• 中央空調系統設計需要注意的事項與細節!
    關鍵詞:中央空調系統設計
    2021-07-15

    中央空調系統設計需要注意的事項與細節!

    在本文中,我們將主要介紹適用于工作的風冷和冷水中央空調系統設計的方法,例如制冷部件的選擇方法和系統管徑的設計方法。

    一、制冷系統介紹

    眾所周知,空調制冷系統是基于朗肯循環的熱力系統,風冷冷水空調系統的主要工作原理是低溫低壓氣體制冷劑。它被壓縮機壓縮成為高溫、高壓的氣態制冷劑。機器的排氣管進入冷凝器,冷凝器的冷卻風扇向周圍大氣散熱,使其冷凝變熱。 - 溫度和高壓液體制冷劑;然后沿膨脹閥前的液管通過節流膨脹閥。該閥門具有降低溫度和壓力的特性,將制冷劑節流成低溫和低溫液態制冷劑,然后從蒸發器的水側經膨脹閥后沿液管進入蒸發器,通過吸熱,它蒸發成低溫低壓的氣態。壓縮機吸入管路完成整個工作循環。

    本文主要介紹如何設計小型商用渦旋風冷冷水中央空調R410A制冷系統。

    (1)壓縮機為渦旋壓縮機。

    (2)冷凝器是帶翅片的換熱器。

    (3)節流膨脹閥為電子膨脹閥或熱力膨脹閥。

    (4)蒸發器為板式換熱器。其中,選用工藝的運行參數,除另有說明外,均指標準GB/T18430.1-2007在額定冷卻條件下的運行參數。制冷系統示意圖如圖1所示。

    2、冷藏元件的選擇

    2.1 壓縮機選擇

    壓縮機是冷凍系統四大部件的核心。為了滿足空調制冷系統性能的設計要求,壓縮機選型必須準確。隨著互聯網技術的飛速發展,壓縮機供應商普遍開發了壓縮機選型軟件。對于不同品牌的壓縮機選型軟件,只需輸入壓縮機蒸發溫度、冷凝溫度、過冷度即可。它使用四個基本的溫度參數。過熱允許您準確選擇正確的壓縮機型號。經驗表明,典型風冷冷水中央空調壓縮機在額定制冷工況下的四個運行參數為蒸發溫度2.5℃、冷凝溫度50℃、過冷5℃、過熱5℃。以上參數可以滿足普通空調制冷系統的壓縮機選型要求。對于一些特殊的冷凍系統,上述參數可適當調整。例如,在設計高效冷凍系統時,蒸發溫度可適當提高0.5~1.0℃,冷凝溫度可提高1.0~2.0℃。但同時要考慮提高制冷系統蒸發器和冷凝器的熱交換能力,使實際蒸發溫度和冷凝溫度真正升高或降低。

    2.2 翅片換熱器選擇

    翅片式換熱器是制冷系統四大主要部件中最復雜的部分。不同的翅片類型、銅管類型、風量、流量、流量分布、上下游流量等將導致不同的選擇。為便于說明,本文僅介紹常用的內螺紋銅管、親水窗翅片和作為電容器流入空氣的翅片式換熱器。經驗表明,換熱器的傳熱能力在0.4~0.45kW/m2之間,是翅片換熱器的翅片外表面與銅管與空氣的接觸面積。當壓縮機冷凝溫度設置為50℃時,考慮到管道的壓力損失,翅片式換熱器冷凝溫度一般比壓縮機冷凝溫度低0.5~1.0℃。

    2.3 板式換熱器的選擇

    板式換熱器具有換熱效率高、安裝體積小等優點,常用于渦旋壓縮機制冷系統。在本文中,我們將主要向您展示在渦旋壓縮機制冷系統中用作蒸發器時如何選擇。

    隨著板式換熱器技術的發展,市場上板式換熱器品牌越來越多,但通常每個品牌都有相應的軟件可供選擇。對于不同的品牌選擇軟件,您只需要做出以下決定:

    (1)入口水溫;

    (2) 出水溫度;

    (3) 蒸發溫度;

    (4) 過熱;

    (5)水側壓降意味著您可以選擇合適的板式換熱器型號。

    經驗表明,進水溫度一般為12℃,出水溫度為7℃,蒸發溫度為3℃,過熱度為3℃,水側壓力損失為30~30℃。 50千帕。在設計節能制冷系統時,蒸發溫度通常要提高 0.5 到 1.0°C。而且,雖然不同品牌的板式換熱器內部結構差異很大,但不同的板式換熱器單位面積的熱交換量基本為12.5-15.5kW/m2。這個經驗值就是軟件選擇結果的準確性。

