20KW水冷工业冷却机组毕业论文.doc

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1、本科毕业设计（论文） 题 目 20KW冷水工业冷却机组20KW水冷工业冷却机组目录中文摘要I英文摘要II1绪论11.2冷水机组国内外现状12系统制冷剂及其工况的确定22.1系统制冷剂的选择22.2系统工况的确定33系统压缩机的选择及循环热力计算33.1设计系统的运行条件33.2谷轮压缩机的运行工况53.3压缩机制冷量的校正63.4循环热力计算84冷凝器的设计计算94.1冷凝器热负荷的计算104.2冷凝器传热管的选择及参数计算104.3冷凝器的冷却水流量104.4计算管外R404A蒸汽冷凝表面传热系数104.5管内流体传热系数114.6计算所需的传热面积134.7计算冷却水侧流动阻力135冷却塔

2、的选择计算145.1选型计算145.1.1冷凝塔热负荷的确定145.1.2所需冷却水循环量及相关参数的确定145.2冷却塔的选择及校正155.2.2冷却水的冷却度155.2.3冷却塔的出水温度与空气湿球温度的温差155.3冷却水损耗量的计算156热力膨胀阀的选择计算176.1热力膨胀阀流量的计算176.2热力膨胀阀的校正197蒸发器的设计计算197.1制冷剂物性的确定197.2换热板片的选定207.3制冷剂侧的传热系数的计算207.4载冷剂侧的传热系数的计算227.4.1载冷剂的选择227.4.2乙二醇溶液物性的确定227.4.3载冷剂流量的计算237.4.4传热系数的计算237.5板片壁导热

3、热阻的确定237.6蒸发器总传热系数与板片数的确定247.7壁温的校正257.8蒸发器压降的计算257.8.1制冷剂侧的压降计算257.8.2载冷剂侧的压降计算267.9蒸发器的结构的规划268系统其它附件的选择278.1贮液器的选择278.2手动截止阀的选择288.3过滤干燥器的选择298.4视液镜的选择308.5电磁阀的选择318.6水泵的选择338.6.1冷却水循环水泵的选择338.6.2载冷剂循环水泵的选择348.7压缩机冷却风扇的选择358.8压力继电器的选择368.9压差继电器的选择388.10压缩机避震管的选择398.11流量继电器的选择40结束语42致谢43参考文献44（附录）

4、4620KW水冷工业冷却机组20KW水冷工业冷却机组摘要冷水机组的结构主要是一套制冷设备,常见的制冷机有往复活塞式、螺杆式、蜗旋式、离心式及溴化锂吸收式。随着现代工业的不断发展进步，和人们生活质量的不断提高，冷水机组在工业和集中空调中的应用也越来越多。在工业中，冷水机组主要应用于产品的生产工业过程；在生活中，主要应用于各种类型建筑的集中空调系统，给人们创造一个舒适的生活工作环境。冷水机组主要是由压缩机、冷凝器、蒸发器、节流机构这四大部件组合而成，所以本次设计主要着重于系统压缩机的选择计算，壳管式冷凝器的设计计算，板式蒸发器的设计计算以及节流阀的选择计算。与此同时，对于一个水冷式冷水机组而言，为

5、保障制冷机组的高效运行一些系统的附件也是不可缺少的，如冷却塔、贮液器、电磁阀、干燥过滤器，视液镜等。关键词冷水机组/压缩机/壳管式冷凝器/板式蒸发器/冷却塔20KW WATER-COOLED INDUSTRIAL CHILLERABSTRACTThe main structure of the chiller is a refrigeration equipment,reciprocating piston, screw, vortex, centrifugal and lithium bromide absorption is the Common refrigerator . Water-

6、cooled chiller application in industry and central air conditioning is more popular then before with developing industry in modern and improving the life quality of people. Water-cooled is mainly used in the production unit of industrial processes in industry,and mainly used in all types of building

7、 air conditioning system, to the people to create a comfortable living and working environment in life.Water-cooled chiller primarily composition by the four parts: compressor, condenser, evaporator, throttle body, therefore, the main focus of this design are the choice of the system compressor, des

8、ign calculation of shell and tube condenser , design calculation, design calculation of plate evaporator and the choice of throttle. For the purposes of a water-cooled chiller to protect the efficient operation of refrigeration units annex some of the system is also indispensable, such as cooling to

9、wers, liquid receiver, electromagnetic valve, dry filter, liquid mirror and so on.KEY WORDSWater-cooled chiller,Compressor,Shell and tube condenser,Plate evaporator,Cooling towerII20KW水冷工业冷却机组1绪论1.1冷水机组概况冷水机组是将压缩机、冷凝器、蒸发器、节流机构、控制器件、仪器仪表组装在一个整体的钢架上，外部只需接上冷水管、冷却水管路系统和电源即可使用。冷水机组一般使用在空调机组和工业冷却中，在空调系统中将

