蒸汽压缩式制冷循环实训装置设计

蒸汽压缩式制冷循环实训装置设计

摘要：本课题以无锡职业技术学院毕业设计题目《蒸汽压缩式制冷实验实训装置的设计》为题，设计一款集制冷系统，控制系统为一体的装置。本文介绍了国内外蒸汽压缩技术发展与现状、蒸汽压缩式制冷系统与制冷剂的选择、压缩机选型、冷凝器选型、蒸发器选型、中间冷却器选型、制冷系统管道的规划设计与辅助设备选型、电气系统布线与制冷设备安装要求。本次设计的完成能满足学生对制冷系统管路的规划设计、安装、调试及检修等实训，能全面训练学生的制冷系统设计、设备及管路连接、电气系统设计及布线、制冷系统安装调试的技能。

关键词：蒸汽压缩；制冷；制冷系统管路设计；制冷系统安装调试。

第一章引言 1

1.1课题来源及研究意义 1

1.2蒸汽压缩机技术发展简述 1

1.2.1国外蒸汽压缩机技术发展与现状 1

1.2.2国内蒸汽压缩机技术发展与现状 2

1.3本课题的主要研究内容 3

第二章总体结构设计 4

2.1蒸汽压缩式制冷系统及制冷剂的选择 4

2.2压缩机选型计算 7

2.3冷凝器的选型计算……………………………………………………………10

2.4蒸发器的选型计算……………………………………………………………12

2.5中间冷却器的选型计算………………………………………………………13

第三章制冷系统管道的规划设计及辅助设备选型……………………………..14

3.1 制冷系统管道的设计计算…………………………………………………...14

3.2 辅助设备选型………………………………………………………………...16

3.3 分离捕集设备的选型计算…………………………………………………...17

第四章电气系统布线、制冷设备的安装要求……………………………………20

4.1 电气系统设计及布线………………………………………………………...20

4.2 制冷系统的安装及调试…………………………………………………….21

结论 23

致谢 24

参考文献 25

第一章引言

1.1 课题来源及研究意义

课题来源：无锡职业技术学院毕业设计题目《蒸汽压缩式制冷实验实训装置的设计》

研究意义：在普冷的技术领域内，蒸气压缩制冷、蒸汽喷射制冷、吸收式制冷和热电制冷等是常用的制冷方法，其中蒸气压缩制冷从19世纪70年代开始发展，到如今已有100多年的历史，是目前发展比较完善、应用最为广泛的方法之一。随着人们生活水平的不断提高，蒸汽压缩式制冷在生活中的应用越来越广泛，在商业，工业，农业，教育教学等方面的应用也越来越广泛。本次设计主要是设计一款蒸汽压缩式制冷实验实训装置，完成制冷系统、控制系统及总体结构设计。该实训装置要能进行蒸汽压缩式制冷的制冷量、压缩功耗、冷凝器散热量、制冷效率的验证，能满足学生对制冷系统管路的规划设计、安装、调试及检修等实训，能全面训练学生的制冷系统设计、设备及管路连接、电气系统设计及布线、制冷系统安装调试的技能。

本课题的完成，将为以后的教学提供帮助，使同学们可以真实地上手操作，使学生的理论知识与实际操作结合，同时经过本次课题设计，提高我的设计能力。

1.2 蒸汽压缩机技术发展历史简述

在人工制冷开始发展以前，人类已经知道利用天然冰雪在简易的设备中保持低温条件，即利用天然冷源。1834年，美国的J.珀金斯试制成功人力转动的用乙醚为工质的可以连续工作的制冷机。1844年，美国的J.戈里试制了用空气为工质的制冷机，用在医院中制冰和冷却空气。1872～1874年，D.贝尔和C.von林德分别在美国和德国发明了氨压缩机，并制成了氨蒸气压缩式制冷机，这是现代压缩式制冷机的发端。

1.2.1 国外蒸汽压缩机技术发展与现状

美国是全球压缩机制造强国，拥有十分悠久的压缩机历史。比如世界上出现了第一台手动式家用冰箱是在913年，美国Kelvinator公司于1918年第一次生产出自动电冰箱。再比如美国通用电气公司在1926年生产出第一台全封闭活塞式制冷压缩机，可以说是全球家电史上的重要的里程碑。而当时绝大多数冰箱都用氟氯气体为冰冻剂。早在20世纪30-40年代，附有冷冻机的电冰箱已经普及美国第一家庭。1902年，美国英格索兰公司制成了第一台移动的往复式空气压缩机。1931年，美国渥星顿公司(Morthington Corp)制成该公司第一台对置式空气压缩机，其后发展为今日的BDC对称平衡型空气和气体压缩机系列。美国压缩机品牌：飞达仕、谷轮、凯利、德莱赛兰（DRESSER-RAND）、英格索兰(Ingersoll-rand）、库柏（Cooper）、通用电气动力部（GE,原来的意大利新比隆（Nuovo Pignone公司）和美国A－C压缩机公司。

1.2.2 国内蒸汽压缩机技术发展与现状

从建国以来实现了从无到有，已经发展为制造大国。据统计全国共有规模以上压缩机企业400多家，其中中国通用机械工业协会压缩机分会的会员单位145

家，国企占3%，股份制企业占52%，民营、合资与独资占45%以上，现在除了能制造各种类型的小型机外，在大型压缩机制造中，产品已经形成L、D、DZ、H、M型等数十个系列的数百种产品。

（1）现状：

在国内压缩机供应不足的情况下，中国每年还需适量进口。主要贸易国家是德国、美国、意大利、日本、丹麦、巴西、韩国等。设备改造，国产压缩机的质量、产量都大幅度提高。

（2）趋势：

未来十年是中国由制造大国向制造强国转变，实现由中国制造向中国创造、中国制造转变的关键时期。直线压缩机技术就取代传统压缩机，在于其效率高、零噪音、零污染和结构简单，是真正的绿色工业技术。

1.3 本课题的主要研究内容

本课题是以蒸汽压缩式制冷原理：当压缩机在进行工作的时候，会对进入压缩机的制冷剂气体进行压缩，经过压缩之后，低压会变成高压的状况，而气体此时会因为压缩而温度提升，进入冷凝器内对压缩机排出的高温高压气态制冷剂进行冷却，使其放热。在温度和压力之下，气态的制冷剂会变成高压业态制冷剂，放出来的热量会起到冷却的作用。高压业态制冷剂进入节流膨胀阀进行节流膨胀，压力降低以保证冷凝器与蒸发器之间的压差，便于节流后的低压液态制冷剂在要求的低压下进人蒸发器。低压液体从周围介质吸收热量后蒸发为气体，而这周围介质可以是空气、水或其他物质。制冷剂蒸发吸热，呈低压气态后再进入压缩机内进行压缩，从而完成了一个制冷循环，如此连续进行不断的循环而达到制冷的目的为理论依据，以单极和双极压缩机为基础设计开发一款能满足老师教学，全面训练学生的蒸汽压缩式制冷实验实训装置。

参考文献

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