    2.4 節流膨脹閥選型

    在中央空調制冷系統中,常用的節流膨脹閥一般有電子膨脹閥和熱力膨脹閥兩種。目前市場上的每個膨脹閥制造商都有選擇膨脹閥的樣本數據。預先確定的設計參數可以輕松地從樣本數據中選擇合適的膨脹閥型號。對于不同的膨脹閥品牌和膨脹閥型號,選型所需的設計參數是相同的。

    2.4.1 選擇參數

    膨脹閥選型過程所需的設計參數如下:

    (1) 使用的制冷劑類型:R410A;

    (2)冷凝溫度Tc(℃):壓縮機排氣口的飽和冷凝溫度,通常為50℃。

    (3)蒸發溫度Te(℃):壓縮機吸氣口的飽和蒸發溫度,通常為2.5℃。

    (4) 額定冷量上限(kW):機組在額定冷量條件下的熱交換量。

    (5)壓降△PH(bar):壓縮機排氣口與膨脹閥入口之間管路中的壓降。通常為 0.6 巴。

    (6)壓力損失△PL(bar):膨脹閥出口與壓縮機進氣口之間管路的壓力損失,通常為0.8bar。

    (7)壓力損失△H(m):冷凝器的高度減去膨脹閥的高度(本文所述系統的情況下,蒸發器與膨脹閥的高度差比較小。典型壓降為 0.1 bar/m。

    (8)閥門溫度Tl(℃):膨脹閥入口處的制冷劑溫度等于翅片冷凝器的冷凝溫度減去過冷度,通常為44~44.5℃。

    2.4.2 選擇方法

    選擇膨脹閥的方法如下。

    (1)根據蒸發溫度Te和冷凝溫度Tc,得到試樣壓縮機吸入口和排出口的壓頭△PC(bar)。

    (2)按以下公式計算膨脹閥前后壓力損失△PV(bar)。

    △ PV = △ PC- △ PH- △ PL + 0.1 × △ H

    (3)根據閥前溫度Tl,得到機組額定制冷量對試樣的修正系數Cf(額定制冷工況下Cf通常為0.9),計算當量制冷量。膨脹閥容量 C (kW) = 1.25 x Cf x Cap (kW)。

    (4)根據蒸發器的蒸發溫度和△PV,樣品具有制冷量為C的膨脹閥。該閥是本次選型所需的膨脹閥。

    3、系統管徑設計

    這篇文章的前半部分將主要向您展示如何選擇冷凍系統的四個主要組件,但是在選擇組件后,創建一個直徑以確保組件可以根據設計的參數成功使用。需要這樣做.元件之間采用適當的銅管連接。在本文的后面,我們將主要向您展示如何設計各個組件之間的系統管道的直徑。

    3.1 壓縮機排氣管

    壓縮機排氣管指向圖1中的a管。該管道的直徑主要由壓縮機排出的氣態制冷劑的流量決定。根據經驗,排氣管中的氣體制冷劑流量一般設計為10-12m/s。過多的氣態制冷劑流量會增加管道阻力,增加運輸氣體功率損失,并降低系統性能。如果氣態制冷劑的流量過低,制冷劑流動的動能就會不足。無法完成穩定的制冷系統循環。

    在壓縮機選型過程中,軟件計算制冷劑的質量流量。一旦確定了制冷劑流量,就可以使用質量流量與制冷劑密度和速度之間的關系來計算管道直徑。它會顯示在軟件中。制冷劑流量請選擇制冷劑流量接近10~12m/s的管徑。

    3.2 壓縮機吸入管

    壓縮機的排氣管是指圖1中的d管。根據經驗,吸入管內氣體制冷劑的流速一般設計為12~15m/s。過多的氣態制冷劑流量會增加系統管道的阻力并降低系統性能。如果氣態制冷劑的流量過低,系統中的油就會下降。請勿將其放回壓縮機中。其中,管徑的計算方法與前面介紹的壓縮機排氣管的方法相同。

    3.3 膨脹閥前液管

    膨脹閥前的液管是指圖1中的b管。經驗表明,膨脹閥前液管中液體制冷劑的流量一般設計為1.2-1.5m/s。同樣,過多的液體制冷劑流量會增加系統管道的阻力并降低系統性能。如果制冷劑的流量過低,則粘附在管道內壁上的油無法返回壓縮機。其中,管徑的計算方法與前面介紹的壓縮機排氣管的方法相同。

    3.4 膨脹閥后的液管

    膨脹閥后的液管是指圖1中的c管。經驗表明,如果制冷系統是單制冷系統,則閥后的液管直徑會比閥前的液管直徑大一級。這是因為制冷劑被節流,閥后的氣液混合制冷劑量增加。 如果制冷系統是熱泵系統,即制冷或制熱系統,閥后的液管直徑為通用。它的設計與以前的閥門相同。

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