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制冷系统设计在设计制冷系统时，必须要了解以下一些内容：(1)用户要求：用户需要的冷量及其变化情况，供冷方式、载冷剂的温度以及用户使用场所和使用安装方面的要求等。(2)冷却水源：工程建设地区附近的地面水(江、河、湖等)和地下水的水量、水温和水质等情况。(3)气象条件：当地的气温、相对湿度和夏季主导风向等。(4)制冷压缩机的产品资料和有关设备的产品资料。(5)工程项目的总平面图和其他有关资料。项目11：制冷系统设计11.1制冷设备的匹配11.1.1制冷设备的选择计算1、选择计算步骤：(1)确定制冷系统的制冷量制冷量包括：用户需要的制冷量及制冷系统和供冷系统的冷损失。（冷损失的大小一般可按附加系数确定：直接冷却系统附加系数为5％～7％；间接冷却系统为7％～15％。)(2)确定制冷系统的冷凝温度和蒸发温度。(3)根据制冷量和制冷工况，选择制冷压缩机和电动机。项目11：制冷系统设计11.1制冷设备的匹配11.1.1制冷设备的选择计算1、选择计算步骤：制冷压缩机的选型原则为：1)根据制冷量选配压缩机，一般不应设备用机。2)如需选用2台或2台以上的制冷压缩机时，应尽可能选择同一系列的压缩机。3)制冷量大小不同的压缩机互相搭配，以保证高、低峰负荷时既能满足需要，又经济合理。4)不同制冷系统的压缩机应考虑到各系统之间相互替代的可能性。5)选用氨压缩机，当Pk／P08时，应采用双级压缩；当Pk／P0≤8时，采用单级压缩。对于氟利昂制冷系统，当Pk／P010时，应采用双级压缩；当Pk／P0≤10时，采用单级压缩。项目11：制冷系统设计11.1制冷设备的匹配11.1.1制冷设备的选择计算1、选择计算步骤：(4)选择冷凝器并确定冷却水量。(5)选择蒸发器并确定载冷剂循环量。(6)选择其他辅助设备。项目11：制冷系统设计11.1制冷设备的匹配11.1.2单级压缩制冷系统的组成1、氨制冷系统氨制冷系统的主要特点：(1)一般采用满液式蒸发器；(2)润滑油会积存在冷凝器、储液器和蒸发器等设备的底部，需定期放油。(3)储液器和蒸发器的下部分别通过管道接至紧急泄氨器。项目11：制冷系统设计11.1制冷设备的匹配11.1.2单级压缩制冷系统的组成1、氨制冷系统氨制冷系统流程图。项目11：制冷系统设计11.1制冷设备的匹配11.1.2、单级压缩制冷系统的组成2．氟利昂制冷系统氟利昂系统的特点：(1)氟利昂制冷系统通常需设置干燥器，防止产生“冰塞”。(2)油分离器中分离出的润滑油可以直接返回压缩机曲轴箱中重新使用。(3)氟利昂制冷系统一般采用非满液式蒸发器。(4)氟利昂制冷系统一般采用回热循环，以增大膨胀阀前制冷剂的过冷度和提高压缩机吸气的过热度。项目11：制冷系统设计11.1制冷设备的匹配11.1.2、单级压缩制冷系统的组成2．氟利昂制冷系统氟利昂制冷系统流程图项目11：制冷系统设计11.2制冷机房的布置制冷机房通常靠近空调机房；规模小的制冷机房一般附设在其他建筑内；规模较大的制冷机房(特别是氨制冷机房)宜单独修建。项目11：制冷系统设计11.2制冷机房的布置制冷机房和设备的布置应考虑的问题：(1)单独修建的制冷机房宜布置在全厂厂区夏季主导风向的下风向。在动力站区域内，一般应布置在乙炔站、锅炉房、煤气站、堆煤场等的上风向。(2)机房的位置应尽可能设在冷负荷的中心，还应考虑靠近电源。(3)氨制冷机房不应靠近人员密集的场所和精密贵重设备间等。项目11：制冷系统设计11.2制冷机房的布置制冷机房和设备的布置应考虑的问题：(4)机房应用二级耐火材料或不着火材料建筑。机房宜设于单层建筑中，并设两个不相邻的出人口。机房的门窗应向外开。(5)氨机房每小时不小于三次换气的自然通风和每小时不小于七次换气的事故通风。(6)规模较小的制冷机房一般不分隔间；规模较大可设置机器间(用以布置制冷压缩机等)、设备间(用以布置冷凝器、蒸发器及其他辅助设备)、水泵间(用以布置冷冻水泵和冷却水泵)、变电间(制冷设备耗电量大时需设专用变压器)以及值班室和维修储存室等。