制冷畢業(yè)設計開題報告
開題報告包括綜述、關鍵技術、可行性分析和時間安排等四個方面 。由于開題報告是用文字體現(xiàn)的論文總構想,因而篇幅不必過大,但要把計劃研究的課題、如何研究、理論適用等主要問題寫清楚。開題報告一般為表格式,它把要報告的每一項內(nèi)容轉換成相應的欄目,這樣做,既避免遺漏;又便于評審者一目了然,把握要點。下面我們來了解一下制冷專業(yè)的開題報告吧。
設計(論文)題目:制冷與空調系統(tǒng)設計
一、設計(論文)選題依據(jù)(選題的目的和意義)
空調作為眾多電子產(chǎn)品之一,在現(xiàn)代人民生活中的作用是明顯的。提高人居環(huán)境水平成為當今社會關注的問題,特別是2003年“非典”事件后,人們不但要關心室內(nèi)空氣環(huán)境的改善、而且也要關心城市、特別是小區(qū)空氣環(huán)境的改善,這些均對家用空調寄予厚望。因此,中國作為一個有13億人口的市場,無疑這個市場所蘊含的消費需求是巨大的。經(jīng)過十幾年的發(fā)展,中國家電行業(yè)逐漸形成了完善的產(chǎn)業(yè)鏈和相關體系,家電制造、家電消費市場等相關產(chǎn)業(yè)鏈的不斷發(fā)展,是的家電行業(yè)在促進國民經(jīng)濟發(fā)展、促進GDP健康可持續(xù)性發(fā)展環(huán)節(jié)都起到了重要作用,家電行業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟的支柱性行業(yè),成為中國經(jīng)濟實現(xiàn)可持續(xù)性、健康增長的中堅力量。而家用空調作為主導產(chǎn)品之一,在其中發(fā)揮著不可估量的作用。
二、文獻綜述
1、國外發(fā)展慨況
被稱為制冷之父的美國發(fā)明家于1902年設計并安裝了第一部空調系統(tǒng)。 直到1924年,首先安裝了三臺中央空調,此舉大大成功,涼爽的環(huán)境使得人們的消費意欲大增,自此,空調成為商家吸引顧客的有力工具,空調為人們服務的時代,正式來臨了。
在二十世紀六,七十年代,美國率先研制出風冷式冷水機。
在空調歷史中,美國已經(jīng)發(fā)展和改進了有風管的中央單元式系統(tǒng)。同時,無風管的SRAC和SPAC自70年代起在有別于美國市場的動力下在日本得到發(fā)展和改進。之后,設備設計和制造技術在90年代被轉讓到中國,這是通過與當?shù)毓?包括主要元件如壓縮機、熱交換器、電動機、精細閥和電子控制器的本地制造商)組成的合資公司進行的。在90年代中國也從其它先進國家吸收了較大型空調設備的先進高新技術,并與多數(shù)是美國的大公司組成合資企業(yè)。現(xiàn)今中國主要工廠和合資企業(yè)制造了大量SRAC和SPAC以滿足增長的國內(nèi)市場和出口需要。日本過去幾年在把SRAC和SPAC機組出口到中國、歐洲和中東以建立新的市場。但是中國現(xiàn)今已是最大的空調出口國,在2001年出口的WRAC,SRAC和SPAC機組總數(shù)達500萬臺,2002年預計有750或800萬臺機組出口,而日本正在失去出口的地位。
2、國內(nèi)發(fā)展慨況
20世紀80年代中國空調市場是進口機一統(tǒng)天下,甚至在1991-1995年,進口機仍然占據(jù)著舉足輕重的作用,進口機為中國家用空調行業(yè)的發(fā)展起到了啟蒙作用,許多國產(chǎn)品牌的生產(chǎn)就是引進配件加以組裝,這種啟蒙作用也包括對我國家用空調器產(chǎn)品室內(nèi)機外觀的改變。90年代中期,我國開始開發(fā)家用空調產(chǎn)品。
隨著入世的承諾逐步實現(xiàn),我國對電子產(chǎn)品的政策扶持,國內(nèi)市場前景廣闊,社會購買力的不斷增強,給電子企業(yè)提供了發(fā)展的機遇,同時也加劇了行業(yè)的競爭。
