河北建筑工程学院制冷课程设计计算说明书(3)

2019-01-19 18:30

A??k70.98*1000==12.32m2

kc??tm800*7.2

由上述计算可选指导书中提供的如下型号的氟利昻卧式壳管式冷凝器(低肋管) 冷却面积 (㎡) 14.5 筒体直径 (mm) φ280*6 冷却管 (mm) φ16*1.5 管数 N 78 水通径 n — 并列管数 z 4 Ⅶ 选择系统辅助设备并计算制冷剂充灌量

(一) 回热器的选择(热交换器)

回热器是一种热交换设备:从蒸发器出来的气态制冷剂与从冷凝器出来的液态制冷剂在回热器中成逆流式进行换热,液体制冷剂在回热器进口温度t3?,t3分别为40℃,36℃;气体制冷剂在回热器进出口温度t1

‘'

,t1分别为4℃,16℃

t3' t3?tmax ?tmin t1 t1??

Δtmin=t3‘-t1=40-16=24℃ Δtmax=t3-t1‘’=36-4=32℃ 对数平均温差:Δtm=

Δtmax-Δtmin32?24==27.59℃

32Δtmax㏑㏑24Δtmin在回热器中, 液体制冷剂和气体制冷剂的换热量: Φ1=Φ2=Φ由回热器热交换公式得: Φ=KA△tm KW

得:回热器传热面积A=Φk/ K△tm ㎡

K——回热器传热系数, 制冷剂液体在管内的流速取0.8~1.0m/s,这时回热器的传热系数约为

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240~300 w/(㎡·k),取K=250 w/(㎡·k)

Φ1=Φ2=Φ=Mr(h3??h3)=0.39×(256-248)=3.12 KW 回热器的传热面积: A=Φ/ K△tm=

3.12*10002

=0.45m

250*27.59接管尺寸 (mm) 回汽 Dg40 液管 Dg20 由设计任务指导书提供的热交换器的系列选如下型号的回热器 面积 (m2) 0.5 (二) 高压贮液器

已知高压贮液器储存量V?=0.2m,因为贮液器不能完全充满根据规范,为了防止温度变化时因热

3

外径?长度 (mm) φ159×700 膨胀造成危险贮液器的储存量不应超过本身容积的80%,所以高压贮液器的充灌量(容积):Vc=V?/0.8=0.2/0.8=0.25m

3

设备选型:

容积 台数 外径?长度 (mm) 接管通径 进液 出液 平衡管 安全阀 m3 1 0.1 ?325?1400 Dg32 Dg32 Dg8 Dg20 2 0.075 ?325?1100 Dg32 Dg32 Dg8 Dg20 采用以上三台并联,才能满足设计要求。 (三) 干燥过滤器的选择

由任务指导书提供的资料选如下型号的干燥器 外径?长度 (mm) 配管 ?133?133 (四) 油分离器的选择

Dg40 油分离器一般设置在冷凝器之前压缩机的排气管路中,它的作用是将压缩机排出的大部分润滑油予以分离并截留。

油分离器内的液体流速??0.8m/s。

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油分离器筒径D=0.019

Mr·ν20.39*3600*0.02174=0.019*=117mm ω0.8

由设计指导书提供的资料选如下型号的油分离器

外径?高度 (mm) 通径 (mm) Dg32 配管尺寸 (mm) 型号 YF159 (五) 电磁阀的选择

?159?660 ?38 电磁阀是利用被调节参数产生的电信号,控制施加于膨胀阀上的电压或电流,进而达到调节供液量的目的。

参考工作压力和干燥过滤器的管径选配相符: 电磁阀设备选型: 型号 通径 配管 进 50 0 出 5温度范围℃ -40~+70 最大开阀压差 14kg/cm 2电压 DF-40

Φ40 200V (六) 热力膨胀阀的选择

热力膨胀阀是通过蒸发器出口气态制冷剂过热度控制膨胀阀开度的,广泛应用于非满液式蒸发器.按照平衡方式的不同,可分为内平衡式和外平衡式两种。

膨胀阀的流量系数:CD?0.02005?vi?6.34vvo

?vi——膨胀阀进口制冷剂密度,kg/m3;

vvo——膨胀阀出口制冷剂比容,m3/kg。

CD=0.02005

1175

+6.34*0.016=0.79

根据膨胀阀的制冷剂流量:Mr?CDAV2(pvi?pvo)/vvi Pvi——膨胀阀进口压力,Pa; Pvo——膨胀阀出口压力,Pa;

vvi——膨胀阀进口制冷剂比容,m/kg;

Av——膨胀阀的通道面积,m2; CD——流量系数;

3 13

则可得膨胀阀的通道面积: AV?

