 1和过冷温度g t 等工作参数。有关主要工作参数的确定参考《制冷工程设计手册》进行计算。确定冷凝温度时，冷凝器冷却水进、出水温度应根据冷却水的使用情况来确定。

①、冷凝温度（t k ）的确定

从《制冷工程设计手册》中查到桂林地区夏季室外平均每年不保证50h 的湿球温度（℃）

t s =27.0 ℃

据两江机场周边地理环境资料得知，本制冷系统采用直流式冷却水系统，冷却水进水温度按下式计算：

t s1=t s =27.0 ℃

冷却水出冷凝器的温度t s2，与冷却水进冷凝器的温度及冷凝器的形式有关。选用立式壳管式冷凝器，其冷却水进出口温差为4~7℃。考虑最不利情况，其进、出口水温差取4℃，则：

t s2= t s1+5.0=27.0+5.0=32.0℃

系统以水为冷却介质，冷凝温度t k 比冷却水进口温度t s1高约7~14℃，比出口温度t s2高约2~4℃，综合考虑，取冷凝温度t k =35℃。

②、 蒸发温度（t 0）的确定

蒸发温度是制冷剂液体在蒸发器中汽化时的温度。蒸发温度的高低取决于被冷却物体的温度，另外蒸发温度还与蒸发器的型式有关。选用满液卧式蒸发器，蒸发温度t0比冷冻水出口温度低2~3℃，取t0=4.5℃。

③、过冷温度（t g）的确定

是否采用过冷应进行全面的经济技术分析。节流前液体的过冷可在系统中设置再冷却器，或当系统中使用卧式壳管式冷凝器时，增大冷凝器的传热面积5%-10%来实现，一般会提高制冷循环的经济性，但会增加设备的投资，所以要考虑具体条件，合理选择过冷度。一般情况下，过冷温度比冷凝温度低3~5℃，这里取过冷度为5℃。

④、压缩机吸气口温度（t1）的确定

压缩机的吸气温度一般与制冷剂种类、吸气管的长短和保温情况有关。以氟利昂为制冷剂的制冷系统一般希望有一定的吸气过热度，一则可以提高循环的经济性，同时避免液击事故的发生，保证系统正常运行。氟利昂过热度为8~15℃，这里取12℃。故：

t1=t0+12=16.5℃

4、制冷系统理论循环lgp-h图

lgp (MPa)

3/ 335 ℃2

4/4 5 ℃11/