2008年1-10月,中國空調工業(yè)企業(yè)實現(xiàn)累計工業(yè)總產(chǎn)值143,283,146千元;實現(xiàn)累計產(chǎn)品銷售收入151,410,493千元;實現(xiàn)累計利潤總額5,165,862千元。
研究主要內(nèi)容及要求
空調對于滿足人們對某一特定空間內(nèi)空氣的溫度、濕度及新風量等要求,提高人體舒適性和人們的工作效率具有重要意義。本設計為XXXX制冷與空調系統(tǒng)設計。該建筑總面積約XXXXm2,該樓坐北朝南,地上X層,地下X層,建筑總高度為X米。地下室為設備機房和車庫,地上建筑的主要功能為辦公等。要求實現(xiàn)夏季制冷。
該建筑水、電、氣源資料如下:
水源:有市政給排水管線接入,水源較充足。
電源:有380V和220V電源,用電容量能夠滿足要求。
氣源:設有天然氣管道,天然氣低位熱值為19000kJ/Nm3,且供應量充足。
本設計的主要內(nèi)容包括:
空調負荷計算;
根據(jù)建筑物使用功能和特點及周圍水、電、熱、氣源等基礎資料,確定整個建筑的空調設計方案;
空調系統(tǒng)的風量及空調房間的氣流組織計算;
確定空氣處理方案,計算空氣處理過程,選擇相關設備;
布置空調系統(tǒng),進行水力計算,選擇相關設備;
確定制冷方式,選擇制冷劑,并進行制冷循環(huán)計算;
進行冷凝器和蒸發(fā)器等換熱設備的計算和設計;
進行壓縮機和節(jié)流機構等設備的選型,并確定制冷劑的充灌量;
工程圖紙繪制及相關說明;
設計方案分析。
三、方案論證
1、流程選擇
單級壓縮蒸汽制冷循環(huán) 單機壓縮蒸汽制冷機是指將制冷劑經(jīng)過一級壓縮從蒸發(fā)壓力壓縮到冷凝壓力的制冷機?照{器和中央空調用的冷水機組大都采用單級壓縮蒸汽壓縮制冷機。單級壓縮蒸汽制冷機一般可用來制取-40℃以上的低溫。
兩級壓縮蒸汽制冷循環(huán) 就會制冷劑氣體從蒸發(fā)壓力提高到冷凝壓力的過程分兩個階段(先經(jīng)低壓級壓縮到中間壓力,中間壓力下的氣體經(jīng)過中間冷卻后再到高壓級進一步壓縮到冷凝壓力)的制冷循環(huán)。相比較于單級壓縮蒸汽制冷循環(huán),其可以獲取-60℃以上的低溫。
復疊式制冷循環(huán) 要獲得-60℃以下的低溫,應該采用復疊式制冷循環(huán)。所謂的復疊式制冷循環(huán),就是將所要求達到低溫的總溫差分割成兩段或若干段,每段選用性質相宜的制冷循環(huán),即:用中溫制冷劑循環(huán)承擔高溫段制冷,用低溫制冷劑循環(huán)承擔低溫區(qū)段制冷。
吸收式制冷循環(huán) 吸收式制冷機的工作過程是有兩種或兩種以上單純物質組成的溶液所進行的正循環(huán)與逆循環(huán)來實現(xiàn)。將吸收式制冷機和壓縮式制冷機相比較,可知吸收式制冷機就是利用吸收劑在低溫下吸收大量的低壓制冷劑蒸汽,而又在高溫下將其析出這一溶液熱力特性來完成相當于壓縮式制冷循環(huán)中的蒸汽壓縮過程。
結論:選用(1)單級壓縮蒸汽制冷循環(huán)
2、冷凝器的選擇
冷凝器按冷卻方式可分為三類:水冷式冷凝器、空氣冷卻式冷凝器、蒸發(fā)式冷凝器。
。1)水冷式冷凝器 用水作為冷卻介質帶走制冷劑冷凝時放出的熱量。因冷卻水大多數(shù)含有鈣、鎂離子。當冷卻水流經(jīng)金屬表面時,有碳酸鹽的生成。另外,溶解在冷卻水中的氧還會造成金屬腐蝕,形成鐵銹。由于銹垢的產(chǎn)生,換熱效果下降。(注:冷凝溫度35℃~38℃)
。2)空氣冷卻式冷凝器 以空氣為冷卻介質,制冷劑在管內(nèi)冷凝,空氣在管外流動,吸收管內(nèi)制冷劑蒸汽放出的熱量。傳熱系數(shù)比較小,冷凝溫度比較高,是冷凝壓力升高,制冷機效率降低。自然對流式冷凝器傳熱效果差,只用在電冰箱或微型制冷機中。使用方便,尤其適用于缺水地區(qū),在小型制冷裝置(特別是家用空調)中得到廣泛運用。(注:冷凝溫度35℃~38℃)