项目11：制冷系统设计11.2制冷机房的布置制冷机房和设备的布置应考虑的问题：(7)布置应保证操作，检修方便，同时尽可能使设备布置紧凑。(8)布置应使连接管路短、流向通畅，并便于安装。(9)压缩机的主要操作通道宽度及压缩机突出部分到配电盘问的距离不小于1．5m，非主要通道宽度不小于0．8m。(10)设备、管路上的压力表、温度计等仪表，应设置在便于观察的地方。(11)卧式冷凝器和蒸发器布置在室内时，应考虑其清洗和更换管子的可能。安装直管式(或螺旋管式)蒸发器时，应考虑起吊高度。项目11：制冷系统设计11.3制冷剂管道的设计11.3.1管道材料和连接1、材料氟利昂制冷系统管道常用紫铜管或无缝钢管，一般管径在20mm以下时用紫铜管。管径较大时用无缝钢管。氨制冷系统的管道一律采用无缝钢管。常用无缝钢管和铜管的规格见表项目11：制冷系统设计11.3制冷剂管道的设计11.3.1管道材料和连接2、连接在氟利昂制冷系统中，制冷管道一般采用焊接连接；在管道与设备或阀件之间可用法兰连接；管径在20mm以下的紫铜管需拆卸部位采用带螺纹和喇叭口的接头丝扣连接；氨制冷系统的管道一律采用焊接连接，设备或阀门上带有法兰的可用法兰连接项目11：制冷系统设计11.3制冷剂管道的设计11.3.2管径的确定方法1、制冷剂管道的直径：dn=（4MRv/πw）0.5（m）式中MR——制冷剂的质量流量，kg／sv——制冷剂的质量比容，m3/kgw——制冷剂的流速，m／s（在制冷系统中，制冷剂的允许流速见表）项目11：制冷系统设计11.3制冷剂管道的设计11.3.2管径的确定方法2、校核压力损失压力损失不可大于许可值，否则则应选择较小的流速重新计算，直至符合要求为止。1、氨制冷系统吸气管道的压力损失不宜超过相当蒸发温度降低0．5℃排气管道的压力损失不宜超过相当冷凝温度升高0．5℃。2、氟利昂制冷系统吸气管道的压力损失不宜超过相当蒸发温度降低1℃，排气管道的压力损失不宜超过相当冷凝温度升高1℃。项目11：制冷系统设计11.3制冷剂管道的设计11.3.2管径的确定方法2、校核压力损失制冷剂管道的压力损失包括：沿程阻力和局部阻力。沿程阻力：△Pm=fm·L/dn·w2/2·ρ（Pa）式中△Pm——沿程阻力损失，Pa；fm——沿程阻力系数；L——管段长度，m；dn——管道内径，m；w——管内制冷剂的流速，m／s；ρ——制冷剂的密度，kg／m3项目11：制冷系统设计11.3制冷剂管道的设计11.3.2管径的确定方法2、校核压力损失局部阻力：△Pi=ξ·w2/2·ρ=fm·Ld/dn·w2/2·ρ（Pa）式中△Pi——局部阻力损失，Pa；ξ——局部阻力系数；Ld——三通、弯头和阀门等部件的当量长度m。项目11：制冷系统设计11.3制冷剂管道的设计11.3.3制冷剂管道的布置原则制冷剂管道的布置应考虑下列要求：(1)保证各个蒸发器得到充分的供液；(2)避免过大的压力损失；(3)防止液态制冷剂进入制冷压缩机；(4)防止制冷压缩机曲轴箱内缺少润滑油；(5)应能保持气密、清洁和干燥；(6)应考虑操作和检修方便，并适当注意整齐。项目11：制冷系统设计11.3制冷剂管道的设计11.3.3制冷剂管道的布置原则1．氟利昂管道的布置原则氟利昂的主要特点是与润滑油互相溶解，因此，必须保证从每台制冷压缩机带出的润滑油能全部回到压缩机的曲轴箱。项目11：制冷系统设计11.3制冷剂管道的设计1．氟利昂管道的布置原则(1)吸气管1)压缩机的吸气管应有不小于0．01的坡度，坡向压缩机，如图a所示。2)当蒸发器高于制冷压缩机时，蒸发器回气管应先向上弯曲至蒸发器的最高点，再向下通至压缩机，如图b所示。3)氟利昂压缩机并联运转时，必须在曲轴箱上装有均压管和油平衡管见图c。项目11：制冷系统设计11.3制冷剂管道的设计1．氟利昂管道的布置原则(1)吸气管4)上升吸气立管中的氟利昂气体必须具有一定的流速。