中央空调系统设计需要注意的事项与细节!
关键词:中央空调系统设计
2021-07-15

中央空调系统设计需要注意的事项与细节!

在本文中,我们将主要介绍适用于工作的风冷和冷水中央空调系统设计的方法,例如制冷部件的选择方法和系统管径的设计方法。

一、制冷系统介绍

众所周知,空调制冷系统是基于朗肯循环的热力系统,风冷冷水空调系统的主要工作原理是低温低压气体制冷剂。它被压缩机压缩成为高温、高压的气态制冷剂。机器的排气管进入冷凝器,冷凝器的冷却风扇向周围大气散热,使其冷凝变热。 - 温度和高压液体制冷剂;然后沿膨胀阀前的液管通过节流膨胀阀。该阀门具有降低温度和压力的特性,将制冷剂节流成低温和低温液态制冷剂,然后从蒸发器的水侧经膨胀阀后沿液管进入蒸发器,通过吸热,它蒸发成低温低压的气态。压缩机吸入管路完成整个工作循环。

本文主要介绍如何设计小型商用涡旋风冷冷水中央空调R410A制冷系统。

(1)压缩机为涡旋压缩机。

(2)冷凝器是带翅片的换热器。

(3)节流膨胀阀为电子膨胀阀或热力膨胀阀。

(4)蒸发器为板式换热器。其中,选用工艺的运行参数,除另有说明外,均指标准GB/T18430.1-2007在额定冷却条件下的运行参数。制冷系统示意图如图1所示。

2、冷藏元件的选择

2.1 压缩机选择

压缩机是冷冻系统四大部件的核心。为了满足空调制冷系统性能的设计要求,压缩机选型必须准确。随着互联网技术的飞速发展,压缩机供应商普遍开发了压缩机选型软件。对于不同品牌的压缩机选型软件,只需输入压缩机蒸发温度、冷凝温度、过冷度即可。它使用四个基本的温度参数。过热允许您准确选择正确的压缩机型号。经验表明,典型风冷冷水中央空调压缩机在额定制冷工况下的四个运行参数为蒸发温度2.5℃、冷凝温度50℃、过冷5℃、过热5℃。以上参数可以满足普通空调制冷系统的压缩机选型要求。对于一些特殊的冷冻系统,上述参数可适当调整。例如,在设计高效冷冻系统时,蒸发温度可适当提高0.5~1.0℃,冷凝温度可提高1.0~2.0℃。但同时要考虑提高制冷系统蒸发器和冷凝器的热交换能力,使实际蒸发温度和冷凝温度真正升高或降低。

2.2 翅片换热器选择

翅片式换热器是制冷系统四大主要部件中最复杂的部分。不同的翅片类型、铜管类型、风量、流量、流量分布、上下游流量等将导致不同的选择。为便于说明,本文仅介绍常用的内螺纹铜管、亲水窗翅片和作为电容器流入空气的翅片式换热器。经验表明,换热器的传热能力在0.4~0.45kW/m2之间,是翅片换热器的翅片外表面与铜管与空气的接触面积。当压缩机冷凝温度设置为50℃时,考虑到管道的压力损失,翅片式换热器冷凝温度一般比压缩机冷凝温度低0.5~1.0℃。

2.3 板式换热器的选择

板式换热器具有换热效率高、安装体积小等优点,常用于涡旋压缩机制冷系统。在本文中,我们将主要向您展示在涡旋压缩机制冷系统中用作蒸发器时如何选择。

随着板式换热器技术的发展,市场上板式换热器品牌越来越多,但通常每个品牌都有相应的软件可供选择。对于不同的品牌选择软件,您只需要做出以下决定:

(1)入口水温;

(2) 出水温度;

(3) 蒸发温度;

(4) 过热;

(5)水侧压降意味着您可以选择合适的板式换热器型号。

经验表明,进水温度一般为12℃,出水温度为7℃,蒸发温度为3℃,过热度为3℃,水侧压力损失为30~30℃。 50千帕。在设计节能制冷系统时,蒸发温度通常要提高 0.5 到 1.0°C。而且,虽然不同品牌的板式换热器内部结构差异很大,但不同的板式换热器单位面积的热交换量基本为12.5-15.5kW/m2。这个经验值就是软件选择结果的准确性。