(3)蒸發(fā)式冷凝器 以水和空氣作為冷卻介質。由于蒸發(fā)式冷凝器高效率地利用蒸發(fā)式冷卻換熱方式,所以能有效地減少換熱面積、風扇的數(shù)量和風機電機功耗。 冷凝溫度在濕球設計溫度8.3℃以內(nèi)是非常實際和經(jīng)濟的,并且比風冷式冷凝器系統(tǒng)節(jié)省30%的功耗,風機的功率與冷卻塔/冷凝器系統(tǒng)的風機消耗的功率相當,并且大約是相同規(guī)格的風冷式冷凝器風機功率的1/3。系統(tǒng)的高強度的蒸發(fā),使得蒸發(fā)式冷凝器比其它類型冷凝器更易結水垢,目前還沒有理想的除垢方法。(注:冷凝溫度28℃~32℃)
結論:選用空氣冷卻式冷凝器,采用翅片管簇式,制冷劑在管內(nèi)直接蒸發(fā),強制通風的空冷冷凝器
3.蒸發(fā)器的選擇
蒸發(fā)器按其冷卻介質不同分為:
。1)冷卻液體載冷劑的蒸發(fā)器。用于冷卻液體載冷劑——水、鹽水或乙二醇水溶液等。這類蒸發(fā)器常用的有臥式蒸發(fā)器、立管式蒸發(fā)器和螺旋管式蒸發(fā)器等。
(2)冷卻空氣的蒸發(fā)器。這類蒸發(fā)器有冷卻排管和冷風機。其中冷卻自由運動空氣的蒸發(fā)器由于被冷卻空氣呈自由運動狀態(tài),其傳熱系數(shù)較低,所以一般運用于冷藏庫和低溫試驗裝置中;而冷卻強制流動空氣的蒸發(fā)器多用于空氣調節(jié)裝置、大型冷藏庫、以及大型低溫環(huán)境試驗場合。
按供液方式不同分為:
。1)滿液式蒸發(fā)器中,液體制冷劑經(jīng)過節(jié)流裝置進人蒸發(fā)器,蒸發(fā)器內(nèi)的液位保持一定。蒸發(fā)器內(nèi)的傳熱管浸沒在制冷劑液體中。吸熱蒸發(fā)后的氣液混合物中仍含有大量液體,故從蒸發(fā)器內(nèi)逸出的濕蒸氣經(jīng)氣液分離后再回壓縮機。由于制冷劑與傳熱面充分接觸,具有較大的傳熱系數(shù)。但不足之處是制冷劑充注量大,液柱靜壓會給蒸發(fā)溫度照成不良影響。
。2)干式蒸發(fā)器這種蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的充注量只需滿液式的1/2~l/3或更少,故稱之為“干式蒸發(fā)器”。制冷劑在管內(nèi)流動,而載冷劑在管外流動。節(jié)流后的制冷劑液體從一側端蓋的下部進入蒸發(fā)器,經(jīng)過幾個流程后從端蓋的上部引出,制冷劑在管內(nèi)隨著流動而不斷蒸發(fā),所以壁面有一部分為蒸氣所占有,因此,它的傳熱效果不如滿液式。但是它無液柱對蒸發(fā)溫度的影響,且由于制冷劑流速較高,則回油較好。此外,由于管外充入的是大量的載冷劑,從而減緩了凍結的危險。
結論:選用冷卻空氣的干式蒸發(fā)器中的冷卻強制流動空氣的蒸發(fā)器,采用翅片管簇式,制冷劑在管內(nèi)直接蒸發(fā)。
4、制冷劑的選擇
。╝). R134a 是被廣泛運用的中溫制冷劑,沸點為-26.26℃,凝固點為-96.6℃;應用于中等蒸發(fā)溫度和低蒸發(fā)溫度的制冷系統(tǒng)中。R134a無色,不燃燒也不爆炸、毒性很小是一種很安全的制冷劑,但空氣中含量(體積分數(shù))超過80%時會引起人的窒息。
。╞). R22 不燃燒也不爆炸,其毒性小,但仍然是安全的'中溫制冷劑。在相同的蒸發(fā)溫度和冷凝溫度下,R22比R134a的壓力要高65%左右。R22在標準大氣壓力下的對應蒸發(fā)溫度為-40.8℃,凝固點為-160℃。常溫下冷凝壓力和單位容積制冷量與氨差不多,比R134a要大,壓縮終溫介于氨和R134a之間,能制取的最低蒸發(fā)溫度約為-40.8℃