10、冷冻水分配给各末端设备换热器以冷却或加热在其各自的空间以给人创造一个冬夏舒适的工作、生活环境，然后冷冻水重新回集到蒸发器冷却1；在工业生产中，冷水机广泛运用于食品、制药、医疗、玻璃、塑胶、焊接、电镀等各个领域。冷水机组若按制冷机组冷凝器的冷却方式来分，一般分为水冷式和风冷式两种。水冷式冷水机组是用水冷却高压气态制冷剂，使之冷凝。采用水冷式冷凝器可以得到比较低的冷凝温度, 这对于制冷系统的制冷能力和运行经济性均较为有利。因此，目前多采用此种制冷方式。而风冷式冷水机组是利用空气使气态制冷剂冷凝，无需冷却塔、冷却水循环管路，因此系统简单，特别适用于水源缺乏,用水有限制的地方。因此，近几年来，风冷式冷

11、水机组机组的选用在我国有增加的趋势2。若按制冷机组的压缩机形式分，大至可分为活塞式、螺杆式、离心式等，其中活塞式冷水机组体积小、效率高、维修方便，价格低，加工容易，技术成熟，通常多机并联，适应于变工况条件，因此在中、小冷量范围内得到广泛应用；螺杆式冷水机组以其对变工况运行有较好适应性，对气体带液运行不敏感，转速高、体积小重量轻，动力平衡性好，零部件少，尤其易损件少，运行寿命长，可靠性高，排温低，容积效率高，操作简单，易于实现自动化等特点，在大、中冷量范围内得到广泛应用，并且有向活塞式冷水机组应用的小冷量范围和离心式冷水机组应用的大冷量范围扩展的趋势；而离心式冷水机组具有动平衡特性好，运行平稳，

12、振动小，噪声低；易损件少，故障少，工作可靠，寿命长，维护费用低；制冷量大，性能系数高，结构紧凑，体积小，重量轻， 占地少；自动化程度高，制冷量调节方便和范围宽等特点，广泛使用在各种大型空调系统中3。1.2冷水机组国内外现状我国冷水机组的制造是20世纪50年代末期才发展起来的，从20世纪50年代的仿制开始到60年代的自行设计制造，并制定了比较系统的冷水机组产品系列和标准，以后又开发了各种形式的冷水机组产品。随着中国经济的发展，冷水机组以其大制冷量、高效率而快速发展4。目前，制冷机组行业已具有品种比较齐全的大、中、小型冷水机组产品系列及相关技术标准，并已经形成有一定基础的科研、教学、设计、生产制造

13、和营销管理体系，正在缩小与国外先进水平的差距。在国外一些发达国家，冷水机组的生产研发技术已经成熟。美国是商业用冷水机组的最大市场，由于因较冷的气候故美国总的冷水机组的发展趋势是风冷式冷水机组而非水冷式冷水机组，发展涡旋式和螺杆式冷水机组而非传统的活塞式冷水机组，发展钎焊的板式换热器，而非壳管式换热器。世界著名的顶级4家美国制冷机组制造商-开利、特灵、约特、麦克维尔，现正向着大制冷量、高效能的离心式冷水机组发展5。1.3课题研究的意义在制冷行业中的制冷机除去最开始的那二十多年的市场暴利，现在基本上已经进入到了一个价格透明、市场饱和的阶段。各种制冷机的市场利润都已经与八十年代不可同日而语。但在这样

14、的市场竞争中，工业冷水机组还保持着相当快的上升势头。相比与其它制冷机，工业冷水机组的应用范围广泛。除了制冷行业外，工业冷水机组还被大量的应用于暖通空调、电镀、冶金冶炼、电子、制塑、化工等其它行业。由于其跨行业使用，所以工业冷水机组具有较大发展空间。2系统制冷剂及其工况的确定2.1系统制冷剂的选择根据任务书的要求可以选择制冷剂R22、R134a、R404A，由于R22将在近几年内被限制和禁用，而R134a为中温制冷剂其单位制冷量小于R404A，故本次设计选用的制冷剂为R404A6。其基本的热力性质如下表：表2-1制冷剂热力性质冷媒名称R-404A分子量97.6沸点（1atm）/ -46.8临界温度/ 72.1临界压力/ kPa 3732续表2-1饱和蒸气压（25）/ kPa1255汽化热/蒸发潜热（沸点下，1atm）/ kJ/kg207破坏臭氧潜能值（ODP） 0全球变暖潜能值(GWP，100 yr) 3800ASHRAE安全级别 A1（无毒不可燃）2.2系统工况的确定我国标准JB/T7666-1995 制冷和空调设备名义工况一般规定规定了容积式制冷压缩机及机组和压缩冷凝机组、容积式和离心式冷水机组、单元式空调机、房间空调器等的名义工况。根据任务书的要求及参考容积式制冷压