氟利昂12和氟利昂22上升吸气立管需要的带油最低流速可从下图查得。项目11：制冷系统设计11.3制冷剂管道的设计1．氟利昂管道的布置原则(1)吸气管5)在变负荷工作的制冷系统中，为了避免全负荷时压力降太大，可用两根上升立管，两管之间用一个集油弯头连接，如图所示。工作原理：在全负荷时，两根立管同时使用，两管截面之和应能保证管内制冷剂流速具有带油速度，同时又不产生过大的压力降。在低负荷时，起初是两根立管同时使用，由于管内流速低，所以润滑油逐渐积在弯头内至将弯头封住，于是只剩一根立管A工作，管内流速提高，保证低负荷时能回油。项目11：制冷系统设计11.3制冷剂管道的设计1．氟利昂管道的布置原则(1)吸气管6)多组蒸发器的回气支管接至同一吸气总管时，应根据蒸发器与制冷压缩机的相对位置采取不同的方法处理，如图所示。项目11：制冷系统设计11.3制冷剂管道的设计1．氟利昂管道的布置原则(2)排气管排气管的设计也应考虑带油问题，此外，还应避免停机后在排气管中的液滴流回压缩机1)压缩机的排气管应有0．01．～0．02的坡度，坡向油分离器或冷凝器。2)不用油分离器时，如果压缩机低于冷凝器，排气管道应为U型弯管，防止液体润滑油回流。项目11：制冷系统设计11.3制冷剂管道的设计1．氟利昂管道的布置原则（3）冷凝器至储液器的液管直通式储液器接管其管径大小应按满负荷运行时液体流速不大于0．5m／s来选择。在接管的水平管段应有不小于0．01的坡度，坡向储液器。该管段应尽量减少弯头或管弯。储液器应低于冷凝器（角阀中心与冷凝器出液口的距离应不小于200mm）。波动式储液器从冷凝器出来的液体制冷剂，可以不经过储液器直接通过液管到达膨胀阀。冷凝器与波动式储液器的高差应大于300mm。最大负荷时液体流速及冷凝器液体出口至储液器液面的必要高差H值表。项目11：制冷系统设计11.3制冷剂管道的设计1．氟利昂管道的布置原则(4)冷凝器或储液器至蒸发器之间的管道为了避免在液管中产生闪发气体，应尽可能把来自储液器的供液管与压缩机的吸气管贴在一起，并应用隔热材料保温。必要时，可装设回热器。1)蒸发器位于冷凝器或储液器下面时，如液管上不装设电磁阀，则液体管道应设有倒U形液封，其高度应不小于2m。2)多台不同高度的蒸发器位于冷凝器或储液器上面时，为了避免可能形成的闪发气体都进入最高的一个蒸发器，应按右图所示方法接管。项目11：制冷系统设计11.3制冷剂管道的设计1．氟利昂管道的布置原则(4)冷凝器或储液器至蒸发器之间的管道3)直接蒸发式空气冷却器的空气流动方向应使热空气与蒸发器出口排管首先接触，如图所示。4)在压力降允许的条件下，冷却排管可以串接连接。用热力膨胀阀供液的氟利昂冷却排管，一般采用上进下出形式以保证回油。（最后一排管供液方式为上进下出即可）。项目11：制冷系统设计11.3制冷剂管道的设计11.3.2氨管道的布置原则氨与润滑油中几乎是不溶解的，因此在氨制冷系统中，应设置氨油分离器，并在可能集油的设备底部装设放油阀。项目11：制冷系统设计11.3制冷剂管道的设计11.3.2氨管道的布置原则(1)吸气管氨压缩机的吸气管应有不小于0．005的坡度，坡向蒸发器。(2)排气管1)压缩机的排气管道应有不小于0．01的坡度，坡向氨油分离器。2)并联制冷压缩机的排气管上宜装设止回阀。项目11：制冷系统设计11.3制冷剂管道的设计11.3.2氨管道的布置原则（3）冷凝器与储液器的连接管1)冷凝器至储液器的液体管道应有不小于0．02的坡度，坡向储液器。2)储液器与冷凝器出液口之间的高差应保证液体靠重力流人储液器。3)多台冷凝器并联时，应设有压力平衡管。为了检修方便，平整管上应装有截止阀，如图所示。项目11：制冷系统设计11.3制冷剂管道的设计11.3.2氨管道的布置原则(4)储液器至蒸发器的连接管储液器至蒸发器的液体管道可直接经手动膨胀阀接至蒸发器。节流机构采用浮球阀时，其接管应考虑正常运转时，氨液能通过过滤器、浮球阀进入蒸发器。在检修浮球阀或清洗过滤器时，氨液由