壳管式冷凝器课程设计

壳管式冷凝器课程设计

第一部分：

一：设计任务：用制冷量为KW 6.273的水冷螺杆式冷水机组，制冷

剂选用a R 134，蒸发器形式采用冷却液体载冷剂的卧式蒸发器，冷凝器采用卧式壳管式。

二：工况确定 1：冷凝温度k t 确定：

冷却水进口温度c t w ︒=321，出口温度c t w ︒=372，冷凝温度k t ：由

c t t t m k ︒=++=++=

405.52

37

32221θ。 2：蒸发温度0t 确定:

冷冻水进口温度c t s ︒=121，出口温度c t s ︒=72，蒸发温度0t ：由

c t t t m s s ︒=-+=-+=

25.72

7

122210θ。 3：吸气温度c ︒7，采用热力膨胀阀时，蒸发器出口温度气体过热度为c ︒-53。过冷度为c ︒5，单级压缩机系统中，一般取过冷度为c ︒5。 三：热力计算：

1： 热力计算：制冷循环热力状态参数经过查制冷剂的参数可知，作表格如下：

2热力计算性能

（1）单位质量制冷量o q

1542494035

1

=-=-=h

h q Kg KJ

（2）单位理论功o w

65.2440365.4271'

20=-=-=h h w s Kg KJ

（3）制冷循环质量流量m q

s Kg q

Q q

m

517.1154

6

.2330

==

=

（4）实际输气量vs q

s m v q q

m

vs

/1.0066.0517.131=⨯=⋅=

（5）输气系数λ：取压缩机的输气系数为0.75 （6）压缩机理论输气量vh q

s m q

q

vs

vh

3133.075

.01

.0==

=

λ

（7）压缩机理论功率o p

Kw w

q p m

4.376

5.24517.10

=⨯=⋅=

(8)压缩机指示功率i p

Kw i

i

p p 4485.04.370

===η

（9）制冷系数及热力完善度 理论制冷系数：25.665

.24154000===

w q ε 实际制冷系数：78.444

9.06.2330=⨯===

i m m i s p Q ηηεε 卡诺循环制冷系数：24.715

.27515.31315

.27500=-=-=

T T T K c ε

故热力完善度为：66.024

.778.4===c s εεη （10）冷凝器热负荷 由=-+

=i

s h h h h η1

212kg kJ /432，

则kg kJ h h q Q m k /268)255432(517.1)(32=-=-=

（11）压缩机的输入电功率 由kw w q p mot

m o

m 3.4886

.09.065

.24517.1=⨯⨯=

=

ηη，取86.0,9.0==mot m ηη

（12）能效比 p Q EER 0=

836.43

.486.233== 循环的热力计算如下：

3.压缩机的选型

在制冷系统中，压缩机起到非常大的作用。它是整个系统运行的心脏，带动整个系统的正常运行。压缩机的作用主要是：从蒸发器中吸出蒸汽，以保证蒸发器内一定的蒸发压力；提高压力（压缩），以创造在较高温度下冷凝的条件；输送制冷剂，使制冷剂完成制冷循环。制冷系统所需要的制冷量Q0=233.6KW,需要选配制冷压缩机。

压缩机的种类很多，可分两大类—容积式和速度型。容积式压缩机是靠工作腔容积改变实现吸气、压缩、排气等过程。这类压缩机又分往复式和回转式压缩机。往复式又称活塞式。速度型压缩机是靠旋转的叶轮对蒸汽做功，使压力升高以完成蒸汽的输送，这类压缩机又分离心式和轴流式。

活塞式压缩机是问世最早的一种机型，至今已发展到几乎完善的程度，由于其压力范围大，能够适合较广的能量范围，有高速，多缸能量可调，热效率高，适用多种制冷制等优点。并且我国对此机的加工制造已有数十年的经验，加工较容易，造价也较低，国内应用极为普遍，有成熟的运行管理，维护经验。

本设计初步选择螺杆式冷媒压缩机。螺杆压缩机一般都是指双螺杆压缩机，它由一对阳、阴螺杆构成，是回转压缩机中应用最广泛的一种，在化工、制冷及空气动力工程中，它所占的比重越来越大。螺杆式热泵机组无论是COP值还是维护费用、振动频率、噪音等性能均优于活塞式热泵机组。该产品有以下特点：

1.四段容调或连续卸载控制设计，随负荷变化调整压缩机的输出，节省能源消耗。

2.转子经专用研磨加工及动力平衡校正，配合进口德国FAG及瑞典SKF高精密轴承，运行平顺，振动小，噪音低。

3.采用法国进口高效率耐氟电机，效率高、可靠性好。

4.采用最新的第三代非对称齿形，公称子五齿，母转子六齿，齿间压力落差及回吹孔小，容积效率高，节省能源。采用全新高效油分离器，分油效果达99.7％，有利于提高机组蒸发器效率，并适用于满液式蒸发器设计。

5.半密闭设计不需要轴承，无轴封泄漏问题、可靠性佳，且马达与机体为分离式设计，易于维护与保养。

6.除一般的冷水机组和空调储冰系统以外，依使用工况不同另设计高压缩比机种，效率高。可靠性佳，适用于风冷机组、热泵机。 根据已知条件进行计算选型：

吸气状态的比体积：kg m v /106.6321⨯= 压缩机的实际输气量：s m v q q m vs /1.01=⨯=

压缩机的理论输气量：h m s m q q vs vh /8.478133.033===λ

制冷压缩机的理论功率0p 、指示功率i p ：

kw w q p o m 4.370=⨯=

i

o

i p p η=

=

kW 4485

.04

.37= 选用比泽尔CSH8573-110Y-40P 型号螺杆式 压缩机机组，制冷量为243kw 。

第二部分：壳管式冷凝器设计

2.2 结构的初步规划

2.2.1：结构型式

系统制冷量为233.6kw ，制冷量相对较大，本次设计选用壳管式器较为合适。

2.2.2 污垢系数的选择

参看文献，可取氟利昂侧 0r = 0.086 ⋅2m ℃/kW ，冷冻水侧 1r = 0.086 ⋅2m ℃/kW 。