2.4 节流膨胀阀选型

在中央空调制冷系统中,常用的节流膨胀阀一般有电子膨胀阀和热力膨胀阀两种。目前市场上的每个膨胀阀制造商都有选择膨胀阀的样本数据。预先确定的设计参数可以轻松地从样本数据中选择合适的膨胀阀型号。对于不同的膨胀阀品牌和膨胀阀型号,选型所需的设计参数是相同的。

2.4.1 选择参数

膨胀阀选型过程所需的设计参数如下:

(1) 使用的制冷剂类型:R410A;

(2)冷凝温度Tc(℃):压缩机排气口的饱和冷凝温度,通常为50℃。

(3)蒸发温度Te(℃):压缩机吸气口的饱和蒸发温度,通常为2.5℃。

(4) 额定冷量上限(kW):机组在额定冷量条件下的热交换量。

(5)压降△PH(bar):压缩机排气口与膨胀阀入口之间管路中的压降。通常为 0.6 巴。

(6)压力损失△PL(bar):膨胀阀出口与压缩机进气口之间管路的压力损失,通常为0.8bar。

(7)压力损失△H(m):冷凝器的高度减去膨胀阀的高度(本文所述系统的情况下,蒸发器与膨胀阀的高度差比较小。典型压降为 0.1 bar/m。

(8)阀门温度Tl(℃):膨胀阀入口处的制冷剂温度等于翅片冷凝器的冷凝温度减去过冷度,通常为44~44.5℃。

2.4.2 选择方法

选择膨胀阀的方法如下。

(1)根据蒸发温度Te和冷凝温度Tc,得到试样压缩机吸入口和排出口的压头△PC(bar)。

(2)按以下公式计算膨胀阀前后压力损失△PV(bar)。

△ PV = △ PC- △ PH- △ PL + 0.1 × △ H

(3)根据阀前温度Tl,得到机组额定制冷量对试样的修正系数Cf(额定制冷工况下Cf通常为0.9),计算当量制冷量。膨胀阀容量 C (kW) = 1.25 x Cf x Cap (kW)。

(4)根据蒸发器的蒸发温度和△PV,样品具有制冷量为C的膨胀阀。该阀是本次选型所需的膨胀阀。

3、系统管径设计

这篇文章的前半部分将主要向您展示如何选择冷冻系统的四个主要组件,但是在选择组件后,创建一个直径以确保组件可以根据设计的参数成功使用。需要这样做.元件之间采用适当的铜管连接。在本文的后面,我们将主要向您展示如何设计各个组件之间的系统管道的直径。

3.1 压缩机排气管

压缩机排气管指向图1中的a管。该管道的直径主要由压缩机排出的气态制冷剂的流量决定。根据经验,排气管中的气体制冷剂流量一般设计为10-12m/s。过多的气态制冷剂流量会增加管道阻力,增加运输气体功率损失,并降低系统性能。如果气态制冷剂的流量过低,制冷剂流动的动能就会不足。无法完成稳定的制冷系统循环。

在压缩机选型过程中,软件计算制冷剂的质量流量。一旦确定了制冷剂流量,就可以使用质量流量与制冷剂密度和速度之间的关系来计算管道直径。它会显示在软件中。制冷剂流量请选择制冷剂流量接近10~12m/s的管径。

3.2 压缩机吸入管

压缩机的排气管是指图1中的d管。根据经验,吸入管内气体制冷剂的流速一般设计为12~15m/s。过多的气态制冷剂流量会增加系统管道的阻力并降低系统性能。如果气态制冷剂的流量过低,系统中的油就会下降。请勿将其放回压缩机中。其中,管径的计算方法与前面介绍的压缩机排气管的方法相同。

3.3 膨胀阀前液管

膨胀阀前的液管是指图1中的b管。经验表明,膨胀阀前液管中液体制冷剂的流量一般设计为1.2-1.5m/s。同样,过多的液体制冷剂流量会增加系统管道的阻力并降低系统性能。如果制冷剂的流量过低,则粘附在管道内壁上的油无法返回压缩机。其中,管径的计算方法与前面介绍的压缩机排气管的方法相同。

3.4 膨胀阀后的液管

膨胀阀后的液管是指图1中的c管。经验表明,如果制冷系统是单制冷系统,则阀后的液管直径会比阀前的液管直径大一级。这是因为制冷剂被节流,阀后的气液混合制冷剂量增加。 如果制冷系统是热泵系统,即制冷或制热系统,阀后的液管直径为通用。它的设计与以前的阀门相同。