。╟).R410A:是一種新型環(huán)保制冷劑,工作壓力為普通R22空調的1.6倍左右,制冷(暖)效率更高。 提高空調性能,不破壞臭氧層。R410A新冷媒由兩種的混合物而成,主要有氫,氟和碳元素組成,具有穩(wěn)定,無毒,性能優(yōu)越等特點。R410A是目前為止國際公認的用來替代R22最合適的冷媒,并在歐美,日本等國家得到普及。R410A替換在主要國際市場的全球趨勢及展望的使用狀況和進入國際市場的動態(tài)。
結論: 選擇R22制冷劑
5、節(jié)流裝置的選擇
節(jié)流機構(1)手動節(jié)流閥因需要頻繁操作,工況穩(wěn)定性差,發(fā)生故障幾率較大。(2)浮球式節(jié)流機構因受工作壓力影響有高壓浮球閥和低壓浮球閥兩種:高壓浮球閥安裝在高壓液體管路上用來保持冷凝器或貯液器的液位,從而間接地調節(jié)蒸發(fā)器的供液量;低壓浮球閥則宜用于大容量制冷裝置。浮球式節(jié)流機構適用中型及大型氨制冷裝置。(3)熱力膨脹閥 屬于自動膨脹閥,又稱熱力調節(jié)閥或感溫調節(jié)閥。它是利用蒸發(fā)器出口制冷劑蒸汽的過熱度調節(jié)閥孔開度以調節(jié)供液量的,故適用于沒有自由液面的蒸發(fā)器,它主要適用于氟利昂制冷系統(tǒng)及中間冷卻器的供液量調節(jié)。而大量的中小型氟利昂制冷裝置普遍使用熱力膨脹閥、(4)電子脈沖式膨脹閥 由壓縮機變頻脈沖控制閥孔開度,向蒸發(fā)器提供與壓縮機變頻條件相適應的制冷量,時刻保持在蒸發(fā)器和壓縮機之間的能量和質量的平衡性,滿足高舒適空氣調節(jié)器。(5)毛細管、恒壓膨脹閥、節(jié)流短管及節(jié)流孔等,一般在工況比較穩(wěn)定的小型制冷裝置中使用。它具有結構簡單、維護方便的特點。
結論:選用(5)毛細管
6、壓縮機的選擇
往復式制冷壓縮機:零部件多、轉速受限制。間歇式吸排氣,管道氣脈流動。
滾動轉子式制冷壓縮機:零部件少,尺寸緊湊,重量輕,效率對磨損和間隙敏感。冷卻和潤滑系統(tǒng)完善,使其在小型制冷系統(tǒng)中具有很大的優(yōu)越性,被廣泛用于家用空調。
渦旋是制冷壓縮機:一種新型容積式壓縮機,以其效率高、體積小、重量輕、噪聲低、結構簡單且運轉平穩(wěn)。廣泛用于各類空調和制冷機組中。
螺桿式制冷壓縮機:一種高速回轉的容積式壓縮機,具有體積小、重量輕、運轉平穩(wěn)、易損件少、效率高、單級壓力比大、能量無級調節(jié)。
離心式制冷壓縮機:多應用于1000—4500kw容量以上的中型、大型制冷系統(tǒng)。
結論:滾動轉子式制冷壓縮機
四、設計(論文)工作的進度安排
1、熟悉原始資料,查閱文獻,翻譯外文,撰寫并提交開題報告 2月25日─3月10 日2周
2、完成空調冷負荷計算,并確定空調設計方案 3月11 日──3月17日1周
3、空調系統(tǒng)的風量及空調房間的氣流組織計算 3月18日──3月24日1周
4、確定空氣處理方案,計算空氣處理過程,選擇相關設備3月25日──3月31日1周
5、布置空調系統(tǒng),進行水力計算,選擇相關設備 4月22日──4月28 日1周
6、確定制冷方式,選擇制冷劑,并進行制冷循環(huán)計算 4月29 日──5月5日1周
7、進行冷凝器和蒸發(fā)器等換熱設備的計算和設計 5月6日──5月19日2周
8、進行壓縮機和節(jié)流機構等設備選型,并確定制冷劑的充灌量5月20日─5月26日1周
9、工程圖紙繪制及設計方案分析 5月27日──6月9日2周
10、整理全部設計成果,準備答辯 6月10日──6月22日2周
五、指導老師意見
指導老師(簽名):
年 月 日
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