=

MrCD2(pvi?pv)o/v vi0.39

0.792*(1016600-293620)/0.00065 = 0.0000105m2 膨胀阀的筒径: D?

Av?4? 10.5*4 π=

=3.66mm

由任务指导书提供的热力膨胀阀系列选如下型号的热力膨胀阀

制冷量 型号 孔径 (mm) 工质 适用温度 (℃) 标准空调 配管 ?10 大卡/时 3进口 (g) 出口 (Dg) RF5 5 R—12 +10~-30 10 8 12 热力膨胀阀安装位置应靠近蒸发器,阀体应垂直放置,不可倾斜,不可颠倒安装,而且要正确安装感温包。

Ⅷ. 确定系统调节控制方案

(一) 自动保护系统

制冷装置的自动保护,制冷装置的事故可能有:液击,排气压力过高,润滑油供液不足,蒸发器内载冷剂冻结,制冷压缩机配用电机过载,为此,制冷装置均应针对具体情况设置一定的保护装置。

下面是本制冷系统(氟里昂制冷装置)的自动保护系统包括:

(1)高、低压继电器。接于制冷压缩机排气管和吸气管,防止压缩机排气压力过高和吸气压力过低。(2)油压继电器。与制冷压缩机吸气管及油泵出油管相接用于油压过低,压缩机润滑不良。(3)温度继电器。安装在壳管式蒸发器的冷冻水管路上,防止冷冻水冻结。压缩机排气温度过高会使润滑条件恶化,润滑油碳化,影响压缩机寿命,所以在压缩机排气腔内或排气管上设置温度继电器当压缩机排气温度过高时,指令压缩机停机,当温度降低后,再恢复压缩机的运行。(4)水流量继电器。分别安装在蒸发器和冷凝器的进,出水管之间,当冷冻水量或冷却水量过低时可自动停机,以防蒸发器冻结或冷凝压力过高。(5)吸气压力调节阀。为避免压缩机在高吸气压力下进行,在压

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缩机吸气管上装有吸气压力调节阀,通过吸气节流,增大吸气比容,减小制冷剂循环量。

(二) 压力调节 1.冷凝压力调节。

制冷装置运行时,冷凝压力对对系统性能有很大影响。当冷凝压力偏高,容积效率减小,制冷量减小,耗功率增大,排气温度升高。

冷凝压力的调节方法的实质是通过调节冷凝器容量实现的。调节冷却剂流量和冷凝器的传热面积是调节冷凝压力得主要方法。①冷却剂流量法:在水冷式冷凝器中,常采用水流量调节阀调节冷凝压力,水流量调节阀有压力控制型和温度控制型两类。②冷凝器传热面积的调节方法:适用于具有多组冷凝器串联时,通过电磁阀开启或截断冷凝器,以改变冷凝器面积。

2.蒸发压力调节。

外界条件变化和负荷变化时,会引起制冷装置蒸发压力(蒸发温度)变化。蒸发压力的波动,会使被控对象的控制精度降低,蒸发温度过低,导致系统能效降低;蒸发温度过高,又会出现压缩机过载、除湿功能降低等。

蒸发压力的调节的实质是调节蒸发器的容量。蒸发压力控制还可以采用蒸发压力调节阀来实现,它是根据蒸发压力高低自动调节阀门开度,控制从蒸发器中流出制冷剂质量流量,以维持蒸发压力的恒定。

附录

(1) 中小型制冷压缩机各系列主要技术规格参见习题集表。 (2) 氟利昻卧式壳管式冷凝器(光管)无缝钢管。

冷却面积 2(m) 14.4 18 22 35 (低肋管冷凝器) 冷却面积 筒体直径 冷却管 管数 水通程 并列管数 14.5 ф280×6 ф16×1.5 78 4 19-20 28 ф360×6 ф18×1.5 113 2 56-57 38 ф360×6 ф18×1.5 113 2 56-57 (3)R-12卧式壳管式蒸发器(上海冷冻机厂)

2

冷却面积35m,外径ф416,管板间长度1900mm,冷却管外径×内径×根数ф21×ф14.5×136;水通程数4,连接管:进液Dg25,回汽Dg50,冷却管为螺纹管,肋化系统τ=3.4;纹高1.5mm,

2

每米纹数625个,螺纹翅端外径φ21mm,螺纹管外径×内径φ18×14.5,每米管长外表面积0.155m/m,

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筒体直径 (mm) 450 470 490 616 冷却管 (mm) 管数 N 水通程 n 16 16 12 并列管数 z 5-6 8 8 18-19 22 ф25×2.5 127 127 223


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